VoIP H.323 x SIP. Conteúdo. Daniel Moutinho Pataca (0 19) cpqd.com..com.br/lip/ Introdução H.

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1 VoIP x SIP Daniel Moutinho Pataca (0 19) cpqd.com..com.br cpqd.com..com.br/lip/ D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D Conteúdo Introdução SIP 2

2 Introdução Redes diferentes para serviços diferentes Rede Telefônica Rede de Dados Rede IP Atraso de transmissão baixo Classe de serviços Disponibilidade alta Disponibilidade alta Boa qualidade de serviço Suporte a SLA Segurança Atraso de transmissão variável Disponibilidade variável Qualidade de serviço best-efforts 3 Introdução Uma rede para vários serviços Rede pública de telecomunicações de próxima geração Disponibilidade alta Diferenciação de classe de serviço Qualidade de serviço para cada tipo de tráfego: voz vídeo acesso Internet dados privados etc... 4

3 Introdução Evolução das Redes 1990s Voz Servidor Voz e RI Servidor Servidor Servidor RI Frame Relay Gateway Rede Multimídia Integrada Dados Fonte: Ovum IP Servidor IP e Dados Servidor Servidor Servidor 5 Introdução As redes de próxima geração devem possuir as seguintes características: Rede única capaz de lidar com a comunicação de voz, vídeo e dados Transporte nativo de pacotes ou celulas e infraestrutura de comutação Elementos de controle de serviços flexível para permitir comunicação de voz e suporte para dados e QoS Mesma paridade para a voz como a RTPC em termos de características e qualidade 6

4 Motivadores para a convergência Acesso de banda larga (DSL, LMDS e Cable Modems Crescimento no tráfego de dados Introdução voz voz Comércio eletrônico dados dados vídeo Tecnologia wireless Redução do custo da largura de banda vídeo Voz sobre pacotes 7 Introdução Motivadores para a convergência (Cont.) Porcentagem do tráfego RTPC nos Estados Unidos (%) Voz Dados Ano Fonte: Bellcore 8

5 Introdução Motivadores para a convergência (Cont.) 1200 Crescimento do Tráfego a Crescimento Fonte: RHK Inc. Ano Internet Outros dados Voz 9 Introdução Motivadores da Convergência (Cont.) Tráfego Internet Dial-up em relação ao número total de minutos das chamadas (%) Alemanha (DT) 6% 1998 França (FT) 7,4% França Alemanha Noruega (Telenor) 18% Holanda UK UK (BT) 18% 1999 Outros paises Portugal (TP) 19,5% Fonte: OFTA Holanda (KPN) Suécia (Telia) 21% 38% 10

6 Introdução Motivadores da Convergência (Cont.) Largura de banda utilizada pela Internet entre regiões 152 Mbit/s Set./ Mbit/s USA & Canada Mbit/s Asia Pacifico 949 Mbit/s 170 Mbit/s Europa America Latina & Caribe Fonte: Telegeography Inc. Estados Arabes & Africa 63 Mbit/s 69 Mbit/s 11 Motivadores da Convergência (Cont.) Circuitos internacionais RTPC e Internet (mil) Introdução Circuitos RTPC 100 Internet Fonte: ITU adaptada do FCC 12

7 Introdução Motivadores da Convergência (Cont.) Circuitos internacionais RTPC e Internet (Cont.) 68% Internet RTPC 32% RTPC Internet 41% 59% Europa do leste 162K circuitos Asia 53K circuitos RTPC 54% 46% Internet América do Sul, 18K circuits Fonte: ITU adaptada do FCC 18% Internet RTPC 82% Caribe, 12K circuitos 13 Introdução Motivadores da Convergência (Cont.) Crescimento da competição nos serviços básicos % de paises com mercados competitivos, 1995 a Local Long distance International Fonte: ITU

8 Motivadores da Convergência Competição em serviços no mundo (1999) Introdução 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fonte: ITU Linhas privativas Monopolio Duopolio Competitivo Celular (digital) Cable TV ISPs 15 Introdução Motivadores da Convergência Mercado (exemplo) Número de usuários e minutos de chamadas da Dialpad Usuários registrados (milhões) 6 5 Usuários 4 minutos /10/99 22/11/99 10/12/99 12/01/00 04/04/00 Fonte: ITU adaptada da Dialpad Minutos de chamadas (milhões) 16

9 Introdução Motivadores da Convergência (Cont.) A competição intensa leva as operadoras a: Diferenciar seus serviços focando no IP Ofertar novos serviços rapidamente Se tornar mais orientado ao serviço Fornecer serviços garantidos atraves de um SLA Reduzir os custos (automatizando a rede e gerenciando o serviço) Escalonar o desempenho e a disponibilidade Considerar que o serviço de transporte se tornará uma commodity em futuro breve 17 Introdução Motivadores para as redes IP A rede unificada de próxima geração será multiserviço e baseada no IP O IP pode ser considerado o padrão global de facto para as redes de dados O número de nós IP, de desenvolvedores de software IP e do conteúdo baseado em IP faz do IP a clara escolha para a base das redes de próxima geração Padronização da infraestrutura Custos de manutenção reduzidos: um único time de suporte e manutenção Gerência centralizada 18

10 Introdução Motivadores para as redes IP (Cont.) O custo do roteamento de pacotes e células caiu dramaticamente e continua a cair com o declínio do custo de processamento (Gordon Moore Law) Redes de transmissão ótica de alta qualidade reduzem a necessidade de verificar a integridade dos pacotes em cada nó, o que reduz o atrazo, viabilizando o tráfego de voz 19 Introdução Passos para a migração: Criação de uma infraestrutura de transporte e comutação de pacotes (IP, ATM ou ambos) Migração gradual da planta do loop de cobre analógico para uma tecnologia de acesso de pacotes (último km) Desenvolvimento de controle de serviços flexível, aberto e independente do hardware 20

11 Introdução Motivadores da telefonia IP Rede única de telecomunicações (voz, vídeo e dados) Redução de custos Rede baseada no protocolo IP Explosão da demanda de serviços Internet Oferta mais rápida de novos serviços Gerenciamento centralizado Padronização da infraestrutura Crescimento do tráfego IP é muito maior do que o de voz e de outros tipos de dados 21 Introdução A transição da rede de circuito (RTPC) para a rede de pacote (IP) já se iniciou A telefonia IP continua embrionária Qual é o melhor protocolo para a transição? SIP MGCP H.248 (Megaco) 22

12 Introdução O e o H.248 são protocolos do ITU e o SIP e MGCP do IETF Os engenheiros com experiência na RTPC tendem a adotar o mais rapidamente que o SIP enquanto que os com experiência em redes IP tendem a adotar o SIP Existe um esforço do IETF e ITU em chegar a um protocolo de sinalização VoIP comum 23 Introdução Desafios para a telefonia IP Oferecer, na rede pública, serviços integrados baseados no IP é assegurar que usuários de telefonia da RTPC sejam acessados pelos usuários da rede de pacotes e vice versa Garantir a mesma qualidade de voz da rede de circuito na rede de pacote A RTPC utiliza sinalização baseada em pacotes (SS7), para o controle das chamadas e recursos, não relacionada aos padrões de sinalização do IP 24

13 Introdução Conjunto de recomendações do ITU-T para serviços multimeios em redes de pacotes que não oferecem QoS Pretende ser a solução para serviços multimeios na Internet e nas Intranets Sendo compatível, produtos e aplicações multimeios devem interoperar Relacionamento peer-to-peer ou distribuido Especificados vários serviços suplementares 25 Introdução Adotado inicialmente nas empresas, depois a Internet serviu como testbed no pior caso possível (meio de transporte baseado em pacotes e totalmente sem controle) Os documentos da especificam os protocolos, métodos e elementos de rede que são necessários para estabelecer as conexões multimídia ponto-a-ponto entre dois pontos terminais, mais conferência multimídia entre três ou mais usuários 26

14 Introdução As funções de processamento de chamadas do são divididas em três áreas básicas Registro com um gatekeeper utilizando o protocolo RAS Sinalização da chamada utilizando o H Troca das capacidades da mídia com roteamento do canal de mídia utilizando o H.245 Uso não obrigatório mas recomendado do GK para o controle do uso da largura de banda disponível 27 Introdução A filosofia do é a robustez do controle de chamadas em ambientes não robustos O TCP oferece uma configuração statefull para a sinalização de chamadas, mas adiciona restrições de desempenho que podem ser inaceitaveis para a telefonia WAN O GKs devem manter todas as conexões TCP ativas ao longo da duração da chamada Para se obter QoS a recomenda o uso do RSVP (RFC 2205) A monitoração da QoS pode ser conseguida com a ajuda do RTCP 28

15 Serviços Videoconferência Telefonia e Videotelefonia em Intranets e na Internet Ensino a distância Entretenimento Compras interativas 29 Versões Versão 1 - Framework for video conferencing in LAN (1996) Versão 2 - Added IP telephony, FAX, ATM (released February 1998) Versão 3 - Adding real-time FAX, gateway to gatekeeper (underway) As novas versões devem ser backward compatible 30

16 Stack de protocolos Audio Apps Video Apps Terminal control and management G.711 G.729 G RTP H.261 H.263 RTCP H RAS H Call signalling H.245 Control signalling T.120 Data UDP IP Enlace & Camada Física TCP 31 Stack de protocolos Protocolo H.225 RAS: Registro, Admissão e Status Protocolo entre endpoints (EPs: terminais e gateways) e gatekeepers (GK): determinação do GK, registro do EP, localização do EP, controle de admissão (signaling channel, UDP) Sinalização de chamada Para estabelecer a conexão (call signaling channel, TCP) entre dois EPs diretamente (direct call signaling) ou por meio do GK (GK routed call signaling). A decisão é do GK na fase RAS 32

17 Stack de protocolos Protocolos H.245, RTP e RTCP H.245: Sinalização de controle Para troca de mensagens de controle entre EPs: especificação de capacidade, controle de canais lógicos que transportam fluxos de informação e controle de fluxo RTP - Real Time Protocol Transporta dados de áudio e vídeo via UDP. Faz controle de sequência, marca tempo, etc. RTCP Real Time Control Protocol Monitora a entrega de dados de um modo escalavel até grandes redes multicast e fornece funcionalidades minimas de controle e identificação 33 Endereçamento & Tarifação Endereçamento Correspondência entre a recomendação E.164 e o endereçamento IP Tarifação Especificação do arquivo Call Detail Record (CDR) dos gateways 34

18 A familia H.32X Terminal Gatekeeper MCU Gateway Internet RTPC QoS LAN RDSI-FL RDSI-FE Terminal Terminal H.324 Terminal H.322 Terminal H.321 Terminal H Arquitetura Terminal Gatekeeper Gateway Wireless Roteador Terminal Roteador MCU Gateway RDSI Roteador Gateway Gateway RTPC Rede Corporativa 36

19 Elementos Terminais Gateways Gatekeepers Unidades de Controle Multiponto (MCU) 37 Terminais Terminais dos clientes, na rede de pacotes, com comunicação bi-direcional em tempo real Suportam: comunicação de voz vídeo e dados são opcionais 38

20 Gateway Função de translação entre um terminal e outro tipo de terminal (por ex. telefones na RTPC) Entre formatos de transmissão (H p/ H.221) Entre procedimentos de comunicação (H.245 p/ H.242) Entre codecs de áudio e vídeo Entre a sinalização de controle de chamada (Q.931 p/ H.225) e a sinalização de controle. Realiza o estabelecimento e finalização de chamadas no lado da rede de pacotes e do da rede de circuitos Conexão de computadores via RTPC usando modems 39 Gateway (Cont.) Processamento terminal Translação e transcodificação de protocolos Processamento terminal RTPC Rede IP RTPC Terminais 40

21 Gatekeeper Elemento mais importante da rede Ponto central de controle de todas as chamadas dentro de uma região Tradução de endereços entre os nomes associados dos terminais e gateways para endereços IP (especificados no RAS) Gerenciamento de largura de banda e controle de admissão Tipicamente um aplicativo implementado em um PC mas que pode ser integrado em um gateway ou terminal 41 Gatekeeper (Cont.) Funções obrigatórias Tradução de endereços Tradução de nomes associados para endereços de transporte utilizando tabelas Controle de admissão Controle de largura de banda Gerenciamento de região ( zone ) Autorização de acesso a LAN utilizando mensagens de solicitação de admissão, confirmação e rejeição (ARQ/ARC/ARJ). O acesso pode ser baseado em autorização de chamada, largura de banda ou algum outro critério Suporte a mensagens de solicitação de largura de banda, confirmação e rejeição (BRQ/BCF/BRJ). Isto pode ser baseado no gerenciamento de largura de banda O gatekeeper fornece as funções acima para os terminais, MCUs e gateways registrados dentro de sua região de controle 42

22 Gatekeeper (Cont.) Sinalização de controle de chamadas Autorização de chamadas Gerenciamento de largura de banda Gerenciamento de chamada Funções opcionais Em uma conferência ponto a ponto o gatekeeper pode processar sinais de controle de chamadas Q.931 O gatekeeper pode rejeitar, baseado na especificação Q.931, uma chamada a partir de um terminal. As razões para rejeição podem incluir acesso restrito a/ou de terminais ou gateways particulares ou acesso restrito durante certos períodos de tempo O gatekeeper pode rejeitar chamadas de um terminal se determinar que uma dada largura de banda não está disponível O gatekeeper pode manter uma lista de chamadas em encaminhamento de modo a indicar que um terminal chamado está ocupado ou fornece informações para as funções de gerenciamento de largura de banda. 43 Região (Zone) Terminal Gatekeeper MCU Terminal Terminal Gateway Gateway RTPC Internet Região RTPC 44

23 Multipoint Control Unit (MCU) Unidade lógica de suporte a conferência entre 3 ou mais usuários É composto de: Controlador multiponto (MC) - função obrigatória Processador multiponto (MP) - função optativa Terminal Terminal MCU Terminal Terminal 45 Modelos de sinalização Determina quais mensagens de protocolo passam pelo gatekeeper e quais são trocadas entre os pontos terminais Quanto maior for o número de mensagens que são roteadas pelo gatekeeper maior a carga e responsabilidade O gatekeeper possui um papel primordial na definição do modelo de sinalização A mídia nunca passa atraves da função gatekeeper 46

24 Modelos de sinalização (Cont.) Sinalização de chamada entre pontos terminais Gatekeeper Tradução de endereços Controle de admissão Controle de largura de banda (RAS) Terminal Sinalização de chamada (Q.931) Sinalização de controle (H.245) Streams de mídias (RTP) Gateway 47 Modelos de sinalização (Cont.) Gatekeeper roteia a sinalização de chamada (H.225/Q.931) Gatekeeper Tradução de endereços Controle de admissão Controle de largura de banda (RAS) Sinalização de chamada (Q.931) Terminal Sinalização de controle (H.245) Streams de mídias (RTP) Gateway 48

25 Modelos de sinalização (Cont.) Gatekeeper roteia a sinalização de chamada (H.225/Q H.245) Tradução de endereços Controle de admissão Controle de largura de banda (RAS) Sinalização de chamada (Q.931) Sinalização de controle (H.245) Gatekeeper Terminal Streams de mídias (RTP) Gateway 49 Chamada 1. Chamada dirigida ao gateway da RTPC 2. Gateway RTPC faz a autenticação no servidor de RAS 3. Gateway RTPC obtem do seu Gatekeeper, o IP do Gatekeeper do destino. 4. Gateway RTPC obtem do Gatekeeper do destino, o IP do Gateway RTPC do destino 5. Gateway RTPC inicia o estabelecimento com Gateway do destino 6. Gateway RTPC do destino envia mensagens de status 7. Gateway RTPC do destino chama o assinante B Servidor RAS Gateway 2 Gatekeeper A Gatekeeper B 1 Control Voice 7 6 Servidor RAS Gateway 50

26 Chamada (Cont.) Estabelecendo uma chamada entre o cliente A e B (GK roteia a sinalização de chamada) Descobrimento e registro com o gatekeeper - canal RAS Roteamento do setup de chamada entre os endpoints através do gatekeeper - Q.931 Sinalização de chamada Comunicações iniciais e informações de capacidades - H.245 controle de chamadas Estabelecimento dos serviços de comunicação/chamada multimídia - H.245 controle de chamadas Terminação de chamadas - H.245 controle de chamadas & Q.931 sinalização de chamadas 51 Chamada (Cont.) Descobrindo o gatekeeper (H RAS) O cliente transmite um pacote Multicast Gatekeeper Request (Quem é o meu gatekeeper?) O gatekeeper responde com um pacote gatekeeper confirmation ou com um pacote gatekeeper reject Registrando com o gatekeeper (H RAS) O cliente notifica o gatekeeper do seu endereço e aliases (nome associado) O cliente transmite para o gatekeeper um Registration Request O gatekeeper responde com um Registration Confirmation ou um Registration Rejection 52

27 Chamada (Cont.) Descobrimento e Registro Automat. (H RAS) Gateway 1 Gatekeeper GRK - GK Request GCF - GK Confirmation RRQ - Registration Request RCF - Registration Confirmation 53 Chamada (Cont.) Admissão de chamada (H RAS) O cliente A inicia o Admission Request (eu posso fazer esta chamada?); o pacote inclui a máxima largura de banda necessária para a chamada. O gatekeeper responde com o Admission Confirmation A largura de banda da chamada é confirmada ou reduzida. É fornecido o endereço do canal de sinalização da chamada do gatekeeper 54

28 Chamada (Cont.) Admissão de chamada (H RAS) (Cont.) Gateway 1 Gatekeeper ARK - Admission Request ACF - Admission Confirmation 55 Chamada (Cont.) Setup da chamada pelo GK (H.225/Q.931) O cliente A envia a mensagem do setup de chamada para o gatekeeper O gatekeeper roteia a mensagem para o cliente B Se o cliente B aceitar o gatekeeper inicia a o admission request Se a chamada é aceita pelo gatekeeper, o cliente B envia uma mensagem de conexão para o cliente A, especificando o canal de controle de chamada H.245, para a troca de informações de capacidades 56

29 Chamada (Cont.) Setup da chamada pelo GK (H Q.931) (Cont.) Gateway 1 Gatekeeper Gateway 2 H Q.931 H RAS H Q.931 Setup Call Proceeding Alerting Connect Setup Call Proceeding ARQ Admission Request ACF Admission Confirmation Alerting Connect 57 Chamada (Cont.) Informação das capacidades (H.245) Os clientes trocam informações de capacidades para a chamada com a mensagem Terminal Capability Set que descreve à habilidade de cada cliente transmitir streams de mídia (características do codec áudio/vídeo) Para uma conferência a determinação do MCU é negociada durante esta fase Após esta fase os clientes podem transmitir streams de mídia (são abertos canais de comunicação multimídia) 58

30 Chamada (Cont.) Informação das capacidades (H.245) (Cont.) Gateway 1 Gateway 2 MSD Determinação mestre/escravo Determinação mestre/escravo MSAck Acknowledge mestre/escravo Troca de capacidades MSDAck - Acknowledge mestre/escravo Terminal capability set Terminal capability set acknowledge 59 Chamada (Cont.) Estabelecendo uma comunicação multimídia Para abrir um canal lógico para a transmissão de streams de mídia o cliente que está chamando transmite uma mensagem Open Logical Channel (H.245) O cliente chamado responde com uma mensagem Open Logical Channel Acknowledgement (H.245) Os streams de mídia são transmitidos sobre um canal não confiável; as mensagens de controle são transmitidas por um canal confiável Assim que o canal é estabelecido tanto o cliente quanto o GK pode solicitar serviços de chamada (aumento ou diminuição da largura de banda da chamada) 60

31 Chamada (Cont.) Abertura de canal lógico (H.245) Gateway 1 Gateway 2 Open Logical Channel Open Logical Channel Acknowledge Open Logical Channel Open Logical Channel Acknowledge 61 Chamada (Cont.) Terminação da chamada Ambos os lados podem terminar a chamada. Assumindo-se que o cliente A termina a chamada O cliente A completa a transmissão da mídia e fecha os canais lógicos utilizados para transmitir mídia» O cliente A transmite o comando End Session (H.245)» O cliente B fecha os canias lógicos e transmite o comando End Session» O cliente A fecha o canal de controle H.245» Se o canal de sinalização permanecer aberto uma mensagem Release Complete (Q.931) é enviada entre os clientes para fechar este canal 62

32 Novas características da versão 2 do H segurança e autenticação (passwords para registro com os gatekeepers) H.450.x - serviços suplementares tais como transferência e redirecionamento de chamadas Setup rápido de chamadas: Contorna algumas mensagens de setup Triggered by Q.931 Fast Start message that contains basic capabilities 63 Futuro da Comunicação entre Gatekeepers O padrão atual não fornece um modelo entre regiões que escale bem em grandes redes Estão sendo discutidos novos protocolos para a comunicação entre gatekeepers que permitirão os gatekeepers localizarem eficientemente uns aos outros para o roteamento de chamadas com endereços não locais Foram propostos modelos hierarquicos Isto é crítico para a interoperabilidade entre os provedores de serviço VoIP 64

33 SIP Histórico 1996 Componente da série de utilitários e protocolos do MBONE 1998 Finalização da especificação 1999 Aprovação pelo IETF em março da RFC Testes de interoperabilidade 2000 Início do uso e venda de produtos 65 SIP Características O Session Initiation Protocol (SIP) é um protocolo de camada de aplicação desenvolvido pelo grupo de trabalho Multiparty Multimedia Session Control (MMUSIC) do IETF Projetado originalmente para conferências multicast multimídia com pouca coordenação e controle dos membros Utilizado para estabelecer, modificar e terminar sessões multimídia, fornecendo os meios para o endereçamento e a localização dos membros 66

34 SIP Características Desenvolvido com as seguintes considerações: Escalabilidade Uso na Internet Reuso de componentes MIME, URLs e SDP (integração com outras aplicações IP tais como: web e Flexibilidade Não é um sistema completo para a telefonia na Internet. Não dita uma arquitetura, forma de uso ou cenário de utilização Interoperabilidade 67 SIP Características Fornece as condições para a utilização de outros protocolos com outras finalidades Segurança Autenticação Descrição das mídias (SDP RFC 2327) Bilhetagem (Remote Authentication Dial-In User Service (RADIUS) Informação do estado da sessão (RSVP) 68

35 SIP Características Menos conhecido e mais simples que o Utiliza elementos comuns da Internet tais como: MIME Domain Name System (DNS) Scripts do tipo utilizado na web Endereçamento do estilo do (URLs) Protocolo mais robusto Relacionamento peer-to-peer ou distribuido 69 SIP Características Integração de comunicações multimídia com: a web, , instant messaging e jogos online Serviços de voz mais sofisticados Fornece os elementos de protocolo necessários para fornecer serviços tais como: Call forwarding Call diversion Personal mobility Autenticação de chamador e chamado Negociação de capacidades do terminal Conferência multicast 70

36 SIP Elementos da rede Terminais Servidores Proxy Servidores de Redirecionamento Servidor de Localização Terminal Request Response Servidor Proxy Resolução de Endereços Request Response Terminal 71 Elementos da Rede Terminais A funcionalidade de um terminal SIP é similar a de um terminal Os terminais podem ser: Telefones LAN Computadores Gateway interfaceados com a RTPC SIP 72

37 SIP Elementos da Rede Servidores O servidor SIP fornece um ponto único de acesso para localizar usuários, mapear nomes amigaveis em endereços roteaveis, rotear mensagens de sinalização e solicitações de redirecionamento entre terminais O servidor SIP possui algumas das funcionalidades de um gatekeeper A adição de servidores SIP separados na rede IP fornece uma maior escalabilidade 73 SIP Elementos da Rede (Cont.) Servidores (Cont.) Existem dois tipos de servidores SIP: Proxy no modelo proxy o servidor é o único ponto de contato que um terminal possui para as mensagens de sinalização Redirecionamento neste modelo o servidor deixa o terminal chamador conhecer a localização do terminal chamado permitindo a troca de sinalização entre eles 74

38 Elementos da Rede (Cont.) Servidores (Cont.) Podem ser implementadas nos servidores algumas funções simples de autenticação, mas a melhor localização para as funções de segurança é nos terminais ou firewalls As chamadas não necessitam passar por qualquer servidor e não existe o conceito de zonas SIP 75 SIP Operação O SIP estabelece, modifica e termina seções Estabelecer uma seção requer: Determinar a localização, em um dado momento, do usuário chamado Tom de chamada Descrição da seção (MIME SDP) Resposta ao convite de estabelecimento de uma seção (aceite, rejeição, etc.) Modificar uma seção requer: Reiniciar a seção com parâmetros modificados (inclusão e remoção de mídia, mudança de codecs, etc.) 76

39 SIP Operação (Cont.) O SIP é um protocolo cliente/servidor Baseado no paradigma solicitação/resposta. Os clientes transmitem solicitações e os servidores retornam respostas Uma única chamada pode envolver vários clientes e servidores No lado do usuário, o cliente tanto pode gerar quanto receber requests o que significa que em um terminal tem-se o protocolo cliente (user agent client [UAC]) e o protocolo servidor (user agent server [UAS]) 77 Operação Modelo mais simples de operação SIP no qual dois terminais se comunicam diretamente SIP Terminal 1. Invite 2. Invite Terminal 4. OK 5. Ack Rede IP 3. OK 6. Ack 7. Dados áudio/vídeo 7. Dados áudio/vídeo 78

40 Operação (Cont.) Estrutura das mensagens Utilizam Hyper Text Markup Language (HTML) Baseadas no Hyper Text Transfer Protocol HTTP (RFC 2068 para sintaxe e semântica) Como no HTML as solicitações dos clientes chamam métodos no servidor SIP 79 SIP Operação (Cont.) As mensagens consistem de: Uma linha inicial especificando o método e o protocolo Um dado número de campos de cabeçalho que especificam as propriedades da chamada e informações de serviço Um corpo opcional que pode conter um descrição da seção 80

41 SIP Operação (Cont.) Dois tipos de mensagens Request contém métodos que indicam a ação solicitada Response indica a saída do método 81 SIP Operação (Cont.) Seis métodos foram definidos para o request Invite convida um usuário a participar de uma chamada e estabelece uma nova conexão. Identifica e localiza um usuário específico e pode conter as capacidades Bye termina uma conexão Options envia informações sobre capacidades suportadas Ack indica que um invite foi aceito Cancel termina uma procura por um usuário Register informa a localização do usuário ao servidor. No start up é enviada como uma mensagem multicast 82

42 SIP Operação (Cont.) A mensagem response é baseada na estrutura do HTTP 1.0 Existem seis tipos de mensagens response 1xx Progress 2xx Successful Request 3xx Redirection 4xx Incorrect Request 5xx Server Failure 6xx Global Failure 83 SIP Operação (Cont.) Modo Proxi Servidor de Terminal Servidor Proxy Localização register register address 200 (ok) address registered invite retrieve address address(s) resolve address 183 (progress) network address invite 200 (ok) 200 (ok) ack ack media stream bye bye DNS Terminal 84

43 SIP Operação (Cont.) Modo Redirecionamento Servidor de Servidor de Terminal Redicionamento Localização DNS register register address 200 (ok) address registered invite retrieve address address(s) resolve address network address invite ack media stream bye Terminal 200 (ok) 85 SIP Arquitetura (Cont.) O SIP fornece os elementos básicos de telefonia: Setup de estabelecimento e terminação de chamadas Configuração de chamada Transferência de dados O SIP pode rodar sobre qualquer datagrama ou protocolo stream tais como: UDP, TCP, ATM e frame relay Os streams de áudio e vídeo são transportados utilizando o Real-time Transport Protocol (RTP) sobre UDP. 86

44 SIP Arquitetura (Cont.) Clientes mais simples implementados sobre UDP Um conexão TCP é aberta somente se uma conexão UDP não puder ser estabelecida Transporte confiável é obtido repetindo-se os request a cada meio segundo até receber uma resposta As mensagens de sinalização de chamada podem ser transportadas sobre UDP ou TCP sendo o UDP o método preferido devido ao melhor desempenho e escalabilidade 87 SIP Arquitetura (Cont.) A funcionalidade está concentrada na sinalização Inclui sinalização básica de chamada, localização de usuário e registro Possui uma arquitetura modular onde diferentes funções são executadas por diferentes protocolos 88

45 SIP Arquitetura (Cont.) Existem duas maneiras básicas para localizar e participar de sessões multimídia Anúncio As sessões podem ser anunciadas por , newsgroups, páginas web e anúncios multicast usando o Sessions Announcement Protocol (SAP) Convite O usuário é convidado a participar de uma sessão usando-se o Session Initiation Protocol (SIP) Tanto o SAP quanto o SIP utilizam o Session Description Protocol (SDP) para descrever a sessão em termos de tempo, capacidades da mídia, etc 89 SIP Endereçamento Baseado no SIP Uniform Resource Locater (URL) para a integração com os serviços da Internet IP A URL identifica um ponto terminal e um serviço(s) Obtém-se, pela nomeação dos pontos terminais, uma estrutura hierárquica organizacional 90

46 SIP Endereçamento O IETF ENUM WG (Telephone Number Resolution Working Group) está trabalhando para resolver o problema de mapear números telefônicos em URLs SIP O plano do ENUM é colocar os números de telefone no DNS da Internet O IETF IPTEL WG (IP Telephony Working Group) está desenvolvendo o protocolo TRIP (Telephony Routing over IP) para a troca de rotas entre os provedores de serviço 91 SIP Arquitetura Sinalização Qualidade de Serviço Transporte de mídia SIP RSVP RTSP RTCP H.261, MPEG,... RTP TCP UDP PPP SDH AAL3/4 ATM AAL5 IPv4, IPv6 PPP Ethernet V.34 92

47 SIP Segurança Possui mecanismos de segurança similares ao do HTTP É utilizado o SDP para a transmissão das chaves de criptografia da mídia O SIP pode usar qualquer camada de transporte ou mecanismo de segurança do HTTP tal como Secure Shell (SSH) ou Secure-HTTP 93 SIP Comparação x SIP SIP Sinalização Comutação de circuitos HTTP/Internet Padrão Complexo e pesado Simples e leve Interoperabilidade Difícil Mais fácil Controle (bilhetagem, autenticação e recursos da rede) Escalabilidade Mercado Maior Menor LANs e Operadoras Menor Maior ISPs 94

48 MGCP Introdução O Media Gateway Control Protocol (MGCP) é um protocolo desenvolvido pelo IETF (RFC 2705) Protocolo de controle de conexão Conjunção dos protocolos Simple Gateway Control Protocol (SGCP), proposto pelo Bellcore, e do IP Device Control Protocol (IPDC), proposto pela Level 3 A ênfase do MGCP é a simplicidade, disponibilidade e baixo custo 95 MGCP Introdução (Cont.) Separa as funções de processamento de chamadas, baseadas em software, das funções de stream de mídia, baseadas em hardware As duas funções foram distribuídas entre um servidor de chamada (softswitch), que controla o processamento de chamadas, e um gateway de mídia, que processa o stream de voz IP Assume que os elementos de controle de chamada entram em sincronismo e enviam comandos coerentes para os gateways sob seu controle 96

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