UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA MAICON PEREIRA VIRGILIO PIERDONÁ VoIP COM UTILIZAÇÃO DO ASTERISK Palhoça 2009
MAICON PEREIRA VIRGILIO PIERDONÁ VoIP COM UTILIZAÇÃO DO ASTERISK Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Elétrica-Telemática da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Elétrica-Telemática. Orientador: Prof. Dr. Julibio David Ardigo Palhoça 2009
MAICON PEREIRA VIRGILIO PIERDONÁ VoIP COM UTILIZAÇÃO DO ASTERISK Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Elétrica-Telemática e aprovado em sua forma final pelo Curso de Graduação em Engenharia Elétrica-Telemática, da Universidade do Sul de Santa Catarina. Palhoça, 02 junho de 2009. Professor e orientador Julibio David Ardigo, Dr. Eng. Universidade do Sul de Santa Catarina Professor Fernando Cerutti, Dr. Universidade do Sul de Santa Catarina Professor Mario Gerson Miranda Magno Junior Msc. Universidade do Sul de Santa Catarina
Dedico este trabalho a todos os meus familiares e em especial à Simone Teresinha da Silva por ter me ajudado e dado apoio nos momentos difíceis desta jornada. Dedico também a todos os professores que nos deram acesso às informações coerentes utilizadas. (Maicon Pereira) Aos meus irmãos, vocês sempre estão comigo, nunca deixo de pensar em vocês, e faço uma dedicatória toda especial a uma pessoa que completa minha vida, obrigado Franciny Moraes Perego, por todo companheirismo e apoio nos momentos em que mais precisei. (Virgilio Pierdoná)
AGRADECIMENTOS Agradecemos a Job de Medeiros pelas diversas aulas e explicações relativas ao Asterisk tornado este trabalho possível, bem como ao Alexandre Grum pelas dúvidas sanadas. Um agradecimento muito especial as nossas namoradas, Simone Teresinha da Silva e Franciny Moraes Perego, por terem nos amparado nos momentos difíceis, tendo paciência e nunca nos deixando sós, dando seu apoio e fazendo tudo que estivesse ao seu alcance. Não podemos deixar de agradecer a Deus por tudo e a nossos familiares pois sem estes não estaríamos aqui.
(Albert Einstein). A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho original
RESUMO A tecnologia VoIP e sua rápida disseminação estão transformando o cenário mundial das telecomunicações. Na esteira destas mudanças surge um software em código aberto, o Asterisk, sobre o qual foi desenvolvido este trabalho, cujo foco é o desenvolvimento de uma metodologia para sua instalação e configuração. Para tal, são introduzidos conceitos fundamentais de Voz sobre IP e seus protocolos mais importantes, além dos princípios de digitalização e compressão de dados. Por fim, o Asterisk é abordado em detalhes, com seções dedicadas à arquitetura do programa, ao hardware disponível para incrementar suas funcionalidades, aos arquivos de configuração e planos de discagem. Palavras-chave: Asterisk. VoIP. Telecomunicações.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Arquitetura do Protocolo TCP/IP...19 Figura 2 - Distribuição na pilha de protocolos...24 Figura 3 - Cabeçalho RTP...27 Figura 4 - Seqüência da codificação da voz...43 Figura 5 - Esquema representativo da arquitetura do Asterisk...53 Figura 6 - Permissões utilizadas para geração de chamadas do Asterisk...55
LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Comparação entre os principais Codecs da tecnologia VoIP...44
LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Representação dos Codecs suportados pelo Asterisk...50 Tabela 2 - Representação da conversão dos Codecs...51 Tabela 3 - Configurações adotadas de particionamento do disco...57
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 13 1.1 OBJETIVOS... 14 1.1.1 Objetivo Geral... 14 1.1.2 Objetivos Específicos... 14 1.2 JUSTIFICATIVA... 14 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO... 15 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA... 16 2.1 HISTÓRICO DA TELEFONIA... 16 2.2 HISTÓRICO DAS REDES DE COMPUTADORES... 17 2.3 TCP/IP... 18 2.4 PROTOCOLO DE INTERNET... 20 2.5 H.323... 21 2.5.1 Identificação e descrição das funções dos elementos ativos do sistema... 22 2.5.2 Protocolos em pilha H.323... 24 2.6 RTP... 26 2.6.1 Controle de Gerenciamento RTCP... 28 2.6.2 Formatos de payload... 29 2.7 SIP... 29 2.7.1 Arquitetura SIP... 30 2.7.2 Arquitetura SIP Novos tipos de serviços... 32 2.7.3 O SIP no mercado atual... 32 2.8 RELACIONADO SIP E H.323... 33 2.8.1 Interoperabilidade com o H.323... 33 2.9 O SURGIMENTO DO VoIP... 34 2.10 DIFICULDADES NA UTILIZAÇÃO DO VOIP ATRAVÉS DA INTERNET... 35 2.11 QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)... 35 2.11.1 CONCEITOS DE QoS... 36 2.11.2 ARQUITETURA QoS... 36 2.11.3 NÍVEIS DE QoS... 37 2.11.4 CLASSES DE SERVIÇOS PRECEDÊNCIA IP... 38 2.11.5 PARÂMETROS DE REDE... 38 2.11.6 ATRASO DE PACOTE DE REDE... 38 2.11.7 JITTER... 39 2.11.8 PERDA DE PACOTES... 39 2.11.9 DESORDEM DOS PACOTES... 40 2.11.10 ECO... 40 2.11.11 SUPRESSÃO DO SILÊNCIO E DETECÇÃO DE VOZ... 41 2.11.12 MODO DE TRANSMISSÃO... 41 2.12 DIGITALIZAÇÃO... 42 2.12.1 CODEC... 42 2.13 LARGURA DE BANDA... 45 2.13.1 CABEÇALHOS... 46 2.13.2 FREQUÊNCIA DE PACOTES... 46 2.13.3 CÁLCULO DE LARGURA DE BANDA... 46
3 ASTERISK... 48 3.1 PROJETO ZAPATA... 48 3.2 PRINCIPAIS FUNCIONALIDADES... 48 3.3 LIMITAÇÕES DA SOLUÇÃO ASTERISK... 49 3.4 CODECS SUPORTADOS PELO ASTERISK... 49 3.5 ARQUIVOS DE ÁUDIO SUPORTADOS PELO ASTERISK... 51 3.6 PROTOCOLOS VoIP SUPORTADOS PELO ASTERISK... 51 3.7 CANAIS... 52 3.8 APLICAÇÕES... 52 3.9 ARQUITETURA... 53 3.10 CARACTERÍSTICAS DOS CLIENTES QUE PERMITEM CONFIGURAÇÃO NO ASTERISK... 54 3.11 ORGANIZAÇÃO DOS ARQUIVOS... 55 3.12 CONFIGURAÇÃO E INSTALAÇÃO DO ASTERISK E SUAS DEPENDÊNCIAS 56 3.12.1 PROCEDIMENTO PARA INSTALAÇÃO DO LINUX RED HAT ENTERPRISE ES VERSÃO 5.1 PARA 32BITS X86... 57 3.12.2 INSTALAÇÃO DO ASTERISK... 59 3.12.3 CONFIGURAÇÃO DAS REGRAS DE DISCAGEM... 62 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 64 REFERÊNCIAS...66
1 INTRODUÇÃO A crescente evolução da humanidade trouxe consigo a necessidade de comunicação entre as pessoas de uma forma cada vez mais rápida, fácil e menos onerosa. A partir desta necessidade surgiram as primeiras formas de transmissão de voz utilizando-se de aparelhos telefônicos. Esta invenção datou-se de 1876 e foi assinada pelo inventor Alexandre Graham Bell. Mesmo com os notáveis avanços dessa tecnologia, a essência de seu funcionamento manteve-se inalterada. A telefonia teve um crescimento exponencial no número de usuários desde sua invenção, independente de fronteiras. Esta expansão na comunicação não se limitou à voz devido a necessidade de compartilhar dados para interligar trabalhos desenvolvidos por todo o mundo. Esta comunicação de dados culminou no surgimento da Internet, cuja expansão transformou o mundo de tal forma que podemos datá-los em antes e depois de sua concepção. Um grande avanço advindo do surgimento da Internet foi a convergência da telefonia para pacotes de dados, originando assim o Voz sobre IP (VoIP). Este método vem crescendo de forma assombrosa tornando-se popular e acessível nos dias atuais. Com essa evolução, o sistema telefônico conhecido atualmente está sendo substituído pela tecnologia VoIP devido ao baixo custo, fácil manuseio e manutenção simples, podendo esta ser realizada pelos próprios usuários que possuam conhecimento básico em sistemas operacionais. Entretanto, a administração da rede sobre a qual o VoIP estará trafegando demanda profissionais com conhecimento específico na área. A partir da utilização do VoIP surgiu a necessidade de sua interligação com a telefonia convencional e do gerenciamento das ligações. Uma das soluções possíveis para este desafio é a utilização do software denominado Asterisk, que é uma solução de código aberto, característica que possibilita, entre outros fatores, um baixo investimento de implementação. O Asterisk pode ser utilizado como uma central telefônica ligada à Rede Telefônica Pública Comutada (RTPC), tanto fixa, digital e analógica, como celular, com outro equipamento, utilizando-se de protocolos da Internet, ou de forma mista, utilizando estas duas características.
14 Entretanto, sua instalação e configuração demandam um conhecimento técnico específico, o que motivou a realização deste trabalho de forma a possibilitar que um profissional que possua apenas uma capacitação básica possa implementá-lo. Cabe salientar que nesse trabalho utilizaremos o Asterisk apenas como uma central administrativa sem vínculo a quaisquer redes externas. 1.1 OBJETIVOS 1.1.1 Objetivo Geral Esse trabalho objetiva demonstrar, de forma simples, a instalação e a configuração do Asterisk para o gerenciamento de ligações telefônicas utilizando VoIP. 1.1.2 Objetivos Específicos Para se atingir o objetivo geral descrito, os seguintes objetivos específicos têm de ser alcançados: Apresentar um breve histórico da evolução da telefonia e rede de dados. Descrever a tecnologia VoIP bem como os conceitos necessários ao seu entendimento. Apresentar o Asterisk e suas principais funcionalidades. Elaborar um guia de instalação e configuração do Asterisk para usuário com conhecimentos básicos. 1.2 JUSTIFICATIVA O Asterisk é um software que surgiu da busca pela integração de dados e telefonia em uma única central de baixo custo. Utilizando VoIP como base de funcionamento, este software é capaz de realizar todas as funcionalidades oferecidas por um equipamento de troca automática de ramais privados (PABX) com as seguintes vantagens: extinção do cabeamento específico para a telefonia; possibilidade de suporte e implantação realizados pelos próprios técnicos da empresa; utilização de vários protocolos de transmissão; utilização de hardware
15 simples e aproveitamento dos aparelhos telefônicos convencionais bem como telefones virtuais (softphones) fornecidos gratuitamente para download (DIGIUM, 2009). Assim, é possível prover um servidor PABX munido do Asterisk, integrando as redes de dados e voz de maneira prática, rápida e eficiente, não perdendo qualidade frente às soluções PABX convencionais apresentadas no mercado. Por se tratar de um software livre, o Asterisk está disponível para acesso comum, podendo ser encontrado facilmente na Internet. Além disso, encontra-se em constante aprimoramento, sendo que essas alterações procuram a melhoria de seus serviços e buscam desenvolver novas funções dentro das já existentes. Devido à carência de material e à dificuldade ao acesso do conhecimento sobre essa tecnologia muitos tem dificuldade em implementar um PABX através desta solução. Assim, o desenvolvimento do presente trabalho auxiliará na compreensão e facilitará a implantação deste sistema, bem como difundirá ainda mais o seu uso. 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO Neste capítulo foi apresentada a contextualização, justificativa e os objetivos deste trabalho. No segundo capítulo é apresentado um histórico sobre a telefonia convencional, a Internet, rede de dados, tecnologias VoIP e conceitos necessários ao seu entendimento. No capítulo 3 é feita a apresentação do software Asterisk e como proceder sua instalação e configuração. Por fim, no último capítulo, são apresentadas as consideração finais sobre este trabalho.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Neste capítulo é apresentado o histórico sobre a telefonia convencional, Internet, rede de dados, tecnologias VoIP e conceitos necessários ao seu entendimento. 2.1 HISTÓRICO DA TELEFONIA Enquanto realizava experimentos para aprimorar o telégrafo, Alexandre Graham Bell descobriu um aparelho capaz de transmitir sons, isto se datava de 1875. Este equipamento utilizava-se de variações de correntes elétricas para realizar as transmissões. Com o avanço da descoberta, Alexandre Graham Bell fundou sua empresa em 1877. Com o passar dos anos o invento foi se popularizando, aumentando a demanda de tal forma a ser inviável e impraticável manter linhas dedicadas entre usuários dos aparelhos telefônicos. A topologia original do invento necessitava de uma comunicação ponto a ponto. Assim, com o incremento da demanda surgiu a criação de uma Rede Telefônica Pública Comutada (RTPC), que utilizava recursos compartilhados de infra-estrutura. A rede passou a se integrar a uma central manual operada por uma pessoa (telefonista) que comutava as pontas de acordo com a requisição do cliente. Sentindo a necessidade de aprimorar a comutação e agilizar o processo, em 1891 Almon Strowger desenvolveu uma central automática através de circuitos elétricos dispensando assim a figura da telefonista e ganhando velocidade no processo. Os telefones também receberam avanços com esta nova central ganhando discos. Estes discos eram providos de uma sinalização decádica que consiste em pulsos (0 a 9). Apenas em 1925 foram inauguradas as primeiras centrais automáticas do Brasil na cidade de Porto Alegre, RS. A rede analógica foi totalmente empregada apenas em meados dos anos de 1950. Em 1958 surgiu a primeira central telefônica digital, iniciando a comunicação digital entre as centrais, o que possibilitou a comutação automática das conexões e incluiu facilidades na manutenção, gerência e operação dos equipamentos.
17 2.2 HISTÓRICO DAS REDES DE COMPUTADORES As redes de computadores surgiram para suprir a necessidade de interligar os computadores de forma rápida e prática. Esse surgimento datou-se na década de 1960 e desde seu início sofreram grandes avanços. Nesta época, uma forma comum de transporte de dados era por cartões perfurados que possuíam poucos recursos de armazenamento e demandavam de muito espaço físico para o seu transporte. Em 1969 foi criada a Arpanet, os primórdios da Internet. A rede entrou em operação em dezembro deste mesmo ano com apenas quatro nós. A transmissão era feita por links de telefonia adaptados e dedicados, que possuíam taxas de transmissão de 50Kbps. Esta taxa pode parecer baixa para os padrões de hoje, mas para a época era estrondosa tomando como parâmetro que os modems da década de 1970 transmitiam apenas a 110bps (bits por segundo). A rede teve um grande crescimento, e em 1973 já haviam 30 nós conectados com redundância. Existia um roteamento entre os nós para envio dos dados e caso houvesse alguma interrupção, esta era rapidamente identificada e redirecionada de forma muito confiável. Em 1974 houve a criação do protocolo de comunicação Transmission Control Protocol / Internet Protocol, difundido como TCP/IP, representando um avanço nas transmissões. Hoje este protocolo ainda é largamente utilizado. Com redes interligadas foram surgindo serviços como o FTP, telnet e e-mail. Com a rede em larga ascensão e vários computadores conectados a esta, estava cada vez mais complexo lembrar de todos os hosts interligados. Foi assim que em 1980 surgiu o Domain Name System (DNS), que trouxe consigo o nome de domínios facilitando a usabilidade. Hoje o DNS é amplamente utilizado. O padrão Ethernet surgiu em 1973. Os primeiros testes, realizados dentro do PARC (o laboratório de desenvolvimento da Xerox, em Palo Alto, EUA), atingiram a taxa de transmissão de 2.94 megabits devido à freqüência de clock de 2.94MHz e utilizavam como meio de transmissão cabos coaxiais, permitindo a conexão de até 256 hosts. A Arpanet e a Ethernet deram origem à Internet e às redes locais, respectivamente, sendo que uma servia para interligar universidades e a outra as redes locais para compartilhar arquivos e recursos como impressoras, etc.
18 Em 1990, com a abertura da Internet, a conexão das redes locais e de seus recursos com o mundo exterior se popularizou, pois se tornou mais barata e prática. Há uma década atrás ainda era comum o acesso via linha discada, assim como encontrar cada micro interligado a um modem e a uma linha telefônica, porém isso multiplicava os custos. Uma alternativa mais barata e que permitia que todos os micros ficassem constantemente conectados seria locar uma linha dedicada e compartilhar a conexão entre eles. Assim, as conexões de banda larga foram se popularizando sendo cada vez mais utilizadas. Atualmente, quem possui mais de um computador em casa monta uma pequena rede, utilizando um modem ADSL configurado como roteador, um ponto de acesso de rede sem fio (wireless) ou ainda um cabo crossover, compartilhando diretamente a conexão entre dois computadores. O acesso à rede mundial de computadores já se tornou tão difundido que é impraticável imaginar utilidades para um micro desconectado da rede. Além disso, as redes continuam compartilhando recursos entre diversos micros, permitindo assim que você economize tempo e dinheiro, pois não necessita que cada um tenha sua própria impressora, ou seja o único detentor das informações ali armazenadas, podendo até comandar outros microcomputadores remotamente. 2.3 TCP/IP Para todo o conjunto de protocolos utilizados pela Internet foi dado o nome de arquitetura de rede TCP/IP. Esta arquitetura pode ser vista como um modelo de camadas, como ilustrado na Figura 1 - Arquitetura do Protocolo TCP/IP, onde cada camada é responsável por um conjunto de tarefas. Ele foi desenvolvido de maneira a permitir que diversos computadores possam compartilhar recursos da rede. Para toda a família de protocolos existe um conjunto de regras ditando a forma de como deve ser feita a comunicação entre os computadores, assim como determinar a conexão de rede e o roteamento do tráfego. Seu nome vem da associação de Transmission Control Protocol e Internet Protocol, hoje somente conhecida como TCP/IP devido aos seus dois protocolos mais importantes.
19 O TCP é um protocolo da camada de transporte confiável e orientado à conexão, garantindo a entrega de pacotes ao usuário destino, controlando informações que garantem esta entrega. Na mesma camada de transporte do TCP temos o User Datagram Protocol (UDP), mas trata-se de um protocolo não orientado à conexão, portanto não confiável. Figura 1 - Arquitetura do Protocolo TCP/IP Fonte: VIANA, 2001. Desde sua origem, o protocolo IP foi baseado na regra de melhor esforço, (Besteffort Service), este recurso não provê nenhum mecanismo de qualidade de serviços, consequentemente, nenhuma garantia de alocação dos recursos na rede. Com o rápido crescimento da Internet, a tendência atual é a integração de voz (telefonia) e dados numa única infra-estrutura de redes de pacotes IP. E para garantia de produtos que garantissem a qualidade de serviços fim-a-fim, gerou-se uma corrida desenfreada para a melhoria dos equipamentos de rede que utilizam protocolos dos serviços IP. TCP/IP é, portanto, uma arquitetura de rede simples popularizada entre computadores com o sistema operacional UNIX, Windows e outros. Atualmente o TCP/IP está presente na maioria dos sistemas operacionais e é utilizado por muitas empresas em uma variedade de aplicações. TCP/IP é, especificamente, um protocolo de comunicação de dados projetado para aplicações não sensíveis ao atraso tais como: e-mail, http, ftp.
20 Com o TCP/IP, um processo leva dados de um host, que por sua vez encaminha para outro processo. Um host transmissor fornece à rede o endereço do host receptor para garantir o endereçamento correto na rede. O protocolo UDP é restrito a portas e socktes, e transmite dados de forma não orientada à conexão. Trata-se de um protocolo para interface do protocolo IP. Este protocolo substitui o protocolo TCP quando a transferência não necessita estar submetida a serviços de controle de fluxo. A função básica do protocolo UDP é servir de multiplexador ou demultiplexador para o tráfego de informações do IP, e como o TCP/IP trabalha com portas que direcionam a informação a cada nível superior. Este protocolo é composto de: Porta destino: é um datagrama que indica o aplicativo ao qual se deve enviar a informação que chega. Porta origem: localiza-se no outro estremo do datagrama e indica o aplicativo que enviou a mensagem. Podendo ser utilizado para reenvio, e quando não utilizado é preenchido por zeros. 2.4 PROTOCOLO DE INTERNET O IP corresponde à sigla de Internet Protocol (Protocolo de Internet), que é um protocolo usado entre duas máquinas em redes para trafegar dados. Em uma rede IP os dados são enviados em pacotes ou datagramas, que podem ser basicamente sinônimos no IP, já que são usados para dados em diferentes locais nas camadas IP. Antes do host tentar enviar pacotes para outro host para o qual não se comunicou previamente, nenhuma definição será necessária no IP. Neste protocolo é oferecido um serviço de datagrama não confiável. O pacote pode chegar desordenado comparado com outros pacotes enviados pelo mesmo host, ou duplicado ou até ser perdido. Se for necessária uma aplicação confiável, esta deve ser feita na camada de transporte. Na segunda camada existe a interconexão de redes através de roteadores para encaminhar pacotes IP. Pela falta de garantia na entrega de pacotes essa troca é feita de forma mais simplificada.
21 O IP é o elemento mais comum encontrado nas redes públicas de hoje. Está descrito na RFC 791 da IETF (Internet Engineering Task Force), tendo sua primeira publicação em Setembro de 1981. Neste documento está a descrição de um protocolo baseado em camadas de rede que veio a se tornar o mais popular em todo o mundo. 2.5 H.323 Em Craig (2001), tendo uma popularização em seus serviços, os sistemas de comunicação junto das redes de computadores mostram diariamente novas oportunidades e desafios para seus usuários. O uso de serviços em tempo real vem sendo cada vez mais solicitados no uso deste tipo de tecnologias. Dentro do que o mercado vem pedindo, o uso do H.323 vem a estancar esta vertente demonstrada. No H.323 temos uma maior interação com serviços como áudio, vídeo e dados, podendo gerenciá-los através de uma rede baseada em pacotes, disponibilizando a conversação entre equipamentos que suportam este padrão. A arquitetura demonstrada no padrão H.323 trabalha com dados multimídia dispostos em redes baseadas em protocolo IP. Neste padrão temos a interação entre fabricantes diferentes, fazendo uso dos serviços e podendo deixar transparente seus utilitários sem que se preocupem com a velocidade da rede. Por recomendação da ITU-T (Interntion Telecom Union), organização que define padrões para as redes de computadores e telecomunicações, também são incluídas nestas redes o TCP/IP com uso sobre Ethernet, Fast Etehernet e Token Ring. Sua aprovação é datada de 1996 pelo grupo de estudos 16 da ITU, tendo sua segunda versão lançada em 1998. No H.323 temos vários padrões de comunicação que possibilitam através da rede a conferência de vídeo e o VoIP. A recomendação do H.323 possibilita a flexibilidade podendo ser aplicada tanto em voz quanto em videoconferência multimídia. Dentre as várias razões que popularizaram o H.323 no mercado temos: a) Padronização de voz para estruturas já existentes, possibilitando aos clientes o uso das aplicações sem que seja necessária uma nova infra-estrutura de rede. b) Atualmente o progresso no mercado baseado em tecnologia IP vem deixando suas redes mais velozes, migrando sua arquitetura Ethernet de 10Mbps para 100Mbps, e Gigabit Ethernet.
22 c) No padrão H.323 a interoperabilidade entre LANs e outras redes já é prevista. d) Pode-se fazer a administração do fluxo de dados. O gerente de rede tem a autonomia de restringir a largura de banda para uso em conferências de voz. O uso de Multicast também possibilitará uma redução na largura de banda. e) Muitas empresas apóiam as especificações H.323, entre elas a Intel, Microsoft, Cisco e IBM. Com a confiança destas empresas, o reconhecimento e a garantia de alto nível nos serviços prestados vem lhe garantindo um grande valor no mercado de telefonia. Conforme Nóbrega (2001), propostas da ITU-T vem difundindo o padrão H.323, especialmente por ser precursor da Telefonia IP. Entre as características do padrão H.323 podemos citar como as principais: a) A especificação de algoritmos para compressão garantindo a confiabilidade (codecs. b) Protocolos para controle de chamadas, negociação de qualidade de serviço e estabelecimento de canais de comunicação. c) Possibilita a interoperabilidade entre outros tipos de canais de voz, como RDSI, telefonia convencional, voz ATM, e se necessário a construção de gateways. 2.5.1 Identificação e descrição das funções dos elementos ativos do sistema As recomendações utilizadas pelo H.323 na ITU-T são: H.225 utilizada para conexão, H.245 usada para controle, H.332 para conferências, H.335 para segurança, H.246 possibilita o uso com RTPC e o grupo H.420.x responsável por serviços complementares. Dentro das recomendações H.323 verificou-se os elementos que compõem uma rede de telefonia IP, podendo ser definidos como: Terminal H.323: O terminal nada mais é que o computador onde está implementado o serviço de telefonia IP, tem como funcionalidades telefonia IP, terminal de voz, vídeo e dados, fazendo uso de recursos multimídia. A comunicação entre os clientes da LAN é feito em tempo real, em ambas as direções. Terminais H.323 devem suportar também H.245, Q931, Registration, Admission and Status (RAS) e RTP. Terminais H.323 também podem incluir protocolos de conferência de dados T.120, codificadores de vídeo e suporte para MCU. A comunicação entre terminais H.323 pode ser em um gateway ou em um MCU.
23 Gateway H.323: É o elemento que faz a comunicação da rede IP com a rede de telecomunicações, podendo ser tanto sistema telefônico convencinal (RTPC), rede integrade de serviços digitais (RDSI), telefonia celular, oferecendo a interoperabilidade entre as duas redes. O gateway H.323 é o ponto final da rede fornecendo informações em tempo real nas duas direções, entre os terminais na rede IP e os outros terminais ITU em rede comutada, ou entre gateways. Aqui é feira a troca de informações entre os diferentes tipos de formatos de dados. Gateways podem ser opcionais em uma LAN, onde há comunicação direta entre os terminais, porém ao existirem terminais que necessitam comunicar-se com o ponto final de outra rede, é indispensável o uso do gateway através do protocolo H.245 e Q.931. Gatekeeper: Dito o componente mais importante de um sistema H.323, executa a função de gerência. Atua como ponto central para as chamadas dentro de sua zona (agrega o gatekeeper e todos os terminais registrados nele), fornecendo também serviços aos pontos finais registrados. Abaixo algumas funcionalidades oferecidas pelo Gatekeepers: a) Tradução de endereços: fornece um método alternativo de endereçamento de um ponto. Pode ser atribuído a um endereço de e-mail, número telefônico ou algo similar para um endereço de transporte. Faz uso de uma tabela de tradução podendo atualizá-la através de mensagens de registro. b) Controle de admissão: pode permitir ou negar acesso baseando-se na autorização de chamadas, endereço de fonte e destino, etc. c) Sinalização de chamadas: controla o processo de sinalização entre dois pontos finais que queiram se conectar. d) Autorização de chamada: o gatekeeper pode rejeitar chamadas de um terminal devido a falhas de autorização através do uso de sinalização H.225. O que pode delimitar a rejeição seriam os acessos restritos durante alguns períodos de tempo ou acesso de certos terminais ou gateways. e) Gerenciamento de largura de faixa: controla o número de terminais que podem acessar simultaneamente a rede. Com sinalização H.225, o gatekeeper poderá rejeitar chamadas de um terminal devido à limitação de largura de banda. f) Gerenciamento de chamadas: através de uma lista de chamadas que pode ser mantida no gatekeeper, poderá se necessário indicar um terminal chamado como ocupado, fornecer informações para a função de gerenciamento de largura de faixa.
24 2.5.2 Protocolos em pilha H.323 A figura a seguir, segundo Monteiro (2000), mostra a distribuição na pilha de protocolos. Para pacotes de áudio, vídeo e registro faz-se uso de UDP; já pacotes de dados e controle ficam em TCP. Figura 2 - Distribuição na pilha de protocolos Fonte: MONTEIRO, 2000. Para H.323 são fornecidos três tipos de protocolos H.225.0, RAS H.225.0 e o controle de mídia H.245. O protocolo H.225.0 é usado em conjunto com o H.323 fornecendo a sinalização para o controle de chamadas. Quando é necessário que se faça uma chamada de uma fonte para um receptor, um canal RAS H.225 é usado. Ao se estabelecer a chamada o H.245 é usado na negociação de fluxo de mídia. Usa-se o protocolo Real Time Protocol (RTP) para a transmissão de pacotes tendo sua aplicação em Áudio Codecs e Vídeo Codecs. H.225.0: RAS (Registration Admission and Status) é um canal usado para comunicação entre o gatekeeper e pontos finais. Sabendo que o envio das mensagens se dá via UDP (protocolo não confiável), recomenda-se o uso de timeouts. Alguns procedimentos são definidos para o uso de um canal RAS, são eles:
25 a) Deconectar o Gatekeeper: para ser definido pelos pontos finais qual o gatekeeper vai ser registrado se utiliza este tipo de processo. b) Registro de ponto final: ao se juntar a uma zona o gatekeeper informa quais seus endereços de transporte. c) Localização do ponto final: um gatekeeper ou ponto final que tenha um endereço alias (endereçamento que fornece um método alternativo de endereçamento de um ponto), de um ponto final, desejando suas informações de contato pode utilizar uma mensagem específica. d) Mensagens: o canal RAS também é usado na transmissão de mensagens de admissão, status, mudança de largura de faixa e desligamento. RTP/RTCP (Real Time Protocol / Real Time Control Protocol) utilizado no transporte de pacotes multimídia, em tempo real, também possui as funções de estatística de qualidade de serviço. H.225.0: Sinalização de chamada é usado para carregar mensagens de controle H.225. Nas redes que não possuem gatekeeper, as mensagens de sinalização de chamadas são passadas diretamente entre o ponto que o chamou e o que foi chamado, fazendo uso de um endereçamento de sinalização de chamadas. As trocas de mensagens em redes que contem gatekeeper são feitas entre o ponto que chama e o gatekeeper, utilizando mensagens de endereçamento RAS. H.245: Controle de conferencia e mídia no H.323 depois que o estabelecimento de chamadas foi completado é feio o uso do protocolo de controle de mídia H.245. Ele é usado para negociar e estabelecer todos os canais de mídia baseados em RTP/RTPC. Este mesmo protocolo (H.245) possibilita o uso de canais, tendo o Q.931 usado pra sinalização e o estabelecimento de chamada, o RTP como protocolo de transporte em tempo real carregando pacotes de voz, enquanto que o RAS fará a interação com o gatekeeper. Algumas das funcionalidades oferecidas são: a) Determina máster e slave: através do H.245 será designado o Controlador de Multiponto (MC) que é o responsável pelo controle central para chamadas estendidas em uma conferencia. b) Troca de capacidades: o H.245 fará a negociação das capacidades quando a chamada é estabelecida. Pode ocorrer em qualquer momento da chamada a troca de capacidades, possibilitando assim que seja feita a negociação a qualquer momento.