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1 ELEMENTOS DE UNA RED VoIP Page 1

2 Page 2 Protocolo H.323 Es una especificación de la ITU-T para transmitir audio, video y datos a través de una red IP (incluida la propia Internet) sin garantizar QoS. H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y video, asegurando que los equipos de distintos fabricantes se entiendan. El estándar contempla: Control de la llamada Gestión de la información Gestión de ancho de banda Define interfaces entre la LAN y otras redes externas, como puede ser la PSTN y la ISDN.

3 Elementos básicos en una red H.323 Terminal H.323 Gateway Gatekeeper Multipoint Control Unit MCU Page 3

4 Terminal H.323 Son puntos finales para la transmisión de voz basados en redes de área local. Proporcionan una comunicación bidireccional con otras entidades H.323 en tiempo real. Implementan funciones de transmisión de voz e incluyen al menos un Códec de voz que envía y recibe voz empaquetada. Deben soportar funciones de señalización para establecer una llamada y terminarla. H245 Control H225/Señalización H225/RAS (Registration, Admision, Status) Page 4

5 Terminal H Funciones Unidad de control de sistema Transmisión de medios Códec de audio Interfaz de red Códec de video Canal de datos Page 5

6 Gateway Es la interfaz entre una red H.323 y una que no lo es. Funciones: Traslación de protocolos para el establecimiento y la liberación de la llamada. Convertir los formatos entre diferentes redes. Transferir la información entre las redes H.323 y las que no lo son. Los gateways no son necesarios a menos que se requiera la interconexión con la SCN (Swichted Circuit Network). Page 6

7 Page 7 Gateway

8 Gatekeeper El gatekeeper es una función opcional que proporciona el servicio de control/admisión/señalización. Administran zonas H.323 Es un componente lógico de la H.323 y puede implementarse como parte de un Gateway o de un MCU. Funciones: Conversión de direcciones. Control de admisiones. Control de ancho de banda. Administración de zona. Señalización de llamadas. Page 8

9 Multipoint Control Unit MCU Provee el soporte de conferencias de tres o más terminales H.323. Gestiona los recursos y negocia entre los terminales. Combinación de dos componentes: Multipoint Controller (MC) Multipoint Processor (MP) Page 9

10 Arquitectura H.323 Entrega de UDP poco segura Entrega de TCP segura Pila del Protocolo H.323 Page 10

11 Códecs de Audio Codifican la señal de audio en un terminal H.323 transmisor y decodifica en el terminal H.323 receptor. Todos los terminales han de disponer como mínimo de un CODEC. Como especifica la ITU-T, se recomienda el G.711 a 64 Kbps. Estándares: Page 11 ITU-T G.711. Describe la técnica de codificación de voz de PCM de 64 Kbps. ITU-T G.726 audio codificado a 40, 32, 24 y 16 Kbps. ITU-T G.722 audio codificado a 64,56 y 48 Kbps ITU-T G audio codificado a 5.3 y 6.3 Kbps. ITU-T G.728 audio codificado a 16 Kbps. ITU-T G.729 audio codificado a 8 Kbps

12 Parámetros de comparación de los Codecs Velocidad de compresión de voz Complejidad Calidad de la voz Retardos de digitalización Page 12

13 Transporte y Control de Medios RTP (Real Time Protocol) Proporciona transporte de medios en H.323. Soporta conexiones unicast y multicast Permite la entrega de voz, datos y video en tiempo real. Asegura sincronización, secuenciamiento y conexión. RTCP (Real Time Control Protocol) Es el protocolo de control del RTP Monitoriza la entrega de datos y controla e identifica los servicios. Obtiene estadísticas sobre jitter, retardos, paquetes enviados/perdidos. Page 13

14 Señalización de control H.245 Maneja mensajes de control extremo a extremo entre las entidades H.323. Establece canales lógicos para la transmisión de audio, video, datos y canal de control. Funciones: Intercambio de capacidades Apertura y cierre de canales lógicos Determinar el retraso ida y vuelta Determinación Master Slave Page 14

15 H.225/Señalización La señalización de llamada H.225 se usa para establecer una conexión entre dos puntos finales H.323. Características: Los paquetes de este protocolo son llevados al destino sobre TCP. Estos mensajes se pueden enviar directamente entre terminales (señalización directa) o a través del gatekeeper (señalización enrutada). Page 15

16 H.225 RAS (Registration, Admission and Status ) Es el protocolo usado para: Descubrimiento del gatekeeper El registro de los end points. Localización de los end points. Control de admisión. Control de ancho de banda. Terminación de llamada. Información de estado. Page 16

17 SIP- PROTOCOLO DE INICIO DE SESION Page 17

18 SIP - Protocolo de Inicio de Sesión SIP es un protocolo de señalización de llamadas publicado por primera vez en el RFC 2543 y reemplazado en 2002 por una versión mejorada publicada en el RFC 3261 [4]. Protocolo de control de señalización de capa de aplicación utilizado para establecer, mantener y terminar sesiones multimedia. SIP se basa en un modelo cliente-servidor. Puede soportarse sobre UDP o TCP. Page 18

19 SIP - Protocolo de Inicio de Sesión Funciones: Localización de usuarios Disponibilidad de usuario Capacidad del usuario Gestión de la sesión El protocolo SIP es de forma nativa peer to peer : Dos User Agents pueden establecer una sesión entre sí: Page 19

20 SIP - Protocolo de Inicio de Sesión Los dos componentes de un sistema SIP son: Agentes de usuario (User Agent, UA) Agentes de Usuario Clientes Agentes de Usuario Servidores Servidores de red Proxy Redirección Registro Page 20

21 Agentes de usuario (User Agent, UA) Son aplicaciones que residen en las estaciones terminales SIP y contienen dos componentes: Agentes de Usuario Clientes (User Agent Client, UAC), o clientes. Agentes de Usuario Servidores (User Agent Server, UAS), o servidores. Los UAC originan las solicitudes SIP. Los UAS reciben y responden a estas solicitudes, es decir, originan respuestas SIP. Page 21

22 Servidores de Red - Proxy Analiza todas las solicitudes de un cliente para decidir si las debe reenviar a otro servidor o no. Un servidor proxy puede actuar como Cliente y Servidor y puede enviar peticiones y responder. Permiten mover fácilmente números de teléfono por internet. Aprende la posición de sus usuarios durante un proceso que se conoce como registro. Pueden ser:» Statefull» Stateless Page 22

23 Page 23 Servidores de Red - Proxy

24 B2BUA (Back to Back User Agent) Es una combinación de UACS (Agente de Usuario Cliente Servidor). Recibe una petición INVITE y la procesa como un servidor usuario-agente (UAS). Para determinar la respuesta a la petición, actúa como un cliente usuario-agente (UAC). Un B2BUA tiene un mayor control de la llamada que un proxy. Page 24

25 Servidores de Red - Redirección Informa a un cliente a qué dirección debe enviar la solicitud Aceptan las peticiones SIP y envían una respuesta redirigida al cliente que contiene la dirección del siguiente servidor. No aceptan llamadas ni tampoco procesan o reenvían peticiones SIP. Page 25

26 Servidores de Red - Registro Registran las direcciones SIP (SIP URL) y sus direcciones IP asociadas, es decir, garantizan el mapping entre direcciones SIP y direcciones IP. Son utilizados por los servidores proxy y de redirección para obtener información respecto a la localización o localizaciones posibles de la parte llamada. La información registrada en los servidores de registros no es permanente, requiere ser refrescada periódicamente, de lo contrario, vencido un time out el registro correspondiente será borrado. Page 26

27 Direccionamiento Las direcciones SIP, también llamadas Localizadoras Universales de Recursos (URL), existen en la forma La parte de usuario de la dirección puede ser un nombre de usuario o un número de teléfono. La parte de host puede ser un nombre de dominio o una dirección de red. Ejemplos: sip: sip: Page 27

28 SDP (Session Description Protocol) Es el protocolo utilizado para describir una sesión multimedia. Como SIP, SDP utiliza la codificación del texto. Los paquetes SDP contienen (entre otros campos) información acerca de: Ancho de banda Protocolos de transporte empleados Códecs utilizados en la sesión Dirección de contacto del iniciador de la sesión Page 28

29 Mensajes SIP Existen dos tipos de mensajes SIP: peticiones iniciadas por los clientes y respuestas devueltas desde los servidores. Cada mensaje contiene una cabecera que describe los detalles de la comunicación. Emplean el formato de mensaje genérico establecido en la RFC 822, esto es: Una línea de inicio Uno o más campos de cabeceras (header) Una línea vacía (indica final del campo de cabeceras) Cuerpo del mensaje (opcional) Línea de Inicio Cabeceras Línea en Blanco Page 29 Cuerpo del Mensaje

30 Mensajes SIP Cabeceras de mensajes: se utilizan para especificar información adicional que requiere la solicitud o la respuesta: remitente, destinatario, motivo de la llamada, etc. Cabeceras generales Cabeceras de entidad (entity headers) Cabeceras de solicitud (request headers) Cabeceras de respuesta (response headers) Page 30

31 Mensajes SIP Cabeceras SIP claves: Page 31 Cabecera To From Subject Via Explicación Identifica el receptor de la petición Indica quién ha iniciado la petición Describe la naturaleza y tema de la llamada Indica la ruta tomada por la petición Content-Length Indica el tamaño del cuerpo del mensaje en octetos Content-Type Expires Route Indica el tipo de medio del cuerpo del mensaje Indica la fecha y hora a la que expira el contenido del mensaje Indica la ruta tomada por la petición

32 Mensajes SIP Ejemplo de Cabecera SIP: Message Header Via: SIP/2.0/UDP :5060;rport;branch=z9hG4bK c a600000e45 Content-Length: 0 From: Max-Forwards: 70 Route: To: User-Agent: SJphone/ a (SJ Labs) Contact: Page 32

33 Mensajes SIP Peticiones de mensajes: permiten que los agentes de usuarios y servidores de red localicen, inviten y administren llamadas. Mensaje INVITE ACK OPTIONS BYE CANCEL REGISTER Explicación Para iniciar una sesión desde un UA. Para acusar recibo de una solicitud INVITE. Pregunta a un servidor sobre sus capacidades, sin establecer la llamada Termina la sesión de quienes estén en llamada. Anula una solicitud que esté en progreso. Para registrar una dirección URI en un servidor SIP Page 33

34 Mensajes SIP Un ejemplo real de mensaje del metodo REGISTER: Via: SIP/2.0/UDP :5060;rport;branch=z9hG4bK b43c52 d6c00000d f03 Content-Length: 0 Contact: Call-ID: CSeq: 36 REGISTER From: Max-Forwards: 70 To: User-Agent: SJphone/ a (SJ Labs) Authorization: Digest username="20000",realm=" ",nonce="43c52e9d29317c 0bf1f885b9aaff1522d93c7692",uri=" ",response="f69463b8d3efdb87c388efa9be1a1e6 3" Page 34

35 Mensajes SIP Respuestas de mensajes: Se envían como respuesta a una petición e indican si la llamada ha tenido éxito o ha fallado, incluido el estado del servidor. Hay dos categorías de respuestas: 1xx - Información 2xx - Respuestas de éxito 3xx - Respuestas de redirección 4xx - Respuestas de fallo de método 5xx - Respuestas de fallos de servidor 6xx - Respuestas de fallos globales Respuestas Provisionales Respuestas Finales Page 35

36 Ejemplo de un código de respuesta. Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) User Datagram Protocol, Src Port: 5060 (5060), Dst Port: 5060 (5060) Session Initiation Protocol Status-Line: SIP/ OK Status-Code: 200 Resent Packet: False Via: SIP/2.0/UDP :5060;rport;branch=z9hG4bK b43c52d6c00000d f03 Content-Length: 0 Contact: Page 36 Mensajes SIP

37 Ventajas de SIP Reducción del costo de llamadas nacionales e internacionales. Acceso inmediato a diversas terminales. Esquema unificado de comunicaciones. Es escalable, fácil de implementar y requiere de un tiempo mínimo de implementación. Interconectividad, niveles de seguridad y gestión. Page 37

38 SIP O H.323 Complejidad/Servicios Ofrecidos: H.323 es un estándar muy complejo que describe una arquitectura de comunicaciones y servicios completa. Todos los terminales H.323 son compatibles. SIP es un protocolo más abierto y flexible. SIP puede derivar en la incompatibilidad de dispositivos. Page 38

39 SIP O H.323 Direccionamiento: H.323 soporta múltiples formatos de dirección: Dirección IP / Puerto Número de teléfono (E164) Alias H.323 URL, etc SIP soporta direcciones URI (Unique Resorce Identifier) Page 39

40 SIP O H.323 Formato de Mensajes: Los mensajes de los protocolos que recoge H.323, como H.225 y H.245, utilizan una codificación binaria, similar a la de los datagramas IP o las tramas Ethernet. SIP codifica los mensajes en texto plano legible por humanos, como hace HTTP o XML. Page 40

41 SIP O H.323 El número de mensajes necesarios para establecer una llamada básica con: H.323: 16 SIP: 4 SIP necesita enviar tramas más largas que H.323 porque en cada una de ellas envía información que H.323 necesitaría enviar de forma separada en varias tramas. Page 41

42 SIP O H.323 SIP o H.323 Page 42

43 SIP O H.323 Interconexión con otras redes H.323 es compatible con diferentes redes, entre ellas la PSTN, que es fundamental para el éxito de la telefonía IP. SIP no define cómo interoperar con otras redes Page 43

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