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VoIP e NGN
 IMS
 IP Multimedia Subsystem
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
          www.madeira.eng.br
Agenda



➔
    IMS – O que é ?
➔
    CS - Comutação por Circuito
➔
    PS - Comutação por Pacotes
➔
    Arquitetura
➔
    Protocolos da Rede IMS
➔
    Elementos da Arquitetura IMS Serviços
➔
    Referências
IMS – O que é ?
➔
    IMS (IP Multimedia Subsystem) representa um
    esforço do 3GPP em definir uma arquitetura
    baseada totalmente em IP de redes de telefonia
    celular

➔
    Seu objetivo é realizar a convergência entre voz
    e dados

➔
    Arquitetura baseada em comutação de pacotes
    (totalmente IP) em oposição a comutação por
    circuitos das redes tradicionais

➔
    IMS é uma maneira de distribuir multimídia,
    independente do dispositivo ou do meio de
    acesso.

➔
    Arquitetura é baseada no protocolo SIP em redes
    all-IP.
CS - Comutação por Circuito (Circuit-switched)

✔
    É uma rede de uso privativo virtualmente construída sobre uma
    rede pública

✔
    Compartilhada com outras VPN's

✔
    Permite a customização da rede de acordo com as necessidades
    dos clientes

✔
    Particionamento da rede física e equipamentos da rede

✔
    Multi-protocolo
PS - Comutação por Pacotes (Packet-switched)

✔
    Transmissão por pacotes (redes de dados convencionais)

✔
    Canal compartilhado, otimização da transmissão

✔
    Melhor largura de banda

✔
    Duas abordagens
     ✔
       Circuito virtual: estabelece caminho virtual fixo, com garantia
       de entrega
     ✔
       Datagrama: pacotes enviados independentemente
CS x PS
Arquitetura
Protocolos da Rede IMS
➔
    A maioria dos protocolos são Padronizados pelo
    IETF

➔
    Sinalização e fluxo de Mídia

     – SIP(Session Initiation Protocol)-RFC 3261:
       Função de estabelecer, modificar e terminar
       sessões multimídias entre dois terminais
        • Protocolo chave da arquitetura IMS


     – SDP(Session    Description     Protocol)–RFC
       3264: Transportado no copo do SIP com a
       função de descrição da atributos de mídia de
       sessão como endereços IP, portas, tipo de mídia
       e codecs.
Protocolos da Rede IMS

➔
    Authentication, Authorization, and Accounting

     – Diameter - RFC 3588: Substituto do RADIUS
       para realizar a função de autenticação,
       autorização e accounting. Baseado em TLS e
       IPSEC.
Protocolos da Rede IMS
➔
    Outros Protocolos

     – MeGaCo (H.248) - RFC 3015: Substituto do
       MGCP no controle e sinalização dos media
       servers da rede (gateways)

     – RTP (Real Time Protocol) - RFC 3550:
       Oferece a função de transporte para transmissão
       de dados em tempo real.

     – RTCP (Real Time Control Protocol) –
       Utilizado em conjunto com o RTP. Permite a
       monitoração    da    entrega    dos     dados e
       funcionalidades de controle e identificação
Elementos da Arquitetura IMS
➔
    CSCF (Call Session Control Function) é um servidor SIP, ele
    controla todas as requisições na rede IMS e registra os terminais.
     – Também conhecido como Call Agent ou Call Controller
     – Seu papel preliminar é fornecer a lógica da chamada e o
       controle da sinalização da chamada para um ou mais Media
       Gateways.

➔
    É dividido em 3 partes:
     – P-CSCF (Proxy)
     – I-CSCF (Interrogação)
     – S-CSCF (Serving)
Elementos da Arquitetura IMS
➔
    P-CSCF (Proxy)

     – É o ponto de entrada na rede IMS


     – Todas as requests ou responses SIP ao IMS são processados
       pelo P-CSCF.

     – Diversas diretrizes de proteção e mecanismos de criptografia
       usando IPSec.

     – Possui compactador e descompactados de mensagens.
Elementos da Arquitetura IMS
➔
    I-CSCF (Interrogação)

     – É o DNS do IMS.


     – Faz interface com SLF (Multi-HSS) e HSS através do protocolo
       Diameter.

     – Opcionalmente pode cifrar partes das mensagens SIP, como
       por exemplo, número de usuários no domínio, seus nomes do
       DNS ou sua capacidade.
Elementos da Arquitetura IMS
➔
    S-CSCF (Serving)

     – Core do CSCF.


     – Todas as sinalizações SIP passam pelo S-CSCF, ele inspeciona
       cada mensagem SIP e determina por onde deve passar a
       mensagem SIP.

     – Realiza o policiamento da rede, por exemplo, um usuário não
       esta autorizado a estabelecer determinados tipos de sessão,
       impede os usuários de executar operações não autorizadas.
Elementos da Arquitetura IMS
➔
    HSS (Home Subscriber Servers)

     – É uma base de dados central de dispositivos, é responsável
       pela informação de autenticação, autorização e localização
       física.
     – É uma evolução do HLR (Home Location Register), que é um
       nó especificado pela arquitetura GSM.
     – Ficam armazenados os perfis de usuário e serviços que possui.
     – Conversa diretamente com o CSCF através do protocolo
       Diameter.
     – Contém todos os dados relacionados ao usuário necessários
       para assegurar sessões multimídia.
Elementos da Arquitetura IMS




            Registro de um Assinante na rede IMS
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Referêncas

➔
    Funicelli, Vinicius. Tutorial sobre NGN e IMS II
    Disponível em
    http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialngnims2/pag

➔
    REIS, Luis. Elementos da rede IMS. Disponível
    em: http://ims.no.sapo.pt/index.htm

➔
    Bertrand, Gilles. The IP Multimedia Subsystem
    in Next Generation Networks. Disponível em:
    http://www.rennes.enst-
    bretagne.fr/~gbertran/files/IMS_an_overview.pdf
VoIP e NGN
 IMS
 IP Multimedia Subsystem
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
          www.madeira.eng.br

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IMS - IP Multimedia Subsystem

  • 1. VoIP e NGN IMS IP Multimedia Subsystem Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br> www.madeira.eng.br
  • 2. Agenda ➔ IMS – O que é ? ➔ CS - Comutação por Circuito ➔ PS - Comutação por Pacotes ➔ Arquitetura ➔ Protocolos da Rede IMS ➔ Elementos da Arquitetura IMS Serviços ➔ Referências
  • 3. IMS – O que é ? ➔ IMS (IP Multimedia Subsystem) representa um esforço do 3GPP em definir uma arquitetura baseada totalmente em IP de redes de telefonia celular ➔ Seu objetivo é realizar a convergência entre voz e dados ➔ Arquitetura baseada em comutação de pacotes (totalmente IP) em oposição a comutação por circuitos das redes tradicionais ➔ IMS é uma maneira de distribuir multimídia, independente do dispositivo ou do meio de acesso. ➔ Arquitetura é baseada no protocolo SIP em redes all-IP.
  • 4. CS - Comutação por Circuito (Circuit-switched) ✔ É uma rede de uso privativo virtualmente construída sobre uma rede pública ✔ Compartilhada com outras VPN's ✔ Permite a customização da rede de acordo com as necessidades dos clientes ✔ Particionamento da rede física e equipamentos da rede ✔ Multi-protocolo
  • 5. PS - Comutação por Pacotes (Packet-switched) ✔ Transmissão por pacotes (redes de dados convencionais) ✔ Canal compartilhado, otimização da transmissão ✔ Melhor largura de banda ✔ Duas abordagens ✔ Circuito virtual: estabelece caminho virtual fixo, com garantia de entrega ✔ Datagrama: pacotes enviados independentemente
  • 8. Protocolos da Rede IMS ➔ A maioria dos protocolos são Padronizados pelo IETF ➔ Sinalização e fluxo de Mídia – SIP(Session Initiation Protocol)-RFC 3261: Função de estabelecer, modificar e terminar sessões multimídias entre dois terminais • Protocolo chave da arquitetura IMS – SDP(Session Description Protocol)–RFC 3264: Transportado no copo do SIP com a função de descrição da atributos de mídia de sessão como endereços IP, portas, tipo de mídia e codecs.
  • 9. Protocolos da Rede IMS ➔ Authentication, Authorization, and Accounting – Diameter - RFC 3588: Substituto do RADIUS para realizar a função de autenticação, autorização e accounting. Baseado em TLS e IPSEC.
  • 10. Protocolos da Rede IMS ➔ Outros Protocolos – MeGaCo (H.248) - RFC 3015: Substituto do MGCP no controle e sinalização dos media servers da rede (gateways) – RTP (Real Time Protocol) - RFC 3550: Oferece a função de transporte para transmissão de dados em tempo real. – RTCP (Real Time Control Protocol) – Utilizado em conjunto com o RTP. Permite a monitoração da entrega dos dados e funcionalidades de controle e identificação
  • 11. Elementos da Arquitetura IMS ➔ CSCF (Call Session Control Function) é um servidor SIP, ele controla todas as requisições na rede IMS e registra os terminais. – Também conhecido como Call Agent ou Call Controller – Seu papel preliminar é fornecer a lógica da chamada e o controle da sinalização da chamada para um ou mais Media Gateways. ➔ É dividido em 3 partes: – P-CSCF (Proxy) – I-CSCF (Interrogação) – S-CSCF (Serving)
  • 12. Elementos da Arquitetura IMS ➔ P-CSCF (Proxy) – É o ponto de entrada na rede IMS – Todas as requests ou responses SIP ao IMS são processados pelo P-CSCF. – Diversas diretrizes de proteção e mecanismos de criptografia usando IPSec. – Possui compactador e descompactados de mensagens.
  • 13. Elementos da Arquitetura IMS ➔ I-CSCF (Interrogação) – É o DNS do IMS. – Faz interface com SLF (Multi-HSS) e HSS através do protocolo Diameter. – Opcionalmente pode cifrar partes das mensagens SIP, como por exemplo, número de usuários no domínio, seus nomes do DNS ou sua capacidade.
  • 14. Elementos da Arquitetura IMS ➔ S-CSCF (Serving) – Core do CSCF. – Todas as sinalizações SIP passam pelo S-CSCF, ele inspeciona cada mensagem SIP e determina por onde deve passar a mensagem SIP. – Realiza o policiamento da rede, por exemplo, um usuário não esta autorizado a estabelecer determinados tipos de sessão, impede os usuários de executar operações não autorizadas.
  • 15. Elementos da Arquitetura IMS ➔ HSS (Home Subscriber Servers) – É uma base de dados central de dispositivos, é responsável pela informação de autenticação, autorização e localização física. – É uma evolução do HLR (Home Location Register), que é um nó especificado pela arquitetura GSM. – Ficam armazenados os perfis de usuário e serviços que possui. – Conversa diretamente com o CSCF através do protocolo Diameter. – Contém todos os dados relacionados ao usuário necessários para assegurar sessões multimídia.
  • 16. Elementos da Arquitetura IMS Registro de um Assinante na rede IMS Fonte: http://www.3gdb.org/doc/overview-summary.html
  • 17. Serviços ➔ Push-to-talk over Celular (PoC) ➔ Presença ➔ Serviço de mensagens instantâneas ➔ Compartilhamento de arquivos ➔ Compartilhamento de vídeo
  • 18. Referêncas ➔ Funicelli, Vinicius. Tutorial sobre NGN e IMS II Disponível em http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialngnims2/pag ➔ REIS, Luis. Elementos da rede IMS. Disponível em: http://ims.no.sapo.pt/index.htm ➔ Bertrand, Gilles. The IP Multimedia Subsystem in Next Generation Networks. Disponível em: http://www.rennes.enst- bretagne.fr/~gbertran/files/IMS_an_overview.pdf
  • 19. VoIP e NGN IMS IP Multimedia Subsystem Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br> www.madeira.eng.br