Protocolos De Convergência de uma rede NGN

1. VoIP e NGN
Protocolos de
Convergência
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
www.madeira.eng.br

2. Sumário
➔
Características
➔
SIP
➔
SDP
➔
IAX2
➔
MeGaCo
➔
Sigtran

3. Características
✔
Durante chamada de Voz ou Vídeo em uma NGN, dois caminhos
de comunicação são estabelecidos:
✔
Troca de mensagens de sinalização
✔
Transporte de Voz ou Vídeo
✔
Mensagens de Sinalização
✔
Utilizado para trocar informações sobre o estado das
chamadas e negociar parâmetros das conexões entre os
terminais.
✔
Exemplos: MGCP, MeGaCo/H.248, H323, SIP, IAX2
✔
Dependem da arquitetura de rede implementada

4. Características
✔
Transporte de Voz
✔
A voz é convertida de seu estado analógica para pacotes
✔
O protocolo que a transporta é o RTP (Real Time Protocol)
✔
A conversão da voz/vídeo para transporte via pacotes é feita
através de Codecs.

5. SIP (Session Initialization Protocol)
✔
Protocolo de sessão mais utilizado dentro da
tecnologia VoIP
✔
Estabelece, modifca e termina as sessões de
multimídia, fornecendo meios para o
endereçamento e localização dos membros.
✔
Arquitetura baseada no modelo de cliente-servidor
onde os clientes iniciam uma chamada e o
servidor responde às chamadas.
✔
Protocolo baseado em texto e se assemelha com o
HTTP
✔
Mensagens SIP são compostas de requisições e
respostas especificas

6. SIP (Session Initialization Protocol)
✔
Protocolo do IETF definido pela RFC 3261
✔
Mesma função dos protocolos de sinalização da
rede de telefonia tradicional, só que no mudo IP.
✔
Não reserva recursos na rede
✔
Usa o SDP para descrever sessões de mídia
✔
Endereçamento através de URI (Uniform Resource
Indicator)
Ex: sip:fred@provedor.com.br
sip:558133332222@provedor.com.br

7. Elementos da Arquitetura

8. Elementos da Arquitetura
✔
User agents (UA)
✔
Qualquer aplicação cliente ou dispositivo que inicia uma
conexão SIP.
✔
UAC (User Agent Client): gera as requisições SIP
✔
UAS (User Agent Server): resposnde as requisições SIP
✔
Normalmente são telefones IP, PC's ou gateways
✔
Proxy Server
✔
Intermediário entre os UA
✔
Interpretam/re-escrevem as mensagens SIP.
✔
Ponto de contato para envio/recebimento de mensagens de
sinalização

9. Elementos da Arquitetura
✔
Servidor de Registro (Registrar Server)
✔
Recebe as atualizações sobre a localização atual dos usuários
✔
Normalmente, está localizado no mesmo servidor que o Proxy
Server
✔
Servidor de Redirecionamento (Redirect Server)
✔
Redireciona as mensagens para um outro servidor
✔
Servidor de Localização (Location Server)
✔
É usado pelo redirect server ou pelo proxy server para identificar
as possíveis localizações dos destinos chamados.

10. Requisições
Método Funcionalidades
INVITE Mensagem usada para iniciar uma chamada
ACK Mensagem de Confirmação Final
BYE Libera uma chamada
CANCEL Cancela uma requisição pendente. Não possui
efeito em uma chamada já estabelecida
OPTIONS Consulta as funcionalidades suportadas
REGISTER Mensagem usada para registrar um usuário em
um servidor sip

11. Exemplo de Requisição SIP
INVITE sip:55551234@audiocodes.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP audiocodes.com:5060
From: Ronen <sip:44441234@audiocodes.com>
To: Trainee <sip:55551234@audiocodes.com.>
Call-ID: 123456789@audiocodes.com
CSeq: 1 INVITE
Subject: SIP Training
Contact: Ronen <sip:44441234@training.org>;
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 147

12. Resposta
Cód Respostas Principais Mensagems
3xx Redirecionamento 300 Multiple Choices
301 Moved Perm
302 Moved Temp
380 Alternative Serv
4xx Falhas de 400 Bad Request
requisições 401 Unauthorized
403 Forbidden
404 Not Found
405 Bad Method
415 Unsupp Content
420 Bad Extensions
Cód Respostas Principais Mensagems 486 Busy Here
1xx Informativas 100 Trying 5xx Falhas no Servidor 504 Timeout
180 Ringing 503 Unavailable
181 Call forwarded 501 Not Implemented
182 Queued 500 Server Error
183 Session Progress 6xx Falhas Globais 600 Busy Everywhere
(Early Media) 603 Decline
2xx Sucesso 200 OK 604 Doesn’t Exist
202 Accepted 606 Not Acceptable

13. Exemplo de Resposta SIP
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP audiocodes.com:5060
From: Ronen <sip:44441234@training.org>;tag=76341
To: trainee <sip:55551234@audiocodes.com>
Call-ID: 123456789@audiocodes.com
CSeq: 1 INVITE
Subject: SIP Training
Contact: Ronen <sip:44441234@training.org>;
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 134

14. Exemplo de Resposta SIP –
Mapeamento na Aplicação
✔
Retirado do site:
http://www.mhspot.com/sts/siptosis_config_issues.
html
I'm trying to make a skype call and sometimes I get
some strange SIP response messages? Here's the
default possible call failure response codes. Your
PBX/Asterisk Server will need to handle these
statuses.
* 603 Skype User refused the call
* 404 Skype invalid user or Number
* 408 Skype Call Failed (possibly no skype credit)
* 600 Skype user is busy
* 480 Over Usage Limit (as of version 20090526)
* 403 Anything else (possibly no skype credit)

15. SIP Call Flow

16. SIP Call Flow - Wireshark
UA - 1 Proxy UA - 2

17. SDP (Session Description Protocol)
➔
Descrito pela RFC 4566
➔
Protocolo responsável por carregar as informações
relativas à mídia.
➔
Durante a inicialização da sessão, o SDP informa:
– quais os codecs suportados,
– qual a porta esperada,
– qual o padrão de DTMF usado e
– demais informações necessárias para a
transferência de dados multimídia
➔
Transportado no payload do SIP

18. SDP (Session Description Protocol)

19. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
✔
Atualmente na versão 2, descrito na RFC5456
✔
Protocolo de mídia e sinalização peer-to-peer.
✔
Assemelha-se ao Sip;
✔
Pode registrar localizações, criar, modificar,
terminar sessões multimídias e carregar a
sessão de mídia.
✔
Multipelxa a sinalização e múltiplos fluxos
sobre uma única associação UDP entre dois
hosts.
✔
Protocolo de sinalização
✔
Protocolo para transporte de fluxos de
mídia

20. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol

21. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
Objetivos
✔
Diminuir a utilização de banda por
transmissões de mídia e de sinalização.
✔
Utiliza protocolo binário ao invés de
protocolo em texto como o SIP (Maior
eficiência no consumo de banda)
✔
Evitar problemas de NAT
✔
Tx/Rx dos fluxos de sinalização e mídia na
mesma porta
✔
Possibilidade de transmissão do plano de
discagem

22. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
Comandos – Control Frames
➔
Carrega dados de controle de sessão
➔
Refere-se a controle de uma conexão com um
endpoint IAX
Subclass Value
Description
(Type Frame =0x04)
0x01 Hangup
0x02 Ring
0x03 Ringing (ringback)
0x04 Answer
0x05 Busy Condition
Congestion
0x08 Condition
0x0e Call Progress

23. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
Comandos – IAX Frames (subclass 0x06)
➔
Provê gerenciamento sobre os endpoints IAX.
➔
Lidam com sinalização (call setup,manutenção e
desconexão). Subclass
Value (Type Description Details
Frame =0x06)
0x01 NEW Initiate a new call
0x02 PING Ping request
0x03 PONG Ping reply
0x04 ACK Acknowledgement
0x05 HANGUP Initiate call teardown
0x06 REJECT Reject
0x07 ACCEPT Accepted
0x08 AUTHREQ Authentication request
0x09 AUTHREP Authentication reply
0x0a INVAL Invalid call
0x0b LAGRQ Lag request
0x0c LAGRP Lag reply
0x0d REGREQ Registration request
0x0e REGAUTH Registration authenticate
Registration
0x0f REGACK
acknowledgement

24. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
Comandos – IAX
Subclass
Description Details
Value
0x10 REGREJ Registration reject
0x11 REGREL Registration release
0x12 VNAK Video/Voice retransmit request
0x13 DPREQ Dialplan request
0x14 DPREP Dialplan response
0x15 DIAL Dial
0x16 TXREQ Transfer request
0x17 TXCNT Transfer connect
0x18 TXACC Transfer accept
0x19 TXREADY Transfer ready
0x1a TXREL Transfer release
0x1b TXREJ Transfer reject
0x1c QUELCH Halt audio/video transmission
0x1d UNQUELCH Resume audio/video transmission
0x20 MWI Message waiting indication
0x21 UNSUPPORT Unsupported message

25. IAX – Inter-Asterisk eXchange Protocol
Call Flow – Fluxo da Chamada

26. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU)
✔
Descrito na RFC 3525
✔
Protocolo de controle de Media Gateways (MG)
✔
Pouco utilizado em relação ao SIP (mais recente)
✔
MeGaCo é a nova evolução do padrão MGCP
✔
Semelhante ao MGCP em muitas formas
✔
Oferece várias melhorias e funcionalidades que o MGCP não
oferece
✔
Mestre/Escravo onde o MGC é o meste e os MG são os
escravos.

27. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU)

28. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU) - Elementos
✔
Terminação
✔
Fontes de um ou mais fluxo de mídia.
✔
Contexto
✔
Associação entre uma coleção de terminações
✔
Comandos
✔
Manipular terminações e contextos.

29. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU) - Comandos
✔
Add
✔
Adiciona uma terminação a um contexto
✔
Subtract
✔
Remove uma terminação a um contexto
✔
Move
✔
Move uma terminação de um contexto para outro
✔
Modify
✔
Muda estado da terminação

30. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU) – Call Flow

31. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU)

32. MeGaCo (IETF) / H.248 (ITU)

33. VoIP e NGN
Protocolos de
Convergência
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
www.madeira.eng.br