Protocolos de Señalización de la VoIP

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Un protocolo es un conjunto de reglas y acuerdos que los computadores y dispositivos deben seguir para que puedan comunicarse entre ellos. Más concretamente, un protocolo de señalización es el que se encarga de gestionar los mensajes y procedimientos utilizados para establecer una comunicación.

Para VoIP existen varios protocolos de señalización, tales como, H323, MGCP, SCCP, SIP y IAX2. Sin embargo, los tres protocolos más extendidos son SIP, IAX2, y H323.

Aunque H323 ha estado muy extendido, ha sido muy utilizado y ha sido el que ha permitido el despegue de la VoIP, existiendo gran variedad de hardware que lo soporta, hoy en día, esta en desuso, ya que uno de los objetivos de SIP era solucionar los problemas que existían en H323, por lo que SIP a desbancado a H323.

Básicamente H323 es un protocolo cliente-servidor en el que básicamente intervienen dos tipos de señalización: Señalización de control de llamada (H225) y Señalización de control de canal (H245), la primera se encarga del registro y localización y la segunda del establecimiento de llamadas.

Respecto a MGCP (Media Gateway Control Protocol), es un protocolo del tipo cliente-servidor, y ya ha quedado obsoleto, aunque IAX2 a adoptado parte de su estructura de funcionamiento.

SCCP (Skinny Client Control Protocol), es un protocolo propietario de Cisco, basado en un modelo cliente servidor que deja toda la inteligencia en manos del servidor, llamado “call manager”, este protocolo se encuentra en activo en muchas corporaciones debido a la garantía y respaldo que Cisco proporciona, aunque es un sistema caro por ser propietario, ya existen interfaces que permiten su conexión a sistema de software libre como Asterisk.

Vamos a continuación a ver más detalladamente los dos más importantes que son además los que vamos a utilizar en nuestra implementación: SIP y IAX2.

a) SIP (Session Initiation Protocol)

Este protocolo está mas integrado con las aplicaciones y servicios de Internet, posee mayor flexibilidad para incorporar nuevas funciones y su implementación es mucho más simple que H323, incluso es parecido a los protocolos HTTP y SMTP.

Las aplicaciones SIP usan el puerto 5060 con UDP (User Datagram Protocol) o TCP (Transmission Control Protocol), para información de señalización y normalmente el rango de puertos de 10000 a 20000, para la transmisión de la voz mediante RTP, más concretamente se usan dos puertos por canal de comunicación.

SIP se ha propuesto como sistema genérico para el soporte de mecanismo de señalizaciones de servicio de telefonía IP. SIP soporta cinco elementos funcionales para el establecimiento y terminación de comunicaciones multimedia:

➢ Localización de Usuarios.
➢ Intercambio y negociación de capacidades de los terminales.
➢ Disponibilidad de Usuarios.
➢ Establecimiento de llamadas.
➢ Mantenimiento de llamadas.

SIP es un protocolo basado en el modelo cliente-servidor. Los clientes SIP envían peticiones aun servidor, el cual una vez procesada contesta con una respuesta. Los terminales SIP, también pueden establecer llamadas de voz directamente sin la intervención de elementos intermedios, al igual que en el caso de H323, funcionando como “peers independientes”.

SIP se estructura con los siguientes componentes:

1. AGENTES DE LLAMADA: Existen dos tipos de Agentes:

➢ User Agent Client (UAC): funciona como cliente iniciando peticiones SIP.
➢ User Agent Server (UAS): funciona como servidor contactando al usuariocuando una petición SIP es recibida, y retornando una respuesta a favor del usuario.

Estos agentes realizan las siguientes acciones:
➢ Localizar a un usuario mediante la redirección de la llamada.
➢ Implementar servicios de redirección como reenvío si no hay respuesta.
➢ Implementar filtrado de llamadas en función de su origen o destino.
➢ Almacenar información de administración de llamadas.
Las workstations, IPphones, gateways telefónicos, call agents, entre otros, son dispositivos que tienen funcionalidades de User Agents dentro de una red SIP.

2. SERVIDORES: Existen tres tipos de servidores, que pueden estar separados o realizar varias funciones.

Servidor Proxy: Se encarga de encaminar peticiones/respuestas hacia el destino final. El encaminamiento se realiza salto a salto de un servidor a otro hasta alcanzar el destino final. Un servidor proxy es una entidad intermediaria en una red SIP que es responsable de reenviar peticiones SIP a un UAS (User Agent Server) de destino o a otro servidor proxy en nombre de otro UAC (User Agent Client). El servidor proxy también interpreta y si es necesario, reescribe partes de los mensajes de petición antes de reenviarlos. También se asegura de poner en funcionamiento las políticas en la red, tales como autenticar a un usuario antes de darle servicio.

Servidor de redirección: Equivalente al servidor proxy, pero a diferencia de este no contesta a la llamada, sino que indica como contactar el destino buscado. Un redirect server, es un UAS (User Agent Server) que se encarga de redireccionar las transacciones SIP generadas por un UAC. Para esto genera respuestas a peticiones SIP con código 300 (mensajes de redirección), dirigiendo al UAS a contactar a un grupo alternativo.

Servidor de registro: Mantiene la localización actual de un usuario. Se utiliza para que los terminales registren la localización en la que se encuentran, facilitando la movilidad del usuario.

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Como ya hemos comentado, SIP esta basado en arquitectura cliente/servidor similar al HTTP, con el que comparte muchos códigos de estado y sigue una estructura de petición-respuesta; estas peticiones son generadas por un cliente y enviadas a un servidor, que las procesa y devuelve la respuesta al cliente. El par petición-respuesta recibe el nombre de transacción. Al igual que el protocolo HTTP, SIP proporciona un conjunto de solicitudes y respuestas basadas en códigos, todas ellas recogidas en la RFC 3261.

El protocolo SIP define principalmente seis tipos de solicitudes o peticiones:

➢ INVITE: establece una sesión.
➢ ACK: confirma una solicitud INVITE.
➢ BYE: finaliza una sesión.
➢ CANCEL: cancela el establecimiento de una sesión.
➢ REGISTER: comunica la localización de usuario (nombre de equipo, IP).
➢ OPTIONS: da información sobre las capacidades de envío y recepción.

y seis clases de respuestas:

➢ 1xx: respuestas informativas, como 180, que significa teléfono sonando (ringing).
➢ 2xx: respuestas de éxito.
➢ 3xx: respuestas de redirección.
➢ 4xx: errores de solicitud.
➢ 5xx: errores de servidor.
➢ 6xx: errores globales.

REGISTER.

2. El servidor requiere autentificación (401 unathorized)
3. Se envía la información de registro.
4. Se acepta el registro (200 OK)
5. Se envía la información de registro
6. Y el confirma que se ha recibido.

Una vez que el agente se ha registrado en el servidor, este tiene su información para poder localizarlo y poder redirigir llamadas hacia él. Una vez registrado ya es posible establecer una comunicación con ese agente.

1. El teléfono llamante envía un INVITE.
2. Se solicita autenticación mediante la respuesta 407 (407 Autenticación Proxy Requerida).
3. El teléfono llamante responde con un ACK confirmado.
4. El teléfono al que se llama envía una respuesta informativa 100 (tratando).
5. Cuando el teléfono llamado empieza a sonar envía una respuesta 180 (teléfono sonando).
6. Cuando el receptor descuelga, el teléfono al que se llama envía una respuesta 200 (OK).
7. El teléfono llamante responde con un ACK confirmado.
8. Ahora la voz es transmitida como datos usando RTP.
9. Cuando la persona a la que se llama cuelga, BYE es enviado al teléfono llamante.
10. El teléfono llamante responde con un 200 (OK).

b) IAX (Inter-Asterisk eXchange protocol)

Este protocolo es utilizado para manejar conexiones VoIP ya sea entre servidores Asterisk, o entre servidores y clientes. El protocolo IAX ahora se refiere generalmente al IAX2, la segunda versión del protocolo IAX2.

IAX2 fue creado y estandarizado en Enero de 2004 por Mark Spencer y su empresa Digium, la creadora de Asterisk, y es creado para y por Asterisk. Y surge también, para corregir algunos de los problemas principales del protocolo SIP, estos objetivos son:

✔ Minimizar el ancho de banda usado en las transmisiones de control y multimedia.

✔ Cambiar de protocolo de texto a protocolo binario. Pequeñas cabeceras y bajo consumo de ancho de banda.

✔ Evitar problemas de NAT (Network Address Translation). IAX2 usa UDP sobre un único puerto, el 4569, donde viajan la información de señalización y datos.

✔ Soporte para transmitir planes de marcación (dialplans).

c) SIP Vs. IAX – Comparativa

Las principales diferencias ente IAX y SIP son las siguientes:
•Ancho de banda : IAX utiliza un menor ancho de banda que SIP ya que los mensajes son codificados de forma binaria mientras que en SIP son mensajes de texto. Asimismo, IAX intenta reducir al máximo la información de las cabeceras de los mensajes reduciendo también el ancho de banda necesario.
•NAT : En IAX la señalización y los datos viajan conjuntamente con lo cual se evitan los problemas de NAT que frecuentemente aparecen en SIP. En SIP la señalización y los datos viajan de manera separada y por eso aparecen problemas de NAT en el flujo de audio cuando este flujo debe superar los routers y firewalls. SIP suele necesitar un servidor STUN para estos problemas.

• Estandarización y Uso : SIP es un protocolo estandarizado por la IETF hace bastante tiempo y que es ampliamente implementado por todos los fabricantes de equipos y software. IAX está aun siendo estandarizado y es por ello que no se encuentra en muchos dispositivos existentes en el mercado.
• Utilización de puertos : IAX utiliza un solo puerto (4569) para mandar la información de señalización y los datos de todas sus llamadas. Para ello utiliza un mecanismo de multiplexación o «trunking». SIP, sin embargo utiliza un puerto (5060) para señalización y 2 puertos RTP por cada conexión de audio (como mínimo 3 puertos). Por ejemplo para 100 llamadas simultaneas con SIP se usarían 200 puertos (RTP) más el puerto 5060 de señalización. IAX utilizaría sólo un puerto para todo (4569).
• Flujo de audio al utilizar un servidor : En SIP si utilizamos un servidor la señalización de control pasa siempre por el servidor pero la información de audio (flujo RTP) puede viajar extremo a extremo sin tener que pasar necesariamente por el servidor SIP. En IAX al viajar la señalización y los datos de forma conjunta todo el tráfico de audio debe pasar obligatoriamente por el servidor IAX. Esto produce una aumento en el uso del ancho de banda que deben soportar los servidores IAX sobretodo cuando hay muchas llamadas simultaneas.
• Otras funcionalidades: IAX es un protocolo pensado para VoIP y transmisión de vídeo y presenta funcionalidades interesantes como la posibilidad de enviar o recibir planes de marcado (dialplans) que resultan muy útiles usados junto con servidores Asterisk. SIP es un protocolo de propósito general y podría transmitir sin dificultad cualquier información y no solo audio y vídeo, pero no funciona de manera tan optima como lo hace IAX2.

Tomado de:
Sierra, A. (2008). Instalación de un sistema VoIP corporativo basado en Asterisk (Proyecto fin de Master). Universidad Politécnica de Cartajena, Murcia, España.
Fuente:
http://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/737/pfm35.pdf;jsessionid=951D111758801A0375EA20D3195A6313?sequence=1

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

Principales Protocolos VoIP

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Principales Protocolos: Existen dos protocolos que han sido desarrollados para llevar a cabo las operaciones de señalización en telefonía IP: H.323 desarrollado por la ITU (International Communication Union) y el protocolo SIP (Session Initiation protocol) desarrollado por la IETF.

Existe un amplio debate acerca de la filosofía involucrada en el diseño de ambos protocolos, siendo el tema central de la discusión el hecho que H.323 proviene de ingenieros estrechamente vinculados al PSTN, y su nivel de complejidad es mayor en cuanto al número de especificaciones y protocolos asociados. Por su parte, SIP fue diseñado pensando en las características de Internet, y la flexibilidad inherente al protocolo concuerda con esto.

S.I.P.

Al igual que el resto de los protocolos para aplicaciones multimediales, SIP no está restringido a aplicaciones de voz. Su campo de acción incluye servicios de multimedia como video, chat de texto, entre otros.

SIP es independiente del modelo y tamaño de la aplicación de conferencia. Por esto, permite tanto el curso de una llamada tradicional entre dos individuos como el establecimiento de conferencias entre un número reducido de participantes o sesiones multicast de muchos integrantes. Esto constituye una diferencia con respecto a la arquitectura de la ITU que considera protocolos distintos para estos efectos (H.323 y H.332, respectivamente). Además, “SIP separa completamente la información de control de los datos transmitidos; de hecho, un request SIP puede seguir una ruta distinta a la utilizada para el tráfico de los datos, a pesar que se utilice la misma infraestructura de Internet” (Naveas, 2006).

En telefonía IP, existen tres tipos de sesiones a establecer: entre dos sistemas IP (dos computadores), entre un sistema final y un gateway hacia otra red como el PSTN o un sistema H.323, y por último entre gateways. SIP contempla estos tres casos.

Para efectos de análisis del protocolo SIP, se define una llamada como la asociación entre un número de participantes dado. La asociación de señalización entre un par de participantes se denomina conexión, aunque en realidad no existe un canal físico u otros recursos de red asociados a una conexión; sólo se trata de un estado de señalización entre dos puntos. Una sesión se refiere a una única sesión de RTP (Real Time Transport Protocol ) en la que se transmite un tipo de medio. Las relaciones entre las conexiones de señalización y las sesiones de multimedia pueden ser diversas.

H.323

El estándar H.323 proporciona la base para la transmisión de voz, datos y vídeo sobre redes no orientadas a conexión y que no ofrecen un grado de calidad del servicio, como son las basadas en IP, incluida Internet, de manera tal que las aplicaciones y productos conforme a ella puedan interoperar, permitiendo la comunicación entre los usuarios sin necesidad de que éstos se preocupen por la compatibilidad de sus sistemas. “La LAN sobre la que los terminales H.323 se comunican puede ser un simple segmento o un anillo, o múltiples segmentos (es el caso de Internet) con una topología compleja, lo que puede resultar en un grado variable de rendimiento” (http://www.coit.es/publicac/publbit/bit109/quees.htm )

H.323 es la especificación, establecida por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) en 1996, que fija los estándares para la comunicación de voz y vídeo sobre redes de área local, con cualquier protocolo, que por su propia naturaleza presentan una gran latencia y no garantizan una determinada calidad del servicio (QoS). Para la conferencia de datos se apoya en la norma T.120, con lo que en conjunto soporta las aplicaciones multimedia. Los terminales y equipos conforme a H.323 pueden tratar voz en tiempo real, datos y vídeo, incluida videotelefonía.

El estándar contempla el control de la llamada, gestión de la información y ancho de banda para una comunicación punto a punto y multipunto, dentro de la LAN, así como define interfaces entre la LAN y otras redes externas, como puede ser la RDSI. Es una parte de una serie de especificaciones para videoconferencia sobre distintos tipos de redes, que incluyen desde la H.320 a la H.324, estas dos válidas para RDSI y RTC, respectivamente.

H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y vídeo, asegurando que los equipos de distintos fabricantes se entiendan. Así, los usuarios no se tienen que preocupar de cómo el equipo receptor actúe, siempre y 74 cuando cumpla este estándar. La gestión del ancho de banda disponible para evitar que la LAN se colapse con la comunicación de audio y vídeo, por ejemplo, limitando el número de conexiones simultáneas, también está contemplada en el estándar.

Tomado de:
Ferráez, E. (2008). El impacto de la Telefonía IP en las Organizaciones (tesis de pregrado). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
Fuente:
http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/28505/1/Ferraez%20Rodriguez.pdf

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Software libre para telefonía

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ASTERISK

Forma parte de una implementación de “Open Source” para realizar funciones de una pequeña central telefónica, admitiendo llamadas simultáneas entre un número de usuarios y permitiendo hacer uso de otros servicios telefónicos. Software con doble licencia una GNU40 Public Licese y otra comercial, diseñado para trabajar con muchos protocolos de VoIP e incluye características IP- PBX como: buzón de voz, conferencia de llamadas, respuesta interactivas, entre otras características

Características.

Asterisk de acuerdo (sinologic, 2014) presenta características como las enumeradas a continuación que hacen de esta plataforma una alternativa muy interesante para VoIP:
• Soporte de enlaces digitales RDSI y CAS.
• Soporta fusiones conjuntas a troncales analógicas.
• Brinda servicios como Buzón de voz, conferencias de voz, colas de llamadas y registro de llamadas detalladas.
• Asignación de categorías dial plan para servicios locales y celulares.
• Soporta protocolos VoIP como SIP, H.323, IAX, MGCP.

Servicios

Asterisk incorpora servicios o funcionalidades similares a una pequeña central convencional y otras más avanzadas las cuales (Quarea, 2014) las describe y se enumeran a continuación:
• Trasferencias: se encarga principalmente de trasferir una llamada en curso a otra extensión de forma directa o previamente una consulta.
• Desvíos: permite la trasferencia de una llamada entrante hacia un número específico en casos especiales.
• Conferencia múltiple: admite la comunicación entre múltiples usuarios de la misma central.
• Correo vocal: funciona en casos específicos que las llamadas no puedan ser contestadas y son programadas para desviarlas hacia el buzón de voz integrado al correo electrónico.
• Música en espera: Asterisk permite introducir música de espera en formatos .wav y mp3.

ELASTIX

Elastix corresponde a una solución de comunicaciones unificadas desarrollada por Palo Santo sobre una plataforma de “Sotware Libre”, trabaja bajo código abierto permitiendo el abaratamiento de costos y mejoras en los servicios. Integra en un solo paquete tecnologías como: VoIP PBX, Fax, mensajería, email, entre otras; para esto trabaja en conjunto con cuatro programas como: Asterisk, Hylafax, Openfire y Postfix.

Características

Elastix presentas las siguientes características en cuanto a funcionamiento como se describe en su página web:
• Tiene la capacidad de trabajar simultáneamente varias máquinas virtuales de Elastix sobre un mismo servidor.
• Posee una interfaz Web muy amigable para la administración.
• Características de QoS43 propias de la plataforma como cancelación del eco.
• Cuenta con un servidor DHCP para la asignación dinámica de las direcciones IP.
• Soporta diferentes protocolos para VoIP como SIP y IAX entre los principales.
• Una de sus ventajas es que puede usar entre algunos codecs de audio como: G.711, G.722, G.729, iLBC, entre otros.

Servicios

(Quarea, 2014) enumera los servicios más importantes que brinda Elastix a continuación:

• Fax: servidor de fax con acceso desde la web, personalizado, control de acceso y visor de Faxes integrado con descargas en formato PDF.
• Email: servidor administrable desde la Web y soporte multi-dominio.
• Colaboración: posee un calendario integrado con funciones de recordatorios de voz y libreta telefónica con la capacidad de clic- to- call.
• Call Center: está provisto de un módulo de call center con marcador predictivo incluido.
• Mensajería instantánea: gracias a programas como OpenFire45 se establece un servidor de mensajería que puede ser configurado desde la Web.

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TRIXBOX

Distribución del sistema operativo GNU/Linux basado en Centos46, incluye la implementación de Asterisk y otra utilidades, software de código abierto que proporciona beneficios en la reducción de costos y brinda los servicios tanto a la telefonía tradicional como a la VoIP.

Características

A continuación se enumera las características más importantes de Trixbox:

• Es un tipo de distribución fácil de instalar y de operar, usado principalmente por pequeñas empresas.
• Posee acceso remoto mediante una plataforma gráfica FreePBX47 para la configuración de manera más fácil.
• Incorpora estándares tradicionales TDM48 y puertos analógicos FXS y FXO, permitiendo conectarse a las redes públicas de telefonía y redes IP.
• Es una plataforma escalable ya que puede ofrecer el servicio desde un mínimo número de usuarios hasta un conjunto totalmente grande de usuarios.
• Tiene la capacidad de trabajar con protocolos SIP, IAX, H.323, entre otros.

Servicios

Trixbox incorpora algunos servicios que se los detalla rápidamente a continuación:

• Buzón de voz: un sistema de contestador automático que es personalizado por los usuarios y está vinculado con el correo electrónico.
• Room Conference: permite que varios se adhieran a una llamada convirtiéndola en una conferencia virtual.
• IVR: sistema automatizado de respuestas seleccionadas por el usuario de un menú que le permitirán redirigir la llamada a su destino.
• CDR: permite detallar las llamadas tanto realizadas como recibidas con fines de costos y facturación.
• ACD: sistema automático de distribución para caso en los que se presente áreas de atención al cliente o soporte técnico.

Tomado de:
Martínez, M. (2015). Diseño del sistema de telefonía IP bajo una plataforma de software libre para la industria FLORALP S.A. de la ciudad de Ibarra (tesis de pregrado). Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Fuente:
http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/4511/1/04%20RED%20059%20Tesis.pdf

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Clasificación de los protocolos VoIP

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Clasificación de los protocolos VoIP: Hay muchos protocolos involucrados en la transmisión de voz sobre IP, además de los protocolos de transporte como TCP o UDP, se colocan los protocolos de señalización de voz

Los clasificamos en tres grupos:

a. Protocolos de señalización Los protocolos de señalización en VoIP cumplen funciones similares a sus homólogos en la telefonía tradicional, es decir tareas de establecimiento de sesión, control del progreso de la llamada, entre otras. Se encuentran en la capa 5 del modelo OSI, es decir en al capa de Sesión.
Existen algunos protocolos de señalización, que han sido desarrollados por diferentes fabricantes u organismos como la ITU o el IETF, y que se encuentran soportados por Asterisk. Algunos son:
• SIP
• IAX
• H.323
• MGCP
• SCCP
Entre estos los más populares en el ámbito de Asterisk son SIP e IAX.
Cada protocolo propone formas distintas de establecer y controlar comunicaciones de voz sobre redes IP. Para realizar una llamada se debe informar al terminal llamado que deseo establecer una comunicación de voz. Luego el terminal llamado responderá de alguna forma, aceptando o rechazando dicha comunicación. A este tipo de intercambio de información se la suele llamar señalización de llamada (call signalling).

Por tratarse de una comunicación de voz sobre una red IP, la voz se transmite codificada en paquetes. Existen una gran variedad de codificadores y hoy en día los más utilizados son G.729, G.711, GSM, entre otros. Además en la mayoría de los casos la voz se transporta sobre segmentos UDP, lo que hace necesario la negociación de los puertos UDP donde el receptor espera recibir el audio. Debido a esto, es necesario intercambiar mensajes donde se negocien estas cuestiones y otras más específicas de cada protocolo. Para el intercambio de este tipo de información se definen los protocolos de control de señalización de llamada (Call control signaling).

Una vez establecida la comunicación, se debe enviar el audio codificado en paquetes IP.

Las redes IP suelen tener variaciones de retardo altos respecto a las redes de telefonía tradicionales ya que no fueron diseñadas para el transporte de voz. Y además, por ser una red de datagramas, los paquetes de voz podrían llegar desordenados. Debido a estas características de la red IP, se necesita empaquetar la información de voz sobre algún protocolo que minimice o controle estos efectos.

A éstos protocolos se los denomina protocolos de transporte de “media” (media transport protocols). Estos protocolos están asociados con los protocolos de control de transporte de “media” (media transport control protocols) cuya función es la de enviar entre los terminales intervinientes en la comunicación estadísticas sobre jitter, paquetes enviados, paquetes recibidos, paquetes perdidos, etc. La RFC3550 define el protocolo RTP y RTCP que son hoy en día los más utilizados para el transporte y control de la “media”.

Cuando la red empieza a crecer y ya no son solo terminales los que se quieren comunicar sino que también gateways para interconectarse con la red de telefonía pública tradicional, se hace necesario centralizar cierto tipo de información para que la red sea escalable. Para lograr esto se coloca un dispositivo de control que posee la inteligencia de la red, es decir, capacidades de ruteo, trascoding de señalización y localización de dispositivos entre otras funciones. A éste dispositivo se lo suele denominar softswitch.

Como consecuencia se hace necesaria la comunicación entre gateways o terminales y el dispositivo de control, el softswitch. A este tipo de comunicación le llamaremos protocolos de registración y control. Cabe destacar que esta clasificación es un poco ambigua ya que a veces la definición de los protocolos de registración y control está embebida como parámetros dentro de los protocolos de señalización de llamadas

b. Protocolos de transporte de voz No se debe confundir aquí con protocolos de transporte de bajo nivel como TCP y UDP. Nos referimos aquí al protocolo que transporta la voz propiamente dicha o lo que comúnmente se denomina carga útil. Este protocolo se llama RTP (Real-time Transport Protocol) y su función es simple: transportar la voz con el menor retraso posible. Este protocolo entra a funcionar una vez que el protocolo de señalización ha establecido la llamada entre los participantes.

c. Protocolos de plataforma IP En esta categoría agruparemos a los protocolos básicos en redes IP y que forman la base sobre la cual se añaden los protocolos de voz anteriores. En estos protocolos podríamos mencionar a Ethernet, IP, TCP y UDP.

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Protocolo IP

Uno de los más populares, principalmente por el auge del Internet: La gran red de redes, que utiliza este protocolo para su enrutamiento. El Internet tuvo su origen en la década del 60 como un proyecto del Departamento de Defensa de los Estados Unidos con el objetivo de crear una red robusta que conectara algunos organismos públicos con universidades. La idea de la red, que originalmente se llamó ARPANet, era que si alguno de los nodos quedaba fuera de funcionamiento esto no perjudicara significativamente a la red. Para esto se ideó una red descentralizada que pudiera manejar más de un camino entre dos de sus puntos.

El protocolo IP (Internet Protocol) es un protocolo que trabaja a nivel de red donde la información se envía en paquetes llamados paquetes IP. Este protocolo ofrece un servicio “sin garantías” también llamado “best effort” o del “mejor esfuerzo”. Es decir que nada garantiza que los paquetes lleguen a destino, sin embargo se hará lo posible por hacerlos llegar.

Protocolo de transporte TCP

El protocolo IP no garantiza que los datos lleguen a destino solo hace su mejor esfuerzo para que lleguen, por lo tanto era necesario un protocolo que se encargue de controlar la transmisión de datos y por esta razón se diseñó lo que se llama Transmission Control Protocol o TCP es un protocolo de transporte que se transmite sobre IP. TCP controla que los datos transmitidos se encuentren libres de errores y sean recibidos por las aplicaciones en el mismo orden en que fueron enviados. Si se pierden datos en el camino introduce mecanismos para que estos datos sean reenviados.

Obviamente esto implica una carga extra de información en el flujo de datos ya que hay que enviar información de control adicional. Es por esto que TCP es un buen protocolo para control de sesiones pero no tan bueno para transmisión de datos en tiempo real. Por esta razón la voz en sí no se envía usando este protocolo. Sin embargo TCP juega un rol muy importante en muchos protocolos relacionados con un servidor Elastix.

TCP es quien introduce el concepto de “puerto” que no es otra cosa que una abstracción para poder relacionar los flujos de datos con servicios de red específicos (o protocolos de más alto nivel). Por ejemplo, el puerto 80 se asocia con el servicio de Web o el protocolo HTTP; el puerto 25 se asocia con el servicio de correo electrónico o protocolo SMTP.

UDP
Divide la información en paquetes, también llamados datagramas, para ser transportados dentro de los paquetes IP a su destino.

Al no ser necesario incluir mucha información de control, el protocolo UDP reduce la cantidad de información extra en los paquetes por lo que es un protocolo más rápido que TCP y adecuado para transmisión de información que debe ser transmitida en tiempo real como la voz. Es por esta razón que la voz en aplicaciones de VoIP es transmitida sobre este protocolo

Tomado de:
Barba, R. (2012). Propuesta de integración de soluciones empresariales VoIP con software libre(tesis de pregrado). Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
Fuente:
http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/4055/1/20T00457.pdf

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Protocolos y estándares voip

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En la actualidad las redes IP en las cuales se basa internet no ofrecen la garantía de la calidad de servicio, por esta razón los distintos protocolos empleados en las comunicaciones VoIP para él envió de los paquetes de datos deben ser tolerables a las posibles pérdidas o retrasos de información que surjan. Actualmente hay varios protocolos que podemos clasificar en dos tipos: señalización y transporte que hacen posible el correcto funcionamiento de la tecnología VoIP.

• Transporte.- estos protocolos trabajan en el cuarto nivel del modelo OSI, son los encargados de la transferencia de datos libre de errores entre un emisor y un receptor, estos protocolos son:
• UDP y TCP
• Señalización.- estos protocolos tienen un mecanismo de conexión que abarca una serie de transacciones de señalización entre terminales que cargan dos flujos de audio para cada dirección de la conversación, estos protocolos son:

• H.323, SIP
• MGCP, Megaco
• IAX ( usado por Asterisk)

PROTOCOLO IP

Este protocolo es la base fundamental de internet, ya que define una red de comunicación de paquetes de la fuente al destino, este protocolo se encarga de fragmentar la información en paquetes o datagramas30 para ser enviado a su destino, a cada paquete de datos se le agrega una cabecera con la información necesaria para el ruteo, esta última está dividida en niveles . Durante su transmisión se puede partir un datagrama en fragmentos que se montan de nuevo en el destino.

PROTOCOLO UDP

UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario) es un protocolo no orientado a conexión que proporciona muy pocos servicios de recuperación de errores que permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. UDP no admite numeración de los datagramas, factor que, sumado a que tampoco utiliza señales de confirmación de entrega, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros. UDP no garantiza que un paquete llegue a su destino.

Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP,DNS31 y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o no son rentables con respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en estos casos.

UDP es generalmente el protocolo usado en la transmisión de vídeo y voz a través de una red. Esto es porque no hay tiempo para enviar de nuevo paquetes perdidos cuando se está escuchando a alguien o viendo un vídeo en tiempo real. Resulta más importante transmitir con velocidad que garantizar el hecho de que lleguen absolutamente todos los bytes.

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PROTOCOLO TCP
TCP (Protocolo de control de Transmisión) es un protocolo orientado a conexión, garantiza que los datos serán entregados a su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron, proporcionando un servicio de transporte de datos con grandes beneficios:

Fiabilidad

Diseñado para recuperarse ante situaciones de corrupción, pérdida, duplicación o desorden de datos que puedan generarse durante el proceso de comunicación utilizando números de secuencia, ACK y retransmisiones.

Control de Flujo

En vez de obligar al emisor a retrasar la emisión de cada nuevo paquete hasta que se recibe el ACK del paquete anterior, TCP aprovecha mejor el ancho de banda permitiendo retransmitir un número de paquetes antes de que llegue el ACK correspondiente. Con esto se consigue una transmisión eficiente y un control de flujo que permite al receptor restringir el número de octetos que pueda recibir en cada momento.

Orientación a conexión

Los mecanismos que utiliza TCP requieren que el protocolo inicialice y mantenga cierta información sobre el estado del flujo de datos. La combinación de toda esta información recibe el nombre de conexión.

Multiplexación

Esto permite que varios procesos de una misma máquina utilicen simultáneamente el servicio que ofrece TCP, estos se diferencian dentro de la misma máquina por el valor del puerto asignado. La asignación de puertos a procesos es manejada de forma independiente por cada máquina. No obstante, es muy común asignar números de puerto universalmente conocidos a algunos servidores de aplicaciones estándar sobre TCP.

PROTOCOLO RTP

Es el protocolo de transporte en tiempo real, creado por la IETF32 para la entrega unicast y multicast de voz y video, por lo general el protocolo de transporte que RTP utiliza es UDP33, aunque se podría pensar que este último no es muy confiable, es la mejor opción para transportar este tipo de datos. Es decir, suponiendo que se desea retransmitir un paquete de voz perdido, al hacerlo (suponiendo que el paquete alcanzara su destino) el sonio contenido no tendría sentido pues estaría siendo entregado fuera de tiempo.
RTP por medio de su encabezado tiene un campo llamado “timestap” el cual pone en cada paquete de voz digitalizada, este cumple la función de ayudar o corregir el problema de retardo de llegada.

ESTÁNDAR H.323

Estándar de la unión internacional de las telecomunicaciones ITU 34aprobado en 1996, este es el encargado de definir el modo de interactuar de varios protocolos entre sí, debido a que este estándar cubre con la mayor parte de las necesidades requeridas para integrar la voz en redes IP se tomó la decisión que fuera la base de la tecnología VoIP. Su principal objetivo es fungir como un estándar para las comunicaciones multimedia sobre las redes que no aseguran calidad de servicio (QoS), éste estándar contiene varias características que lo hacen importante, a continuación mencionaremos algunas:

a) Estandarización de los protocolos, con ésto se brindan las mismas posibilidades de evolucionar a los distintos fabricantes.
b) Como está soportada sobre IP, es muy independiente de la red física sobre la cual trabaja permitiendo la integración de las redes IP actuales.
c) Como posee su propia estructura es independiente del hardware, permitiendo adaptarse a los ordenadores actuales, pero también se desarrolla hardware específico para esta (telefonía IP, consola para videoconferencia, etc.).
d) Este estándar puede ser aplicado a diversas funcionalidades básicas como el audio (telefonía IP), audio y video (videoconferencia), audio y datos.

Tomado de:
Pérez, E. (2014). Utilización de la tecnología voz sobre IP dentro de una red (tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F.
Fuente:
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/5779/tesis.pdf?sequence=1

Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Protocolos de VoIP (Voz sobre protocolo de internet)

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H.323: Es el estándar creado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) que se compone por un protocolo sumamente complejo y extenso, el cual además de incluir la voz sobre IP, ofrece especificaciones para vídeo-conferencias y aplicaciones en tiempo real, entre otras variantes.

H.323 tiene referencias hacia algunos otros protocolos de ITU-T como:

• H.225.0: Protocolo utilizado para describir la señalización de llamada, el medio (audio y video), el empaquetamiento de las tramas, la sincronización de tramas de medio y los formatos de los mensajes de control.
• H.245: Protocolo de control para comunicaciones multimedia. Describe los mensajes y procedimientos utilizados para abrir y cerrar canales lógicos para audio, video y datos, capacidad de intercambio, control e indicaciones.
• H.450: Describe los Servicios Suplementarios.
• H.235: Describe la seguridad de H.323.
• H.239: Describe el uso de la doble trama en videoconferencia, normalmente uno para video en tiempo real y otro para presentación.
• H.281: Describe el control de cámara lejana para movimientos PTZ (Pan-Tilt-Zoom)

Session Initiation Protocol (SIP)

Fue desarrollado por la IETF (Internet Engineering Task Force) específicamente para telefonía IP, que a su vez toma ventaja de otros protocolos existentes para manejar parte del proceso de conversión, situación que no se aplica en H.323 ya que define sus propios protocolos bases.

Está claro que la tecnología de VoIP, no es un servicio, sino una tecnología que usa el Protocolo de Internet (IP) a través de la cual se comprimen y descomprimen de manera altamente eficiente paquetes de datos o datagramas, para permitir la comunicación de dos o más clientes a través de una red como la red de Internet. Con esta tecnología pueden prestarse servicios de Telefonía o Videoconferencia, entre otros.

SIP es un protocolo más nuevo que H.323 y no tiene madurez y soporte industrial al mismo tiempo. Sin embargo, por su simplicidad, escalabilidad, modularidad y comodidad con la cual integra con otras aplicaciones, este protocolo es atractivo para uso en arquitecturas de voz empaquetados.

SIP puede establecer sesiones de dos partes (llamadas ordinarias), de múltiples partes (en donde todos pueden oír y hablar) y de multidifusión (un emisor, muchos receptores). Las sesiones pueden contener audio, video o datos. SIP solo maneja establecimiento, manejo y terminación de sesiones. Para el transporte de datos, se utilizan otros protocolos, como RTP/RTCP. SIP es un protocolo de capa de aplicación y puede ejecutarse sobre UDP o TCP.

Algunas de las características claves que SIP ofrece son:

• Resolución de direcciones, mapeo de nombres y redirección de llamadas.
• Descubrimiento dinámico de las capacidades media del endpoint, por uso del Protocolo de Descripción de Sesión (SDP).
• Descubrimiento dinámico de la disponibilidad del endpoint.
• Origen y administración de la sesión entre el host y los endpoints.

Algunos de los beneficios claves de SIP son:

• SIMPLICIDAD: SIP es un protocolo muy simple. El tiempo de desarrollo del software es muy corto comparado con los productos de telefonía tradicional. Debido a la similitud de SIP a HTTP y SMTP, el rehúso de código es posible.
• EXTENSIBILIDAD: SIP ha aprendido de HTTP y SMTP y ha construido un exquisito grupo de funciones de extensibilidad y compatibilidad.
• MODULARIDAD: SIP fue diseñado para ser altamente modular. Una característica clave es su uso independiente de protocolos. Por ejemplo, envía invitaciones a las partes de la llamada, independiente de la sesión misma.
• ESCALABILIDAD: SIP ofrece dos servicios de escalabilidad:

o Procesamiento de Servidor; SIP tiene la habilidad para ser Stateful o Stateless.
o Arreglo de la Conferencia; Puesto que no hay requerimiento para un controlador central multipunto, la coordinación de la conferencia puede ser completamente distribuida o centralizada

También son protocolos de VoIP:

• Megaco (También conocido como H.248) y MGCP – Protocolos de control;
• UNIsim – Protocolo propiedad de Nortel;
• Skinny Client Control Protocol – Protocolo propiedad de Cisco;
• MiNet – Protocolo propiedad de Mitel
• Cornet-IP- Protocolo propiedad de Siemens;
• IAX – Protocolo original para la comunicación entre PBX
• Skype – Protocolo propietario peer to peer utilizado en la aplicación Skype
• Jingle – Protocolo abierto utilizado en tecnología XMPP;
• MGCP- Protocolo propietario de Cisco;

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El propio Estándar define tres elementos fundamentales en su estructura:
• Terminales: son los sustitutos de los actuales teléfonos. Se pueden implementar tanto en software como en hardware.
• Gatekeepers: son el centro de toda la organización VoIP, y son el sustituto para las actuales centrales. Normalmente implementan por software, en caso de existir, todas las comunicaciones que pasen por él. El Gatekeeper realiza dos funciones de control de llamadas que preservan la integridad de la red corporativa de datos.

o La primera es la traslación de direcciones de los terminales de la LAN a las correspondientes IP o IPX, tal y como se describe en la especificación RAS.

o La segunda es la gestión del ancho de banda, fijando el número de conferencias que pueden estar dándose simultáneamente en la LAN y rechazando las nuevas peticiones por encima del nivel establecido, de manera tal que se garantice ancho de banda suficiente para las aplicaciones de datos sobre la LAN. El Gatekeeper proporciona todas las funciones anteriores para los terminales, Gateways y MCUs, que están registrados dentro de la denominada Zona de control H.323

• Gateways: se trata del enlace con la red telefónica tradicional, actuando de forma transparente para el usuario. Con estos tres elementos, la estructura de la red VoIP podría ser la conexión de dos delegaciones de una misma empresa. La ventaja es inmediata: todas las comunicaciones entre las delegaciones son completamente gratuitas. Este mismo esquema se podría aplicar para proveedores, con el consiguiente ahorro que esto conlleva.

MCU (Multipoint Control Units)

La Unidad de Control Multipunto está diseñada para soportar la conferencia entre tres o más puntos, bajo el estándar H.323, llevando la negociación entre terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y vídeo y controlar la multidifusión.

La comunicación bajo H.323 contempla las señales de audio y vídeo. La señal de audio se digitaliza y se comprime bajo uno de los algoritmos soportados, tales como el G.711 o G.723, y la señal de vídeo (opcional) se trata con la norma H.261 o H.263. Los datos (opcional) se manejan bajo el estándar T.120 que permite la compartición de aplicaciones en conferencias punto a punto y multipunto.

Tomado de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150509/Contenido_en_linea/leccin_18_protocolos_de_voip.html

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Protocolos de Señalización – SIP y H.323

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Protocolos de Señalización Para transmitir la voz por Interent se utilizan distintos codigos y protocolos. No es intencion publicar todos ellos en este blog y esta es una reseña básica.

Protocolos de Señalización, Estos códigos se utilizan para

• loguearse / desloguearse de un servidor VoIP remoto
• transmitir las claves de inicio, fin, corte, ok, invitacion
• indicar que tipo de datos se estan transmitiendo
• transmitir la direccion de origen y destino

Los codigos de senial mas importantes son H323 y SIP. Adicionalmente ha de mencionarse el codigo IAX desarrollado para troncales entre centrales telefonicas IP desarrolladas por Asterisk.
H.323 fue diseñado con un objetivo principal: Proveer a los usuarios con tele-conferencias que tienen capacidades de voz, video y datos sobre redes de conmutación de paquetes.Las continuas investigaciones y desarrollos de H.323 siguen con la misma finalidad y, como resultado, H.323 se convierte en el estándar óptimo para cubrir esta clase de aspectos. Además, H.323 y la convergencia de voz, video y datos permiten a los proveedores de servicios prestar esta clase de facilidades para los usuarios de tal forma que se reducen costos mientras mejora el desempeño para elusuario.

El estándar fue diseñado específicamente con los siguientes objetivos:
• Basarse en los estándares existentes, incluyendo H.320, RTP y Q.931
• Incorporar algunas de las ventajas que las redes de conmutación de paquetes ofrecen para transportar datos en tiempo real.
• Solucionar la problemática que plantea el envío de datos en tiempo real sobre redes de conmutación de paquetes.

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Los diseñadores de H.323 saben que los requisitos de la comunicación difieren de un lugar a otro, entre usuarios y entre compañías y obviamente con el tiempo los requisitos de la comunicación también cambian.

Dados estos factores, los diseñadores de H.323 lo definieron de tal manera que las empresas que manufacturan los equipos pueden agregar sus propias especificaciones al protocolo y pueden definir otras estructuras de estándares que permiten a los dispositivos adquirir nuevas clases de características o capacidades.
SIP – Es el mas difundido y dominante.

SIP (Session Initiation Protocol) es un protocolo de señalización para conferencia, telefonía, presencia, notificación de eventos y mensajería instantánea a través de Internet. El propósito de SIP es la comunicación entre dispositivos multimedia. SIP hace posible esta comunicación gracias a dos protocolos que son RTP y SDP. El protocolo RTP se usa para transportar los datos de voz en tiempo real (igual que para el protocolo H323, mientras que el protocolo SDP se usa para la negociación de las capacidades de los participantes, tipo de codificación, etc.)

Tomado de: http://voipex.blogspot.com/2006/03/protocolos-de-sealizacin.html

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Ataques a nivel de protocolos

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Escuchas ilegales o interceptación En 2001 advertimos la presencia de VOMIT (Voice Over Misconfigured Internet Telephones, voz sobre teléfonos mal configurados en Internet).
Esta herramienta extrae del tráfico de la red un volcado de una conversación con un teléfono IP de Cisco y lo convierte en un archivo que puede oírse en un reproductor de sonido normal. VOMIT sólo podía utilizarse con el protocolo H.323/G.711 o con teléfonos IP de Cisco, aunque otras herramientas como VoIPong funcionan con SIP y el protocolo de transmisión multimedia/RTP.

La Figura 4 muestra la interceptación de dos teléfonos IP en SIP/RTP y la configuración predeterminada de Asterisk. El ejemplo utiliza WireShark (antes Ethereal), una herramienta de análisis de redes de código abierto (o rastreador). Las escuchas ilegales se producen porque, en muchas configuraciones predeterminadas, el protocolo de transmisión multimedia que transfiere la conversación carece de cifrado. Éste es el caso cuando se utiliza RTP como capa de transmisión multimedia. La mejor solución es utilizar RTP seguro (SRTP), que incluye cifrado y autenticación.

Escucha ilegal en una llamada VoIP

Escucha ilegal en una llamada VoIP

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Repetición

Los ataques de repetición reproducen ante la víctima una sesión legítima (captada normalmente interceptando el tráfico de la red). Con VoIP, los ataques de repetición se producen en el protocolo de señalización SIP. Hay un ataque bien conocido que utiliza técnicas de repetición para secuestrar la información de registro. El protocolo SIP emplea el comando de registro para indicar al software de gestión de llamadas dónde se encuentra un usuario en función de su dirección IP. El atacante puede reproducir esta solicitud y sustituir otra dirección IP para desviar todas las llamadas a su propia dirección. Los ataques de repetición se producen porque hay partes del protocolo SIP que se comunican en texto normal. Para protegernos contra este tipo de ataques ahora podemos utilizar SIPS (SIP sobre TLS, seguridad de la capa de transporte). SIPS proporciona integridad y autenticación entre el usuario y el software de gestión de llamadas.

Denegación de servicio Dado

que VoIP es un servicio de la red IP, está expuesto a los mismos ataques por inundación ( flooding ) que afectan a otros servicios basados en IP. Los ataques a infraestructuras incluyen la inundación de dispositivos telefónicos PBX IP VoIP y VoIP con andanadas de paquetes TCP SYN/UDP (User Datagram Protocol). En la comunidad de los hackers también son famosos los ataques a protocolos de señalización y multimedia con herramientas que, por ejemplo, envían oleadas de peticiones INVITE de SIP a un teléfono IP para agotar sus recursos ( flooder ) o inyectan peticiones BYE en un flujo de red para poner fin a una llamada («Teardown»). Los agresores utilizan este tipo de ataques de denegación de servicio como forma de extorsión. Se considera que el servicio telefónico tradicional tiene una disponibilidad del 99,999% (los «cinco nueves» de la telefonía) y cabe esperar que VoIP alcance la misma cifra. Sin embargo, VoIP está expuesto a ataques por inundación (mediante redes de bots y otras herramientas) y en los equipos de VoIP residen numerosas vulnerabilidades de denegación de servicio.

Manipulación de señales y transmisiones multimedia

Una vez más, dado que VoIP es un servicio de la red IP, es vulnerable a los mismos ataques de manipulación de redes que otros servicios de red. Uno de ellos es «RTP InsertSound», que permite a un intruso insertar archivos de sonido en una transmisión multimedia con RTP (conversación de voz entre dos o más teléfonos IP)

Tomado de: http://www.microsa.es/biblioteca/McAfee/McAfee_%20Vulnerabilidades%20de%20VoIP.pdf

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Protocolos VoIp “ transporte de voz”

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Protocolos de transporte de voz

La proliferación de equipos, sumada a la disponibilidad de hardware de audio/video económicos y la posibilidad de contar con velocidad es de conexión cada vez más rápidas, ha aumentado el interés en el uso de Inter net para enviar audio y video, tipos de datos que tradicionalmente se reservaban p ara redes especializadas. Durante los últimos años, las audioconferencias y las videoconferencias se han convertido en una práctica común.

Sin embargo, la misma naturaleza de Internet indica que esta red no está preparada para la transmisión de datos en tiempo real y, por consiguiente, la calidad del audio transmitido por Internet generalmente tiene una calidad mediocre. Esta teoría específicamente trata el análisis y la solución de estos problemas para permitirle a una a udioconferencia o aplicación de teléfono por Internet que cambie su funcionamiento para mantener una calidad auditiva aceptable, incluso en los casos en los que la red esté algo congestionada.

No se debe confundir aquí con protocolos de transporte de bajo nivel como TCP y UDP. Nos referimos aquí al protocolo que transporta la v oz propiamente dicha o lo que comúnmente se denomina carga útil. Este protocolo se llama RTP (Real8time Transport Protocol). Este protocolo entra a funcionar una vez que el protocolo de señalización ha establecido la llamada entre los participantes.

RTP (Protocolo en Tiempo Real)

El objetivo de RTP es brindar un medio uniforme de transmisión sobre IP de datos que estén sujetos a las limitaciones de tiempo real (audio, video, etc.).
La función principal de RTP es implementar los números de secuencia de paquetes IP para rearmar la información de voz o de video, incluso cuando la red subyacente cambie el orden de los paquetes.

De manera más general, RTP permite:

• Identificar el tipo de información transmitida.
• Agregarle marcadores temporales y números de secuen cia a la información transmitida.
• Controlar la llegada de los paquetes a destino.

Además, los paquetes de difusión múltiple pueden utilizar RTP para enrutar conversaciones a múltiples destinatarios RTCP. El protocolo RTCP se basa en transmisiones periódicas de paquetes de control que realizan todos los participantes de la sesión. Es un protocolo de control para el flujo RTP, que permite transmitir información básica sobre los participantes de la sesión y la calidad de servicio.

Uso previsto de RTP y RTCP

RTP permite la administración de flujos multimedia (voz, video) sobre IP. RTP funciona sobre el protocolo UDP. El encabezado RTP lleva información de sincronización y numeración.

La codificación de datos dependerá del tipo de compresión. Sin embargo, la adaptación de un método de compresión a RTP se describe en un documento RFC (petición de comentarios) específico. Se utiliza un canal RTP por tipo de flujo: uno para audio, uno para video. El campo xxx se utiliza para la sincronización.

RTP ofrece un servicio extremo a extremo. Agrega un encabezado que brinda información de tiempo, necesaria para la sincronización de flujo en tiempo real de sonido y video. RTP y RTCP permiten, respectivamente, transportar y controlar bloques de datos que cuenta n con propiedades de tiempo real.

Los protocolos RTP y RTCP se encuentran en un nivel de aplicación y utilizan los protocolos de transporte subyacentes TCP o UDP. Pero el uso de RTP/RTCP generalmente se lleva a cabo por encima de UDP

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Formato de los encabezados y su contenido

El encabezado RTP lleva la siguiente información: A continuación se indican los significados de los diferentes campos de encabezados:
• Campo de versión V: 2 bits de longitud. Indica la versión del protocolo (V=2).
• Campo de relleno P: 1 bit. Si P es igual a 1, el paquete contiene bytes adicionales para rellenar y finalizar el último paquete.
• Campo de extensión X: 1 bit. Si X = 1, el encabezado está seguido de un paquete de extensión.
• Campo de conteo CRSC CC: 4 bits. Contiene el número de CRSC que le sigue al encabezado.
• Campo de marcador M: 1 bit. Un perfil de aplicación define su interpretación.
• Campo de tipo de carga útil PT: 7 bits. Este campo identifica el tipo de carga útil (audio, video, imagen, texto, html, etc.).
• Campo Número de secuencia: 16 bits. Su valor inicial es aleatorio y aumenta de a 1 por cada paquete enviado. Puede utilizarse para detectar paquetes perdidos.
• Campo Marca de tiempo: 32 bits. Refleja el instante de muestreo del primer byte del paquete RTP. Este instante debe obtenerse a partir de un reloj que aumenta de manera monótona y lineal para permitir la sincronización y el cálculo de la variación de retardo en el destino.
• Campo SSRC: 32 bits. Identifica de manera única la fuente. La aplicación elige su valor de manera aleatoria. SSRC identifica la fuente de sincronización (simplemente llamada «la fuente»). Campo CSRC: 32 bits. Identifica las fuentes contribuyentes

Encabezados RTCP
El objetivo de RTCP es brindar diferentes tipos de información y una devolución con respecto a la calidad de recepción.

¿Cómo se utiliza RTCP con respecto a RTP?
RTCP es un protocolo de control asociado con RTP, que mide los desempeños pero no ofrece garantías. Para esto, se debe utilizar un protocolo de reserva como RSVP o asegurarse de que los enlaces de comunicación utilizados sean de proporción correcta en relación con el uso que se hace de ellos.

¿Sobre qué protocolos funcionan RTP y RTCP?
RTP/RTCP se encuentra sobre el transporte UDP/TCP, pero prácticamente sobre UDP. RTP es un protocolo de sesión, pero se encuentra en la aplicación. Es el desarrollador que lo tiene que integrar.

¿Cómo se transporta el tipo de flujo?
RTP no tiene nada que ver con el tipo de flujo. Se encuentra sobre UDP, que está sobre IP. El tipo de flujo teóricamente se utiliza en IP. RTP lleva un número de secuencia, una marca de tiempo y un identificador único de la fuente (SSRC).

Protocolos de plataforma IP
En esta categoría agruparemos a los protocolos básicos en redes IP y que forman la base sobre la cual se añaden los protocolos de voz anteriores. En estos protocolos podríamos mencionar a Ethernet, IP, TCP y UDP.

Protocolos involucrados en una llamada SIP

Protocolos involucrados en una llamada SIP

podemos observar un hecho curioso y es que pese a que SIP soporta tanto UDP como TCP sólo lo vemos posado sobre UDP. No se trata de un error sino más bien que en Asterisk la implementación de SIP solo está disponible para UDP. Protocolo IP El protocolo IP sin duda es uno de los más populares jamás implementados, principalmente por el auge del Internet: La gran re d de redes, que utiliza este protocolo para su enrutamiento

¿Qué es el Protocolo IP?
El protocolo IP (Internet Protocol) es un protocolo que trabaja a nivel de red donde lainformación se envía en paquetes llamados paquete s IP. Este protocolo ofrece unservicio “sin garantías” también llamado del “mej or esfuerzo”. Es decir que nadagarantiza que los paquetes lleguen a destino, s in embargo se hará lo posible por hacerlosllegar.

Paquete IP
Como habíamos dicho antes el protocolo IP es un protocolo que divide la información en paquetes que envía a su destino y la ventaja de tener la información paquetizada es que estos paquetes pueden tomar diferentes caminos para llegar a destino. Es decir que hay redundancia de caminos y e s menos probable que todos los paquetes se pierdan.

Tomado de:
Arroba, M, & Salazar, M. (2011). Propuesta de soluciónes a las vulnerabilidades del protocolo de señalización SIP en voz sobre IP: Red IP-PBX (tesis de pregrado). Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Fuente:
http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/872/1/38T00263.pdf

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Protocolos en la red VoIP

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En cualquier ámbito de las telecomunicaciones existen protocolos que se refieren al conjunto de reglas estandarizadas que son útiles para que se asegure un intercambio de datos fiable a través de diversos canales de comunicación.

Es por estas razones que también se crean protocolos para VoIP, cuyo mecanismo de conexión abarca una serie de transacciones de señalización entre terminales. Al hablar de VoIP se hace referencia a un conjunto de protocolos que conforman las redes IP, existe una serie de ellos que proporcionan servicios en tiempo real y definen la manera en que por ejemplo los códecs se conectan entre sí y hacia otras redes usando VoIP. En VoIP existen dos tipos de protocolos:

• Los protocolos que proveen el control de llamada y señalización y
• Protocolos que transportan la carga útil (RTP, RTCP, UDP e IP)

Protocolos de señalización

En VoIP s e usa IP para las decisiones de ruteo, UDP para la entrega de paquetes y RTP/RTCP para transportar en tiempo real.

Los protocolos de señalización son los responsables de localizar una terminal, negociar varias funciones, de iniciar y finalizar las llamadas de voz en una red VoIP. Comúnmente existen diferentes protocolos usados en las redes VoIP entre los cuales se encuentran: H.323, MGCP, SCCP y SIP. Dichos protocolos difieren en arquitectura, control de llamada y otros servicios.

SCCP (Skinny Call Control Protocol)

Por sus siglas en inglés SCCP , es un protocolo del cual Cisco es propietario y está basado en una arquitectura cliente – servidor. Los clientes pueden tratarse de cualquier teléfono Cisco o un softphone IP Cisco. El servidor se trata del CUCM. El CUCM maneja el control de inicio de llamada y el teléfono es el responsable del procesamiento de los paquetes RTP/RTCP. Los mensajes SCCP se transportan por el puerto TCP 2000.

La ventaja de este protocolo es que como usa TCP como protocolo de capa cuatro, los mensajes pueden aprovechar la funcionalidad de corrección de errores y garantizar la entrega de paquetes. Se envían mensajes constantes entre el teléfono cliente y el CUCM para cualquier cosa que el usuario haga en el teléfono. Es importante tener en cuenta que este modelo de cliente – servidor entre la terminal y el CUCM es sólo para señalización; los paquetes de voz encapsulados en RTP y RTCP son transportados directamente de una terminal a otra. Para mayor información ver la referencia

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SIP (Session Initiation Protocol)

En el año de 1996 se presentó ante la IETF un prototipo de SIP conocido como SIPv1 pero no fue hasta 2002 que se publicó la RFC 3261 [8] en la cual se introducían todas las características y modificaciones realizadas por el grupo SIP creado en 1999.

Al igual que los otros protocolos SIP es usado para iniciar, mantener y finalizar las sesiones multimedia incluyendo telefonía por internet, conferencias y otras aplicaciones similares las cuales involucran datos, voz y video.

SIP soporta tanto sesiones multicast como unicast así como también llamadas punto a punto o multipunto. Para establecer y terminar dichas llamadas se transita por estas cinco facetas SIP:
• Localización de usuario
• Capacidad de usuario
• Disponibilidad de usuario
• Inicio de llamada
• Manejo de llamada

Los componentes principales en un sistema SIP son los agentes de usuario y los servidores de red. Las partes que llaman y las llamadas se identifican por medio de direcciones SIP ya que las partes necesitan localizarse entre sí.

Agente de usuario

El agente de usuario es una aplicación que contiene el UAC 17 y el UAS 18 o también llamados cliente y servidor respectivamente. El cliente manda las solicitudes SIP y actúa como agente de llamadas de usuario, mientras que el servidor recibe las solicitudes y regresa una respuesta en nombre del usuario, actúa como el agente de usuario llamado.

Servidores de red

Existen dos tipos de servidores SIP: los servidores proxy y servidores de redirección.
• Servidores Proxy – Actúa como otros clientes y contiene funciones tanto de cliente como servidor. Un servidor de este tipo es capaz de interpretar y reescribir los encabezados de solicitud antes de enviarlos a otros servidores.
• Servidores de redirección – Acepta las solicitudes SIP y envía una respuesta redirigida hacia el cliente con la dirección del siguiente servidor. Estos servidores no aceptan llamadas ni procesan ni envían solicitudes SIP.

Direcciones SIP

Las direcciones SIP son también llamadas URLs y existen de la forma: usuarios@ dominio similar al e – mail. La porción del usuario puede ser un nombre o un número telefónico, y la porción de dominio puede ser un nombre de dominio o dirección de red.

Localización de un servidor y de un usuario

Para la localización de un servidor un cliente puede enviar una solicitud SIP de dos maneras, ya sea directamente o por medio de la IP y el puerto correspondiente del URL SIP. La primera manera de hacerlo es sencilla pues la aplicación conoce el servidor proxy, mientras que la segunda manera mencionada es más complicada pues presenta las siguientes complicaciones:
• El cliente debe determinar la dirección IP y el número de puerto del servidor para el cual la solicitud es destinada.
• Si el número de puerto no está enlistado en el URL SIP solicitado, que por default
es el 5060.

• Si el número de puerto no está enlistado en el URL SIP solicitado, el cliente primero deberá intentar conectarse usando UDP y después TCP.

• El cliente consulta el servidor DNS para la IP de dominio, por lo que si no encuentra registros, el cliente es incapaz de localizar el servidor y continuar con su solicitud.

La localización de un usuario depende mucho del tipo de servidor que se utilice pues el usuario podría moverse hacia diferentes sistemas finales. La localización de estos sistemas debe estar registrada en el servidor SIP o en otros servidores que no son SIP.

Cuando se usa un servidor SIP proxy, este puede intentar direcciones en paralelo hasta q ue la llamada sea satisfactoria, sin embargo, al usar un servidor SIP redirigido se regresará el listado completo de locaciones y se habilitará el usuario directamente.

Mensajes SIP

Existen dos tipos de mensajes SIP, las solicitudes iniciadas por los clientes y las respuestas enviadas por los servidores. Cada mensaje contiene un encabezado el cual especifica los detalles de la comunicación.

Los mensajes SIP se envían sobre TCP o UDP. Los encabezados de los mensajes SIP especifican la parte que llama, la parte llamada, ruta y tipo de mensaje de la llamada. Existen cuatro grupos de encabezados:
• Encabezados generales – Aplicados para solicitudes y respuestas
• Encabezados de entidad – Dan información acerca del tipo de mensaje y longitud
• Encabezados de solicitud – Permite incluir al cliente información adicional de solicitud
• Encabezados de respuesta – Permite al servidor incluir información adicional de respuesta

Operación básica de SIP

Los servidores SIP manejan las solicitudes de dos maneras y la operación de estas se basa en invitar a un participante a la llamada. Los dos modos de operación del servidor SIP son: los modos de servidor proxy y el de servidor de redirección.

Los pasos para llevar a cabo una llamada de dos vías en el modo proxy son los siguientes:
• El servidor proxy acepta la solicitud INVIT E del cliente.
• El servidor proxy identifica la localización usando las direcciones suministradas y los servicios de locación.
• Una solicitud INVITE es emitida hacia la locación obtenida.
• El agente de usuario de la parte llamada alarma al usuario y regresa una indicación de éxito al servidor proxy involucrado. • Una respuesta de OK se envía del servidor proxy a la parte que llama.
• La parte que llama con firma mediante una petición ACK, la cual se envía por el servidor proxy hacia la parte llamada.

Protocolos de enrutamiento

Un router es aquel dispositivo que conecta múltiples redes, es decir, tiene varias interfaces y cada una de ellas pertenece a una red IP diferente. Cuando un router recibe un paquete IP en una interfaz, determina la interfaz que va usar para enviarlo a su destino, usando su tabla de enrutamiento para determinar la mejor ruta. Generalmente cada red a la que se conecta un router requiere una interfaz separada.

En dichas interfaces se pueden conectar tanto LAN como WAN. Es probable que un router reciba un paquete encapsulado en un tipo de trama de enlace de datos, como una trama Ethernet, y al enviar el paquete, el router lo encapsula en otro tipo de trama, como PPP. La encapsulación de enlace de datos dependerá del tipo de interfaz del router y del tipo de medio al que se conecta. Las tecnologías de enlace de datos a las que se conecta un router pueden ser LAN, como Ethernet y conexiones WAN como una conexión T1 que usa PPP, Frame relay y ATM. Los routers usan protocolos de rutas estáticas y de enrutamiento dinámico para aprender sobre redes remotas y construir sus tablas de enrutamiento.

Tomado de:
Hernández, O, & Tzintzun, R. (2010). Comportamiento y estudio dinámico de aplicaciones de VoIP en una red de interconexión de área metropolitana (tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Fuente:
http://132.248.9.195/ptb2011/noviembre/0674928/0674928_A1.pdf

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