Seguridad en el contexto de la red IP

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En las redes IP, la mayoría del proceso necesario para establecer llamadas se delega al equipo terminal del usuario. Por consiguiente, la inteligencia se despliega en los extremos y no en los nodos de la red, como en el caso de las redes de telecomunicaciones.

Por lo tanto, queda claro que las funciones de seguridad también serán garantizadas en gran medida por los usuarios, y, según proceda, por los encaminadores de extremo, y no por equipo central en la red.

Cuando se estudian las cuestiones de seguridad en las redes IP emergen dos escenarios. El primero corresponde a una red patentada, denominada como una red IP gestionada, donde la gestión, mantenimiento y funciones de operación son responsabilidad de una parte bien identificada que desempeña el cometido de operador. En ese caso, el gestor de red introducirá protocolos de equipos necesarios para implantar servicios de seguridad en la red, con lo cual la responsabilidad de garantizar la seguridad de la comunicación recaerá parcialmente en la red. El segundo caso se refiere a Internet, que es, de hecho, la interconexión de un gran número de redes IP en todo el mundo. La falta de alguna parte que funja como el responsable general de esta «red de redes» obliga a los usuarios a asumir la plena responsabilidad de garantizar la seguridad de sus comunicaciones.

Además, durante la etapa de diseño del protocolo IP no se tuvieron en cuenta las cuestiones de seguridad. Ésta es la razón por la que ha resultado necesario, en el interés de garantizar la protección de las comunicaciones transportadas por esas redes, añadir posteriormente servicios de seguridad al conjunto de protocolos de red que ya estaban en funcionamiento. Dos soluciones han predominado en materia de seguridad del tráfico transportado por IP, a saber, el protocolo de seguridad de nivel de transporte (TLS), que proporciona seguridad en la capa de transporte, y el protocolo IPSec. El protocolo TLS funciona por encima del protocolo TCP y, por consiguiente, sólo puede proteger el tráfico de aplicaciones transportado por TCP, mientras que el IPSec se aplica en el nivel IP y por tanto es más genérico que el TLS y puede emplearse para ofrecer seguridad a cualquier tipo de tráfico por IP, incluidas las transmisiones por UDP aprovechadas por la telefonía IP. El protocolo IPSec se examina con mayor detalle en el Anexo D.

Existen dos modos para dotar de seguridad a los paquetes IP utilizando el protocolo IPSec: modo transporte y modo tunelización:

• El modo transporte aplica una o varias funciones de seguridad (esencialmente autenticación y cifrado) al paquete IP que ha de transmitirse. Estas funciones no otorgan una protección completa a los campos del encabezamiento. El modo transporte sólo puede aplicarse en el equipo terminal, particularmente en los encaminadores finales. Puede ser que un encaminador intermedio no aplique el modo de transporte IPSec a un paquete IP que esté siendo retransmitido en virtud de problemas de fragmentación y reensamblado.
• En el modo tunelización, se crea un nuevo paquete IP mediante un método que incluye la apertura de un túnel IP en IP. Por consiguiente, la función o funciones de seguridad que se aplican al paquete IP externo permiten proteger la integridad del paquete IP interno original (encabezamiento y datos), ya que constituye la parte de «datos» del paquete externo. Se trata, obviamente, del mejor modo para crear VPN seguras y garantizar una mejor protección contra el análisis del flujo de tráfico.

Con el uso del protocolo IPSec en las redes IP gestionadas y en las VPN, se regresa al método de telecomunicaciones, que consiste en encomendarle a la red los servicios de seguridad, sin quitarle toda la responsabilidad a los usuarios, quienes deben continuar garantizando una parte de esos servicios en el nivel de aplicación.

La arquitectura de seguridad de próxima generación define el marco total para asignar y localizar medidas de seguridad vinculando los componentes de infraestructura, los componentes de la red y las aplicaciones con servicios.

• La red de telefonía IP (IPTN) necesita servicios de seguridad equilibrados en los niveles de red, transporte y aplicación con una interacción definida para la seguridad de acceso de diversas exigencias de seguridad de aplicación; el alcance de la arquitectura de seguridad de la IPTN incluye la seguridad continua a través de todas las capas desde los servicios IP de infraestructura básica (DNS) hasta la aplicación. El desafío más importante es asegurar los sistemas distribuidos y divididos.
• La arquitectura de seguridad de la IPTN debe disponer de mecanismos para superar las limitaciones de los cortafuegos: los cortafuegos descentralizados (personales) o los cortafuegos multimedios divididos con controladores cortafuegos y pasarelas cortafuegos que son sensibles a las aplicaciones podrían resultar soluciones apropiadas. El interfuncionamiento de la seguridad entre las diversas IPTN y entidades aseguradas será un problema que habrá que resolver (por ejemplo, mediante pasarelas de seguridad).
• La IPTN debe ofrecer interfaces de seguridad y API de seguridad.
• La conexión en malla de islas de seguridad para lograr relaciones de confianza reconocidas. La infraestructura de claves públicas (PKI) es útil como un dominio de seguridad de confianza gestionada. La PKI adquirirá una importancia crucial para la seguridad escalable y para las relaciones de confianza en todo el mundo. La IPTN tendrá que desplegar la PKI para proporcionar seguridad. Los conceptos y los sistemas de PKI necesitan ser mejorados con respecto a los requisitos de servicios multimedios y en tiempo real de la IPTN.
• La arquitectura de seguridad de la telefonía IP debe incorporar seguridad mejorada utilizando algoritmos criptográficos modernos. Esto exige disponer de recursos de mejora de seguridad que permitan aumentar la seguridad paso a paso a lo largo del tiempo.

La seguridad de la IPTN tiene un alcance tan amplio que los conceptos de arquitectura deben construirse junto con la arquitectura total de la IPTN y alinearse mutuamente. Por otro lado, algunas de las actividades de seguridad en curso en los diversos organismos son importantes para el desarrollo de la IPTN. El examen de la arquitectura de la IPTN será probablemente una de las primeras cuestiones para comenzar.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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Seguridad en el contexto de la red telefónica

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Como ya se consideró anteriormente (véase el capítulo sobre arquitectura de la red), una de las principales diferencias entre la red telefónica y las redes IP estriba en la concentración de inteligencia y en el tratamiento de los datos en el nivel de los nodos de conmutación de la red. Por tal razón, en el caso de la red telefónica, la protección es completamente la responsabilidad de la red, y los usuarios no desempeñan ninguna función a ese respecto.

El hecho de que la inteligencia esté ubicada en los conmutadores reduce considerablemente el riesgo de ataques malintencionados ya que, para lograr que la red funcione defectuosamente, el atacante debe disponer de acceso a las centrales públicas.

No obstante, a pesar de ese obstáculo, difícilmente cabría afirmar que la red telefónica con conmutación de circuitos convencional se encuentra hoy totalmente libre de actividad delictiva o de piratería informática.

Una ilustración de esto es el hecho de que, hace diez años, la red de telecomunicaciones experimentó un cambio fundamental con la introducción de la red inteligente que utiliza el Sistema de Señalización N.º 7 (SS7). Este desarrollo, si bien aportó una mayor flexibilidad a la red con la introducción de nuevos servicios, al mismo tiempo aumentó su vulnerabilidad al uso incorrecto de esos servicios, un ejemplo de los cuales es el servicio de llamada gratuita.

Además, algunos servicios están más expuestos al uso incorrecto debido a que su utilización requiere que los usuarios tengan acceso a información de gestión.

Con respecto a las características de seguridad que fueron mencionadas anteriormente, se debe señalar lo siguiente en cuanto a la red telefónica:

• Cuando se trata de la confidencialidad, la red telefónica ofrece confidencialidad total, limitada únicamente por la legislación en vigor (intervención de una línea telefónica por las autoridades nacionales).
• Una llamada telefónica sólo puede ser establecida si la parte llamante puede ser identificada adecuadamente por la red, dado que esa autenticación representa un factor esencial para la facturación del servicio. Con la red telefónica, es posible por consiguiente, conocer en todo momento las dos partes de una llamada (es decir, las partes llamada y llamante).
• Como los equipos de conmutación están instalados por lo general en ubicaciones bien protegidas (centrales telefónicas), es muy simple establecer un sistema de control de acceso diseñado para reducir al mínimo el riesgo de un ataque cometido por un individuo anónimo. Además, generalmente los equipos de conmutación tienen en cuenta la salvaguarda de todas las acciones iniciadas desde una consola de mantenimiento, cuyo acceso queda protegido en la mayoría de los casos mediante contraseñas.
• La conmutación de circuitos que se emplea en las redes telefónicas, mediante la cual se reserva un circuito de 64 kbit/s (ó 32 kbit/s) durante toda la llamada, facilita la tarea de garantizar la integridad de la llamada.

Cabría observar en este punto que hay dos tipos de flujos en una red de telecomunicaciones, el primero que corresponde al flujo de llamadas vocales, y el segundo al flujo de señalización e información de gestión.

El segundo de ellos, que es crucial para el propio funcionamiento de la red, está formado en su mayor parte por mensajes de señalización (como en el caso de SS7) y es transportado por una red que es (al menos funcionalmente) paralela a la que se emplea para transportar el tráfico de usuario. Existe una variedad de topología de redes de señalización.

En la mayoría de los casos, los puntos de señalización (SP) son una parte física de la central, lo que explica por qué es importante garantizar la protección eficaz de los equipos de conmutación y prestar mucha atención a los puntos de entrada de la red de señalización a otras redes.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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Calidad de servicio en el contexto de la red telefónica

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Aspectos técnicos: En el contexto de la red telefónica convencional con conmutación de circuitos, ha sido necesario, a fin de analizar la calidad de la reproducción de la voz, definir las nociones de inteligibilidad y el confort de escucha.

En el caso del servicio telefónico, estos criterios de calidad se aplican «extremo a extremo» en un enlace complejo (nacional de larga distancia o internacional, por ejemplo, a través de varias centrales telefónicas y jerarquías de sistemas de transmisión), con el objetivo de producir recomendaciones para cada uno de los sistemas (es decir, enlaces en la cadena) que intervienen en esta conexión extremo a extremo.

Cuando todos los operadores interesados cumplen esas recomendaciones, el resultado son llamadas extremadamente complejas, tanto nacionales como internacionales, que son utilizadas por todas las partes que intervienen en la llamada. Las fuentes principales de degradación de la calidad estriban en:

• el procedimiento de numeración;
• el eco percibido por el hablante o el oyente;
• las tasas de errores de transmisión.

La congestión de la red no se toma en cuenta debido a que, cuando se trata de conmutación de circuitos, finalmente conduce a la indisponibilidad de la llamada pero no afecta la calidad de las llamadas establecidas. Por lo que se refiere a las tasas de errores, éstas tienden actualmente a relacionarse únicamente con la esfera móvil, ya que los medios de transmisión fijos se caracterizan por un excelente nivel de calidad.

Digitalización

La digitalización a 64 kbit/s, normalizada a finales del decenio de 1960, garantiza una excelente calidad, aunque debe tenerse en cuenta que varias conversiones analógico/digital y viceversa pueden afectar la calidad de la llamada.

No obstante, dada la amplia generalización de la digitalización de la transmisión, el fenómeno de conversiones sucesivas pertenece al pasado. Por motivos de índole económica, los operadores utilizan sistemas de compresión vocal (equipo de multiplicación de circuitos (CME)) en los enlaces intercontinentales con un factor de compresión de hasta ocho y con dependencia de la no simultaneidad de actividad en ambas partes de la llamada y en la redundancia de la señal vocal.

El nivel de compresión varía según el volumen de tráfico, aplicándose en consecuencia la máxima tasa de compresión sólo durante los periodos cargados. Ese tipo de compresión es característico de un enlace de transmisión entre dos centrales. Si una llamada atraviesa varios enlaces y cada uno aplica la técnica de compresión, la degradación de la calidad se verá acumulada; no obstante, la norma que permite describir la percepción de esa degradación acumulada es considerablemente compleja. Se trata, por tanto, de limitar el número de veces que se comprime/descomprime una llamada.

Eco y retardo Toda transmisión implica un tiempo de propagación, el cual puede tener una duración de una fracción de un segundo (satélites geoestacionarios). En el caso de transmisiones por cable o por fibra óptica, el tiempo de propagación es de aproximadamente 3 ms/km. La distancia tiene que aumentarse teniendo en cuenta los desvíos originados por las características del terreno y también por los trayectos adicionales que han de utilizarse para la protección contra las interrupciones.

La conmutación de circuitos convencional incluye un retardo del orden de un cuarto o medio milisegundo por cada central atravesada. En general, una conexión que no se establece por satélite experimentará un retardo de pocos milisegundos, aumentados por aproximadamente 8 ms por cada mil kilómetros. Cuando se emplea la transmisión vocal por un sistema ATM, y se utiliza un circuito virtual por cada canal, deberá añadirse un retardo de al menos 6 ms correspondientes a la «inserción en las células».

Este retardo representa una dificultad para la parte que desea hablar, particularmente cuando ambas partes comienzan a hablar al mismo tiempo y tienen que decidir quién continuará. Esta situación no se presenta en el caso de conexiones nacionales terrestres que emplean la conmutación de circuitos entre las dos partes, ya que en este caso los retardos son suficientemente cortos.

Sin embargo, cuando los retardos alcanzan una fracción de un segundo (como en el caso de un salto por satélite geoestacionario), el problema comienza a hacerse perceptible, y exige establecer medidas de disciplina en cada extremo de la llamada, particularmente en el caso de una conferencia telefónica. En principio, no es normal encontrar conexiones en las que intervengan dos saltos geoestacionarios. El fenómeno del eco se debe a la separación insuficiente entre los dos sentidos de transmisión en la interfaz entre la línea de abonado analógica y el conmutador temporal.

El retardo de transmisión produce un efecto que es más perceptible, y en consecuencia más molesto, acoplándose entre los dos sentidos de transmisión. Por este motivo las conexiones con tiempos de propagación prolongados emplean equipos con compensadores de eco, los cuales producen de una forma autoadaptable una señal que compensa la señal de eco

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Aspectos relativos a la organización de la red

Además de los elementos técnicos mencionados anteriormente, es importante observar que, de todas las características de la red de telecomunicaciones que contribuyen a la calidad de servicio, la principal es el «reconocimiento» de la semántica de la aplicación (transferencia de la voz) por todos los componentes activos en la red de telecomunicaciones (es decir, las centrales). Este reconocimiento es más complicado que la simple reservación de un recurso en forma de un circuito de 64 kbit/s durante toda la llamada10, ya que la calidad se asegura principalmente por el diálogo de señalización que se intercambia de extremo a extremo entre todos los componentes activos de la red. Esto permite reservar y mantener los recursos necesarios durante toda una llamada.

El costo de los recursos movilizados para una determinada llamada se debe principalmente, en su mayor parte, al mantenimiento de un «estado» para esa llamada entre todos los componentes activos de la red así como a los recursos de transporte realmente movilizados (circuitos en el caso de las redes de telecomunicaciones actuales).

En realidad, aunque se emplee un modo de transporte por paquetes (véase el análisis de las redes de datos más adelante) sería difícil establecer la comunicación sin la reservación de los recursos de red adecuados para cada llamada si el objetivo es poder garantizar la calidad de servicio. De manera similar, este modo de funcionamiento podría aplicarse tanto a un modo de transferencia de paquetes como a un modo con conmutación de circuitos.

El protocolo BICC (véase la cláusula G.2 del Anexo G) definido recientemente por el UIT-T demuestra la posible transposición del método inicial concebido para el modo de transporte de circuitos (protocolo PUSI) en las redes de telecomunicaciones a un nuevo modo de transporte por paquetes (ATM o IP)

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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Arquitecturas de las redes telefónicas tradicionales existentes

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Con el tiempo, las redes telefónicas han experimentado cambios evolutivos importantes, impulsados esencialmente por el progreso tecnológico en varios campos (conmutación, transmisión, acceso y mantenimiento). El último de esos cambios ha sido la digitalización de su tecnología de transporte, que ha tenido una considerable influencia en la integración. No obstante, la finalidad de una red telefónica se ha asociado siempre con la prestación de un servicio de comunicación universal y una determinada calidad.

Esto tiene varias repercusiones para las tecnologías utilizadas y el modo de interconexión entre las subredes. Cada uno de los operadores telefónicos de todo el mundo explota una subred de la red telefónica mundial. Para ofrecer un servicio de comunicación universal a todos los abonados respectivos, los operadores tienen la obligación de interconectar sus redes y acordar un sistema simple y coherente para designar a sus abonados.

El requisito de calidad de servicio implica que deben activarse recursos adecuados (capacidades de los circuitos, velocidades de transmisión, disposiciones de gestión) durante toda la llamada en cada una de las subredes participantes entre las dos partes comunicantes. Esto tiene relevancia no sólo en la tecnología utilizada para transportar la voz, sino también, y más fundamentalmente, en el diseño de la lógica incorporada en los componentes activos de la red (conmutadores) y en el lenguaje mutuo (señalización) que se emplea para garantizar el encaminamiento adecuado de una llamada entre dos o más abonados. La tecnología que se utiliza hoy en día para transportar voz en las redes telefónicas se conoce como «conmutación de circuitos». Se basa en el principio de reservar un recurso (circuito) para una llamada desde el momento de su establecimiento hasta su conclusión.

El tamaño de este recurso, expresado como una velocidad binaria desde la digitalización de las redes telefónicas, es 64 kbit/s. Este límite fue escogido en su momento porque permitía la digitalización eficaz de las muestras de la voz humana, cuyo espectro va de 300 a 3 400 Hz 6.

Las técnicas de codificación vocal más recientes posibilitan una considerable reducción de los 64 kbit/s definidos para un circuito; no obstante, como ésta es la velocidad que se utiliza en la mayoría de los componentes activos y de transmisión en toda la red telefónica mundial, sería difícil cambiarla sin incurrir en costos excesivos y sin poner en riesgo una de las principales cualidades de esa red: el servicio universal. Por ejemplo, cabe mencionar que pese a que la red GSM inalámbrica moderna aplica una codificación que sólo consume 8 kbit/s en la parte de radiocomunicación, ésta se transforma en una codificación de 64 kbit/s cuando la voz llega a los conmutadores del servicio móvil.

De modo similar, la arquitectura de una red telefónica está cimentada en la hipótesis de que será utilizada esencialmente para la comunicación de voz entre personas, lo que representa una ventaja desde el punto de vista de la optimización de la red para esta aplicación, pero también una debilidad si la misma red se emplea para otro tipo de aplicaciones (transferencia de datos) cuando los requisitos son distintos de los que corresponden a la voz. ¿De dónde nace la idea de usar la red telefónica para otras aplicaciones y la noción concomitante de que la voz podría transportarse por circuitos distintos a 64 kbit/s? Este tema será examinado después de la breve reseña histórica de las redes de datos.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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Conceptos básicos de telefonía Introducción

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La tecnología ha avanzado rápidamente a lo largo de los años innovando la comunicación entre los seres humanos. Dentro de estos grandes logros se encuentra el protocolo VOIP (del inglés Voice Over Internet Protocol), el cual hace posible que la señal de voz viaje a través del Internet empleando el protocolo IP (Internet Protocol).

Esto quiere decir que la señal de voz se envía de forma digital por paquetes en lugar de las formas tradicionales (analógica) por medio de una compañía telefónica convencional.

El tráfico de Voz sobre IP se puede transmitir por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet. Una vez que se realiza la transmisión de voz sobre el protocolo IP (VoIP) la telefonía tradicional (analógica) se convierte en telefonía sobre IP, es decir, que la voz y los datos se transmiten de forma similar a un correo electrónico.

Tomado de: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/alvarez_b_c/capitulo1.pdf

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Protocolos de VoIP y ToIP

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Los protocolos usados para llevar las señales de voz sobre la red IP son comúnmente llamados protocolos de voz sobre IP. El objetivo de VoIP es dividir en paquetes los flujos de audio para transportarlos sobre redes basadas en IP. Los protocolos de las redes IP no fueron diseñados originalmente para el transporte en tiempo real de audio o cualquier otro tipo de flujo de audio/video, por lo que se han creado diversos protocolos para VoIP (Figura 5.1) cuyo mecanismo de conexión incluye una serie de transacciones de señalización entre terminales, que establecen flujos de audio para cada dirección de la conversación. En los siguientes apartados se describen los más utilizados.

protocolos-voip

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SIP (Session Initiation Protocol )

Es un protocolo desarrollado por el IETF (Internet Engineering Task Force ) como el est ándar RFC 3261, para la iniciación, moderación y _nalización de sesiones multimedia entre dos pares (unicast) o multipares (multicast). SIP ofrece _exibilidad para controlar sesiones multimedia, como llamadas de voz y video, videoconferencia, mensajería instantánea, juegos en línea y telefonía IP. Una sesión puede ser una simple llamada telefónica de doble vía o una conferencia multimedia con muchos participantes.

Es un protocolo de señalización orientado a conexiones terminal a terminal (end-toend). Esto quiere decir que toda la lógica se encuentra almacenada en los dispositivos terminales (salvo el enrutamiento de mensajes SIP). La ventaja es la estabilidad que se obtiene porque los servidores no son saturados con mensajes SIP, y la desventaja es que los encabezados son mucho mayores.

Es un protocolo de la capa de aplicaciones de la familia TCP/IP; está relacionado estrechamente con el protocolo SDP (Session Description Protocol ) y coexiste junto con otros protocolos del mismo nivel y funciones, como el H.323 (apartado 5.2.2). Está basado en una arquitectura cliente-servidor similar a HTTP y SMTP; esta similitud es natural ya que SIP fue diseñado para incorporar la telefonía como un servicio más de Internet.

SIP no es un protocolo de propósito general; su objetivo es ayudar a establecer y analizar la comunicación. Se apoya en otros protocolos para lograr una llamada telefónica, o una sesión de video-conferencia o de mensajería instantánea, etc. Los protocolos que comúnmente colaboran con SIP son: RTSP (Real-Time Streaming Protocol ) para el control de flujos y sesión, SDP para describir los flujos, RTP/RTCP para el transporte de datos en tiempo real, y RSVP (Resource Reservation Protocol ) junto a Di_Serv (Di_erentiated Services ) para gestionar la calidad de servicio y la reserva de recursos.

En las redes TCP/IP, las conversaciones que utilizan señalización del tipo SIP hacen uso de RTP para llevar las conversaciones (flujos de audio/video) de un terminal a otro. De la misma forma que en una conversación existen dos flujos de voz, en una conversación en una red TCP/IP se tiene dos flujos de paquetes RTP.

Mensajes SIP

Existen dos tipos básicos de mensajes SIP: Peticiones y Respuestas. Ambos tipos emplean un formato de mensaje genérico, que consiste en una línea inicial (Start Line) seguida de uno o más campos de cabecera (Message Header ), una línea vacía que indica el _nal de las cabeceras, y por último el cuerpo del mensaje (Message Body ), que es opcional.

La línea inicial contiene la versión del protocolo, y el método y direcciones involucradas en la sesión, en el caso de las Peticiones, o el estado de la sesión, en el caso de las Respuestas. La cabecera contiene información relacionada con la llamada en formato de texto; por ejemplo, el origen y destino de la petición, el identi_cador de la llamada, etc. El cuerpo del mensaje o carga útil lleva la información, comúnmente mensajes SDP o ISUP (ISDN User Part ) en caso de interfuncionamiento con la RTPC.

H.323
Forma parte del grupo de recomendaciones H.300 de la UIT-T que de_ne el funcionamiento de sistemas y equipos terminales para servicios audiovisuales. Particularmente, H.323 es una recomendación que agrupa diferentes estándares para especi_car un sistema de comunicaciones multimedia a través de redes de paquetes IP.

Su primera versión fue de_nida en el año 1996, tiempo en el cual no había disponible ningún est ándar que permitiera establecer mecanismos de interoperabilidad entre fabricantes y desarrolladores de sistemas de VoIP; por este motivo se convirtió en el protocolo más utilizado y de mayor aceptación en el mercado.

Actualmente sigue siendo utilizado en gran medida por los grandes operadores de VoIP, y a la par del protocolo SIP es uno de los estándares más utilizados por los desarrolladores de soluciones IP. La versión actual de la recomendación es la H.323v7, que fue publicada en el 2009.

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IAX (Inter Asterisk eXchange)

El protocolo IAX (ahora referido generalmente como IAX2 por su segunda versión) es uno de los protocolos utilizados por la centralita Asterisk (Sección 5.3) para manejar conexiones VoIP entre sus servidores, y entre servidores y clientes VoIP que lo utilizan. IAX es robusto y muy simple en comparación con otros protocolos. Permite manejar una gran cantidad de códecs y un gran número de flujos de audio/video, lo que significa que puede ser utilizado para transportar virtualmente cualquier tipo de datos.

Esta capacidad lo hace muy útil para realizar videoconferencias o presentaciones remotas. IAX utiliza un único puerto UDP, generalmente el 4569, para comunicaciones de se- ñalización y datos entre puntos terminales. El trá_co de voz es transmitido en banda (in-band )5, lo que hace a IAX2 un protocolo casi transparente a los cortafuegos y realmente eficaz para trabajar dentro de redes internas. En esto se diferencia de SIP, que utiliza una conexión RTP fuera de banda (out-of-band )6 para entregar la información. IAX soporta entroncamiento (trunking ), mediante el cual un sólo enlace permite enviar datos y señalización por múltiples canales.

Cuando se realiza entroncamiento, los datos de múltiples llamadas son manejados en un único conjunto de paquetes, lo que significa que un datagrama IP puede entregar información para más llamadas sin crear latencia adicional.

Esto es una gran ventaja para los usuarios de VoIP, pues las cabeceras IP ocupan un gran porcentaje del ancho de banda utilizado; en contraparte se consumen mayores recursos de equipo de cómputo. El principal objetivo de IAX ha sido minimizar el ancho de banda utilizado en la transmisión de voz y vídeo a través de la red IP, con particular atención al control y a las llamadas de voz, y proveyendo un soporte nativo para ser transparente a los NAT. La estructura básica de IAX se fundamenta en la multiplexación de la señalización y el flujo de datos sobre un mismo puerto UDP entre dos sistemas.

Tomado de: https://eciencia.urjc.es/bitstream/handle/10115/5939/vozsobreip.pdf?sequence=1

Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

ToIP y VoIP. Matices y definiciones

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La complejidad del mundo tecnológico hace que en muchas ocasiones tendamos a simplificar o reducir términos en un intento de asimilar esta realidad compleja. En este caso, hablaremos de dos términos que muchos utilizan de manera indistinta pero que sin embargo no son lo mismo, aunque sí es cierto que la frontera que los separa es muy sutil. Nos referimos a VoIP y ToIP.

¿Qué son?

Comenzaremos por una definición de ambas:

VoIP: se trata de una tecnología que permite digitalizar la voz en una llamada telefónica y enviarla en paquetes de datos a través de Internet al receptor de dicha llamada mediante un protocolo IP. La tecnología VoIP trajo consigo una serie de ventajas sobre la telefonía analógica tradicional que ya desarrollamos en otros artículos aunque la principal y la razón de su éxito es el abaratamiento de costes.

ToIP: se trata de un servicio de telefonía digital construido a partir de la tecnología VoIP. Es decir, no podemos hablar de ToIP sin la existencia de la tecnología VoIP. Se trata por tanto de la infraestructura a través de la que se construye un sistema de comunicaciones IP.

Elementos de un sistema ToIP
Para entender el funcionamiento de los sistemas de telefonía IP, es preciso saber como están construidos. Los elementos básicos de un sistema de ToIP son los siguientes:
• Terminales con capacidad para recibir y emitir llamadas de telefonía IP.
• Teléfonos IP: dispositivos específicamente desarrollados para realizar llamadas a través de la redToIP
• Software (softphone): Aplicaciones que se ejecutan en dispositivos como laptops, tablets o smartphones.
• Red IP: por ella transcurrirá el tráfico de datos (voz)
• Pasarelas: las pasarelas o gateways sirven para establecer comunicación con terminales en redes diferentes a la ToIP.
• Elementos de control y coordinación de llamadas.

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Ventajas de los sistemas ToIP

Si hablamos a nivel usuario, la ToIP ha permitido implementar una nueva gama de servicios asociados a las llamadas, imposibles de imaginas antes, con la telefonía analógica. Algunos ejemplos:

• Llamadas a través de diferentes dispositivos (laptops, tablets, Smartphone)
• Múltiples líneas de teléfono bajo un mismo número
• Llamada simultáneas a varios usuarios.
• Llamadas gratuitas a través de la conexión a Internet

En el mundo de la telefonía aplicada a la empresa, las ventajas se multiplican. A través de la tecnologíaVoIP se generan sistemas de centralitas ToIP. Desde estas los trabajadores de una empresa pueden realizar operaciones como:

• Hablar desde un dispositivo de sobremesa
• Hablar desde una extensión de la centralita asociada a un smartphone conectado a la red
• Llamadas sin coste entre diferentes oficinas de una compañía
• Llamadas internacionales gratuitas
Como hemos visto, la ToIP es el resultado de la evolución de la tecnología VoIP, sin la que no podríamos hablar del desarrollo de infraestructura, hardware y software necesario para llevar a cabo la implementación de la primera. Haciendo un símil automovilístico, la VoIP es el motor de explosión y la ToIP es el coche. Entendido el origen es mucho más sencillo comprender la evolución, ventajas e importancia de los sistemas ToIP dentro de la infraestructura TI de una empresa como proveedor de valor añadido a las mismas.

Tomado de: http://www.apser.es/blog/2015/04/25/toip-y-voip-matices-y-definiciones/

DataCenter VoIP

Los edificios que alojan a los servidores en Europa y Estados Unidos son los centros de datos más ecológicos y fueron construidos como idea de almacén de datos. La ubicación estratégica en Europa central y en Estados Unidos son las ventajas principales.

Los Data Centers están perfectamente situados para garantizar conexiones rápidas a todos los territorios de Europa y América para que todos los clientes se beneficien de la mejor calidad en el servicio brindado. Por otra parte, el edificio que está situado en Europa se encuentra en una de las zonas más ricas de agua subterránea, lo que abre la posibilidad a ServerVoIP de realizar un innovador, ecológico y único sistema de refrigeración de forma natural.

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Comparación Entre VoIP y ToIP

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Es muy común escuchar opiniones sobre este tema y por lo general se tiende a confundir los conceptos, espero que con esta breve explicación quede claro.

VoIP es la tecnología en la que se digitaliza, comprime y encapsula la voz para transportarla sobre el protocolo IP.

ToIP en cambio la Telefonía IP es la infraestructura que nos permite hacer llamadas a cualquier teléfono de la red telefónica (PSTN) y que utiliza un gateway que interconecte nuestra red con la de un operador de servicios telefónicos.

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

Protocolos de transporte en ToIP

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Protocolos de transporte: Los protocolos de transporte son los responsables de transportar en tiempo real la voz digitalizada y paquetizada sobre redes IP. Dado que se trata de un servicio de tiempo real, el nivel de transporte no puede ser TCP (las retransmisiones en los servicios orientados a conexión son incompatibles con los requisitos de los servicios interactivos de tiempo real como la voz). Como en UDP el transporte se realiza sin garantías, -modo best effort-, se requieren mecanismos que permitan la detección de paquetes perdidos y/o desordenados así como que faciliten la gestión del almacenamiento (buffer) en el receptor.

Para cubrir estos requisitos se desarrolló el protocolo Realtime Transport Protocol (RTP) definido en la RFC 3550. Sus principales características son :
• Transporte datos en tiempo real, nivel aplicación.
• Unidireccional, sin garantías (marcado de paquetes o reserva de recursos).
• Incorpora números de secuencia (para la detección de paquetes perdidos y desordenados) y marcas temporales (time stamp) para la gestión del buffer de recepción.
Este protocolo se complementó con el RTCP (RTP Control Protocol) definido también en la RFC 3550. Es un protocolo de control de RTP que se basa en el envío periódico de paquetes de control entre todos los participantes en la sesión mediante el cual éstos proporcionan información (feedback) del desarrollo de la misma.

Protocolos de señalización: H.323 y SIP

Los protocolos de señalización permiten establecer y liberar la presencia (log-on y log-out) y localizar a los potenciales usuarios, así como establecer, modificar y liberar sesiones propiamente dichas. En este contexto se desarrollaron dos grandes familias de protocolos: H.323 y SIP.

H.323 es un conjunto de protocolos (protocol suite) definidos por la International Telecommunication Union (ITU) que incluye funcionalidades de:
• Codificado de audio (G. 711, G. 722, G. 723, G. 728, G. 729) y video (H. 261 y H263)
• Transporte (RTP, RTCP)
• Establecimiento y liberación (log-on/log-out) de presencia de potenciales usuarios (H. 225)
• Negociación de parámetros(codec, bitrate, …) (H. 245)
• Establecimiento y liberación de llamadas (Q.931)

SIP (Session Initiation Protocol, RFC 3261) es un protocolo diseñado para iniciar, modificar y terminar sesiones multimedia (1 o más participantes). Es un protocolo muy simple desarrollado por la Internet Engineering Task Force (IETF) para simplificar al muy complejo H.323 que, a semejanza de HTTP y SMTP, se basa en mensajes de texto lo que le dota de una gran trazabilidad. Durante cierto tiempo coexistieron ambos, hasta que finalmente (finales de la década de los 90) SIP se impuso, recibiendo su espaldarazo definitivo en 2000-2002 cuando fue elegido por IMS/3GPP

En SIP existen dos componentes básicos:

Agentes de usuario que incorporan las aplicaciones finales según el modelo cliente/servidor:
• UAC (user agents clients) que originan las llamadas
• UAS (user agent server) a la espera de llamadas

y agentes de red:
• Proxy server realizando funciones de relay (responde en nombre de) de llamadas (uas + uac)
• Redirect server: redirecciona llamadas a otros servidores
• Registrar: donde los usuarios se registran (log-in/log-out)

A modo de ejemplos se incluyen los formatos de los mensajes más habituales en SIP:
• Establecimiento de llamada (invite):
• Registro de un usuario
• Proxy server
• Redirect server

ToIP y calidad de servicio

Como en cualquier otra aplicación, las características de la red tienen una importancia directa sobre la calidad de servicio percibida por los usurarios de ToIP. Los parámetros que inciden de una manera más determinante sobre la calidad de servicio son la latencia (o retardo), su variación (o jitter) y la pérdida de paquetes.

La latencia se define como el tiempo que tarda un paquete de ToIP en su viaje entre origen y destino, siendo este parámetro el que más afecta (o uno de los que más puede afectar) a las características subjetivas de calidad de servicio. La latencia tiene múltiples orígenes:

• Codificación: el tiempo que el codec necesita para codificar (transmisor) y decodificar (receptor) la voz
• Paquetización: el tiempo necesario para completar un paquete con muestras de voz
• Transporte: el tiempo requerido para transportar el paquete entre ambos extremos (transmisor y receptor), incluyendo tanto la propagación por las líneas de transmisión entre routers, como el empleado en la conmutación y almacenamiento (queuing) en los routers de la red IP.
• Almacenamiento en el receptor (buffer jitter) para compensar las variaciones de retardo (jitter) entre paquetes pertenecientes a una misma sesión de ToIP

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Se recomienda (ITU) mantener este parámetro por debajo de 150 ms. Valores comprendidos entre 100 y 150 ms son indetectables para el usuario final, entre 150 y 200 ms la calidad se considera aceptable, y el servicio no es aceptable cuando supera los 200 – 300 ms.

El retardo variable (jitter en terminología anglosajona) es una medida de las diferencias de los tiempos de llegada de los paquetes correspondientes a una llamada de ToIP al receptor. Para calcularlo, cuando el extremo receptor recibe un paquete obtiene el instante en que dicho paquete llega y lo compara con el que fue generado (marca temporal en el protocolo RTP): la diferencia entre ambos es el retardo variable que el paquete ha sufrido. Para compensarlo (el descodificador necesita un flujo de paquetes constante) el receptor almacena los paquetes recibidos (buffer jitter) antes de su procesado. El inconveniente de este método es que cuanto mayor sea esta capacidad de almacenamiento (mayor compensación de retardos variables) mayor es la latencia añadida por lo que se buscan soluciones de compromiso adaptativas en las que el tamaño se ajusta a las condiciones cambiantes del retardo en la red.

Como los paquetes de voz se envían sobre RTP (y TCP), en caso de pérdida no se retransmiten y dicha pérdida afecta directamente a la calidad de servicio percibida. El impacto de esta pérdida de paquetes, originada en la red (congestión o errores) o en el receptor (desbordamiento o retardo excesivo en el buffer jitter), depende varios factores:
• La tipología (estadística) de las pérdidas: pérdidas aleatorias ocasionales, que habitualmente el codec compensa (p.e. repitiendo la última muestra recibida) o pérdidas consecutivas (ráfagas) cuyos efectos son mucho más perniciosos.
• El tamaño del paquete de voz: cuanto mayor sea el paquete mayor será la eficiencia (información útil/información total transmitida) y mayor el impacto (se pierden mas muestras de voz) en caso de pérdida.
• El codec: la compresión de la voz hace más eficiente al sistema (más información de audio en cada paquete) y, por el contrario, mayor será el impacto en caso de pérdida

Tomado de: https://telos.fundaciontelefonica.com/url-direct/pdf-generator?tipoContenido=articulo&idContenido=2010022410280001

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Elementos básicos de una red de ToIP

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Una red de Telefonía sobre IP consta de los siguientes elementos:

• Terminales capaces de recibir y realizar llamadas de ToIP. Estos pueden ser teléfonos especialmente desarrollados para esta tecnología (teléfonos IP) o aplicaciones software (softphone) que se ejecutan sobre ordenadores personales y utilizan las facilidades multimedia que suelen tener éstos.
• La red IP propiamente dicha sobre la que se cursará el nuevo tráfico de voz.
• Pasarelas (gateways) para comunicarse con terminales en otras redes, especialmente con la red de telefonía tradicional (POTS).
• Elementos que realicen la coordinación y el control de las llamadas, recibiendo y procesando los mensajes de señalización

Tomado de: https://telos.fundaciontelefonica.com/url-direct/pdf-generator?tipoContenido=articulo&idContenido=2010022410280001

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