VoIP Megoldások. Készítette: Lipcsei János

VoIP Megoldások Készítette: Lipcsei János

VoIP fogalma [1]  VoIP = voice over IP rövidítése  Kommunikációs protokollok, eljárások, technológiák, átviteli technikák összessége, amelyek lehetővé teszik emberi hang és multimédia folyamok továbbítását IP hálózatok felett

VoIP telefon megoldások  Dedikált VoIP telefon, amely közvetlenül csatlakozik a hálózathoz  Ez lehet Ethernet csatlakozó, vagy újabban már Wifi segítségével is tud a hálózathoz csatlakozni

VoIP telefon megoldások  Analóg telefon adapter, amely lehetővé teszi, hogy a régi analóg telefon használható legyen VoIP telefonként  Némely kábel modemben, vagy homegetway-ben megtalálható a funkció, így ezekhez az eszközökhöz közvetlenül csatlakoztatható a régi analóg telefon

VoIP telefon megoldások  Szoftveres telefon  Alkalmazás, ami egy hálózathoz csatlakozó számítógépen fut és lehetővé teszi VoIP hívások kezdeményezését  A használatához természetesen szükség van vagy egy headsetre, vagy pedig mikrofonra és hangszóróra.

Néhány szoftveres telefon [2]       

SIP telefonok: SJPhone, Xten, 3CX Skype ooVoo (nem titkosított, mint a Skype) Camfrog Video Chat Windows Live Messenger Ventrilo TeamSpeak

VoIP előnyök  Alacsony üzemeltetési költség, mivel nem szükséges külön adat és hang hálózatot fenntartani  Olcsó nemzetközi hívások  VoIP felhasználók között ingyenes hívás lehetőség  Egy időben több VoIP hívás is lehetséges egyetlen szélessávú kapcsolaton  Lehetőség van a hívások titkosítására különböző szabványos protokollok segítségével pl: Secure Realtime Transport Protocol  Akár jobb hangminőség elérése, mint a hagyományos vezetékes telefonon  Több fajta hangkódoló használatának lehetősége

VoIP hátrányok  Internet best-effort hálózat, amely nem garantál semmilyen QoS-t (quality of service), mivel csomagkapcsolt esetben nincs fix erőforrás lefoglalás, mint áramkörkapcsolás esetén  Jitter és késleltetés érzékenység nem mindig lehet ezeket megfelelően biztosítani bár vannak próbálkozások (DiffServ, IntServ)  Segély hívások kezelése, helyzet meghatározási problémák  Nincs működési feszültség biztosítása a vonalon keresztül, mint a hagyományos analóg telefon esetén  Nem biztos, hogy van redundancia a hálózatban

PSTN-el való integrálás  Media VoIP Gateway hozza létre a kapcsolatot az IP hálózat és a PSTN hálózat között  E.164 globális számkiosztási standard vezetékes és mobil telefon hálózatokban  A VoIP általában támogatja az E.164-et, azért hogy hívásokat lehessen kezdeményezni a két féle hálózat között  A VoIP implementációk gyakran különböző megoldásokat alkalmaznak, hogy az E.164 és nem E.164 azonosítókat átfordítsák pl: SkypeIn, ENUM

VoIP protokollok  A VoIP-ot többféle protokollal lehet megvalósítani, ezek lehetnek zárt vagy nyílt protokollok  Néhány protokoll felsorolása        

H.323 Media Gateway Control Protocol (MGCP) Session Initiation Protocol (SIP) Real-time Transport Protocol (RTP) Session Description Protocol (SDP) Inter-Asterisk eXchange (IAX) Jingle XMPP VoIP extensions Skype

H.323  A H.323 volt az első széleskörben elterjedt VoIP megoldás, amit mind a nagykiterjedésű mind a lokális hálózatokban használtak.  Az új és kevésbé komplex protokollok mint a SIP vagy az MGCP kiszorították

SIP [3]  A SIP (Session Initiation Protocol) egy IETF által definiált jelzés protokoll, amelyet széleskörben használnak kommunikációs viszonylatok (hang és videó hívások IP hálózaton keresztül) vezérlésére  A SIP használható két résztvevős (unicast) vagy többrésztvevős (multicast) hívások létrehozására, módosítására, vagy lebontására  Egy hívás (session) több média folyamból (stream) is állhat  Független az alatta elhelyezkedő szállítási rétegbeli protokolltól, működhet TCP, SCTP, UDP felett is  Szöveg alapú protokoll, sok megoldást át vett a HTTP és SMTP protokollokból

SIP hálózati komponensek      

User Agent Proxy server Registar Redirect server Session border controller Gateway

User Agent  Logikai hálózati végpont, amely SIP üzeneteket hoz létre, vagy fogad, és ezáltal egy SIP viszonyt vezérel.  UAC (Client): SIP kéréseket küld.  UAS (Server): SIP kéréseket fogad, és erre SIP válaszokat küld vissza

Proxy Server  Közbülső entitás, ami UAS és UAC szerepkört is ellátja, célja SIP üzenetek továbbítása más kliensek nevében  Forgalom irányítási szerepet is ellát, ami azt jelenti, hogy egy olyan entitásnak továbbítja a SIP üzeneteket, amely „közel” van a célhoz  Szabályozó szerepet is ellát (például egy adott usernek van-e joga hívást kezdeményezni)  Értelemezi és szükséges esetén átírja az üzenet egyes részeit továbbítás előtt

Registar  Egy szerver, amely regisztrációs kéréseket (REGISTER) fogad, és a benne található (tartózkodási hely: IP cím) információkat egy Location Service nevű adatbázisba helyezi el. (Ez az adatbázis egy adott SIP domain-re vonatkozik.)  Később egy proxy szerver lekérdezheti ezt az információt a Location Servertől  A SIP registarok logikai komponensek és gyakran a SIP Proxykkal együtt helyezik el őket, szintén jó megoldás a redirect szerverrel együtt elhelyezni mivel ez növeli a skálázhatóságot

Registar  User agent server, ami 3xx (redirection) válaszokat generál az általa fogadott kérésekre  A klienseket alternatív SIP URI-hoz irányítja  Lehetővé teszi, hogy SIP proxyk külső domain-ba továbbítsák a hívásokat

Session border controller  UA és a SIP server között játszik közvetítő szerepet különböző típusú funkciókat megvalósítva  Hálózati topológia elrejtés  NAT traversal támogatása

Gateway  Lehetővé teszi a SIP hálózat más hálózatokkal történő összekötését pl PSTN

SIP kérés üznetek  REGISTER: Az UA által használt üzenet, ebben jelzi a hívások fogadásához használt IP címét, és URL-jeit.  INVITE: Az UA-ek közötti média viszony létrehozására szolgál.  ACK: Nyugta, üzenettovábbítás megbízhatóságát teszi lehetővé.  CANCEL: Megszakít egy folyamatban lévő kérést, de egy már felépült hívást nem bont el.  BYE: Az UA-ek közötti viszonylatot megszakítására szolgál.  OPTIONS: Lehetővé teszi, hogy egy UA egy másik UA, vagy proxy server képességeiről informálódjon. (pl. kodekek, támogatott metódusok), anélkül hogy hívást kezdeményezne  PRACK (Provisional Response Acknowledgement): A PRACK növeli a hálózat megbízhatóságát azáltal, hogy egy nyugtázási rendszert vezet be az ideiglenes válaszokra (1xx). PRACK küldése az 1xx kódú ideiglenes válaszokra (provisinal response) válaszul történik meg.

SIP válasz üzenetek  Provisional/Informational (1xx): A kérész fogadta a rendszer, és feldolgozás alatt áll.  Success (2xx): Egy műveletet sikeresen fogadott, megértett és elfogadott a rendszer  Redirection (3xx): További műveletekre (tipikusan a küldő által) van szükség a kérés végrehajtásához.  Client Error (4xx): A kérés rossz szintaxist tartalmaz, vagy nem teljesíthető a szerver által.  Server Error (5xx): A szerver nem tud végrehajtani egy érvényes kérést.  Global Failure (6xx): A kérést egyetlen szerveren sem lehet teljesíteni.

Basic SIP hívás [4]

SIP hívás proxyn keresztül [5]

A Skype [6] [7]  A Skype egy peer-to-peer VoIP hálózat  Készítők: Niklas Zennström és Janus Friis a KaZaa megalkotói  A készítői a hangátvitelre helyezték a hangsúlyt, de a program mint videotelefon és azonnali üzenetküldő is megállja a helyét  Célja: egyszerű, könnyen kezelhető, barátságos, megbízható kommunikációs rendszer létrehozása  A Skype sok platformon érhető el pl: Windows, Mac OS X, Linux, Android, iOS

Skype szolgáltatások  felhasználók közötti hangbeszélgetés (VoIP telefon)  azonnali üzenetek váltása (IM)  azonnali üzenet multi-chat, akár 100 felhasználó között egyszerre  konferencia beszélgetés legfeljebb 5 felhasználó között  fájlküldési lehetőség  videokonferencia (csak a Skype 2.0 és ennél feljebbi változatokban)  Kredit vásárlás után vezetékes és mobiltelefon hívása (SkypeOut)

SkypeOut  Fizetős szolgáltatás, amely lehetővé teszi, hogy bárhová a világba vezetékes vagy mobil hívásokat kezdeményezzünk, miután feltöltöttük egyenlegünket  A hívások díja előre meghatározott percdíjon alapul  A tarifa nem függ attól, hogy hol vagyunk éppen

Néhány ár példa  Magyarország vezetékes telefon hívása:  60 perc havonta 1.7 Eurocent/perc áfával

 Magyarország vezetékes és mobil telefon hívása:  60 perc havonta 19.2 Eurocent/perc áfával

 USA vezetékes és mobil telefon hívása:  60 perc havonta 1.7 Eurocent/perc áfával

 Lehetőség van korlátlan csomagokra is fix havi díjért

SkypeIn  Fizetős szolgáltatás  Lehetőség van 3 vagy 12 hónapra bérelni egy adott telefonszámot, amely a Skype elérhetőségünkhöz van kötve  Adott országban élő emberek alacsony díjszabás mellett tudják hívni, akkor is ha egy másik országban tartózkodunk

Skype protokoll  Zárt forráskódú, szabadalom által védett  Peer-to-peer alapú, elosztott rendszer  Csak a megfelelő Skype licenszelés után lehetséges, hogy együtt működjön más VoIP hálózatokkal  A hálózat három féle csomópontot használ: Supernodes Átlagos node Login szerver

Skype protokoll [8]  Minden jó sávszélességgel, és megfelelő számítási teljesítménnyel rendelkező node szupernode-dá válhat, függetlenül attól, hogy NAT vagy tűzfal mögött van  A szuper node-okat más userek hívásának továbbításaira, vagy pedig UDP hole punching-ra [9] (két NAT mögött lévő kliens közvetlen összekötése) használják  A Skype szerverek használata helyett a szupernode-ok erőforrásait használja  A jelzés üzenetek RC4-el vannak titkosítva, a hang adat pedig AES-sel

Skype szűrés, felismerés  Néhány szolgáltató azt állítja, hogy képes a Skype felismerésére, azonban ezek a felismerési eljárások legtöbb esetben titkosak  Pearson's chi-squared test [10] és Naive Bayes classification [11] két eljárás, amit 2007-ben publikáltak és lehetővé teszik a Skype felismerését  A payload tulajdonságok statisztikai mérései (mint bájt gyakoriságok és kezdeti bájt szekvenciák) és a folyam tulajdonságok vizsgálata (csomag méret, csomag irányok) hatékony eljárásnak bizonyultak a Skype TCP és UDP alapú protokoljainak felismerésére

Források  [1]http://en.wikipedia.org/wiki/Voice_over_IP  [2]http://download.chip.eu/hu/A-20-legjobb-uzenetkuldo-es-VoIPprogram_1670962.html?tab=5  [3]http://en.wikipedia.org/wiki/Session_Initiation_Protocol  [4]http://www.3cx.hu/voip-sip/images/sip_call_session.jpg  [5]http://www.packetizer.com/ipmc/sip/papers/understanding_sip_ voip/sip_call_flow.png  [6]http://hu.wikipedia.org/wiki/Skype  [7]http://en.wikipedia.org/wiki/Skype  [8]http://en.wikipedia.org/wiki/Skype_protocol  [9]http://en.wikipedia.org/wiki/UDP_hole_punching  [10]http://en.wikipedia.org/wiki/Pearson%27s_chi-squared_test  [11]http://en.wikipedia.org/wiki/Naive_Bayes_classifier

Kérdések  Mire szolgál a SIP INVITE üzenet?  INVITE: A UserAgentek közötti média viszony létrehozására szolgál.

 Mi a SkypeOut?  Fizetős szolgáltatás, amely lehetővé teszi, hogy bárhová a világba vezetékes vagy mobil hívásokat kezdeményezzünk, miután feltöltöttük egyenlegünket