Proyecto Final de Carrera: Estudio de la arquitectura IMS

1. Estudio de la arquitectura IMS Oscar Soto Arco Ponente: Joan Ruiz Sánchez

2. 1. Introducción a IMS 2. Next Generation Networks (NGN) 3. Estandarización IMS 4. Arquitectura 5. Estudio de mercado 6. Open IMS Core AGENDA

3. Estudiar en que consisten las NGN Conocer entidades estandarizadoras IMS Entender el funcionamiento de la arquitectura Realizar un estudio de mercado Montar un entorno de pruebas (OpenIMSCore) Objetivos del proyecto

4. Introducción a IMS Definición y servicios

5. IMS es una arquitectura de protocolos y servicios creada con el objetivo de ofrecer servicios multimedia independientemente del medio de acceso. ¿Que es IMS?

6. Next Generation Networks Explicación y arquitectura

7. Puntos clave en las NGN DEFINICIÓN: NGN es un modelo de arquitectura de redes de referencia en el cual se basan los servicios IP Multimedia de nueva generación.

8. Independencia de los planos que las forman (arquitectura horizontal) Interfaces abiertos y protocolos estándar Definición, provisión y acceso a servicios independiente de la tecnología de acceso QoS extremo a extremo Seguridad y movilidad Puntos clave en las NGN

9. Arquitectura NGN Acceso: Interactúa directamente con el usuario final. Incluye múltiples tecnologías de acceso (xDSL, FTTH, Wifi, GPRS…)

10. Arquitectura NGN Transporte: Plataforma de servicios basada sobre el protocolo IP/MPLS.

11. Arquitectura NGN Red de servicios independientes Red de servicios unificados

12. Arquitectura NGN Control: Consiste en controlar el suministro de servicios IP a los usuarios conectados a la red.

13. Arquitectura NGN Servicios: En esta capa se encuentran los servidores de aplicaciones.

14. Tecnologías que intervienen: 802.1Q 802.1QinQ MPLS IP Multicast PPPoX DHCP Arquitectura NGN

15. Estandarización IMS Objetivo y aportaciones

16. Objetivo común Participar en el desarrollo de redes de nueva generación basadas en arquitectura IMS. Estandarización IMS

17. Estandarización IMS

18. Arquitectura IMS Explicación de los componentes

19. Un único dispositivo con un solo proveedor Simplicidad de billing (única factura) Servicios multimedia independientemente del medio de acceso Estandarización de la plataforma (SIP / IP) Ventajas

20. Nueva infraestructura Pérdida de paquetes crítica (UDP) Requiere configuración de QoS Complicado integrar redes IMS de distintos fabricantes Inconvenientes

21. Diferenciamos tres capas: Acceso (azul) Control de sesión (gris) Aplicación (naranja) Arquitectura

22. Capa que da acceso al usuario final. Gateways para dar acceso desde la PSTN. Capa de Acceso Gateway de señalización (SGW): Adapta señalización PSTN para IMS. Gateway de control (MGCF): Conversión de señalización ISUP y BICC a SIP. Media Gateway (MGW): Codificación multimedia (RTP en IMS y PCM en PSTN)

23. Capa encargada de la lógica de control de servicios y gestión de usuarios. Capa de Control Base de datos de usuario(HSS): Almacenamos información de registro y sesión de cada usuario (replicada). Proxy (P-CSCF): Gestiona la señalización SIP durante el proceso de registro. Primera toma de contacto. Billing del sistema. Interrogating (I-CSCF):Punto de contacto dentro de la red, para conexiones con destino a usuarios de la misma. Accede a la HSS. Serving (S-CSCF): Nodo central de señalización de la red. Servidor SIP que ofrece control de sesión a cada usuario. Accede a la HSS.

24. Registro SIP en IMS PASO 1 EL usuario inicia el proceso enviando un SIP REGISTER contra el P-CSCF, que detecta que se trata de un mensaje de registro inicial, no protegido por ninguna asociación de seguridad previa. P-CSCF  I-CSCF (selecciona un Serving)  S-CSCF (consulta autenticación en HSS).

25. Registro SIP en IMS PASO 2 Se solicita la autenticación. Se devuelve un mensaje SIP 401 No autorizado, en el que se incluyen números aleatorios junto con las claves para el cifrado.

26. Registro SIP en IMS PASO 3 El usuario comprueba la identidad de la red IMS y genera otro SIP REGISTER, en este caso con los valores de autenticación correctos. Finalmente el S-CSCF registra el usuario, y tras notificar a la HSS que el usuario se ha registrado le devuelve un 200 OK

27. Capa de aplicación Capa donde se ubican los servidores de aplicación. Servidores de Aplicación (AS): Servidores de telefonía (TAS) y servidores de otras aplicaciones multimedia (NTAS). Open Services Access GW (OSA-GW): Conexión entre interfaz de programación de aplicaciones y estructura IMS.

28. Estudio de mercado Magic Quadrant y soluciones de fabricantes

29. Este cuadrante es una herramienta de análisis de mercado que publica la empresa Gartner anualmente. El cuadrante de Gartner

30. El cuadrante de Gartner Challengers: Bien posicionados pero no siguen la evolución del mercado. Leaders: Bien posicionados Invierten en I+D. Niche Players: Acomodados en un segmento del mercado. Visionaries: Visión de negocio que saben ver las tendencias de mercado. Servicios novedosos.

31. Fabricantes

32. Open IMS Core Aplicación práctica

33. La plataforma Open IMS Core fue creada en el 2006 por la FOKUS (Fraunhofer Institutefor Open CommunicationSystems). La FOKUS se encarga de investigar y desarrollar soluciones bajo demanda para partners del sector de las TIC. Creadores de la plataforma

35. CSCF

36. Proxy

37. Interrogating

38. ServingComponentes que la forman

39. La instalación necesita varios requerimientos. Sistema operativo Linux (en este caso Ubuntu) con kernel 2.6 o superior. Servidor DNS para poder trabajar por nombres. BBDD MySQL instalada e inicializada. Herramientas de compilación y librerías específicas ( Bison, Flex, libxml2, libmysq) Requerimientos de la plataforma

40. No entraremos en detalle técnico. Los pasos a seguir son: Obtener el código Compilar el código descargado Configurar el entorno (DNS y MySQL) Configurar los archivos del núcleo IMS Proceso de instalación

41. Una vez tenemos la plataforma instalada, arrancamos los componentes y creamos usuarios. Iniciando los servicios Open IMS Core Proceso de arranque

42. Creación de cuentas de abonado (vía web) http://localhost:8080 Usuario: hssAdmin Password: hss Proceso de arranque

43. Esquema de red: Server con DNS (zona:open-ims.test) 2 PCs cliente IMS Testeo de la plataforma

44. Partiendo que Bob y Alice, ambos están registrados, iniciamos sesión se CHAT. Captura CHAT (MSRP): CHAT entre abonados

45. Partiendo que Bob y Alice, ambos están registrados, realizamos la llamada. Captura de una llamada: Llamada entre abonados

46. Conclusiones y líneas futuras

47. Se ha revisado el concepto de redes NGN junto con las ventajas e inconvenientes que aportan. Se ha hecho un estudio de la arquitectura IMS, componentes que la forman y servicios que se pueden ofrecer. Se ha realizado un estudio de mercado analizando los principales fabricantes del sector. Se ha implementado un entorno de pruebas que simula el núcleo de la plataforma (Open IMS Core) Conclusiones

48. Asterisk como Media GW en IMS Asterisk es un software capaz de ofrecer servicios avanzados de VoIP en forma de PBX o de Media GW. Integración IMS con redes 4G (LTE) Destacar que ya existen las redes 4G y hay fabricantes como Nortel y Huawei que soportan esta tecnología. Líneas futuras

49. Coste del proyecto

50. Turno de preguntas

51. Gracias por asistir. Fin de la presentación