VoIp Un Enfoque Practico

VoIP: Un enfoque
práctico
9 Noviembre 2007

Alberto Sagredo Castro
info@voipnovatos.es
sip:100@sip.voipnovatos.es

VoIP: Un enfoque práctico

Evolución Telefonía
• “Inventado por Graham Bell” en 1876 ,
aunque atribuído a Antonio Meucci en 2002.

• De conmutación manual (punto a punto) a
SS7.

• De analógico a Digital.
• Tiempo de provisión altos, a horas, o minutos.
• PSTN: Comunicación analógica hasta central.
• ISDN : Digital en origen.
• Recurso ocupado durante toda la llamada. Alberto Sagredo Castro


Evolución Telefonía (I)
• Cobro por pasos (tiempo).
• Sensible en distancia a central.
• Cada vez más necesidad de transmisión de datos.
• Datos sobre líneas telefónicas (ADSL).
• Telefonía: Conmutación de circuitos / Internet:
Conmutación de paquetes.



¿Qué es VoIP?
• Diferentes acrónimos: VoIP, VozIP, Voz sobre IP, ToIP.
• Conjunto de protocolos que permiten transmisión
de voz sobre paquetes de datos (RTP).

• Codificación de Voz por medio de códecs
(codificadores-decodificadores).

• Existen varios protocolos. SIP, H.323, IAX2, MGCP,
SKYPE.

• Audio sobre Real Time Protocolo (RTP).
• Tecnología en adolescencia.


Requerimientos VoIP
• Ancho de Banda.
• Latencia. (No más de 150/300 ms, 500 ms en la
práctica). Debido a
codiﬁcación,paquetización,retardo de la red, buffer
de Rx, decodiﬁcación. Códec ΔBanda

• Jitter
G.711 a/u 95.2 Kbps
G.726-40 71.2 Kbps

• Pérdida de paquetes. G.726-32
G.729
63.2 Kbps
39.2 Kbps
G.723 5.3K 26.1 Kbps
iLBC 46.46 Kbps
Datos en encapsulado 802.3 .Datos sin supresión de
silencio. 20 ms por trama. Ancho de banda por sentido.
Considerado simetría de códecs.



Jitter



QoS



Codec



Codec (II)



FAX sobre VoIP
• VoIP diseñado para Voz. FAX muestreado y codiﬁcado -
> Problemas si no hay corrección de errores.

• No usar LBR codecs (G.72x) . Sólo G.711a/u , sin
cancelador de eco, sin supresión de silencios. Jitter
buffer > 100 ms.

• Usar T.38. Solución apropiada para transmisión de FAX
sobre VoIP. (FoIP)

• ¿Proveedores que soporten T.38? Voztele.Soporte
Asterisk 1.4

• ¿Datáfonos?


Visión protocolos VoIP

• Cómo hemos comentado existen varios:
• H.323
• IAX
• MGCP
• SKYPE
• SIP


H.323
• Desarrollado por el ITU-T.
• Evolución del H.320. Conferencing over ISDN -> a
redes de datos.

• Codificado en ASN.1.
• Implementación más compleja y costosa (necesito
codificador/decodificador ASN.1).

• Longevo y suficientemente probado.
• Control de la llamada más exhustivo.


H.323 (II)
• Conjunto de estándares: H.225 RAS, H.225 Call
Signaling, H.225 Annex G, H.245 Multimedia
Control Protocol. H.235 (seguridad para H.245) y
H.450 (servicios suplementarios).

• Hasta cuatro versiones: 1996 -> v.1 , 1998 -> v.2 ,
1999 -> v.3 (escalabilidad), 2000 -> v.4 (soporte urls)

• Gatekeeper , Gateways.
• Más cerrado y rígido a modiﬁcaciones.
• Soporte de video .


H.323 (Pila de protocolos)



H.225 (Call Signalling)
• Derivado de Q.931 (RDSI)
• Setup, Call Proceeding, Alerting...



H.323 Call Flow

Terminal A Gatekeeper Terminal B

1. ARQ
2. ACF
3. SETUP
4. Call Proceeding
5. ARQ
6. ACF
7.Alerting
8.Connect
H.245 Messages
RTP Media Path

RAS messages
Call Signaling Messages



IAX
• Inter Asterisk Exchange.
• Desarrollado por Digium.
• Ya por la versión 2.
• Más “Óptimo” en cuanto a recursos (Ancho de
Banda).

• Un sólo puerto. Señalización y Audio. (4569 UDP)
• Sin problemas con NAT.
• Abierto y dinámico
• IAX2 soporta trunking(varias conversaciones sobre
el mismo ﬂujo y autenticación “PKI-style” Alberto Sagredo Castro


MGCP
• Diseñado por Cisco principalmente.
• Control de PSTN por terminales IP.
• Publicado por el IETF como RFC 2705.
• Esquema Maestro/Esclavo. (Endpoints tontos)
• Puede interoperar con SIP Y H.323 (sólo control de
media).

• Media Gateway (Control llamada) y Gateway (Call
Agent y Media Gateway)

• Primo hermano -> MEGACO/H.248 (ITU-T e IETF) Alberto Sagredo Castro


SKYPE

• Desarrollado por Niklas Zennström y Janus Friss
• Protocolo cerrado y propietario.
• API y acuerdos con fabricantes para
implementación.

• ¿Seguridad? ¿Estabilidad?
• Comunicaciones encriptadas con RC4.
• Nodos, login server y supernodos. Red P2P


SKYPE (II)
• ¿Hackeado por ingeniería inversa?
• Traspasa NAT y ﬁrewalls.
• ¿Cómo ruta Fring llamadas a Skype?



SIP
• Protocolo de iniciación de sesiones.
• RFC 2543 (v.1) 1999, RFC 3261 (v.2) 2002
• Desarrollado por el IETF para obtener mayor
integración con aplicaciones y servicios internet.

• SIP es un protocolo de aplicación para
creación,modificación y finalización de sesiones
con uno o más participantes.

• Semántica más sencilla. Codificación texto como
HTTP.

• Mayor flexibilidad e implementaciones más simples.


SIP (I)
• SIP apoyado en : RTP (RFC3550) RTCP
(RFC3605),DNS, SDP (RFC4566)

• Existencia de URIs SIP (direcciones “email” para
SIP)

• Numeración ENUM (E.164). Conversión nº a URIs.
• Modelo Solicitud/Respuesta como HTTP. Cabecera/
Cuerpo. y MIME para definir contenido.

• Codificación texto. Facilidad de debugging e
implementación.

• SDP: Definir Media.


SIP (II)
• SIP puede ir por encima de distintos protocolos de
transporte, no tiene porque ser UDP. SIP over TCP.

• Escalabilidad.
• Mobilidad (Presencia y Call Forking).
• Servicios: Call Waiting, Call Forwarding,...



SIP (III)
• Componentes:
• UA: Agentes de usuario: Terminal VoIP.
• UAC: User Agent Client. El que inicia la llamada.
• UAS : User Agent Server: El que recibe la llamada
• Ambos pueden ﬁnalizar la llamada.
• Servidores:
• Proxy Server: Actúa en el medio. Hace de
intermediario entre ambos UA. Interpreta y
reescribe.o traduce.

• Registrar Server: Admite REGISTER y tiene control
de dónde está el otro. Alberto Sagredo Castro


SIP (IV)
• Servidores:
• Redirect Server: Traduce direcciones.No inicia o
acepta llamadas.

• Location Server: Dice en que proxy está el
destino.

• Métodos: REGISTER,INVITE,
BYE,OPTIONS,ACK,CANCEL, MESSAGE,NOTIFY...

• Respuestas (similares a HTTP): 1xx: Informativas
(180 ringing), 2xx: Fué exitoso (200 OK), 3xx:
Redirección (permanente/temporal), 4xx: Error en
cliente, 500: Error en el servidor, 6xx: Errores
generales. Alberto Sagredo Castro


SIP (V)



Call Flow: Vía Proxy



Comparativa SIP/H.323
H.323 SIP
Desarrollo ITU-T IETF
Arquitectura Monolítica Modular
Implementación Costosa Más sencilla
Negociación Param. Si. Amplia.H.245 SI. SDP
Señalización Q.931 sobre TCP SIP sobre UDP/TCP
Codiﬁcación Binaria (ASN.1) TEXTO (UTF-8)
Media RTP/RTCP RTP/RTCP
Vigencia En declive En auge



Comparativa SIP/H.323
H.323 SIP

Numeración Número teléfono URIs

IM NO SI

Seguridad SI SI

Cantidad de estándars Grande Reducida

QoS Gatekeeper. Externo(RSVP)

Servicios H.450 SIP CGI /CPL

Stacks OpenH323 Varios Stacks (Opal,Vovida)



Soluciones Hardware
• Múltiples fabricantes. Linksys, Cisco, Dlink, Snom,
Grandstream,Polycom.

• Existencia de hardware multiprotocolo : SIP y H.
323), SIP e IAX2.

• Hardware H.323. Marcas taiwanesas.
• Múltiples soluciones: Adaptadores Telefónicos
(ATA), Teléfonos IP, Terminales VoIP GSM/Wiﬁ,
Routers con VoIP Integradas.

• Cisco ofrece ﬁrmwares para SIP en sus terminales


Soluciones Hardware (II)
• ATA (FXS,FXO)

• Teléfono IP

• Router con facilidad VoIP

• Terminal WiFi


Soluciones Hardware (III)
• PBX

• Appliance



Soluciones Software
• SoftPhones (X-ten, Zoiper, GizmoProject...)
• Aplicaciones Symbian (Fring, Truphone, Yeigo).
• Aplicaciones Windows Mobile (OIGAA, Telefónica
VoIP, Fring..)

• Centralitas PBX ( Asterisk, 3CX, y derivadas de
Asterisk (Trixbox, AsteriskNow, SwitchBox)

• Centralitas Hosteadas: micentralita.net, OIGAA



Soluciones Software (I)
X-ten (X-lite)

Zoiper

Asterisk

OIGAA


Soluciones Software (II)



Ventajas uso VoIP
• Para Residencial:
• Tarifas planas. Tarifas más económicas.
• Servicios suplementarios.
• Posibilidad de portabilidad de númeración
(Viajantes).

• Líneas adicionales fácilmente incorporables.
• Posibilidad de desconexión, DND.
• Postpago o Prepago.
• Integración con Internet. Voicemail a Email.


Ventajas uso VoIP (I)
• Para Empresas:
• Una sola red. Voz sobre red de datos (QoS).
• Múltitud de DIDs (numeración entrante).
• Llamadas simultáneas limitada por la conexión a
internet, no a nivel físico.

• Centralitas más potentes. Facilidad de gestión.
• Extensiones remotas.
• Integración con CRM.
• Interconexión de subsedes.


Ventajas uso VoIP (II)
• Para Empresas:
• Escalabilidad.
• Mensajería Uniﬁcada.
• Desarrollo de nuevos servicios rápidamente.
• Llamadas gratis entre sedes, y extensiones
remotas.

• Ahorro en llamadas internacionales.
• .....



Numeración VoIP
• URIs SIP: 100@sip.voipnovatos.es
• ENUM: E.164. RedIris.
• Numeración Geográﬁca, Nómada, 51x.
Numeración Inteligente 90x.

• Operadores VoIP con numeración.
• Caller ID saliente.
• Numeración Interna.
• Hasta hace relativamente poco la numeración VoIP
estaba sin regular. CMT.

• ¿Llamadas al 112? Alberto Sagredo Castro


NAT
• Por la escasez de direcciones IP v.4 se “crea” NAT.
• A nivel interno ips privadas, y a externo una pública
compartida.

• Problema de puertos. NAT no muy bien
implementado para SIP por algunos fabricantes. (SIP
ALG)

• Tipos:
• Full Cone: Todas las peticiones desde ip/puerto
local mapeadas al mismo ip/puerto externo.

• Restricted Cone: = antes pero si envia paquete a
un puerto hacia fuera, se abre canal hacia dentro.


NAT(II)
• Tipos:
• Restricted Port Cone: Sólo puedes ser contactado
en ese puerto si ha enviado paquete a ese puerto
externo e IP externa.

• Simetric NAT: Todas las peticiones desde mismo
puerto e ip interno a un destino ip/puerto, son
mapeadas con el mismo puerto.

• Realidad: Cada fabricante implementa de una
forma.

• ¿Cuál tengo? . Usar un cliente STUN
• Proveedores: Nat_helpers.RTP Proxy Alberto Sagredo Castro


NAT(III)
• STUN: Simple Transversal of UDP throught NATs.
• Protocolo Cliente-Servidor.
• ICE: Añadir múltiples direcciones IP, puerto en SDP.
Está en draft.



Problemas usuales
• Audio en un sólo sentido -> Problema de NAT.
Puertos

• No recepción de llamadas -> Problema NAT. Invites
a direcciones locales.

• No registro. Authentication Challenge.
• Audio entrecortado -> No QoS. Insuﬁciente ΔB. Eco
• Fallan llamadas. No compatible media (codecs).
• Fallos marcianos: Routers inteligentísimos,
ﬁrewalls... etc...



Proveedores
• Varios en España: Azulcom, Carpo, Voztelecom,
Voop,Telefónica VoIP.

• Ofrecen numeración Interna o Externa. (Voxbone)
• Protocolo generalmente soportado SIP. Algunos
IAX2.

• Códecs habituales : G711a/u. G729. GSM
• Modo prepago o postpago. SLA proporcionado.
• Hardware bloqueado o abierto.
• Autoprovisionamiento o no.
• Facilidad de cambio y/o migración. Alberto Sagredo Castro


Seguridad
• RTP no cifrado en el 99.9 % de los proveedores.
• Soluciones:
• SRTP (Audio). Snom, Linksys.
• ZRTP (Zimmerman (PGP))
• VPN (Señalización+Audio)
• SIP sobre TLS. (Señalización)
• Autenticación SIP con MD5. Relativamente
vulnerable si contraseñas son cortas. (Fuerza
Bruta)

• Software para “oir” RTP: Cain & Abel, Ethereal, Alberto Sagredo Castro


Futuro
• Expansión de VideoConferencia sobre SIP, H.264/H.
263. Equipos Linksys en 2008.

• Mejora en aspectos de seguridad. Implementación
de SIPoTLS en proveedores. Encriptación de RTP.

• Telefonía Wiﬁ Móvil.



Bibliografía
• http://www.itu.int/ITU-T/asn1/database/itu-t/h/
h225-0/2000/H323-MESSAGES.html

• http://en.wikipedia.org/wiki/Skype_Protocol
• http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt
• http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-guy-
iax-03.txt

• http://www.huisetalage.nl/sip/stacks.pdf
• http://www.packetizer.com/voip/sip/standards.html
• http://www.cs.columbia.edu/sip/


Bibliografía
• Sip Demystiﬁed. Gonzalo Camarillo. McGraw-Hill.
• http://www.cs.columbia.edu/sip/othersip.html
• http://www.asteriskguru.com/tutorials/
sip_nat_oneway_or_no_audio_asterisk.html

• http://www.crfreenet.org/~martin/referaty/stun/
naty.pdf



Blogs
• www.saghul.net
• www.jerocu.net
• www.sinologic.net
• www.voipnovatos.es
• blog.aliax.net
• www.asterisktron.org
• www.voip-info.org
• Tom Keating, Luca Filigheddu (a.k.a Sitófono),etc..


Voces Asterisk 1.4
• Descargable ya en www.voipnovatos.es
• Usuario: voces1.4
• Password: demoa72007
• Compatibilidad 1.4 en core, próxima versión en
extra.

• Mañana liberadas para toda la comunidad
• Solamente liberados paquetes alaw,ulaw y gsm.
• En breve slin, g729 y g726. Alberto Sagredo Castro


Preguntas



Gracias por la
atención


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