Funktion von VoIP-Protokollen am Beispiel von H.323, SIP und IAX Jan Ophey (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.1 / 25 Kommunikation mit VoIP

(c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.2 / 25 Inhalt 1.Motivation a)Was ist VoIP? b)Warum VoIP? 2.Kommunikation mit VoIP 1.Ablauf einer VoIP-Session 3.Protokolle 1.H SIP 3.IAX 4.Zusammenfassung / Vergleich 5.Ausblick  „Dass wir miteinander reden können, macht uns zu Menschen.“  Karl Jaspers

Motivation (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.3 / 25

Motivation  Was ist VoIP?  VoIP = Voice over IP  Übertragung von Sprach und/oder Videoverbindungen über IP-Netze  Warum VoIP?  Kostenersparnis  Nutzung vorhandener Infrastruktur  Mögliche Probleme: Single point of failure, Kapazität  Flexibilität gegenüber herkömmlichen Telefonanlagen.  VoIP-Software-Telefonanlagen (z.B. Asterisk) können leicht mit anderen Software-Systemen interagieren (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.4 / 25

Kommunikation mit VoIP (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.5 / 25

Kommunikation mit VoIP  Ablauf einer VoIP-Session  Nutzer wählt gewünschten Gesprächspartner an.  Suchen und kontaktieren des authorativen VoIP-Servers des Gegenübers  Erfragen der Kontaktinformationen des gewünschten Gesprächspartners  Aufbau einer direkten Verbindung zum Gesprächspartner als Kontrollkanal  Bei Fehler: Verbindung durch den eigenen und/oder den VoIP-Server des Gesprächspartners vermitteln lassen.  Warten auf Bestätigung des Kontaktversuchs  Aushandeln der Rahmenbedingungen für die aufzubauende Verbindung  Aufbau eines Nutzdatenkanals  Signalisierung des Gesprächsendes  Abbau der Nutzdaten- und Kontrollverbindung (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.6 / 25

Protokolle – H (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.7 / 25

Protokolle – H.323  Historie:  1996 von der ITU als Standard für Audio- und Videoübertragung im LAN verabschiedet  1998 überarbeitet um Anforderungen der Internet-Telefonie abzudecken.  Eigenschaften:  Binärprotokoll  Zusammenfassung mehrerer Protokolle die jeweils die einzelnen Aufgaben abdecken  Starke Anlehnung an ISDN-Protokoll  Mit MS Netmeeting ab Windows95 quasi auf jedem Computer ein Client verfügbar (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.8 / 25

Protokolle – H.323  Notwendige Infrastruktur für H.323-Verbindungen:  Gatekeeper  Zentrale Instanz: Steuert und Verwaltet komplette H.323 Infrastruktur  Registratur für alle Endgeräte, MCUs und Gateways  Gesprächen müssen beim Gatekeeper angemeldet und Authorisiert werden. Ermöglicht somit Laststeuerung, Abrechnung  Stellt Verzeichnis der angemeldeten Clients bereit  Terminal  Endgerät – Schnittstelle zum menschlichen Nutzer  Verarbeitet mindestens Audio-Datenströme, optional auch Video  H.323-Proxy  Vermittelt zwischen H.323 Terminals, die sich nicht direkt erreichen können (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.9 / 25

Protokolle – H.323  Notwendige Infrastruktur für H.323-Verbindungen:  MCU – Multipoint Control Unit  Bieter Conferencing-Service für Endgeräte  Besteht aus Multipoint-Controller und Multipoint-Prozessor  Multipoint-Controller gleicht Codecs und andere Fähigkeiten mit Endgeräten ab  Multipoint-Prozessor übernimmt Multiplexing der einzelnen Audiodatenströme.  Gateway  Schnittstelle zwischen H.323-Netzen und anderen Technologien (z.B. ISDN)  Konvertiert zwischen verschiedenen Audio-Codecs, falls 2 Geräte keinen gemeinsamen Codec unterstützen (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.10 / 25

Protokolle – H.323  Ablauf einer H.323-Session:  Hilfsprotokolle:  H.225.0:  Anrufsignalisierung  H.245:  Master-Slave- Determination  Terminal-Capability- Exchange  RTP:  Nutzdatenkodierung  Nutzdatenübertragung (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.11 / 25

Protokolle – SIP (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.12 / 25

Protokolle – SIP  Historie:  1999: Definition in RFC2543 und Anerkennung durch IETF  2002: Überarbeitet und redefiniert in RFC3261  Eigenschaften:  Text-Protokoll, Angelehnt an HTTP  Stellt einen Kontext für die Nutzdatenübertragung her  Übertragung der Nutzdaten übernehmen andere Protokolle  Als Container für beliebige Streaminginhalte verwendbar (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.13 / 25

Protokolle – SIP  Notwendige Infrastruktur für SIP-Verbindungen:  SIP-User-Agent  Besteht aus 2 Komponenten:  UAC: User-Agent-Client)  Initiiert Verbindungen  Kommuniziert dem UAS des Kommunikationspartners  Sendet “INVITE“, “ACK“, “OPTIONS“, “BYE“, “CANCEL“ und “REGISTER“ Nachrichten und verarbeitet die Antworten  UAS: User-Agent-Server  Beantwortet die Nachrichten des UAC des Gegenüber (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.14 / 25

Protokolle – SIP  Notwendige Infrastruktur für SIP-Verbindungen:  Registration-Server  Zentrale Registratur und Vermittlungsstelle eines SIP-Netzes  Stellt Verzeichnis der angemeldeten Clients bereit  Redirect-Server  Vermittelt Anfragen nach unbekannten Clients an einen Übergeordneten Server (DNS-Prinzip)  Proxy-Server  Vermittelt Verbindungen zwischen 2 User-Agents, die sich nicht direkt kontaktieren können.  Registration-, Redirect- und Proxyserver finden sich meist vereint in einem Stück Software (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.15 / 25

Protokolle – SIP  Ablauf einer SIP-Session:  INVITE: Einladung an einer SIP-Session teilzunehmen  SDP: Session-Description-Protocol – Aushandeln der Modalitäten  RTP: Realtime Transport Protocol – Übertragung der Nutzdaten (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.16 / 25

Protokolle – IAX  Historie:  Entwickelt von Marc Spencer, Gründer und CEO von Digium  Proprietäres Protokoll der Software-Telefonanlage Asterisk  Seit 2005 in Asterisk 1.2 zur Verbindung zweier Asterisk-Anlagen  Seit Oktober 2008 als IAX2 in RFC 5456 offengelegt und seit März 2009 von der IETF akkreditiert.  Eigenschaften:  Binärprotokoll  Mehrere Nutzdatenströme werden in einer TCP-Verbindung gekapselt.  Einfaches Handling von IAX-Verbindungen f. Firewalls  Geringer Bandbreitenverbrauch  Full-Frames und Mini-Frames um Bandbreite zu sparen (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.17 / 25

Protokolle – IAX  Notwendige Infrastruktur für IAX-Verbindungen:  IAX-Server  Nimmt IAX-Verbindungen entgegen  Gegebenenfalls Auspacken des IAX-Datenstroms und neusortieren und neuverpacken der Nutzdaten in neue IAX-Datenströme.  IAX-Client  Auspacken der Nutzlast und weiterreichen an höhere Schicht  Entgegennehmen und einpacken der Nutzlast sowie Initiieren einer IAX- Verbindung (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.18 / 25

Zusammenfassung / Vergleich (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.19 / 25

H.323SIPIAX Zusammenfassung / Vergleich Starres Konstrukt. Umfassende Definition Flexibel für jeden Zweck erweiterbar Spezialprotokoll für Spezialeinsatzzweck Angelehnt an ISDNAngelehnt an HTTPEigenentwicklung Hoher Bandbreitenbedarf durch Verwendung vieler Unterprotokolle Mittelmäßiger Bandbreiten- bedarf durch Implementier- ung als Text-Protokoll Bandbreitenbedarf minimal: -Binär-Protokoll -Full-Frames / Mini-Frames Definiert durch ein Industriell beeinflusstes Komitee (ITU) Definiert durch eine unabhängige Organisation (IETF) Definiert durch einzelne Firma als Speziallösung für eigenes Produkt (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.20 / 25

Zusammenfassung / Vergleich  Alle Protokolle bieten Ansätze für dasselbe Problem: Herstellen einer Sprach-/Videoverbindung zwischen Kommunikationspartern in IP-Netzen  Sinnvolle Einsatzszenarien:  H.323:  Schleichende Migration bestehender Infrastruktur von ISDN auf VoIP  SIP:  Neuaufbau von VoIP-basierten Kommunikationsnetzen  Zukunftssicherheit durch Erweiterbarkeit  IAX:  Koppelung von Asterisk-VoIP-Telefonanlagen  Trunking vieler Verbindungen zwischen verschiedenen Netzen (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.21 / 25

Ausblick (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.22 / 25

Ausblick  Verständnis von Funktionsweise und Funktionsumfang der zugrundeliegenden Technologien wichtig für die Entwicklung von Software.  Bachelor-Arbeit:  Planung, Design und Entwicklung einer Software welche Zugang zu Funktionen einer Asterisk-basierten Telefonanlage bietet (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.23 / 25

Fragen? (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.24 / 25

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! (c) by synaix 2010 | synaix...und die Informationen fließen.25 / 25