IP Telephonie mit TAPI 3.0 Peter Koen Partial Copyright (C) Microsoft Corporation course material - not for commercial use

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Themen: Grundlagen der IP Telephonie Einführung in TAPI 3.0 H.323 Kommunikationsstandard IP Multicast Konferenzen Quality of Service IP Telephonie Infrastruktur NetMeeting 2.0 Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Grundlagen der IP Telephonie

Was bietet IP Telephonie Stimmen – Daten – Video – Übertragung über existierende IP-basierte LANs, WANs und das Internet IP Telephonie verwendet die offenen Standards IETF und ITU um multimediale Daten über IP-basierte Netzwerke zu transportieren. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Physikalische Medien ADSL ISDN HDSL Standleitungen Coaxialkabel Satellitenübertragung Twisted Pair Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Was ist TAPI 3.0 TAPI 3.0 ist eine evolutionäre API die die Verbindung von traditionellen PSTN Telephonie Netzwerken mit IP-basierenden Netzwerken ermöglicht. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Vorteile von IP Telephonie Moderne Videokommunikation Gemeinschaftliche Nutzung einer Anwendung Gemeinschaftliche Nutzung eines Dokuments Whiteboard Tools Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Mögliche Anwendungsbereiche Telearbeit Echtzeit Zusammenarbeit Telelearning Mitarbeitertraining Videokonferenzen Videomail Video on demand Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Medienkonvergenz Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Einführung in TAPI 3.0

Konvergenz von IP und PSTN Telephonie Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency TAPI 3.0 Intern TAPI 3.0 integriert Multimediastreamkontrolle und konventionelle Telephonie. Es ist eine Weiterentwicklung der TAPI 2.1 auf den COM Standard TAPI 3.0 kann nun in jeder Programmiersprache verwendet werden. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Unterstützte Standards Klassische Telephonprovider H.323 Konferenzstandard IP multicast conferencing Windows 2000 Active Directory Service Quality of Service (QoS) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

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Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Die 4 Hauptkomponenten TAPI 3.0 COM API TAPI Server Telephondienstanbieter Media Stream Provider Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Call Control Model – Objekte TAPI Adresse Terminal Call CallHub Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

TAPI 3.0 Objektbeziehungen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency TAPI Objekt Anfangspunkt der Applikation Repräsentiert alle Telephonieresourcen auf die ein Computer zugriff hat Sucht nach allen lokalen und remote Adressen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Adressen Objekt Anfangs- und Endpunkt eines Anrufes Verwaltet die Fähigkeiten einer Adresse Kann auf einen Anruf warten Kann selbst einen Anruf erzeugen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Terminal Objekt Datenquelle eines Streams (sink) Wiedergabegerät eines Streams (renderer) Hardware (Telephon, Mikrophon) Software (Dateien, Whiteboard Programme) Jedes Gerät, daß einen audiovisuellen Input oder Output erzeugen/verarbeiten kann Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Call Objekt Repräsentiert eine Verbindung zwischen zwei Adress Objekten (lokal oder remote) Übernimmt sämtliche Kontrollfunktionen eines Anrufes Kann direkt oder über einen Call Hub verwendet werden Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Call Hub Objekt Repräsentiert eine Menge von ähnlichen Anrufen Kann nicht direkt erzeugt werden; wird von TAPI 3.0 automatisch erzeugt wenn ein Anruf eingeht Durch den Call Hub kann der angerufene User die Stammdaten des Anrufers auswerten und in die Kontrolle des Call eingreifen wenn er über ausreichend Rechte verfügt. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Call – Call Hub Beziehung Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Die Verwendung von TAPI Objekten

Erstellen eines Anrufes Erstellen und initialisieren eines TAPI Objektes Alle verfügbaren Adressen des PC ermitteln Fähigkeiten der einzelnen Adressen ermitteln Ein passendes Adressobjekt auswählen „CreateCall“ aufrufen für eine Verbindung zwischen einer Adresse und einem Callobjekt Entsprechendes Terminal wählen „Connect“ aufrufen um die Verbindung herzustellen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Entgegennehmen eines Anrufes Erstellen und initialisieren eines TAPI Objektes Alle verfügbaren Adressen des PC ermitteln Fähigkeiten der einzelnen Adressen ermitteln Ein passendes Adressobjekt auswählen Registrieren eines bestimmten Medien Typs für das Adressobjekt Registrierem eines „Call Event Handler“ für das Adressobjekt Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Entgegennehmen eines Anrufes (2) TAPI benachrichtigt die Anwendung über den neuen Anruf und erstellt ein Callobjekt. Entsprechenden Terminal auswählen „Connect“ Funktion aufrufen um die Verbindung herzustellen „Answer“ Funktion aufrufen um den Anruf zu beantworten. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Media Streaming Model

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Direct Show Mittels der COM Schnittstelle bietet DirectShow für TAPI 3.0 eine einheitliche Datenflußkontrolle. Direct Show ist ein modulares System. Es besteht aus mehreren Filtern, die zu einem sogenannten Filtergraphen zusammengefaßt werden. Diese werden wiederum von einem Filtergraphmanager verwaltet, der sich auch um Kontrolle des Datenflußes kümmert. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Direct Show (2) Direct Show beinhaltet Erweiterungen gegenüber dem normalen Windowstreibersystem, die eine Verbindung auf der Gerätetreiberebene ermöglichen. Dies verhindert unnötige Datenmanipulationen zwischen User- und Kernelmode und dient somit dem effizienten Austausch von Daten zwischen verschiedenen Hardwarekomponenten. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency DirectShow (3) Jeder Kernelmode Filter wird von einem entsprechenden Usermode Proxy gespiegelt um den Verbindungsaufbau und die Kontrolle über hardwarespezifische Fähigkeiten zu vereinfachen. Das RTP (Real-time-Transport-Protocol) übernimmt die Übertragung der Daten über das IP-basierende Netzwerk. In TAPI 3.0 ist bereits ein kernel-mode RTP Netzwerkfilter integriert. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Beispiel für einen Filtergraphen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

H.323 Kommunikation in TAPI 3.0

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Was ist H.323? H.323 ist ein Standard für multimediale Kommunikation (Stimme, Video und Anwendungsdaten) von der ITU (International Telecommunications Union) für IP-basierende Netzwerke ohne garantierte Verbindungsqualität, wie etwas das Internet. Er ist Netzwerk-, Platform- und Anwendungsunabhängig und ermöglicht somit allen H.323-kompatiblen Terminals miteinander zu kommunizieren. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Was wird von H.323 unterstüzt? Anrufkontrolle Multimediamanagement Bandbreitenmanagment Punkt-zu-Punkt Übertragung Mehrpunkt Übertragung Unterstützung für Audio und Video Codecs „Datasharing“ durch den T.120 Standard Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

H.323 Architektur

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency H.323 Architektur Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency H.323 Architektur (2) Der H.323 Standard spezifiziert 3 Protokolle: H.245 für Rufkontrolle Q.931 für Rufanzeige Das RAS (Registration, Admissions and Status) eine Signalfunktion für Registrierung, Berechtigungsvergabe und Statusabfrage. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Das H.245 Protokoll ist Zuständig für Kontrollnachrichten, die die Funktion eines H.323 Terminals steuern. Dies sind unter anderem Befehlsnachrichten, Fähigkeitsnachweiß der Terminals und Indikatoren für den Terminaltyp. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Q.931 Das Q.931 Protokoll wird benötigt um eine Verbindung zwischen zwei Terminals aufzubauen und diese zu verwalten. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency RAS RAS ist erledigt die Registrierung und Rechtevergabe für einzelne Benutzer als auch die Verwaltung der Bandbreite zwischen den Endpunkten und den GateKeepern. RAS wird nicht verwendet wenn kein GateKeeper verfügbar ist. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Die 4 Komponenten von H.323 Terminals Gateways Gatekeepers MCUs (Multipoint Control Units) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Terminals Terminals sind die Client – Endpunkte Sie müssen Stimmenkommunikation unterstützen Video- und Datenunterstützung Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Gateway Ist optional Bilden die Brücke zu anderen Netzwerken, Kommunikationsprotokollen und multimedia Formaten Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Gatekeepers Adressübersetzung Bandbreiten Management Mapen von LAN Aliases Adresssuche Limitierung von H.323 Verbindungen Limitierung der benötigten Bandbreite Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Gatekeeper(2) In H.323 Zonen ist ein Gatekeeper nicht notwendig. Sollte allerdings einer vorhanden sein, dann muß dieser verwendet werden. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency H.323 Komponenten Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Multipoint Control Unit (MCU) Die MCU bildet Konferenzen zw. 3 oder mehreren Endpunkten. Eine MCU besteht immer aus einem Multipoint Controller (MC). Optional können auch Multipoint Processors (MPs) enthalten sein. Der MC führt alle H.245 Operationen zwischen den Terminals durch um deren Fähigkeiten und Eigenschaften aufeinander abzustimmen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency MCU (2) Die Multipoint Processors sind zuständig für das Routing von Audio-, Video- und Programmdatenstreams zwischen den jeweiligen Terminals. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Garantierte Gemeinsamkeiten aller H.323 Clients H.261 : ITU standard Videocodec für 64kbps  176*44 Pixel (QCIF) G.711 : ITU standard Audiocodec für A-law und µ-law PCM Audiodaten mit Bitraten von 48, 56 und 64 kbps Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Optionale Clientcodecs H.263 : wie H.261, allerdings mit einem verbesserten Kompressionsalgorithmus H.723 : ITU standard Audiocodec, der speziell für sehr geringe Bitraten entwickelt wurde. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Der Telephony Service Provider TAPI 3.0 H.323 TSP Der Telephony Service Provider

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency H.323 TSP Ermöglicht jeder TAPI tauglichen Anwendung die Kommunikation mit H.323 kompatiblen Geräten Implementiert den H.323 Signalstack Akzeptiert mehrere verschiedene Adressformate Zuständig für den Aufbau des DirectShow Filtergraphen für eine H.323 Verbindung (inkl. RTP, Codec, Datenquelle und Datendarstellung) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

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Integration mit der Windows 2000 Active Directory Struktur

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Probleme bei H.323 Eine Netzwerkadresse eines Users (in diesem Fall seine IP Adresse) ist meistens nicht gleichbleibend. Somit muß eine Möglichkeit gefunden werden bei jeder H.323 Sitzung die IP Adresse des gewünschten Teilnehmers zu ermitteln. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency IP Auflösung Der TAPI 3.0 H.323 TSP benutzt die Windows 2000 Active Directory Dienste um die IP Adressen der User aufzulösen. Dazu wird der ILS (Internet Locator Service) verwendet. Der ILS ist eine Eichtzeitserverkomponente des Active Directory. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario Der User John wünscht eine Verbindung mit Alice, einem anderen User im LAN. Wenn Alice‘s Anwendung ein Adressobjekt erstellt hat und sich dieses im „listen mode“ befindet wird ihre IP Adresse im Active Directory eingefügt. Diese Information hat eine beschränkte Lebensdauer (TTL) und wird somit in regelmäßigen Abständen durch das LDAP (Lightweigth Directory Acess Protocol) erneuert. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (2) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (3) John‘s H.323 TSP fragt beim ILS Dynamic Directory Server nach Alice‘s IP Adresse. Hierbei werden alle Objekte abgefragt, die mit Alice verknüpft sind. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (4) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (5) John initiert einen H.323 Anruf mit der nun aktuellen IP Adresse von Alice. Die TSPs der beiden Computer versuchen nun einen geeigneten Datenstream mit den entsprechenden Multimediaobjekten aufzubauen. Nachdem die entsprechenden Fähigkeiten gefunden wurden wird versucht einen DirectShow Filtergraphen aufzubauen und alle Datenströme an diesen weiterzureichen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (6) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

IP Multicast Konferenzen

Vorteile von IP Multicast Skalierbar Fehlertolerant Robust Einfache Installation Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency IP Multicast Features Keine globale Koordination notwendig um User zu einer Konferenz hinzuzufügen oder zu entfernen. Um Daten zu senden braucht ein User nicht alle Empfänger zu kennen. Eine multicast IP Adresse genügt. Um Daten zu empfangen benötigt ein User nur eine IP Adresse mit einem multicastfähigen Router. Es ist keine Kenntnis der anderen Teilnehmer erforderlich. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

IP Multicast Features (2) Routers „verstecken“ die Implementationsdetails vor dem User und ermöglichen somit eine einfache Anwendung. Einsparrung der Bandbreite, da ein User nicht mehr an alle Teilnehmer senden muß. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Netzwerktopologie (Datenquelle) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Netzwerk Topologie IP Multicast ist in der Lage bereits vorhandene Netzwerk Topologien so zu nutzen, daß keine Belastung durch redundantes Senden von Daten entsteht. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Bsp. einer Netzwerk Topologie Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Kommunikationsmodel Sitzungsbasierend Wenig Netzwerklast für jeden Benutzer Paßt sich an eine sich ändernde Anzahl von Benutzern an Aufbau eines sogenannten „Spanning Tree“ Daten werden nur kopiert, wenn sich deren Weg an einem Router teilt. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Spanning Tree Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Adressbereich der Hostgruppen Klasse-D Internet Protokoll Adressen von 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 Permanente und temporäre Gruppen Permanente Gruppen werden von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) vergeben. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Reservierte Adressen 224.0.0.1 : Alle Multicast Hosts im lokalen Netzwerk 224.0.0.2 : Alle Router im LAN 224.0.0.0 – 224.0.0.255 ist reserviert für Routing und andere Low-Level Netzwerkdienste 224.0.13.0 – 224.0.13.255 : Net News Mehr Informationen im RFC 1700, „Assigned Numbers“ (ftp://ftp.internic.net/rfc/rfc1700.txt) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Transportprotokoll für IP M. RTP (Real-time Transport Protocol) : Ein standard multimedia Header der Zeitmarken, Sequenznummern und Belastungsformat angiebt. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Anwendungen von IP Multicast Konferenzen (Audio + Video) Telearbeit Datenbank- und Webseitenreplikation Telelearning Aktienkursinformationen EDV Zusammenarbeit Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

MBONE (Multicast Backbone) Experimentelles, globales multicast Netzwerk im Internet Existiert seit 1995 Überträgt NASA space shuttle starts, Musik, Livekonzerte, Veranstaltungen,... http://www.mbone.com Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

IP Multicast Konferenz TSP Auflösung von Konferenznamen Verwendet SDP (Session Description Protocol) Konferenzdeskriptoren werden im ILS Dynamic Directory Conference Server gespeichert Rendezvous conference controls IP Multicast Conferencing MSP ist verantwortlich für den Aufbau des DirectShow Filtergraphen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

IP Multicast Konferenz Architektur Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Integration mit dem Windows 2000 Active Directory

Integration in Windows 2000 IETF-standard SDP (Session Description Protocol) wird verwendet um Konferenzen im Netzwerk bekanntzugeben. SDP Descriptoren weren im Active Directory abgespeichert Im Gegensatz zum H.323 TSP gibt es nur einen ILS Conference Server pro (Firmen-)Netzwerk Zwischenspeichern von Konferenzankündigungen um ständiges Nachfragen am Netzwerk zu vermeiden. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario Ein User „John“ will eine Konferen abhalten. Seine Anwendung verwendet die Rendezvous Controls um einen SDP Session Descriptor am ILS Conference Server zu erstellen. Der SDP Descriptor enthält unter anderem: Konferenzname, Beginzeit, Endzeit, IP Multicast Adresse der Konferenz, Datentypen die für die Konferenz verwendet werden. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario(2) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario(3) Ein anderer User „Jim“ fragt beim ILS Conference Server nach den SDP Descriptoren aller Konferenzen, die seinen Suchkriterien entsprechen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario(4) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario(5) Andere User fragen ebenfalls SDP Descriptoren ab und entscheiden sich an der Konferenz teilzunehmen. Anhand der Multicast IP Adresse aus dem Descriptor tragen sie sich in der entsprechenden Multicast Host Group ein. Nun Können Sie Daten vom Multicast Server empfangen und an diesen schicken. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario(6) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

TAPI 3.0 Rendezvous Controls Gruppe von COM Komponenten Abstrahieren die Funktionsweise des Konferenzverzeichnisses Stellen Mechanismen zur Erstellung von neuen und zum Suchen von bestehenden Konferenzen zur Verfügung Einheitliches Schema für Konferenzankündigungen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

TAPI 3.0 Rendezvous Controls (2) Skriptfähiges Interface Benutzerauthentisierung Datenverschlüsselung Zugriffskontrolle Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

TAPI 3.0 Rendezvous Controls(3) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Benutzerfunktionen der RC Hinzufügen von Konferenzen Konferenzen löschen Konferenzen abfragen Manipulation erfolgt durch das LDAP (Leightweigth Directory Access Protocol) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Verbindung zu einer Konferenz Anhand der ACLs (Access Control Lists) werden sämtliche Konferenzen angezeigt, die ein User sehen darf. Nachdem der User eine Konferenz ausgewählt hat werden alle Adressobjekte, die den Adresstypen IP Multicast Conference Name unterstützen ausgewählt. Der Name der Konferenz wird als Parameter für die CreateCall Routine des Adressobjektes genutzt. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Verbindung zu einer Konferenz (2) Die Anwendung weißt dem CallObjekt ein entsrechendes Teminalobjekt zu. Call->Connect wird aufgerufen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency SDP Deskriptoren Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

3 Teile des SDP Deskriptors Ein Session Descriptor (enthält globale Attribute für die gesamte Konferenz, bzw. alle Datenstreams) Keiner oder mehrere Time Descriptors (Konferenzbeginn, –ende und eventuell Wiederholungszeiten) Keiner oder mehrere Media Descriptors Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Unterschiede zw. TAPI 3.0 und traditionellen IP Multicast Methoden Traditioneller Multicast nutzt „push model“ und basiert auf dem SAP(Session Announcement Protokoll) TAPI 3.0 verwendet „pull model“ und basiert auf den Windows 2000 Active Directory Diensten. Vorteil ist dabei die effektivere Nutzung der Bandbreite Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Konferenzsicherheit

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Sicherheitsprobleme „Belauschen“ von Konferenzen Konferenzankündigungen sehen Konferenzen erstellen Konferenzen löschen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Lösung der Sicherheitsprobleme Sicherheitsfeatures von Windows 2000 Active Directory werden verwendet Jedes Objekt wird mit einer Access Control List (ACL) assoziert Personen, die Konferenzen erstellen können angeben wer daran teilnehmen darf und welche Verschlüsselungsverfahren genutzt werden Userverwaltung erfolgt über das Windows2000 Sicherheits Subsystem Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency SDPs und ACLs Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Verteilung des SDP Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Verschlüsselter Datenstream Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Quality of Service

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Probleme Multimedia Streams brauchen viel Bandbreite In IP basierenden Netzwerken können Datenpakete in unbestimmter Reihenfolge eintreffen Datenpakete können verloren gehen Datenleitungen können nicht exklusiv verwendet werden Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Bandbreite Multimedia Daten, im besonderen Videodaten bilden sehr große Datenmengen. Ein umkomprimierter Videostream kann bis zu 220 Megabit pro Sekunde benötigen. Leider sind Videodaten auch in gut komprimiertem Zustand noch immer sehr groß. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Latenz Die Latenz ist die Zeit, die ein Datenpaket braucht um von der Quelle zum Ziel zu gelangen. Demzufolge hat natürlich die Qualität des Bildes einen sehr starken Einfluß auf die Latenz. Ursachen für eine hohe Latenz können in der Übertragungsdauer, der Warteliste der Hardware (Queu delay), Sortierung der Daten im Protokoll und viele weitere Faktoren verantwortlich sein. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Jitter Im Gegensatz zu Datenpaketen müssen Echtzeit-Multimediapakete (Audio und Video) in einer bestimmten Reihenfolge verarbeitet werden. Variationen in der Empfangsreihenfolge müssen unter einem bestimmten Grenzwert liegen, damit Störungen im Audio oder Videostream vermieden werden. Jitterkorrekturen haben auch einen Einfluß auf die Latenz. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Koexistenz Im Vergleich zu multimedia Daten bilden andere Daten (FTP, WWW,...) eine eher sprunghafte Belastung des Netzes (z.B. beim öffnen einer Homepage). Treten solche Belastungsspitzen häufiger auf können sie den Transfer von Stream Daten deutlich stören oder gar komplett zum erliegen bringen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Normales Telephon Garantierte Minimalqualität der Leitung, da für jeden Anruf eine statische Schaltung aufgebaut wird Nicht ausfallsicher „verschwendet“ Bandbreite Keine Möglichkeit Stimmen-, Video- und Datenübertragung gleichzeitig stattfinden zu lassen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

QoS Vorteile für IP Netzwerke Unterstützung für echtzeit multimedia Anwendungen Sicherung zeitlich genauer Transfers von großen Datenmengen Fähigkeit das Netzwerk mit anderen Diensten zu teilen. „Verhungern“ von Anwendungen wird vermieden. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency QoS und TAPI 3.0 RTP Filter sucht nach Netzwerkfähigkeiten der Partner und nach DirectShow Codecs, die diese unterstützen RTP Filter verwendet das Interface der Winsock2 QoS COM Objekte um die benötigte Übertragungsqualität beim Winsock2 QoS Service Provider sicherzustellen Der QoS SP startet verschiedene Mechanismen um eine entsprechende Mindestqualität an beiden Enden der Verbindung zu gewährleisten Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency QoS Mechanismen Resource Reservation Protocol (RSVP) Packet Scheduling 802.1p Entsprechende Layer-2 signaling mechanismen IP Type of Service und DTR Header Einstellungen Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency RSVP IETF Standard Ermöglicht Resourcenreservierung in Netzwerken mit verschiedenen Topologien und Medien. Übergibt Daten an die Router, damit sich das Netzwerk an die erwartete Belastung anpassen kann. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency RSVP (2) Erstellt sogennante „Flows“ im Netzwerk (Ein Flow ist ein Netzwerkpfad der mit einem oder mehreren Sendern und Empfängern als auch mit einer bestimmten QoS asoziiert wird) Anhand der Rückgabewerte der Reservierungsnachrichten, wird entschieden ob die Verbindung mit der gewünschten Qualiität erstellt werden kann. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

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Lokale Übertragungskontrolle

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Packet Scheduling Dieser Dienst kann mit oder ohne RSVP genutzt werden. Daten werden nach ihrer Flow-Zugehörigkeit und Priorität sortiert bevor diese versendet werden. Dies geschieht in Verbindung mit einer Kontrolle der Netzwerklast. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Die Übertragungskontrolle wird auch verwendet um die 802.1 „User Priority“ mit den Datenpaketen zu asoziieren. Die User Priorität ist ein Teil des MAC Header Feldes, welcher der Festlegung der relativen Priorität eines Paketes dient. Voraussetzung hierfür ist, daß auch die Switches Prioritätsstufen unterscheiden können. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Layer2 Signalmechanismen In Verbindung mit der Winsock 2 QoS API kann der QoS SP auch weitere Übertragungskontrollmechanismen starten, wie zum Beispiel einen Subnet Bandwidth Manager (SBM). Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency IP Type of Service Jedes IP Datenpaket enthält ein 3 bit großes Feld, das die Priorität des Paketes angiebt. Diese Felder entsprechen den 802.1 Prioritätsstufen, werden allerdings von einer höheren Netzwerkschicht interpretiert. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Firmenumstellung auf TAPI 3.0 IP Telephonie Infrastruktur Nutzung der Vorteile, die durch die Verbindung mit dem Windows 2000 Active Directory entstehen.

Firmenstruktur für IP Telephonie Das IP/PSTN Gateway ist der A/D Wandler zwischen einem „normalen“ Telephon und dem H.323 Stream. Der H.323 Proxy erlaubt die Verbindung zum Internet, indem er Daten durch eine Firewall weiterreicht. Der IP Multicast Proxy reicht Streamdaten und Konferenzdaten durch eine Firewall durch. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

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Windows 2000 Active Directory Struktur für IP Telephonie H.323 TSP verwendet ILS Dynamic Directory für Namensauflösung Eine Organisation besteht aus einer Sammlung von Sites Sites sind Regionen mit sehr guter Verbindung (z.B. ein Firmengebäude) Ein ILS pro Site, um Bandbreite zu sparen wird nicht laufend repliziert Ein globaler Katalog speicher welcher User zu welcher Site gehört. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario John registriert seinen ILS Server Namen beim Active Directory Global Catalog. Bei der Initialisierung einer Konferenz fragt John‘s H.323 TSP beim GC nach dem Subnetobjekt für seinen Rechner und speichert die Information in seinem Userobjekt. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (2) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (3) Alice‘s H.323 TSP fragt ihre lokale Kopie des globalen Katalogs ab umd den Namen von John‘s ILS Server zu erfahren. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (4) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (5) Alice‘s H.323 TSP fragt bei John‘s ILS über das WAN nach seiner derzeitigen IP Adresse. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (6) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (7) Alice initiert anschließend eine H.323 Sitzung mit John. Dank der Rufabstraktion der TAPI 3.0 ist es möglich, daß die ILS und Active Directory Interaktionen transparent erscheinen. Wie für den User, so auch für das system. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Beispielszenario (8) Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

TAPI 3.0 und NetMeeting 2.0

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Microsoft NetMeeting Konferenz- und Zusammenarbeitstool Designed für Internet und Intranet Kann um eigene Konferenzfunktionen erweitert werden IP Telephonie Teleworking Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Anwendungsteilung Ein user kann seine laufenden Programme anderen NetMeeting Usern zugänglich machen. User die Zugang zu Programmen auf anderen PCs haben können mit diesen Arbeiten als wären sie bei ihnen lokal gestartet. Sie bearbeiten hierbei die gleichen Daten wie der User auf dessen Gerät die Software läuft. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Gemeinsame Zwischenablage Über die gemeinsame Zwischenablage können Daten mit anderen Teilnehmern einer Konferenz ausgetauscht werden. Der Benutzer muß sich hierfür keine neuen Befehle aneignen. Die alten Kopieren, Auschneiden und Einfügen Befehle werden einfach übernommen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Dateitransfer Über das File Transfer Modul können die Konferenzteilnehmer untereinander beliebige Daten austauschen. Der Dateitransfer entspricht voll dem T.127 Standard. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Whiteboard Mehrere User können gleichzeitig in einem Paint ähnlichen Programm Graphiken erstellen. Im Gegensatz zum Paint ist das Whiteboard Objektorientiert. D.h. daß der Benutzer Objekte (Kreise, Linien,...) jederzeit ändern (verschieben, skalieren,...) kann. Es gibt auch einen Remotepointer (wie bei einem Laserpointer) um wichtige Elemente für andere Konferenzteilnehmer leichter ersichtlich zu machen. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency Chat Das Chatmodul entspricht im Prinzip den Erwartungen, die man von gängigen Chatprogrammen, wie etwa ICQ oder dem IRC gewohnt ist. Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency

Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency TAPI 3.0 und NetMeeting 2.0 Copyright (C) 2000 KEMA –Koen Electronic Media Agency