VoIP Voice Over IP

Transcriere

1 COMUNICAŢII VoIP și SERVICII MULTIMEDIA DE REȚEA CURS VI PRINCIPII VoIP RCC CVoIPSMR

2 PRINCIPII VoIP conținut Principii VoIP Elemente specifice VoIP Încapsulare Costuri 2

3 Elemente specifice VoIP Protocoale VoIP Protocol de semnalizare H.323, SIP, MGCP and H.248 (MEGACO), Proprietar, ex.: Cisco s SCCP (Skinny) Protocol de transmisie a semnalului vocal RTP (Realtime Transport Protocol) Standarde G.7xx (G.711, G.729, G.723.1, G.722) Motivație Reducerea costurilor pentru convorbire la distanțe mari Reduceri de personal (includerea serviciilor de voce la nivelul rețelelor de date) Diversificarea gamei de servicii/aplicații (indisponibile TDM) Utilizarea unei rețele comune pentru diferite forme de comunicații 3

4 Obiectiv VoIP Înlocuirea sistemelor telefonice bazate cu TDM cu sisteme de comunicații la nivel IP 4

5 Voce over IP Utilizarea rețelei de date (IP) 5

6 Comunicații tipice VoIP Apeluri VoIP Direct IP la IP Prin server (gatekeeper, proxy) Telefoane IP VoIP hard phone VoIP soft phone Gateway VoIP (interconectare echipamente de telefonie din tehnologia clasică) 6

7 Configurație VoIP tipică 7

8 Semnalizare VoIP (server) Protocoale de semnalizare client - server 8

9 Transmisii RTP Fluxurile de voce (prin RTP) se transmit doar între clienți (nu trec prin server) 9

10 Principii VoIP Încapsulare Este bine-cunoscut faptul că în rețelele TCP/IP datele de aplicație trebuie să fie schimbate între diferite niveluri din stiva de protocoale Costuri de comunicație Pentru fiecare pachet de voce, care trebuie să fie trimis, diferite costuri de rețea sunt adăugate atunci când unitatea de date trece prin fiecare nivel de protocol Lungimea pachetelor De reținut că lungimea pachetului crește de fiecare dată când unitatea de date este transferată la următorul nivel Compresie La nivelul aplicație, fluxul de date de voce este comprimat de un anumit codec, rezultând pachete de voce cu o anumită lungime. Codec Pachetele comprimate au dimensiuni diferite, în funcție de codec 10

11 Diagramă VoIP Voce CODEC: Analog - Digital Compresie Creare cadre voce Network 4 3 Procesare antete Re-secventiere si eliminare intirzieri 4 Adaugare antete (RTP, UDP, IP, etc) 2 1 Decompresie CODEC: Digital - Analog Network Voce 11

12 Stivă protocoale VoIP Nivel aplicație - RTP (Realtime Transfer Protocol) Ștampilă de timp (întârzierea dintre pachete poate fi calculată ca diferența dintre diferitele ștampile de timp) Numărul de secvență indică dacă lipsesc pachete sau sunt pachete în afara ordinii de transmisie Tipul de date: semnal voce codat Nivel transport - UDP Portul sursă și destinație Nivel rețea Adresa sursă și destinație Nivel acces la rețea Acces la mediul de comunicație 12

13 Încapsularea datelor Formele de reprezentare a datelor Dimensiuni antet 13

14 Încapsularea VoIP Nivel aplicație Fluxurile multimedia (audio/video) sunt transmise în rețea folosind protocolul RTP (Real Time Protocol de transport), care adaugă la pachetul de date propriul antet de lungime 12 bytes Nivel transport Apoi, la stratul de transport este adăugat un nou antet UDP de 8 octeți (UDP este User Datagram Protocol) Nivel rețea Crearea cadrului IP implică încapsularea cu un alt antet de 20 de bytes Nivel legătura de date (MAC+LLC) Fără elemente de securitate implicate, stratul MAC adaugă unui pachet un total de 38 de bytes (subnivel LLC inclus) Nivel fizic Alți 24 bytes vor fi adaugați la nivel PHY ca preambul și antet de protocol PLCP-Physical Layer Convergence Protocol 14

15 Încapsularea VoIP H = HRTP + HUDP + HIP + HMAC + HPCLP = = = 102 bytes 15

16 Costuri de rețea Costurile de rețea privind încapsularea pentru fiecare nivel Nivel aplicație (RTP), Nivel transport (UDP), Nivel rețea/internet (IP) și Nivel legătură de date, Subnivel MAC (MAC) Subnivelul MAC contribuie cu header MAC (30 bytes), cu un trailer MAC CRC (4 bytes), dar de asemenea, cu costurile subnivelului LLC (3 sau 4 bytes) și cu costurile generale de securitate opționale, dacă se folosește WEP sau WPA. Prin urmare, la nivelul PHY, excluzând costurile generale PHY, ajungem la dimensiunea antetului (H) având o lungime de 78 octeți H = HRTP + HUDP + HIP + HMAC = = = 78 bytes Costurile nivelului fizic PHY nu sunt incluse în costurile generale deoarece transmisia se face la rata de transmisie necesară nu la rata maximă a canalului Când nu sunt folosite metode de securitate datele PPDU (PLCP Protocol Data Unit) transmise către mediul fizic presupun un cost de (78+24)=102 octeți 16

17 Costuri în transferul wireless Preambulul și antetul PLCP (cheltuieli generale PCLP - Physical Layer Convergence Protocol) sunt transmise la o rată de transfer de bază a canalului Rata de bază este de 1 Mbps pentru b, 24 Mbps pentru g standard și 6 Mbps pentru a Restul cadrului de date (frame) este transmis la rata de transfer efectiv a canalului de comunicație Este realist să ia în considerare costurile pentru nivelul MAC , reprezentate de lungimea de 78 bytes și să includă timpul de transmisie PLCP împreună cu celelalte intervale specifice comunicațiilor Aceste intervale de sincronizare sunt DIFS (Distributed Interframe Space), SIFS (Short interframe Space) și CW (Contention Window, backoff time) fiind caracteristice mediului de comunicație radio

18 Costuri de securitate wireless Elementele de securizare a comunicațiilor wireless adăugă antete/costuri suplimentare (8, 16, 20 octeți) pentru fiecare cadru de date voce În consecință, costurile de securitate vor avea un impact asupra canalului de comunicație vocală prin extinderea cadrului de date. WEP se ajunge la 110 bytes, WPA TKIP adaugă 122 bytes și cu WPA CCMP costurile generale de securitate sunt 118 bytes WEP WPA WPA2 Security Protocol WEP TKIP CCMP Data integrity CRC-32 MIC CCM Security level Poor Medium High Overheads

19 Transmisie VoIP Procesarea semnalului audio specific VoIP 19

20 Provocare VoIP Interconectare tehnologii VoIP 20