PDF de programación - Implementación de un Sistema Nacional de Telefonía IP para comunidades académicas de Argentina utilizando la infraestructura de RIU

Ing. Mariano Javier Martín – Universidad Nacional de Villa María



PROYECTO



CONVOCATORIA A BECAS

PARA PARTICIPACIÓN EN EVENTO LACNIC XII



Denominación:



“Implementación de un servicio de encaminamiento de llamadas de voz sobre IP bajo

protocolo SIP entre Universidades Nacionales a través de RIU”



Ing. Mariano Javier MARTIN

Universidad Nacional de Villa María



INFORME PRELIMINAR

PERÍODO: JULIO-DICIEMBRE 2009



VILLA MARÍA, CÓRDOBA, ARGENTINA

2009

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Ing. Mariano Javier Martín – Universidad Nacional de Villa María


CONTENIDOS


C.01 Objetivos del Proyecto

C.02

Introducción al Proyecto

C.03 Características del Protocolo SIP

C.04 Entidades que componen una red basada en SIP

C.05 Mensajes, Transacciones y Diálogos SIP

C.06 Tipos de Servidores Proxy SIP

C.07 Escenarios de Registro, Inicio y Finalización de Sesión

C.08 Problemática de NAT empleando SIP y RTP

C.09 Arquitectura de Red VoIP propuesta para RIU

C.10 Escenarios por Universidad según plataforma disponible

C.11 Definición de rutas y prefijos de marcado

C.12 Servidor Proxy SIP: Definiendo el Software a utilizar

C.13 Arquitectura OpenSER / Kamailio

C.14 Virtualización y Despliegue

C.15 Configuración de Kamailio

C.16 Seguridad en la Red

C.17 Conclusiones: Vinculación con Otros Proyectos

A.01 Anexo I: Otros Proyectos Similares

A.02 Anexo II: Instalación de OpenVPN

R.01 Referencias



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CAPÍTULO 1

Objetivos



 Permitir la comunicación eficaz, directa y sin costo entre todos los miembros de la

comunidad académica, científica y personal administrativo de las Universidades

Nacionales.



 Fomentar los trabajos colaborativos mediante el incremento de los niveles de

comunicación ente comunidades académicas.





Integrar los diferentes servicios de Telefonía IP existentes en las UU.NN. dentro de

RIU y asesorar a aquellas UU.NN. que no dispongan de esta tecnología para su pronta

incorporación.



 Emplear protocolos de comunicación abiertos y escalables y con soporte de servicios

colaborativos para mejorar la comunicación de voz sobre IP mediante el uso de la

infraestructura de la RIU.



Aportes y Contribuciones


Cabe mencionar la buena predisposición puesta de manifiesto en todo momento por

el equipo técnico de ARIU y fundamentalmente el apoyo del Sr. Gerardo José Venier,

Director General de Informática de la Universidad Nacional de Villa María, que puso a

disposición del proyecto recursos materiales y humanos de su parte para poder alcanzar los

objetivos antes mencionados.



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CAPÍTULO 2

Introducción



Para este proyecto se propone como mecanismo de control de llamada la utilización

del protocolo SIP (Session Initiation Protocol). Se trata de un estándar del IETF (Internet

Engineering Task Force) y su RFC (Request For Comments) es el número 3261.

El eje central del proyecto se definió como “un enrutador de llamadas” empleando el

protocolo SIP. Para comprender acabadamente los fundamentos del mismo, será necesario

en primera instancia, definir conceptos relacionados con SIP tales como: principio de

funcionamiento, entidades lógicas que participan y la forma en que interactúan.

De esta manera se hace posible entender el diseño y arquitectura de red propuesto

teniendo en cuenta las particularidades de RIU (Red de Interconexión Universitaria) y de los

nodos que intervienen (Universidades Nacionales).



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CAPÍTULO 3

Características del protocolo SIP


SIP es un protocolo genérico de establecimiento de sesiones multimedia. El inicio de
la sesión, cambio o término de la misma, son independientes del tipo de medio o aplicación
que establece la llamada; una sesión puede incluir varios tipos de datos, incluyendo audio,
video y muchos otros formatos.

SIP es un protocolo de capa de aplicación, cuyo diseño permite una fácil
implementación y una buena escalabilidad y flexibilidad. Se encuentra disponible en su
versión 2.0 y está documentado a través del RFC 3261; el cual reemplaza a la versión
anterior (RFC2543).

SIP se complementa con otros protocolos tales como SDP (Sesion Description
Protocol) y RTP/RTCP (Real Time Protocol) para completar la comunicación. RTP/RTCP se
emplea para transportar los datos multimedia en tiempo real mientras que SDP se utiliza
para describir las características de los participantes de la sesión multimedia. Es un protocolo
orientado a conexiones End-to-End. Toda la lógica se encuentra almacenada en los
dispositivos finales (salvo el ruteo de mensajes).


Las funciones principales de SIP son:

 Establecer, modificar y finalizar las sesiones entre dos o más participantes.
 Registro y localización de participantes (Movilidad)
 Gestión del conjunto de participantes y de los componentes del sistema.
 Describir las características de las sesiones y negociar las capacidades de los

participantes.


Algunas de sus características son:


 Basado en Texto. (Similar a HTTP)
 Uso de Identificador Universal de Recursos (URIs con esquemas sips, sips y tel)
 Métodos básicos: INVITE, ACK, BYE, CANCEL, REGISTER, OPTIONS.
 Los mensajes se agrupan en transacciones y llamadas (diálogos).
 Las descripciones de sesiones multimedia (SDP) se encuentran en el cuerpo de los

mensajes.

 Localización basada en DNS.


Protocolo SDP (Session Description Protocol)


Este protocolo fue diseñado para transportar información de la sesión/medios hacia los
destinatarios. Permite asociar más de un flujo de medios a una misma sesión (Audio y Video). Para
ello se establece una descripción y negociación de los parámetros de sesión a través de mensajes

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SDP codificados como texto plano (ISO 10646 UTF-8) cuyos nombres de campo y atributos usan US-
ASCII pero los demás emplean 10646. Se eligió este formato para aumentar la “portabilidad” hacia
sistemas Web.

Protocolo RTP / RTCP (Real Time Protocol / Real Time Control Protocol)


Real”. (Real Time Media Streaming).

Sus funciones principales son:


El RFC 1889 se refiere a este protocolo como “Transporte y Monitoreo de Flujos en Tiempo

Identificación del tipo de carga útil transportada (Codecs de Audio/Video)


 Verificación de la entrega de los paquetes en orden (Marca de tiempo) y si resulta necesario

reordenar los bloques fuera de orden.

 Transporte de información de sincronismo para la codificación y decodificación
 Monitoreo de la entrega de la información.

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CAPÍTULO 4

Entidades que componen una red basada en SIP


A continuación se definen las diferentes entidades que componen una red basada en
protocolo SIP. Esto es importante para definir conceptos tenidos en cuenta en este proyecto.


 Agentes de Usuario (User Agent)
 Servidor Registrar
 Servidor Redirect
 Servidor Proxy


Agentes de Usuario (UA)


Se denominan Agentes de Usuario (UA: User Agent) a los terminales que utilizan SIP

para encontrar y negociar con otros terminales las características de la sesión.

Cada Agente de Usuario (UA) se compone lógicamente de dos entidades:


 Agente de Usuario Cliente (UAC)
 Agente de Usuario Servidor (UAS)


El UAC es la parte del agente de usuario que genera peticiones y recibe respuestas a
esas peticiones. El UAS es la parte del agente de usuario que recibe peticiones y genera
respuestas.

Un agente de usuario se comporta como UAC o UAS dependiendo de la situación.
Por ejemplo un agente de usuario que realiza una llamada se comporta como UAC cuando
envía mensaje de INVITE y recibe las respuestas a ese pedido. Un agente de usuario llamado
se comporta como UAS cuando recibe el mensaje de INVITE y envía las respuestas. Pero esta
situación cambia cuando la parte llamada decide enviar un mensaje BYE para terminar la
sesión. En este caso el agente de usuario llamado se comporta como UAC (enviando un BYE)
y el agente de usuario llamante se comporta como UAS.



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SIP: AGENTES DE USUARIOUACUASUASUACINVITEBYEUA (A)UA (B) Ing. Mariano Javier Martín – Universidad Nacional de Villa María



Servidor “Registrar”


Este elemento de Red posee la función de autenticar y validar la cuenta de un usuario contra
una base de datos interna o externa y “registrar” la localización actual del mismo. Este tipo de
servicio, la mayoría de las veces se implementa en forma conjunta con el servidor Proxy SIP.



Servidor “Redirect”



Esta entidad que integra una red SIP escucha peticiones y regresa (no envía mensajes)
respuestas que contienen la localización actual de un usuario en particular. Estas respuestas son
mensajes SIP de clase 3XX.

El usuario o Proxy que realizó la petición original extrae la información de las respuestas y

envía otra petición “redirigida” en base al resultado de la búsqueda.



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SIP: REGISTROREGISTER(Sin Credenciales)407(Error)UARegistrarREGISTER(Con Credenciales)200 OKServidorRegistrarLocationDataba