COMUNICAŢII VoIP și

SERVICII MULTIMEDIA DE REȚEA

CURS V – PROTOCOALE VoIP – alternative

RCC – CVoIPSMR - 2015 1

PROTOCOALE VoIP – conținut

Comparații H.323 vs. SIP

Alte protocoale VoIP

SGCP

MGCP

SCCP

IAX

2

Tipuri de protocoale VoIP

"intelligent endpoint protocols„

Funcțiile de localizare si stabilire a sesiunilor

media sunt incluse in protocol

ex.: H.323 and SIP

"device control protocols„

Interconectare la nivel de gateway VoIP

ex.: H.248 (or Megaco), Media Gateway Control

Protocol (MGCP)

non-standard protocols

Protocoale VoIP modificate

ex.: Skype

3

H.323 vs. SIP

4

General

H.323 SIP

Arhitectură H.323 acoperă aproape

orice serviciu, schimb

de capabilități de

comunicație controlul

conferințelor, QoS,

semnalizare de bază,

descoperirea serviciilor.

SIP este modular,

acoperind semnalizarea

de bază a apelurilor,

localizarea utilizatorilor

și înregistrarea. Alte

facilități sunt regăsite în

protocoalele asociate.

Componente Terminal/Gateway UA

Gatekeeper Servers

Protocoale RAS/Q.931 SI

H.245 SDP

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Call Transfer Yes Yes

Call Forwarding Yes Yes

Call Holding Yes Yes

Call Parking/Pickup Yes Yes

Call Waiting Yes Yes

Message Waiting

Indication Yes No

Name Identification Yes No

Call Completion on Busy

Subscriber Yes Yes

Call Offer Yes No

Call Intrusion Yes No 5

• Facilități controlul apelului

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Advanced Features

Multicast Signaling Yes, location requests

(LRQ) and auto

gatekeeper discovery

(GRQ).

Yes, e.g., through group

INVITEs.

Third-party Call Control Yes, through third-party

pause and re-routing which

is defined within H.323.

More sophisticated control

is defined by the related

H.450.x series of

standards. .

Yes, through SIP as

described in separate

Internet Drafts.

Conference Yes Yes

Click for Dial Yes Yes

6

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Large

Number of

Domains

methods to allow for address

resolution, access authorization and

usage between administrative domains

SIP inherently supports wide area

addressing.

Large

Number of

Calls

H.323 call control can be implemented

in a stateless manner. A gateway can

use messages defined in H.225 to

assist the gatekeeper in performing

load balancing across gateways.

Call control can be implemented in a

call stateless manner. SIP supports n

to n scaling between UAs and servers.

Connection

state

Stateful or Stateless Stateful or Stateless. A SIP call is

independent of the existence of a

transport-layer connection

Internationali

zation

Yes, H.323 uses Unicode (BMPString

within ASN.1) for some textual

information (h323-id), but generally has

few textual parameters.

Yes, SIP uses Unicode (ISO 10646-1),

encoded as UTF-8, for all text strings,

affording full character set neutrality

for names, messages and parameters.

SIP provides for the indication of

languages and language preferences. 7

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Security Defines security mechanisms

and negotiation facilities via

H.235 , can also use SSL for

transport-layer security.

SIP supports caller and callee

authentication via HTTP

mechanisms. Cryptographically

secure authentication and

encryption is supported hop-by-

hop via SSL/TSL, but SIP could

use any transport-layer or HTTP-

like security mechanism, such as

SSH or S-HTTP.

Interoperab

ility among

Versions

The fully backward

compatibility in H.323

enables all implementations

based on different H.323

versions to be seamlessly

integrated.

In SIP, a newer version may

discard some old features that are

not expected to be implemented

any more. This approach saves

code size and reduces protocol

complexity. 8

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Implementation

Interoperability

H.323 provides an

implementers' guide, which

clarifies the standard and

helps towards interoperability

among different

implementations.

SIP thus far has not

provided an implementation

agreement.

Billing Even with H.323's direct call

model, the ability to

successfully bill for the call is

not lost because the endpoint

reports to the gatekeeper the

beginning and end time of the

call via the RAS protocol.

If the SIP proxy wants to

collect billing information, it

has no choice but to stay in

the call signaling path for

the entire duration of the call

so that it can detect when

the call completes.

9

H.323 vs. SIP H.323 SIP

Codecs H.323 supports any codec, standardized

or proprietary, not just ITU-T codecs.

There have been codepoints for MPEG

and GSM, which are not ITU-T codecs, in

H.323 for a long time; many vendors

support proprietary codecs through ASN.1

NonStandardParameters, which is

equivalent to SIP's "privately-named

codec by mutual agreement"; and any

codec can be signaled via the

GenericCapability feature that was added

in H.323v3. Payload types can be

specified statically or dynamically.

SIP supports any IANA-

registered codec (as a

legacy feature) or other

codec whose name is

mutually agreed upon.

Payload types can be

specified statically or

dynamically

Call

Forking

H.323 gatekeeper can control the call

signaling and may fork the call to any

number of devices simultaneously.

SIP proxies can control the

call signaling and may fork

the call to any number of

devices simultaneously. 10

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Transport

Protocol

Reliable or unreliable , e.g., TCP or

UDP. Most H.323 entities use a

reliable transport for signaling.

Reliable or unreliable , e.g., TCP or

UDP. Most SIP entities use an

unreliable transport for signaling.

Message

Encoding

H.323 encodes messages in a

compact binary format that is

suitable for narrowband and

broadband connections.

SIP messages are encoded in ASCII

text format, suitable for humans to

read.

Addressing Flexible addressing mechanisms,

including URLs and E.164 numbers.

SIP only understands URL-style

addresses.

PSTN

Interworking

H.323 borrows from traditional

PSTN protocols, and is therefore

well suited for PSTN integration.

However, H.323 does not employ

the PSTN's circuit-switched

technology--like SIP, H.323 is

completely packet-switched.

SIP has no commonality with the PSTN

and such signaling must be "shoe-

horned" into SIP. SIP has no

architecture that describes the

decomposition of the gateway into the

Media Gateway Controller and the

Media Gateways. 11

H.323 vs. SIP

H.323 SIP

Loop Detection Yes, routing gatekeepers can

detect loops by looking at the

CallIdentifier and destination

Address fields in call-

processing messages. If the

combination of these matches

an existing call, it is a loop.

Yes, the SIP message Via header

facilitates this. However, there has

been talk about deprecating Via as a

means of loop detection due to its

complexity. Instead, the Max-

Forwards header seems to be the

prefered method of limiting hops and

therefore loops.

Minimum Ports

for VoIP Call

5 (Call signaling, 2 RTP, and 2

RTCP.)

5 (Call signaling, 2 RTP, and 2

RTCP.)

Video and Data

Conferencing

H.323 fully supports video and

data conferencing. Procedures

are in place to provide control

for the conference as well as lip

synchronization of audio and

video streams.

SIP has limited support for video and

no support for data conferencing

protocols like T.120. SIP has no

protocol to control the conference

and there is no mechanism within

SIP for lip synchronization. 12

Alte protocoale VoIP

◦SGCP - Simple Gateway Control Protocol

◦MGCP - Media Gateway Control Protocol

◦MEGACO (H.248)

◦SCCP - Skinny Client Control Protocol

◦SKINNY (SCCP)

13

Protocolul SGCP (1)

Protocolul SGCP (Simple Gateway Control Protocol, protocol simplu de control gateway), apărut în 1998, a fost rezultatul efortului unor companii de a extinde capabilităţile gateway-urilor VoIP.

Modelul de gateway exemplificat de arhitectura H.323 era prea simplu pentru a putea face faţă semnalizărilor SS7 (Signaling System No. 7).

Costurile de transmisie au impus un model descentralizat, în care gateway-urile periferice, din afara zonei de control a unui controler central, devin puncte terminale pentru trunchiul principal de circuite.

În 1998, IETF (Internet Engineering Task Force) a definit trei componente funcţionale: gateway (poartă) de semnalizare SG (Signaling Gateway), MG (Media Gateway, poartă media) şi MGC (Media Gateway Controller, controler de poartă media).

14

Protocolul SGCP (2)

În timpul dezvoltării protocolului SGCP, s-a conturat o nouă aplicaţie: implementarea unor gateway de tip rezidenţial (residential gateways) pentru a deservi modem-urile de cablu.

Aplicaţia a introdus elemente care au complicat arhitectura protocoalelor MGC datorită prezenţei semnalizării în bandă (şi nu în afara benzii de transport).

SGCP are însă abilitatea să gestioneze cerinţele semnalizării în bandă pentru liniile telefonice prin supervizarea liniei, colectarea numerelor şi semnalizarea corespunzătoare.

15

Protocolul MGCP

Protocolul MGCP (Media Gateway Control Protocol, protocolul pentru controlul porţilor media), specificat în documentul IETF RFC 2705, este proiectat pentru o arhitectură centralizată de reţea, adică pentru o arhitectură în care controlul apelului şi serviciile sunt gestionate într-un punct central al reţelei. În acest sens, o arhitectură care foloseşte acest protocol pentru semnalizare şi controlul apelului se apropie foarte mult de filozofia serviciilor existente în reţelele PSTN.

MGCP este un protocol master-slave, ce coordonează acţiunile porţilor media. Controlerul porţilor media din MGCP este numit agent de apel. Agentul de apel administrează semnalizarea de apel, în timp ce porţile media informează agentul de apel asupra evenimentelor ce au apărut în legătură cu un anumit serviciu. Agenţii de apel instruiesc porţile media să creeze şi să închidă conexiunile în procesul de stabilire şi terminare a apelurilor.

16

Arhitectura MGCP

Controler Gateway

Media

Poartă / Gateway

media

Poartă / Gateway

de trunchi

Ruter

Fig. 3.35 Arhitectura generică a unei reţele MGCP

R

Reţea IP

Internet

GW-t

Reţea telefonică

PSTN, ISDN, GSM

MGC

Telefoane IP

GW-m GW-m

Telefoane IP

MGCP

MGCP

17

Arhitectura MGCP Integrata Media Gateway Control Protocol

PSTN

BTS / VSC SS7

PSTN Gateway SIP or H.323 Network

V

Access

Gateway

SCP

MGCP

V

SIP

H.323

IMT

PRI

RTP

SIP / H.323

GK

V

P

S

T

N Network

Base Transceiver Station /

Virtual Switch Controller

18

Protocolul Megaco (1)

Actualele arhitecturi propuse pentru reţelele voice-over-IP încearcă să separe fizic controlul apelului de controlul purtătoarei vocale.

IETF Megaco Working Group împreună cu ITU-T Study Group 16 au standardizat protocolul Megaco / H.248 (Media Gateway Control)

MeGaCo extinde controlul porţilor şi la mediu prin implementarea unui model de conexiune independent de transportul datelor şi care furnizează suportul necesar pentru servicii avansate de tip conferinţe multimedia.

19

Protocolul Megaco (2)

Noile elementele de reţea au apărut în punctele de intersecţie dintre diferite reţele de transport. Aceste noi elemente (Voice over Frame Relay - VoFR, Voice over IP - VoIP, Voice over ATM - VoATM ) sunt similare ca funcţionalitate comutatoarelor telefonice din reţelele clasice cu comutare de circuite.

Ele descompun porţile într-o parte centrală de control şi în entităţi periferice care constituie de fapt puncte terminale pentru trafic.

Dezvoltarea pe scară largă a arhitecturilor VoIP a impus elaborarea unui standard global pentru protocolul care conectează echipamentul ce gestionează traficul către mediu (Media Gateway - MG) cu echipamentul ce controlează o poartă MG, MGC (Media Gateway Controller - MGC).

20

SCCP - Skinny Client Control Protocol

In general, skinny se referă la un dispozitiv cu mai puține

caracteristici sau funcții decât același dispozitiv comun.

Skinny este un sistem proprietar Cisco destinat să permită

clienților pentru a comunica cu sistemele H.323 VoIP, prin

plasarea de capabilitățile de procesare H.323 într-un

dispozitiv numit Manager de apel (Call Manager).

Clientul și Managerul de apel utilizează un set simplu de

mesaje numit Skinny Client Control Protocol (SCCP)

pentru a comunica prin TCP / IP.

Sistemele Skinny utilizează un proxy pentru semnalizarea

H.225 și H.245 și folosește RTP / UDP / IP pentru audio.

21

PSTN

Call Manager

IP

WAN

Voice Mail Server

Call Setup

E.164 Lookup

Ring

Off Hook

RTP Stream

Ring Back

Arhitectura de baza Skinny

H.323/MGCP Gateway

22

IAX - Inter-Asterisk eXchange protocol

Conceput pentru a oferi controlul si transmiterea datelor

între servere VoIP Asterisk, dar folosit si pentru

conexiunile între clienții și serverele care susțin protocolul

Versiunea actuală este IAX2, un protocol proiectat și

gândit pentru conexiunile VoIP (streaming audio) se poate

folosi si pentru altele (de exemplu, de streaming video)

Principalele obiective ale IAX sunt:

Utilizarea minimă a lățimii de bandă pentru control și

conținut media, cu accent deosebit pe apelurile vocale

individuale

IAX2 reduce lățimea de bandă folosind un protocol binar

Evitarea problemelor NAT (Network Address Translation)

Utilizează protocolul de transport UDP, pe portul 4569

Capacitate de a transmite informații privind planul de apel

23

Mesaje IAX

24