Embed Size (px)
Citation preview
IP üzerinden Ses ĐletimiVoIP(Voice over IP)
Devre anahtarlamalı ağda telefon hizmeti PSTN
• Çağrı kurulması işlemleri ile, konuşma sırasında kullanılacak özel bir yol kurulur.
• Eğer, yeterli ağ kaynağı yoksa çağrı bloke edilir.
• Temel service hızı 64 Kb/s dir
• Patlamalı türdeki veri aktarımları için uygun değildir.
Kullanıcı A Kullanıcı B
Yerel Çevrim
Trunk
CentralOffice - A
CentralOffice - B
Signalling System 7Veri bağlantısı
STP
TransitOfficeClass 5 Santral
Anahtarlama sistemi
Class 4santral
VoIP (Voice- Over –IP) nedir?• Teknik olarak:
“Ip tabanlı bir veri şebekesi üzerinden, telefon
görüşmelerinin gerçekleştirilmesidir. ” Voip teknolojisi,
paketlenmiş ses işaretlerinin gerçek zamanlı olarak, TCP,
UDP gibi protokoller aracılığıyla, IP ağı üzerinden
gerçekleştirilebilmesini sağlar.
• Ekonomik açıdan :
”milyarlarca dolarlık yeni bir pazar”
• VoIP > IP Telefonu
– IP telefon yalnızca IP terminalleri ifade eder.
– VoIP görüşmelerinin büyük bir kısmı, normal telefonlarla yapılır.
• VoIP < “Voice over Packet”
– Ses görüşmeleri, diğer paket anahtarlamalı teknolojiler ile de gerçekleştirilebilir. Bunlar arasında, FRAME Relay, ATM sayılabilir.
TEMEL VOIP AĞI YAPISI
Neden VoIP ?• Ses, Görüntü ve Veri için tek bir ağ oluşturulabilmesine olanak
sağlamak• Mevcut telefon sisteminin eskimesi, bakım ve maliyetlerinin
yüksekliği• Görüşme maliyetlerinin düşük olması• Taşınabilirlik• Ek hizmetler (Anlık mesajlaşma, Telefon tabanlı web hizmetleri,
tümleştirilmiş ses postası, email, fax hizmetleri)• Bilgisayarların telefon olarak kullanılabilmesi
VoIP’ te mücadele edilen faktörler
•Ses iletim gecikmeleri
•Cağrı kurulması, sonlandırılması...
•PSTN sistemine geri yönlü uyumluluk
YAKINSAMA (CONVERGENCE)
VoIP Bileşenleri• VoIP, tek bir anlam ifade etmez. Bir çok teknolojiyi,
uygulamayı, hizmeti bir araya getiren temel bir kavramdır.• Teknolojiler
– Sesin sayısallaştırılması ,Ses sıkıştırma• PCM, G711, G.723,G729, Speex, ILBC vs.
– Media aktarımı• RTP, RTCP
– Sinyalleşme• SIP, H323, MGCP...
– Destek protokolleri ve yönlendirme• QoS, RSVP ...
• Uygulama– IP ağı üzerinde ses taşınması
• Hizmet – Internet telefonu, Uluslarası yönlendirme ve geçiş
PSTN VE VOIP Karşılaştırılması
Ayrı geçityoludenetleyicilerinde
Çoğunlukla anahtarlama sistemine tümleşik
Çağrı işleme yeri
ATM, FR, IPTDMTaşıma
SIP, H.323DTMF, SS7Đşaretleşme
Değişken 4 – 48 kb/s64 kb/sÇağrı başına band genişliği
Gateway’ler,yönlendiriciler
Class 4, Class 5 anahtarlar
Ağ bileşenleri
HayırEvetÇağrı kurulduğunda ağkaynaklarının ayrılması
HayırEvetQoS Garantisi
Paket anahtarlamaTDM devre anahtarlamaTeknoloji
VoIPPSTN
VoIP Kodek Ana Özellikleri
Standart Veri Hızı Kbps Örnekleme Hızı KHz MOSG.711 PCM 64 8 4.1G.726 ADPCM 32 8 3.85G.728 LD-CELP 15 8 3.61G.729a CS-ACELP 8 8 3.7G.723.1 MP-MLQ/ACELP 6.3/5.3 8 3.9/3.65G722 64 16 4.13GSM 6.0 13 8iLBC 13.3 /15.2 8Speex NB 2.1- 8 /16-44 8 / 16,32
Kodek Detaylandırılmışözellikler
Đşaretleşme Sistemleri ve Protokolleri
• VoIP nin karmaşık işlerinden biriside : Çağrı kurma ve yönetimidir
• Bir çağrıyı kurma ve sonlandırma işine Đşaretleşme denir.
– PSTN de işaretleşme protokol’ü SS7 (Signaling System 7) dir.
– VoIP de, işaretleşme protokolleri:• SIP (Session Initiation Protocol), IETF• H.323, ITU• Megaco & MGCP, IETF ve ITU.
– VoIP işaretleşme protokolleri SS7 ile haberleşebilmelidir.• IP telephone sistemi PSTN ve diğer IP telefon sistemleri ile
çalışabilir olmalıdır. Bunun için iki bileşene ihtiyaç vardır.– Media Gateway– Signaling Gateway
• Media gateway: Ses işaretlerini IP ağı ve PSTN arasında dönüştürür.
• Signaling Gateway: Đşaretleşme bilgilerini dönüştürür
VoIP PROTOKOL YIĞITI
H323
• H.323, ITU tarafından geliştirilmiştir LAPD 3. katmandaki Q931’e dayanır, 4 bileşenden oluşur.– Terminal: IP telefonu– Gatekeeper: yer bulma, işaretleşme ve yönlendirme
fonksiyonlarını sağlar, Gateway’ın çalışmasını yönetir.– Gateway: Đşaretleşme ve ortam dönüştürme
işlemlerini gerçekleyerek IP telefon sisteminin PSTN ile çalışmasını sağlar.
– Multipoint Control Unit: Çok noktalı konferans gibi işlemleri sağlar.
H323 Numara planlamaH323 de numara planlamada, her kullanıcının tekil bir
ID si vardır. Cihazlar gatekeeper’a bağlandıklarında numaraları, Ip adresleri ile eşleştirilir.
H.323 Karakteristikleri• H.323 , haberleşme için gereken tüm özellikleri
beraberce sağlayan protokoller topluluğundan oluşur. Bu özellikler;
– Sayısal ses iletimi
– Çağrı yönetimi için gerekli işaretleşme
– Telefon çağrısı işlerken görüntü ve verinin eş zamanlıolarak aktarılması
– Đkili mesajlar gönderme
– Güvenli iletişim protokolleri içerme
– Konferans aramaları için MCU gibi özel bir donanım sağlama
– Adres çözümleme, yetkilendirme, hesapları ve diğer içerikleri yönetmek için sunucular sağlama
H.323 Katmanlama• H.323 IP üzerinde hem UDP hem de TCP yi
kullanır– Ses işaretleri UDP üzerinden giderken
– Veri TCP üzerinden iletilir.
H323 de çağrı kurulması ve sonlandırılması
SIP (Session Initiation Protocol)
• IETF tarafından, 1996 da geliştirilmiştir. Son versiyonu RFC3261 2002 yılında yayınlanmıştır.
• Metin tabanlı bir protokoldür• Kullanıcılar arasındaki bağlantıların kurulması, sonlandırılması,
oturum parametrelerinin düzenlenmesinden sorumlu bir protokoldür• UDP yada TCP üzerinde çalışabilir. Genellikle UDP üzerinde
çalışmaktadır.• SIP protokolünün 5 temel işlevi vardır.
– Kullanıcının yerini belirlemek– Kullanıcıları tespit etmek– Bağlantı parametrelerini ayarlamak– Oturumu yönetmek– Çağrı yapmak ve sonlandırmak
• H323’e alternatif olarak tasarlanmıştır.
SIP Ağ bileşenleri
• Kullanıcı Birimleri (User Agents)– Bunlar iletişimi sağlayan uç birimlerdir. Örneğin IP telefonlar, yazılım telefonları,
chat yazılımları• Vekil Sunucular (Proxy Servers)
Vekil sunucular, SIP mesajlaşmasının en önemli bileşenlerindendir. Arayan kişileri, aranan kişilere en kısa yoldan yönlendirirler. Oturumun yönetilmesinden sorumludurlar. Đki tür mevcuttur
– Durum izlemeyen (Stateless) : Mesajları doğrudan yönlendirirler. Đçeriği yada oturumun durumu ile ilgilenmezler.
– Durum Đzleyen (stateful): Mesajların içeriği ile ilgilenir, gerekirse mesajlarda uygun değişiklikler yapabilir. Oturumun durumunu izleyebilirler. Arayan kişi ile ilgili çağrı yönlendirme yapabilirler. NAT dönüşümü yardımı yapabilirler.
• Kayıtçı (Registrar): SIP kayıt işlemlerini gerçekleştirirler. Çoğunlukla Vekil sunucu içinde barındırılırlar. Kayıtçı, Abone kayıt olduğunda, yeri (bulunduğu IP adresi vs.) ile ilgili bilgileri elde eder.
• Yeniden-Yönlendirme sunucusu (Redirect Server- Location server): bu sunucu, kullanıcıların yer bilgilerine ilişkin listeleri kayıtçıdan alarak, istek bulunduğunda gönderir. Vekil sunucu bu bilgiler kullanır.
SIP adreslemesi• SIP adresleri mail formatında yazılırlar
[email protected]@abc.com.trburada abc.com.tr vekil sunucuyu göstermektedir.
SIP Hizmet MesajlarıSIP de 6 temel mesaj vardır, Bunlar
•INVITE : Davet mesajı
•REGISTER :kayıt mesajı
•CANCEL :Daveti iptal mesajı
•ACK : Đşlem onay mesajı
•OPTIONS : Çeşitli kullanıcı mesajları, DTMF, güvenlik vs
•BYE : Oturumun sonlandırılması mesajı
SIP Yanıt Kodları• SIP yanıt kodları 100 ile 700 arasındadır.• 1xx : yanıt istenen ek mesajlar
– 100 Trying– 180 Ringing– 181 Call Is Being Forwarded– 182 Queued– 183 Session Progress
• 2xx : istek başarı ile sonuçlanmıştır.– 200 OK
• 3xx : isteği karşılamak için yeni mesajlara ihtiyaç vardır.– 300 Multiple Choices– 301 Moved Permanently– 302 Moved Temporarily– 305 Use Proxy – 380 Alternative Service
• 4xx: istemci hataları20 nin üzerinde mesaj vadır. Örnek 404: User not found
• 5xx: sunucu hataları– 7 değişik mesaj vadır. Örneğin 500: server internal error
• 6xx: genel hatalar– 4 mesaj vardır. Örenğin 600: Busy Everywhere
En çok karşılaşılan mesajlar bold yapılmıştır.
SDP (Oturum tanımlama protokolü)
• SIP protokolü, oturuma katılacak cihazlara ilişkin yetenekleri SDP protokoüile açıklar, SDP metin tabanlı bir protokoldür. Bazı SDP başlıkları aşağıdaki gibidir.
• Session descriptionv= (protocol version) o= (owner/creator and session identifier). s= (session name) i=* (session information) u=* (URI of description) e=* (email address) p=* (phone number) c=* (connection information - not required if included in all media) b=* (bandwidth information) k=* (encryption key)
• Media descriptionm= (media name and transport address) i=* (media title) c=* (connection information - optional if included at session-level) b=* (bandwidth information) k=* (encryption key) a=* (zero or more media attribute lines)
SIP OTURUMUNUN KURULMASI
REGISTER sip:81.215.197.206 SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.210:22908;rport;branch=z9hG4bK-96956965472f-1215197205060From: "1010" <sip:[email protected]>;tag=81.215.197.206To: "1010" <sip:[email protected]>Max-Forwards: 70Call-ID: e1-315856747726c4048046e8121412fSy.Device: C146542327Sy.LoginName: 1010Sy.NetType: prCSeq: 24903 REGISTERContact: <sip:[email protected]:22908>Allow: INVITE,REGISTER,UPDATE,OPTIONS,PING,BYE,CANCEL,ACK,COMET,REFER,MESSAGE,SUBSCRIBE,NOTIFY,PUBLISH,INFO,DO,SHAREDFNAllow-Events: presence,refer,telephone-event,keep-aliveSupported: privacy,replaces,mizutechAccept: application/sdp,application/dtmf-relay,message/sipfrag,text/plain,text/htmlUser-Agent: MizuPhone/1.4.6FinalUA: MizuPhoneExpires: 120Event: registrationContent-Length: 0
KAYIT MESAJI ÖRNEĞĐ
INVITE sip:192.168.0.19 SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.18:5060;branch=z9hG4bKddf5bb33f56042a3From: <sip:192.168.0.18:5060>;tag=2d358156bf577845To: <sip:192.168.0.19>Contact: <sip:192.168.0.18:5060>Supported: replaces, timer, pathCall-ID: [email protected]: 20432 INVITEUser-Agent: Grandstream GXV3000 1.2.1.12Max-Forwards: 70Allow: INVITE,ACK,CANCEL,BYE,NOTIFY,REFER,OPTIONS,INFO,SUBSCRIBE,UPDATE,PRACK,MESSAGEContent-Type: application/sdpContent-Length: 577
v=0o=system 8000 8000 IN IP4 192.168.0.18s=SIP Callc=IN IP4 192.168.0.18t=0 0m=audio 5004 RTP/AVP 0 8 4 18 3 2a=sendrecva=rtpmap:0 PCMU/8000a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:4 G723/8000a=rtpmap:18 G729/8000a=rtpmap:2 G726-32/8000a=ptime:20m=video 5006 RTP/AVP 99 34 103a=rtpmap:99 H264/90000a=fmtp:99 profile-level-id=428014; packetization-mode=0; sprop-parameter-sets=Z0KADJWgUH5A,aM4Ecp==a=rtpmap:34 H263/90000a=rtpmap:103 H263-1998/90000a=fmtp:103 CIF=2 MaxBR=1280a=framerate:15
DAVET MESAJI ÖRNEĞĐ
RTP (Real Time Protocol) RFC 3550• RTP , ses ve görüntü bilgilerinin gerçek zamanlı olarak taşınmasını
sağlar. Tipik olarak UDP üzerinde taşınır, ancak bazı durumlarda TCP üzerinde de taşınabilir (RTSP).
Link Başlığı IP başlığı
UDP başlığı
RTP Başlığı
RTP veri yükü
RTP Paketi içeriği
Başlık Bilgileri
• V: versiyon bitidir. Değeri 2 dir.
• P: padding biti. Eğer 1 ise paket arkasına eklenmiş veri yükü dışında bir yada birden fazla byte olduğunu gösterir. En son byte paddingbyte’larının sayısını tutar. Bazı kriptolama yöntemleri padding’ikullanır.
• X genişleme biti: eğer bu bir 1 ise, değişken uzunluklu bir genişleme paketi, RTP header’ı arkasına eklenecektir.
• CSRC tanıtıcılarının sayısını gösterir. Özellikle konferans uygulamalarında kullanılır.
• M : marker bit bir paket dizisindeki çerçeve boyutlarının belirlenmesi ile ilgilidir.
• PT: Payloadtype , veri yükünün türünü gösterir.
VERĐ YÜKÜ TÜRLERĐ
• Sequence Number: 16 bitlik paket numarasıdır. Her gelen paket ile bir artar. Başlangıç değeri rasgeledir.
• Time Stamp: Zaman damgası, ilk byte’ın örneklenme zamanını belirten 32 bitlik bir sayıdır. Zaman artışları, format ile ilgilidir.
• SSRC: Synchronization Source ID, oturum boyunca değişmeyen 32 bitlik tekil bir sayıdır. Paketin hangi oturuma ait olduğunu belirlemek için kullanılır.
• CSRC: Konferans yapılırken konferansa, hangi oturumcuların ses bilgisi gönderdiğini belirten, herbiri 32 bitlik, 16 paketten oluşur. Birden fazla CSRC kullanılarak bu artırılabilir.
RTCP (Real Time Control Protocol)
RTP ile birlikte kullanılır. 3 temel işlevi vardır.• RTP veri akışı boyunca,veri dağılımı ile ilgili kalite
bilgisininin geri beslemesinde kullanılır. (Akış ve tıkanıklık kontrolü ile ilgili bilgiler)
• RTP veri akışına ilişkin, taşıma katmanı ID si taşır. Bu bilgi, çeşitli sebeplerle SSRC bilgisinin değişmesi söz konusu olduğunda, aynı RTP akışının belirlenmesi için kullanılır.
• Aynı oturuma katılan, katılımcı sayılarının kontrol edilmesi için kullanılır, her kullanıcı, oturuma katıldığında sayı 1 artar. RTCP bye paketi ile SSRC si eşleşen kullanıcı listeden silinebilir.
VoIP Gateway, FXS, FXO
• Analog sistemlerin, IP üzerinden haberleşmesi için gerekli aygıtlardır. Đki türü vardır.
• FXS: (Foreign eXchange Subscriber) Bu cihazlar, analogsisteme telefon hattını sağlayan cihazlardır. Yerel çevrimi oluştururlar. Analog Telefon cihazları örneğin doğrudan bu cihazlara bağlanabilir.
• FXO:(Foreign eXchange Office) Bu cihazlar, analogtelefon makinesi gibi davranırlar. Yani, yerel çevrimi kullanan cihazlardır. Bir analog santralin dahili hattı hattı, yada bir yerel santralin abone ucu bu cihazlara bağlanır.
http://www.3cx.com/PBX/FXS-FXO.html
