Diseño e implementación de una plataforma H 323 a partir de Open H 323

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(1)FFA DEE IIN AC CU NG ULLTTA GEEN NIIEER AD DD RÍÍA A EELLÉÉC CTTR RIIC CA A. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. T TR RA AB BA AJJO OD DE ED DIIPPL LO OM MA A. D Diisseeññoo ee iim maa H H..332233 aa ppaarrttiirr ddee mpplleem meennttaacciióónn ddee uunnaa ppllaattaaffoorrm O OppeennH H332233 Autores: Yuniel González López Andy Hernández González. Tutor: MSc. Carlos Alberto Rodríguez López. SSaannttaa C Cllaarraa 22000077 ““A Reevvoolluucciióónn”” Aññoo 4499 ddee llaa R.

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. TRABAJO DE DIPLOMA Diseño e implementación de una plataforma H.323 a partir de OpenH323 Autores: Yuniel González López E-mail: yunielgl2004@yahoo.es Andy Hernández González E-mail: andyhg@yahoo.es Tutor: MSc. Carlos Alberto Rodríguez López Prof. Dpto. de Telecomunicaciones y Electrónica Facultad de Ingeniería Eléctrica, UCLV E-mail: crodrigz@uclv.edu.cu Santa Clara 2007 "Año 49 de la Revolución".

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

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(5) PENSAMIENTO. “La diferencia entre lo que hacemos y lo que somos capaces de hacer resolvería los problemas más grandes que hay en el mundo”. Mahatma Ghandhi. i.

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(7) DEDICATORIA. De Yuniel: A las dos personas más importantes de mi vida: Mi mamá Martha V. López Alfonso, por todo su esfuerzo y apoyo desmedido para que llegara hasta donde estoy en la actualidad. Mami, una vez más mil gracias por todo. Mi bisabuela Aurora Padilla Yumar, por todo su amor y ayuda incondicional, por ser este el momento en que se cumple uno de sus más grandes sueños y por lo mucho que me quiso. Abuela, dondequiera que estés, espero te sientas orgullosa de mí.. ii.

(8) De Andy: A mis padres por ser un caudal inagotable de amor, por brindarme su apoyo incondicional, darme confianza y ser siempre la luz que ilumina mi camino. A mis abuelos por su inmenso amor y cariño. A mi hermana por su invaluable compañía.. iii.

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(10) AGRADECIMIENTOS De Yuniel: A todas las personas, que además son muchas, que con su granito de arena han hecho posible que hoy se haga realidad este gran sueño.. 9 A mi mamá por toda su ayuda, amor incondicional y apoyo a lo largo de mi vida. 9 A mi bisabuela Aurora por toda su ayuda, confianza y cariño hacia mí en todos los momentos. 9 A nuestro tutor Carlitos que nos guió, enseñó y orientó de forma excelente en todo momento, especialmente en la realización del presente trabajo. 9 A mis abuelas por todo su apoyo. 9 A mis tías por su inestimable ayuda. 9 A mis tías abuelas paternas Enélida y Evidia por toda su ayuda a lo largo de los años. 9 A Dagoberto Ibarra González por haberme facilitado la obtención de muchos de los materiales de estudio que de otra forma no podría haber adquirido. 9 A todos los profesores que han contribuido con mi formación profesional. 9 A Andy, por ser, además de mi compañero de tesis, el hermano que nunca tuve y con el que he compartido durante estos cinco años. 9 A los amigos que han compartido conmigo durante todos estos años y que hoy junto conmigo se gradúan, a algunos que ya se graduaron y a otros que pronto lo harán. A todos, sinceramente de corazón llegue mi eterno agradecimiento y sentido de deuda para con ellos.. iv.

(11) De Andy: 9 A mis padres porque siguiendo su ejemplo he logrado las mejores cosas. 9 A mis tíos por profesarme el amor de verdaderos padres. 9 A Arianna por su inestimable apoyo y consejo. 9 A nuestro tutor Carlitos por su dedicación, su tiempo y por habernos ofrecido todo su conocimiento y experiencia. 9 A Yuniel no solo por ser mi compañero de tesis y de estudio, sino por ser para mi un hermano. 9 A mis compañeros de aula y a los amigos de toda la vida.. v.

(12) TAREA TÉCNICA. Para el logro de los objetivos propuestos en el presente trabajo, la investigación sigue una línea definida por un grupo de tareas, entre las que se encuentran: 1. Búsqueda bibliográfica y estudio de trabajos relacionados con el tema. 2. Estudio del estándar H323 y su implementación en Oh323. 3. Puesta a punto de un gatekeeper H323 a partir de Oh323 y elaboración de las configuraciones necesarias para permitir la interconexión con la plataforma SIP. 4. Diseño de prácticas de laboratorios destinadas al uso de estudiantes.. Firma del Autor. Firma del Tutor. vi.

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(14) RESUMEN. Innegable es el auge que en la actualidad y como parte de la integración de los servicios de telecomunicaciones ha alcanzando el uso de la telefonía IP. En el centro se han llevado a cabo estudios del protocolo H.323 en el ámbito teórico, pero no existen precedentes de una aplicación práctica del mismo. Por tal motivo, en el presente trabajo se lleva a cabo un estudio del tema, con el objetivo de diseñar e implementar una plataforma H.323 con fines docentes e investigativos, utilizando para ello el GnuGk como alternativa de software libre y de código abierto. Se resaltan los procedimientos de configuración de software que se utilizan en el montaje de la plataforma, su funcionamiento y la interacción que esta lleva a cabo con otra SIP que actualmente funciona en la facultad. Se elaboran además una serie de prácticas de laboratorio con el objetivo de proporcionar una herramienta útil y de actualidad en la enseñanza de la telefonía IP, dirigida fundamentalmente a los estudiantes de la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica.. vii.

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(16) ÍNDICE. PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA .....................................................................................................................ii AGRADECIMIENTOS .........................................................................................................iv TAREA TÉCNICA................................................................................................................vi RESUMEN ...........................................................................................................................vii ÍNDICE............................................................................................................................... viii INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 Organización del informe ...................................................................................................3 CAPÍTULO 1. 1.1. INTRODUCCIÓN AL TRABAJO.............................................................4. 1.1.1. Definición de Telefonía IP......................................................................................4 Uso del software libre de código abierto en VoIP. .........................................5. 1.2. Introducción a los diferentes tipos de telefonía IP..................................................7. 1.3. Protocolos de señalización en VoIP........................................................................7. 1.4. Selección de una opción para implementar un sistema de telefonía IP. .................8. 1.4.1. Software libre de código abierto u open source..............................................8. 1.4.2. Sistema propietario. ........................................................................................9. 1.5. Requerimientos de un protocolo de señalización. ..................................................9. 1.6. Selección del protocolo de señalización para la puesta en marcha del servicio. ..10 viii.

(17) 1.7. Definición de H.323..............................................................................................11. 1.8. H.323 en perspectiva histórica..............................................................................12. 1.9. Estado del arte.......................................................................................................13. 1.10. H.323 y el futuro...................................................................................................14. 1.11. Trabajos relacionados con el tema........................................................................14. 1.12. Stack de protocolos de H.323. ..............................................................................16. 1.13. Determinación de los requisitos necesarios para el trabajo. .................................18. 1.13.1. Características de la red. ...............................................................................18. 1.13.2. Simplicidad de las operaciones.....................................................................18. 1.13.3. Soporte de normas y protocolos....................................................................18. 1.13.4. Gestión remota..............................................................................................18. 1.13.5. Seguridad. .....................................................................................................18. 1.14. Consideraciones finales del capítulo.....................................................................18. 1.14.1 CAPÍTULO 2.. Concepción del trabajo. ................................................................................19 DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA H.323 PROPUESTA.............20. 2.1. Descripción de la plataforma. ...............................................................................20. 2.2. Potencialidades del gatekeeper utilizado..............................................................22. 2.2.1 2.3. Potencialidades usadas en este trabajo..........................................................23. 2.3.1. Diseño de la plataforma. .......................................................................................24. 2.4. Selección del cliente. ....................................................................................24 Filosofía seguida en el proceso de instalación y configuración del gatekeeper. ..25. 2.4.1. Instalación.....................................................................................................26. 2.4.2. Configuración. ..............................................................................................26. 2.5. Perfeccionamiento de la configuración del gatekeeper. .......................................27. ix.

(18) 2.5.1. Monitoreo y gestión remotos. .......................................................................27. 2.5.2. Definición del modo de enrutamiento para la señalización de la llamada....28. 2.5.3. Configuración de un gatekeeper vecino. ......................................................32. 2.5.4. Uso de prefijos y reescritura de direcciones E.164.......................................32. 2.6. Interconexión de la plataforma H.323 creada con una SIP...................................34. 2.7. Características de la plataforma SIP. ....................................................................34. 2.8. Configuración del gatekeeper para la interconexión con la plataforma SIP. .......34. 2.9. Papel del analizador de red en el trabajo. .............................................................35. 2.10. Consideraciones finales del capítulo.....................................................................36. CAPÍTULO 3.. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ......................................................38. 3.1. Implementación de la plataforma. ........................................................................38. 3.2. Utilización del GnuGk. .........................................................................................38. 3.3. Algunas de las ventajas del método seleccionado. ...............................................39. 3.4. Utilización del SjPhone. .......................................................................................40. 3.5. Ventajas que aporta el uso de este cliente.............................................................40. 3.6. Utilización de otros clientes..................................................................................41. 3.7. Análisis desde el punto de vista pedagógico. .......................................................41. 3.7.1. Campos de la plantilla...................................................................................42. 3.8. Validación de las actividades de laboratorio. .......................................................42. 3.9. Planes de estudio...................................................................................................42. 3.10. Correspondencia de las prácticas de laboratorio elaboradas con el sistema de. habilidades de la asignatura. .............................................................................................43 3.11. Apoyo de las actividades de laboratorio confeccionadas al nuevo plan de. estudios. ............................................................................................................................43. x.

(19) 3.12. Satisfacciones con respecto al trabajo realizado...................................................44. 3.12.1. Construcción de la plataforma H.323. ..........................................................44. 3.12.2. Alternativa para la comunicación. ................................................................44. 3.12.3. Interconexión con un plataforma SIP. ..........................................................44. 3.12.4. Comunicación con un abonado de la PSTN. ................................................44. 3.12.5. Confección de prácticas de laboratorios. ......................................................45. CONCLUSIONES ............................................................................................................46 RECOMENDACIONES...................................................................................................47 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................48 BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................................52 ANEXOS ..........................................................................................................................53 Anexo I. Configuración del Agilent Advisor para la captura de paquetes H.245. ......53. Anexo II. Prácticas de laboratorios. ..............................................................................55. Anexo III. Análisis de las secciones del fichero de configuración del gatekeeper. .......66. Anexo IV. Algunos ejemplos de capturas realizadas con el Agilent Advisor................77. GLOSARIO ..........................................................................................................................80. xi.

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(21) Introducción.. INTRODUCCIÓN. En la actualidad las redes de telecomunicaciones operan en un entorno dinámico, caracterizado por cambios tecnológicos y demandas cada vez mayores por parte de los clientes de nuevos servicios, entre los que se destaca el transporte de tráfico de voz sobre redes de paquetes y especialmente voz sobre IP (Voice Over IP-VoIP), el cual ha ganado aceptación y se ha convertido en una aplicación de gran uso e importancia en todo el mundo. Nuestro país no se encuentra ajeno a esta situación, de hecho, en los últimos tiempos se ha palpado un incremento en el uso de estas tecnologías. Para la implementación de sistemas de telefonía IP en ambientes de intranets y extranets existen dos protocolos de señalización fundamentales: H.323 y SIP. En la facultad se ha creado una plataforma SIP para la prestación de servicios de telefonía IP, y aunque este sistema no fue diseñado para servir de apoyo en la enseñanza del protocolo de señalización SIP, puede ser utilizado con esos fines. Sin embargo a pesar de que en el centro se han llevado a cabo estudios teóricos sobre el protocolo H.323, en la actualidad no existe una herramienta que permita su estudio. Por tal motivo y en aras de darle solución a este problema, el presente trabajo se ha trazado el objetivo fundamental de diseñar e implementar una plataforma H.323 para brindar soporte a diferentes actividades docentes e investigativas. A pesar de que se hace una revisión bibliográfica exhaustiva sobre el tema, no se encontraron otros artículos similares a este trabajo publicados en Cuba. Sin embargo a nivel mundial sí se encuentran varios de ellos (Otten et al., 2005; Vozňák et al., 2006), pero en ninguno de los casos su propósito tiene un enfoque académico. 1.

(22) Introducción. Para la solución del problema se propone la utilización del GnuGk, el cual es un software libre y de código abierto capaz de llevar a cabo las funciones de un gatekeeper, basándose para ello en OpenH.323 como variante de implementación del stack de protocolos H.323. Además se tiene en cuenta su viabilidad desde el punto de vista económico, lo cual es un aspecto favorable. El GnuGk es muy utilizado por la comunidad internacional y existen varios sistemas de telefonía IP en los que constituye el núcleo principal, incluso muchos especialistas se atreven a clasificarlo como uno de los mejores gatekeeper de código abierto disponible en la actualidad (Brandl et al., 2004). Basado en estos reportes, se asume que la implementación que hace del protocolo es bastante completa y por tanto es capaz de satisfacer los requisitos de la plataforma que se crea. La existencia de clientes juega un papel fundamental dentro de la plataforma puesto que permiten la comunicación extremo a extremo. El análisis de los mensajes intercambiados como consecuencia del tráfico que ellos generan es de vital importancia y constituye una herramienta fundamental para la enseñanza práctica del protocolo. Los clientes pueden estar implementados en software (softphone) o hardware (hardphone). En el presente trabajo se hace la propuesta de usar el SjPhone, que es un softphone de libre distribución, aunque se pueden utilizar otros softphones o hardphones. La formación y capacitación de los recursos humanos resulta de vital importancia en todos los procesos y cambios tecnológicos. Por tal motivo se elaboran una serie de actividades de laboratorio con el objetivo de que contribuyan con la enseñanza y la formación de estudiantes de nuestra facultad y otras personas vinculadas con el tema. En el trabajo se propone una solución sencilla y bastante completa que posibilita ilustrar sin un alto grado de dificultad el funcionamiento del protocolo H.323 y su interoperabilidad con SIP, materializando así una herramienta de trabajo en el área de las comunicaciones soportadas en las redes de datos. Por encima de los objetivos trazados, la plataforma implementada crea las potencialidades necesarias para el futuro mejoramiento de las infraestructuras de comunicación dentro de la facultad y en la propia universidad.. 2.

(23) Introducción. Organización del informe El informe de la investigación se estructurará en resumen, introducción, capitulario, conclusiones y recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. Introducción Se dejará definida la importancia, actualidad y necesidad del tema que se aborda y se dejarán explícitos los elementos del diseño teórico Capítulo I Se hace una descripción de los conceptos, tecnologías y principios relacionados con la solución propuesta, aportando los elementos necesarios que justifican su selección. Capítulo II Se exponen los detalles de la solución implementada en el trabajo. Capítulo III En este capítulo se lleva a cabo una evaluación de los resultados. Conclusiones Se realizará un análisis crítico de los resultados obtenidos a partir de los objetivos que se trazaron inicialmente. Recomendaciones Se harán recomendaciones que tengan como objetivo enriquecer el material a partir de los resultados obtenidos. Referencias bibliográficas Se hará un listado de las referencias bibliográficas consultadas siguiendo la metodología existente para este fin. Anexos Temas que por su amplitud no fueron abordados en el capitulario y que su importancia exija su aparición en el trabajo. 3.

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(25) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo.. CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN AL TRABAJO. En el presente capítulo se abordan de manera breve algunos tópicos relacionados con la Telefonía IP, haciendo referencia a los protocolos de señalización que existen actualmente para la implementación de sistemas de VoIP, destacando entre ellos a H.323. Se presentan además una serie de razones por las cuales este último fue el escogido para la implementación de una plataforma con fines docentes e investigativos en la facultad. Se muestran las diferentes alternativas que existen para la implementación del protocolo, llevando a cabo posteriormente la adopción de una de ellas para la construcción de la plataforma. Finalmente se incluye un bosquejo general sobre el conjunto de protocolos que conforman H.323 así como un análisis del estado del arte para ilustrar el uso y la importancia que tiene este protocolo actualmente a nivel mundial. 1.1. Definición de Telefonía IP.. Comúnmente se conoce también por los términos de voz sobre Protocolo de Internet (Internet Protocol-IP), también llamado Voz sobre IP (Voice over IP-VoIP) VoIP, Telefonía IP, Telefonía por Internet, Telefonía Broadband y Voz sobre Broadband (Neuman, 2007). Según (Ríos et al., 2007), la voz sobre IP es una tecnología usada para transmitir conversaciones de voz sobre una red de datos usando el protocolo IP. Las redes de datos pueden ser: Internet, una Intranet Corporativa, una red manejada por un Operador Local o de Larga Distancia o un Proveedor de Servicio de Internet (Internet Service Provider-ISP). A pesar de ser varios los términos utilizados para describir este proceso de transmisión de. 4.

(26) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. la voz a través de una red de datos, VoIP y Telefonía IP son los más comúnmente usados, y aunque se usen de forma indiferente, cada uno de ellos tiene su propia definición. 9 VoIP: transporte básico de voz en forma de paquete en una red basada en el protocolo IP, sin tomar en cuenta características ni funcionalidades de la misma. 9 Telefonía IP: hace uso de la VoIP, pero además es un conjunto de aplicaciones de software que ofrece una rica gama de características. Es considerada una típica aplicación de VoIP y tiene como meta intentar proveer las mismas características y calidad que la telefonía tradicional. En la figura 1.1 se muestra en términos simples el proceso para llevar a cabo la VoIP. La voz, que es una información de tipo analógica, es codificada digitalmente y convertida en paquetes IP, los cuales son transportados o movidos a través de una red de datos. El movimiento de estos paquetes hacia su destino es realizado a través de uno o varios caminos, gracias al uso de protocolos de enrutamiento. Finalmente en su destino, los paquetes son reensamblados, reordenados y entregados al receptor, en el formato original, es decir, una señal analógica.. Figura 1.1 Proceso de codificación y transmisión de la voz sobre una red IP. (Ríos et al., 2007) 1.1.1 Uso del software libre de código abierto en VoIP. En 1969 la agencia norteamericana ARPA (Advanced Research Projects Agency) inició un proyecto de investigación y desarrollo para crear una red experimental de conmutación de 5.

(27) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. paquetes, llamada ARPANET. Esta red experimental tuvo tanto éxito que muchas organizaciones que participaron en el proyecto comenzaron a utilizarla para sus comunicaciones de datos diarias. Posteriormente en 1983 se dividió el ARPANET en dos: el MILNET, la sección destinada a servir a las necesidades de los militares y un nuevo y más pequeño ARPANET destinada a la investigación. El término INTERNET fue utilizado para designar a las dos redes: MILNET y ARPANET. Para la interconexión se utilizaría un conjunto de protocolos desarrollados en el ARPANET: el TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), que en este mismo año fueron adoptados como estándares militares (MIL STD) y se solicitó que todas las computadoras conectadas a la red se conviertan al nuevo estándar. Luego en 1984 se crea el GNU Project y un año más tarde el FSF (Free Software Fundation), los cuales se dedican a promocionar que los usuarios de computadoras ejerzan sus derechos de “usar, estudiar, copiar, modificar y redistribuir los programas de computadoras”. Bajo los principios mencionados anteriormente, surge y se desarrolla el GnuGk (GNU Gatekeeper) http://www.gnugk.org, un gatekeeper que implementa sus funciones basado en OpenH323 y que resulta ser uno de los mejores gatekeepers open source disponible actualmente (Brandl et al., 2004). Hacia fines de los ‘90, se desarrollan dos proyectos paralelos que son cruciales para el desarrollo de la telefonía IP con programas de código abierto. El primero de ellos desarrolla a Asterisk http://www.asterisk.org, un programa elemental para hacer funciones de telefonía, el otro, por su parte y en conjunto con el primero, dio un importante impulso al uso de esta aplicación con la creación de hardware consistente en una interfaz T1 para ser incorporado a las PC (Personal Computer) de propósito general (Mendoza, 2007). Entre otra de las aplicaciones cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso del software libre está VOCAL (Vovida Open Communication Application Library) http://www.vovida.org , servidor multipropósito que con soporte para SIP (Session. 6.

(28) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. Initiation Protocol), H.323 y MEGACO, constituye una solución “todo en uno” para las diferentes unidades de negocio de pequeño y mediano formato (Brandl et al., 2004). 1.2. Introducción a los diferentes tipos de telefonía IP.. De acuerdo a la naturaleza de la red IP usada se puede hablar de dos grandes categorías para la transmisión de voz sobre redes IP. La primera se basa esencialmente sobre la Internet, la cual es vista como la interconexión de distintas PC ya sean de redes públicas o privadas a escala mundial. La segunda de ellas es proporcionada por operadores del servicio que usan redes IP administradas con una serie de mecanismos instalados, por ejemplo algoritmos de enrutamiento, codificación, entre otros, que aseguran un nivel de calidad de los servicios (Quality of Service- QoS) aceptable para el lenguaje (ITU-D, 2003). 1.3. Protocolos de señalización en VoIP.. Diversos organismos trabajan en la normalización de los servicios de VoIP. Los más importantes son el ITU-T (Internacional Telecommunications Unit-Telecommunication Standardization Sector) y el IETF (Internet Engeneering Task Force-Fuerza de Tareas sobre Ingeniería de Internet). El ITU-T fue el primero en este sentido, produciendo en 1996 la primera versión de la recomendación H.323 (Sistemas de Comunicación Multimedia sobre Redes de Paquetes), que es considerada un conjunto de normas que aglutinan distintos mecanismos de señalización para la transmisión de tráfico multimedia sobre redes de paquetes(H.225.0, H.245, T.120,…). El IETF a través del grupo de trabajo MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) estandarizó tres años más tarde otro protocolo de señalización denominado Protocolo de Inicio de Sesión. La estructura de un escenario SIP es prácticamente la misma en cuanto a elementos funcionales a la ofrecida por H.323. La principal diferencia entre ellos es la simplicidad de SIP con respecto a H.323, ya que el primero hace en una transacción lo que H.323 hacía mediante el intercambio de cuatro o cinco mensajes. Por esta razón tiene un tiempo de establecimiento menor. Se hace necesario aclarar que las versiones más actuales, como la versión cinco de H.323, incluyen las facilidades H.245 tunneling y fast start, las cuales hacen más rápido el proceso de. 7.

(29) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. inicialización de la llamada, pues mediante su uso se incluye información de los canales H.245 de control de la llamada dentro de los mensajes Q.931. Junto a estas dos soluciones, existe una tercera denominada Protocolo de Control de Medios de Pasarelas o Gateways (Media Gateway Control Protocol-MGCP), MEGACO o H.248. Esta nueva norma establece el protocolo de señalización entre una pasarela o Media Gateway en terminología MGCP y un servidor de llamadas o Media Gateway Controller. La norma originalmente propuesta por el IETF en 1998 (MGCP) y que integraba soluciones de distintos fabricantes, ha evolucionado hacia el protocolo MEGACO, definido por el IETF en 1999 y adoptada por el ITU-T en la norma H.248 en el año 2000 (Bartolomé et al., 2007). 1.4. Selección de una opción para implementar un sistema de telefonía IP.. En cualquiera de los casos la selección de una alternativa estaría determinada por el correspondiente análisis económico de la empresa o institución que desea implantar el sistema, ya sea un usuario residencial o estatal, como puede ser el caso de una universidad, además deben tenerse en cuenta los objetivos que se persiguen con la puesta en marcha del sistema en dependencia con los servicios que se quieren prestar e incluso si se desean integrar con otros ya existentes. A todo lo anterior debe sumársele la disponibilidad del producto en cuestión, pues aunque el factor económico no sea una limitante, puede que no exista el producto en el momento de necesitarlo, o en cambio, puede que exista pero no se encuentren disponibles las vías o los medios necesarios para acceder al mismo. Todo este análisis inicial debe conducir a la elección de un sistema propietario o por otra parte de un software libre para dar solución al problema inicial. 1.4.1 Software libre de código abierto u open source. No es más que un software que se distribuye con una licencia de uso y junto con su código fuente, lo cual permite estudiarlo, corregirlo, mejorarlo y adaptarlo a cualquier necesidad. Un ejemplo representativo de esto lo constituye el sistema operativo Linux (Parra y Cano, 2005).. 8.

(30) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. 1.4.2 Sistema propietario. Es todo lo contrario del sistema abierto. Se distribuye sin su código fuente. Por lo tanto quien lo adquiere no tiene la posibilidad de corregirlo o modificarlo. Debe además pagarse una licencia por su uso. Como ejemplo de este sistema aparece el Windows (Parra y Cano, 2005). Basado en los criterios de selección posibles al respecto, en el presente trabajo se procede a la elección del software libre para la creación de la plataforma que se pretende construir como objetivo fundamental del mismo. 1.5. Requerimientos de un protocolo de señalización.. Según (Rosenberg, 2001), algunas de las funcionalidades requeridas por un protocolo de señalización, dentro del cual se incluye H.323, son: 9 Traducción de nombres y localización de usuarios: cuando un usuario desea comunicarse con otro, primero que todo comienza con la localización del otro a través de un identificador, el cual puede ser tan simple como un número telefónico o una dirección de correo electrónico. Es una responsabilidad de la red la traducción de este identificador a una dirección que representa la localización donde el usuario actualmente reside. El protocolo de señalización necesita transportar la información suficiente que le permita al usuario ser contactado en el momento oportuno. 9 Modificación del estado de la llamada: el protocolo de señalización necesita permitirle a todas las entidades involucradas en una comunicación que estas conozcan los diferentes estados por los que va progresando la llamada, como por ejemplo el de timbre, llamada activa o simplemente el de terminación de la misma. Para el soporte de esta característica el protocolo necesita el uso de mensajes que puedan transportar los eventos que causan las transiciones entre estos estados de manera fiable, garantizando la convergencia de los diferentes estados entre todas las partes involucradas en la comunicación. 9 Intercambio de la información de media: los puntos finales necesitan estar de acuerdo con respecto al tipo de paquetes de media que van a intercambiar (audio, 9.

(31) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. video, datos), qué codecs usar para cada uno de los flujos de media, así como los parámetros de cada uno. Además se hace necesario el intercambio de las direcciones IP y los puertos entre los que se va a llevar a cabo el intercambio de los flujos de media en cada uno de los terminales extremos. 9 Cambios en los flujos de media: debe ser posible ajustar la composición de las sesiones de media durante el transcurso de la llamada, ya sea porque los participantes requieren variaciones de las funcionalidades que disfrutan o por las restricciones impuestas por la incorporación o la retirada de un usuario en la comunicación. Quizás el componente más crítico de un protocolo de señalización, sea su capacidad de dar soporte a diferentes servicios que pueden variar desde los más simples (llamada en retención, llamada en espera, identificador del que llama, transferencia de llamada) hasta los más complejos IVR (Interactive Voice Response). 1.6. Selección del protocolo de señalización para la puesta en marcha del servicio.. Anteriormente se hizo mención a los diferentes protocolos de señalización existentes para la implementación de soluciones de VoIP. La elección de una solución específica, está dada por una serie de factores como son: las facilidades que brinda para la administración, el escenario dentro del que se va a llevar a cabo la aplicación, el cual es considerado de gran importancia, entre otros. En el ámbito de las intranets, como es el caso del ambiente en el que se pretende construir una plataforma en el presente trabajo, SIP y H.323 son las opciones más comunes, debido a su alcance y a los resultados que se obtienen con los mismos. En la intranet de la facultad ya existe una plataforma funcional basada en el protocolo SIP, por tanto se ha decidido la implementación y puesta en marcha de otra plataforma para telefonía IP, pero basada en el protocolo de señalización H.323, y así crear las posibilidades para brindar una mejor preparación a los alumnos de la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica mediante la proyección de actividades docentes e investigativas. Según (Alcatel, 2005; citado en Rodríguez, 2006) la convergencia es una tendencia mundial en las redes de telecomunicaciones actuales. En cualquier caso, H.323 y SIP convivirán en 10.

(32) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. las redes convergentes por mucho tiempo, por lo que es de gran importancia prestar atención a la interoperabilidad entre ellos e incluso prever la existencia de redes que soporten ambos protocolos, factible ya que una parte importante de los elementos necesarios son comunes (del Pozo, 2001). Este fenómeno se observa en la figura 1.2.. Figura 1.2 Convergencia de los protocolos. (del Pozo, 2001) Una vez escogido el protocolo de señalización que se va a usar para el servicio, se seleccionó el GnuGk .Este no es más que un gatekeeper de código abierto que implementa el protocolo H.323, el cual desarrolla sus funciones basado en el stack de protocolos Open H.323 (Oh323). Según Video Development Initiative (ViDe, 2003) el proyecto OpenH323 promueve la creación de una implementación completa e interoperable del protocolo de videoconferencia ITU H.323 que puede ser usado por desarrolladores personales y usuarios comerciales sin costo alguno. 1.7. Definición de H.323.. Es un stack de protocolos que se describen en la recomendación del mismo nombre donde se especifican los terminales y otras entidades que proporcionan servicios de comunicaciones multimedias por redes por paquetes (Packet Based Network-PBN) que pueden no proporcionar una calidad de servicio garantizada. Las entidades H.323 pueden proporcionar comunicaciones de audio, video y/o datos en tiempo real. El soporte del audio es obligatorio mientras que el de datos y video es opcional, pero si se soportan es necesario poder utilizar un modo de funcionamiento común especificado, para que puedan interfuncionar todos los terminales que soporten ese tipo de medios(UIT-T, 2003). 11.

(33) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. 1.8. H.323 en perspectiva histórica.. Anteriormente al H.323, el ITU se enfocó exclusivamente en la estandarización de las redes globales de telecomunicaciones. Por ejemplo, en 1985 se comenzó el trabajo en la especificación que define el envío de imagen y voz sobre redes de circuitos conmutados, tales como RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). La ratificación de la norma (H.320) tuvo lugar cinco años después, fue aprobada por el Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía (CCITT) en Diciembre de 1990. Sólo 3 años después se dispuso de equipos que cumpliesen con la norma y que permitieran la interoperabilidad entre sí. Más tarde un grupo de fabricantes de soluciones de redes y de ordenadores propuso la creación de un nuevo estándar ITU-T para incorporar videoconferencia en la LAN (Local Area Network). Inicialmente, las investigaciones se centraron en las redes de área local, pues éstas son más fáciles de controlar. Sin embargo, con la expansión de Internet, el grupo hubo de contemplar todas las redes IP dentro de una única recomendación, lo cual marcó el inicio del H.323 (Bankoi, 2007). Fue originalmente definido en el año 1996 por el Grupo de Estudios 16 del ITU-T como una variante del estándar H.320 para videotelefonía en la RDSI, adaptado en este caso a redes locales de datos del tipo Ethernet, Fast Ethernet y Token Ring. La Recomendación hace referencia al control de la llamada, manejo de multimedia y administración del ancho de banda para conferencias punto-punto y multipunto, además maneja las interfaces entre LANs y otros tipos de redes. Ha sido diseñada para la codificación y compresión de señales de voz e imágenes y su correspondiente transportación por redes IP. Los estándares que contiene pueden ser implementados de forma independiente al medio físico en el cual se encuentra la red, ya sea ATM (Asynchronous Transfer Mode), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), etc., operando sin una QoS garantizada (ITU-D, 2003). Esta recomendación como sucede con muchas otras, ha estado sometida a una serie de actualizaciones, lo que ha hecho posible su consiguiente evolución a través de varias versiones. La primera de ellas fue elaborada en 1996 como se mencionó anteriormente, bajo el título “Sistemas y equipos videotelefónicos para redes de área local que 12.

(34) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. proporcionan una calidad de servicio no garantizada", el cual le fue cambiado en la versión dos (1998) por coherencia con la ampliación de su alcance. Posteriormente le siguieron las versiones tres y cuatro en los años 1999 y 2000, respectivamente. En la actualidad sigue vigente la quinta versión que entra en vigor a partir de 2003 (UIT-T, 2003). 1.9. Estado del arte.. Existe un gran número de equipos de VoIP en el mercado actualmente que operan bajo el protocolo H.323, lo cual implica que los fabricantes que deseen situar sus productos en venta, intenten hacerlos con la utilización de los estándares que dicta la ITU-T para este protocolo. Conscientes de la ventaja competitiva que supone, la mayoría de los principales fabricantes de equipos basados en H.323 están desarrollando equipos compatibles también con SIP. Esto trae como consecuencia que el 93% de los productos de VoIP existentes en la actualidad soportan SIP. Además, la mayor parte de los operadores de VoIP a nivel internacional que soportaban H.323, soportan también SIP (68%), incluso hay unos cuantos que sólo soportan este último (28%), frente a los menos que siguen ofreciendo compatibilidad sólo con H.323(4%)(Vilar, 2004). La recomendación H. 323 ha tenido una amplia aceptación. Las actividades de desarrollo entorno a ella han sido muy altas debido al soporte unificado de una coalición global entre fabricantes de computadores personales, fabricantes de sistemas de comunicación y diseñadores de sistemas operativos. Aquellas empresas con planes para incluir dentro de sus líneas de trabajo el diseño y la fabricación de productos basados en el uso del estándar H. 323 – amigable en sus productos y servicios- necesitarán desarrollar su propio software basado en la recomendación. Según (UIT, 2005) la familia de normas H.323 ha sido fundamental para el desarrollo de los nuevos servicios de VoIP, que reciben un apoyo cada vez mayor de los vendedores de equipos, ya que facilitan la interoperabilidad entre los productos de distintos fabricantes Entre algunos de los fabricantes más conocidos que implementan sus productos con H.323 tenemos a RADVISION, la cual es una empresa Israelí diseñadora y fabricante de productos de redes que ha contribuido extensamente con esta especificación mediante sus 13.

(35) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. experiencias en el campo del video en tiempo real sobre redes IP. Otras empresas como Lucent Technologies, Intel, Cisco, Nortel, Teldat, NetSpeak y NetPhone, han introducido productos de VoIP basados en este estándar. Por otro lado, Microsoft tiene el producto de software más utilizado para el soporte de VoIP, el NetMeeting, ya que viene integrado en el paquete de aplicaciones de Windows (Bartolomé et al., 2007). 1.10 H.323 y el futuro. Es una realidad que el futuro de H.323 se torna un poco incierto e impredecible, ya que actualmente existe una tendencia hacia la unificación o convergencia de las distintas redes en el mundo de las telecomunicaciones, quedando así claro el hecho de que este protocolo convivirá en una primera etapa con otros como SIP, que actualmente gana terreno en el campo de la telefonía IP. Se calcula que en el 2008 se realizarán por Internet ocho de cada 10 llamadas, según la empresa de investigación de mercados Yankee Group (Paez, 2006) 1.11 Trabajos relacionados con el tema. Entre algunas de las instituciones que más se destacan a nivel internacional en las investigaciones del protocolo H.323 y su implementación en diversas aplicaciones, ya sean de audio solamente para telefonía o servicios de videoconferencias propiamente, se encuentran las universidades, un ejemplo de ello lo constituye la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), que entre sus estudios más relevantes en este sentido, hace una propuesta de interconexión para las distintas universidades del país basándose en una solución de telefonía IP donde el protocolo H.323 toma un papel protagónico, al menos a nivel local, ya que para el enlace a un nivel más alto se propone el uso de un servidor SIP (Ortega, 2004). La Universidad Veracruzana, por su parte, planea la utilización de H.323 con el objetivo de ampliar y desarrollar los servicios de videoconferencias, asegurando de esta forma el apoyo a los proyectos de educación a distancia y cursos en línea (Universidad Veracruzana, 2005).. 14.

(36) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. Otro ejemplo del vigor que actualmente tiene el uso de este protocolo lo constituye el Proyecto i2CAT1, el cual ha estabilizado un servicio de videoconferencia H.323 bajo el Plan de Numeración Global (Global Dialing Scheme-GDS) independizando el acceso a este servicio del direccionamiento público o privado de los usuarios, y proporcionando diferentes servicios de videoconferencia con diferentes calidades, de forma que haya una adaptación a las necesidades requeridas por parte del usuario (Hurtado y Alcober, 2004). Por su parte, CESNET, el operador de la Red Nacional de Investigación y Educación (National Research and Education Network- NREN) de la República Checa, está llevando a cabo un proyecto que apunta hacia la creación de un sistema multiprotocolo usando los estándares H.323, SIP y MGCP, que deben asegurar el enrutamiento de varios tipos de redes de VoIP y cuya prioridad fundamental es proporcionar soporte a la señalización SIP y H.323, así como al enrutamiento usando el estándar ENUM. Este proyecto debe pasar de la fase de prueba a la de operación plena en el año 2007(Vozňák et al., 2006).. Figura 1.3 Esquema de red para las operaciones de prueba. (Vozňák et al., 2006) Un último ejemplo, de la utilización y auge que sigue teniendo H.323 en todo el mundo, pues en realidad se podrían citar muchos, es el sistema de telefonía IP existente en la universidad sudafricana de Rhodes, Grahamstown, bautizado con el nombre de iLanga, que. 1. Este proyecto es el primero en el estado español de construcción de una plataforma de Internet de gran velocidad, experimental y competitiva. Persigue el desarrollo de un entorno experimental de red, servicios y aplicaciones de Internet de banda ancha promocionando la investigación avanzada en la red de redes y potenciando su utilización en los diferentes sectores de la sociedad catalana. En el marco de este proyecto y dentro del mediaCAT, plataforma horizontal que proporciona servicios de video y videoconferencia a los diferentes clusters que constituyen i2CAT, se ha llevado a cabo el proyecto VideCAT.. 15.

(37) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. ha sido desarrollado mediante el uso de tres componentes fundamentales, todos ellos de código abierto: Asterisk, SER (SIP Express Router) y un gatekeeper OpenH.323, específicamente el GnuGk(Otten et al., 2005). A continuación se muestra la estructura de este sistema.. Figura 1.4 Arquitectura del sistema iLanga. (Otten et al., 2005) 1.12 Stack de protocolos de H.323. La recomendación H.323 describe la funcionalidad de cada una de sus entidades, pero no la forma de implementarlas. Estas implementaciones se describen en un conjunto de recomendaciones y RFC (Request for Comments) que establecen claramente cómo debe funcionar cada una de estas entidades definidas por H.323, de ahí el hecho de que sea vista como un conjunto o stack de protocolos. A continuación se muestran los protocolos más significativos relacionados con H.323: •. Protocolo de Transporte de Tiempo Real (Real-time Transport Protocol-RTP) y Protocolo de Control en Tiempo Real (Real Time Control Protocol-RTCP): son como su nombre lo indica, protocolos de transporte para flujos de multimedia en tiempo real que proporcionan servicios de entrega de datos punto a punto. En ambos se hace uso de la asignación dinámica de puertos UDP (User Datagram Protocol), generalmente seleccionados aleatoriamente de un rango de puertos bien conocido Se encuentran definidos en el RFC 3550 (IETF, 2003).. 16.

(38) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. •. H.225.0: queda definido en la recomendación H.225.0 de la ITU-T “Call signalling protocols. and. media. stream. packetization. for. packet-based. multimedia. communication systems”. (ITU-T, 2006). Se desglosa en dos subgrupos de protocolos, los cuales son: 9 Registro, Admisión y Estado (Registration, Admisión and Status-RAS): sirve para registrar, controlar la admisión, el ancho de banda, el estado y la desconexión de los participantes 9 H.225.0 señalización de llamada: Este protocolo utiliza un subconjunto de mensajes Q.931, protocolo definido para la señalización de acceso ISDN (Integrated Services Digital Network) básico (ITU-T, 1998), del cual H.225.0 utiliza solo los mensajes para el establecimiento y liberación de llamadas. • H.245: queda definido en la recomendación H.245 de la ITU-T “Control Protocol for Multimedia Communication” (ITU-T, 2003). Incluye, entre otras,. las siguientes. funcionalidades: 9. Intercambio de capacidades.. 9. Apertura y cierre de canales lógicos.. 9. Señalización de canal lógico.. 9. Control de flujo cuando ocurre algún tipo de problema.. 9. Determinación de la relación principal-subordinado, conocida también. como master-slave. •. Protocolo de Reserva de Recursos (Resource ReSerVation Protocol-RSVP): su función es la de reservar recursos en la red para cada uno de los flujos de información de usuario (IETF, 1997). Queda definido en el RFC 2205 del IETF, disponible en: http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt?number=2205. •. T.120: queda definido en la recomendación T.120 de la ITU-T “Data protocols for multimedia conferencing”. Describe una serie de aplicaciones y protocolos de comunicaciones y servicios que proporcionan soporte para las comunicaciones multipunto. de. datos. en. tiempo. real. (ITU-T,. http://www.itu.int/rec/T-REC-T.120-200701-P/en 17. 2007).. Disponible. en:.

(39) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. 1.13 Determinación de los requisitos necesarios para el trabajo. Existen diversos aspectos relacionados propiamente con el sistema que son los encargados de garantizar su correcto funcionamiento. A continuación se muestran algunos de ellos. 1.13.1 Características de la red. Se pretende que la solución sea implementable en una red IP con capacidades de soporte para la transmisión de flujos multicast en aras de que en la misma se puedan explotar las posibilidades de llevar a cabo comunicaciones multipunto. 1.13.2 Simplicidad de las operaciones. Se pretende que el sistema sea de forma general fácil de operar, brindándose información y documentación de soporte para la utilización y explotación del mismo. 1.13.3 Soporte de normas y protocolos. Se pretende que cada uno de los terminales o estaciones de trabajo involucrados en el sistema soporten los protocolos H.323 y SIP con los cuales se va a trabajar. 1.13.4 Gestión remota. Se pretende que sea posible gestionar y configurar algunos de los componentes del sistema de forma remota a través de aplicaciones como telnet o de un browser propiamente. 1.13.5 Seguridad. Se pretende que sea posible de alguna forma la protección de la información que se intercambia en el sistema, ya sea a través de mecanismos de encriptación de los datos o de la autorización y autentificación de los usuarios que acceden a la misma. 1.14 Consideraciones finales del capítulo. Constituye una realidad y un problema a la vez, el hecho de que actualmente en el centro no se cuenta con la existencia de una infraestructura que permita el desarrollo del trabajo docente e investigativo en lo referente al estudio del protocolo H.323 y las distintas potencialidades que brinda el mismo. Tomando esto como punto de partida, el presente estudio surge con el objetivo de darle una solución al problema anterior, proponiendo para 18.

(40) CAPÍTULO I.: Introducción al trabajo. ello la creación de una plataforma H.323. Para la confección de la misma se cuentan de antemano con una serie de recursos y medios. Entre algunos de ellos un laboratorio que está conectado al segmento de red de la facultad y se encuentra equipado a su vez por cuatro computadoras. Se necesitan además otras herramientas para la realización del trabajo como son los analizadores de red, clientes para la plataforma, selección de una variante de gatekeeper, entre otras. 1.14.1 Concepción del trabajo. Se pretende la creación de una plataforma H.323 para la transmisión de flujos de audio solamente entre dos terminales. Para ello se utilizará el GnuGk, que no es más que un gatekeeper que implementa una solución de código abierto, el SjPhone de SjLabs como cliente en cada terminal y un analizador de red, que en este caso es el Agilent Advisor. Una vez confeccionada la plataforma se prevé su conexión y comprobación del correcto funcionamiento con otra SIP que ya existe en la facultad. 19.

(41)

(42) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta.. CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA H.323 PROPUESTA. En el presente capítulo se discute todo lo relacionado con el diseño e implementación de la plataforma H.323. Se relacionan las características asociadas al gatekeeper utilizado y la filosofía que se sigue para su instalación y configuración. Con respecto a este último aspecto se insertan algunos segmentos del fichero de configuración con el fin de ilustrar de manera más clara su uso, así como algunas de las funcionalidades más importantes del gatekeeper. 2.1. Descripción de la plataforma.. En la Recomendación H.323 (UIT-T, 2003) se encuentran definidas las entidades de red presentes en la plataforma: Controladores de Acceso (Gatekeepers), Terminales (endpoints), Pasarelas (Gateways), Unidad de Control Multipunto (Multipoint Control Unit-MCU). El Gatekeeper es un elemento cuya utilización es opcional dentro de la plataforma, ya que sin su presencia se pueden efectuar llamadas, aunque esta constituye una variante un poco incipiente. Una solución más seria requeriría de su uso para hacer más factible y práctico el establecimiento de las comunicaciones, convirtiéndose entonces en un elemento fundamental para la plataforma. Dentro de las funciones del gatekeeper podemos encontrar las siguientes: •. Traducción de direcciones.. 20.

(43) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. •. Control de admisiones.. •. Control de ancho de banda.. •. Administración de zonas.. •. Control de señalización de las llamadas.. •. Autorización de llamadas.. •. Administración de ancho de banda.. •. Gestión de llamadas.. Un terminal H.323 es un punto extremo de la red que permite la comunicación bidireccional en tiempo real con otro terminal, pasarela o unidad de control multipunto H.323. Esta comunicación consta de control, indicaciones, audio, imágenes de vídeo en color y en movimiento y/o datos entre los dos terminales. Un terminal puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo o voz, datos y vídeo. (UIT-T, 2003). En la figura 2.1 se muestra su estructura.. Figura 2.1 Equipo terminal H.3232. (UIT-T, 2003) La entidad Gateway es un punto extremo que conecta dos redes y que realiza algunas funciones de interfuncionamiento entre ambas redes. Además proporciona comunicaciones. 2. Todos los terminales H.323 tendrán una unidad de control del sistema, capa H.225.0, interfaz de red y unidad códec de audio. La unidad códec de vídeo y las aplicaciones de datos de usuario son opcionales.. 21.

(44) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. en ambos sentidos en tiempo real entre terminales H.323. La pasarela proporcionará la conversión. adecuada. entre. formatos. de. transmisión,. entre. procedimientos. de. comunicaciones y también puede efectuar la conversión entre formatos de vídeo, audio y datos. (UIT-T, 2003). La Unidad de Control Multipunto es un punto extremo de la red que permite que tres o más terminales y pasarelas participen en una conferencia multipunto. La MCU consta de dos partes: un Controlador Multipunto (Multipoint Controller-MC) obligatorio y Procesadores Multipunto opcionales. En el caso más sencillo, una MCU puede estar constituida solamente por un MC, sin procesadores multipunto. (UIT-T, 2003). 2.2. Potencialidades del gatekeeper utilizado.. Como se ha analizado en el capítulo anterior el gatekeeper seleccionado para implementar la plataforma H.323 es el GnuGk. Este proyecto comenzó en 1999 y fue lanzado bajo Licencia Pública General (General Public License-GPL). Es un software open source que está basado en la pila de protocolos openh323 y que posee las características regulares de un gatekeeper H.323 como son: la traducción de direcciones, control de admisión, autorización de llamada, control y gestión del ancho de banda, gestión de zona, entre otras. Además presenta un amplio rango de métodos para la autentificación de usuarios. El GnuGk puede correr sobre ambientes Linux/UNIX, Windows y otros sistemas operativos aunque algunas características no están disponibles aún para Windows. Es capaz de interactuar con otras herramientas que le hacen posible prestar varios servicios. Por ejemplo, puede hacer un balance de la carga, redistribuyéndola hacia gatekeepers alternativos, pudiendo además implementar jerarquías de gatekeepers mediante la creación de gatekeepers padres e hijos, e incluso alcanzar terminales que se encuentran detrás de cajas de traducción de direcciones de red (Network Address Traslator- NAT) o simplemente cajas NAT (Stoeckigt, 2004). El GnuGk es capaz de brindar soporte y respaldo ante posibles fallas que puedan presentarse en el sistema. Lo anterior puede lograrlo gracias a la construcción de jerarquías de gatekeepers padres e hijos como se mencionó anteriormente, o a la existencia de otros gatekeepers de respaldo o vecinos de otras zonas. Estos últimos pueden asumir sus 22.

(45) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. responsabilidades ante un fallo cualquiera, lo cual de cierta forma le agrega una redundancia al sistema, permitiendo así una gran fiabilidad y asegurando que la comunicación no se pierda. Por otra parte puede llevar a cabo la reescritura de direcciones E.164, el cambio de su configuración mientras se encuentra corriendo e incluso su puerto de estado puede ser monitoreado y administrado remotamente. Posee cuatro modos de señalización: directo, enrutamiento de la señalización de llamada H.225.0, enrutamiento de la señalización de llamada y del canal de control de llamada H.245 y modo proxy en el que todo el tráfico pasa a través del gatekeeper, incluso los canales de media, de manera que ningún tráfico es intercambiado directamente entre los terminales (Willamowius, 2006). 2.2.1. Potencialidades usadas en este trabajo.. Como se aprecia el GnuGk presenta una amplia gama de facilidades y funcionalidades que permiten brindar un gran número de servicios capaces de satisfacer las necesidades más variadas. En el presente trabajo específicamente, se ha hecho uso de su posibilidad de cambiar el modo del enrutado de la señalización y los canales de media, para mostrar a los estudiantes los diferentes modelos de señalización. También se han configurado gatekeepers vecinos de forma tal que se pueda apreciar la forma en que se lleva a cabo la comunicación entre zonas mediante el intercambio de mensajes RAS de petición de localización(Location ReQuest-LRQ) y confirmación de localización(Location ConFirmLCF), aquí juega un papel fundamental la característica de la reescritura de números E.164. Esta situación combinada con los modos de enrutado de la señalización deriva en un conjunto de situaciones muy variadas, las cuales pueden contribuir de manera decisiva a la mejor comprensión del protocolo. Se ha utilizado la posibilidad de poder monitorear y administrar remotamente el gatekeeper por diferentes vías: a través del puerto de estado y mediante la utilización de otras herramientas como el GnuGk Control Center gracias a la capacidad que tiene el propio gatekeeper para interactuar con otros softwares. Se configuró un gatekeeper como padre y otro como hijo de manera que se pudo comprobar que las jerarquías funcionan perfectamente.. 23.

(46) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. 2.3. Diseño de la plataforma.. Como se ha visto hasta el momento, el GnuGk es un gatekeeper implementado a base de software. Este puede correr sobre una PC de propósito general. Es importante señalar que no es muy exigente en cuanto a los requerimientos de hardware necesarios para su correcto funcionamiento, aunque estos dependen de la versión que se vaya a utilizar. Fundamentalmente requiere que la PC donde va a correr tenga una tarjeta de red y por supuesto conexión a la red. En el presente trabajo se hace uso de la versión 2.2.3 del GnuGk. 2.3.1. Selección del cliente.. Una vez asegurados los requerimientos del hardware se pasa a la instalación y configuración del GnuGk. Después que el mismo se encuentre corriendo se instalan algunos clientes en diferentes terminales con la finalidad de comprobar su correcto funcionamiento. El cliente escogido para la implementación es el SjPhone (Versión 1.40.258), que es un producto de SjLabs. Existen varias razones por las cuales se llegó a la elección del mismo y entre ellas se puede citar en primer lugar el hecho de que es un software de libre distribución que se puede descargar de Internet, además es un cliente muy usado por la comunidad mundial y se pueden encontrar varios reportes satisfactorios de su utilización con el GnuGk. El SjPhone es además un producto muy versátil, pues se puede utilizar tanto en ambientes H.323 o SIP utilizando un gatekeeper o un servidor Proxy SIP, respectivamente, también puede efectuar llamadas directas PC-PC utilizando tanto H.323 como SIP y puede enrutar llamadas a través de un gateway H.323. Este cliente es capaz de manejar el canal de control de llamada H.245 de tres formas posibles conocidas como Fast Start, H.245 Tunneling y/o Early H.245 de manera que puede interactuar con las implementaciones de las versiones más antiguas y recientes del protocolo. Esto en particular es muy importante porque redunda en un menor tiempo de establecimiento de las llamadas con H.323, problema por el que el protocolo fue muy criticado en sus inicios. 24.

(47) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. 9 Soporte de codificadores-decodificadores (codecs) para la voz. El SjPhone implementa varios tipos de codecs de audio como por ejemplo G.711 ley A y ley µ los cuales son obligatorios dentro de cualquier implementación del protocolo, además soporta GSM 6.10, iLBC-30ms y el iLBC-20ms. Como un elemento negativo de este cliente se puede señalar que no soporta el descubrimiento automático de gatekeeper, por lo que es necesario indicarle manualmente cuál es la dirección IP del gatekeeper con el cual debe registrarse. Esta constituye una limitación importante, pues no permite ilustrar en las actividades docentes que se elaborarán, los mensajes RAS de descubrimiento de gatekeeper3 (Gatekeeper ReQuestGRQ), y más importante aún, esta deficiencia inhibe una de las mayores ventajas de la VoIP que es la de registrarse para efectuar y recibir llamadas en cualquier zona donde exista un gatekeeper del cual posiblemente no tengamos la dirección IP. 2.4. Filosofía seguida en el proceso de instalación y configuración del gatekeeper.. Para la instalación del GnuGk se hace necesario obtener las librerías PWLib y OpenH.323 las cuales se pueden acceder y descargar desde: http://sourceforge.net/projects/openh323. Luego es necesario acceder y descargar el código fuente del GnuGk el cual se encuentra disponible en http://www.gnugk.org/h323download.html El siguiente paso sería compilar las librerías y el GnuGk en el orden siguiente: PWLib, OpenH.323 y por último el Gatekeeper. Una vez completado el proceso anterior se prosigue con la instalación del gatekeeper en cuestión. Otra de las vías posibles mediante la cual se puede lograr la puesta en marcha del gatekeeper es con el uso de un paquete de instalación ya precompilado, el cual se puede descargar desde http://www.gnugk.org/h323download.html para posteriormente proseguir con el proceso de instalación correspondiente. Cabe señalar que este último procedimiento no es el más adecuado para la implementación de sistemas en producción, pues como el. 3. Este problema queda resuelto más adelante mediante la interconexión de la plataforma con el gateway H.323 de Asterisk.. 25.

(48) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. paquete se coge precompilado, puede presentar ciertas irregularidades e inestabilidades, las cuales pueden provocar un mal funcionamiento del gatekeeper que al final se traduce en ineficiencias para el sistema o la plataforma que se desea montar. Esta última alternativa fue la escogida e implementada en el presente trabajo, pues en el mismo la plataforma que se pretende conformar tiene el objetivo de servir sólo para aplicaciones docentes e investigativas, quedando por ahora fuera del ambiente de un sistema en producción. Por tanto se descargó un paquete ya precompilado para ambientes Windows desde el sitio anteriormente mencionado. 2.4.1. Instalación.. Una vez descargado el paquete precompilado, sólo se hace necesario poner junto al ejecutable GnuGk.exe que se encuentra dentro de la carpeta bin, los ficheros GnuGkSvc.exe, Gksvctrl.exe, Gksvctrl.cmh, localhost.ht que se pueden encontrar dentro de contrib\winsvc. Dentro de etc existen varios ficheros de texto que constituyen ejemplos de configuración del GnuGk, de ellos se toma el gnugk.ini, se le cambia el nombre por gatekeeper.ini y se copia también dentro de bin. Luego se ejecuta Gksvctrl y después de aceptar las condiciones de uso del software, se configura el servicio de tal forma que los distintos mensajes emitidos por el puerto de estado y los Call Detail Records (CDR) se redireccionen hacia la consola, haciendo posible que toda la información se visualice a través de la misma. Una vez terminado este proceso se procede a la inicialización del servicio, accionando para ello los botones Install. instalación e y. Start,. respectivamente. En este punto ya tenemos el Gatekeeper corriendo y listo para que cualquier terminal pueda registrarse con él. 2.4.2. Configuración.. En el directorio etc se encuentran varios ficheros de configuración que sirven para ilustrar algunos ejemplos de funcionamiento del GnuGk. Estos no son más que ficheros de texto (txt) o scripts que contienen secciones y parámetros que se pueden cambiar ya sea en el propio cuerpo del fichero de configuración o mediante la utilización de la línea de comandos, para de esta manera modificar el comportamiento del gatekeeper. El proceso de configuración puede hacerse muy sencillo o muy complejo, variando en dependencia de los. 26.

(49) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. servicios que se quieran llevar a la práctica de acuerdo con las necesidades de los usuarios finales, es por ello que en caso de necesitarse otra de las funciones que no vienen implementadas en este fichero inicial, se deben agregar las secciones correspondientes que las implementen. De igual forma se pueden obviar las secciones que no se necesiten. Es importante señalar que todas estas modificaciones actúan en última instancia sobre el código fuente del programa que está escrito en lenguaje C. En este caso para la configuración inicial se escogió el contenido del fichero gnugk.ini, como se explicó anteriormente. Este constituye un ejemplo básico de configuración que permite a cualquier terminal registrarse y efectuar llamadas. Entre algunas de sus funciones fundamentales brinda la posibilidad de conectarse al puerto de estado de forma libre si se está en la máquina donde se encuentra instalado el gatekeeper, además está configurado para enrutar el canal de señalización de llamada H.225.0 a través de él, no ocurriendo así con el canal de control H.245. Esta configuración inicial establece el número de puerto a utilizar para la señalización de llamada H.225.0 (Q.931) en 1721 y no se utiliza el puerto por defecto 1720 para hacer posible así que dentro de una misma estación de trabajo puedan coexistir un gatekeeper y un terminal. 2.5. Perfeccionamiento de la configuración del gatekeeper.. En aras de poner en explotación otras potencialidades que brinda el GnuGk y que no se encuentran implementadas inicialmente en el fichero de configuración mencionado con anterioridad, se lleva a cabo el perfeccionamiento del mismo mediante la adición de otras secciones que modifican el funcionamiento del gatekeeper, de forma tal que pueden definir, entre otras cosas, el monitoreo y la gestión remotas, el establecimiento de los modos de enrutamiento para la señalización, entre muchos otros que se explican a continuación. 2.5.1. Monitoreo y gestión remotos.. Inicialmente es necesario explotar las posibilidades que nos da el GnuGK de monitoreo y gestión remota mediante el uso de sesiones telnet o aplicaciones del hyperterminal, algo que la configuración por defecto no permite. A la vez es importante garantizar la seguridad del sistema, de forma tal que se pueda acceder al puerto de estado desde cualquier estación. 27.

(50) CAPÍTULO II.: Descripción de la plataforma H.323 propuesta. de trabajo, pero estableciendo los mecanismos apropiados para asegurar que solo el personal autorizado pueda acceder a hacer cambios en la configuración del gatekeeper. Esta funcionalidad se puede lograr prefijando las direcciones IP desde las cuales se desea hacerlo, lo que no resulta una solución idónea, puesto que en una red las direcciones IP pueden cambiar dinámicamente o simplemente no es posible conocer siempre las computadoras desde las cuales en algún momento se requiera de la gestión y el monitoreo. Sin embargo con la utilización de una cuenta de usuario y una contraseña se hace posible la administración remota con seguridad e independientemente de la posición en la que uno se encuentre dentro de la red a la hora de hacer la gestión. Son muchas las variantes que se pueden implementar en este sentido, pues se pueden hacer combinaciones lógicas (and &, or |, etc.). Todo lo anterior se configura en la sección GkStatus::Auth, como se muestra a continuación. [GkStatus::Auth] rule=explicit | password. ; rule=explicit & password otra combinación posible. 127.0.0.1=allow a.b.c.d=allow default=forbid password=***** gkadmin=username Lo anteriormente expuesto significa que se podrá acceder al puerto de estado libremente desde las direcciones IP 127.0.0.1 (dirección IP de loopback) y a.b.c.d o desde cualquier IP mediante el uso del nombre de usuario username y el correspondiente password establecido. 2.5.2. Definición del modo de enrutamiento para la señalización de la llamada.. En el GnuGk los mensajes de señalización de llamada pueden ser manejados de dos maneras: 1.. El primer método es Señalización de llamada en Modo Directo, en el cual los. mensajes de señalización de llamada son intercambiados directamente entre los endpoints o terminales.. 28.

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Figura 1.1 Proceso de codificación y transmisión de la voz sobre una red IP. (Ríos et  al., 2007)

Figura 1.1

Proceso de codificación y transmisión de la voz sobre una red IP. (Ríos et al., 2007) p.26
Figura 1.2 Convergencia de los protocolos. (del Pozo, 2001)

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Convergencia de los protocolos. (del Pozo, 2001) p.32
Figura 1.3 Esquema de red para las operaciones de prueba. (Vozňák et al., 2006)  Un último ejemplo, de la utilización y auge que sigue teniendo H.323 en todo el mundo,  pues en realidad se podrían citar muchos, es el sistema de telefonía IP existente en la

Figura 1.3

Esquema de red para las operaciones de prueba. (Vozňák et al., 2006) Un último ejemplo, de la utilización y auge que sigue teniendo H.323 en todo el mundo, pues en realidad se podrían citar muchos, es el sistema de telefonía IP existente en la p.36
Figura 1.4 Arquitectura del sistema iLanga. (Otten et al., 2005)

Figura 1.4

Arquitectura del sistema iLanga. (Otten et al., 2005) p.37
Figura 2.1 Equipo terminal H.323 2 . (UIT-T, 2003)

Figura 2.1

Equipo terminal H.323 2 . (UIT-T, 2003) p.43
Figura 2.2 Modo de señalización directa. (Willamowius, 2006)

Figura 2.2

Modo de señalización directa. (Willamowius, 2006) p.51
Figura 2.3 Enrutamiento del canal Q.931. (Willamowius, 2006)  9  Caso II:

Figura 2.3

Enrutamiento del canal Q.931. (Willamowius, 2006) 9 Caso II: p.51
Figura 2.5 Modo proxy. (Willamowius, 2006)

Figura 2.5

Modo proxy. (Willamowius, 2006) p.52
Figura 2.4 Enrutamiento de toda la señalización. (Willamowius, 2006)  9 Caso III:

Figura 2.4

Enrutamiento de toda la señalización. (Willamowius, 2006) 9 Caso III: p.52
Figura 2.6 Zona H.323.

Figura 2.6

Zona H.323. p.53
Figura 2.7 Configuración de gatekeepers como vecinos.

Figura 2.7

Configuración de gatekeepers como vecinos. p.55
Figura 2.8 Interconexión de la plataforma H.323 con la SIP.

Figura 2.8

Interconexión de la plataforma H.323 con la SIP. p.57
Figura A I .1 Ejemplo de configuración de un Station Filter.

Figura A

I .1 Ejemplo de configuración de un Station Filter. p.81
Figura A IV .1 Captura de un paquete RAS.

Figura A

IV .1 Captura de un paquete RAS. p.105
Figura A IV .3 Captura de un paquete H.245.

Figura A

IV .3 Captura de un paquete H.245. p.106
Figura A IV .2 Captura de un paquete Q.931.

Figura A

IV .2 Captura de un paquete Q.931. p.106
Figura A IV .4 Captura de un paquete RTP.

Figura A

IV .4 Captura de un paquete RTP. p.107

Referencias

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