ANALISIS DE REQUERIMIENTOS E IMPLEMENTACIÓN DE LA PLATAFORMA ASTERISK UTILIZANDO ESTANDAR H.323/IAX2 YANNETH DIMAS A. LUIS CARLOS MORALES S.

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ANALISIS DE REQUERIMIENTOS E IMPLEMENTACIÓN DE LA PLATAFORMA ASTERISK UTILIZANDO ESTANDAR H.323/IAX2

YANNETH DIMAS A. LUIS CARLOS MORALES S.

Proyecto de grado, presentado como requisito parcial para optar al título de Ingenieros de Sistemas

Director:

ING. GUSTAVO HERAZO

FUNDACION UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ

FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y MATEMÁTICAS BOGOTÁ D.C.

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Nota de Aceptación

______________________________________________

Presidente del jurado ____________________________________________ ____________________________________________ Jurado ____________________________________________ ____________________________________________ Jurado ____________________________________________ ____________________________________________ Jurado ____________________________________________ ____________________________________________

(3)

Dedicatoria

Dedicamos este trabajo a nuestras familias

Y seres queridos que nunca dejaron De creer en nosotros.

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4

Agradecimientos

Gracias a nuestras familias que nos apoyaron incondicionalmente, a nuestros profesores que nos otorgaron su conocimiento, a nuestro director de proyecto Gustavo Herazo por darnos la oportunidad de trabajar a su lado y por su dirección. A William el encargado de las salas de la FUKL, por soportar las largas horas de trabajo con nosotros y toda la ayuda que nos prestó en este recorrido y a Leandro Baena nuestro amigo y compañero por brindarnos su ayuda en momentos de dificultad.

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1

CONTENIDO

LISTA DE TABLAS ... 3 LISTA DE FIGURAS ... 6 LISTA DE ANEXOS ... 8 GLOSARIO ... 9 INTRODUCCIÓN ... 10 1. ASPECTOS INICIALES ... 11 1.1. OBJETIVOS ... 11 1.1.1. General ... 11 1.1.2. Específicos. ... 11 1.2. PROPOSITO. ... 11 1.3. CRONOGRAMA ... 11 2. MARCO TEORICO. ... 12 2.1. ANTECEDENTES ... 12 2.1.1. Históricos ... 12 2.1.2. Legales ... 13 2.1.3. Investigativos ... 13 2.2. BASES TEORICAS ... 13

2.2.1. PBX ... ¡Error! Marcador no definido. 2.2.2. Asterisk y Protocolo H.323 ... 15 2.2.2.1. Códecs H.323 ... 23 2.2.2.2. Protocolos de H.323 ... 24 2.2.2.3. Direccionamiento de H.323 ... 26 2.2.2.4. Proceso de señalización en H.323 ... 27 2.2.2.5. Fases de señalización en H.323... 32

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2

2.2.3.1. Tramas de IAX2... 38

2.3. TEORIAS GENERICAS BASADAS EN INGENIERIA. ... 44

2.4. CONSTRUCCION DEL MARCO CONCEPTUAL ... 49

2.4.1. Metas a alcanzar ... 49

2.4.2. Enfoque ... 50

2.4.3. Necesidades a satisfacer ... 50

3. DISEÑO METODOLÓGICO ... 51

3.1. TIPO DE INVESTIGACIÒN ... 51

3.2. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL ... 51

3.3. DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL ... 52

3.3.1. Sistemas Operativos ... 52

3.3.2. Evaluación y selección de la mejor alternativa ... 54

3.4. Plan de Pruebas ... 55

3.4.1. Prueba de H323 a H323 ... 60

3.4.2. Prueba de H323 a IAX2 ... 66

3.4.3. Prueba de H323 a SIP ... 72

3.4.4. Prueba de SIP a H.323 ... 73

3.4.5. Prueba de SIP a IAX2 ... 79

3.4.6. Prueba de IAX2 a IAX2 ... 84

3.4.7. Prueba de IAX2 a SIP ... 90

3.4.8. Prueba de IAX2 a H323 ... 95

3.4.9. Análisis general ... 101

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3

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Cronograma ... 11

Tabla 2. Propiedades RTC y Internet ... 14

Tabla 3. Servicios suplementarios ... 25

Tabla 4. Mensajes de establecimiento de llamada ... 29

Tabla 5. Mensajes de información de llamada ... 30

Tabla 6. Mensajes de liberación de llamada ... 30

Tabla 7. Mensajes Misceláneas ... 30

Tabla 8. Servicios del protocolo H.225 ... 31

Tabla 9. Valores para type en tramas F ... 40

Tabla 10. Valor de subclase con tipo de trama para datos de voz ... 41

Tabla 11. Valor de subclase con tipo de trama control ... 41

Tabla 12. Valor de subclase con tipo de trama control iax ... 42

Tabla 13. Directorios Asterisk ... 45

Tabla 14. Códec y canales en Asterisk ... 46

Tabla 15. Configuración de los ordenadores para las pruebas ... 55

Tabla 16. Configuración de extensiones para pruebas ... 55

Tabla 17. Descripción de tabla plan de pruebas. ... 57

Tabla 18. Definición tabla de protocolos parte A ... 57

Tabla 19. Definición de protocolos parte B ... 58

Tabla 20. Estadística protocolo RTP parte A ... 58

Tabla 21. Estadística protocolo RTP parte B ... 59

Tabla 22. Prueba de h323 a h323... 60

Tabla 23. Resumen prueba llamada de H.323 a H.323 ... 63

Tabla 24. Estadística para protocolo IP prueba llamada H.323 a H.323 ... 63

Tabla 25. Estadística para protocolo TCP prueba llamada H.323 a H.323 ... 64

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4

Tabla 27. Estadística para protocolo RTP prueba llamada H.323 a H.323 ... 64

Tabla 28. Resumen de paquetes llamada Prueba 1 ... 65

Tabla 29. Prueba de h323 a iax2 ... 66

Tabla 30. Estadísticas generales prueba 2 ... 68

Tabla 31. Resumen prueba llamada de H.323 a IAX2 ... 69

Tabla 32. Estadística para protocolo IP prueba llamada H.323 a IAX2 ... 70

Tabla 33. Estadística para protocolo TCP prueba llamada H.323 a IAX2 ... 70

Tabla 34. Estadística para protocolo UDP prueba llamada H.323 a IAX2 ... 70

Tabla 35. Estadística para protocolo RTP prueba llamada H.323 a IAX2 ... 71

Tabla 36. Prueba de H.323 a SIP ... 72

Tabla 37. Prueba de SIP a H323 ... 73

Tabla 38. Resumen prueba llamada de SIP a H.323 ... 76

Tabla 39. Estadística para protocolo IP prueba llamada SIP a H.323 ... 76

Tabla 40. Estadística para protocolo TCP prueba llamada SIP a H.323 ... 76

Tabla 41. Estadística para protocolo UDP prueba llamada SIP a H.323 ... 77

Tabla 42. Estadística para protocolo RTP prueba llamada SIP a H.323 ... 77

Tabla 43. Estadísticas generales prueba 4 ... 78

Tabla 44. Prueba de SIP a IAX2 ... 79

Tabla 45. Resumen prueba llamada de SIP a IAX2 ... 81

Tabla 46. Estadística para protocolo IP prueba llamada SIP a IAX2 ... 82

Tabla 47. Estadística para protocolo TCP prueba llamada SIP a IAX2 ... 82

Tabla 48. Estadística para protocolo UDP prueba llamada SIP a IAX2 ... 82

Tabla 49. Estadística para protocolo RTP prueba llamada SIP a IAX2 ... 83

Tabla 50. Estadística paquetes y bytes protocolos prueba llamada SIP a IAX2 ... 83

Tabla 51. Prueba de IAX2 A X2 ... 84

Tabla 52. Resumen prueba llamada de IAX2 a IAX2 ... 87

Tabla 53. Estadística para protocolo IP prueba llamada IAX2 a IAX2 ... 88

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5

Tabla 55. Estadística para protocolo UDP prueba llamada IAX2 a IAX2 ... 88

Tabla 56. Estadística para protocolo RTP prueba llamada IAX a IAX2 ... 89

Tabla 57. Estadística para protocolo RTP prueba llamada IAX a IAX2 ... 89

Tabla 58. Prueba de IAX2 a SIP ... 90

Tabla 59. Resumen prueba llamada IAX2 a SIP ... 92

Tabla 60. Estadística para protocolo IP prueba llamada IAX2 a SIP ... 93

Tabla 61. Estadística para protocolo UDP prueba llamada IAX2 a SIP ... 93

Tabla 62. Estadística para protocolo RTP prueba llamada IAX2 a SIP ... 93

Tabla 63. Estadística paquetes y bytes protocolos prueba llamada IAX2 a SIP ... 94

Tabla 64. Prueba de IAX2 a SIP ... 95

Tabla 65. Resumen prueba llamada IAX2 a H.323 ... 98

Tabla 66. Estadística para protocolo IP prueba llamada IAX2 a H.323 ... 98

Tabla 67. Estadística para protocolo TCP prueba llamada IAX2 a H.323 ... 99

Tabla 68. Estadística para protocolo UDP prueba llamada IAX2 a H.323 ... 99

Tabla 69. Estadística para protocolo RTP prueba llamada IAX2 a H.323 ... 99

Tabla 70. Estadística paquetes y bytes protocolos prueba llamada IAX2 a H.323 ... 100

Tabla 71. Consolidado de pruebas H323 ... 101

Tabla 72. Estadística paquetes y bytes protocolos prueba llamada IAX2 a H.323 ... 101

Tabla 73. Estadística paquetes y bytes protocolos prueba llamada IAX2 y H.323 ... 102

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6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema PBX ... 15

Figura 2. Esquema PBX y Asterisk ... 16

Figura 3. Esquema Alcance de la Rec. ... 17

Figura 4. Estructura lógica de un Gateway H.323... 18

Figura 5. Funciones Distribuidas de MP y MD ... 20

Figura 6. Conferencia unidifusión centralizada ... 20

Figura 7. Conferencia multidifusión centralizada ... 21

Figura 8. Conferencia multidifusión descentralizada ... 21

Figura 9. Conferencia Mixta ... 22

Figura 10. Pila del protocolo H.323 ... 24

Figura 11. Protocolo UDP ... 27

Figura 12. Protocolo TCP ... 28

Figura 13. Protocolos definidos con estándar Q.931 ... 29

Figura 14. Solicitud de llamada entrante ... 33

Figura 15. Autorización petición llamada ... 33

Figura 16. Establecimiento de conexión ... 34

Figura 17. Autorización respuesta llamada ... 34

Figura 18. Establecimiento canal H.245 ... 35

Figura 19. Intercambio de capacidades ... 35

Figura 20. Intercambio de información audio visual. ... 36

Figura 21. Terminación de llamada ... 37

Figura 22. Trama F fullframe ... 39

Figura 23. Trama M miniframe ... 40

Figura 24. Flujo de datos en IAX2 ... 43

Figura 26. Esquema conceptual Asterisk ... 44

(11)

7

Figura 28. Ventana de control Wireshark ... 48 Figura 29. Ventana Sjphone. ... 48 Figura 30. Ventana Zoiper ... 49

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8

LISTA DE ANEXOS

Anexo A1. Secuencia de protocolos en llamada H.323 a H.323 ... 62

Anexo A2. Secuencia de protocolos en llamada H.323 a IAX2 ... 69

Anexo A3. Secuencia de protocolos en llamada SIP a H.323. ... 75

Anexo A4. Secuencia de protocolos en llamada SIP a IAX2. ... 81

Anexo A5. Secuencia de protocolos en llamada IAX2 a IAX2. ... 86

Anexo A6. Secuencia de protocolos en llamada IAX2 a SIP. ... 92

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9

GLOSARIO

ASTERISK: Software de licencia GPL que permite constituir centrales telefónicas (PBX) utilizando telefonía IP.

GATEKEEPER: Controlador de Acceso para el protocolo H.323.

GATEWAYS: enlace de la red VoIP con la red telefónica analógica o RDSI.

H.323: Recomendación UIT-T, para sistemas de comunicación multimedia basados en paquetes (PBN) que no puede proporcionar una calidad de servicio garantizada.

IAX2: Protocolo basado en la reunión de varios protocolos como el Real-Time y el SIP, el cual se utiliza para manejar conexiones de VoIP entre servidores Asterisk.

PBX (Private Branch Exchange): Central secundaria privada o centralita, central telefónica conectada a través de líneas troncales a la red pública y que permite la gestión y administración de los recursos telefónicos internos, salientes y entrantes.

RTB/PSTN: Red telefónica Básica / Public Switched Telephone Network.

VoIP: Voz sobre IP, Telefonía IP, Hardware y software que permite tener telefonía por paquetes (Internet).

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INTRODUCCIÓN

En la actualidad las empresas buscan optimizar cada vez más los recursos tecnológicos con los que cuenta. El crecimiento de la mediana y pequeña empresa, demanda más inversión y productividad, pero con esto también crecen los costos operativos.

Las tecnologías de comunicación, particularmente los PBX que ofrecen servicios de distribución automática de llamadas, buzón de voz, entre otras, representan un requerimiento básico para la operación de cualquier empresa, sin embargo, tradicionalmente, se habían considerado casi inaccesibles para las PYMES, debido a sus altos costos. Como respuesta a esta situación, se han desarrollado diferentes herramientas de Telefonía IP que permiten a las pequeñas y medianas empresas, acceder a los beneficios que ofrecen las diferentes formas de transmisión de información (voz, datos y video) pero a muy bajos costos. Estas herramientas son basadas en software libre y están soportadas por grandes comunidades que permanentemente las actualizan y mejoran, logrando una robustez similar y a veces superior que las soluciones propietarias. Un ejemplo destacable de lo mencionado anteriormente es Asterisk, una plataforma de comunicaciones basada en software libre de gran penetración en el mercado, que responde exitosamente a las necesidades de las pequeñas y medianas empresas de todo el mundo.

Por lo anterior, La Facultad de Matemáticas e Ingenierías de la Fundación Universitaria Konrad Lorenz, ha decidido tomar como línea de investigación formativa referente a la tecnología IP e Incursionar en el uso de aquellas nuevas tecnologías de la comunicación..

Este documento se compone de cuatro capítulos. En el primer capítulo, se trata aspectos que fueron definidos para el desarrollo de la investigación, dentro de los que se encuentran; los objetivos, alcance y recursos. En el segundo capítulo, se describen las bases teóricas que soportan el objeto de la investigación tratando los antecedentes, marco teórico sobre el protocolo H.323/IAX2, luego un tercer capítulo, en el cual se plasma el desarrollo de la investigación sobre los protocolos de señalización H.323/IAX2 bajo la plataforma de Asterisk, aquí es en donde se describe el contexto, las pruebas realizadas y el análisis correspondiente; y por último un cuarto capítulo, en el cual se exponen las conclusiones y las recomendaciones.

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11

1.

ASPECTOS INICIALES

1.1.OBJETIVOS

1.1.1.General Presentar un análisis de requerimientos y plan de pruebas de la plataforma Asterisk utilizando estándar H.323 e IAX2 en entornos cliente-servidor.

1.1.2.Específicos.

Identificar las generalidades de la plataforma Asterisk para la configuración del H.323.

Identificar las generalidades de la plataforma Asterisk para la configuración de IAX2.

Realizar la configuración de los estándar H.323 e IAX2 en Asterisk. Impulsar el grupo de investigación para dar apoyo al proyecto macro.

1.2.PROPOSITO.

Este proyecto tiene como fin realizar investigación formativa a través del análisis documentado sobre el comportamiento, funcionalidad, las ventajas y desventajas de implementación del estándar H.323 y el protocolo IAX2 bajo Asterisk.

1.3.CRONOGRAMA

Este proyecto está regido por el cronograma estipulado para el desarrollo del proyecto macro: Identificación de las funcionalidades, potencialidades y requerimientos técnicos, para la implementación de ASTERISK.

Tabla 1. Cronograma

Meses

Actividad a desarrollar Enero-Febrero Marzo Abril Mayo-Junio

Instalación de Asterisk y Revisión de la Bibliográfica disponi ble Exploración inicial de las funcionali dades de Asterisk

Identificación de los requeri mientos técnicos para la realización de un plan de pruebas complet o y básico sobre Asterisk.

Realizaci ón del plan de pruebas básicos.

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12

2.

MARCO TEORICO.

2.1.ANTECEDENTES

2.1.1.Históricos En la década de los 90’s, se produjo una evolución tecnológica en las redes de de datos, gracias al interés de las empresas en involucrar a las redes como medio de comunicación dentro de su entorno (redes empresariales). Dentro de las redes utilizadas para este propósito, se destacan las redes ATM, que luego fueron sustituidas por redes IP/Ethernet. A finales de esta década, surgió y creció de manera impresionante el fenómeno de la Internet, lo cual motivo desarrollar el concepto NGN (New Generation Network).

De acuerdo a la ITU, una NGN es una red por paquetes que proporciona múltiples servicios de banda ancha, que utiliza tecnologías de transporte con una calidad de servicio mínima y en la cual las funciones relacionadas con el servicio son independientes de las tecnologías de transportes subyacentes.

Este tipo de redes soporta servicios de: Multimedia, Simulación de servicios PSTN/ISDN, Acceso a Internet, entre otros. Uno de los estándares utilizados en las NGN es H.323, para proveer a los usuarios de la red tele-conferencias (transmisión de voz, video y datos en tiempo real).

La primera versión del H.323 fue expuesta en el año 1996 , con el objetivo de proveer videoconferencia en tiempo real para tecnología LAN y WAN, en el año 1998 se expuso la segunda versión del estándar, que incluyo funcionalidad de voz sobre IP. Hasta el momento la ITU ha expuesto la versión 6, la cual fue aprobada el 13 de junio de 2006 por la Comisión de Estudio 16 (2005-2008) del UIT-T por el procedimiento de la Recomendación UIT-T A.8

Paralelamente al progreso del estándar H.323, se desarrollaba PBX Asterisk, tecnología integradora de la telefonía convencional y la emergente telefonía IP. Esta tecnología fue creada por Mark Spencer, quien a través de GPL logro obtener una alternativa de PBX libre en el Mercado. El estudio y el desarrollo estuvieron soportados por los resultados y trabajos realizados por Jim Dixon en el proyecto Zapata, el cual impulsaba la creación de hardware (tarjetas telefónicas) open source. De la información e investigación del desarrollo de software y hardware para Asterisk, se concluye que el objetivo en común que comparten estos proyectos es ofrecer una alternativa de comunicación a través de la red de datos de una empresa al mejor costo posible y al alcance de todos.

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13

2.1.2.Legales En Colombia no existe una legislación acerca de la transmisión de voz vía internet por no considerarse como un servicio de valor agregado citado en el decreto 3055 de 2003, con lo cual no se considera un delito el hacer uso de estas herramientas para la comunicación.

2.1.3.Investigativos A continuación exponemos ideas centrales de investigaciones, proyectos y trabajos, en el cual el objeto de estudio es la Telefonía IP y Proyectos de desarrollo en Asterisk:

Dnic- Telefonía: proyecto Voz IP, desarrollado para establecer a través del a red telefónica comunicación entre las diferentes sedes de la Universidad Nacional, sin ningún costo. Así mismo, se adelantan investigaciones que permitirán a la Universidad extender el servicio a través de la red WAN de la universidad. El fin del proyecto, es aprovechar la red de datos e implementar sobre la red diversos servicios via IP como; telefonía, fax y mensajería, entre otros.

Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP mediante la utilización de la plataforma Asterisk – Proyecto de grado de la Universidad Austral de Chile de la Facultad de ciencias de la ingeniería, con el que se pretendía mostrar una solución que permitiera mejorar los sistemas de comunicación y mensajería de voz , desde lo residencial hasta lo organizacional, el trabajo consta de una extensa documentación que va desde la explicación de protocolos y arquitecturas usadas para implementar redes para telefonía IP, hasta la implementación de la herramienta Asterisk como PBX y un análisis de los resultados.

2.2.BASES TEORICAS

Una red telefónica agrupa a un número de centralitas teléfono, en las cuales se realiza el proceso de conmutación1. En sus inicios las redes telefónicas clásicas, se fundamentaron en la conmutación de circuitos (RTC)2, luego con el transcurrir de los años se implemento la conmutación electromecánica. Hacia los años 60, se desarrollo la conmutación de red digital y, posterior a esta revolución se sumo la implementación de la tecnología de ordenadores, que permitió el intercambio de mensajes sobre una red de conmutación de paquetes independiente y dedicada3.

La red telefónica conmutada (RTC) es una red conmutada de circuitos tradicional. La RTC abarca el conjunto de redes telefónicas existentes, sobre la

1

Conmutación es la interconexión necesaria para la comunicación entre dos aparatos telefónicos.

2

RTC es la traducción en castellano de la sigla inglesa PSTN (Public Switched Telephone Network)

3

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14

cual existe flujo de información (Cada una de las llamadas realizadas a través de este tipo de redes). Esta red es de tipo dedicado, principalmente su diseño está orientado en primer instancia para la transmisión de voz reservando un canal para este proceso. La RTC utiliza números telefónicos para identificar la conmutación de llamadas en las centrales telefónicas.

La internet representa la unión de redes de comunicación no centralizadas, la cual utiliza la familia de protocolos TCP/IP. Para la internet el flujo de información representa los paquetes de datos que se intercambian en este tipo de redes. La internet no es una red dedicada, lo que permite que varios servicios puedan ser llevados a cabo de manera simultánea a través de un mismo canal. La internet utiliza direcciones IP para la conmutación de paquetes entre routers4.

A continuación se hace un resumen de las propiedades del RTC y la Internet.

Tabla 2. Propiedades RTC y Internet

Propiedad RTC Internet

flujo de información llamadas paquetes

tipo de red dedicada no dedicada

identificador en la red

número telefónico

direcciones IP

Donde se conmutan los flujos de información Central telefónica Router

Fuente. “Una guía para crear una infraestructura de voz en regiones en desarrollo”; autor: Alberto EscuderoPascua.

2.2.1.PBX Es la sigla de Private Branch Exchange (Central secundaria privada automática), es una central telefónica que gestiona y administrar los teléfonos que se encuentran en una empresa a partir de una sola línea telefónica, sin permitir que los teléfonos tengan una salida independiente hacia la RTC. Esta central telefónica, es de uso privado, con la cual se pueden gestionar las llamadas internas, entrantes y/o salientes a través de una sola línea telefónica. El PBX es una central telefónica de tipo secundario, ya que representa una derivación de la RTC en una empresa y a través de la cual la empresa puede gestionar llamadas entrantes de la RTC y llamadas salientes hacia la RTC.

4_{VoIP para el desarrollo – Una guía para crear una infraestructura de voz en regiones de}

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15 Figura 1. Esquema PBX PSTN (RTC -RTB) PBX EMPRESA

Fuente. Autores Yanneth Dimas y Luis Morales

El PBX cumple funciones primordiales para que se lleve a cabo una llamada tanto interna como externa, como lo son; establecer la conexión entre los usuario de la llamada, mantener la llamada durante su ejecución y gestionar información sobre la tarifación de llamadas. Adicional a las funciones mencionadas, tiene la posibilidad de implementar servicios adicionales, las más conocidas son:

Llamada en espera, contestador automático, música en espera, transferencia de llamadas, buzón de voz, conferencia, contestar llamadas de otra extensión que este timbrando, directorio automatizado, mensajes de bienvenida, entre otras no menos importantes.

2.2.2.Asterisk y Protocolo H.323 La telefonía IP, se basa en el hecho de transportar comunicaciones telefónicas a través de paquetes IP, telefonía por internet, las alternativas tecnológicas se dividen en dos subgrupos , que son las tecnologías cerradas propietarias y los sistemas abiertos.

Asterisk es un sistema de comunicaciones de tipo centralita telefónica, el cual brinda calidad en cuanto a llamadas, distribución en diferentes sectores y registros. Asterisk se puede controlar gracias a que posee código abierto, lo cual permite adaptarlo a las necesidades que se den en el momento y se necesiten configurar en el sistema, llevando a cabo diferentes comunicaciones (llamadas internacionales IP, conferencias, ingreso a red de celulares, sistema de recepcionista virtual- menú interactivo, notificaciones de correo, etc.) con un muy bajo costo.

De lo anterior, se indica que Asterisk representa una central telefónica análoga en un PBX digital. Asterisk es un PBX que integra tecnologías de telefonía convencional y telefonía IP. Los teléfonos que pueden utilizarse son teléfonos IP, analógicos o ADSI – teléfono analógico con display digital.

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16 Figura 2. Esquema PBX y Asterisk

PSTN

(RTC -RTB) PBX IP

EMPRESA Voz IP

Troncal Análoga

Troncal Digital (E1-T1)

Fuente. Autores Yanneth Dimas y Luis Morales

Asterisk es interoperable, lo cual permite que se integren a otras aplicaciones de forma efectiva y funcional. Dentro de los protocolos que se puede configurar una red telefónica Asterisk permite utilizar el estándar H.323, el cual es usado en entornos multimedia para la transmisión de datos, audio y video en tiempo real.

El estándar H.323, abarca un conjunto de protocolos para establecimiento de sesión (o llamada), codificación, transporte entre otros. El estándar pertenece a la familia H.32X, la cual maneja las recomendaciones que refieren a comunicación multimedia en la cual se pueden destacar los siguientes estándares:

H.324 en redes SCN. Permite la comunicación sobre SCN- Redes públicas conmutadas, conocidas comúnmente como teléfonos convencionales.

H.320, H.321, H.310 en redes RDSI. Estas recomendaciones permite la comunicación en líneas RDSI - Redes de Servicios Digitales Integrales.

H.322 para redes de paquetes con capacidades de QoS.

El H.323 es una recomendación extendida del H.320, pero optimizada para Internet. Esta recomendación fue diseñada para incluir Voz y telefonía sobre IP en servicios de comunicaciones entre redes PBN (Redes Basadas en Paquetes), dentro de las cuales se encuentran; redes que incluyen las de tipo IP como Internet, las de Intercambio de paquetes (IPX), redes de área amplia (WAN), redes de área Local (LAN) y conexiones telefónicas que utilicen el

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protocolo PPP (Protocolo punto a punto) y que se encuentran sobre Redes telefónicas conmutadas(RTC) y Redes digitales de servicios integrados (RDSI). Una entidad H.323, se define como aquel componente que hace parte de la arquitectura del H.323

Una entidad H.323 puede tener las siguientes características:

Llamable: Se considera a una entidad que puede ser llamable, es decir, que en el proceso de comunicación un usuario determine que la entidad es una entidad destino.

Direccionable: Es una entidad que tiene una dirección de transporte

Son entidades llamable; los terminales, las MCU, las pasarelas, y los MGC, no son llamables los controles de acceso,los MC , ni los MG.

A continuación se muestra el esquema que plantea el alcance de la Rec. UIT-H.323.

Figura 3. Esquema Alcance de la Rec.

Fuente. UIT-T H.323 “Serie H: Sistemas audiovisuales y Multimedia; Sistemas de comunicación Multimedia basados en paquetes”

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Terminales. Representan a los dispositivos físicos, que se encuentran en cualquier extremo de la red, los cuales proporcionan la comunicación bidireccional en tiempo real con otro terminal H.323, Gateway o unidad de control multipunto (MCU), dentro de los cuales están incluidos la pila de protocolos, que se mencionarán más adelante. Esta entidad se considera llamable y direccionable. Todas las terminales H.323 poseen; interfaces del equipo de usuario, códecs de video y audio, el equipo telemático, la capa H.225, las funciones de control y la interfaz de red. Un terminal puede estar en la capacidad de facilitar servicios de voz y datos, datos y video, voz y voz o vídeo o únicamente voz. Los requisitos mínimos para tener una terminal H.323, es que soporte voz y posea el códec G.711, H.245, Q.931 y el componente RAS, de Los cuales se hablará más adelante.

Gateways (Pasarela). Son entidades llamables y direccionables. Permiten la interconexión entre diferentes tipos de redes, es decir, facilita la comunicación bidireccional en tiempo real entre terminales que se encuentren en redes por paquetes y otras redes que cumplan con recomendaciones ITU, tales como; UIT-T H310 (H320 sobre RDSI-BA), H.320 (RDSI),H321(ATM),H.322(LAN con GQoS),H.324(RTG),H.324M(Móviles) y V.7(Señales vocales y datos simultáneos digitales).[1]. Una de las funciones fundamentales en el proceso de la comunicación la realiza el Gateway, ya que es el encargado de realizar las traducciones entre formatos de transmisión, procedimientos de comunicación y traducción de códecs de audio y video entre redes, permitiendo enlaces; con terminales telefónicos análogos sobre redes de telefonía básica (RTB), con terminales remotos con estándar H.320 sobre redes RDSI que soportan circuitos conmutados (SNC) y terminales remotos con estándar H.324 sobre redes de telefonía básica (RTB).

Figura 4. Estructura lógica de un Gateway H.323

Fuente. Cisco Systems “Integración de redes de voz y datos”

Gatekeepers (Control de acceso). Es una entidad que representa el punto principal y central, el cual administra las zonas5, el ancho de banda y controla la señalización, las autorizaciones de todas las llamadas6 y los terminales

5

Una zona H.323 es un conjunto de dispositivos (Terminales, GW,MCU y GK. Una zona tiene solamente un controlador de acceso. Una zona puede ser independiente de la topología de la red y comprende múltiples segmentos de red conectados mediante dispositivos como en caminadores.

6

La autorización de llamadas es opcional en los gatekeepers, a través de esta se acepta o rechazan las llamadas efectuadas por puntos terminales por restricciones predeterminadas en los gateways o puntos terminales.

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19

registrados en una zona. Dentro de los servicios que ofrece están; la traducción de direcciones de una red H.323 a direcciones IP o IPX, gestión del ancho de banda y control del acceso de terminales H.323, gateways y MCU a la red7, emitiendo mensajes de petición (ARQ)8, obteniendo como respuesta mensajes de confirmación (ACF)9 o mensajes de rechazo (ARJ)10. Esta entidad contiene el enrutamiento lógico, lo que permite administrar el enrutamiento de llamadas y balanceo de los gateways.

Para todas las instalaciones VoIP básicas que usen el estándar H.323, es necesario considerar el gatekeeper, ya que este permite: Una administración central de planes de conexión y enrutamiento de llamadas, Acceso a funciones AAA11 importantes en la seguridad y facturación de una red VoIP, Localización de recursos basados en políticas12 y facilita el proceso de llamada a terceros.

Unidades de Control Multipunto (MCU). Esta entidad representa un extremo de una red, la cual permite que más de dos terminales y pasarelas se encuentren en una conferencia multipunto. Permite conectar dos terminales para llevar a cabo una comunicación punto a punto, la cual puede tender a ser multipunto. La MCU es una entidad direccionable y llamable. La MCU está conformada por un controlador multipunto (MC), que permite gestionar los canales H.245 y define que capacidades se encuentran comunes entre las terminales para el procesado de audio y video, una vez determinadas las capacidades este informa a los extremos de la red el modo por el cual pueden efectuar la transmisión, mientras que el procesador multipunto (MP), es el encargado de procesar, mezclar y conmutar los trenes de información (voz, video y/o datos) y enviar resultados de estos a las terminales que hacen parte de una conferencia multipunto.

7

El gatekeeper realiza este control de acceso a través del canal H.225 RAS para colocar o no llamadas en la red.

8

ARQ mensajes de petición RAS enviado por un terminal para establecer comunicación o para solicitar el ancho de banda y el permiso necesario para continuar con el inicio de la llamada.

9

ACF mensajes de confirmación de admisión RAS enviado por el gatekeeper al punto terminal que está solicitando el ARQ (generando la llamada).

10

ARJ mensajes de rechazo de admisión RAS enviado por el gatekeeper al punto terminal que está solicitando el ARQ.

11

AAA funciones de autenticación, autorización y recuento, esenciales en los sistemas de seguridad y facturación.

12

Las políticas son establecidas para el registro de llamadas, en base a los privilegios del usuario, destinos, ancho de banda, etc.

(24)

20 Figura 5. Funciones Distribuidas de MP y MD

Los tipos deconferencia multipunto son:

Unidifusión centralizada: En este tipo de conferencia, el MC y el MP se encuentran ubicados en una MCU, en la cual los terminales y Gateway que participan en la conferencia establecen sesiones de control conexión con el MC a través de H.245 y envían flujos de medios al MP realizando la interpretación de códecs, luego el MP mezcla el audio de todas las fuentes y luego devuelve a cada fuente por independiente el resultado de la mezcla.

Figura 6. Conferencia unidifusión centralizada

(25)

21

Multidifusión centralizada: El MC y el MP se encuentran ubicados en una MCU, se establece sesión de control a través de H.245 tal como lo hace la conferencia unidifusión centralizada. El MP después de recibir el flujo de medios de cada una de las fuentes, ejecuta la mezcla de audio, sin embargo envía el resultado de la mezcla al grupo de multidifusión, el cual se encarga de enviarlo a cada una de las fuentes participantes en la conferencia.

Figura 7. Conferencia multidifusión centralizada

MCU MC+MP H.245 Sesiones de control de medios con el MC Flujos de medios al MP Flujo de audio mezclado por MP Multidifusión Fuente. Cisco Systems “Integración de redes de voz y datos”

Multidifusión descentralizada: El MCU solamente tiene integrado el MC, ya que para este tipo de conferencias no se requiere del MP, ya que a través de multidifusión los participantes reciben directamente el audio de cada uno de los demás participantes. Es de aclarar, que para poder realizar este tipo de conferencia, cada uno de las fuentes, debe estar en la capacidad de mezclar audios que recibe de las demás fuentes, comprendiendo el códec utilizado.

Figura 8. Conferencia multidifusión descentralizada

Fuente. Integración de redes de voz y datos; Cisco

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22

Mixtas: Este tipo de conferencia es una mezcla de los anteriores tipos de conferencia, en la cual la MCU actúa como puente para la conexión de los participantes, los cuales inician sesión a través de H.245 bidireccional, el MC se une a la multidifusión a través del MP para soportar la porción de conferencia multimedia descentralizada. La MCU proporciona acceso a conferencias multidifusión a los host que no soportan la multidifusión, es decir, no cuentan con la capacidad de mezclar audios que recibe de las demás fuentes y la interpretación de los códecs utilizados en la conferencia.

Figura 9. Conferencia Mixta

Los componentes del H.323 se comunican a través de la transmisión de trenes de información, los cuales pueden ser:

Trenes de datos: corresponden a señales que incluyen imágenes sin movimiento, documentos, ficheros de computador entre otros datos (Según Rec. UIT-T H.323).

Trenes de audio: corresponden a señales vocales digitalizadas y codificadas, la cual va acompañada de una señal de control de audio (Según Rec. UIT-T H.323).

Trenes de video: Señales de video digitalizado y codificado, la cual va acompañada de una señal de control de video. Este tipo de señales se

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23

transmite a una velocidad menor a la que resulta de intercambio de capacidades de transmisión entre los componentes (Según Rec. UIT-T H.323).

Control de comunicaciones: Señales que se dan entre los componentes para el intercambio de capacidades, apertura y cierre de canales lógicos, control de modo, entre otras propias del proceso de comunicación (Según Rec. UIT-T H.323).

Control de la llamada: Señales utilizadas para el establecimiento de la comunicación y la desconexión de la misma, entre otras propias del control de llamadas (Según Rec. UIT-T H.323).

Para poder recibir, procesar y enviar las señales que provienen de las fuentes de video y de audio (dispositivos como: cámaras, monitores, micrófonos, aparatos telefónicos entre otros que emitan video y/o audio), el estándar H.323 utiliza los códecs.

2.2.2.1. Códecs H.323 Los códecs representan los codificadores y decodificadores que son utilizados para codificar las señales de video y audio recibidas de las entradas (dispositivos) y que luego se decodifican para enviar una salida de transmisión (el video o el audio enviado a un dispositivo). La recomendación H.323 identifica los siguientes códecs:

El códec de video, que se trata en las recomendaciones H.261, H.263 y H.263+ realizadas por la UIT, para la codificación y decodificación de video.

El códec de audio, que se trata en las recomendaciones G.711, G.722, G.723, G.728 y G.729 elaboradas por la UIT, para la codificación y decodificación de audio.

Para el caso de la transmisión de datos, el estándar H.323 identifica un canal de datos, el cual soporta aplicaciones telemáticas, acceso a bases de datos, conferencias audiográficas. Para este canal, la UIT desarrolló la recomendación T.120 (A través del cual se permite prestar servicios interoperables durante una conferencia multipunto de datos en tiempo real) y para ejecutar otros servicios la negociación con el H.245.

Las terminales H.323 que tengan la capacidad de transmisión de video, deben ser capaces de codificar y decodificar video en los medios H.261 o H.263. Las negociaciones para trabajar a través de codificación y decodificación con medios H.264 se encuentran descritos en la Rec. UIT-T H.241. Una terminal H.323 puede enviar y recibir más de un canal de video al mismo tiempo, esto de acuerdo a las negociaciones a través del canal de control H.245.

Toda terminal H.323 tendrá un códec de audio que le permitirá codificar y decodificar las señales vocales, sin embargo puede hacer uso de códecs opcionales que se encuentren dentro de la negociación h.245. Así mismo, tendrá la posibilidad del envío simultáneo de canales de audio y para el caso de las conferencias podrá recibir más de un canal de audio, para lo cual la

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24

terminal tendrá que realizar una mezcla de audio para dar origen a una señal de audio compuesta a presentar al usuario. El terminal H.323 utilizará el H.245, con el fin de conocer cuántos trenes de audio simultáneos es capaz de decodificar. La cantidad de canales de datos para una terminal H.323 pueden ser opcionales, estos canales pueden ser unidireccionales o bidireccionales, lo cual supervisado por la recomendación T.120 para efectos de interoperabilidad entre terminales H.323 y otros terminales.

2.2.2.2. Protocolos de H.323 El estándar H.323 presenta dentro de su arquitectura una unidad de control de sistema, la cual se compone de los siguientes protocolos de control:

Figura 10. Pila del protocolo H.323

H.245. Protocolo de transporte entre terminales que lleva información referente a las capacidades, descripción de canales lógicos y medios disponibles para el intercambio, mensajes de control y control de flujo entre las mismas. Los mensajes H.245 se clasifican en: mensajes de petición, mensaje de respuesta (es una acción de respuesta al emisor), instrucción (requiere una acción por parte del receptor) e indicación (estos últimos informativos y no requieren alguna acción de petición o respuesta).

H.225. Protocolo de conexión, que realiza el formateo de los trenes de información en mensajes para ser enviados a la interfaz de red y formatea los mensajes que han sido introducidos a través de la interfaz de red. La capa de H.225 controla la alineación de las tramas lógicas, detección de errores y corrección de los mismos dependiendo el tipo de medio.

H.225 RAS (Registration/Admission and Status). Permite establecer sesión para realizar la comunicación entre terminales a través de los dispositivos de red necesarios para esta. Este protocolo determina la forma en la que se

(29)

25

conecta, se desconecta una terminal, efectuando cambios en el ancho de banda para su optimización.

Los protocolos H.225 y H.225RAS se soportan en los protocolos de transporte RTP/UDP/IP13 para la sobrecarga de audio y protocolos IP/UDP o IP/TCP para los mensajes de control.

RTP (Real-Time Transport Protocol). Este protocolo a nivel sesión, es requerido para realizar la transmisión de información en tiempo real. Este protocolo es utilizado en las videoconferencias para transmitir audio y video entre los participantes.

RTCP (Real-Time Transport Control Protocol).Este protocolo se basa en la transmisión de paquetes en forma periódica cuando se establece una sesión RTP, que permite saber a través de informes de emisor y receptor la calidad del servicio e identificar a través de un identificador llamado CNAME efectuar el seguimiento constante de un participante en una conferencia, esto con el fin de sincronizar el audio y video en una sesión multimedia.

H.450 - Servicios suplementarios. El estándar H.323 define a los servicios suplementarios14 en los puntos terminales, ya que utiliza la red solo para encaminamiento. El conjunto de recomendaciones H.450 define la señalización entre los puntos terminales para ejecutar los servicios suplementarios. A continuación se relacionan los servicios suplementarios básicos:

Tabla 3. Servicios suplementarios

Servicio Suplementario Recomendación UIT-T

Funciones genéricas H.450.1

Transferencia de llamadas H.450.2

Desvío de llamadas H.450.3

Retención de llamadas H.450.4

Aparcar/ recuperar llamadas H.450.5

Llamada en espera H.450.6 Mensajes en espera H.450.7 Identificación de nombre H.450.8 Conclusión de llamada H.450.9 Oferta de llamada H.450.10 Llamada intrusa H.450.11

Servicios de información de red comunes H.450.12 Fuente. Cisco Systems “Integración de redes de voz y datos”

13

UDP es un protocolo basado en la transmisión de datagramas sin conexión, lo que permite que no se valide que los paquetes enviados lleguen completos y en orden a su destino.RTP es un protocolo utilizado para transmitir señal vocal sobre UDP. UDP y RTP se encuentran en la capa de transporte del modelo OSI.

14

Los servicios suplementarios son capacidades añadidas que mejoran, simplifican o complementan la funcionalidad de un servicio o aplicación de comunicaciones.

(30)

26

Para que el protocolo se ejecute, los puntos terminales deben entender la lógica del servicio. El protocolo de H.450x se ejecuta sobre el protocolo de señalización para el establecimiento de llamadas Q.931.

2.2.2.3. Direccionamiento de H.323 El estándar H.323 maneja un esquema de direcciones, con el fin de poder establecer una comunicación entre dispositivos H.323. En este esquema de direcciones se compone de una dirección de red IP y un identificador TSAP15 .

El estándar H.323 utiliza un método alterno para la identificación de los puntos terminales y conferencias multiparte. Un punto terminal puede contar con varias direcciones alias, esto facilita el proceso de identificación de un punto terminal ó de una conferencia multiparte y permite que H.323 opere independientemente de la IP en cualquier capa de red. Los alias, pueden estar compuestos por cadenas alfanuméricas – identidades H.323 (Ej:

[email protected] ) y direcciones de dialledDigits o de partyNumber (números telefónicos privados y números públicos E.164)16.

Los gatekeepers, los MC y los MP no contiene la dirección alias, ya que son entidades H.323 no llamables. Es importante aclarar, que las direcciones alias dentro de una zona deben ser únicas y en el evento en tener diferentes zonas, los alias deben estar compuestos por el identificador personal acompañado por el nombre de la zona (usuario@nombre_zona), teniendo en cuenta que el nombre de la zona debe ser igual al nombre del dominio DNS donde reside el gatekeeper.

El proceso de descubrimiento del gatekeeper es fundamental en una red que está bajo el estándar de H.323, ya que permite la integración entre los puntos terminales y los gatekeeper17. A continuación se relacionan tres métodos para descubrir el TSAP y la dirección de la red de un gatekeeper:

Preconfiguración: Este método indica que en el punto terminal se puede preconfigurar la IP del gatekeeper, lo que indica que la terminal ya tiene la dirección con la cual establecer comunicación con el gatekeeper a través de peticiones GRQ18, para negociar la conexión H.225 RAS.

Multidifusión: Este método permite a los puntos terminales que no tienen preconfigurado la IP del gatekeeper enviar mensajes GRQ a los nombres DNS

15

Representa a un punto de acceso al servicio de transporte (puede ser un puerto TCP o UDP). Al TSAP se le denomina también como la dirección a nivel de transporte, la cual sirve para establecer comunicación entre dos entidades. Los identificadores TSAP permiten multiplexación de varios canales que comparten la misma dirección de red (Rec. H.323 06/2006- Sistemas de comunicación multimedia basados en paquetes).

16

La recomendación UIT-T H.225.0 define otro tipo de direcciones aceptadas como alias en el estándar H.323.

17

El gatekeeper forma los límites de las zonas H.323

18

GRQ es un mensaje que un punto terminal envía para localizar un gatekeeper con el que se pueda registrar. Cuando se lanza esta solicitud, se espera un mensaje de rechazo del gatekeeper (GRJ) o un mensaje de aceptación (GCF) para el registro de la terminal en el gatekeeper.

(31)

27

conocidos o direcciones de grupos multidifusión IP: Gatekeeper.mcast.net 224.0.1.41.

DNS: Este método consiste en que los puntos terminales utilicen el DNS a través de registros SRV o registros TXT para descubrir el gatekeeper para registro o para la búsqueda de un gatekeeper de otro para realizar el LRQ19.

2.2.2.4. Proceso de señalización en H.323 Para entender el proceso de señalización en una red H.323, a continuación se muestra la estructura de los paquetes que maneja cada uno de los protocolos que intervienen en el proceso de comunicación:

Figura 11. Protocolo UDP

16 bits 32 bits

Puerto de Origen Puerto de Destino

Longitud Suma de comprobación del encabezado

Datos

Fuente. UDP: User Datagram Protocol aviable [online]. Aviable from internet <http://javvin.com/protocolUDP.html>, Abril-Mayo 2009

Es un protocolo que no está orientado a conexión.

Puerto de origen: Corresponde al número de puerto del remitente. Puerto de destino: Corresponde al número de puerto del remitido.

Longitud: indica la longitud del segmento, incluyendo el encabezado de este. Suma de comprobación: Esta operación se realiza con el fin de verifica que el segmento se encuentre completo.

El protocolo TCP es un protocolo orientado a la conexión, su estructura es la siguiente: (Véase Figura 12)

19

LRQ es un mensaje de solicitud enviado para este caso de un gatekeeper a otro gatekeeper de una zona distinta con el fin de conocer la ubicación de un punto terminal.

(32)

28 Figura 12. Protocolo TCP

Fuente. UDP: User Datagram Protocol aviable [online]. Aviable from internet < http://www.javvin.com/protocolTCP.html>, Abril-Mayo 2009

Puerto de origen: Corresponde al número de puerto del remitente. Puerto de destino: Corresponde al número de puerto del remitido.

Número de secuencia: Corresponde al número de secuencia con el que se comenzó a sincronizar los números de secuencia.

Número de acuse de recibo: Corresponde al número de secuencia del último segmento esperado.

Margen de datos: Permite identificar el inicio de los datos del paquete. Reservado: Es una reserva para implementar alguna función en el futuro.

Indicadores (UGR,ACK,PSH,RST,SYN,FIN): corresponden a los indicadores de los mensajes.

Ventana: Permite visualizar el número de bytes que el receptor está dispuesto a recibir sin acuse de recibo.

Suma de Control: Es una suma de control para validar la integridad del encabezado del paquete.

Puntero urgente: indica el número de secuencias que se tienen después de haber sabido que el paquete se torna urgente.

Relleno: Se rellena con ceros para tener una longitud que sea múltiplo de 32 bits.

El protocolo H.225 y el protocolo H.245 manejan la estructura de paquete definida en el estándar Q.931, el cual se estructura de la siguiente forma:

(33)

29

Figura 13. Protocolos definidos con estándar Q.931

Fuente. UDP: User Datagram Protocol aviable [online]. Aviable from internet < http://www.javvin.com/protocolH245.html>,Abril-Mayo 2009

El Discriminador de Protocolo (PD): Es el mensaje de control de llamada en la interfaz usuario a red.

Referencia de llamada en la conexión usuario-red (RF): Utiliza un Byte para indicar la longitud CRV, el cual utiliza 4 bits para la longitud y 4 bits de relleno 0000 y utiliza un segundo Byte para asignar el valor del CRV (utilizando 7 bits), el cual se asigna al inicio de la comunicación y permanece hasta la finalización de la llamada. El bit más significativo se utiliza como bandera para indicar que extremo de la red origino la referencia de llamada (CRF). Cuando el bit tiene valor cero ¨0¨, significa que ese punto fue el que origino la llamada y su valor es uno ¨1¨, cuando el punto es el destino de la llamada.

Tipo mensaje (MT): Utiliza un Byte, en el cual se tiene el tipo de mensaje (acción a realizar), este tipo de mensajes están clasificados en: Establecimiento de llamada, Información se llamada, Liberación de llamada y Misceláneas.

Tabla 4. Mensajes de establecimiento de llamada

Mensaje Significado

ALERTING Indicación o aviso de llamada.

CALL PROCEEDING Recibida la información para establecer la llamada.

CONNECT Establecimiento de llamada completado.

CONNECT ACKNOWLEDGE Reconocimiento de CONNECT.

PROGRESS Señalización temporal durante el establecimiento.

SETUP Llamada con requerimientos de servicios portadores.

SETUP ACKNOWLEDGE SETUP Recibido, pero se necesita más información. Fuente. María Carmen España Boquera. “Servicios avanzados de telecomunicación”

(34)

30 Tabla 5. Mensajes de información de llamada

Mensaje Significado

HOLD Petición para poner una llamada en retención

HOLD ACKNOWLEDE Petición de retención

HOLD REJECT Petición de retención denegada

RESUME Petición para reanudar una llamada

RESUME ACKNOWLEDGE Acuse de petición de llamada reanudada

RESUMEN REJECT Rechazo de petición de petición de reanudación de llamada

RETRIEVE Petición para recuperar una llamada retenida

RETRIEVE ACNOWLEDGE Acuse de petición de recuperación de llamada.

RETRIEVE REJECT Rechazo de petición de petición de recuperación de llamada

SUSPEND Petición de suspensión de llamada.

SUSPEND ACKNOWLEDGE Acuse de suspensión de llamada.

SUSPEND REJECT Rechazo de petición de suspensión de llamada. USER INFORMATION Información de user-user a través de la señalización.

Fuente. María Carmen España Boquera. “Servicios avanzados de telecomunicación”

Tabla 6. Mensajes de liberación de llamada

Mensaje Significado

DISCONNECT Finalizar una llamada.

RELEASE Liberar la llamada

RELEASE COMPLETE Acuse de RELEASE

RESTART Rearranque del protocolo de nivel de red

RESTART ACKNOWLEDGE Acuse de rearranque

Tabla 7. Mensajes Misceláneas

Mensaje Significado

CONGESTION CONTROL Control de flujo de USER INFORMATION

FACILITY Petición opcional de servicios de usuario

INFORMATION Información adicional durante el establecimiento

NOTIFY Indica la información pertinente para una llamada

REGISTER Asigna un valor de referencia de llamada

STATUS Indica el estado del canal

STATUS ENQUIRY Petición del estado del canal después de congestión Fuente. María Carmen España Boquera. “Servicios avanzados de telecomunicación”

Dentro de los otros elementos de información, se encuentran los:

ID Identificador de mensaje, indica en un Byte si el mensaje que sigue es de usuario-usuario, un estado de desconexión, el número de llamada.

(35)

31

LON Representa en un Byte la longitud del mensaje.

CON Contiene el mensaje propio y utiliza Bytes de acuerdo al tamaño del mensaje

El H.225 a través del MT determina la función del mensaje. El H.225 es el canal fiable de control de llamadas, a través del cual se intercambian conexiones, cancelaciones y mensajes de servicios suplementarios, respondiendo al puerto T1720 de las peticiones de llamadas entrantes. El protocolo H.225 está basado en las recomendaciones Q.931 y Q.932, sin embargo completa en menor tiempo una llamada y simplifica la secuencia ¨ desconexión-envío-envío-completo ¨ en un solo mensaje.

El protocolo H.225 RAS20 trata de las interacciones entre un terminal H.323 y un gatekeeper (el descubrimiento de un gatekeeper y las señalizaciones entre un punto final y un gatekeeper). A través del RAS las entidades terminales hacen peticiones a un gatekeeper y este responde en confirmación o rechazo de la solicitud. Para distinguir el tipo de solicitud y respuesta se denominan tres letras de las siguiente forma; RQ para solicitudes, CF respuesta de confirmación de solicitud y RJ para respuesta de rechazo de la solicitud. A continuación se indican los servicios que se ejecutan a través del protocolo H.225 RAS:

Tabla 8. Servicios del protocolo H.225

Servicio Solicitud Confirmación Rechazo

Descubrimiento del gateway GRQ GCF GRJ

Registro con gatekeeper RRQ RCF RRJ

Sin registros con gatekeeper URQ UCF URJ

Localización de puntos finales en una zona

diferente LRQ LCF JRJ

Estas funciones solamente son mencionadas, ya que en la integración del protocolo H.323 con Asterisk, este actúa como un Gateway y la figura del gatekeeper no necesariamente es utilizada. Sí se quisiera que Asterisk actúe como gatekeeper, esto se puede lograr al integrarlo con GNUGk (Gatekeeper open source).

En la fase de comunicación el protocolo H.245, hace uso de los siguientes mensajes21 en orden:

20

RAS Abreviatura de registro, admisión y estado.

21

El mensaje en este sentido, corresponde al tipo de acción que se encuentran incluido en el paquete.

(36)

32

Intercambio de las capacidades de un punto final Los puntos finales intercambian información referente a capacidades de transporte y entrantes del usuario:

o Tipos que soporta RTP (códecs)

o Si soporta RSVP (Q0SCapabilities)

o Qué tipos de canales de medios soporta (IP UDP, IP RTP)

o Si soporta RSVP, que tipo de parámetros soporta (RSVPParameters)

o Si soporta RSVP, que tipo de reservas soporta (servicio garantizado frente a servicio de carga controlada)

o Si soporta retransmisión DMTF (para tonos o durante una llamada activa)

o Si soporta retransmisión ¨hook-flash¨( Para funciones de acceso en swithches telefónicos remotos)

Determinación de maestro-esclavo El H.245 utiliza una secuencia de determinación de maestro-esclavo, para definir qué punto final posee las mejores capacidades para soportar el control de sesión.

Establecimiento de un canal lógico Inicia cuando se establecen sesiones RTP y TCP por el flujo de medios. El H.245 inicia el flujo de medios a través del mensaje openLogicalChannel, el cual contiene los siguientes parámetros:

o Número de puertos UDP para iniciar sesión RTP y RTCP.

o Formato del medio (Códecs de audio y video, o formatos T.120).

o Información RSVP.

o Si soporta retransmisión DMTF y ¨hook-flash¨.

El retardo que tuviera el proceso de establecimiento de un canal lógico en una LAN, era insignificante, sin embargo cuando el protocolo fue utilizado para establecer flujo de medios en una red WAN a través de una sesión de llamada, el protocolo no construía la ruta para transmisión hasta que no se realizará la negociación de medios, lo que no era eficiente y se podían perder las primeras palabras de la llamada. Por lo anterior el estándar H.323 en su versión dos presenta una solución a este problema y a través de enviar la conexión openLogicalChannel a través del mensaje de SETUP del protocolo H.225, lo que permite la conexión inmediata para que los puntos finales estén listos para enviar y recibir flujo de medios.

2.2.2.5. Fases de señalización en H.323 A continuación se muestra la comunicación entre dos terminales H.323 que se encuentran dependientes de un gatekeeper, las cuales se desarrollan en cuatro fases:

Establecimiento de la Llamada (Fase A): La entidad H.323 llamante envía un mensaje H.225 RAS, en este caso ARQ al gatekeeper solicitando una llamada entrante. El mensaje ARQ contiene identificador del gatekeeper, ancho de banda necesario para la llamada, el tipo de llamada (punto a punto, de uno a muchos, de muchos a uno y de muchos a muchos), alias de fuente y destino,

(37)

33

dirección IP de la fuente y destino y puerto TCP para el control de llamadas H.225), si la parte que llama es una MC y cualquier capacidad de reserva de QoS (RSVP).

Figura 14. Solicitud de llamada entrante

TERMINAL H.323 (Entidad llamante) 154 TERMINAL H.323 (Entidad llamada) 454

GK

Fuente. Cisco System. “ Integración de redes de voz y datos”

Una vez Gatekeeper acepta la solicitud, enviara un mensaje RAS (ACF) a la terminal para autorizar la petición de llamadas entrantes o salientes. Dentro de lo que compone este mensaje se encuentra:

Identificador del gatekeeper H.323 Ancho de banda asignado a la llamada

La identificación del destino (alias, dirección y puerto TCP).

Figura 15. Autorización petición llamada

GK

Luego la entidad llamante establecerá conexión a través del protocolo TCP con el terminal llamado para iniciar el canal de señalización H.225.0, utilizando la información suministrada en el mensaje ACF (Dirección y puerto).

(38)

34 Figura 16. Establecimiento de conexión

GK

SETUP

Una vez recibida la conexión por la terminal H.323 llamada, solicitará al GK autorización para contestar la llamada a través de un mensaje ARQ, obteniendo a través de mensaje ACF la autorización para de tomar la llamada.

Figura 17. Autorización respuesta llamada

GK

SETUP

Luego a través del canal H.225.0. se enviará la dirección IP y puerto para establecer el canal H.245 para intercambiar capacidades de punto final y negociar los medios de comunicación que estarán presentes en la llamada.

(39)

35 Figura 18. Establecimiento canal H.245

TERMINAL H.323 (Entidad llamante) 154 TERMINAL H.323 (Entidad llamada) 454 GK SETUP

Intercambio de capacidades (H.245) (Fase B). Se realiza una conexión TCP, entre las entidades llamante y llamada, con el fin de intercambiar capacidades de punto final, para negociar los códecs, los números de conexiones, direcciones, puertos, determinación de maestro-esclavo y establecimiento del canal lógico

Figura 19. Intercambio de capacidades

TERMINAL H.323 (Entidad llamante) 154 TERMINAL H.323 (Entidad llamada) 454 GK SETUP MENSAJES H.245: termCapabilitySet Openlogicalchannel Fuente. Cisco System. “ Integración de redes de voz y datos”

(40)

36

Intercambio de información audiovisual (Fase C) Ambos terminales establecen canales para la transmisión de medios a través de TCP/UDP/IP y canales de control RTCP/UDP/IP, para validar la calidad de los flujos de medios

Figura 20. Intercambio de información audio visual.

GK

SETUP MENSAJES H.245: termCapabilitySet Openlogicalchannel FLUJO RTP FLUJO RTP FLUJO RTCP

Terminación de la llamada (Fase D) Una vez completado el flujo de medios, las entidades enviarán a través del canal H.245 primitivas de finalización de llamadas (EndSessionCommand), lo que hará que el canal H.245 se cierre. Así mismo, enviarán mensajes RAS (DRQ) que permitirá la liberación de recursos al GK.

(41)

37 Figura 21. Terminación de llamada

GK

SETUP MENSAJES H.245: termCapabilitySet Openlogicalchannel FLUJO RTP FLUJO RTP FLUJO RTCP MENSAJES H.245: CloselogicalChannel EndSessionCommand

En la versión 2 de H.323 se evita el coste que sufre el tiempo de conexión al gatekeeper para poder establecer conexión entre los puntos finales H.323 a través del tunneling del protocolo H.245 sobre el protocolo H.225, lo que pretende utilizar un solo canal para transmitir mensajes tanto de H.225 como mensajes H.245.

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38

2.2.3.IAX2 Inter-Asterisk Exchange Protocol

Sus siglas traducen Inter-Asterisk eXchange Protocol , Creado por Mark Spencer como parte del desarrollo del PBX Asterisk está basado en la reunión de varios protocolos como el Real-Time y el SIP, se utiliza para manejar conexiones de VoIP entre servidores Asterisk o que utilicen IAX, pero también puede ser manejado en la configuración de extensiones individuales, posee un gran manejo de Códecs lo que le permite manejar diversos tipos de datos entre ellos el de video.

La señalización es de tipo peer to peer AIX2 usa un par de flujos que reúnen voz y datos (in-band), está en la capacidad de

El mayor atributo que se le puede reconocer a este protocolo es la capacidad que posee para realizar un empaquetamiento de múltiples llamadas en un canal, en otras palabras empaquetar múltiples flujos de paquetes IP (trunking) en un solo lo que quiere decir que envía voz, datos su respectiva señalización con un mismo encabezado. En otras palabras usa en el mismo puerto UDP para señalización y media,

Algunas de sus características principales son:

Utiliza un puerto UDP22 para realizar la comunicación entre terminales de voz IP.

La voz se transmite vía in-band23 Posee soporte de Trunking24

Ideal para manejo de NAT’s25

Diseñado para reducir el uso de banda ancha.

El diseño de su cabecera posee 4 octetos (32 Bits) y 12 octetos para los puntos de control.

En Asterisk el protocolo IAX2 usa el puerto UDP = 4569 .

2.2.3.1. Tramas de IAX2 En IAX2 existen 2 tipos de tramas, para las tramas completas, puede ser usado para enviar señalización de audio y video de forma confiable, pues el espera recibir un mensaje de confirmación que indique el éxito de la transmisión. Para las miniframes no se hacen necesarios estos mensajes de verificación.

22

UDP (User Data Protocol ) protocolo de datos de usuario, es un protocolo definido en la capa de transporte, no proporciona seguridad de las comunicaciones

23

In-Band sistema de Broadcast digital, permite el manejo en convivencia de señales analógicas y digitales

24

Empaquetamiento de llamadas simultaneas bajo un solo flujo de paquetes IP , ahorro de ancho de banda

25

(43)

39 Figura 22. Trama F fullframe

F Número de llamada de Origen R Número de llamada de Destino

Sello de Tiempo Secuencia de

Salida

Secuencia de

Entrada Tipo de Trama C Subclase Datos

Tipos de trama [Online]. España. Avianle from internet: < http://voipforo.com/IAX/IAX-frames.php>, Abril-Mayo 2009

Las características que posee está trama son las siguientes

La trama debe dar respuesta de confirmación de recepción al ser enviada.

Este tipo de trama es el único que necesita de una confirmación de recepción explicita.

El campo F en la trama indica si la trama es Full Frame, para que sea así el valor debe ser 1.

El Número de llamada de Origen o Source Call Number es el número de identificación de llamada de origen, esto ocurre debido a que pueden existir varias llamadas que se encuentren multiplexadas por el mismo canal, es te número está compuesto de 15 Bits.

El Número de llamada de Destino o Destination Call Number Es el número de identificación de el destino de la llamada, ya que al igual que con el número de origen pueden existir varios destinos multiplexados en la misma línea. Está compuesto de 15 Bits.

El Campo R es el que indica si la tramas está siendo retransmitida, se activa con 1 Bit.

El Campo Sello de Tiempo o Timestap Marca el tiempo del paquete completo de 32 Bits.

La Secuencia de Salida o OSeqno es la secuencia compuesta por 8 bits indica el número de los mensajes de salida.

La Secuencia de Entrada o ISeqno es la secuencia compuesta por 8 bits e indica el número de los mensajes de entrada.

El Tipo de Trama o Frame Type Indica el tipo de trama de que se trata, Compuesto por 8 Bits.

El campo C compuesto por 1 Bit, indica si la subclase debe tomarse como 1 o 2 mensajes consecutivos, si su valor es 0 se toman 7 bits si es 1 se toman 14 Bits.

Subclase o Subclass Indica el tipo de subclase.