H.323 – Standard für Multimedia-Konferenzen H.32x
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H.323 – Standard für Multimedia-Konferenzen H.32x-Familie von Standards für Multimediakonferenzen Aktuell weit verbreiteter Standard Echtzeit Audio- und Videokonferenzen zwischen Endsystemen im Internet Gewährleistet Interoperabilität, auch mit traditionellen Geräten (z.B. Telefonen) Kann auch als „architectural overview“ angesehen werden (Tanenbaum) Netztechnik ISDN ATM PSTN (digitales Kernnetz) LAN/Internet (Netze ohne QoS) POTS (analoges Telefon) Standard H.320 H.321 H.322 H.323 H.324 Audio Codecs G.711, G.722, G.728 64/48-64 kbps G.711, G.722, G.728 16/64/48-64 kbps G.711, G.722, G.728 16/64/48-64 kbps G.711, G.722, G.723.1, G.728, G.729 5,3/6,3/8/16/ 64/48-64 kbps G.723.1, G.729 5,3/6,3/8 kbps Video Codecs H.261 H.261, H.263 H.261, H.263 H.261, H.263 H.261, H.263 Daten T.120 T.120 T.120 T.120 T.120 Steuerung H.230, H.242 H.242 H.230, H.242 H.245 H.245 Multiplexing H.221 H.221 H.221 H.225.0 H.223 Signalisierung Q.931 Q.931 Q.931 Q.931 - Spezifikation/Integration von Komponenten: Terminal, Gateway, Gatekeeper, Multipoint Control Unit Protokollen: RTP, RTCP, Q.931, H.245, ... Codierverfahren: G.711, G.722, H.261, H.263, ... H.323 ist Teil einer Familie von Standards (H.32x) und ist speziell für Netze ohne Dienstgüteunterstützung (LANs, Internet) ausgelegt Start der Standardisierung 1996, im November 2000 wurde die Version 4 verabschiedet Next Generation Internet SoSe03 Next Generation Internet 161 H.323 – Protokollarchitektur Audio H.261, H.263 G.711, G.722, G.723.1, G.728, G.729 H.225 RAS 162 H.323 – Komponenten Steuerung und Verwaltung RTCP Video SoSe03 Daten Q.931 H.245 SignaliT.120 Steuerung sierung RTP UDP Multipoint Control Unit ISDN, PSTN, ATM Terminals LAN Gateway Terminals Firewall mit H.323-Proxy TCP RAS IP Gatekeeper Internet Host-to-Network (z.B. IEEE 802.3) Next Generation Internet SoSe03 163 Next Generation Internet SoSe03 164 H.323 – Gatekeeper H.323 – Grundlegende Protokolle: Direct Call Zentrale Steuerung eines H.323-Netzes Steuerung von Verbindungen zu registrierten H.323-Terminals Ein Gatekeeper kann für mehrere LANs eingesetzt werden Adressumsetzung (z.B. E.164 nach IP) Zugangskontrolle Bandbreitenmanagement zur Begrenzung der Last Weiterleitung von Verbindungen Optional: Behandlung von Q.931-Signalisierung Gatekeeper-“Wolke“ (optional) RAS Signalling (Q.931) Kommunikation über RAS (Registration, Admission, Status) mit den Terminals Endpoint Admission request/confirm/reject Bandwidth request/confirm/reject Next Generation Internet SoSe03 RAS H.245 RTP/RTCP Next Generation Internet 165 SoSe03 1. Call Admission RAS 2. Call Setup Q.931 3. Capability Negotiation /Channel Setup H.245 Annex G RAS Q.931/H.245 Q.931/ H.245 Gatekeeper Q.931/ H.245 RAS Stable Call Channel Closing 6. Call Teardown 7. Call Disengage 4. 5. Endpoint Next Generation Internet RTP/RTCP Endpoint SoSe03 167 166 Phasen einer H.323-Sitzung H.323 – Grundlegende Protokolle: Gatekeeper Routed Call Gatekeeper Endpoint Next Generation Internet RTP H.245 Q.931 RAS Anfrage beim Gatekeeper um Erlaubnis für Ruf, Erhalt der „Q.931“-Adresse des Gerufenen Verbindungsaufbau, Erhalt der H.245Adresse des Gerufenen Verhandlung der Parameter/Fähigkeiten zwischen den Endgeräten, Öffnen der logischen Kanäle, Austausch der notwenigen Adressen (IP, Port) für RTP/RTCP Datenaustausch Beenden der logischen Kanäle Verbindungsabbau Freigeben der für die Sitzung belegten Ressourcen SoSe03 168 Änderungen und Neues in H.323v2 Änderungen und Neues in H.323v3 Neue Fähigkeiten/verabschiedet im Januar 1998 Sicherheit H.235-Standard für Authentifizierung, Integritätssicherung, Privatheit und Nichtzurückweisbarkeit Fast Connect Die Empfehlungen H.323, H.225.0 und H.245 wurden nur leicht verändert Jedoch wurden zahlreiche neue Anhänge geschaffen! Vielfalt neuer Funktionen Generische Erweiterungsmöglichkeiten – ohne dazu eine Registrierung bei der ITU zu benötigen (z.B. Codecs) Schnellerer Verbindungsaufbau Zusatzdienste H.450-Serie mit Rufweiterleitung (bei besetzt/abgelehnt/keine Antwort) Fokus Dienstgüte Kann nun vorab beim Gatekeeper während der Registrierung reserviert werden – damit kann ein Endpunkt Anrufe starten ohne vorab den Gatekeeper um Erlaubnis fragen zu müssen Weiterhin Tunneln von H.245-Steuer-PDUs durch Q.931, globale Rufkennungen, nahtloses Wechseln von Codecs, Definition weiterer QoS-Parameter, redundante Gatekeeper, TTL für Gatekeeper-Registrierungen Next Generation Internet SoSe03 169 Next Generation Internet Globale Kommunikation SoSe03 170 Mehrfachnutzung von Signalisierungskanälen Sprachpräferenz Integration mit PSTNs Verwaltung von H.323-Systemen Zusatzdienste Einfachste Endgeräte Erweiterungen für die weltweite Kommunikation Es kann die bevorzugte Sprache des Anrufers mitgegeben werden Sinnvoll z.B. für automatische Beantworter/Telefonbanking/... Vor H.323v3 benötigte jeder Anruf eine oder zwei TCP-Verbindungen für die Signalisierung H.323v3 Bereits vorhandene Verbindung kann auch für weitere Anrufe genutzt werden Schnellere Weiterleitung von Anrufwünschen Einsparen von Ressourcen (Sockets) Effizientere und erweiterte Anrufbehandlung Makeln, Rufnummernunterdrückung Neues Protokoll zur Kommunikation zwischen Verwaltungsbereichen Annex G/H.225.0 Adressauflösung, Austausch von Gebühreninformationen Vorteile vorrangig für große Gateways, welche Zehntausende von Anrufen zu einem einzigen Gatekeeper weiterleiten müssen Weiterhin kann ein Signalisierungskanal auch nach einem Anruf bzw. unabhängig von einem Anruf weiter aufrechterhalten werden, damit der nächste Anruf schneller behandelt werden kann Next Generation Internet SoSe03 171 Next Generation Internet SoSe03 172 Signalisierung mit UDP Kommunikation zwischen Verwaltungsbereichen Ursprünglich war für die Signalisierung nur TCP als Transportprotokoll vorgesehen Zu lange Verbindungsaufbauzeiten wg. 3-Wege-Handshake Annex E/H.323 Hinzufügen von Zuverlässigkeit oberhalb von UDP Geringere Aufbauzeiten für Anrufe, da UDP verbindungslos ist Einfachere Bearbeitung von UDP, damit können mehr Anrufe bearbeitet werden Effiziente Auflösung globaler Adressen Austausch von Preisinformationen Einrichtung eines Clearinghouse für Authentifizierung und Autorisierung Werkzeuge zum Erstellen von Nutzungsinformationen Verwaltungsbereich (administrative domain) Sammlung von H.323-Einheiten unter der Kontrolle eines/mehrerer Gatekeeper Alle Komponenten werden von einem Betreiber betrieben Border Element Gatekeeper A ... EP1 Gatekeeper B EPn Zone A Next Generation Internet SoSe03 173 Funktionale Einheit, welche in jedem Endpunkt implementiert sein könnte Es können mehrere Border Elements vorhanden sein Weiterleiten der Fähigkeiten zur Adressauflösung an andere Border Elements Z.B. „alle +49 an mich“, „alle @telekom.de an mich“ Austausch von Preisinformationen Anrufauthentifizieruing/-autorisierung Erstellen von Nutzungsstatistiken Next Generation Internet Mobilität (?) z z 175 Geräte, Nutzer, Dienste Annex H/H.323 Robustheit z SoSe03 Ein Klick kann einfach eine Video-Konferenz starten! – SIP wird immer häufiger im Zusammenhang mit VoIP eingesetzt – H.248/Megaco wird in immer mehr Gateways eingeführt – Im Service Provider Network steht ein weiteres Protokoll, das Bearer Independent Call Controll (BICC) als Alternative zu H.323 und SIP zur Verfügung Adressauflösung z 174 Erweiterungen für Fax, Abrechnung, Diensterbringung Interworking Aufgaben z SoSe03 Erweiterungen für die Skalierbarkeit H.323 URL: h323:username[@hostname] z EPy H.323 Version 4 Neue Komponenten zur Steuerung der Kommunikation zwischen Verwaltungsbereichen ... Zone B Next Generation Internet Border Element EPx Annex R/H.323 Next Generation Internet SoSe03 176 H.323 Session Initiation Protocol (SIP) – RFC 2543/3261-3265 IETF-Alternative zu H.323 Mehr Information: http://www.packetizer.com/iptel/h323/ http://www.h323forum.org/ “Session Initiation Protocol - An application layer signaling protocol that defines initiation, modification and termination of interactive, multimedia communication sessions between users.” (RFC 2543) Steuerung von Multimedia-Sitzungen mit mehreren Teilnehmern Unterstützung von Mobilität, Identifikation mobiler Teilnehmer z Lokalisierung eines Teilnehmers Identifizierung der Fähigkeiten eines Nutzers z Feststellung der Verfügbarkeit/Bereitschaft eines Angerufenen z Sitzungsaufbau, -abbau etc. z SIP long-term vision: Next Generation Internet SoSe03 177 Next Generation Internet SIP SoSe03 178 SIP response codes SIP integriert diverse Protokolle All telephone calls and video conference calls take place over the Internet People are identified by names or e-mail addresses, rather than by phone numbers. You can reach the callee, no matter where the callee roams, no matter what IP device the callee is currently using. SIP response codes: RSVP zur Signalisierung von Ressourcen RTP für den Datentransport RTCP zur Steuerung von RTP RTSP zur Steuerung von Streaming-Daten SAP (Session Announcement Protocol) zur Ankündigung von Sitzungen SDP (Session Description Protocol) zur Beschreibung von Sitzungen 1xx Informational (e.g. 100 Trying, 180 Ringing) 2xx Successful (e.g. 200 OK, 202 Accepted) 3xx Redirection (e.g. 302 Moved Temporarily) 4xx Request Failure (e.g. 404 Not Found, 482 Loop Detected) 5xx Server Failure (e.g. 501 Not Implemented) 6xx Global Failure (e.g. 603 Decline) They closely resemble HTTP responses Next Generation Internet SoSe03 179 Next Generation Internet SoSe03 180 SIP – Beispielprotokollablauf: Anruf mit Weiterleitung Anruferin (Lisa) tick.xyz.com „rufen“ abc.com-Proxy gate.abc.com INVITE sip:[email protected] SIP/2.0 To: sip:[email protected] From: sip:[email protected] Call-Id: [email protected] Cseq: 1 INVITE Contact: sip:[email protected] SIP/2.0 100 Trying „Klingelton“ SIP/2.0 180 Ringing SIP/2.0 200 OK Terminal (von Max) pinky.abc.com H.248/Megaco Terminal (von Silvia) brain.abc.com H.248/Megaco (Media Gateway Control Protocol): INVITE sip:[email protected] To: sip:[email protected] SIP/2.0 302 Moved temporarily Contact: sip:[email protected] INVITE sip:[email protected] To: sip:[email protected] „klingeln“ SIP/2.0 180 Ringing SIP/2.0 200 OK From: sip:[email protected] To: <sip:[email protected]>:tag=17 Call-Id: [email protected] Cseq:1 INVITE Contact: sip:[email protected] Gemeinsam von ITU und IETF entwickelt Komplementär zu H.323 und SIP Basis des Protokolls ist eine funktionale Auftrennung des Gateways bzw. seiner Funktion Standard für die Kommunikation zwischen Media Gateway Controller und Media Gateways „annehmen“ ACK sip:[email protected] SIP/2.0 BYE sip:[email protected] SIP/2.0 Cseq: 2 BYE „auflegen“ SIP/2.0 200 OK Next Generation Internet SoSe03 181 H.248/Megaco – Funktionale Auftrennung des Gateways Signaling Gateway Umsetzung der Signalisierung IP (H.323/SIP)-PSTN (Q.931) Next Generation Internet SoSe03 182 Signalisierung und Gateways Media Gateway Controller Media Gateway Controller SS7, Q.931 H.323, SIP, ... Signaling Gateway PSTN H.248 Gateway Media Gateway Controler Steuerung von MG via H.248/Megaco, Bearbeitung der Signalisierung, Lastverteilung RTP H.323-Sig Media Gateway Media Gateway Umsetzung von Medienströmen und Signalisierung Media Gateway PCM, TDM... Umsetzung der Medienströme PCM-RTP/UDP/IP, Echounterdrückung, Comfort Noise, Verschlüsselung, Modem-Umsetzung, ... SIP SIP User Agent H.323-Endpoint Next Generation Internet SoSe03 183 Next Generation Internet SoSe03 184