SIRTCP/IPund Telekommunikations netze

SIRTCP/IPund
Telekommunikations
netze
Next Generation Networks und VoIP- konkret
von
Prof. Dr. Ulrich Trick, Frank Weber
3., iiberarbeitete und erweiterte Auflage
Olden bourg Verlag Miinchen Wien
Inhalt
Vorwort zur dritten Auflage
XIII
Vorwort zur zweiten Auflage
XV
Vorwort zur ersten Auflage
XVII
infrastruktur der Zukunft
1
1
Anforderungen an die Telekommunikal
1.1
Das Labyrinth
2
1.2
Telekommunikationsinfrastruktur
4
1.3
Die Gesellschaft
6
1.4
Anforderungen
12
2
Die heutigen Telekommunikationsnetze
19
2.1
ISDN
19
2.2
GSM-Mobilfunknetze
21
2.3
Internet
24
2.4
IN (Intelligentes Netz)
26
3
NGN (Next Generation Networks)
29
3.1
Konzept
29
3.2
Protokolle
33
4
Multimedia over IP
39
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
Echtzeitkommunikation in Paketnetzen
VoIP-Kommunikationsszenarien
VoIP-Nutzdaten
Beispiele fur VoIP-Kommunikation
39
39
41
52
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
Protokolle
Kommunikation in den Schichten 1 und 2
IPv4 (Internet Protocol version 4)
IPv6 (Internet Protocol version 6)
55
59
63
68
Vffl
4.2 A
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
TCP (Transmission Control Protocol)
UDP (User Datagram Protocol)
RTP (Real-time
(keal-time Transport Protocol)
RTCP
RTCPi(RTP Control Protocol)
H.323
QoS (Quality of Service)
IntServ (Integrated Services)
DiffServ (Differentiated Services)
IntServ und DiffServ kombiniert
5
SIP (Session Initiation Protocol) und SDP (Session Description Protocol)
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
Grundlagen
Transport
SIP-Nachrichten (SIP Messages)
Client und Server
SIP URIs (SIP Uniform Resource Identifier)
5.2
5.3
SIP-Anfragen - SIP Requests
SIP-Statusinformationen - SIP Responses
/;>
~
J08
*1U
^4
120
123
j
2
124
12
^
126
128
13
°
l32
5.4
SIP Three Way Handshake
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.6
5.6.1
5.6.2
SIP-Dialoge, -Transaktionen und Events
SIP-Dialog
SIP-Transaktion
Event
Aufbau der SIP-Nachrichten
Start-Line
Header
J 34
5.7
5.7.1
5.7.2
5.7.3
SDP (Session Description Protocol) und Medienaushandlung
Beschreibung medienrelevanter Parameter
Codec-Aushandlung mittels Offer/Answer-Modell
Aushandlung von Multimedia-Sessions
I44
*
5.8
5.8.1
5.8.2
5.8.3
5.8.4
5.8.5
5.8.6
SIP-Basisablaufe und mogliche Anwendungen
VoIP (Voice over IP) - Audiokommunikation
Videokommunikation
Chat - Kommunikation mit Text
File Transfer - Dateiubertragung
Instant Messaging (IM) - Kurzmitteilungen
Presence - Ermitteln des Online-Status eines anderen Nutzers
1^
1^
1^
165
6
6.1
SIP-Netzelemente
User Agent
179
6.2
Registrar Server
181
134
135
l36
137
141
l41
149
^2
169
*7 *
173
179
Inhalt
IX
6.3
Proxy Server
183
6.4
Redirect Server
189
6.5
Location Server
191
6.6
Presence Server
192
6.7
6.7.1
6.7.2
6.7.3
6.7.4
Gateways
SIP/H.323
SIP/DSS1 (Digital Subscriber Signalling system no. 1)
SIP/POTS (Plain Old Telephone Service)
SIP/ISUP (ISDN User Part)
194
196
199
202
207
6.8
Back-to-Back User Agent (B2BUA)
219
6.9
Application Layer Gateway (ALG)
220
6.10
Session Border Controller (SBC)
221
6.11
Conference Server/MCU (Multipoint Control Unit)
225
6.12
Application Server
229
6.13
Einsatz der SIP-Netzelemente in einem NGN
236
7
SIP-Routing und ENUM (£.164 Number Mapping)
243
7.1
7.1.1
7.1.2
7.1.3
SIP-Routing
Routing von SIP-Nachrichten
Einbeziehung von SIP-Vermittlungsinfrastrukturen
SIP-Trapezoid
243
243
246
254
7.2
Peer-to-Peer SIP
259
7.3
ENUM (E. 164 Number Mapping)
266
8
SIP und NAPT (Network Address and Port Translation)
271
8.1
NAT-Problematik
274
8.2
8.2.1
8.2.2
8.2.3
8.2.4
8.2.5
NAT-Typen
Full Cone NAT
Restricted Cone NAT
Port Restricted Cone NAT
Symmetric NAT
NAPT Gateway-Funktionalitat im Detail
276
277
278
280
281
283
8.3
8.3.1
8.3.2
8.3.3
8.3.4
8.3.5
Losungsmoglichkeiten
NAPT-Uberwindung durch SIP - Symmetric Response Routing
STUN (Simple Traversal of UDP through NAT)
TURN (ehemals Traversal Using Relay NAT)
ICE (Interactive Connectivity Establishment)
UPnP (Universal Plug and Play)
287
287
291
296
300
303
X
Inhalt
8.3.6
8.3.7
Symmetric RTP
Zusammenfassung und weitere Losungsansatze
308
310
9
SIP und Leistungsmerkmale
315
9.1
9.1.1
9.1.2
Halten(Hold)
Einfaches Halten
Makeln/Halten mit Ruckfrage (Consultation Hold)
316
316
320
9.2
9.2.1
9.2.2
Verbindungsubergabe (Call Transfer)
Direkte Verbindungsubergabe (Unattended Transfer)
Verbindungsubergabe nach Ruckfrage (Attended Transfer)
324
324
326
9.3
Parken (Call Park)
328
9.4
9.4.1
9.4.2
9.4.3
Rufumleitung/Anrufweiterschaltung (Call Forwarding)
Generelle Rufumleitung (Unconditional Call Forwarding)
Rufumleitung bei Besetzt (Call Forwarding if Busy)
Rufumleitung nach Zeit, Anrufweiterschaltung (Call Forwarding if No Answer)
330
331
332
333
9.5
Anrufubernahme (Call Pickup)
334
9.6
9.6.1
9.6.2
Dreierkonferenz (3-Way Conference)
Dreierkonferenz mit passivem Teilnehmerbeitritt (3 rd Party is Added)
Dreierkonferenz mit aktivem Teilnehmerbeitritt (3 rd Party Joins)
336
336
338
9.7
Weitere Leistungsmerkmale
339
9.8
Leistungsmerkmale bei PSTN/ISDN-Simulation und-Emulation
341
10
SIP und Quality of Service
343
11
SIP und Mobilitat
351
11.1
Personliche Mobilitat
351
11.2
Session-Mobilitat
352
11.3
11.4
Dienstemobilitat
Endgeratemobilitat
356
357
12
SIP und Sicherheit
363
12.
12.
12.
12.
12.
Sicherheitsmechanismen fur die SIP-Signalisierung
SIP Digest
SIPS (SIP Security)
S/MIME (Security/Multipurpose Internet Mail Extension)
Einsatz eines Anonymisierungsdienstes (Privacy Service)
~
""
V
Vergleich gangiger SIP-Sicherheitsmechanismen
Einsatz weiterer Sicherheitsmechanismen fur die SIP-Kommunikation
364
.1
2
.3
.4
5
12.1.5
12.1.6
364
371
374
^77
J
378
Inhalt
XI
12.2
12.2.1
12.2.2
Sicherheitsmechanismen fur die Nutzdatenkommunikation
SRTP (Secure Real-time Transport Protocol)
Weitere Verfahren zum geschutzten Nutzdatenaustausch
381
381
384
12.3
IPsec (Internet Protocol Security)
385
13
Zukunftige Telekommunikationsnetze
387
13.1
IP-Netze
394
13.2
UMTS-Mobilfunknetze
405
13.3
IMS (IP Multimedia Subsystem)
419
13.4
NGN und IMS
428
13.5
Konvergente Telekommunikationsnetze
432
13.6
Migrationsszenarien
443
13.7
Langfristige Netzentwicklung
458
14
Standardisierung und Ausblick
467
15
Testaufbau mit SIP User Agent und Protokollanalyse-Software
475
15.1
SIP User Agent PhonerLite
15.1.1 Installation
15.1.2 Konfiguration
15.1.3 Bedienung
476
All
479
482
15.2
15.2.1
15.2.2
15.2.3
485
485
487
489
Protokollanalyse-Software Packetyzer
Installation
Konfiguration
Bedienung
Abkurzungen
495
Literatur und Quellen
515
Index
545