TOBB ETÜ BİL 552 Internet Architecture

... konulu sunumlar: "TOBB ETÜ BİL 552 Internet Architecture"— Sunum transkripti:

1 TOBB ETÜ BİL 552 Internet Architecture
Mehmet Özdem

2 Mobile IP, Voice over IP

3 Mobile IP

4 Mobile IP Kullanımı Bilgisayarlara hareket halindeyken de İnternet bağlantısı sağlamaktadır. Bir erişim noktasından diğerine hareket edildiğinde bağlantı kopmaz Mobil kullanıcının bağlantı noktası otomatik olarak değişir. Nomadic kullanıcıların bağlantısı her yeni bağlantı noktasına hareket edildiğinde kopar ve yeni bir IP adresi ile yeniden bağlanılır.

5 Mobil IP Çalışma Prensipleri
Mobil düğüm bir ağa ev ağı olarak kaydedilir – home network Buradaki IP adresi statik olarak atanır – home address Mobil düğüm başka bir ağa hareket eder – foreign network Mobil düğüm yeni yabancı ağa kaydolur– foreign agent Mobil düğüm yabancı ağdaki adresini eliyle adresi olarak (care-of address) ev ağındaki ajana verir– home agent

6 Hareket İlişkilendirme Tablosu- Mobility Binding Table
Misafir Listesi Visitor List BİL 456/552

7 Mobil IP Yetenekleri Mobil düğüm ev ve yabancı ajanlarını bulmak için keşfetme prosedürü kullanır Mobil düğüm ev ajanını bilgilendirmek için bir doğrulama içeren kayıt prosedürü kullanır Ev adresinden eliyle adresine datagramları yollamak için Tünelleme kullanılır.

8 BİL 456/552

9 BİL 456/552

10 BİL 456/552

11 Mobile IP Sarmalama opsiyonları
IP-within-IP – tüm IP datagramı yeni bir IP datagramı içine veri paketi olur Orijinal IP başlığı değişmez, sadece TTL 1 azalır Dış başlık tam bir IP başlığıdır. Minimal sarmalama –yeni başlık orijinal IP başlığı ile orijinal veri arasına yerleştirilir. Orijinal IP başlığı yeni dış IP başlığını oluşturacak şekilde değiştirilir Jenerik yönlendirme sarmalaması (Generic routing encapsulation (GRE)) –Mobile IP den önce geliştirilmiştir.

12 BİL 456/552

13 BİL 456/552

14 BİL 456/552

15 Kayıt işlemi güvenliği
Bir düğüm yabancı bir ajanmış gibi ev ajanına kayıt talepleri yollayabilir Mesaj doğrulama amacıyla, kayıt talebi ve cevabına doğrulama ekleri eklenir .

16 Route Optimizasyon İlişkilendirme cache lerinin güncellenmesi
Yabancı ajanlar arasında yavaş geçişin sağlanması Yavaş geçişler için kayıt anahtarlarının elde edilmesi Özel tünellerin kullanımı

17 Triangular Problemi

18 VoIP

19 VoIP Nedir? VoIP, mevcut telefon şebekeleri, intranet, internet ve WAN bağlantılarındaki ses ve verinin birleşmesiyle birlikte yönetim maliyetlerini düşüren aynı zamanda servis ve gelir fırsatları yaratan ve kullanım kolaylığı sağlayan bir teknolojidir. Voice Over IP (VoIP) en basit anlamda, telefon görüşmelerinin (ses aktarımının) klasik bakır teller (telefon) yerine bilgisayarların kullandığı veri ağları (IP protokolü) üzerinden yapılabilmesi olarak tanımlanabilir.

20 VoIP Nedir? VoIP teknolojisini büyük firmalar ya da kuruluşlar tarafından kendi içlerindeki haberleşmeyi hem hızlandırmak hem de ucuza getirmek amacı ile kullanmaktadırlar. Geleneksel devre anahtarlamalı telefon ağları ses trafiğini taşımak üzere her görüşme için konuşma yapılıp yapılmadığına bakmaksızın bütün bir kanal ayırmakta ve ağ bant genişliğini verimsiz bir şekilde kullanmaktadır.

21 VoIP & PSTN IP ile değişken hızlar kullanılabilir
64kbps olmak zorunda değildir, başka kodekler kullanılabilir Kodek seçimi iki uç arasında yapılmalıdır IP, bağlantı tabanlı değildir Kullanıcılar arasında patika kurulmaz Hedef IP adresi gönderen tarafça bilinmelidir İki uç arasında IP adres bilgisi değiş tokuş edilmelidir

22 Internet Telefon? Business case
Ses ve verinin birleştirilmesini gerektiren çoklu ortam uygulamaları Bant genişliğinin verimli kullanılma gereksinimi Pahalı PSTN tarifelerinden kurtulma

23 Internet Telefon? IP nin her tarafta mevcut olması
Teknolojik gelişmeler Paket anahtarlamalı veri ağlarına geçişIP nin her tarafta mevcut olması

24 Maliyetler

25 VoIP Çeşitleri Gerçek zamanlı ses trafiği IP ağları üzerinden üç değişik şekilde taşınabilir. PC-PC: MSN Messenger tarzı anında mesajlaşma programları; ihtiyaç duyulan sadece mikrofon, hoparlör, ses kartı ve internet bağlantı. PC-Telefon Yazılım gerektirir, piyasada birçok program vardır (Skype, LowrateVoip)

26 VoIP Çeşitleri Telefondan bilgisayara:
Telefondan bilgisayarların aranabileceği bazı telefon kartları piyasa vardır. PC de özel yazılım gerektirir. Telefondan telefona: Kısa mesafede PSTN kullanımı, uzun mesafe için IP üzerinden arama yapılmasıdır.

27 Telephone Connections with N:1 gateway
VoIP Gateway Internet Telco Telephone Connections with N:1 gateway Router Internet Telco PC connections with Router

28 Telephone to PC connections
Router Internet Telco Telephone to PC connections Telco LAN VoIP Gateway

29 VoIP Genel Yapısı Analog sinyali dijital sinyale (bits) çevirmek için ADC gereklidir. Ve bu dijital bit’lerin iletisim için iyi bir formatla sikistirilmis olmasi olmasi gerekmektedir.

30 RTP (Real Time Protocol)
Ses paketlerini gerçek zamanli protokol ile veri paketlerine ilistirmemiz gerekmektedir. (genellikle IP üzerinde UDP, onunda üzerinde RTP)

31 H.323 Protokolü Karsi tarafi aramak için sinyallesme protokolüne ihtiyacimiz var. Bu işlemi; ITU-T H yapacaktir. H323 VoIP üzerinden arama yapmak için kullanilir (örnegin MS Netmeeting ile). Bu protokolu kullanmak için sunlar gereklidir: VoIP baglantiyi baslatabilecek terminaller. Adres çevrimi (ismi IP ‘ye) ve kabul kontrolu (admission control – kullaniciyi kabul veya reddetmek veya bazi kullanicilarin bant genisligi kontrolü için) yapabilmek için Gatekeeper.

32 H.323 Protokolü Internet ATM POTS ISDN Ethernet H.323 Terminal H.323
Gatekeeper H.323 MCU Internet H.323 Gateway ATM POTS ISDN Ethernet BİL 456/552 BİL 456/552 32

33 H.323 Protokolü TCP7IP – PSTN çevrimi için Gateway. Konferans için MCU (Multipoint Control Units). Proxy sunuculari. H323 sadece VoIP için degil ayni zamanda video ve veri iletisiminde de kullanilir. VoIP ile ilgili olarak, H323, G.711, G.722, G.723, G.728 ve G.729 ses codec’lerini tasiyabilir. Video için ise, H261 ve H263.

34 H.323 Protocol State Voice Video Data RTP/RTCP UDP UDP or TCP IP L-2
G.711 G.722 G.723 G.728 G.729 H.261 H.263 T.120 Call Control H.225 RAS H.245 Voice Video Data System Control User Interface

35 VoIP Genel Yapısı Karsi tarafa ulasan paketlerin tekrar açilmasi, verilerin düzenlenmesi, analog ses sinyaline çevrilmesi ve son olarak ses kartina veya telefona yollanmasi gerekmektedir. Bütün bu islemlerin gerçek zamanli olarak gerçeklesmesi gerekmektedir. Çünkü çok geriden gelen paketlerin beklenmesi gibi bir seçenek yoktur.

36 Codec’ler PCM, Pulse Code Modulation, ITU-T G.711 Ses bant genisligi 4 kHz, örnekleme bant genisligi 8 kHz olmali (Nyquits’e göre) Her örnekleme 8 bit’tir (Bu 256 ayri deger demek). Net hiz : 8000 Hz * 8 bit = 64 kbit/sn, yani tipik dijital telefon hatti.

37 Codec’ler bandwidth: 64kbps bandwidth: 32kbps bandwidth: 12.2kbps
IP UDP RTP 20 8 12 G.711 160 bandwidth: 64kbps IP UDP RTP 20 8 12 G.726 80 bandwidth: 32kbps IP UDP RTP 20 8 12 NbUP 4 AMR 30,5 bandwidth: 12.2kbps IP UDP RTP 20 8 12 G.729 14 bandwidth: 8kbps

38 Media Gateway Control Protocol
Çağrı ajanları, harici çağrı kontrol elemanları ve VoIP ağ geçitlerini yönetmek amacıyla geliştirilmiş bir kontrol protokolüdür. MGCP çağrı yönetim akıllılığının ağ geçitlerinin dışında harici kontrol elemanlarınca yönetildiği bir mimariyi varsayar.

39 SIP (Session Initation Protocol)
SIP (Session Initiation Protocol - Oturum Başlatma Protokolü) İnternet merkezli çoğul ortam iletişim mimarisinin temelini oluşturmaktadır. SIP, haberleşmek isteyen kişiler için IP ağları üzerinden oturumlar açar. Bu kapsamda, bir oturum, IP ağı üzerinden iki veya daha fazla kişi arasındaki etkileşimli bir iletişimdir. Bu basit bir iki yönlü telefon çağrısı, anında mesaj alışverişi veya işbirliği yapılan çoğul ortam konferans oturumu olabilir. BİL 456/552

40 SIP SIP‘te oturum kurmak için ve sonlandırmak için gerçekleştirdiği 5 fonksiyon vardır: 1. Kullanıcı konumunu belirlemek. 2. Bağlantıya katılacak kullanıcıları tespit etmek. 3. Uçların kapasitelerini tespit edip o şekilde medya parametrelerini ayarlamak. 4. Çağrı yapma ve iki uçtaki çağrı parametrelerini ayarlamak. 5. Oturum yönetmek.

41 SIP SIP'in kendisi bir veri taşıma protokolu değildir. SIP veriyi RTP gibi bir protokolle gerçek zamanlı taşıyabilir. HTTP'ye çok benzer. Aşağıdaki gibi bir mesaj yapısı vardır:

42 SS 7 Sinyalleşmesi Telefon hizmetleri arayanın numarası, çağrı yönlendirme, çağrı filtreleme gibi bazı fonksiyonların yerine getirilmesini gerektirir. IP bunları yapabilmek üzere tasarlanmamıştır, ancak VoIP sistemleri bunu desteklemelidir. Bu durumda bu servisler SS7 ile sağlanır

43 Data Network Internet SS7
PC ISP Network Data Network Internet L T SS7 Softswitch TCP/IP A-Link(s) Egress CO Switch Tandem CO Switch Ingress CO Switch Access Lines APX 8000 BİL 456/552

44 Ses te Kaliteyi Sağlamak
Belli bir ses kalitesinin sağlanması aşağıdaki yönyemler kullanılarak gerçekleştirilir veri sıkıştırma (compression), Sessiz kısımlarım çıkartılması (silence suppression), QoS destekleyen ağlar.

45

46 Echo cancellation in a VoIP application (yellow indicates echo cancellation is required)

47 NGN standard architecture
Supporting platform Service APPS OAM Control Softswitch Softswitch NMS Core IP Network Billing TG SG AG BGW Intelligent terminals HLR: host location register BAC: broadband access control BAC-N Access PSTN/PHS Broadband Access Other NGN HG IP Phone IP TV 47