Konzept eines IP-basierten Telefonnetzes unter der Verwendung von ENUM

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1 Konzept eines IP-basierten Telefonnetzes unter der Verwendung von 28. September 2004 Betreuer: Diplomarbeit Dr. Günther Schreiner, toplink GmbH John-Erik Horn Dipl.-Ing. Sebastian Kiesel, IKR Dipl.-Ing. Roman Finthammer, IKR Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. Paul J. Kühn Vortrag beim technischen Meeting der DENIC e.g. über Übersicht Motivation Telefonieren heute Das SS7 Netz SIP und Das Telefonnetz im Internet Internet Telefonie Service Provider Die Vernetzung von ITSPs DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 2

2 Telefonieren heute Das PSTN Die Paradigmen des ISDN-Netzes Protokolltechnische Trennung des Anwenders vom Kernnetz Physikalisch sicheres Kernnetz Rufnummer gehört dediziert zum Teilnehmeranschluß Anwender, Nummer und Standort (Apparat) sind ein und dasselbe Statische Routingtabellen STP Signalisierungslinks (SS7) STP STP Bob * 8 # SSP Medienlinks (voice trunks) SSP * 8 # DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 3 Voice over IP heute Das Internet Die Paradigmen des Internets Viele IP-Adressen werden dynamisch vergeben, via ADSL oder Dial-Up Nummern bzw. IP-Adressen entsprechen nicht den Anschlüssen, erlauben keine Aussage über Standort -Adresse entspricht keinem Anschluß, nur virtuelle Erreichbarkeit Best-Effort Paketströme geroutetet statt vie dedizierte Leitungen vermittelt ITSP A ITSP A ITSP B ITSP B IP via WLAN -Hardphone IP via ADSL IP via SDSL SIP ITSP A1 ITSP A core SIP ITSP A2 ITSP A internet ITSP B ITSP B core - Hardphone DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 4

3 Session Initiation Protocol - Das Telefongespräch wie SIP es definiert. SIP Reg. Bob INVITE: To: 100 TRYING LOOKUP: bob INVITE: To: 180 RINGING 200 OK To: Contact: 180 RINGING 200 OK To: Contact: ACK Media Stream BYE ACK DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 5 Session Initiation Protocol Die Paradigmen von Voice over IP mit SIP Verdrängung der Vermittlungsintelligenz an den Netzwerkrand (edge) Peer-to-Peer Calls möglich Medienstrom fließt direkt zwischen den beiden Endgeräten Netzwerk (core) als Transportplattform nicht als intelligentes Netz Nach dem Verbindungsaufbau keine Überwachung der Verbindung Proxyserver kennen maximal einen Transaktionszustand, aber keinen Sessionzustand. DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 6

4 e.164 Number to URI Mapping Das Format ist ein Standard, der die Umwandlung einer Nummer in dem e.164 Format der ITU-T in ein Domainformat definiert. RFC 2916, September 2000, IETF. Eine Rufnummer in Stuttgart besitzt im e.164-format die international gültige und einzigartige Schreibweise: Gültiges e.164 Format: Alle nichtnumerischen Zeichen entfernen: Reihenfolge der Ziffern umkehren: Punkte zwischen jeder Ziffer einfügen: Zweckgebundene Domain hinzufügen: Top-Level-Domain hinzufügen: DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite e164. e.164 Number to URI Mapping Die Struktur ROOT de com net arpa int uni-stuttgart in-addr e DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 8

5 SRV RRs im RFC 2782 SeRVice Resource Records, RFC 2782, September 2000 Beispiel einer SOA mit SRV RRs: SOA enumserv.. root.. ( NS NS ) enumserv.. ns1.toplink-plannet.de. _http._tcp SRV wwwserv.. _ftp._tcp SRV slow-ftpserv.. SRV fast-ftpserv.. SRV backup-ftpserv.. _sip._tcp SRV sip-proxy.. SRV backup-sipproxy.. *._tcp SRV DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 9 NAPTRs im RFC 2915 Die Services Naming Authority PointeRs im Resource Record, RFC 2915, September 2000 Beispiel einer SOA mit einer -Domain SOA enumserv.. root.. ( ) NS NS enumserv.. ns1.toplink-plannet.de. NAPTR "u" "sip+e2u" NAPTR "u" "tel+e2u" "!^.*$!tel: !". NAPTR "u" "mailto+e2u" DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 10

6 Die Vernetzung von ITSPs Die Verwendung von mit resolver SIP Proxy INVITE: To: 100 TRYING LOOKUP TYPE=SRV: _sip_tcp. INVITE: To: NAPTR NAPTR NAPTR tel: NAPTR fax: NAPTR NAPTR DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 11 Die Vernetzung von ITSPs Die Vernetzung Wie kommen ITSPs zusammen. / / IP via WLAN IP via ADSL sipnetz core internet -Hardphone IP via SDSL SIP ITSP A1 SIP ITSP A2 toplink core - Hardphone DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 12

7 Die Vernetzung von ITSPs Probleme in verteilten Kommunikationssystemen - Keine Authentisierung der Kommunikationspartner - Keine Integrität der Signalisierungsnachrichten - Keine Haftung für Verbindungsanfragen von fremden Netzen - Ungeschützte Freigabe von Profildaten der Anwender über -Abfragen - Keine Überwachung der Verbindungsdauer - Keine Möglichkeit Verbindungen nach Dauer und Destination abzurechnen - Keine Qualitätsmerkmale in der Verbindung des Medienflusses DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 13 Die Vernetzung von ITSPs Ablauf des Verbindungsaufbaus. Teil 1 INVITE: To: 100 TRYING LOOKUP TYPE=SRV: _sip_tcp. DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 14 mit resolver LOOKUP TYPE=NS: NS enumserv. NAPTR INVITE: To: enumserv. SIP Proxy NAPTR NAPTR NAPTR tel: NAPTR fax:

8 Die Vernetzung von ITSPs Ablauf des Verbindungsaufbaus. Teil 2. mit resolver enumserv. SIP Proxy INVITE: To: 100 TRYING LOOKUP TYPE=SRV: _sip_tcp. DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 15 LOOKUP TYPE=NS: NS enumserv. NAPTR sip:t3r34jf65hng4r.naptr. INVITE: sip:t3r34jf65hng4r.naptr. To: sip:t3r34jf65hng4r.naptr. NAPTR NAPTR NAPTR tel: NAPTR fax: e164.arpa und DE-X Das Konzept für die Zukunft. Tier e164.arpa Legende: Signaling Links Media Stream RADIUS Signalnetz via circle of trust RADIUS Media Control Mixed Streams - Hardphone ITSP core Media Proxy -Hardphone Tier 3 ISP A1 sipnetz core Tier 3 ISP A2 Media Proxy RTP DE-X Media Proxy RTP toplink core Voic Faxserver SMS- DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 16

9 Die Vernetzung von ITSPs Sichere Kommunikationssysteme in verteilten Netzen - Sichere Vernetzung auf der Signalisierungsebene durch signierte Nachrichten. Authentisierung und Integrität! - Bildung von geschlossenen -Netzen, Circle of Trust - Rahmenvertrag für trusted partners als Basis für eine Vernetzung von ITSPs, die im 9.4.e164.arpa-Nummernbereich aktiv sind. - Annahme von Verbindungswünschen (INVITEs) nur von "trusted partners keine offenen Proxies. - Haftungsübernahme für Verbindungswünsche von Tier 3-Partnern. - Maskieren der eigenen Kundendaten durch geschützte - (split view). - Bildung eines zentralen DE-X oder mehreren regionalen X. - Bildung von Call Detail Records an den Media Gateways/RTP Proxies möglich. DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 17 Diskussion Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gibt es Fragen? DA Horn Vortrag, Sept 2004: Seite 18

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