Gerd Siegmund. Technik der Netze 2. Neue Ansätze: SIP in IMS und NGN. 7., neu bearbeitete und erweiterte Auflage VDE VERLAG GMBH

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Hajo Messner
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1 Gerd Siegmund Technik der Netze 2 Neue Ansätze: SIP in IMS und NGN 7., neu bearbeitete und erweiterte Auflage VDE VERLAG GMBH

2 Geleitwort v Vorwort VII 1 Grundlagen 1.1 Einführung Pakete im Internet Erste Ansätze VolPoderNGN Ein Zielnetz oder zunehmende Heterogenität? IP Multimedia Subsystem (IMS) Regulierung 1.2 Klassische Netzkonzepte Grundlagen vermittelter Kommunikation Vermittlungsprinzipien Netzeinteilungen Anwendungsebene Das Fernsprechnetz Local Area Networks (LAN) LAN im Referenzmodell Ethernet WiMAX Das Internet TCP/IP-Protokollfamilie Internetprotokoll (IP) Transport-Protokolle Internetanwendungen Architekturen im öffentlichen Netz

3 X 2 Verkehrstheorie und Performance Theoretische Betrachtungen Eigenschaften der IP-Kommunikation Modellierung m Selbstähnlichkeit und Hurst-Parameter Fraktaleverteilung Verkehrsmodell Systemausiastung in Abhängigkeit vom Hurst-Parameter Echtzeitkommunikation in IP-Netzen Mischung IP und Echtzeitkommunikation Wartezeitsystem mit Verlust Probleme für die Echtzeitkommunikation Auswege Trends im Internetverkehr Zusammenfassung Quality of Service Einführung Sprachcodierungen Puls-Code-Modulationsverfahren G Andere Codierungsverfahren Anforderungen an die Übertragung Verzögerungszeiten Paketverlust Einteilung in Qualitätsklassen Video-Anwendungen Fax over IP (FolP) Transportnetze mit gesicherten QoS Klassische Netze Dienstgüte im Internet Virtuelle Netze Virtuelle LAN (VLAN) Differentiated Services Prioritäten Prinzipielle Arbeitsweise Priorisierung Resource Reservation Protocol RSVP-Nachrichten Nachrichtenablauf Realisierung 210

4 XI 4.5 Asynchronous Transfer Mode Grundsätzlicher ATM-Ansatz Aufbau und Verwendung von ATM-Zellen Multiplexen ATM im Referenzmodell Multiprotocol Label Switching Idee und Funktionsweise von MPLS Wege durch das Netz MPLS-Verbindung Überwachung der Verkehrseigenschaften Verkehrsbeispiel Label Distribution Protocol (LDP) Wege durch das Netz GMPLS IP-Transportnetze Metro-Ethernet/Carrier-Ethernet Carrier-Ethernet-Architektur VLAN-Technik Backbone-Netze Hochverfügbare Systeme Ethernet-Dienste Netz-Management DSL-Übertragung im Access-Bereich Zusammenfassung Übertragung von Echtzeitinformationen Real-Time Transport Protocol (RTP) ^ Grundansatz Aufbau der RTP-Nachrichten Informationsaustausch über UDP Informationsaustausch über DCCP Jitter-Ausgleich Übertragung der Nutzinformationen Berechnung der VolP-Bandbreite RTP Control Protocol (RTCP) Aufgaben des RTCP RTCP-Nachrichten Ermittlung der Paketlaufzeiten mit RTCP Real-Time Streaming Protocol (RTSP) 282

5 XU 5.4 Ausgleich von Paketverlust Paketverlust ist eine Netzeigenschaft Gegenmaßnahmen Fax-Übertragung im Internet (FolP) Gesicherte Übertragung Secure Real-Time Transport Protocol ZRTP Die ersten Ansätze mit H Terminals Audio Video Datenübertragung Bearer-Control-Funktion Registration, Admission and Status (RAS) Call Signalling (Verbindungssteuerung) H Layer Gateways Anwendungen der H.323-Architektur Das H.323-Grundkonzept Die Rolle des Gatekeepers Signalisierung Bearer und Call Contral Verbindungssignalisierung Signalisierungsprozeduren Verbindungssteuerung (H.245) Decomposed Gateway Signalisierungstransport im Internet Media Gateway Control Protocol Verbindungsmodell Commands Transaktionen (Transactions) Verbindungsaufbau MEGACO (H.248) Session Initiation Protocol (SIP) Übersicht Architektur Direkte Kommunikation Proxy-Server Adressen 333

6 Xl SIP-Grundlagen Architektur-Einordnung SIP im Referenzmodell SIP-Nachrichten SIP-Request SIP-Response Architektur Grundsätzlicher Ansatz Einfacher Verbindungsaufbau Direkte Verbindung SIP-Routing Die wichtigsten Komponenten Beispiele für die Netzgestaltung Erweiterte Funktionen Session Description Protocol Session Description Medienbeschreibung SDP-Angebot/Antwort Beispiele für Protokollabläufe Registrierung Sprachkommunikation - VolP VolP-Modem- und Fax-Verbindungen Verbindungsaufbau mit ENUM-Abfrage Video-Kommunikation Fehlerfälle Umleitung mittels des Redirect-Server Call Forking Automatische Anrufverteilung Halten des Gesprächs Sicherung der SIP-Nachrichten - Timer Erweiterte SIP-Funktionen Event Notification Presences Service Instant Messaging Provisional Response Acknowledgement UPDATE Preconditions Media Authorization SIP-REFER-Method Gesprächsübernahme (Replace Header) 428

7 Xiv Third-Party Call Control Kompression der SIP-Nachrichten Sprachsteuerung Interactive Voice SIP-Erweiterungen Session Announcement Protocol Network Address Translation Architekturen der öffentlichen Netze Grundsätzliche Forderungen NGN nach ITU-T Call Control im NGN Interworking mit ISDN Netzübergang zum ISDN Verbindung aus dem ISDN IP-Backbone-Netz Migration des klassischen ISDN zum NGN Intelligente Netze in IP-Umgebungen Der Teilnehmeranschluss Migration der klassischen Anschlüsse ISDN plus ADSL ADSL ohne ISDN Mit xdsl oder VLAN zum NGN Optische Teilnehmeranschlüsse Fritzbox am klassischen ADSL sipgate-anschluss VolP als Alternative zum Telefonanschluss Alternativen Festlegungen in Privatnetzen VolP-TK-Anlagen QoS-Anforderungen Leistungsmerkmale SIP-Trunking Skinny Client Control Protocol (SCCP) IP-Centrex Terminals SIP-Telefon Softphone UMTS SIP in UMTS UMTS-Netzstruktur für Multimediadienste 485

8 IMS XV Erweitere SIP-Abläufe Authentication, Authorization und Accounting RADIUS, DIAMETER und COPS RADIUS DIAMETER COPS Sicherheit und Authentifizierung Klassische Ansätze IP-Security (IPsec) Einsatz einer Firewall Authentifizierung mit EAP Verfügbarkeit Definitionen Netz-Design Hochverfügbarkeit Aufbau eines SIP-Servers Aufbau eines Medien-Servers Hochverfügbare SIP-Server IP Multimedia Subsystem Grundprinzipien Trennung der Funktionen Intemetanwendungen IMS-Funktionalitäten IMS in UMTS und LTE TISPAN - im Festnetz Network Attachment Subsystem (NASS) Resource Admission and Control Subsystem PSTN/ISDN Emulation Subsystem (PES) Beispiel einer Realisierung Zusammenschaltung von Netzen Generalisiertes IMS-Konzept Die IMS-Dienstarchitektur Die Steuerungsstruktur im IMS Die Rolle der Application Server (AS) Bearbeitung der Verbindungssteuerung Next Generation IN (NGIN) Private Netze als Applikation Push to talk over Cellular (PoC) 567

9 XVI Anhang 591 Abkürzungen 591 Quellen 598 Weiterführende Literatur 601

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