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 Vorwort zur zweiten Auflage Vorwort zur ersten Auflage XIII XV XVII 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 Anforderungen an die Telekommunikal Das Labyrinth Telekommunikationsinfrastruktur Die Gesellschaft Anforderungen Die heutigen Telekommunikationsnetze ISDN GSM-Mobilfunknetze Internet IN (Intelligentes Netz) NGN (Next Generation Networks) Konzept Protokolle Multimedia over IP Echtzeitkommunikation in Paketnetzen VoIP-Kommunikationsszenarien VoIP-Nutzdaten Beispiele fur VoIP-Kommunikation Protokolle Kommunikation in den Schichten 1 und 2 IPv4 (Internet Protocol version 4) IPv6 (Internet Protocol version 6) infrastruktur der Zukunft 1 2 4 6 12 19 19 21 24 26 29 29 33 39 39 39 41 52 55 59 63 68
Vffl 4.2 A TCP (Transmission Control Protocol) 4.2.5 UDP (User Datagram Protocol) 4.2.6 RTP (keal-time (Real-time Transport Protocol) 4.2.7 RTCPi(RTP Control Protocol) ~ 4.2.8 H.323 4.3 QoS (Quality of Service) J 08 4.3.1 IntServ (Integrated Services) * 1U 4.3.2 DiffServ (Differentiated Services) ^4 4.3.3 IntServ und DiffServ kombiniert 120 5 SIP (Session Initiation Protocol) und SDP (Session Description Protocol) 123 5.1 Grundlagen 5.1.1 Transport j 2 124 5.1.2 SIP-Nachrichten (SIP Messages) 5.1.3 Client und Server 12^ 5.1.4 SIP URIs (SIP Uniform Resource Identifier) 1 26 5.2 SIP-Anfragen - SIP Requests 5.3 SIP-Statusinformationen - SIP Responses 5.4 SIP Three Way Handshake 5.5 SIP-Dialoge, -Transaktionen und Events 5.5.1 SIP-Dialog 5.5.2 SIP-Transaktion 5.5.3 Event 5.6 Aufbau der SIP-Nachrichten 5.6.1 Start-Line 5.6.2 Header 5.7 SDP (Session Description Protocol) und Medienaushandlung I 44 5.7.1 Beschreibung medienrelevanter Parameter * 149 5.7.2 Codec-Aushandlung mittels Offer/Answer-Modell 5.7.3 Aushandlung von Multimedia-Sessions ^2 5.8 SIP-Basisablaufe und mogliche Anwendungen 1^ 5.8.1 VoIP (Voice over IP) - Audiokommunikation 1 ^ 5.8.2 Videokommunikation 1^ 5.8.3 Chat - Kommunikation mit Text 165 5.8.4 File Transfer - Dateiubertragung 169 5.8.5 Instant Messaging (IM) - Kurzmitteilungen * 7 * 5.8.6 Presence - Ermitteln des Online-Status eines anderen Nutzers 1 73 6 SIP-Netzelemente 6.1 User Agent 179 6.2 Registrar Server 181 /;> 128 13 l32 J 34 134 135 l36 137 141 l41 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 Gateways 194 6.7.1 SIP/H.323 196 6.7.2 SIP/DSS1 (Digital Subscriber Signalling system no. 1) 199 6.7.3 SIP/POTS (Plain Old Telephone Service) 202 6.7.4 SIP/ISUP (ISDN User Part) 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 SIP-Routing 243 7.1.1 Routing von SIP-Nachrichten 243 7.1.2 Einbeziehung von SIP-Vermittlungsinfrastrukturen 246 7.1.3 SIP-Trapezoid 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 NAT-Typen 276 8.2.1 Full Cone NAT 277 8.2.2 Restricted Cone NAT 278 8.2.3 Port Restricted Cone NAT 280 8.2.4 Symmetric NAT 281 8.2.5 NAPT Gateway-Funktionalitat im Detail 283 8.3 Losungsmoglichkeiten 287 8.3.1 NAPT-Uberwindung durch SIP - Symmetric Response Routing 287 8.3.2 STUN (Simple Traversal of UDP through NAT) 291 8.3.3 TURN (ehemals Traversal Using Relay NAT) 296 8.3.4 ICE (Interactive Connectivity Establishment) 300 8.3.5 UPnP (Universal Plug and Play) 303
X Inhalt 8.3.6 Symmetric RTP 308 8.3.7 Zusammenfassung und weitere Losungsansatze 310 9 SIP und Leistungsmerkmale 315 9.1 Halten(Hold) 316 9.1.1 Einfaches Halten 316 9.1.2 Makeln/Halten mit Ruckfrage (Consultation Hold) 320 9.2 Verbindungsubergabe (Call Transfer) 324 9.2.1 Direkte Verbindungsubergabe (Unattended Transfer) 324 9.2.2 Verbindungsubergabe nach Ruckfrage (Attended Transfer) 326 9.3 Parken (Call Park) 9.4 Rufumleitung/Anrufweiterschaltung (Call Forwarding) 330 9.4.1 Generelle Rufumleitung (Unconditional Call Forwarding) 331 9.4.2 Rufumleitung bei Besetzt (Call Forwarding if Busy) 332 9.4.3 Rufumleitung nach Zeit, Anrufweiterschaltung (Call Forwarding if No Answer) 333 9.5 Anrufubernahme (Call Pickup) 334 9.6 Dreierkonferenz (3-Way Conference) 336 9.6.1 Dreierkonferenz mit passivem Teilnehmerbeitritt (3 rd Party is Added) 336 9.6.2 Dreierkonferenz mit aktivem Teilnehmerbeitritt (3 rd Party Joins) 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 Dienstemobilitat 356 11.4 Endgeratemobilitat 357 12 SIP und Sicherheit 363 12. 364 Sicherheitsmechanismen fur die SIP-Signalisierung 12..1 SIP Digest 364 12. 2 SIPS (SIP Security) 371 12. 374.3 S/MIME (Security/Multipurpose Internet Mail Extension) 12..4 Einsatz eines Anonymisierungsdienstes (Privacy Service) 5 V ~ " ^77 J 12.1.5 Vergleich gangiger SIP-Sicherheitsmechanismen 12.1.6 Einsatz weiterer Sicherheitsmechanismen fur die SIP-Kommunikation 378 328
Inhalt 12.2 12.2.1 12.2.2 12.3 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 14 Sicherheitsmechanismen fur die Nutzdatenkommunikation SRTP (Secure Real-time Transport Protocol) Weitere Verfahren zum geschutzten Nutzdatenaustausch IPsec (Internet Protocol Security) Zukunftige Telekommunikationsnetze IP-Netze UMTS-Mobilfunknetze IMS (IP Multimedia Subsystem) NGN und IMS Konvergente Telekommunikationsnetze Migrationsszenarien Langfristige Netzentwicklung Standardisierung und Ausblick XI 381 381 384 385 387 394 405 419 428 432 443 458 467 15 Testaufbau mit SIP User Agent und Protokollanalyse-Software 15.1 15.1.1 15.1.2 SIP User Agent PhonerLite Installation Konfiguration 476 All 479 15.1.3 Bedienung 482 15.2 Protokollanalyse-Software Packetyzer 485 15.2.1 Installation 485 15.2.2 Konfiguration 487 15.2.3 Bedienung 489 Abkurzungen 495 Literatur und Quellen 515 Index 545 475