NGN: H.323 overview

2 Cosè H.323? È una raccomandazione pubblicata dallITU-T (International Telecommunications Union Telecommunications Sector). La versione 1 è stata approvata nel H.323 è standardizzato dallITU-T Study Group 16 La versione 5 dellH.323 è schedulata per lapprovazione per Maggio 2003 H.323 è uno standard che specifica i componenti, i protocolli, e i meccanismi per la trasmissione di dati multimediali su reti a commutazione di pacchetto senza garanzie di qualità del servizio.

3 Componenti Elementi di un sistema H.323: Terminal Gateway Gatekeeper MCU (Multipoint Control Unit) Border Elements

4 Terminal Un H.323 terminal è il nodo finale della rete (endpoint) che consente la comunicazione audio (o opzionalmente video e dati) bi-direzionale con un altro H.323 terminal, gateway o MCU Esempi: Telefono tradizionale Dispositivo IVR (Interactive Voice Response) Voic system Soft phones (es. NetMeeting®)

5 MCU (Multipoint Control Unit) LMCU fornisce il supporto per conferenze di più terminali H.323 Contiene un Multipoint Controller (MC) che gestisce la segnalazione di chiamata e (opzionalmente) un Multipoint Processor (MP) che processa laudio/video (ad esempio mixing dei media, conversione tra codec, etc)

6 MCU Segnalazione e dati Segnalazione Dati

7 Gateway Il gateway ha la funzione di connettere una rete H.323 con unaltra non H.323, traducendo opportunamente i formati di trasmissione e le procedure di comunicazione. È composto da un Media Gateway Controller (MGC) e da un Media Gateway (MG). –MGC gestisce la segnalazione Q.931 / H –MG gestisce laudio multiplex, rate matching, audio transcoding

8 Gateway

9 Gatekeeper Il gatekeeper è indicato come elemento opzionale. Se presente, possiede le seguenti funzionalità : –Address translation (routing). Determina lindirizzo di destinazione di un endpoint H.323 per una chiamata. H.323 Alias indirizzi IP (durante la registrazione del terminale) -like name phone number like name –Admission control. Determina se ad un endpoint è permesso o meno di accedere al sistema. –Bandwidth control. Processa al minimo le richieste di banda. –Zone management.

10 Gatekeeper (2) Funzionalità opzionali: Call control signalling. Gestione della segnalazione H.225/Q.931 tra endpoint H.323. Call authorization. Concede o meno lautorizzazione ad effettuare una chiamata utilizzando opportune policy (es. stato della sottoscrizione al servizio dellendpoint) Bandwidth management. Processa le richieste di banda utilizzando policy (es. condizioni della banda in quel momento) Call management. Processa le richieste di chiamata usando policy (es. stato dellendpoint) Gatekeeper management information (MIB). Bandwidth reservation. Riserva la banda per quei terminali che non sono in grado di farlo. Directory services.

11 H.323 Zone Collezione di dispositivi H.323 gestiti da un unico gatekeeper. Una chiamata tra due endpoint appartenti alla stessa zona passa da un unico gatekeeper. Una chiamata tra due endpoint di due zone differenti coinvolge più gatekeeper. GK MCU T GW

12 Border Elements Scambiano informazioni sugli indirizzi e sono coinvolti nella call authorization tra diversi domini amministrativi (utilizzano o meno una clearing house). Possono aggregare informazioni sugli indirizzi per ridurre il volume del traffico dovuto ai messaggi di routing che passano in rete.

13 The Zone TTT GW SCN MCU GK

14 Single Administrative Domain BE Collezione di zone che sono sotto un unico dominio amministrativo (es. Service Provider)

15 Multiple Administrative Domains Clearing House Packet Network

16 Utilità del gatekeeper Management centralizzato –Authentication, routing, call detail recording, etc. Isola gli endpoint dai dettagli sulla gestione della rete –Per nascondere dettagli topologici della rete è possibile fare in modo che tutta la segnalazione passi dal GK Interfaccia verso Network Database –LDAP directories, RADIUS servers, etc. Interfacce verso altre reti H.323 –Chiamate tra Service Provider

17 H.323 protocol stack H.323 IP UDP RTP RTCP TCP/UDPTCPUDP TCP Audio Codecs G.711 G G Video Codecs H.261 H.263 H T.120 H Call Signaling H.245 H RAS Terminal Control and Management Data Applications Media Control Multimedia Applications, User Interface

18 RTP(Real Time Protocol) Header

19 RTP Identificazione del payload tipo di codifica Timestamp sampling clock + reference clock Numeri di sequenza +1 per ogni pacchetto RTP inviato in rete. Individuazione di eventuali perdite di pacchetti.

20 H.225 RAS (Registration, Admission and Status) RAS è un protocollo per la registrazione, il controllo degli accessi, la segnalazione di cambiamenti di banda e di stato tra gli endpoint e i gatekeeper. In particolare fornisce i seguenti servizi: Gatekeeper discovery Gatekeeper Registration Admission control

21 Endpoint/GK Discovery GatekeeperConfirm: requestSeqNum gatekeeperIdentifier rasAddress alternateGatekeeper.. (2) Io posso essere il tuo GK GatekeeperRequest: requestSeqNum rasAddress endpointType gatekeeperIdentifier endpointAlias.. (1) Chi è il mio GK? Endpoint GK (1) GRQ (2) GCF/GRJ

22 Endpoint/GK Discovery Lendpoint determina a quale gatekeeper deve registrarsi inviando un messaggio GRQ (Gatekeeper Request) ad un indirizzo multicast noto. Uno o più gatekeeper possono rispondere con un messaggio GCF (Gatekeeper Confirm), proponendosi come possibili gatekeeper per lendpoint. Nel caso di più alternative, lendpoint può scegliere a quale gatekeeper registrarsi. Accettazione di un endpoint in base a: – IP address (o IP subnet) dellendpoint – Gatekeeper ID fornito dallendpoint – Alias forniti dallendpoint – Carico del gatekeeper

23 GRQ

24 GRQ – ASN.1 Specification GatekeeperRequest ::= SEQUENCE { requestSeqNum RequestSeqNum, protocolIdentifier ProtocolIdentifier, nonStandardData NonStandardParameter OPTIONAL, rasAddress TransportAddress, endpointType EndpointType, gatekeeperIdentifier GatekeeperIdentifier OPTIONAL, callServices QseriesOptions OPTIONAL, endpointAlias SEQUENCE OF AliasAddress OPTIONAL,..., alternateEndpoints SEQUENCE OF Endpoint OPTIONAL, tokens SEQUENCE OF ClearToken OPTIONAL, cryptoTokens SEQUENCE OF CryptoH323Token OPTIONAL, authenticationCapability SEQUENCE OF AuthenticationMechanism OPTIONAL, algorithmOIDs SEQUENCE OF OBJECT IDENTIFIER OPTIONAL, integrity SEQUENCE OF IntegrityMechanism OPTIONAL, integrityCheckValue ICV OPTIONAL,..}

25 Endpoint/GK Registration RegistrationConfirm: requestSeqNum terminalAlias endpointIdentifier alternateGatekeeper timeToLive willRespondToIRR preGrantedARQ.. RegistrationRequest: requestSeqNum callSignalAddress terminalAlias timeToLive keepAlive endpointIdentifier willSupplyUUIEs.. Endpoint GK (1) RRQ (2) RCF/RRJ (1) Questi sono I miei alias ed il mio IP (2) OK

26 Endpoint/GK Registration Il gatekeeper puo richiedere allendpoint di autenticarsi –Dalla versione 2 è possibile utilizzare password criptate e certificati Il gatekeeper può autorizzare o meno un endpoint – Es. In base ad una lista di alias validi Il Gatekeeper assegna un Endpoint ID da usarsi in tutti I successivi messaggi Lendpoint indica un TTL (Time To Live) dopo il quale il gatekeeper può deregistrarlo. Il GK può accettare tale valore o diminuirlo.

27 Call Admission AdmissionConfirm: requestSeqNum bandwidth callModel destCallSignalAddr irrFrequency willRespondToIRR uuiesRequested.. Endpoint GK (1) ARQ (2) ACF/ARJ (2) Si, contatta questo IP (1) Posso chiamare usando una conn. a 16 Kb/sec? AdmissionRequest: requestSeqNum callModel endpointIdentifier destinationInfo destCallSignalAddress srcInfo bandwidth conferenceID/callID willSupplyUUIEs..

28 Call Admission Il gatekeeper verifica che lendpoint sia registrato e che abbia lautorizzazione a fare la chiamata Il gatekeeper determina il modello di chiamata –Lendpoint può esprimere una preferenza, ma è il gatekeeper a decidere Il gatekeeper verifica la disponibilità di banda e modifica il valore della banda richiesta dallendpoint Direct signalling: il gatekeeper fornisce lindirizzo dellendpoint di destinazione Gatekeeper Routed Signalling: il gatekeeper fornisce il proprio indirizzo

29 Location Request GK A T a GK B T b 1. ARQ 4. ACF 6. ARQ 7. ACF 2. LRQ 3. LCF 5. Cerca di stabilire la connessione 8. Connessione instaurata

30 H.225 Call Signalling H.225 Call Signalling è utilizzato per stabilire una connessione tra due entità H.323 È derivato da Q.931 (ISDN Call Signalling)

31 H.225 Call Signalling T2 T1 Setup Call Proceeding Alerting Connect CONNECTED Opzionali Release Complete

32 Modelli di segnalazione Un signalling model determina quali messaggi passano dal gatekeeper e quali sono scambiati direttamente tra endpoint. È il gatekeeper a decidere il signalling model Il media non passa mai dal gatekeeper Principali signalling model: –Direct Endpoint Call Signalling –Gatekeeper Routed Call Signalling

33 Direct Endpoint Call Signalling Call Signalling (Q.931) Address Translation Admission Control Bandwidth Control (RAS) GK TerminalGateway/Terminal Call Control (H.245) Media Stream (RTP)

34 Direct Endpoint Call Signalling Il gatekeeper partecipa alla call admission ma ha una conoscenza limitata delle chiamate in corso Un singolo gatekeeper può gestire un grosso numero di chiamate Limitazioni sulle funzionalità di management Limitazioni sulla sicurezza (es. Non può validare i messaggi Q.931) Limitazioni su funzionalità CDR (Call Datail Recording Function). Es. Durata delle chiamate

35 Gatekeeper Routed Call Signalling (Q.931) Call Signalling (Q.931) Address Translation Admission Control Bandwidth Control (RAS) GK TerminalGateway/Terminal Call Control (H.245) Media Stream (RTP)

36 Gatekeeper Routed Call Signalling (Q.931) Il gatekeeper conosce lo stato della chiamata ma non sa nulla sul media (non ha accesso alla segnalazione H.245) Il carico è maggiore rispetto al caso precedente (segnalazione Q.931) Le funzionalità di management possono includere statistiche sulle connessioni ma non sullutilizzo del media Il gatekeeper può validare i messaggi Q.931 Funzionalità Call Detail Recording

37 Call Setup Esempio di Call Setup: Point to Point call Un terzo terminale è invitato nella conversazione Il gatekeeper utilizza Direct Call Model

38 Call Initiation PictureTel (1) ARQ Posso chiamare Bob? (2a) GK risolve Bob In un IP attraverso H.323 registration o un servzio esterno (e.s. DNS) (2b) Admission Policy (3) ACF Si, usa questo Indirizzo IP Bill Bob GK

39 Call Connection PictureTel (4) SETUP (Create) Bill Bob GK (5) ARQ Posso rispondere? (6) ACF Si (7) ALERTING (8) CONNECT (Lutente risponde)

40 H.245 Connection PictureTel Bill Bob (9) Connessione H.245 stabilita - Capability Exchange - Master/Slave Determination - Apertura Logical Channel - audio, video Bill vince la Master/Slave determination e diventa il Multipoint Controller della conferenza

41 Bill invita Ross PictureTel Ross GK (10) ARQ Invito per Ross (11) ACF Risolve indirizzo IP (12) SETUP (Invite) (13) ARQ Posso unirmi? (14) ACF Si (15) ALERTING (16) CONNECT (17) H.245 CONNECTION Bill

42 H.323 version 4 Alternate Gatekeepers Endpoint Capacity Reporting Gateway decomposition

43 Alternate Gatekeeper Un endpoint può effettuare un switch su un altro gatekeeper e continuare la comunicazione T GK X X

44 Endpoint Capacity Reporting Linformazione trasmessa contiene: Numero corrente di chiamate Max numero di chiamate GK GW 23% GW 77% GW 48% GW 64% GW 14% GW 36% GK seleziona il GW con capacità maggiore.

45 Gateway decomposition Separazione fra funzionalità MGC e funzionalità MG Maggior scalabilità MGC e MG comunicano tramite H.248 La comunicazione tra diversi MGC avviene tramite H.323 MGC MG

46 Reference Packetizer H.323 Forum OpenH323