Projeto InterVoIP: contexto e desafios

Helio Alexandre Carvalho (helioac@cpqd.com.br)

Renata M. Ganselli Stevaux (stevaux@cpqd.com.br)

Agenda

• Contexto e desafios do Projeto InterVoIP (CPqD)• Apresentação do Projeto InterVoIP, motivação e etapas• Conceitos• ENUM – Convergência de Serviços • Tecnologias de Interconexão VoIP • Desafios da Pesquisa do Projeto InterVoIP

• Benchmarking de servidores DNS-ENUM (UFU)• Pesquisa de uma solução em VoIP Peering (CPqD)

• Padrões de implementação : IETF • Arquitetura• Estudo de caso do InterVoIP

Projeto InterVoIPInterconexão de redes VoIP utilizando mapeamento eletrônico de números

Motivação:• Promover a interligação entre as “Ilhas VoIP”

Objetivos:• Estabelecer um modelo de interconexão VoIP que promova a

integração e a padronização dessas redes, permitindo que chamadas entre usuários VoIP, de redes autônomas, sejam realizadas totalmente no ambiente IP

• Ampliar a possibilidade de utilização do serviço VoIP entre usuários de diferentes redes VoIP

• Contribuir para a redução do custo das chamadas

Etapas do Projeto

1 – Pesquisa sobre DNS/ENUM – seleção do servidor

2 – Pesquisas para definição da arquitetura

3 – Definição e validação da arquitetura (PoC)

4 – Desenvolvimento do Protótipo:

4.1 - aprovisionamento de números

4.2 - encaminhamento de chamadas

5 – Desenvolvimento da portabilidade numérica e relatórios

6 - Documentação final e fechamento do projeto

2011 - 2013

18/04/2013

Agenda

• Contexto e desafios do Projeto InterVoIP (CPqD)• Apresentação do Projeto InterVoIP, motivação e etapas• Conceitos• ENUM – Convergência de Serviços • Tecnologias de Interconexão VoIP • Desafios da Pesquisa do Projeto InterVoIP

• Benchmarking de servidores DNS-ENUM (UFU)• Pesquisa de uma solução em VoIP Peering (CPqD)

• Padrões de implementação : IETF • Arquitetura• Estudo de caso do InterVoIP

VoIP

• Tecnologia que permite realizar o transporte de voz através de uma rede baseada em IP

• Na comunicação através do VoIP a voz passa por um processo de codificação/decodificação que a transforma em pacotes que serão transmitidos pela rede

Exemplos mais conhecidos de utilização dessa tecnologia:

• Usuários Domésticos: Skype, Google Talk

• Usuários Corporativos: PABX IP, Asterisk

SIP e RTP

Protocolos utilizados no VoIP

SIP – Session Initiation Protocol• Protocolo desenvolvido pelo IETF (especificado pela RFC 3261)• Principais funções : criar, modificar e terminar sessões multimídia

RTP – Real Time Transport Protocol• Protocolo desenvolvido pelo IETF (especificado pela RFC 3550)• É o protocolo responsável pela transmissão da voz

Comunicação VoIP

Com o crescimento de usuários VoIP, o que ocorreu?

• Chamadas do ISP1 para o ISP2 passam por um rede PSTN para ser completada surgindo o que chamamos de “ILHAS VOIP”

Comunicação VoIP

Qual seria o cenário ideal?

• Todas as chamadas encaminhadas do ISP1 para o ISP2 passam pela Rede IP sem a necessidade de passar pela PSTN (Public Switched Telecommunications Network)

Comunicação VoIP

Como resolver o problema?

• Através do DNS-ENUM

ENUM

O que é o ENUM (Electronic Number Mapping)

• É um mecanismo que transforma um número telefônico E.164 (padrão ITU-T) numa URI (Uniform Resource Identifier), permitindo assim o encaminhamento de chamadas em uma rede IP. Porque ele surgiu?

• Para compatibilizar a numeração já amplamente utilizada pela telefonia convencional (E.164) com o padrão de identificação utilizado pelas redes IP.

Como o ENUM trata a questão da sinalização das chamadas?

• A proposta do ENUM é fazer com que o DNS (Domain Name System), que é especializado na tradução de endereços do formato URI para o IP, também realize a tradução de números telefônicos, permitindo que chamadas encontrem seu destino na rede.• O ENUM atende uma necessidade atual que é a de convergência de serviços.

ENUM – Convergência de Serviços

PSTN

Internet

Rede VoIP

email

IM

SMP

faxvídeo

web

smartfone

telefone fixo

portabilidade

telefonia voipmmstablets

smsDNS-ENUM

Cenário Global – Comunicação VoIP / ENUMMotivação para adoção do ENUM • Crescimento expressivo do VoIP no mundo

• Restrições decorrentes do isolamento e formação de “Ilhas VoIP”

Fonte: Starhome

• As ilhas não possuem comunicação direta

• A PSTN é utilizada como roteamento “default” entre as operadoras• Degradação de serviços• Impossibilidade de oferecimento de alguns serviços entre as operadoras

• Aumento do custo das chamadas• Incompatibilidade do modelo de cobrança

ENUM – É a solução?

O ENUM resolve a questão das “Ilhas VoIP”?• O ENUM é parte da solução

Outras questões necessitam ser tratadas como:• Roteamento• Desempenho• Disponibilidade• Escalabilidade• Padronização

Um novo conceito precisa ser adicionado• O conceito de Peering

Tecnologias de interconexão VoIP

O que significa e como surgiu o Peering?

• O Peering surgiu da necessidade de interconexão entre redes com interesse mútuo de troca de tráfego de dados, podendo ocorrer na camada de enlace ou de rede

• O VoIP Peering de forma equivalente, surgiu da necessidade da troca de tráfego de voz entre provedores VoIP com interesse de tráfego de chamadas entre seus clientes

VoIP Peering

IP Peering

Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física

Camadas Modelo TCP/IP

IP Peering x VoIP Peering

IP Peering

• Funciona na camada de rede do TCP/IP• Usado primordialmente para troca de dados• É sem dúvida o mais utilizado

VoIP Peering

• Funciona na camada de aplicação do TCP/IP• Faz uso de protocolo de roteamento

• Pode ocorrer num peering IP

Tipos de VoIP Peering

VoIP Peering Bilateral

• Os membros participantes estabelecem Peering diretamente com os provedores que estiverem interessados. Para que isso ocorra, cada participante deverá conter uma tabela de rotas com os prefixos dos sistemas a serem conectados

ISP 1ISP 1

ISP 5ISP 5

ISP 3ISP 3

ISP 6ISP 6

ISP 4ISP 4

ISP 2ISP 2

Peering Bilateral

Conceitos – Tipo de VoIP Peering

VoIP Peering Multilateral

• Os membros participantes estabelecem conexão com o servidor de rotas que centraliza e trata do encaminhamento das chamadas. Não há necessidade de cada provedor armazenar todas as tabelas de rotas e prefixos dos sistemas a serem conectados.

ISP 1ISP 1

ISP 5ISP 5

ISP 3ISP 3

ISP 2ISP 2

ISP 6ISP 6

ISP 4ISP 4

Servidor de Rotas VoIP

Peering Multilateral

Desafios de Pesquisa do Projeto InterVoIP

• Construir um protótipo que atenda as necessidades de uma solução de VoIP Peering

• Tomada de decisões de roteamento• Quais chamadas são terminadas em um par VoIP?• Qual a provedora para a qual devo encaminhar esta chamada?• Como encaminho a chamada para o par?

• Requisitos relevantes• Desempenho

• Disponibilidade• Escalabilidade

• Padronização• IETF apresenta recomendações relevantes de interoperabilidade

Padrões do IETF

SPEERMINT - Session PEERing for Multimedia INTerconnection

• Grupo de Trabalho IETF• Define arquiteturas para identificar, sinalizar e rotear sessões de

comunicação de tempo real em pontos de interconexão• Voz é a motivação principal• Considera informações de Presença e IM (Instant Messaging)• Assume o uso de SIP

DRINKS – Data for Reachability of Inter/tra-NetworK SIP

• Propõe uma Interface para aprovisionamento dos dados de roteamento • Os dados são aprovisionados de forma centralizada e podem ser

replicados em repositórios locais• Sugere um modelo para armazenamento de dados

Cenários Possíveis de Modelo de Negócio

Cenário 1 – COTS (Commercial off-the-Shelf)• O provedor do VoIP adquire e opera toda a solução • Uso interno para roteamento de chamadas aos parceiros de peering

Cenário 2 – SaaS (Software as a Service)• Uma empresa especializada opera o registro e é responsável por disponibilizá-lo na

forma de serviço• O serviço pode ser solicitado através do encaminhamento das sessões ou através de

SIP Redirect

Cenário 3 - Repositório• Uma empresa especializada opera o registro• A operadora possui apenas a base de dados replicada

Cenário 4 - Federação• Uma federação opera a solução e realiza o encaminhamento das chamadas• O encaminhamento da chamada pode ser realizado pela federação

Modelo adotado para o desenvolvimento do protótipo

Qual o modelo adotado?• O modelo adotado para desenvolvimento foi o Federativo baseado no

Peering Multilateral

Porquê?• Nos estudos realizados e baseado nas observações da implantação de

serviços de peering no mundo, o modelo federativo é o que o que mais tem mostrado resultados

• Permite a existência de uma entidade centralizadora que irá administrar a operação, desempenhando o papel de uma espécie de câmara de compensação

• Oferece sustentabilidade para a administração da federação que poderá oferecer outros serviços de valor agregado

Agenda

• Contexto e desafios do Projeto InterVoIP (CPqD)• Apresentação do Projeto InterVoIP, motivação e etapas• Conceitos• ENUM – Convergência de Serviços • Tecnologias de Interconexão VoIP • Desafios da Pesquisa do Projeto InterVoIP

• Benchmarking de servidores DNS-ENUM (UFU)• Pesquisa de uma solução em VoIP Peering (CPqD)

• Padrões de implementação : IETF • Arquitetura• Estudo de caso do InterVoIP