diseño e implementación de una solución de interconexión de redes ngn mediante el protocolo sip ...

174 Pages·2014·5.04 MB·Spanish

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE INTERCONEXIÓN DE REDES NGN
MEDIANTE EL PROTOCOLO SIP

ING. WILLIAM FERNANDO SANCHEZ PACHECO

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
BOGOTÁ D.C.
MAYO DE 2013
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE INTERCONEXIÓN DE REDES NGN
MEDIANTE EL PROTOCOLO SIP

ING. WILLIAM FERNANDO SANCHEZ PACHECO

Trabajo de profundización para optar por el título de
Magister en Ingeniería Electrónica

Director:
LUIS CARLOS TRUJILLO ARBOLEDA
Ingeniero Electrónico, M.Sc.

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
BOGOTÁ D.C.
MAYO DE 2013
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
MAESTRÍA EN INGENIERIA ELECTRÓNICA

RECTOR MAGNÍFICO: P. JOAQUÍN SÁNCHEZ GARCÍA S. J.
DECANO ACADÉMICO: Ing. JORGE SANCHEZ, Ph.D.
DECANO DEL MEDIO UNIVERSITARIO: P. SERGIO BERNAL RESTREPO S. J.
DIRECTOR DE LA MAESTRÍA: Ing. CESAR LEONARDO NIÑO. PH.D.
DIRECTOR DEL TRABAJO DE GRADO: Ing. LUIS CARLOS TRUJILLO ARBOLEDA, MSc.

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NOTA DE ACEPTACIÓN

Nota de aceptación
______________________
______________________
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Presidente del Jurado

_____________________
Jurado

_____________________
Jurado

Bogotá, Mayo de 2013
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ARTÍCULO 23 DE LA RESOLUCIÓN No. 13 DE JUNIO DE 1946

“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de
grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque los
trabajos no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vea en ellos el
anhelo de buscar la verdad y la justicia”.

Artículo 23 de la Resolución No. 13, del 6 de julio de 1946,
por la cual se reglamenta lo concerniente a Tesis y Exámenes
de Grado en la Pontificia Universidad Javeriana.

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DEDICATORIA

Agradezco a mi mamá, a mis hermanos
Y en general a toda mi familia que me
Apoyo en todo mí proceso de
Formación académica.

William Fernando Sánchez Pacheco

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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCION ......................................................................................................................... 14
2. MARCO TEORICO ....................................................................................................................... 16
2.1. REDES DE NUEVA GENERACION (NGN) ......................................................................... 16
2.1.1. Componentes de las redes NGN. ..................................................................................... 17
2.1.2. Características de las redes NGN ..................................................................................... 18
2.1.3. Servicios y aplicaciones de las redes NGN ...................................................................... 20
2.1.3.1. Servicios de las redes NGN ..................................................................................... 20
2.1.3.2. Aplicaciones de las redes NGN................................................................................ 21
2.1.4. Arquitectura de Softswitch/MGC .................................................................................... 21
2.1.5. Arquitectura IMS/MGC .................................................................................................. 23
2.2. PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL) ................................................... 27
2.2.1. Componentes de SIP ....................................................................................................... 29
2.2.2. Mensajes de Petición ....................................................................................................... 30
2.2.2.1. Extensiones del Protocolo SIP ................................................................................. 31
2.2.2.2. Estructuras e mensajes. ............................................................................................ 32
2.2.3. Mensajes de Respuesta .................................................................................................... 32
2.2.4. Cabecera SIP .................................................................................................................. 34
2.2.5. Cuerpo de los mensajes SIP (protocolo de descripción de la sesión SDP) ........................ 36
2.3. PROBLEMAS GENERALES DE INTEROPERABILIDAD .................................................. 37
2.3.1. Problemas específicos de interconexión del protocolo SIP ............................................... 38
2.3.2. Problemas específicos de interconexión del protocolo SIP e SDP .................................... 39
3. ESPECIFICACIONES ................................................................................................................... 40
3.1 Red NGN ZTE-PUJ ............................................................................................................ 42
3.2 Red NGN ANKLA ............................................................................................................. 43
3.3 Infraestructura de Interconexión redes NGN´s. .................................................................... 44
3.3.1 Nodo Captura .............................................................................................................. 44
3.3.2 Generador de tráfico .................................................................................................... 46
3.3.3 Simulador trama SIP ................................................................................................... 47
3.3.3.4 Firewall ...................................................................................................................... 47
4 DESARROLLOS. .......................................................................................................................... 48
7
4.3 ANÁLISIS DEL PROTOCOLO SIP. ...................................................................................... 48
4.3.3 Análisis del protocolo SIP ZTE-PUJ ............................................................................... 48
4.3.4 Análisis del protocolo SIP ANKLA................................................................................. 54
4.3.5 Comparación de las dos redes NGN´s ............................................................................. 59
4.4 PRUEBAS DE INTEROPERABILIDAD ............................................................................... 59
4.4.3 Escenario de interoperabilidad ZTE-ANKLA .................................................................. 59
4.4.4 VPN y sus características de interoperabilidad. ................................................................ 65
4.4.4.4 VPN Sitio a Sitio utilizando NAT ................................................................................ 66
4.4.4.5 Seguridad VPN IPSec ................................................................................................. 66
4.4.4.6 Descripción de los Parámetros de la VPN Sitio a Sitio de la Red NGN ZTE-PUJ y
ANKLA……………………………………………………………………………………………………………………………………67
4.5 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE INTEROPERABILIDAD ............................................ 67
4.5.3 Identificación y reconocimiento ...................................................................................... 68
4.5.3.4 Llamada Simple Entre Dispositivos IP A Través De Troncal SIP ................................. 69
4.5.3.5 Llamada Simple Entre Dispositivos IP hacia el servidor de aplicaciones ...................... 70
4.6 INTEGRACIÓN GENERADOR DE TRÁFICO, NODO CAPTURA Y EMULADOR DE
TRAMA SIP ...................................................................................................................................... 71
4.6.3 Integración Nodo Captura y Generador de Tráfico .......................................................... 71
4.6.4 Emulación de la trama SIP y Nodo Captura. .................................................................... 72
5 ANALISIS DE RESULTADOS ..................................................................................................... 73
5.3 CARACTERIZACION NODO CAPTURA ............................................................................ 73
5.3.3 Descripción del funcionamiento Nodo Captura ................................................................ 73
5.3.4 Características del hardware Nodo Captura ..................................................................... 74
5.3.5 Análisis Nodo Captura .................................................................................................... 74
5.3.6 Emulación Trama SIP para el Comportamiento del Nodo Captura. .................................. 76
5.3.6.4 SIP campo y longitudes mensaje Proxy SIP. ................................................................ 77
5.3.6.5 Parámetros TEL-URI .................................................................................................. 77
5.3.6.6 Invite –Reinvite (Subscribe) ........................................................................................ 77
5.3.6.7 Valor De Cabecera PRACK ........................................................................................ 78
5.4 NODO CAPTURA PLATAFORMA AVAYA ....................................................................... 78
5.5 MEDICIONES DE QOS ........................................................................................................ 79
6 CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 81
7 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 83
8
8 ANEXOS ....................................................................................................................................... 85
ACRONIMOS ....................................................................................................................................... 86

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2-1. Evolución de la Red Clásica a la NGN – Simplificación de la torre de Protocolos…………..17
Figura 2-2. Arquitectura de las redes de nueva generación (NGN)………………………………………..18
Figura 2-3. Separación de los servicios y el transporte en redes NGN…………………………………….18
Figura 2-4. Red NGN con arquitectura Softswitch…………………………………………………….......23
Figura 2-5. Arquitectura de redes y servicios IMS………………………………………………………...24
Figura 2-6. Vista general de la arquitectura IMS…………………………………………………………..26
Figura 2-7. Posición de SIP dentro de la pila de protocolos……………………………………………….28
Figura 2-8. Flujo de mensajes de una Sesión SIP………………………………………………………….28
Figura 2-9. Flujo de mensajes de una Sesión SIP con un analizador de protocolos……………………….29
Figura 2-10. Cliente SIP y Componentes del Sistema del Servidor……………………………………….29
Figura 3-1. Protocolos de la red NGN…………………………………………………………………..…41
Figura 3-2. Arquitectura básica de interconexión las diferentes redes NGN´s……………………………41
Figura 3-3. Arquitectura Red NGN ZTE-PUJ…...…………………………………………………….......42
Figura 3-4. Arquitectura ANKLA………………………………………………………………………….44
Figura 3-5. Arquitectura Nodo Captura…………………………………………………………………....45
Figura 4-1. Comunicación básica del protocolo SIP de la red NGN ZTE-PUJ …………………………...49
Figura 4-2. Comunicación básica del protocolo SIP de la red NGN ANKLA………………………...…..54
Figura 4-3. Estructura de un servidor Proxy SIP………………………………………………………......61
Figura 4-4. Estructura de mensajes SIP con un servidor Proxy SIP………………………………………62
Figura 4-5. Arquitectura PROXY de interconexión las diferentes redes NGN´s de estudio………………63
Figura 4-6. Llamada saliente: Mensaje INVITE + SDP con timbrado local……………………………...64
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