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PRÁCTICA N°2: Establecimiento directo de comunicaciones de VoIP mediante Softphone y teléfonos IP usando el protocolo SIP. OBJETIVOS

• Aprender las técnicas básicas de diagnóstico, mediante herramientas software. • Experimentar con softphones y teléfonos IP. • Analizar los intercambios de señalización en el protocolo SIP entre los diferentes dispositivos.

INTRODUCCION TEÓRICA • Beneficios de Voz sobre IP.

� Permite combinar redes de voz y datos para reducir costos. � Al usar una sola infraestructura de red, la adición, mudanza y reubicación de puestos de

trabajo es más simple que con la telefonía tradicional. • En telefonía sobre IP se pueden establecer tres tipos de llamadas:

a. De teléfono IP a teléfono IP. Se requiere de un Softphone instalado en cada PC o de un teléfono IP físico.

b. De teléfono IP a Teléfono tradicional1. c. De teléfono tradicional a teléfono tradicional.

En una comunicación de Voz sobre IP están presentes dos tipos de flujos: Señalización: Es necesaria pues garantiza el control de la comunicación. Permitiendo que los extremos a comunicar negocien el tipo de codificador a emplear; intercambien parámetros de empaquetado; intercambien números de puertos; soliciten calidad de servicio a la red; etc.

• Por defecto tanto el teléfono IP Granstream como el SJPhone usa el protocolo de señalización SIP (Session Initialization Protocol).

• SIP fue diseñado para transitar por tres etapas: iniciacización, modificación y terminación de las sesiones de comunicación media interactiva entre usuarios. Tales sesiones incluyen, voz, vídeo, chat, juegos interactivos y realidad virtual.

• SIP fue definido por la Internet Engineering Task Force (IETF) y se ha establecido como estándar en telefonía IP.

Datos (Transporte de Media): Paquetes que contienen la información de la voz como tal. La voz después de ser muestreada, digitalizada, comprimida (Codecs) es empaquetada con encabezado del protocolo RTP (Real Time Protocol), que se encapsula en UDP y este a su vez en IP. Así viaja la voz por la red IP.

1 Las Gateways adaptan la telefonía tradicional a la telefonía sobre IP

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Entidades SIP • Las que no pueden falta:

Agente Usuario (UA). Aplicación que contiene un Cliente Agente Usuario (UAC) y a un Servidor Agente Usuario (UAS). • Cliente Agente Usuario (UAC). Aplicación cliente que inicia una solicitud SIP. • Servidor Agente Usuario (UAS). Aplicación Servidora que contacta el usuario cuando una

solicitud SIP es recibida y retorna una respuesta en representación del usuario. La respuesta acepta, rechaza o redirecciona la solicitud.

• Las que son opcionales (Pueden o no estar) • Servidor Proxy. Un programa intermediario que actúa como servidor y como cliente para

propósitos de hacer solicitudes en representación de otros clientes. Las solicitudes podrán realizarse también a otros servidores.

• Servidor de Redireccionamiento. Acepta la solicitud SIP, la asocia con una o más direcciones nuevas y retorna estas al cliente. No inicia solicitudes SIP.

• Servidor de Registro. Acepta solicitudes de registro, actualizándose sobre la localización de los usuarios, por lo que también se conoce como servidor de Localización.

SJPhone y el teléfono IP, cuentan con la entidad SIP de Agente Usuario (UA), pues cuando

inicia una solicitud se comporta como cliente; y cuando la recibe se comporta como servidor.

MATERIALES Y EQUIPO • Softphone SJPhone: Un softphone es un programa (software) que perite las funcionalidades

de un teléfono, instalado en un dispositivo que no es un teléfono en sí, como el PC. SJPhone es uno de los ejemplos de softphones que podemos encontrar en la Red. Posee diferentes versiones, para ser empleada en diferentes sistemas operativos. En nuestro caso usaremos la versión para Windows. Aunque se trata de un software antiguo (2008), es muy didáctico y nos permite modificar determinados parámetros que en otro softphone, mucho más actual, es imposible. En otras prácticas iremos utilizando modelos más actuales y mucho más sencillos que SJPhone, que además nos permitirán comunicaciones media de videoconferencias.

• Teléfomo IP marca Grandstream: Se trata de un teléfono IP de los de gama media/baja, que a diferencia del softphone no requiere estar conectado a un PC para funcionar, basta con conectarlo a la red de datos.

• Analizador de protocolos Wireshark, que hemos aprendido como utilizar en la práctica anterior. Lo complementaremos con la información que nos facilita el proprio dispositivo SJPhone.

PROCEDIMIENTO El objetivo en esta práctica será establecer una llamada entre dos teléfonos IP, es decir, entre

dos PC’s conectados a la red del taller (10.1.10.0), dos teléfonos IP o bien un teléfono IP y un softphone. Para poder realizar la práctica deberemos asegurarnos que nuestros dispositivos están conectados dentro de la misma red del taller (10.1.10.0) y que la conexión del cable de red es fiable.

1º.- Identificación de nuestra IP. Como primer paso ejecutaremos el comando ipconfig desde la consola del sistema operativo y

averiguaremos cual es la dirección IP que nos ha asignado el servidor DHCP a nuestro PC.

Dirección IP de nuestro PC: ___.___.____.___ Dirección IP del teléfono de nuestra mesa: ___.___.____.___

2º.- Instalación y Configuración del softphone SJPhone Instalaremos y configuraremos el softphone que utilizaremos en esta práctica en el PC de

nuestro grupo. Se recomienda seguir los pasos indicados en cuadro siguiente:

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1er paso: instalación software SJPhone descargado del siguiente enlace (Descargar)

2º paso: Instalar el software descargado en el punto anterior en el/los PC’s donde realizaremos la práctica

3er paso: Ser pacientes durante la instalación, esperar a que nos aparesca la siguiente pantalla y le damos a Finish. Yá tenemos instalado el softphone en nuestro PC.

4º paso: Si no se ejecuta automaticamente lo podemos buscar el menú inicio como SJPhone 1.65 . Ahora lo configuraremos en siguiente paso.

5º paso: Veamos cuales son las opciones más útiles de SJPhone. Para poder configurar todas las posibles opciones, pinchar sobre el botón Menu y seleccionar la opción del desplegable > To Advanced Mode. Luego seleccionaremos Options del mismo desplegable. Nos centramos en las siguientes pestañas: Profiles (nos permite elegir el tipo de llamada – directa SIP o H.323 o mediante servidor), Call Options y Audio (podemos ver los codecs disponibles y modificar algún parámetro relacionado con ellos). En la figura vemos cada una de estas pestañas en las que podemos realizar las configuraciones necesarias a lo largo de la práctica

6º paso: Pestaña Profiles, seleccionar la opción SIP Direct, que esla única que os debe aparecer.

7º paso: Pestaña Call Options, Comprobar que se encuentran como en la figura

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8º paso: Pestaña Audio, Seleccionar los dispositivos de audio que utilizaremos para la entrada y salida del mismo, dependerá de la tarjeta de audio que tengamos instalada en nuestro PC. Antes de continuar con el siguiente punto, deberemos asegurarnos que la tarjeta funciona corectamente antes de seleccionarla. Es momento de conectar los auriculares y el micrófono al PC. La siguiente figura se muestra sólo a modo de ejemplo, dependerá de cada PC el tipo de dispositivo que se utilice para el audio. Si pulsamos en Compression Setting podremos comprobar cuales serán los codecs que manejará nuestro teléfono para establecer una comunicación y en que orden los utilizará. Si seleccionamos uno y pulsamos en Properties… veremos sus características.

3.- Instalación y Configuración del teléfono IP Grandstream. No requiere ninguna configuración para la realización de la siguiente práctica, en otros ejercicios más

adelante, veremos cuáles son las posibilidades de configuración de estos dispositivos, de todos modos aquí os dejo un enlace de los manuales de los dos modelos de teléfono que disponemos:

Manual GXP1400 Manual GXP2000

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4º.- Llamada de prueba desde el softphone: Una última comprobación, antes de realizar la primera llamada. Comprobaremos pulsando sobre el

botón que aparece en la parte inferior con una i (amarillo en la figura), de forma que nos muestre en el cuadro de la derecha, información con el modo en que tenemos configurado nuestro teléfono (SIP Direct) y nuestra IP Host address: 192.168.1.42. En vuestro caso la IP deberá corresponder con la averiguada en apartado anterior y se situará dentro del rango 10.1.10.xxx.

Recordar que SIP identifica a sus usuarios de dos maneras: 1. A través de la URI : sip:usuario@[host[:puerto]]. Empleada cuando los usuarios están

adjuntos a un proxy SIP. Host se refiere al servidor proxy. No es nuestro caso. 2. A través de sus IP’s: Empleada cuando los usuarios no están adjuntos a un proxy SIP. Como

es nuestro caso. • Pregunta a tu profesor cual es la dirección IP de su teléfono y realiza una llanada marcado su su

dirección IP y pulsar botón de descolgar( teléfono verde):

• Al ser la comunicación directa (extremo-extremo) sin la mediación de otra entidad SIP. Comprobarás que la llamada se está realizando desde teléfono (softphone) a teléfono (softphone). Durante la llamada nos aparece la dir IP y la acción que se está realizando Ringing (Sonando)

i

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• Al descolgar el interlocutor, nos ha cambiado la información, ahora nos aparece Operational, entre corchetes el tiempo que dura la conexión [00:14] y entre paréntesis el códec de audio que se está utilizando en la comunicación (iLBC). Más adelante, en otras prácticas, analizaremos qué sucede con el códec y quien determina que códec se debe utilizar.

• Mantén una conversación con el interlocutor del otro extremo y cuelga la llamada. Para colgar la llamada, lo haremos desde el teléfono rojo.

5º.- Llamada de prueba desde el teléfono IP: Una última comprobación, antes de realizar la llamada. Comprobaremos como antes, que la dirección

asignada a nuestro teléfono IP está dentro del rango de nuestra red.

Para el modelo GXP2000, basta con leer la dirección en la parte inferior de la pantalla. Para el modelo GXP1400, al ser más pequeña la pantalla, tenemos que buscar la pantalla que nos muestra esa información. Pulsando repetidas veces la primera tecla de las tres que hay debajo de la pantalla (marcada en rojo en la figura), nos mostrará en la pantalla diferentes informaciones, una de ellas será la IP. En vuestro caso la IP deberá corresponder con una dirección que se situará dentro del rango 10.1.10.xxx.

Como ya conoces la dirección IP de tu softphone realiza una llanada entre softphone y teléfono

IP, en ambos sentidos, para comprobar que existe comunicación entre ambos, comprueba que se escucha perfectamente a tu interlocutor del otro extremo del teléfono. Para realizar una llamada desde el teléfono IP a una dirección IP, sigue los siguientes pasos:

• Sin descolgar el auricular, pulsa el botón de menú (marcado en azul en la figura) una vez. • Con la flecha de UP and Down,(verdes en la figura) busca en la pantalla una opción que esté

sobre iluminada y que ponga Llamada IP-a-IP, pulsa otra vez el botón de menú y marca la dirección IP del destinatario, utiliza la tecla * para colocar el punto (ejemplo: 10*1*10*42). Una vez introducida la dirección Ip a la que queremos realizar la llamada pulsamos soble la tecla OK (marcada en azul en la figura).

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Al ser la comunicación directa (extremo-extremo) sin la mediación de otra entidad SIP. Comprobarás que la llamada se está realizando desde teléfono IP as oftphone. Mientras el interlocutor no descuelgue el teléfono en la pantalla nos aparece la dirección IP a la que llamamos y el puerto por el que accedemos. (ejemplo: 10.1.10.42:5060)

• Al descolgar el interlocutor y establecer una conversación veremos que en la pantalla nos aparece

ahora además de la información anterior y en la misma línea PCMA, se trata del códec que estamos utilizando en la comunicación y que ha sido negociado entre las dos UA..

• Para colgar la llamada, lo haremos desde la tecla marcada en rojo en la figura anterior, o colgando el auricular.

Acabamos de comprobar, que bien desde el softphone instalado en nuestro PC o bien desde el teléfono IP, podemos realizar una comunicación entre el resto de los compañeros de la red, basta con saber su dirección IP, marcarla y comunicarnos con ellos. Fácil, pero complicado en un entorno de trabajo, ¡nadie sabe la ip de su compañero o la del jefe, a no ser que sea un técnico! Se paciente, en la próxima práctica solucionaremos el problema.

6º.- Captura de Paquetes RTP y SIP. Una vez comprobado que nuestros dispositivos funcionan, es decir, te has comunicado con el

profesor y con alguno de tus compañeros. A continuación vamos a entrar en un nivel de detalle mayor. Utilizaremos el analizador Wireshark para monitorizar los detalles de la señalización de una llamada que use el protocolo SIP. Lo haremos en los dos sentidos, desde el teléfono IP al softphone y desde el softphone al teléfono IP. Procederemos en ambos casos de la siguiente manera y en ambos casos guardaremos las capturas de los datragramas recogidos con Wireshar. Estos datos capturados nos permitirán elaborar el informe de la práctica, es muy importante que los almacenes en un pendrive para su análisis posterior de forma detallada. • Primero debes ponerte de acuerdo con el resto de compañeros de la mesa para usar el teléfono IP.

No hay para todos los grupos, tendremos uno en cada fila de mesas. • Abrir el Wireshark en el ordenador donde tenemos instalado el softphone SJPhone. • Iniciar la captura en Wireshark, entraremos en Capture -> Interfaces y seleccionamos Start

sobre el interfaz del que queremos capturar. • Realizar una llamada desde el softphone al teléfono IP de nuestra fila, establecer una

conversación durante unos segundos y colgar. Stop la captura de paquetes desde Wireshark y guarda los datos capturados en un fichero en tu pendrive que llamarás: SJPhone2IP_Phone00.pcapng (la extensión la asigna automáticamente el programa)

• Analiza los paquetes generados, recuerda que puedes usar los filtros de pantalla para descartar la información que no te interese.

o Examina la secuencia de paquetes SIP que establecen y finalizan la llamada. Para ver solo en pantalla el intercambio de mensajes que utiliza el protocolo SIP, utiliza como filtro sip, en la ventana de filtro de pantalla.

o Explora el ítem “VoIP Calls” del menú Telephony. � Muestra la lista de VoIP Calls � Muestra el diagrama de flujo de SIP. � Escucha la conversación que acabas de tener con la opción player.

o Selecciona ahora sólo los paquetes RTP, utiliza para ello el filtro de pantalla rtp. � Saca una gráfica con los diferentes paquetes que hay en los datos

capturados. � En la gráfica haz una estimación del ancho de banda (data rate) que

ocupa la conversación telefónica.

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• Ahora realizaremos una serie de capturas para su posterior análisis planteando diferentes

situaciones de llamadas: o COLGAR ANTES DE CONTESTAR: Poner en marcha la captura y establecer llamada

con el SJPhone, como se explicó anteriormente, con el teléfono IP. Antes de contestar desde el teléfono IP, colgar la llamada. Detener la captura y guarda los datos capturados en otro fichero, llamado SJPhone2IP_Phone01.pcapng.

o RETENER UNA LLAMADA: Poner en marcha la captura y establecer llamada desde el softphone al teléfono IP , pon la llamada en espera durante unos segundos desde el softphone (HOLD), reanuda la llamada (HOLD), espera unos segundos y cuelga, Stop la captura y guarda los datos en un archivo, llamado SJPhone2IP_Phone02. pcapng.

o CONFERENCIA A TRES: Poner en marcha la captura y establecer llamada desde el softphone, responde a la llamada. Mientras estas hablando pulsa la tecla CONF desde el softphone y llama a otro participante a la conferencia. Cuando descuelgue verás que sencillo es realizar llamadas entre más de dos usuarios. Cuelga desde el softfhone, Stop la captura y guarda los datos en un archivo, llamado SJPhone2IP_Phone03. pcapng.

CUESTIONARIO 1.- Listado de cada una de las direcciones IP de todos aquellos dispositivos que has utilizado en la

práctica, teléfonos IP, PC’s.

2.- Realiza un sencillo esquema de las conexiones de red que has realizado. Explica qué tráfico puedes capturar con Wireshark en cada punto de la red.

3.- Explica el flujo de señal SIP durante el establecimiento de una llamada. Explica cada uno de los campos de una cabecera SIP del tipo INVITE.

4.- Muestra cada uno de los diagramas de flujo SIP en cada una de las llamadas que has grabado, utiliza para ello la opción gráfica de representación de Wireshark.

5.- Con la ayuda de los diagramas de flujo compara una llamada realizada de una que no se ha establecido, es decir, ha sido finalizada antes de contestar.

6.- ¿Qué sucede en la red cuando una llamada es retenida?, ¿cuál es el ancho de banda que ocupa en ese momento la VoIP?

7.- Explica el diagrama de flujo obtenido en la llamada de la conferencia. ¿Cuál es el ancho de banda que ocupa en función del número de participantes la VoIP?

Realiza un informe, en el modelo habitual, que dé respuesta de forma justificada a estas preguntas y otras que te hayas podido plantear a la hora de realizar la práctica. En el informe deberán aparecer las capturas de pantalla reales de la comunicación que has establecido. No olvides anotar aquellas configuraciones que ha sido necesario modificar sobre el guión inicial, así como el procedimiento seguido para la realización de la práctica (no es necesario descender a mucho detalle), detalla los pasos y cálculos necesarios.

Recuerda que la herramienta Wireshark, la utilizamos como instrumento para analizar la información que circula por la red.

El informe deberá elaborarse de forma individual, las conclusiones y las respuestas a las preguntas deben ser elaboradas de forma individual por cada miembro del grupo, y será subido a

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la plataforma MOODLE en formato pdf. No olvides indicar en el nombre del documento el grupo al que perteneces y la practica realizada (PRACTICA02_GRUPO0x.pdf). Es importante que mantengas el formato de documento que hemos establecido desde comienzo de curso.

Si tienes alguna duda sobre los contenidos que debes incluir en el informe, no dudes en preguntarle al profesor.

Se ha establecido un plazo máximo de entrega al 6 de Mayo.