Comutação de Pacotes IP em Telecom - Parte 2

Postado por leopedrini domingo, 5 de fevereiro de 2012 08:21:00 Categories: Curso
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Até aqui tudo bem... Como prometido, vamos começar a nossa jornada sobre as redes IP no âmbito das telecomunicações pelo teto, e ir descendo. Então, vamos começar entendendo o que diabos é uma "aplicação".

 

Nota: Meu blog Smolka et Catervarii

 

Tecnicamente chamamos de aplicação qualquer programa que é executado sob o controle – e aproveitando os serviços do – sistema operacional. Isso é uma definição bastante razoável para os nossos propósitos, uma vez que todas as arquiteturas de rede são concebidas para permitir a comunicação entre aplicações, e não entre pessoas. Cada aplicação tem seu próprio jeito de tratar a interação homem-máquina (se ela existir). Nós não estamos preocupados com isso aqui. Tudo o que queremos explicar é como os aplicativos podem, de forma confiável, efetuar a troca de dados entre eles.

 

 

E aqui chegamos a um dos aspectos da quebra de paradigma causado pela mudança da comutação de circuitos, típica do serviço tradicional de telefonia (plain old telephony service - POTS) para as redes IP baseadas em comutação de pacotes típicas das redes da próxima geração (next-generation networks – NGN).

Redes POTS são organizadas de tal forma que você tem terminais do usuário  burros (e razoavelmente baratos), conectados através de uma rede inteligente (e muito, muito cara). Toda vez que o usuário deseja utilizar os serviços de rede – e por muito tempo houve apenas um: telefonia – ele/ela tem que solicitar que a rede faça isso para ele. Por meio de sinalização sonora da rede para o usuário e sinalização do usuário para a rede pelo apertar de teclas (veja DTMF e as recomendações ITU-T Q.23 e Q.24) o usuário diz "Eu quero falar com este usuário", e a rede faz os arranjos para fornecer um circuito fim a fim, pelo qual as partes se comunicam.

As redes baseadas no protocolo IP, das quais a Internet é o maior exemplo, foram construídas assumindo que os terminais de usuário são inteligentes (e não insuportavelmente caros) e a rede não tem que ter mais esperteza do que o necessário para executar uma única função: levar os pacotes de dados de um lado para o outro com razoável confiabilidade. Todos os aspectos da comunicação que os engenheiros de telefonia costumam chamar de "call control" são negociados diretamente entre as aplicações dos usuários. Esta é a função dos assim chamados protocolos da camada de aplicação.

Portanto, temos, por assim dizer, duas filosofias diferentes para lidar com o "call-control" (que é outra maneira de dizer "controle de sessão"): a abordagem rede-no-meio, e o princípio fim-a-fim. Os diagramas esquemáticos de fluxo da chamada abaixo dão um exemplo das diferenças entre eles.

 

 

De um modo geral existem dois modos de interação das aplicações, ambos amplamente utilizados: peer-to-peer e cliente-servidor. Em sessões peer-to-peer as duas partes que se comunicam tem o mesmo nível, e qualquer uma delas pode solicitar ou oferecer serviços para a outra. Sessões cliente-servidor, por outro lado, fazem uma clara distinção de papéis entre as partes: uma solicita serviços (o cliente) e a outra atende os pedidos de serviços (o servidor).

A maioria dos aplicativos na Internet utiliza o modelo cliente-servidor, o que funciona muito bem com o princípio fim-a-fim. Serviços de telecomunicação NGN, ao contrário, funcionam das duas formas. Há serviços que tem clara afinidade com o modelo cliente-servidor, como streaming de vídeo ou áudio, e há serviços que usam o modelo peer-to-peer, como telefonia e vídeotelefonia (a propósito, serviços de videoconferência podem ser dos dois tipos).

Isto, e algumas outras questões (em sua maioria de segurança) forçou a arquitetura de call-control NGN a usar interações cliente-servidor para a sinalização, e peer-to-peer ou cliente-servidor para a transmissão dos dados, de acordo com as características do serviço. O diagrama abaixo é um exemplo disso.

 

Os roteadores entre os elementos não são mostradas. E esta figura é uma simplificação grosseira da arquitetura NGN. Eu não vou entrar em detalhes sobre isso, mas se você quiser ter uma abordagem mais rigorosa sobre este assunto eu recomendo que você leia as recomendações ITU-T Y.2001 – General overview of NGN e Y.2011 – General principles and general reference model for Next Generation Networks.

Falando por alto, a função de servidor AAA (Authentication, Authorization and Accounting) vai para o IP Multimedia Subsystem (IMS), que foi inicialmente padronizado pelo 3GPP/ETSI (ver ETSI TS 123 228 V9.4.0 – IP Multimedia Subsystem), e mais tarde adotada pela ITU (recomendação Y.2021 – IMS for Next Generation Networks). Na verdade ele faz muito mais do que simplesmente as funções AAA. É a porta de entrada para toda a sinalização da NGN, que é baseada no Session Initiation Protocol - SIP, e no Session Description Protocol - SDP (ver ETSI TS 124 229 V9.10.2 – IP multimedia call control protocol based on SIP and SDP; IETF RFC 3261 – SIP: Session Initiation Protocol; e IETF RFC 4566 – SDP: Session Description Protocol).

Na próxima parte desta série de artigos vamos dar uma mais uma olhada mais de perto, e mais formal, no IMS, no SIP e no SDP.

Espero que seja em breve. Auf Wiedersehen.