SIP Protocolo SIP. A Era online já chegou, transformando o cotidiano em um constante contato com a Internet. Queremos cada vez mais nos expressar, compartilhar.

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1 SIP Protocolo SIP

2 A Era online já chegou, transformando o cotidiano em um constante contato com a Internet. Queremos cada vez mais nos expressar, compartilhar e divulgar nossas experiências através de mídias como o áudio e o vídeo. Porém, protocolos como o HTTP (Hypertext Transfer Protocol - Protocolo de Transferência de Hipertexto) e o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - Simples Protocolo de Transferência de Correio) não apresentam adequações necessárias para tráfego dessas mídias contínuas. Fez-se necessário o desenvolvimento de um protocolo preocupado com as novas necessidades do usuário final. M OTIVAÇÃO

3 Sinalizar estes tipos de mídias de forma diferenciada para comunicações mais ágeis e otimizadas diferia de empresa para empresa em anos anteriores a 1999. Pode-se afirmar que já haviam protocolos antes da referida data que implementavam tal serviço de sinalização universal - a exemplo do protocolo H.323 (veja sessão 9) divulgado em 1996. Porém, o H.323 focava sua implementação baseada em hardware, e a demanda por um protocolo eficiente baseado no software era cada vez mais atrativa.

4 Sobre o ponto de vista das empresas de tráfego de dados na rede, tanto o SIP quanto o H.323 (aliados ao VoIP - Voice over Internet Protocol, Voz sobre o Protocolo de Internet) foram oportunidades de atrair usuários de telefones fixos e móveis que pagavam valores elevados para usarem seus respectivos telefones. No ano de 2002, o volume de dados trafegados já superava o volume de voz trafegada em uma ordem de grandeza, portanto absorver esta quantidade de voz trafegada na rede de dados seria possível. M OTIVAÇÃO

5 1. Motivação O que é o SIP SIP – sigla derivada do idioma inglês que significa Session Initiation Protocol, Protocolo de Iniciação e Sessão – trata-se de um protocolo para sinalização de sessões multimídia largamente utilizado nas telecomunicações atualmente, o qual é apto a estabelecer, modificar e terminar estes tipos de sessões. Podemos definir como sessão como uma possível chamada telefônica ou/e de vídeos entre duas pessoas ou até mesmo uma conferência multimídia.

6 1. Motivação O que é o SIP Criado pela IETF (Internet Engineering Task Force - Força Tarefa de Engenharia da Internet), o SIP é um protocolo responsável por iniciar, terminar e modificar as sessões, sem saber os detalhes das mesmas. Pode ser facilmente integrado em aplicações da Internet, pelo fato de ser um protocolo requisição- resposta e também por se assemelhar bastante com os protocolos HTTP - usado para a world wide web - e o SMTP, usado para e-mails.

7 1. Motivação O que é o SIP Como exemplo, podemos citar que o SIP pode implementar uma arquitetura cliente-servidor, herdada do HTTP, assim como o uso de URL's (Uniform Resource Locator, Localizador Uniforme de Recursos) e URI's (Uniform Resource Identifier, Identificador Uniforme de Recursos). Já do SMTP, podemos citar o reuso dos headers deste protocolo, como o “Para”, “Data”, “Assunto”, etc.

8 1. Motivação O que é o SIP O SIP elimina a necessidade de um protocolo lidar com uma sessão generalizada, encontrar participantes de uma chamada enquanto eles estão mudando de lugar ou mesmo o equipamento usado para a sessão são exemplos onde o protocolo SIP pode ser utilizado. Múltiplas mídias diferentes demandadas pelas chamadas assim como um número grande de participantes em uma conferência são outros exemplos onde o protocolo SIP pode ser utilizado.

9 1. Motivação O que é o SIP Este protocolo é bastante flexível, pois foi desenvolvido com o objetivo de ser capaz de trabalhar com os diversos protocolos de telefonia IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet), visando ser leve - diferentemente do H.323. O SIP basicamente lida com diferentes protocolos, chamando cada um deles para realizar uma dada tarefa.

10 1. Motivação Benefícios do SIP Como vantagem podemos citar o fato do SIP ser baseado em texto, em outras palavras isto significa que sua implementação é focada para o software, utilizando hardware genérico. Diferentemente do H.323, que necessita de um hardware dedicado. Abaixo (tabela 1), temos um comparativo entre estes 2 protocolos:

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12 1. Motivação Benefícios do SIP Outro ponto do SIP é a sua compatibilidade com diversos tipos de protocolos, tornando-o mais fácil de ser implementado, além de possuir funções que são facilmente conectadas a outros protocolos ou mesmo aplicações como Web Browser ou e-mail, tornando-se assim, um protocolo amplamente usado na área de telecomunicações. Também implementa o reuso de protocolos já existentes. O SIP oferece primitivas de comunicação que podem ser usadas para voz e vídeo (há também implementação para texto através do protocolo de extensão SIMPLE (SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions, SIP para Mensagens Instantâneas e Extensões de Aproveitamento de Presença) e tem como benefícios a estabilidade, flexibilidade, eficiência, simplicidade e facilidade de comunicação com os protocolos da internet HTTP e SMTP, além da independência do protocolo de transporte. O SIP pode trabalhar sobre os protocolos TCP (Transmission Control Protocol, Protocolo de Controle de Transmissão) e UDP (User Datagram Protoco, Protocolo de Datagrama de Usuário).

13 1. Motivação Benefícios do SIP Através do SIP, novas chamadas ou mensagens destinadas ao usuário poderão ser redirecionadas para um PDA (Personal Digital Assistant, Assistente Digital Pessoal), para um Celular, PC ou até para um dispositivo com acesso a Internet em seu próprio carro, dependendo do local e da ferramenta em que este mesmo usuário está conectado. Isto é possível pois o usuário não possuirá um endereço fixo e único de IP, e sim um endereço dinâmico (através do uso de DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol, Protocolo de Configuração de Hospedeiro Dinâmico) já que cada dispositivo usado pelo usuário poderá ter um endereço IP próprio. Seu design de projeto é voltado para um sistema distribuído. O protocolo SIP pode implementar tanto uma interface servidor quanto uma interface cliente, enviando e recebendo requisições.

14 1. Motivação Aplicações do SIP

15 1. Motivação Aplicações do SIP Como aplicações podemos citar que o SIP já foi utilizado em versões antigas do mundialmente utilizado MSN Messenger (em suas versões recentes o MSN Messenger utiliza um protocolo proprietário chamado MSNP – Microsoft Network Protocol ), outro exemplo é o Gizmo5, aplicativo para realizar chamadas de voz vídeo e texto comprado pela empresa Google em 2009 [11]. Atualmente diversos servidores privados e open source utilizam esse tipo de protocolo para comunicação multimídia eficiente, servidores a exemplo da Nokia, Siemens e Cisco. Este protocolo é bastante utilizado para video conferências e chamadas VoIP. Empresas como a Siemens chegaram a implementar cinquenta por cento de suas linhas comercializadas no modelo IP através do SIP (Ano de 2006). A Cisco possui outro exemplo na área de telefonia através do IP Phone 7960 que implementa uma linha telefônica IP para ambientes executivos e gerenciais (modelo atualmente fora de linha).

16 1. Motivação Aplicações do SIP Ao percorrer as aplicações encontradas que utilizam SIP, percebemos um maior número de ocorrências na área de telefonia, principalmente em linhas telefônicas através do VoIP. Por este motivo, é interessante demonstrar com mais detalhes como uma aplicação de chamada entre telefones que utilizam SIP ocorre. Abaixo (Figura 1), encontra-se a ilustração de como uma chamada que utiliza o protocolo SIP ocorre em telefones por IP.

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18 1. Motivação Aplicações do SIP É válido ressaltar que a figura 1 exemplifica uma chamada telefônica através do protocolo SIP utilizando um servidor Proxy (servidor “procurador”). Este servidor responsabiliza-se por guardar os clientes (linhas telefônicas) que uma determinada rede possui, registrar novos clientes e também espelhar as mensagens enviadas de um cliente para outro no momento da tentativa, estabelecimento e término de uma chamada. Porém este servidor não é fundamental para a ocorrência de uma chamada, podendo esta comunicação ocorrer diretamente entre os telefones, conforme ilustrado na figura 2. Através da figura 1, evidenciamos o caso em que sinalização de uma sessão ( setas contínuas vermelhas da figura 1 ) e os dados de voz trafegados ( seta pontilhada verde da figura 1 ) estão separados. Isto ocorre na rede de comunicações VoIP. Vale ressaltar que este fato não está fixado ao protocolo SIP.

19 1. Motivação Aplicações do SIP

20 1. Motivação Aplicações do SIP Para entendermos o funcionamento básico do SIP neste exemplo acima, a figura 3 ilustra as mensagens de sinalização trocadas durante uma sessão entre telefones IP. Mais uma vez, a existência do servidor Proxy é opcional, assim as mensagens trocadas irão diretamente de fim a fim. Através da figura 3, temos uma ilustração das mensagens básicas trocadas do protocolo SIP, dentre estas mensagens, temos: INVITE – Requisição para estabelecimento de conexão. ACK – Aceitação da requisição de estabelecimento de conexão. BYE – Término da conexão estabelecida. CANCEL – Término de uma conexão não estabelecida, ou seja, término da tentativa de uma conexão mal sucedida. REGISTER – Registro de usuário no servidor Proxy. OPTIONS – Pedido para exposição das opções que o servidor oferece.

21 1. Motivação Aplicações do SIP As respostas para mensagens SIP assemelham-se as mensagens de formato digital de um protocolo HTTP. Como exemplo temos algumas delas: 1XX – Mensagens de estado da sessão: 100 - Significa “tentando”. 180 - Significa “campainha tocando”. 183 - Significa “sessão em progresso”. 2XX – Requisição de sessão completada: 200 - Significa “OK” 3XX – Repassando chamada. O usuário requisitado encontra-se em um outro fim. 302 – Significa “Movido temporariamente” 305 – Significa “Necessária a utilização de servidor Proxy ” 4XX – Erro: 403 – Significa “Requisição proibida”. 5XX – Erro no servidor: 500 – Significa “Erro interno no servidor” 501 – Significa “Serviço não implementado”. 6XX – Falha global 606 – Significa “Requisição não aceitável”.

22 1. Motivação Aplicações do SIP

23 1. Motivação Futuro do SIP Grupos de trabalho do IETF estão sempre em busca de otimizações para o SIP. Como exemplo, temos o SIMPLE que adequa o SIP às exigências de serviços de mensagens instantâneas. Outro exemplo atual é o grupo de trabalho XCON (Centralized Conferencing, Conferência Centralizada) que visa desenvolver um grupamento padronizado de protocolos voltados para conferências multimídia fortemente acopladas, na qual a segurança e requerimentos de autorização são pontos chave destes tipos de conferências.

24 1. Motivação Futuro do SIP Aplicativos voltados para mensagens instantâneas começaram a popularizar-se desde 1997, porém naquela época os protocolos usados para a troca de mensagens instantâneas diferiam de aplicativo para aplicativo. Visando integrar este tipo de serviço, o RFC 3428 propunha um grupo de trabalho responsável por esta integração. O SIMPLE encontra-se desde 2002 promovendo melhorias e integração entre o protocolo SIP e os serviços de mensagens instantâneas. Atualmente o SIMPLE desenvolveu padronizações para funcionalidades desejadas. A exemplo destas padronizações, temos a possibilidade de guardar históricos de mensagens trocadas, bloqueio de usuários e conversas entre várias pessoas em uma mesma sala. Embora saibamos que estas funcionalidades já existam em muitos aplicativos mensageiros, estas devem-se a um protocolo “rival” e mais conhecido para uso na troca de mensagens instantâneas, o XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol, Protocolo Extensível Mensageiro e Presencial ). O XMPP oferece facilidades na implementação de troca de mensagens, porém certa hostilidade em serviços de voz e vídeo.

25 1. Motivação Futuro do SIP As tarefas do grupo de trabalho XCON estão atreladas fortemente em estabelecer conversas - sejam elas utilizando voz, vídeo e/ou texto – seguras e de acesso restrito. A implementação de um protocolo que tenha como característica uma conversa centralizada (não distribuída) está entre uma das implementações derivadas do XCON, facilitando a verificação do ingresso de membros autenticados em conversas restritas.

26 1. Motivação Considerações Finais É importante ressaltar que o SIP destaca-se ao privilegiar conversas de voz e vídeo, com ferramentas otimizadas para a implementação destes. SIP possui a característica P2P ( Peer to Peer,Ponto-a-ponto), pois o agente SIP pode tanto enviar quanto receber requisições de dados; fator valorizado atualmente e objeto de estudos na área de redes de computadores. Aliado ao VoIP, o SIP tem-se destacado em aplicativos de voz e vídeo baseados na web, aplicativos de conferências corporativas e telefonia em computação nebulosa. Ao sabermos da compra do serviço Gizmo5 [11] (que oferecia o serviço de VoIP aliado ao SIP) pela empresa Google e em seu lugar o serviço Google Voice ter surgido (com um serviço VoIP aliado a um protocolo multimídia proprietário), notamos uma certa tentativa de sufocar serviços gratuitos que utilizam SIP. Esta tentativa é ainda mais realçada pela compra do Skype (que já não utiliza SIP) pela Microsoft [12]. Temos o surgimento de um esforço por parte de grandes empresas em absorver o mercado de telefonia VoIP sem utilizar o protocolo SIP.

27 1. Motivação Perguntas a) O SIP possui como modelo de comunicação um sistema centralizado ou distribuído? Quais fatos levam a esta afirmação? Resposta : Distribuído. O protocolo SIP é o mesmo tanto para quem recebe quanto para quem envia requisições, sendo a existência de um servidor PROXY opcional. b) Quais as vantagens do SIP sobre o H.323? Resposta : O SIP possui sua implementação baseada em texto, focando seu algoritmo no software e usando hardware genérico. Já o H.323 implementa seu algoritmo baseado em um hardware específico e mantendo todo o seu funcionamento e especificação neste mesmo hardware dedicado.

28 1. Motivação Perguntas c) Para quais tipos de mídia o protocolo SIP foi efetivamente projetado? Para possíveis mídias restantes, existem protocolos complementares para tais? Cite um exemplo. Resposta : O SIP foi projetado principalmente para as mídias de voz e vídeo. Sim, para a mídia restante - o texto - foi desenvolvido uma extensão do SIP, chamada SIMPLE. d) O SIP possui sua proposta de aplicação baseada no usuário final do século XXI. Elucide o porquê. Resposta : O SIP preocupa-se com mídias antes não consideradas - por protocolos como o HTTP e o SMTP - para o usuário final, tais como o vídeo e a voz. Em pleno século XXI estes tipos de mídia estão cada vez mais presentes em ambientes online, sendo de grande relevância a presença do SIP. e) Qual exemplo de aplicação do SIP encontra-se com maior frequência? Isto reflete sua melhor adaptação para voz e vídeo? Resposta : O exemplo que é encontrado com frequência trata-se da telefonia VoIP. Sim, demonstra sua melhor adaptação para essas mídias.