FACULTAD DE INFORMTICA Y CIENCIAS APLICADASTCNICO EN INGENIERA DE REDES COMPUTACIONALESTEMA:Implementacin de un prototipo de telefona IP a nivel de software, que facilite lacomunicacin entre los usuarios en la Facultad de Informtica y Ciencias Aplicadasde la Universidad Tecnolgica de El Salvador UTEC.TRABAJO DE GRADUACIN PRESENTADO POR:Edson Alexander Hernndez GmezJos Antonio Soto RivasSonia Arminda Gonzlez RomeroPARA OPTAR AL GRADO DE:TCNICO EN INGENIERA DE REDES COMPUTACIONALESMARZO, 2012SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTROAMERICA1PGINA DE AUTORIDADESLIC. JOS MAURICIO LOUCELRECTORING. NELSON ZRATE SNCHEZVICERRECTOR ACADMICOLIC. LISSETTE CRISTALIMA CANALESDECANOJURADO EXAMINADORING. OSCAR ERNESTO RODRIGUEZ ALFAROPRESIDENTEING. MARCO ANTONIO ORTIZ ZALDAAPRIMER VOCALING. SALVADOR ALCIDES FRANCO SANCHEZSEGUNDO VOCALMARZO 2012SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTROAMERICAAGRADECIMIENTOS.La realizacin del presente trabajo de graduacin, lo agradezco de manera muyespecial al que es digno de toda la gloria, honra y honor, a Dios, mi padre celestial,por guiarme, darme la sabidura y fortaleza en el momento que lo necesitaba.Gracias Seor.A MIS PADRES:Mi padre, por apoyarme siempre por comprenderme, tenerme pasiencia y sobre todopor haber creido en mi.A MI ESPOSA:Por apoyarme siempre y darme animo en todo momento, agradesco toda supaciencia y sacrificio que a hecho por mi todo este tiempo.A NUESTRO ASESOR:Al Ing. Alcide Franco, por dedicarnos parte de su tiempopara apoyarnos en larealizacin de este trabajo de graduacin.A MIS COMPAEROS:A Jose y Sonia, doy gracias por su amistad y por haberse mantenido firmes durantetoda realizacin de este trabajo de graduacin.Edson Alexander Hernandez GamezAGRADECIMIENTOSA DIOS TODOPODEROSO:Por haberme dado la sabidura y la fortaleza para que fuera posible alcanzar estetriunfo.A MI MADRE:Por su cario, su apoyo, su dedicacin y empeo por ayudarme a ser una personamejor cada da. Por tanto esfuerzo para que yo alcanzara este triunfo.A MI PADRASTRO:Por su apoyo incondicional, por toda la ayuda que me ha brindado para saliradelante.A MIS ABUELOS:Por su cario tan especial y su confianza de siempre.A MIS HERMANOS:Por su cario, apoyo y comprensin.A MIS COMPAERAS DE TESIS:Por todo el tiempo compartido a lo largo de la carrera, por su comprensin ypaciencia para superar tantos momentos difciles.A TODOS MIS FAMILIARES Y AMIGOS:Que de una u otra manera estuvieron pendientes a lo largo de este proceso,brindado su apoyo incondicional.Sonia Arminda Gonzales RomeroAGRADECIMIENTOSA DIOS TODOPODEROSO:Por ser mi creador, el motor de mi vida, por no haber dejado que me rinda en ningnmomento e iluminarme para salir adelante, porque todo lo que tengo, lo que puedo ylo que recibo es regalo que l me ha dado.A MIS PADRES:Mi padre, por apoyarme siempre y estar junto a m cuando lo necesito, por ser unosexcelentes padres, y en especial a mi madre por ser la mejor del mundo y pordesempear muy bien su rol.A MIS COMPAEROS DE TESIS:Edson y Sonia por haber logrado juntos este triunfo y por ser unos muy buenosamigos.A MIS AMIGOS:Que siempre me apoyaron en todo y me dieron confianza en mi mismo en todomomento.A TODOS MIS FAMILIARES:Y a todo aquel que de una u otra manera estuvieron pendientes del desarrollo de mitrabajo de graduacin.Jose Antonio Soto RivasndiceIntroduccin.ICAPITULO IGENERALIDADES DEL PROYECTO1.1 Situacin problemtica.1.2 Justificacin.1.3 Objetivos.1.3.1 objetivo general.1.3.2 objetivos especficos.1.4 Alcances.1.5 Estudios de factibilidades.1.5.1 Factibilidad tcnica.1.5.2 Factibilidad econmica.1.5.3 Factibilidad operacional.124445661214CAPITULO IIDOCUMENTACION TECNICA DE LA SOLUCION2.1 Marco terico de la solucin.2.2 Documentacin tcnica de la solucin.2.2.1 Que es voz sobre IP?2.2.2 Como funciona voz sobre IP.2.2.3 Beneficios de voz sobre IP .16171718192.2.4 Factores a considerar en voz sobre IP.2.2.5 El futuro de voz sobre IP.2.2.6 Definiciones y Conceptos bsicos de redes2.2.6.1 Modelo de referencia OSI.2.2.6.2 Modelo TCP/IP.2.2.6.3 Protocolo de Internet (IP).2.2.6.4 Direccionamiento de capa de enlace de Datos y de Red.2.2.6.5 Mecanismos de transporte IP.2.2.6.6 Mtodos de transmisin.2.2.6.7 Redes de datos.2.2.6.8 Concepto de VLAN.2.2.6.9 Calidad de Servicio (QoS).2.2.7 Centrales Telefnicas IP.2.2.8 Protocolos de voz sobre IP.2.2.9 Codecs para voz sobre IP.2.2.10 Modelos de redes voz sobre IP.2.2.11 Telfonos IP (Softphone).2.2.12 Dispositivos de red con soporte para voz sobre IP.2.2.13 Simuladores de red.2.2.14 Seguridad en voz sobre IP.2.2.15 Ventajas y desventajas de voz sobre IP.2.3 Diseo de la solucin.2.3.1 Equipos y software a utilizar.21222223283133394548505355616465677073747577772.3.2 Distribucin de los usuarios.2.3.3 Funcionamiento del prototipo de red voz sobre IP.7879CAPITULO IIIPROPUESTA DE LA SOLUCION3.1 Propuesta de solucin.3.1.1 Planteamiento del proyecto temtico.3.1.2 Cronograma de actividades.3.1.3 Tecnologas y recursos seleccionados.3.1.4 Diseo de la propuesta.3.1.4.1 Arquitectura y Modelo de red.3.1.4.2 Topologa lgica del prototipo.3.1.5 Implementacin de la propuesta.3.1.5.1 Instalacin del Cisco IP Communicator.3.1.5.2 Configuracin del Cisco IP Communicator.3.1.5.3 Instalacin del GNS3.3.1.5.4 Configuracin inicial del router.3.1.5.5 Configuracin del servicio telefnico.3.1.5.6 Configuracin del equipo de red switch.3.1.5.7 Pruebas.3.1.6 Presentacin de la propuesta.3.1.6.1 Presentacin de la propuesta tcnica.3.1.6.2 Presentacin de la propuesta econmica.838489909292939494981001081161291331361361393.1.7 Evidencias del proyecto.Conclusiones.Recomendaciones.Bibliografa.Anexos.Glosario.141144146147149161Introduccin.En la actualidad las redes de voz sobre IP se han vuelto una de las tecnologas mspopulares por las empresas por la cantidad de beneficios que se obtienen de ella,entre los cuales se pueden mencionar, la reduccin de costos por llamada como unode los mayores atractivos de esta tecnologa.La implementacin de un prototipo de red voz sobre IP para la Facultad deInformtica es el tema que da origen a este proyecto de investigacin.Para lograr la implementacin del prototipo de red de voz sobre IP, se definenobjetivos y alcances que se deben lograr, adems se obtiene informacin relevantede situacin actual de la red telefnica y de datos con la que cuenta la UniversidadTecnolgica de El Salvador, permitiendo el desarrollo de un estudio de factibilidadque permita determinar si la nueva red de voz es sostenible para la Facultad deInformtica e identificar las caractersticas tcnicas para la adquisicin del equipocon el cual no se cuenta.Es importante enfatizar los conceptos bsicos sobre redes de datos necesarios parael desarrollo y entendimiento del prototipo, adems de presentar los protocolos,software y equipos con los cuales se trabajar para la implementacin, para finalizarse mostraran las actividades que permitenrealizar un prototipo que pueda serfuncional, a dems la forma en la que debe de operar la nueva red de voz.1iUna vez sentando las bases para el diseo del prototipo de red voz sobre IP, sepresenta la implementacin del proyecto, este incluye todo el desarrollo deinstalacin y configuracin bsica de los dispositivos de red que actualmente seestn ocupando en la Universidad, el servicio telefnico que ser ofrecido por el CallManager Express y software utilizado por usuarios para realizar llamadas de vozentre ellos, con lo que se pretende dejar a un 100% de funcional el proyecto.De esta manera queda plasmado el proceso de implantacin del prototipo de red vozsobre IP, en la Facultad de Informtica y Ciencias Aplicadas de la UniversidadTecnolgica de El Salvador, que ofrecer ms beneficios a nivel econmico que lared telefnica tradicional.iiCAPITULO IGENERALIDADES DEL PROYECTO1.1 Situacin problemtica.Hoy en da la mayora de empresas poseen una red telefnica pblica conmutada PSTN (Public Switched Telephone Network), que facilita el establecimiento llamadasentre distintos terminales a travs de una central de comunicacin por circuitos,permitiendo que se establezca una comunicacin de voz entre dos personas pormedio de un micrfono y un auricular.Una de las caractersticas de la PSTN consiste en el cobro de cada circuitoestablecido entre dos terminales, esto depende de la duracin de cada conexin y ladistancia de la misma, quiere decir que entre ms lejos sea la llamada ms ser elcobro por sta, de igual manera entre ms tiempo dure la conexin tendr un mayorcosto.Otro aspecto importante de la PSTN, es el soporte tcnico. El proveedor de servicioes el nico que cuenta con el personal capacitado para dar mantenimiento a laplanta telefnica ya que son propietarias, y cada tecnologa funciona de maneradistinta, por lo cual la empresa se encuentraresolucin de problemas.1atada a su proveedor para laLa Universidad Tecnolgica de El Salvador (UTEC), es una de las empresas quehace uso de la tecnologa PSTN y actualmente provee el servicio de voz para todoslos telfonos analgicos. Por lo tanto todos los abonados hacen uso de la redconmutada para realizar las llamadas. Esto implica el aumento del costo mensualpor el uso de los diferentes servicios ofrecidos por su proveedor.Tambin posee una red IP interna con la que estn conectadas todas lascomputadoras, la cual puede ser aprovechada para transportar el trfico de voz,evitando as el uso de la PSTN, reduciendo los costos de las conexiones para cadallamada que se realiza.Ventajosamente existen bastantes empresas que capacitan en el rea de voz sobreIP. Debido a la gran aceptacin que tiene y el rpido crecimiento que presenta.Pudiendo as, el administrador aprovechar esta ventaja para reducir los pagos quese le hacenal proveedor por el soporte de laPSTN y logrando as unacomunicacin unificada, ofreciendo diferentes servicios por una misma tecnologa.1.2 Justificacin.El implementar una nueva tecnologa rara vez ocurre sin una clara y sosteniblejustificacin de lo que se obtendr, y este es el caso de voz sobre IP, los beneficiosdemostrables al usuario final son tambin necesarios si los productos y servicios son289para un suceso a futuro, generalmente voz sobre IP se enfoca en la reduccin decostos y en mejorar la productividad del empleado entre muchos de los benficosque ofrece.Algunas de las areas importantes de voz sobre IP en cuanto a beneficios ofrecidos,se pueden dividir en tres:Reduccin de Costos: Voz sobre IP reduce los costos de las llamadasutilizando la red de datos interna y no la PSTN de nuestro proveedor evitado asel cargo mensual en la factura telefnica, soporte tcnico y el ahorro de comprae instalacin del cableado de los telfonos convencionales.Consolidacin: Crea una infraestructura unificada, consolidando en un solosistema los servicios de comunicacin, reduciendo puntos de fallas y haciendo laadministracin de red ms sencilla.Aplicaciones Avanzadas: Provee al usuario todas las caractersticas de lostelfonos convencionales, pero agregando todos los servicios que se puedenaprovechar de la red tales como: video conferencia, mensajera multimedia,creacin de directorios.31.3 Objetivos.1.3.1 Objetivo General.Implementar un prototipo de telefona IP a nivel de software, que facilite lacomunicacin entre los diferentes usuarios de la Facultad de informtica de laUniversidad Tecnolgica de El Salvador (UTEC).1.3.2 Objetivos especficos.Disear una nueva alternativa de comunicacin entre los diferentes usuarios.Hacer uso de las computadoras de cada usuario para simular un telfono IP querealice llamadas.Configurar los servicios telefnicos bsicos en la planta telefnica IPOfrecer al usuario una comunicacin sin costo algunoOfrecer una red con servicios unificados.41.4 Alcances.Para lograr un planteamiento claro de las reas que contempla el proyecto y paradefinir con precisin la funcionalidad de voz sobre IP, se han identificado losaspectos que sern tomados en cuenta en el diseo y desarrollo del mismo.A continuacin se presenta un listado de los alcances que se pretenden lograr con laimplementacin del proyecto.Documentar la estructura actual de la red interna de la Facultad de Informtica.Determinar la factibilidad de implementar la tecnologa voz sobre IP en laFacultad de Informtica.Establecer un modelo de red IP apropiado para el desarrollo del prototipoIdentificar las tecnologas de voz sobre IP ms utilizadas en la actualidad y susproveedores.Seleccionar la tecnologa de voz sobre IP apropiado para la red de la Facultadde Informtica.Realizar la configuracin de acuerdo a los servicios que ofrecern los telfonosIP.Permitir al usuario realizar las llamadas en la red interna por medio del softwaretelefnicoOfrecer al usuario los servicios bsicos de la telefona fija.51.5 Estudio de Factibilidades.Una vez establecidas las ventajas de utilizar una nueva tecnologa de comunicacines pertinente realizar un estudio que permita determinar si es factible laimplementacin de una red voz sobre IP.Los aspectos tomados en cuenta para este estudio estn clasificados en tres reas,las cuales se describen a continuacin:1.5.1 Factibilidad tcnica.Consiste en el estudio de la estructura de red de la Facultad de Informtica, lafactibilidad tcnica est orientada a determinar el equipo con el que se cuenta y sicumple los requisitos necesarios para implementar voz sobre IP.El equipo que se necesita para la implementacin de del prototipo de voz sobre IP:Computadoras.Switches.Un Servidor.Auriculares.Una estructura de Red.6A continuacin se muestran requerimientos mnimos que hacen factible laimplementacin voz sobre IP, los cuales estn basados en el hardware y software decada equipo, Tambin se muestra la descripcin de los que posee la Facultad deInformtica.A continuacin se muestran los requerimientos mnimos las computadoras a utilizary las caractersticas de las computadoras utilizadas por los usuarios de la Facultadde Informtica actualmente:Tabla 1.1: Requerimientos de las computadoras.Equipos de los usuarios UTECRequisitos MnimosLaptop: Toshiba Satellite C605SistemaOperativoWindows XP con SP 1.0 oposterior2.5 GHz Pentium IV oProcesadorequivalenteRAMDisco DuroTarjetas deSiSonidoConexin deLAN: 10 / 100Redde RedSonidoConexinLAN: 10 / 100256 MB1G LibreRAMDisco DuroTarjetas deSiProcesadorMHz)2.0 GB (DDR3-800)HDD 320 GB (5400 rpm)SistemaMicrosoft Windows 7 StarterOperativoIntel Pentium T4500 (23007Requerimiento de los switches a utilizar en el prototipo de red voz sobre IP y equipoinstalados en la red de la Facultad de Informtica de la UTEC.Tabla 1.2: Requerimientos de los switches.Requisitos MnimosCisco Catalyst 2900PlataformaSeriesc2960-lanbasek9-mz.122-IOSLanbaseversion 12.2IOS46.SE.binSoporte para VLAN, QoSCaractersticasy TrunkingCaractersticasTrunkingSoporte para VLAN, QoS yPlataformaCisco Catalyst 2960Equipos instalados en la Red de la UTECPara ofrecer los servicios de voz sobre IP, ser har uso de una planta telefnica IPa nivel de software, esta ser instalada en un servidorA continuacin se muestran los requerimientos mnimos del servidor a utilizar y elequipo proporcionado por la Universidad.8Tabla 1.3: Requerimientos del servidorRequisitos MnimosSistemaWindows Server 2003/XP/7OperativoPentium IV 2.5 GHz oProcesadorequivalenteRAMRAM mnima1GmnimaDisco DuroConexin deLAN: 10 / 100Redde Red10G LibreDisco DuroConexinLAN: 10 / 10040G1.5 GProcesadorPentium IV 3GHzOperativoEquipo de la Universidad.SistemaWindows 7Para que los usuarios puedan establecer llamadas desde sus computadoras pormedio de software, es necesario el uso de auriculares con micrfono incluido, acontinuacin se muestra el requerimiento de los auriculares.Tabla 1.4: Requerimiento de los AuricularesRequisitos MnimosOmega 662360 BSModelosSony HDJ-97009Situacin actual de la Universidad.La Facultad de Informtica no cuenta con los auriculares necesarios para lacomunicacin de voz entre los usuarios, para ello el equipo de trabajo asumir elcosto del mismo.La Facultad debe de contar con una estructura de red LAN que facilite lacomunicacin entre todos los usuarios.A continuacin se muestra la estructura de la red con que cuenta la UniversidadTecnolgica de El Salvador.Los FundadoresCentro FinancieroGiuseppeGaribaldiGabrielaMistralClaudiaLarsSimn BolvarBenito JurezCasa130MUAJosMartCasa118FranciscoMoraznTecnoImpresosCasa116LogsticaJorge LuisBorgesThomas JeffersonGracia LorcaFigura 1.1 Estructura de red de la Universidad Tecnolgica de El salvador10Cada edificio cuenta con un switch 2960-24TC-L que proporciona conectividad paracada LAN y centralizan todo el trfico hacia un switch C4507R-E.Los Fundadores CentroFinancieroClaudia LarsGabrielaMistralcasa130GiuseppeGaribaldicasa 118Casa 116Simon BolivarBenitoJuarezJoseMartiFranciscoMorazanJorge Luis BorgesMUA TecnoImpresosLogisticaThomasJeffersonGarciaLorcaFigura 1.2 Estructura de red basada en switches de la Universidad Tecnolgica de El Salvador.El Direccionamiento IP Actual es el Siguiente:1Se cuenta con la Direccin 192.168.0.0 255.255.0.0 para todos los usuarios de laFacultad de Informtica.Tabla 1.5: Direccionamiento IP de la red actualRedMascaraIDBroadcastDirecciones Disponibles65534192.168.0.0 255.255.0.0 192.168.0.0 192.168.255.25511Con el resultado del estudio tcnico se determina el cumplimiento de los requisitosde Hardware y Software a excepcin de los auriculares con los cuales la Facultad nocuenta, pero sern proporcionados por el grupo de trabajo.Tomando en cuenta el anlisis anterior se puede asegurar que tcnicamente esfactible desarrollar el proyecto debido a que el diseo de red actual y suscomponentes hacen posible el buen funcionamiento del prototipo de red voz sobreIP.1.5.2 Factibilidad Econmica.Para llevar a cabo un proyecto debemos comprender el mbito del trabajo a realizary los recursos requeridos para el desarrollo del mismo.La Facultad de Informtica ya cuenta con una estructura de red bien diseada y conel equipo necesario para hacer funcionar la red de Voz, a excepcin de losauriculares con los cuales no se cuenta, para ello se necesita hacer la compra de losdispositivos.El prototipo de voz sobre IP, para efectos de demostracin se implementara solopara los usuarios del edificio Gabriela Mistral, el cual cuenta solo con 12 usuarios dela Facultad de Informtica.12A continuacin se muestra un cuadro con el detalle de la inversin.Tabla 1.6: Costos de los auriculares para los usuariosCantidad de Usuarios12Precio por unidad$3Total a Invertir$36El software a utilizar para el funcionamiento del prototipo de red de voz es elsiguiente:Software del Cliente: Cisco IP Communication.Software del Servidor: GNS3.Ambos software songratuitos y se pueden descargar del sitio Web de cadaproveedor: www.cisco.com y www.gns3.comTabla 1.7: Detalles de la adquisicin del software a utilizarSoftwareCisco IPDetalleSoftware cliente que permite establecer llamadas$0Communication de voz sobre IP desde una computadora.Software Donde se ejecutara la planta telefnicaGNS3IP, que permitir la concesin de llamadas entrelos usuarios del a Facultad de Informtica.TOTAL$0$0$0$0Precios UnitarioTOTAL13Tomando en cuenta el anlisis anterior se puede asegurar que econmicamente esfactible desarrollar el proyecto ya que existen los equipos y la tecnologa necesariapara implementar el prototipo voz sobre IP.1.5.3 Factibilidad Operacional.Se realizara la instalacin de un servidor en un punto estratgico de la red quepermitir a todos los software cliente poder realizar llamadas a cualquier extensinexistente, todos los usuarios de la facultad de Informtica tendrn instalado softwarecliente en sus computadoras.Para deducir si la red propuesta podr ser sostenible operacionalmente, se toman encuenta 2 puntos importantes:Aceptacin del nuevo software por los Usuarios de la Facultad de InformticaMantenimiento de la estructura de redPara esto se realizo un cuestionario a los usuarios para conocer su opinin.El software que utilizaran los usuarios de la Facultad de Informtica cuenta unainterfaz muy amigable que se muestra como un telfono de lnea fija comn, el cual14permitir realizar llamadas de la manera tradicional haciendo uso del mouse o delteclado numrico para marcar la extensin deseada.Debido a que la Universidad ya cuenta con una estructura de red implementada ycon un administrador para su mantenimiento, no se incurrir en gastos extras deequipo y mantenimiento para la red voz debido a que se har uso de la red yaexistente para todo el trfico.15CAPITULO IIDOCUMENTACIN TECNICA2.1 Marco terico de la solucin.Los conceptos necesarios para el entendimiento de este proyecto de investigacinestn relacionados con la tecnologa de voz sobre IP, tipos de planta telefnicas ysus funciones, diferentes modelos de redes de voz, protocolos utilizadosactualmente, como trabajan los telfonos IP, los distintos softphone (telfonos IPbasados en software) ms utilizados, equipos que componen la red de datos,capacidades, ventajas y desventajas que presenta este tipo de red.Es importante entender el funcionamiento de los diferentes modelos de redes de vozsobre IP y los protocolos que operan en los equipos que participan de esta red, parapoder aplicar el ms conveniente a las necesidades requeridas.El prototipo de red de voz sobre IP implementado, permitir a los usuarios de laFacultad de Informtica tener una segunda opcin de comunicacin entre ellos,aprovechando los recursos de red ya existentes mediante el uso de la tecnologa devoz sobre IP162.2 Documentacin tcnica de la solucin.2.2.1 Que es voz sobre IP?.Voz sobre Protocolo de Internet, tambin llamado voz sobre IP o VOIP (por sussiglas en ingles, Voice Over IP) es un grupo de recursos que hacen posibles que laseal de voz viaje a travs de la red de datos ya sea por Internet o por la red internaempleando el protocolo IP, esto significa que se enva la seal de voz en formadigital, en lugar de enviar en forma analgica a travs de circuitos ofrecidos por unacompaa telefnica convencional por medio de la PSTN (Public SwitchedTelephone Network),El objetivo de voz sobre IP es dividir en paquetes los flujos de audio paratransportarlos sobre redes basadas en IP, de forma que permita la realizacin dellamadas telefnicas ordinarias sobre redes de datos utilizando un PC (en el caso deutilizar un softphone) o un telfono fsico con soporte para IP, con lo que se consiguedesarrollar una nica red homognea en la que se enva todo tipo de informacin yasea voz o datos.172.2.2 Como funciona voz sobre IP.Al igual que en la telefona clsica, la seal de voz se enva al telfono por medio deun micrfono en forma de una seal analgica, un convertidor analgico-digitaltransforma esta seal en digital que se codifica de acuerdo a un formato de audio yrealiza una compresin de la seal de voz.Los datos de voz, despus de la compresin, se preparan para ser transferidos atravs de la red, la conversacin se divide en pequeos paquetes de datos, cadapaquete reduce a una muestras de 8-bits, trasmitiendo 8000 muestras por segundo,la cantidad de ancho de banda necesario para una conversacin telefnica de voznica es de 64 kbps (8000 muestras x 8 bits por muestra = 64.000 bits, o 64 kbps).Entonces, estos paquetes llegan al destino especfico ya sea un router o plantatelefnica, que dirige los paquetes IP a su destino final.Para transferir voz y datos a travs de la red, se utiliza actualmente la versin 4 delprotocolo de internet (IPv4), La prxima versin es IPv6, se ha especificado amediados de los 90s, pero la necesidad de ampliar su uso no se ha tomado en seriohasta los ltimos aos. Por desgracia, el protocolo IP trabaja sobre el principio de"mejor esfuerzo" y por lo tanto, no garantiza al 100% la entrega de paquetes, esta esla razn principal por la que no siempre tienen buena calidad de voz.18Con el fin de establecer una conexin entre un sistema de telefona VOIP y la redPSTN tradicional, tenemos que utilizar un convertidor de seales (Gateway), esteconvertidor est conectado a la red de datos IP, as como a la red telefnica PSTN,este transmite las solicitudes en ambas direcciones. En este caso, los paquetes IPde un lado se convierten en el torrente de voz digital en el lado del PSTN.Desde ahora todo va sobre IP (nuestros datos informticos, voz, vdeo, etc.) quepuede tener la integracin de los diferentes tipos de datos en una red IP nica. Elsignificado de la convergencia es que tenemos una red comn (la red IP) quetransmite todo tipo de informacin voz, datos, video, texto e imgenes,2.2.3 Beneficios de voz sobre IP.Uno de los principales impulsores de la combinacin de redes de voz y datos es elahorro monetario. Si nos fijamos estrictamente en el minuto a minuto de los costos,los ahorros realizados por usar voz sobre IP podra ser lo suficientemente grandecomo para justificar el gasto de implementacin de este servicio.Los ahorros en el precio pueden variar en funcin de su ubicacin geogrfica. Enotros pases de Amrica del Norte, por ejemplo, una comparacin de costos minutoa minuto entre voz sobre IP y el tradicional PSTN (una llamada local en algunospases puede ser alrededor de $ 1 por minuto).19Los proveedores de correo de voz hoy, por ejemplo, cobran 50 centavos a $ 1.50 pormegabyte de espacio en disco duro, ya que utilizan un mecanismo de propiedad deformato para almacenar sus llamadas de voz. Por otro lado, voz sobre IP permiteque los sistemas de correo de voz puedan ser puestos en plataformas basadas enestndares (como una computadora),convencional.ahorrando los costos del correo de vozVoz sobre IP facilita la unificacin de servicios logrando que la red de voz y la red dedatos utilicen un mismo medio, logrando una administracin comn.Los telfonos IP pueden integrarse con otros servicios disponibles en Internet,incluyendo videoconferencias, intercambio de datos, mensajes con otros servicios enparalelo con la conversacin, audio conferencias, administracin de libros dedirecciones e intercambio de informacin con otras personas (amigos, compaeros,etc.).Qu pasa si el servidor de correo de voz es el mismo que su servidor de correoelectrnico?, as podr decidir si desea descargar su correo de voz en un telfono outilizar el cliente de correo electrnico para leer detenidamente el correo de voz.En los viajes de negocio se podrn apreciar verdaderamente los beneficios como laposibilidad de descargar el correo de voz y responder por va electrnica parareenviar el correo de voz a un grupo.202.2.4 Factores a considerar en voz sobre IP.El principal problema que presenta hoy en da la implementacin tanto de voz sobreIP como de todas las aplicaciones IP, es el de garantizar la calidad de servicio, yaque con la existencia de retardos y limitaciones de ancho de banda, actualmente esmuy difcil tener una buena calidad del servicio, encontrndonos con los siguientesproblemas:Retardo o latencia: Latencia es sinnimo de retraso, y mide el tiempo que tarda unpaquete en viajar de un punto a otro en el caso de la voz sobre IP el retraso es eltiempo en que tarda la voz desde que sale de la boca del Emisor y llegar al odo delReceptor en una llamada telefnica.Para poder reducir el retraso se tiene que implementar buenas polticas de calidadde servicio en los enrutadores (routers) y conmutadores (switches) por los quepasara el trfico de voz.En las comunicaciones de voz sobre IP, una vez establecidos los retardos detrnsito yprocesada la conversacin, se considera aceptable una latencia pordebajo de los 150 ms (0.15 segundos)Fluctuaciones de velocidad (Jitter): En voz sobre IP, el jitter es la variacin deltiempo que tardan los paquetes en llegar a su destino por la red.21Estas variaciones son debidas a la saturacin de la red, la falta de sincronismo en lared o los cambios dinmicos en las rutas por donde viajan los datos.2.2.5 El futuro de voz sobre IP.La demanda de los servicios de llamadas, envi de mensajes de texto y multimedia,tienen un costo dependiendo del proveedor de los servicios, la industria de voz sobreIP se encuentra en una etapa de crecimiento rpido. La evolucin del uso de vozsobre IP vendr con la evolucin de la infraestructura y de los protocolos decomunicacin.El lucro de las compaas telefnicas se ver afectado por la integracin de vozsobre IP, las empresas tendrn que cambiar sus operaciones al ofrecer paquetes denavegacin para la telefona mvil y acceso a internet para la telefona fija.En la actualidad una buena parte de las llamadas mundiales se basa en IP, esteser el futuro para las telecomunicaciones futuras, todo estar basado en IP.2.2.6 Definiciones y Conceptos bsicos de redes.A continuacin se describen los protocolos y tecnologas que ayudaran a tener unmejor entendimiento de la operacin e implementacin voz sobre IP.222.2.6.1 Modelo de referencia OSI.La Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO por sus siglas en ingles,international organization for standardization) ha desarrollado el modelo dereferencia OSI (por sus siglas en ingles, Open System Interconnection) en la dcadade 1980, y es ahora el estndar para el desarrollo de protocolos que permiten a lascomputadoras comunicarse. Aunque no todos los protocolos siguen este modelo,muchas personas lo utilizan para ayudar a disear y desarrollar nuevos protocolos.El modelo de referencia OSI divide el problema de la comunicacin entre maquinasen siete capas, cada capa se comunica slo con su capa correspondiente en la otramquina. Esto significa que la capa 5 ha de preocuparse slo de hablar con la Capa5 en la mquina receptora, y no lo que el medio fsico real podra ser.Figura 2.1 Modelo de referencia OSI23Adems, cada capa del modelo de referencia OSI proporciona servicios a la capasuperior (capa de 5 a 6, la capa de 6 a 7, y as sucesivamente), y pide adeterminados servicios de la capa directamente debajo de l (de 5 a 4, 4 a 3, y assucesivamente).Este enfoque por capas permite que cada capa maneje una pequea pieza deinformacin, realizar los cambios necesarios a los datos, y aadir las funcionesnecesarias para la capa antes de pasar los datos a la siguiente.A continuacin de define cada capa del modelo de referencia OSI:Capa de Aplicacin: Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a losservicios de las dems capas y define los protocolos que utilizan las aplicacionespara intercambiar datos, como correo electrnico, gestores de bases de datos yservidor de archivos. Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto quecontinuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el nmero de protocolos crece sinparar.Cabe aclarar que el usuario normalmente no interacta directamente con el nivel deaplicacin, suele interactuar con programas que a su vez interactan con el nivel deaplicacin pero ocultando la complejidad subyacente.Capa de Presentacin: La capa de presentacin garantiza que la informacinenviada por la capa de aplicacin de un sistema pueda ser leda por la capa de24aplicacin de otro sistema. Si es necesario, la capa de presentacin traduce entrevarios formatos de datos utilizando un formato de datos comn de representacin.La capa de presentacin se ocupa no slo con el formato y la representacin de losdatos reales de los usuarios, sino tambin con las estructuras de datos utilizadas porlos programas. Por lo tanto, adems de la transformacin actual formato de los datos(si es necesario), la capa de presentacin negocia la sintaxis de transferencia dedatos para la capa de aplicacin.Capa de Sesin: Como su nombre lo indica, la capa de sesin establece, administray termina las sesiones entre aplicaciones. Las sesiones consisten en un dilogoentre dos o ms entidades.La capa de sesin sincroniza el dilogo de la capa de presentacin y administra suintercambio de datos. Adems ofrece regulacin bsica de las conversaciones(sesiones), y reportes a la capa de sesin, capa de presentacin, y los problemasde la capa de aplicacin.Capa de Transporte: La capa de transporte es responsable de asegurar eltransporte de datos fiables sobre una red interna. Esto se logra mediante el controlde flujo, la comprobacin de errores, reconocimientos de extremo a extremo, lasretransmisiones y la secuencia de datos.25Algunos protocolos de transporte, como TCP (Transmission Control Protocol),cuentan con mecanismos para el manejo de la congestin. TCP ajusta sutemporizador de retransmisin, por ejemplo, cuando la prdida de paquetes o lacongestin se produce dentro de una red. TCP disminuye la cantidad de trfico queenva cuando la congestin est presente. La congestin se determina a travs de lafalta de reconocimientos recibidos desde el nodo de destino.Capa de Red: La capa de red proporciona un direccionamiento lgico que permite ados sistemas diferentes en diferentes redes lgicas establecer una posible va decomunicacin. La capa de red es la capa en la que residen los protocolos deenrutamiento.En Internet hoy en da, el direccionamiento IP es por mucho el esquema ms comnen uso, los protocolos de enrutamiento tales como Enhanced Interior GatewayRouting Protocol (IGRP mejorado, o EIGRP), Open Shortest Path First (OSPF),Border Gateway Protocol (BGP), el Sistema de Intermediacin para Sistema deIntermediacin (IS-IS), y muchos otros se utilizan para determinar las rutas ptimasentre dos subredes lgicas (subredes).Por defecto routers envan los paquetes IP en base a su direccin de capa de red.26Las funciones clave de la capa de red son los siguientes:Formato de los paquetes, el direccionamiento de red, resolucin de direcciones yenrutamientoCreacin y mantenimiento de las tablas de enrutamientoCapa de enlace de datos: Esta capa se ocupa del direccionamiento fsico, de latopologa de la red, del acceso al medio, de la deteccin de errores, de ladistribucin ordenada de tramas y del control del flujo.Capa Fsica: La capa fsica tiene que ver con la creacin de 1s y 0s en el mediofsico con los impulsos elctricos / cambios de voltaje, Esta se encarga de lasconexiones fsicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere almedio fsico como a la forma en la que se transmite la informacin.Sus principales funciones se pueden resumir como:Definir el medio o medios fsicos por los que va a viajar la comunicacin: cablede pares trenzados, coaxial, guas de onda, aire, fibra ptica.Definir las caractersticas materiales y elctricas que se van a usar en latransmisin de los datos por los medios fsicos.Definir las caractersticas funcionales de la interfaz.Transmitir el flujo de bits a travs del medio.27Manejar las seales elctricas del medio de transmisin y polos en un enchufe.2.2.6.2 Modelo TCP/IP.TCP/IP es un conjunto de protocolos. La sigla TCP/IP significa "Protocolo de controlde transmisin/Protocolo de Internet", proviene de los nombres de dos protocolosimportantes del conjunto de protocolos, es decir, del protocolo TCP y del protocoloIP.En algunos aspectos, TCP/IP representa todas las reglas de comunicacin paraInternet y se basa en la nocin de direccin IP, es decir, en la idea de brindar unadireccin IP a cada equipo de la red para poder 1enrutar paquetes de datos. Debidoa que el conjunto de protocolos TCP/IP originalmente se cre con fines militares,est diseado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos:Dividir mensajes en paquetes.Usar un sistema de direcciones.Enrutar datos por la red.Detectar errores en las transmisiones de datos.1Enrutar es encaminar una conexin a un equipo que dispone de un servicio especfico28El conocimiento del conjunto de protocolos TCP/IP no es esencial para un simpleusuario, de la misma manera que un espectador no necesita saber cmo funciona sured audiovisual o de televisin. Sin embargo, para las personas que deseanadministrar o brindar soporte a una red TCP/IP, su conocimiento es fundamental.TCP/IP es el protocolo comn utilizado por todos los ordenadores conectados aInternet, de manera que stos puedan comunicarse entre s. Hay que tener encuenta que en Internet se encuentran conectados ordenadores de clases muydiferentes y con hardware y software incompatibles en muchos casos, adems detodos los medios y formas posibles de conexin. Aqu se encuentra una de lasgrandes ventajas del TCP/IP, pues este protocolo se encargar de que lacomunicacin entre todos sea posible. TCP/IP es compatible con cualquier sistemaoperativo y con cualquier tipo de hardware.El modelo TCP/IP, influenciado por el modelo OSI, tambin utiliza el enfoquemodular (utiliza mdulos o capas), pero slo contiene cuatro:Capa de aplicacinCapa de transporteCapa de InternetCapa de acceso a la red29Figura 2.2 Modelo TCP/IPCapa 4 o capa de aplicacin: Aplicacin, asimilable a las capas 5 (sesin), 6(presentacin) y 7 (aplicacin) del modelo OSI. La capa de aplicacin deba incluirlos detalles de las capas de sesin y presentacin OSI. Crearon una capa deaplicacin que maneja aspectos de representacin, codificacin y control de dilogo.Capa 3 o capa de transporte: Transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) delmodelo OSI.Capa 2 o capa de red: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.Capa 1 o capa de enlace: Acceso al Medio, asimilable a la capa 1 (fsica) y 2(enlace de datos) del modelo OSI.30Figura 2.3 Comparacin entre el modelo OSI y TCP/IP2.2.6.3 Protocolo de Internet (IP).Protocolo de Internet conocido por sus siglas en ingles como IP (Internet Protocol),es un protocolo no orientado a conexin usado tanto por el origen como por eldestino para la comunicacin de datos a travs de una red de paquetes conmutadosno fiable de mejor entrega posible sin garantas.Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos comopaquetes o datagramas (en el protocolo IP estos trminos se suelen usarindistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuracin antes de31que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se haba comunicadoantes.IP provee un servicio de datagramas no fiable (tambin llamado del mejor esfuerzo,lo har lo mejor posible pero garantizando poco). IP no provee ningn mecanismopara determinar si un paquete alcanza o no su destino y nicamente proporcionaseguridad (mediante sumas de comprobacin) de sus cabeceras y no de los datostransmitidos. Por ejemplo, al no garantizar nada sobre la recepcin del paquete, stepodra llegar daado, en otro orden con respecto a otros paquetes, duplicado osimplemente no llegar. Si se necesita fiabilidad, sta es proporcionada por losprotocolos de la capa de transporte, como TCP.Si la informacin a transmitir ("datagramas") supera el tamao mximo "negociado"(MTU) en el tramo de red por el que va a circular podr ser dividida en paquetes mspequeos, y reensamblada luego cuando sea necesario. Estos fragmentos podrn ircada uno por un camino diferente dependiendo de cmo estn de congestionadaslas rutas en cada momento.Las cabeceras IP contienen las direcciones de las mquinas de origen y destino(Direcciones IP), direcciones que sern usadas por los enrutadores (routers) paradecidir el tramo de red por el que reenviarn los paquetes.32IP es el elemento comn en la Internet de hoy. El actual y ms popular protocolo dered es IPv4. IPv6 es el sucesor propuesto de IPv4; poco a poco Internet estagotando las direcciones disponibles por lo que IPv6 utiliza direcciones de fuente ydestino de 128 bits (lo cual asigna a cada milmetro cuadrado de la superficie de laTierra se puede cubrir con 670.000 millones de direcciones IP), muchas msdirecciones que las que provee IPv4 con 32 bits.Las versiones de la 0 a la 3 estn reservadas o no fueron usadas. La versin 5 fueusada para un protocolo experimental. Otros nmeros han sido asignados,usualmente para protocolos experimentales, pero no han sido muy extendidos.2.2.6.4 Direccionamiento de capa de enlace de Datos y de Red.Los dos tipos de direcciones son el direccionamiento de capa de enlace de datos ycapa de red. Capa de enlace de Datos, tambin conocida como Control de Acceso alMedio (MAC), esta es nica para cada dispositivo. En una red de rea local (LAN),por ejemplo, cada dispositivo tiene una direccin MAC que se identifica en la redLAN. Esto permite a los equipos saber a quien se est enviando los mensajes. Sinos fijamos en una direccin MAC, los primeros 12 bytes son el destino y origen delas direcciones del equipo.33Si utiliza un conmutador Ethernet LAN (Switch), el trfico se encamina a travs delconmutador basado en la direccin de la capa de enlace de datos (la direccinMAC). Si utiliza un repetidor o concentrador (Hub) para conectar los dispositivos a lared local, el paquete es enviado a todos los puertos, independientemente de ladireccin MAC. Esto es porque el reenvo a travs de un Hub se basa en la capafsica y no la capa de enlace de datos.Cuando el trfico se encamina en base a la direccin MAC, por lo general se refiereal uso de un switch, antes del enrutamiento en la dcada de 1980, las compaas demuchos pases desarrollaron puentes para conectar dos redes diferentes, estopermiti un mtodo simple y de bajo costo.La mayora de redes de rea local en la dcada de 1980 y principios de 1990 utilizaun concentrador para conectar sus estaciones de trabajo Ethernet, este dispositivose conoce como un repetidor y replicar solo la informacin de Capa 1, por lo tanto, siuna empresa tena un Hub de ocho puertos y los ocho puertos de reciban unpaquete, este se repetira (exactamente, con los errores) a los otros puertos.En la dcada de 1990, las empresas comenzaron a desarrollar switches LAN, queeran bsicamente una combinacin de un Hub y puente, en este escenario, el switchLAN aprenda las direcciones de Capa 2, que se adjuntaba a cada una de susinterfaces fsicas y reenviaba el trfico basado en el en direccionamiento de Capa 2.34Las tarjetas de red tipo Ethernet tienen una pequea memoria en la que alojan undato nico para cada tarjeta de este tipo. Se trata de la direccin MAC, y estformada por 48 bits que se representan mediante dgitos hexadecimales que seagrupan en seis parejas (cada pareja se separa de otra mediante dos puntos ":" omedianteguiones"-").Porejemplo,unadireccinMACpodraserF0:E1:D2:C3:B4:A5, la mitad de los bits de la direccin MAC son usados paraidentificar al fabricante de la tarjeta, y el resto son utilizados para diferenciar cadauna de las tarjetas producidas por ese fabricante.De los diferentes esquemas de direccionamiento, el direccionamiento IP es el msimportante de entender, ya que este comprende el desarrollo y comunicacin de lasredes.Existen muchos protocolos y cada uno tiene un esquema diferente dedireccionamiento.El direccionamiento de capa de Red normalmente es jerrquico, en comparacin conla red telefnica pblica conmutada (PSTN) en Amrica del Norte el Plan deNumeracin (Asociacin NANPA) de la red de hoy en da, cada rea de plan denumeracin (NPA) incluye una regin, con un prefijo (NXX) que denota una sub-regin y la identificacin de la estacin (xxxx) que denota el telfono real.35El direccionamiento de capa de Red se encuentra en el nivel 3 del modelo OSI, estopermite que un grupo de equipos para dar las direcciones lgicas similares, eldireccionamiento lgico es similar a la determinacin de la direccin de una personamirando a su pas, estado, cdigo postal, ciudad y nombre de la calle.Los routers envan el trfico con base de la direccin de capa 3 o capa de red,Direccionamiento IP es compatible con cinco clases de red, los bits en el extremoizquierdo indican la clase de red, de la siguiente manera.Redes de clase A: estn destinadas principalmente para uso con un nmeroreducido de redes, ya que proporcionan solamente siete bits para el campo dedireccin de red.Redes de clase B: asignan 14 bits para el campo de direccin de red y 16 bits parael campo de direccin de host. Esta clase de direccin ofrece un buen compromisoentre la red y el espacio de direcciones de host.Redes de clase C: asigna 21 bits para el campo de direccin de red. Ellosproporcionan slo 8 bits para el campo host, sin embargo, por lo que la cantidad dehosts por red puede ser un factor limitante.36Redes de clase D: estn reservadas para los grupos de multidifusin, como sedescribe formalmente en el RFC 1112. En las direcciones de clase D, los cuatro bitsde mayor orden se establecen en 1, 1, 1 y 0.Redes de clase E: tambin se definen por la propiedad intelectual, pero estnreservados para uso futuro. En las direcciones de clase E, los cuatro bits de mayororden se establecen en 1, y el quinto bit es siempre 0.Las direcciones IP estn escritas en formato decimal, por ejemplo, 121.10.3.116.La Figura 2.2 muestra los formatos de la direccin de la clase A, B, C y las redes IP,una manera fcil de entender el direccionamiento es que entre ms redes se tiene,Menos host se tendern en la red.Figura 2.4 Formato de direccionamiento de clase A, B y CLa direccin IP es el nico identificador que diferencia un equipo de otro en una redy ayuda a localizar dnde reside ese equipo, se necesita una direccin IP para cadaequipo y componente de red, como un router, que se comunique mediante TCP/IP.37La direccin IP identifica la ubicacin de un equipo en la red, al igual que el nmerode la direccin identifica una casa en una ciudad, al igual que sucede con ladireccin de una casa especfica, que es exclusiva pero sigue ciertas convenciones,una direccin IP debe ser exclusiva pero conforme a un formato estndar. Unadireccin IP est formada por un conjunto de cuatro nmeros, cada uno de loscuales puede oscilar entre 0 y 255.Las direcciones IPv4 se expresan por un nmero binario de 32 bits permitiendo unespacio de direcciones de 4.294.967.296 direcciones posibles. Las direcciones IP sepueden expresar como nmeros de notacin decimal: se dividen los 32 bits de ladireccin en cuatro octetos. El valor decimal de cada octeto est comprendido en elrango de 0 a 255 [el nmero binario de 8 bits ms alto es 11111111 y esos bits, dederecha a izquierda, tienen valores decimales de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128, lo quesuma 255].En la expresin de direcciones IPv4 en decimal se separa cada octeto por uncarcter nico ".". Cada uno de estos octetos puede estar comprendido entre 0 y255, salvo algunas excepciones. Los ceros iniciales, si los hubiera, se puedenobviar.Ejemplo de representacin de direccin IPv4: 192.168.0.1382.2.6.5 Mecanismos de transporte IP.Es importante entender los diferentes mecanismos de transporte IP, estosmecanismos son TCP y UDP los cuales se tratan a continuacin.TCP y UDP (User Datagram Protocol) tienen caractersticas diferentes que puedenutilizar varias aplicaciones. Si la fiabilidad es ms importante que la demora, porejemplo, puede utilizar TCP / IP para garantizar la entrega de paquetes. UDP / IP noutiliza las retransmisiones de paquetes, sin embargo, esto puede reducir la fiabilidad,pero en algunos casos una retransmisin tarde no sirve de nada.Para comparar los diferentes protocolos de capa de transporte, primero hay queentender lo que constituye un paquete IP. La Figura 2.3 muestra los campos delpaquete IP.Figura 2.5 Campos de un paquete IP39A continuacin se definen los campos del paquete IPVersin: indica si se est utilizando IPv4 o IPv6Tamao de la cabecera IP: indica la longitud de la cabecera del datagrama enpalabras de 32 bits.Tipo de servicio (TOS): especifica cmo un determinado protocolo de capasuperior quiere que sea intercambiado. Puede asignar paquetes de diferentescalidades de servicio (QoS) niveles basados en este campo.Longitud total: Especifica la longitud de todo el paquete IP, incluyendo datos yla cabecera, en octetos.Identificacin: Contiene un entero que identifica el datagrama actual. Estecampo se utiliza para ayudar a reconstruir fragmentos de datagrama.Bandera (Flags): este campo cuenta con dos bits, Un bit especifica si se puedefragmentar el paquete, el segundo bit especifica si el paquete es el ltimofragmento de una serie de paquetes fragmentados.Time To Live: Mantiene un contador que disminuye gradualmente hasta llegar acero, en este punto el datagrama es descartado, esto evita que los paquetesgeneren un bucle sin fin.Protocolo: indica que protocolo de capa superior recibe los paquetes entrantes.Checksum: comprueba que la cabecera no est daado.Direccin de origen: la direccin de envo.Direccin de destino: la direccin para recibir el datagrama.Opciones: Habilita varias opciones de soporte para IP, como seguridad40Datos: contiene los datos de aplicacin.Protocolo de transporte TCP.Es uno de los protocolos fundamentales en Internet. Fue creado entre los aos 1973- 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn.Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoraspueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a travs de las cuales puedeenviarse un flujo de datos, el protocolo garantiza que los datos sern entregados ensu destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron. Tambinproporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de unamisma mquina, a travs del concepto de puerto.En la pila de protocolos TCP/IP, TCP es la capa intermedia entre el protocolo deinternet (IP) y la aplicacin, habitualmente, las aplicaciones necesitan que lacomunicacin sea fiable y, dado que la capa IP aporta un servicio de datagramas nofiable (sin confirmacin), TCP aade las funciones necesarias para prestar unservicio que permita que la comunicacin entre dos sistemas se efecte libre deerrores, sin prdidas y con seguridad.Los servicios provistos por TCP corren en el anfitrin (host) de cualquiera de losextremos de una conexin, no en la red. Por lo tanto, TCP es un protocolo paramanejar conexiones de extremo a extremo. Tales conexiones pueden existir a travs41de una serie de conexiones punto a punto, por lo que estas conexiones extremo-extremo son llamadas circuitos virtuales. Las caractersticas del TCP son:Orientado a la conexin: dos computadoras establecen una conexin paraintercambiar datos. Los sistemas de los extremos se sincronizan con el otro paramanejar el flujo de paquetes y adaptarse a la congestin de la red.Operacin Full-Duplex: una conexin TCP es un par de circuitos virtuales, cadauno en una direccin, slo los dos sistemas finales sincronizados pueden usar laconexin.Error Checking: una tcnica de checksum es usada para verificar que los paquetesno estn corruptos.Acknowledgements: sobre recibo de uno o ms paquetes, el receptor regresa unacknowledgement (reconocimiento) al transmisor indicando que recibi los paquetes.Si los paquetes no son notificados, el transmisor puede reenviar los paquetes oterminar la conexin si el transmisor cree que el receptor no est ms en laconexin.Flow Control: si el transmisor est desbordando el buffer del receptor por transmitirdemasiado rpido, el receptor descarta paquetes, los acknowledgement fallidos que42llegan al transmisor le alertan para bajar la tasa de transferencia o dejar detransmitir.Servicio de recuperacin de Paquetes: el receptor puede pedir la retransmisin deun paquete. Si el paquete no es notificado como recibido (ACK), el transmisor envade nuevo el paquete.Los servicios confiables de entrega de datos son crticos para aplicaciones talescomo transferencias de archivos (FTP por ejemplo), servicios de bases de datos,proceso de transacciones y otras aplicaciones de misin crtica en las cuales laentrega de cada paquete debe ser garantizada.Protocolo de transporte UDP.UDP es un protocolo mucho ms sencillo que TCP y es til en situaciones en las quelos mecanismos de confiabilidad de TCP son innecesarios, UDP tambin es sinconexin y tiene una cabecera ms pequea, que se traduce en una sobrecargamnima.La cabecera UDP slo tiene cuatro campos, el puerto de origen, puerto de destino,duracin y suma de comprobacin UDP. Los campos de origen y puerto de destinocumplen las mismas funciones que lo hacen en la cabecera TCP. El campo delongitud indica la longitud de la cabecera UDP y los datos, y la comprobacin sobre43el terreno permite la comprobacin de la integridad de paquetes, la suma decomprobacin UDP es opcional.UDP se utiliza en voz sobre IP para transportar el trfico de voz actual (los canalesportadores). TCP no se usa porque el control de flujo y de la distribucin depaquetes de voz no es necesario, dado que UDP es usado para llevar el audio.Protocolo de trasporte RTP.RTP son las siglas de Real-time Transport Protocol (Protocolo de Transporte deTiempo real). Es un protocolo de nivel de sesin utilizado para la transmisin deinformacinentiemporeal, comopor ejemploaudioy vdeoenunavideoconferencia.Caractersticas:Usado en aplicaciones de tiempo real como videoconferencias, audio en difusiny telefona en Internet.Utiliza UDP y a veces TCPRTP no garantiza la entrega de todos los paquetes, ni la llegada de estos en elinstante adecuado, la aplicacin superior debe encargarse de subsanar losfallos.44Funciones:Identifica el tipo de carga de paquete, puede ser un formato de audio o video.Numerar el paquete.Identificar el instante en el que se genero el paquete.2.2.6.6 Mtodos de transmisin.En una LAN los mtodos de transmisin de datos de la capa 2 se dividen en tresclasificaciones: Unicast, Multicast y Broadcast.En una trasmisin Unicast un solo frame (marco) o paquete es enviado desde unanica fuente a un solo destino en la red, en una trasmisin Multicast un solo frame opaquete es enviado desde una nica fuente a mltiples destinos y en un entorno detrasmisin Broadcast un frame o paquete de datos se copia y se enva a todos loshost de la red.Transmisin Unicast.El mtodo de transmisin Unicast es de uno a uno (one-to-one), con este mtodo elenvo de datos se realiza desde un nico emisor a un nico receptor, como porejemplo de un servidor a un grupo de trabajo de una LAN. En un entorno Unicastaunque varios usuarios puedan solicitar la misma informacin al servidor al mismo45tiempo, el servidor responder a las peticiones de los usuarios enviando lainformacin a cada usuario, como se muestra en la figura 2.6.Figura 2.6 Mtodo de transmisin UnicastEl mtodo Unicast enva por separado el trafico de los datos a cada equipo que hasolicitado los datos, a su vez esto provoca la inundacin (flooding) de la red por lacantidad de trfico.Transmisin Multicast.Multicast es un mtodo de transmisin de uno-a-muchos, envo de los datos amltiples destinos simultneamente, este mtodo de transmisin es similar alBroadcast, excepto de que el Multicast solo enva la informacin a un grupoespecifico y el Broadcast enva la informacin a todos los nodos de la red. Cuandose enva grandes cantidades de datos el mtodo Multicast ahorra considerablementeel ancho de banda en la red, debido a que la mayor parte de los datos se envansolo una vez.46La informacin se enva desde su origen pasando por la parte central de la red y semultiplica o distribuye hasta llegar a los usuarios finales, como se muestra en lafigura 2.7.Figura 2.7 Mtodo de transmisin multicastEste mtodo es ms eficiente que el de transmisin Unicast, en donde los datos secopian y se enva a cada usuario.Transmisin por Broadcast.Broadcast es un mtodo de transmisible de uno-a-todos, en donde se envan losdatos a todos los dispositivos al mismo tiempo, como se muestra en la Figura 2.8.Figura 2.8 Mtodo de transmisin broadcast47Con este mtodo, el trfico de datos se enva a todos los nodos de la red cuando elBroadcast no se filtra o bloquea con un router, ya que un router corta un dominioBroadcast. El mtodo Broadcast es emitida por el Address Resolution Protocol(ARP) para la resolucin de direcciones.2.2.6.7 Redes de datos.Una red de datos, tambin llamada red de computadoras o red informtica, es unconjunto de equipos informticos conectados entre s por medio de dispositivosfsicos que envan y reciben impulsos elctricos, ondas electromagnticas ocualquier otro medio para el transporte de datos con la finalidad de compartirinformacin y recursos, este trmino tambin engloba aquellos medios tcnicos quepermiten compartir la informacin.La finalidad principal para la creacin de una red de computadoras es compartir losrecursos y la informacin en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidadde la informacin, aumentar la velocidad de transmisin de los datos y reducir elcosto general de estas acciones.48Clasificacin de las redes por alcance:Red de rea local o LAN (local area network): es una red que se limita a un reaespecial relativamente pequea, tal como un cuarto, un solo edificio.Red de rea de campus o CAN (campus area network): es una red decomputadoras que conecta redes de rea local a travs de un rea geogrficalimitada, como un campus universitario, o una base militar.Red de rea metropolitana o MAN (Metropolitan Area Network): es una red dealta velocidad que da cobertura en un rea geogrfica extensa.Redes de rea amplia o WAN (wide area network): son redes informticas que seextienden sobre un rea geogrfica extensa.Clasificacin de las redes por topologa:Red en bus: se caracteriza por tener un nico canal de comunicaciones(denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentesdispositivos.Red en anillo: cada estacin est conectada a la siguiente y la ltima estconectada a la primera.49Red en estrella: las estaciones estn conectadas directamente a un punto central ytodas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a travs de ste.Red en malla: cada nodo est conectado a todos los otros.Red en rbol: los nodos estn colocados en forma de rbol, desde una visintopolgica, la conexin en rbol es parecida a una serie de redes en estrellainterconectadas salvo que no tiene un nodo central.2.2.6.8 Concepto de VLAN.Es importante el entendimiento de las VLAN para la implementacin de voz sobre IP,ya que el trfico debe ser segmentado y diferenciado en el switch para aplicar laspolticas de calidad de servicio (QoS).Una VLAN (acrnimo de Virtual LAN, Red de rea Local Virtual) es un mtodo decrear redes lgicamente independientes dentro de una misma red fsica. VariasVLANs pueden coexistir en un nico switch fsico, son tiles para reducir el tamaodel dominio de difusin y ayudan en la administracin de la red separandosegmentos lgicos de una red de rea local (como departamentos de una empresa)que no deberan intercambiar datos usando la red local.50Hay muchas ventajas a usar VLAN en una organizacin, algunas de las cuales seincluyen los siguientes:Aumento del rendimiento: Al reducir el tamao del dominio de Broadcast, losdispositivos de red funcionan ms eficientemente.Mayor capacidad de gestin: La divisin de la red en grupos lgicos de usuarios,aplicaciones o servidores le permite comprender y gestionar mejor la red.Mayor seguridad: el lmite de VLAN marca el final de una subred lgica, para llegara otras subredes (VLAN), debe pasar a travs de un router.VLAN de vozSwitches de Cisco ofrece una caracterstica nica llamada VLAN de voz,alternativamente llamado VLAN auxiliar. La funcin de la VLAN de voz es permitir lasuperposicin de una topologa de voz sobre una red de datos sin problemas, lasVLAN de voz proporcionan diferentes redes lgicas, a pesar que los datos y lainfraestructura de voz son fsicamente iguales.51Nota.La VLAN de voz permite la separacin lgica de trfico de voz desde telfonos IP ydispositivos de red de voz, sobre la misma red datos fsica, la VLAN de voz esopcional.En la figura 2.9 se muestra en ejemple de creacin de VLAN.Figura 2.9 Creacin de VLANLos cuatro puertos en el lado izquierdo del switch estn en la VLAN_GRAY y loscuatro puertos en el lado derecho estn en la VLAN_WHITE, un cambio en estaconfiguracin se puede ver como dos switches lgicos, imagnese teniendo elinterruptor de ocho puertos y romperse a la mitad (y de alguna manera las dosmitades del interruptor siguen funcionando).As es como VLAN son capaces de separar los dispositivos en el switch, si undispositivo en VLAN_GRAY enva una mensaje, slo llega a los dispositivos deVLAN_GRAY (esto es lo que se entiende por dominios de difusin separados). Del52mismo modo, los dispositivos en la VLAN separadas se asignan a las diferentesdirecciones de subred IP, ya que son vistos como algo separado de redes lgicas.Sin una solucin de enrutamiento (por medio de un router) en su lugar, losdispositivos de VLAN_GRAY no son capaces de comunicarse en absoluto con losdispositivos de VLAN_WHITE.2.2.6.9 Calidad de Servicio (QoS).Definicin de Calidad de Servicio:Calidad de Servicio o QoS (por sus siglas en ingles, Quality of Service), son lastecnologas que garantizan la transmisin de cierta cantidad de informacin en untiempo dado. Calidad de servicio es la capacidad de dar un buen servicio, esespecialmente importante para ciertas aplicaciones tales como la transmisin devdeo o voz.En un ambiente LAN con trafico de voz, QoS debe ser configurado principalmente entodos los equipo de capa dos como los switches, estos deben ser capaces desepara el trafico de voz con el de datos para que todas las conversaciones de vozpuedan ser establecidas con la mejor calidad posible.53En la telefona IP hay componentes que afectan la velocidad con que llega la voz delotro lado del telfono y que generan retardos que podran impedir el transcurrirnormal de una conversacin telefnica entre dos personas.La calidad de servicio se refiere tanto a la clase de servicio (CoS) y el tipo deservicio (ToS), el objetivo bsico de la clase de servicio y el tipo de servicio es lograrel ancho de banda y la latencia para una aplicacin particular.El CoS permite a un administrador seguir el flujo de paquetes de diferentes grupos,cada uno con distintas latencia y ancho de banda. El ToS es un campo en elencabezado del protocolo de Internet (IP) que permite tener lugar a CoS. En laactualidad, el campo ToS utiliza tres bits, que permiten el flujo de paquetes de ochogrupos, o CoS (0-7). Nuevas solicitudes de comentarios (RFC) permitir a los seisbits en un campo ToS para permitir ms CoS.Factores que hacen necesario la implementacin de QoS en una red de voz.Internet es un sistema basado en conmutacin de paquetes y por tanto lainformacin no viaja siempre por el mismo camino, esto produce efectos como laprdida de paquetes54Las comunicaciones de voz son en tiempo real lo que produce que efectoscomo el eco, la prdida de paquetes, el retardo o latencia sean muy molestos ydeban ser evitados.2.2.7 Centrales Telefnicas IP.Una central telefnica IP es un equipo telefnico diseado para ofrecer servicios decomunicacin a travs de las redes de datos, a esta aplicacin se le conoce comovoz sobre IP, donde la direccin IP es la identificacin de los dispositivos dentro dela red.Las plantas telefnicas tienen la tarea de proveer a los telfonos IP el perfil deusuario que le corresponde, su nombre y extensin, adems se encarga de enrutartodas las llamadas generadas por los usuarios hacia su destino final.Las aplicaciones de esta tecnologa estn en continuo desarrollo y hacen que seasencillo crear y desplegar una amplia gama de aplicaciones de telefona y servicios,incluyendo los de una PBX con diversas pasarelas (gateways).Claramente este es el futuro, las medianas y pequeas empresas podrn contar conesta tecnologa con total confianza y una buena calidad de audio. Es as, con losprogramas del llamado Cdigo Abierto (Open Source), sin pagar licencias, podrn55convertir una PC normal en una central telefnica o mejor dicho en un servidor decomunicaciones seguro y confiable.Entre las centrales telefnicas IP ms utilizadas tenemos:Cisco Call Manager ExpressAsteriskCisco Call Manager:Es un software basado en un sistema de tratamiento de llamadas sobre IP,desarrollado por Cisco Systems.Cisco Call Manager Express permite a un router de servicios integrados de Ciscoofrecer procesamiento de llamadas para los telfonos analgicos e IP conectadoslocalmente. Todos los archivos y configuraciones necesarios para los telfonos IP sealmacenan internamente en el router, lo cual brinda una solucin en una nicaplataforma.Cisco Call Manager rastrea todos los componentes voz sobre IP activos en la red,esto incluye telfonos, puentes para conferencia, y sistemas de mensajera de voz,entre otros. Call Manager a menudo utiliza el SCCP (Skinny Client Control Protocol)como un protocolo de comunicaciones para la sealizacin de parmetros dehardware del sistema, como los telfonos IP.56Cisco Call Manager ofrece:Productividad: responder a los clientes con mayor rapidez y proporcionarinformacin de presencia para ver quin est disponible y comunicarse rpidamentecon ellos.Simplicidad: integra de forma econmica capacidades de voz, vdeo, conectividadinalmbrica y comunicacin en una sola plataforma.Movilidad: reenva las llamadas de negocios entrantes a telfonos fijos o mvilessegn cada situacin.Vdeo: proporciona vdeo con las llamadas telefnicas.Eficiencia operativa: reduccin de costos de red al integrar mltiples funciones yaplicaciones en los routers de servicios integrados de Cisco.La planta telefnica Cisco Call Manager Express esta soportada en algunas de lasplataformas de routers de servicios integrados de cisco, como se muestra en latabla 2.157Tabla 2.1: Plataformas del Cisco Call Manager y LimitacionesSi fuese necesario agregar ms telfonos a la red de los que soporta el router deservicios integrados de cisco, ser necesario comprar una licencia que permitaextender la cantidad de nmero telefnicos.Cisco Call Manager trabaja con el protocolo SCCP (Skinny Client Control Protocol)este se encarga de la sealizacin y flujo de datos entre los clientes y la plantatelefnica.El Cisco Call Manager acta como un proxy de sealizacin para llamadas iniciadasa travs de otros protocolos como H.323, SIP o MGCP.58Centrales Telefnicas IP con Asterisk:Software libre (bajo licencia GPL) que proporciona funcionalidades de una centraltelefnica (PBX), puede conectar un nmero determinado de telfonos IP, parahacer llamadas entre s.Asterisk por ser una aplicacin libre, puede instalarse en cualquier equipo como unacomputadora de escritorio, no solo es posible obtener los beneficios de una centralde alta tecnologa, sino que por medio de la misma se logran obtener ahorros en lainversin de hardware cercanos a un 65% por debajo de los productos comercialesexistentes en el mercado y un ahorro de un 100% en los costos de licenciamientodel producto .Asterisk es compatible con muchos protocolos voz sobre IP como SIP, H.323 yMGCP.Principales caractersticas que se obtiene con Asterisk:Funciones bsicas: llamadas voz tradicional, transferencias, conferencias, gruposde Timbrado, desvos permanentes o condicionales, salas virtuales de conferencia,no molestar, coreo de voz, personalizacin de correo de voz y devolucin dellamadas.59Mensajera unificada: brinda la posibilidad de recibir los correos de voz y faxesdentro del correo electrnico de la compaa, logrando as reducir el costo de papel.Grabacin de llamadas: ofrece la posibilidad de grabar por demanda o de maneradefinitiva las llamadas que se realizan desde una o un grupo de extensionestelefnicas de la central.Reportes de estadsticas: provee un detalle completo de servicios utilizandomtricas predefinidas que sirven para analizar los niveles de servicio que se estnbrindando a los clientes.Versiones:Las versiones tanto estables como de desarrollo de cada mdulo puedendescargarse en la zona de descargas de la pgina oficial de Asterisk.Las versiones disponibles son las siguientes:Versin 1.6Versin 1.6.0.9Versin 1.6.1.12Versin 1.6.2.0602.2.8 Protocolos de voz sobre IP.Los protocolos de voz sobre IP surgen de las limitaciones que presenta la PSTNpara la transmisin de voz, estos protocolos definen la manara en que fluir la vozde un usuario a otro.La PSTN esta basadas en conmutacin de circuitos, por lo que establece siempre elmismo circuito y enrutamiento por el mismo camino, creando un nico punto de falla.Los protocolos de voz sobre IP operan en la red conmutada por paquetes o redes dedatos, esta divide en paquetes que pueden viajar por caminos diferentes y unirse enel mismo orden que fueron enviados en su destino final.Las redes de datos, a diferencia de la PSTN, slo transmiten informacin cuando esnecesario, aprovechando al mximo el ancho de banda y el retardo, la alteracin delorden de llegada o la prdida de paquetes no son un inconveniente, ya que en elsistema final tiene una serie de procedimientos de recuperacin de la informacin.Voz sobre IP define los sistemas de enrutamiento y los protocolos necesarios para latransmisin de conversaciones de voz a travs de Internet, los protocolo de vozutilizan TCP/IP para el envo de informacin.A continuacin se describen algunos de los protocolos de voz sobre IP:61Protocolo H.323.H.323 fue el primer estndar internacional de comunicaciones multimedia, quefacilitaba la convergencia de voz, video y datos.El objetivo principal de este protocolo, cuando se diseo, era el de proveer a losusuarios con tele-conferencias que tuvieran capacidad de voz, video y datos sobreredes de conmutacin de paquetes. En la actualidad es utilizado comnmente paravoz sobre IP y para videoconferencia basada en IP.Protocolo SIP.SIP (Session Initiation Protocol) es un protocolo de sealizacin para conferencia,telefona, presencia, notificacin de eventos y mensajera instantnea a travs deInternet. Fue desarrollado inicialmente en el grupo de trabajo IETF MMUSIC(Multiparty Multimedia Session Control)Los promotores de SIP afirman que es ms simple que H.323. Sin embargo, aunqueoriginalmente SIP tena como objetivo la simplicidad, en su estado actual se havuelto tan complejo como H.323.SIP y H.323 no se limitan a comunicaciones de voz y pueden mediar en cualquiertipo de sesin desde voz hasta vdeo y futuras aplicaciones todava sin realizar62Protocolo SCCP.Skinny Client Control Protocol o SCCP es un protocolo propietario de control determinal desarrollado originariamente por Selsius Corporation. Actualmente espropiedad de Cisco Systems y se define como un conjunto de mensajes entre uncliente ligero y el Cisco Call Manager.Un cliente SCCP utiliza TCP/IP para conectarse a los Cisco Call Manager, para eltrfico de datos utilizan los protocolos de transporte y de red RTP/UDP/IP, esteprotocolo opera solamente con equipos Cisco.El Protocolo SCCP es usado entre el Cisco Call Manager y telfonos IP Cisco.Tambin soportado por algunos otros fabricantes.Protocolo MGCP.MGCP Media Gateway Control Protocol, utiliza un modelo centralizado (arquitecturacliente * servidor), de tal forma que un telfono necesita conectarse a un controladorantes de conectarse con otro telfono, as la comunicacin no es directa, Tiene trescomponentes un MGC (Media Gateway Controller), uno o varios MG (MediaGateway) y uno o varios SG (Signaling Gateway), el primero tambin denominadodispositivo maestro controla al segundo tambin denominado esclavo, MGCP no esun protocolo estndar.632.2.9 Codecs para voz sobre IP.En el mundo de voz sobre IP, el codec se utiliza para codificar la voz para latransmisin a travs de redes del IP.Codecs proporciona generalmente una capacidad de la compresin a la anchura debanda de ahorro de la red. Algunos codecs tambin apoyan la supresin del silencio,donde el silencio no se codifica ni se transmite.Cuando no hay supresin de voz el consumo de datos es mayor, que cuando si lotiene activa la supresin de silencio;Codecs ms utilizados en voz sobre IP:Codec G729: es un algoritmo de compresin de datos de audio para voz quecomprime el audio de voz en trozos de 10 milisegundos, no consume un ancho debanda alto, logrando ser utilizado en conexiones de 64 kb.Codec G711: es un estndar para representar seales de audio con frecuencias dela voz humana, mediante muestras comprimidas de una seal de audio digital conuna tasa de muestreo de 8000 muestras por segundo. El codificador G.711proporcionar un flujo de datos de 64 kbit/s.642.2.10 Modelos de redes voz sobre IPExisten distintos modelos de redes voz sobre IP, diseados para cubrir las diversasnecesidades que se puedan tener en un ambiente empresarial, a continuacin seexplican las ms populares.Modelo PBXEl uso del modelo PBX ofrece a los telfonos IP tener un sistema con un niconmero de extensin, como se muestra en la figura 2.10Figura 2.10 Modelo PBXEn este modelo los usuarios pueden marcar unos a otros con sus nmeros deextensin nica para obtener una lnea hacia el exterior a la PSTN, el usuario tendra65que marcar un cdigo de acceso (normalmente es el nmero nueve) y recibir unsegundo tono de marcado, en este momento el servidor distribuir las llamadasdentro y fuera de la PSTN a los usuarios.Modelo de teclado (Key switch)El modelo teclado provee mltiples nmeros para los telfonos compatibles con elsistema.En este modelo todos los telfonos tienen una configuracin idntica en la que cadatelfono es capaz de responder a cualquier llamada entrante en cualquier lnea.Figura 2.11 Modelo Keyswitch66Modelo Hibrido.Este modelo ofrece las caractersticas de PBX y Keyswitch, cada telfono puedetener su nico nmero de extensin y adems tener lneas compartidas, como semuestra en la figura 2.12.Figura 2.12 Modelo Hibrido2.2.11 Telfonos IP (Softphone).Los telfonos IP al igual que los telfonos tradicionales permiten la generacin dellamadas por medio de la marcacin numrica, adems los servicios propios que lacentral telefnica puede ofrecer.Softphone.Un softphone (en ingls combinacin de software y de telephone) es un softwareque hace una simulacin de telfono convencional por computadora. Es decir,67permite usar la computadora para hacer llamadas a otros softphones o a otrostelfonos.Tipos de telfonos IP y Fabricantes.Existen muchos fabricantes de softphone, que se dedican a disear nuevos modelosintegrando cada vez nuevos servicios a estos, a continuacin se exponen algunosde los fabricantes con sus modelos de softphone.Fabricante: Cisco System.Cisco IP Communicator: es una aplicacin de softphone para plataformasWindows, le permite utilizar su computadora para realizar llamadas de voz, Con unauricular USB o el altavoz y Cisco IP Communicator es posible realizar llamadas devoz a travs de nuestra red de datos, actualmente cisco ofrece la versin 7.0 que sepuede descargar desde su sitio WEB, www.cisco.com.Figura 2.13 Cisco IP Comunicator 7.068Cisco IP Comunicator 7.0 es compatible con el servidor de planta telefnica CiscoCall Manger Express.Fabricante: CounterpathX-lite: Ofrece la combinacin de las llamadas de voz, video llamadas y mensajerainstantnea en una interfaz sencilla, X-Lite ayuda a la transicin de un entorno detelefona tradicional en el mundo de voz sobre IP.La ltima versin de X-Lite ofrece una interfaz completamente rediseada quepermite tener caractersticas ms populares de la telefona actual.Counterpath permite descargar su versin gratuita de X-lite desde su sitio WEB,www.counterpath.com.Figura 2.14 X-lite 469Fabricante: IP Blue Software Solution.VTGO-PC Lite: Softphone compatible con Cisco Call Manager, es ideal para latelefona mvil inalmbrica, redes privadas y como una solucin de comunicacionesde escritorio.Figura 2.15 VTGO-PC LiteVTGO-PC Lite se encuentra disponible en una versin de prueba en su sitio WEB,www.ipblue.com.2.2.12 Dispositivos de red con soporte para voz sobre IP.Los equipos de red necesarios para una red de voz sobre IP convencional, sepueden resumir en dos.RouterSwitch70Router: que literalmente quiere decir encaminador, en el mundo de lascomputadoras es un dispositivo que selecciona caminos (o "rutas") en redesinformticas para enviar por ellos informacin. En trminos tcnicos se traspasan"paquetes" de informacin desde su fuente hacia un destino a travs de "nodos"intermediarios, que en este caso corresponde al router como aparato fsico encuestin.El router tiene la funcin de permitir la comunicacin entre diferentes LAN en la red,y a veces provee direccionamiento dinmico como DHCP (Protocolo deconfiguracin dinmica de host), en muchas ocasiones en el caso de los router deservicios integrados de Cisco System, cuenta con una versin exprs del CallManager, estos actan como central telefnica.El proyecto se enfoca en el uso de dispositivos Cisco, por lo cual se presenta acontinuacin las caractersticas del sistema operativo que ofrece el un router cisco3725 con acceso a multiservicios.El router 3725 proveelas caractersticas bsicas de un router comn, peroagregando servicios integrados tales como: DHCP, NAT, QoS, AAA y lafuncionalidad de operar como central telefnica con una aplicacin integradallamada Cisco Call Manager Express.71Figura 2.16 Cisco 3725 Router de acceso a multiserviciosSwitch: un conmutador o switch es un dispositivo digital de lgica de interconexinde redes de computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI.Su funcin es interconectar dos o ms segmentos de red.El switch se utiliza cuando se desea conectar mltiples redes, fusionndolas en unasola.El switch tiene una de las tareas ms importantes asignada a la implementacin devoz sobre IP, ya este debe dar soporte de calidad de servicio para todo el trfico queatraviese la red.El Switch cisco Catalyst 2960, ofrece todas las caractersticas necesarias para laimplantacin de vos sobre IP, entre las cuales tenemos:Soporte para VLANCalidad de servicio QoS.Configuracin de enlaces troncales72Figura 2.17 Cisco switch catalyst 2960 series.2.2.13 Simuladores de red.Existen varios simuladores de red que ayudan a los estudiantes a desarrollar sushabilidades en el rea de redes, para este proyecto se profundiza en el estudioespecifico de uno de los simuladores de red llamado GNS3.GNS3 es un simulador grafico de redes que le permitir disear fcilmentetopologas de red y luego ejecutar simulaciones en l, la principal caracterstica esque solo emula router cisco.Este es un programa de cdigo abierto y gratuito que se puede utilizar en mltiplessistemas operativos, incluyendo Windows, Linux y MacOS X, su descarga estdisponible desde su sitio WEB, www.gns3.net73Funciones:El diseo de alta calidad y topologas complejas.Emulacin de muchas plataformas de router Cisco IOS, cortafuegos y ASA.Simulacin de dispositivos Ethernet, ATM y Frame Relay.Captura de paquetes con Wireshark.Conexin hacia la red del mundo real.Figura 2.18 Simulador GNS32.2.14 Seguridad en voz sobre IP.Voz sobre IP no es invulnerable a las amenazas de seguridad en la red. Lasamenazas existen y son reales, sin embargo, los riesgos implicados sobre unainfraestructura de voz sobre IP en funcionamiento no superan los de una conexin aInternet, voz sobre IP trata comunicaciones de voz como comunicaciones de datos.74Por lo tanto, las configuraciones de seguridad bsicas que afectan a voz sobre IPson las mismas que las que afectan a comunicaciones de datos sobre las redes IP.2.2.15 Ventajas y desventajas de voz sobre IP.Como cualquier otra tecnologa, voz sobre IP tambin presenta una serie deventajas y desventajas que son necesarias aclarar antes de poner en marcha laimplementacin de esta, a continuacin se presentan alguna de las ventajas ydesventajas que de las redes de voz sobre IP.Tabla 2.2 Ventajas y desventajas de voz sobre IPVENTAJASReduccin Costo:DESVENTAJASRetrasos y/o cortes:El beneficio principal de la utilizacin de voz Durante una comunicacin por VOIP puedesobre IP es la reduccin de los costos de llegar a producirse retraso en la llegada deoperacin, por medio de voz sobre IP es lospaquetesoinclusocortesdeposible evitar las altas tarifas en facturacin informacin, voz sobre IP se basa enpor el uso de la telefona convencional, las conmutacin por paquetes estos paquetesempresas telefnicas facturan en base a la viajan por toda la red por distintos caminoscantidad de lnea que el cliente posee, tipo junto a los paquetes de datos esto puedede llamadas: internas o larga distancia, al causar la prdida de uno de estos, estoutilizar VOIP ya no ser necesario este tipo sera un gran problema en redes donde node gastos.se tiene configurado Calidad de servicio.75Reduccin cableado:Softphone:VOIP permite eliminar todo el cableado de la En el caso de utilizar telfonos virtualestelefnica convencional debido a que el instalados en el ordenador, estos se puedentrafico de voz ahora viajara en la misma red ver afectados por el uso del CPU de la PC,de datos, tambin es posible reducir en si se est ocupando el %100 del CPU enequipo a utilizar remplazando los telfonos alguna otra aplicacin que este corriendo , lafsicos por softphone que tienen la misma calidad de la transmisin se puede verfuncionalidad ahorrando as la compra de los comprometida, realizado mala transmisintelfonos IP para toda la organizacinMovilidad:Seguridad:Voz sobre IP permite comunicacin enLa redes de voz tambin se ven afectadascualquier punto de la red, solo hay quepor todas las amenazas de seguridad queconectarse a la red y el telfono tendrpresentan las redes de datos, por lo tantoconexin sin perder su perfil de usuario,una red sin seguridad puede presentar hurtopermitiendo que el usuario pueda moversede la informacin o manipulacin de lade escritorio u oficina sin necesidad de hacermismaningn cambio en la red.Servicios:Voz sobre IP ofrece todos los servicios de latelefonaconvencionalyserviciosquede los paquetes de voz.pueden ser aprovechados por la red dedatos como, mensajera instantnea, correoelectrnico y videoconferencia.762.3 Diseo de la solucin.A continuacin se detallan todos los elementos que se utilizaran para la implantacindel prototipo de red voz sobre IP en la Facultad de Informtica, tecnologas, softwarey equipo informtico.Para la ejecucin del prototipo de red voz sobre IP solo se trabajar con los usuarioslocalizados en el edificio Gabriela Mistral, el cual cuenta con doce usuariosdistribuidos en la segunda, tercera y cuarta planta.2.3.1 Equipos y software a utilizar.Equipo a utilizar para la realizacin del prototipo de red voz sobre IP:Computadores de los usuarios (Laptop)AuricularesUn Servidor (donde estar instalo el GNS3)La red de datos de la Universidad Tecnolgica de El Salvador.Software a utilizar para la realizacin del prototipo de red voz sobre IP:Softphone Cisco IP ComunicatorSimulador de redes GNS377Se decidi utilizar el softphone Cisco IP Comunicator para tener una mejorcompatibilidad con la planta telefnica Call Manager Express que se ejecutara desdeel GNS3, esto nos permitir aprovechar al mximo toda la funcionalidad de losequipos Cisco.Protocolo a utilizar para la realizacin del prototipo de red voz sobre IP:SCCP propietario de ciscoAl utilizar solo equipo cisco aseguramos un mejor rendimiento con la utilizacin deprotocolo de voz SCCP propietario de Cisco.2.3.2 Distribucin de los usuarios.El edificio Gabriela mistral cuenta con 12 usuarios que estn distribuidos en lasegunda, tercera y cuarta planta, cada usuario cuenta con una laptop, auriculares yconexin hacia la red de datos.El ordenador donde estar instalara y ejecutara el Cisco Call Manager Express,estar alojado en la tercera planta del edificio Gabriela Mistral.78Figura 2.19 Usuarios del Gabriela Mistral.El servidor estar ubicado en el edifico Gabriela Mistral Tercera planta. Por lo tanto,el trafico de voz se mantendr dentro del edifico. Lo que permitir una buenarecepcin de la voz en los usuarios.Todo el trfico viajara desde los telfonos al switch cisco 2960 instalado en el edificioGabriela Mistral, el cual manejara todo el trafico de la red voz sobre IP.2.3.3 Funcionamiento del prototipo de red voz sobre IP.Cuando el softphone inicie realizara la siguiente comunicacin con el Call ManagerExpress:79El softphone contacta al servidor Call Manager: una vez iniciada la aplicacinintentara localizar la direccin IP que le fue configurada para localizar al CallManager Express.El Call Manager interroga al softphone: cuando el Call Manager descubre quehay un nuevo telfono en la red, realiza una peticin sobre su direccin fsica(Direccin MAC)Respuesta del softphne: el telfono contesta la peticin de Call Managerenvindole su direccin fsica, en este caso ser la que tiene la PC.Bsqueda de Identidad: al recibir la MAC del usuario el Call Manager busca ensu base de datos si existe un perfil configurado para este telfono.Concesin de identidad: una vez localizado el perfil del telfono el CallManager le enva al softphone la informacin que le fue configurada.Hola soy nuevo en la red.Cul es tu Direccin MACAqu esta AAAA:BBBB:CCCCAqu est tu perfil.Figura 2.20 Inicio de seccin del telfono IP80Cuando el usuario quiera establecer una llamada con otro, realizara la marcacin dela extensin deseada desde el softphone como lo hara desde un telfonoconvencional, esta peticin de comunicacin llegara al Call Manager Express dondeeste realizara las siguientes tareas:Revisar si la extensin marcada existe en la base de datos: si no existe laextensin devolver el mensaje nmero desconocido al telfono del emisor.Verificar si el usuario que receptor se encuentra conectado: si el usuario alcual se est llamando no tiene encendida su computadora o no a iniciado elsoftphone, el telfono devolver el mensaje ocupadoEnviar la notificacin de llamada al usuario que se desea contactar: si laextensin existe y el usuario se encuentra conectado, el Call Manager Expresshar que el telfono de destino timbre.Establecer la llamada de voz entre los usuarios: Cuando el usuario destinoreciba la llamada y conteste, el Call Manager establecer una conexin entre losdos telfonos que permitir la comunicacin de voz entre los dos usuarios.812. La Ext. 3722 siexiste.1. Necesito comunicarmecon la extensin 37227. Hola Bill como esta.4. enviare la solicitud5. tengo una llamada.Hola.6. conexinestablecida3. El destino estconectado.Figura 2.21 establecimiento de llamadas82CAPITULO IIIPROPUESTA DE LA SOLUCION3.1 Propuesta de solucinEl proyecto tiene como objetivo, la implementacin de un prototipo de red voz sobreIP dentro de la Facultad de Informtica de la Universidad Tecnolgica de ElSalvador, con la finalidad de ofrecer una solucin innovadora de bajo costo para lacomunicacin telefnica entre los usuarios.A fin de brindar una alternativa a la problemtica planteada, se propone laimplementacin de los servicios de voz sobre IP, utilizando para ello software desimulacin de redes GNS3 y el software para simulacin de telfonos IP, Cisco IPCommunicator,GNS3 es un software libre que nos permite simular dispositivos Cisco como router yswitches, entre los cuales podemos encontrar el router de servicios integrados 3725el cual posee una versin exprs de la planta telefnica de cisco Call Manager, estesoftware es capaz de transportar el trafico de voz de un telfono IP a otro.Cisco IP Communicator es un software propietario de Cisco que permite realizarllamadas telefnicas basadas en IP, Cisco IP Communicator no necesita licenciapara ser utilizado, para ser utilizado solo se necesita estar conectado al Cisco Call83Manager, que bien puede ser comprada la versin completa o utilizar la versinexpress que ya traen los router de servicios integrados.El escenario para la implementacin del prototipo de red voz sobre IP, ser la red derea local que posee la Universidad, donde solo existen clientes Windows, y la redesta interconectada por switches y cableado UTP cat5 para la capa de acceso y fibraptica para la capa de distribucin.El GNS3 estar instalado en un servidor que se encuentra edificio Gabriela Mistral,GNS3 realizara la simulacin del router de servicios integrados 3725 donde serconfigurado el Call Manager Express, este proveer el trasporte y encaminamientode todo el trafico de voz que se genere de los softphone Cisco IP Communicartor,que estarn instalados en las computadoras de cada usuario.Esta propuesta permitir a los usuarios tener las funciones de una lnea telefnicaconvencional aprovechando la red de datos ya existente.3.1.1 Planteamiento del proyecto temticoLa implementacin del prototipo de voz sobre IP consta de cuatro fases que darnpor finalizado el proyecto.84Fase 1: Diagnstico.Se realiza un estudio sobre la red de datos que tiene la Universidad para la Facultadde Informtica, dispositivos, cableado, direccionamiento IP y como viaja trfico dedatos, esto permitir tomar una decisin en cuanto al modelo de red voz sobre IP autilizar, tambin se verifico que todos los usuarios cuenten con el sistema operativoapropiado (Windows XP/Vista/Seven ) en sus computadoras para la instalacin delsoftphone.Se rene la informacin de cada usuario de la Facultad de Informtica en el edificioGabriela Mistral a travs de un cuestionario realizado por el administrador de la red,la cual ser utilizada para la creacin de perfiles de cada telfono IP, los datos areunir son:Nombre del Usuario.Numero de extensin telefnica.Direccionamiento IP.Direccin fsica MAC.Fase 2: Diseo del prototipo.Se procede con la eleccin del modelo de red voz sobre IP a utilizar con base a lainformacin reunida en la fase 1.85Es importante la seleccin de un buen diseo de red, ya que la Universidad yacuenta con una red de datos ya establecida y se deber acoplar el diseo de la redde voz a esta.Todoslosprotocolos,tecnologasysoftwaredebenserseleccionadoscuidadosamente para que puedan tener una comunicacin perfecta entre s, logradocon estos obtener toda la eficiencia de voz sobre IP.Fase 3: Implementacin.En esta fase se procede a la instalacin y configuracin del Cisco IP Communicatoren la computadora de cada usuario de la Facultad de Informtica que se encuentreen el edificio Gabriela Mistral.Despus de haber preparado a los usuarios que participan del prototipo, se procedea la instalacin del GNS3, este se instala sobre un ordenador que cuenta con unsistema Windows 7, el cual ayudara a proporcionar el mejor rendimiento enhardware del ordenador. Una vez instalado el GNS3 se proceder a cargar el routerde servicios integrados 3725, a continuacin realizaremos la configuracin bsicadel router y del Call Manager Express.86Una vez configurado el Call Manager Express es pertinente optimizar el transportede la voz que viajara por los switches, para ello se realiza la configuracin de calidadde servicio QoS lo que permitir darle mayor prioridad al trfico de voz en la red.Fase 4: Pruebas.Para dar por finalizado el prototipo de red voz sobre IP, se realiza una serie depruebas que permitirn diagnosticar alguna falla y corregirla en caso de encontrasealguna, las pruebas consiste verificar el buen funcionamiento delanalizando cada servicios ofrecidos por este.prototipo,Pruebas a realizar.Conectividad IP.Conectividad entre los softphone y el Call Manager Express.Establecimiento de llamadas entre los usuarios.Calidad de las llamadas.873.1.2 Cronograma de actividades.A continuacin se muestra el control de cada una de las fases que componen esteproyecto las cuales lo darn por cumplido y el detalle de cada uno de los das en loscuales se identifica el orden de las actividades a desarrollar.Tabla 3.1 Cronograma de actividades # 1N DE ACTIVIDADActividad N 1Actividad N 2Actividad N 3Actividad N 4ACTIVIDADDiagnosticoDiseo del prototipoImplementacinPruebasDURACION EN HORAS8:00 AM-11:00AM8:00 AM-5:00 PM8:00 AM-12:00AM8:00 AM-12:00AMCALENDARIO26-30 de Septiembre3-7 de Octubre10-19 de Octubr