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SIP und Telekommunikationsnetze, 5th Edition

Book Description

Moderne Telekommunikationsnetze sind IP-basiert und integrieren alle Dienste und Zugangsnetztechniken. Aktuelle Stichworte in diesem Zusammenhang sind Voice und Multimedia over IP, das Session Initiation Protocol (SIP), das Konzept der Next Generation Networks (NGN), IMS (IP Multimedia Subsystem), Software Defined Networking (SDN) und Netzwerkvirtualisierung.

Für das Befassen mit solchen Netzen stellt dieses Buch das notwendige Fachwissen bereit und gibt Impulse zur Gestaltung und Optimierung moderner Telekommunikationsinfrastrukturen.

– Next Generation Networks
– Multimedia over IP (Funktionsweise, Techniken, Protokolle, Quality of Service)
– SIP und SDP (Protokollfunktionen, Netzelemente, Routing, Network Address
and Port Translation, Mobilität, Sicherheit u. a.)
– WebRTC (Web Real-Time Communication between Browsers)
– Moderne Telekommunikationsnetze inkl. Mobilfunknetze der 4. und 5.Generation
– Netzwerkvirtualisierung und SDN
– M2M und Internet der Dinge

Hauptziel dieses Buches ist es, fundiertes theoretisches und praktisches Wissen über SIP, Multimedia over IP, NGN und moderne Kommunikationsnetze zu vermitteln sowie Wege in die Zukunft aufzuzeigen.

Table of Contents

  1. Cover
  2. Titel
  3. Impressum
  4. Widmung
  5. Inhalt
  6. Vorwort zur fünften Auflage
  7. 1 Anforderungen an die Telekommunikationsinfrastruktur der Zukunft
    1. 1.1 Telekommunikationsinfrastruktur
    2. 1.2 Kommunikationsdienste und Nutzerverhalten
    3. 1.3 Applikationen und Kommunikationsnetze
    4. 1.4 Anforderungen
  8. 2 Klassische Telekommunikationsnetze
    1. 2.1 ISDN
    2. 2.2 GSM- und UMTS-Mobilfunknetze
    3. 2.3 Internet
    4. 2.4 IN (Intelligentes Netz)
  9. 3 NGN (Next Generation Networks)
    1. 3.1 Konzept
    2. 3.2 Protokolle
  10. 4 Multimedia over IP
    1. 4.1 Echtzeitkommunikation in Paketnetzen
      1. 4.1.1 VoIP-Kommunikationsszenarien
      2. 4.1.2 VoIP-Nutzdaten
      3. 4.1.3 Beispiele für VoIP-Kommunikation
    2. 4.2 Protokolle
      1. 4.2.1 Kommunikation in den Schichten 1 und 2
      2. 4.2.2 IPv4 (Internet Protocol version 4)
      3. 4.2.3 IPv6 (Internet Protocol version 6)
      4. 4.2.4 TCP (Transmission Control Protocol)
      5. 4.2.5 UDP (User Datagram Protocol)
      6. 4.2.6 RTP (Real-time Transport Protocol)
      7. 4.2.7 RTCP (RTP Control Protocol)
      8. 4.2.8 H.323
    3. 4.3 QoS (Quality of Service)
      1. 4.3.1 IntServ (Integrated Services)
      2. 4.3.2 DiffServ (Differentiated Services)
      3. 4.3.3 IntServ und DiffServ kombiniert
      4. 4.3.4 QoS und VoIP
  11. 5 SIP (Session Initiation Protocol) und SDP (Session Description Protocol)
    1. 5.1 Grundlagen
      1. 5.1.1 Transport
      2. 5.1.2 SIP-Nachrichten (SIP Messages)
      3. 5.1.3 Client und Server
      4. 5.1.4 SIP URIs (SIP Uniform Resource Identifier)
    2. 5.2 SIP-Anfragen — SIP Requests
    3. 5.3 SIP-Statusinformationen — SIP Responses
    4. 5.4 SIP Three Way Handshake
    5. 5.5 SIP-Dialoge, -Transaktionen und Events
      1. 5.5.1 SIP-Dialog
      2. 5.5.2 SIP-Transaktion
      3. 5.5.3 Event
    6. 5.6 Aufbau der SIP-Nachrichten
      1. 5.6.1 Start-Line
      2. 5.6.2 Header
    7. 5.7 SDP (Session Description Protocol) und Medienaushandlung
      1. 5.7.1 Beschreibung medienrelevanter Parameter
      2. 5.7.2 Codec-Aushandlung mittels Offer/Answer-Modell
      3. 5.7.3 Aushandlung von Multimedia-Sessions
    8. 5.8 SIP-Basisabläufe und mögliche Anwendungen
      1. 5.8.1 VoIP (Voice over IP) — Audiokommunikation
      2. 5.8.2 Videokommunikation
      3. 5.8.3 Chat — Kommunikation mit Text
      4. 5.8.4 File Transfer — Dateiübertragung
      5. 5.8.5 Instant Messaging (IM) — Kurzmitteilungen
      6. 5.8.6 Presence — Ermitteln des Online-Status eines anderen Nutzers
    9. 5.9 SIP, SDP und IPv6
  12. 6 SIP-Netzelemente
    1. 6.1 User Agent
    2. 6.2 Registrar Server
    3. 6.3 Proxy Server
    4. 6.4 Redirect Server
    5. 6.5 Location Server
    6. 6.6 Presence Server
    7. 6.7 Gateways
      1. 6.7.1 SIP/H.323
      2. 6.7.2 SIP/DSS1 (Digital Subscriber Signalling system no. 1)
      3. 6.7.3 SIP/POTS (Plain Old Telephone Service)
      4. 6.7.4 SIP/ISUP (ISDN User Part)
      5. 6.7.5 SIP Trunking
    8. 6.8 Back-to-Back User Agent (B2BUA)
    9. 6.9 Application Layer Gateway (ALG)
    10. 6.10 Session Border Controller (SBC)
    11. 6.11 Conference Server/MCU (Multipoint Control Unit)
    12. 6.12 Application Server
    13. 6.13 Einsatz der SIP-Netzelemente in einem NGN
  13. 7 SIP Routing
    1. 7.1 Routing von SIP-Nachrichten
      1. 7.1.1 Routing von SIP-Anfragen und -Statusinformationen
      2. 7.1.2 Einbeziehung von SIP-Vermittlungsinfrastrukturen
      3. 7.1.3 SIP-Trapezoid
    2. 7.2 Peer-to-Peer SIP
      1. 7.2.1 Grundkonzepte für Peer-to-Peer SIP-Infrastrukturen
      2. 7.2.2 Peer-to-Peer SIP-Standardisierung
    3. 7.3 ENUM (E.164 Number Mapping)
  14. 8 SIP und NAPT (Network Address and Port Translation)
    1. 8.1 NAT-Problematik
    2. 8.2 NAT-Typen
      1. 8.2.1 Full Cone NAT
      2. 8.2.2 Restricted Cone NAT
      3. 8.2.3 Port Restricted Cone NAT
      4. 8.2.4 Symmetric NAT
      5. 8.2.5 NAPT Gateway-Funktionalität im Detail
    3. 8.3 Lösungsmöglichkeiten
      1. 8.3.1 NAPT-Überwindung durch SIP — Symmetric Response Routing
      2. 8.3.2 STUN (Session Traversal Utilities for NAT)
      3. 8.3.3 TURN (Traversal Using Relays around NAT)
      4. 8.3.4 ICE (Interactive Connectivity Establishment)
      5. 8.3.5 UPnP (U niversal Plug and Play)
      6. 8.3.6 Symmetric RTP
      7. 8.3.7 Zusammenfassung und weitere Lösungsansätze
  15. 9 SIP und Leistungsmerkmale
    1. 9.1 Halten (Hold)
      1. 9.1.1 Einfaches Halten
      2. 9.1.2 Makeln/Halten mit Rückfrage (Consultation Hold)
    2. 9.2 Verbindungsübergabe (Call Transfer)
      1. 9.2.1 Direkte Verbindungsübergabe (Unattended Transfer)
      2. 9.2.2 Verbindungsübergabe nach Rückfrage (Attended Transfer)
    3. 9.3 Parken (Call Park)
    4. 9.4 Rufumleitung/Anrufweiterschaltung (Call Forwarding)
      1. 9.4.1 Generelle Rufumleitung (Unconditional Call Forwarding)
      2. 9.4.2 Rufumleitung bei Besetzt (Call Forwarding if Busy)
      3. 9.4.3 Rufumleitung nach Zeit, Anrufweiterschaltung (Call Forwarding if No Answer).
    5. 9.5 Anrufübernahme (Call Pickup)
    6. 9.6 Dreierkonferenz (3-Way Conference)
      1. 9.6.1 Dreierkonferenz mit passivem Teilnehmerbeitritt (3rd Party is Added)
      2. 9.6.2 Dreierkonferenz mit aktivem Teilnehmerbeitritt (3rd Party Joins)
    7. 9.7 Weitere Leistungsmerkmale
    8. 9.8 Leistungsmerkmale bei PSTN/ISDN-Simulation und -Emulation
  16. 10 SIP und Quality of Service
  17. 11 SIP und Mobilität
    1. 11.1 Persönliche Mobilität
    2. 11.2 Session-Mobilität
    3. 11.3 Dienstemobilität
    4. 11.4 Endgerätemobilität
  18. 12 SIP und Sicherheit
    1. 12.1 Sicherheitsmechanismen für die SIP-Signalisierung
      1. 12.1.1 SIP Digest
      2. 12.1.2 SIP over TLS und SIPS (SIP Security)
      3. 12.1.3 S/MIME (Security/Multipurpose Internet Mail Extension)
      4. 12.1.4 Einsatz eines Anonymisierungsdienstes (Privacy Service)
      5. 12.1.5 Vergleich gängiger SIP-Sicherheitsmechanismen
      6. 12.1.6 Einsatz weiterer Sicherheitsmechanismen für die SIP-Kommunikation
    2. 12.2 Sicherheitsmechanismen für die Nutzdatenkommunikation
      1. 12.2.1 SRTP (Secure Real-time Transport Protocol)
      2. 12.2.2 Weitere Verfahren zum geschützten Nutzdatenaustausch
    3. 12.3 IPsec (Internet Protocol Security)
    4. 12.4 Einsatz der Sicherheitsmechanismen bei Multimedia over IP
  19. 13 SIP und WebRTC
    1. 13.1 Funktionen und Anwendungen
    2. 13.2 Architektur und Medien-Übertragung
    3. 13.3 WebRTC mit SIP-Signalisierung
      1. 13.3.1 WebSocket-Protokoll
      2. 13.3.2 SIP over WebSocket-Protokoll
    4. 13.4 WebRTC, SIP und Echtzeitnutzdaten
    5. 13.5 WebRTC-SIP- und Standard-SIP-Applikationen
    6. 13.6 Basisabläufe beim Nachrichtenaustausch für WebRTC mit SIP
  20. 14 Moderne Telekommunikationsnetze
    1. 14.1 IP-Netze
    2. 14.2 UMTS-Mobilfunknetze
    3. 14.3 IMS (IP Multimedia Subsystem)
    4. 14.4 NGN mit IMS
    5. 14.5 NGN und IPTV
    6. 14.6 Konvergente Telekommunikationsnetze
    7. 14.7 Diensteentwicklung und -bereitstellung
    8. 14.8 Migrationsszenarien
  21. 15 Netzentwicklung
    1. 15.1 Network Functions Virtualisation (NFV)
    2. 15.2 Software Defined Networking (SDN)
    3. 15.3 Mobilfunknetze der 4. und 5. Generation
    4. 15.4 Machine-to-Machine Communications (M2M) und Internet of Things (IoT)
    5. 15.5 Future Networks
  22. 16 Standardisierung und Ausblick
  23. 17 Testaufbau mit SIP User Agent und Protokollanalyse-Software
    1. 17.1 SIP User Agent PhonerLite
      1. 17.1.1 Installation
      2. 17.1.2 Konfiguration
      3. 17.1.3 Bedienung
    2. 17.2 Protokollanalyse-Software Wireshark
      1. 17.2.1 Installation
      2. 17.2.2 Konfiguration und Bedienung
    3. 17.3 WebRTC-SIP-Praxisbeispiel
  24. Abkürzungen
  25. Literatur und Quellen
  26. Index