VoIP: Protocolos de transporte

Dentro de la serie sobre VoIP, como previo al material específicamente de seguridad, y una vez comentados los protocolos de señalización, entraremos brevemente en los protocolos de transporte. Éstos se encargan de asegurar que todos los datos hayan llegado intactos desde el origen al destino, cumpliendo con los requerimientos de calidad de servicio y ancho de banda adecuados.

Los paquetes de VoIP se encuentran en el protocolo RTP, el cual va encapsulado en paquetes UDP; no usa TCP porque éste es demasiado pesado para las aplicaciones de tiempo real. Puesto que el datagrama UDP no tiene control sobre el orden en el cual los paquetes son recibidos, o de cuanto tiempo requiere su transmisión, RTP resuelve este problema permitiendo que el receptor ponga los paquetes en el orden correcto y que no «espere» a los paquetes que se hayan perdido el camino o tarden mucho en ser recibidos. En la línea de lo comentado, a continuación podemos ver un esquema de la pila TCP/IP, en la cual observamos los distintos tipos de protocolos de transporte y su posición dentro de la pila.

voip_prot.jpg

Vamos a describir muy brevemente los protocolos de transporte más empleados para la integración de voz y datos: RTP y su protocolo de control RTCP, RTSP para sistemas de vídeo bajo demanda, y RSVP.

RTP (Real-time Transport Protocol) es un protocolo de nivel de aplicación utilizado para la transmisión de información en tiempo real (audio o vídeo), extremo a extremo sobre una red de paquetes. Fue publicado por primera vez como estándar en 1996 como RFC 1889, y actualizado posteriormente. Éste ofrece entrega de datos multicast para aplicaciones de streaming, videoconferencia, etc., siempre que la red proporcione los servicios. Es importante destacar en este caso que RTP no ofrece garantías sobre la calidad del servicio ni sobre el retraso de la entrega de datos, por lo que necesita el apoyo de capas más bajas que controlen la reserva de recursos (como por ejemplo el uso de RSVP que comentaremos al final).

RTP va de la mano de su protocolo de control, RTCP: RTP envía los datos y RTCP proporciona servicios de control y otras funcionalidades. Existe una variante llamada SRTP (Secure RTP) usada para aportar características de cifrado al canal RTP, pero en la que no entraremos aquí.

RTCP (RTP Control Protocol) se encarga de monitorizar la calidad del servicio y de proporcionar información acerca de los participantes en una sesión de intercambio de datos. El protocolo, definido en el RFC 3550, no está diseñado para soportar todas las necesidades de comunicación de una aplicación, sólo las más básicas. La principal función de RTCP es proporcionar una retroalimentación útil para mantener una calidad de distribución adecuada: los receptores de una sesión emplean RTCP para informar al emisor sobre la calidad de su recepción, incluyendo el número de paquetes perdidos, jitter (la variación en la latencia) y RTT (Round Trip Time, tiempo empleado por un paquete en realizar todo el circuito: llegar al receptor y volver de nuevo al emisor).

Los paquetes RTCP se envían de modo que el tráfico en la red no aumente linealmente con el número de agentes participantes en la sesión, ajustando el intervalo de envío de acuerdo al tráfico. Para ello, RTCP se encarga de transmitir periódicamente paquetes de control a todos los participantes de una sesión.

RTSP (Real-Time Streaming Protocol) es un protocolo a nivel de aplicación que optimiza el flujo de datos multimedia. En sintaxis y funcionamiento, es similar al protocolo HTTP, donde tanto el cliente y el servidor pueden hacer peticiones. No obstante, a diferencia de HTTP, el protocolo RTSP necesita mantener información de estado. Entre sus principales ventajas, podemos destacar que debido a sus similitudes con el HTTP, hace que sea adaptable a proxys y firewalls, y es compatible con el modo de difusión multicast, siendo capaz de enviar la información a un grupo de clientes en un solo paso. Además, es independiente de la capa de transporte usada: puede utilizar tanto TCP como UDP.

Por el contrario, como desventajas podemos destacar que depende de la congestión de red, por lo que la pérdida de paquetes durante la transmisión es imprevisible, y si se trabaja en modo unicast, necesita un ancho de banda importante.

Finalmente, y como se ha comentado anteriomente, debemos mencionar el protocolo RSVP (Resource ReSerVation Protocol), usado para manejar la calidad de servicio de la comunicación, ya que hay que tener en cuenta que los paquetes IP son de longitud variable y el tráfico de datos suele ser a ráfagas. El propósito de RSVP es eliminar aquellas situaciones en las que la voz se pierde porque tenemos una ráfaga de datos en la red. Para ello, éste solicita ancho de banda, divide los paquetes de datos grandes y da prioridad a los paquetes de voz cuando hay una congestión en un router. Si bien este protocolo ayudará considerablemente al tráfico multimedia por la red, hay que tener en cuenta que RSVP no garantiza una calidad de servicio como sucede en redes avanzadas como ATM, que proporcionan servicios de QoS (Quality of Service, calidad de servicio) de forma estándar.

Y esto es todo en referencia a los protocolos de transporte. En la siguiente entrada, entraremos en detalle en el protocolo SIP, visto en el anterior post, para acabar con los detalles de la captura de una conversación VoIP.