Laborübung zu VoIP mit mjsip

Der grundsätzliche Netzaufbau wird im folgenden Bild dargestellt. Es handelt sich um zwei Clients auch UA¹⁾ (hier als Softphone also als PC-Software) genannt und einem Server auch SIP-Proxy oder kurz Proxy bezeichnet.

Im Ordner /home/keinpasswort/tools/mjsip/ liegen alle notwendigen Scripte und Konfigurationsdateien.

In den jeweiligen Ordnern proxy und ua befinden sich Start-Scripte (mit der Endung .sh) und Unterordner für die Konfiguration config.

Das gesamte Paket ist so aufgebaut, dass sie auf einem PC laufen kann. Allerdings werden dann nur localhost IP-Adressen verwendet ²⁾. Realistischer ist es allerdings die UAs und den Proxy auf jeweils unterschiedlichen PCs zu betreiben.

HINWEIS: Der Standard-Port für SIP ist 5060. Die beiden Ports 5070 bzw. 5080 für die UAs werden verwendet, damit alle Netzelement lokal auf einem PC arbeiten können.

Die Kommunikation ist in zwei Phasen unterteilt.

1. Registrierung (Anmeldung am Proxy)
2. Call-Auf-/Abbau (eigentliches Telefonat)

Der Proxy liegt im Unterordner proxy wird dort über die Datei proxy.sh gestartet. (ggf. muss noch per cd <ORDNER> ³⁾ gewechselt werden). proxy.sh ist bereits als ausführbar markiert⁴⁾.

./proxy.sh

Im Unterordner config befinden sich die Konfigurationsdateien. Der Proxy-Server selbst wird in der Datei server.cfg konfiguriert. Die User können in aaa.db bzw. user.db angelegt werden.

Die Datei config/mjsip.cfg.txt enthält eine ausführliche Beschreibung der einzelnen Parameter. Vertiefender Hinweis: Auf der mjsip-Homepage findet man unter dem Menüpunkt Dokumentation ein Tutorial-PDF, in dem einige Zustandsdiagramme gezeigt werden. Hier die wichtigsten Parameter für die server.cfg und deren Bedeutung:

Die User werden in der Datei aaa.db (s. Parameter authentication_db) eingerichtet. Die Syntax sieht wie folgt aus:

user= 100@DOMAIN
passwd= 1234

Hier wird ein User mit dem Account-Namen 100@DOMAIN und dem Passwort 1234 angelegt. Als DOMAIN kann beispielsweise die IP-Adresse des Servers genutzt werden. In realen Systemen, bei denen DNS eingesetzt wird steht hier die entsprechende Domain (z.B. @testdomain.de).

Mit den folgenden Parametern lässt sich die Protokollierung der Verbindungen sowie der Anmeldungen konfigurieren.

call_log=yes  # Sollen auch die Verbindungen gespeichert werden?
debug_level=6 # Wieviele Informationen sollen gespeichert werden?
log_path=log   # Wohin sollen die Logfiles gespeichert werden? Unterordner relativ zum Startpunkt des Servers

Zusätzlich gibt es noch die Möglichkeit einen Session-Border-Controller⁶⁾ zu starten. Die Konfigurationsdatei ist sbc.cfg.

In der Datei mjsip.cfg.txt sind alle verfügbaren Parameter für diesen Bereich in Section 6: SBC ausführlich beschrieben.

Aus dem mjsip-Projekt stammt ebenfalls der Client mjua ⁷⁾. Dieser ist mit einer sehr spartanischen GUI ausgestattet, so dass nur einfache Calls möglich sind. Aufgerufen wird der ua über die folgenden Befehle:

Der Client liegt im Unterordner ua wird dort über die Datei alice.sh bzw. bob.sh gestartet. (ggf. muss noch per cd <ORDNER> ⁸⁾ gewechselt werden). proxy.sh ist bereits als ausführbar markiert⁹⁾.

./alice.sh

bzw.

./bob.sh

Will man eine eigene Konfigurationsdatei (hier: myconfig.cfg der Pfad muss relativ angegeben werden)verwenden, so kann dies über diesen Aufruf geschehen:

uaw.sh -f myconfig.cfg

Im Unterordner config befinden sich die Konfigurationsdateien. Es existieren zwei Beispiel-Konfigurationen für Alice und Bob in den Dateien alice.cfg bzw. bob.cfg.

Die folgende Tabelle enthält alle wichtigen Dateien und die jeweilige Aufgabe.

Die Konfigurationsdateien sind so vorbereitet, dass sich die Clients Alice und Bob (auf einem PC) gegenseitig über den Proxy anrufen können. Diese Konfigurationen können als Ausgangspunkt für eigene Konfigurationen dienen, bei denen z.B. alle Netzelemente auf unterschiedlichen PC laufen. HINWEIS: Vor allem die IP-Adressen als Domänen sind hier anzupassen.

Die Datei config/mjsip.cfg.txt enthält eine ausführliche Beschreibung der einzelnen Parameter.

Hier die wichtigsten Parameter für die UAs config/alice.cfg bzw. config/bob.cfg und deren Bedeutung:

Vertiefender Hinweis: Auf der mjsip-Homepage findet man unter dem Menüpunkt Dokumentation ein Tutorial-PDF, in dem einige Zustandsdiagramme gezeigt werden.

Die Audio- bzw. Video-Übertragung wird mit den folgenden Parametern eingestellt. Geregelt ist die im RFC 4566 im sogenannten SDP ¹³⁾ eine Unterprotokoll für SIP. Innerhalb des SDP werden die Parameter für das RTP ¹⁴⁾ festgelegt. Eine Liste mit möglichen Codecs findet sich hier (deutsch) und hier (englisch)

# AUDIO CONFIGURATION
media=audio 3000 rtp/avp  
media_spec=audio 0 PCMU 8000 160
media_spec=audio 8 PCMA 8000 160
# Parameter-Description
#
# Parameter: media
#
# media= <TYPE> <PORT> <MEDIA_PROTOCOL>
# <TYPE>: audio
# <PORT>: 3000 gemeint ist der UDP-Port
# <MEDIA_PROTOCOL>: rtp/avp
#
# Parameter: media_spec
#
# media= <TYPE> <MEDIA_FORMAT> <CODEC> <RATE> <FRAME_SIZE>
# <TYPE>: audio
# <MEDIA_FORMAT>: audio
# <CODEC>: PCMA 
# <RATE>: 8000
# <FRAME_SIZE>: 160 gemeint ist die Anzahl von Bytes pro Paket

Der Codec PCMA steht für Pulse Code Modulation nach dem sogenannten a-Law. Es gibt noch die µ-Law-Variante.

Protokollieren Sie den folgende Vorgänge mit:

1. Anmeldung der Benutzer (einmal korrekt, einmal mit falschem Passwort, einmal mit falschem Benutzernamen)
2. Verbindungsaufbau (einmal zu korrektem Ziel, einem zu nicht existierendem Ziel)
3. Wiederanmeldung (Reregister) der Benutzer
4. Überprüfen Sie auf welchem port die jeweiligen Programme (Clients/Proxy) laufen.

HINWEIS: Mit folgendem Befehl können die ports angezeigt werden.

# Zeigt nur die verwendeten Ports an
lsof -i -P -n | grep LISTEN

Ausgabe:
java    18254 keinpasswort   20u  IPv6  48914      0t0  TCP *:5060 (LISTEN)
java    18425 keinpasswort   20u  IPv6  48045      0t0  TCP *:5070 (LISTEN)


# Zeigt alle Verbindungen inkl. der IP-Adressen an
netstat -tulpn | grep LISTEN

Ausgabe:
(Es konnten nicht alle Prozesse identifiziert werden; Informationen über
nicht-eigene Processe werden nicht angezeigt; Root kann sie anzeigen.)
tcp        0      0 127.0.0.1:2601          0.0.0.0:*               LISTEN      -               
tcp        0      0 127.0.0.1:2602          0.0.0.0:*               LISTEN      -               
tcp        0      0 127.0.0.1:2604          0.0.0.0:*               LISTEN      -               
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      -               
tcp6       0      0 :::5070                 :::*                    LISTEN      18425/java      
tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      -               
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      -               
tcp6       0      0 :::5080                 :::*                    LISTEN      18533/java      
tcp6       0      0 :::5060                 :::*                    LISTEN      18254/java 

Zusatzaufgabe (optional): Leiten Sie die Registrierung und Verbindungsauf-/abbau über zwei Proxys.

Achten Sie insbesondere auf die Statusmeldungen.

Arbeiten Sie zunächst auf einem Rechner (Alice, Bob und Proxy).

Verwenden Sie anschließend pro Netzelement EINEN Rechner (also alle getrennt). Planen Sie Ihre IP-Adressen und passen Sie die jeweiligen Konfigurationsdateien an.

Die folgende Konfiguration kann für die Verbindung von zwei Domainen auf zwei unterschiedlichen Proxies verwendet werden.

domain_names=example.com example.net 192.168.33.119
...
domain_proxying_rules={domain=192.168.33.116,nexthop=192.168.33.116:5060}

Dabei ist 192.168.33.116 die „fremde“ Domain und 192.168.33.119 die eigene Domain (s. domain_names). ACHTUNG: Der Parameter outbound_proxy darf für die Proxies nicht verwendet werden (LOOP-Bildung). Auf den Clients kann der outbound_proxy als Default-Gateway interpretiert werden. Sprich alle Calls außerhalb der eigenen Domain (192.168.33.119) gehen an diesen Proxy (i.d.R. der eigene Proxy).

Die Konfiguration des Clients ist hier beschrieben.

Derzeit ist der Client nicht auf den Labor-PCs installiert. Es wird demnach eine VM benötigt. Als Alternative zu diesem Client kann der yate-qt4¹⁵⁾ Client verwendet werden.

sudo apt-get install yate-qt4

Der YATE-Client wird im Untermenü Internet einsortiert.

Die Software ist hier beschrieben. Hier ein Beispiel-Dialog für den User mit der ID 200 auf dem Server mit der IP-Adresse 192.168.0.197.

HINWEIS: Im Netzwerklabor ist eine geeignete java-Version bereits installiert, d.h. der folgende Abschnitt kann ignoriert werden. Er wird nur der Vollständigkeit halber aufgeführt.

Der mjsip-Proxy basiert auf java, daher wird eine Runtime-Umgebung für Java benötigt. Mit dem folgenden Befehl lässt sich überprüfen, welche java-Version installiert ist:

 java -version 

Mögliche Ausgabe:

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_65-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.65-b04, mixed mode)

Sollte keine java-Runtime-Umgebung¹⁶⁾ installiert sein, kann sie mit dem folgenden Befehl installiert werden.

sudo apt-get install openjdk-7-jre

Für die Übung zu VoIP wird die Software mjsip als vermittelndes Element und Client eingesetzt. Diese Software wird unter www.mjsip.org im Original bereitgestellt.

Die dort abgelegte Version 1.7 enthält in den Start-Scripten kleinere Fehler, daher wird hier ein Paket bereitgestellt, welches diese Fehler nicht enthält und etwas anders aufgebaut ist.

Hier die Download-Links, der Original-Software:

Weitere Informationen finden sich auf der Homepage der Entwickler.

In den ZIP-Datei befinden sich mehrere Start-Skripte z.B. proxy.sh und uaw.sh. Unglücklicherweise haben die Entwickler als Zeilenende die DOS/Windows Variante ^M¹⁷⁾ verwendet. Das Skript funktioniert daher nicht direkt.

Durch öffnen und wieder speichern im richtigen Format kann dieses Problem gelöst werden. Hierzu öffnet man die ausgepackte Datei mit gedit. Der Speichern unter-Dialog enthält die Möglichkeit das Zeilenende von Windows auf Unix/Linux umzustellen:

Alle notwendigen Dateien wurden korrigiert und in dem folgenden Archive zusammengepackt und liegt hier zum

DOWNLOAD bereit.