SIP y XMPP: amigos para siempre

SIP y XMPP: amigos para siempreSaúl Ibarra Corretgé | AG Projects

Saturday, October 6, 2012

¡Hola!


AG ProjectsSIP Infrastructure Experts

Intro

• Hola, soy @saghul

• En VoIP desde el 2005

• Vamos a hablar de SIP y XMPP



AG Projects

• Infraestructura SIP

• SIP Thor: Plataforma SIP con escalabilidad horizontal mediante P2P

• Proyectos Open Source

• Blink

• SIP SIMPLE SDK

• SylkServer

• MediaProxy

• OpenXCAP

• MSRPRelay



Entendiendo SIP y XMPP

• Ambos son protocolos de señalización

• Nos permiten establecer sesiones multimedia

• Mensajería Instantánea y Presencia

• Pero son MUY distintos



SIP

• Session Initiation Protocol - RFC 3261

• Creado para iniciar, mantener y terminar sesiones multimedia

• Mayormente utilizado en sesiones de audio y video, y conferencias

• Diseñado para que la inteligencia esté en el User Agent



XMPP

• eXtensible Messaging and Presence Protocol - RFC 6120, 6121

• Creado para mensajería y presencia

• Mayormente utilizado para IM

• Diseñado para que la inteligencia esté en el servidor


Mensajería Instantánea



IM con SIP

• Tipo SMS: SIP MESSAGE

• No hay relación entre mensajes

• Si el transporte es UDP, orden no garantizado

• Utiliza el path de la señalización



IM con SIP

• Basado en sesiones: MSRP

• Igual que una llamada

• Conexión TCP entre los dispositivos

• Múltiples aplicaciones sobre MSRP



MSRP

• Message Session Relay Protocol - RFC4575

• Se negocia con SDP, igual que un stream de audio

• Aplicaciones: chat, transferencia de ficheros, compartir escritorio

•TLS es mandatory

• Usado en RCS



IM con SIP

MESSAGE sip:[email protected] SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.168.99.53:58291;rport;branch=z9hG4bKPjLOuZqe0g8SRst9ipMax-Forwards: 70From: "Saúl" <sip:[email protected]>;tag=QPQ0E6QCFPv8Nx7F3uGPgkmoPvibIZDSTo: <sip:[email protected]>Call-ID: Us.Cphs4LMENWqaKvgR3MDup4Ak4eee2CSeq: 50270 MESSAGEUser-Agent: Blink Pro 2.0.0 (MacOSX)Content-Type: text/plainContent-Length: 3

foo


mailto:[email protected]







IM con SIP



IM con SIP

v=0o=- 3557072827 3557072827 IN IP4 192.168.99.53s=Blink Pro 2.0.0 (MacOSX)c=IN IP4 192.168.99.53t=0 0m=message 2855 TCP/TLS/MSRP *a=path:msrps://192.168.99.53:2855/2da6282242d37bc5909b;tcpa=accept-types:message/cpim text/* application/im-iscomposing+xmla=accept-wrapped-types:*a=setup:activem=audio 50002 RTP/AVP 103 102 9 0 8 101a=rtcp:50003a=rtpmap:103 speex/16000a=rtpmap:102 speex/8000a=rtpmap:9 G722/8000a=rtpmap:0 PCMU/8000a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:101 telephone-event/8000a=fmtp:101 0-15a=sendrecv

{ }



IM con SIP

• SIP MESSAGE es más frágil

• Con MSRP es necesario aceptar la sesión

• Es posible usar early media

• ¿Routing basado en presencia?



IM con XMPP

• Distintos tipos de stanzas para IM

• El servidor inserta nuestra identidad

• Sin soporte para sesiones, son “implícitas”



IM con XMPP



IM con XMPP

<message from="[email protected]/Psi+" type="chat" xml:lang="en" to="[email protected]/λ3DD1000D" id="aaf0a"> <body>foo</body> <active xmlns="http://jabber.org/protocol/chatstates"/> <request xmlns="urn:xmpp:receipts"/></message>






http://jabber.org/protocol/chatstates

http://jabber.org/protocol/chatstates

Presencia



Presencia con SIP

• Modelo PubSub, publicación - subscripción

• Iniciado por el usuario

• No se usa un modelo end to end

• Servidores Presence Agent

• Autorización: XCAP



XCAP

• XML Configuration Access Protocol - RFC4825

• Almacena documentos XML, modificables mediante HTTP

• Apliaciones

• Autorización

• Lista de contactos

• Estado offlineSaturday, October 6, 2012


Presencia con SIP



<presence ...> <tuple id="SID-2af16065-6f4c-40a5-8bee-c38678776dec"> <status> <basic>open</basic> <agp-pidf:extended>available</agp-pidf:extended> </status> <c:display-name>saghul</c:display-name> <c:map>Netherlands/Wageningen</c:map> <c:icon>https://...</c:icon> <agp-pidf:device-info id="2af16065-6f4c-40a5-8bee-c38678776dec"> <agp-pidf:description>hal</agp-pidf:description> <agp-pidf:user-agent>Blink Pro 2.0.0 (MacOSX)</agp-pidf:user-agent> <agp-pidf:time-offset>120</agp-pidf:time-offset> </agp-pidf:device-info> <caps:servcaps> <caps:audio>true</caps:audio> <caps:message>true</caps:message> <caps:text>true</caps:text> <agp-caps:file-transfer>true</agp-caps:file-transfer> <agp-caps:screen-sharing>true</agp-caps:screen-sharing> </caps:servcaps> <rpid:user-input idle-threshold="600">active</rpid:user-input> <contact>sip:[email protected]</contact> <note>At work!</note> <timestamp>2012-09-19T22:09:56.929088+02:00</timestamp> </tuple> ...</presence>


https://xcap.test.sipthor.net/xcap-root/org.openmobilealliance.pres-content/users/sip:[email protected]/oma_status-icon/index

https://xcap.test.sipthor.net/xcap-root/org.openmobilealliance.pres-content/users/sip:[email protected]/oma_status-icon/index




Presencia con XMPP

• Modelo Push - el servidor envía los datos a todos

• Iniciado automáticamente por el servidor

• Sólo contempla presencia “básica”

• Presencia extendida

• Personal Eventing Protocol - XEP-0163



Presencia con XMPP



Presencia con XMPP

<presence> <status>ready to rock!</status> <priority>50</priority> <c xmlns="http://jabber.org/protocol/caps" node="http://psi-dev.googlecode.com/caps" ver="0.15" ext="ca cs cv e-time ep-notify-2 last-act mr sxe whiteboard"/> <x xmlns="vcard-temp:x:update"> <photo>6185d7579dab3063e71a09fcd0506a769c72af5e</photo> </x></presence>


http://jabber.org/protocol/caps

http://jabber.org/protocol/caps

http://psi-dev.googlecode.com/caps

http://psi-dev.googlecode.com/caps

Sesiones con RTP



Audio y Video con SIP

• SIP y SDP para señalización, RTP para el transporte del payload

• Encriptación: SRTP, ZRTP*

• Soporte para múltiples streams

• Soporte para distintas fuentes dentro de un mismo stream



Audio y Vídeo con SIP

v=0o=- 3557075781 3557075781 IN IP4 192.168.99.53s=Blink Pro 2.0.0 (MacOSX)c=IN IP4 192.168.99.53t=0 0m=audio 50542 RTP/AVP 103 102 9 0 8 101a=rtcp:50544a=rtpmap:103 speex/16000a=rtpmap:102 speex/8000a=rtpmap:9 G722/8000a=rtpmap:0 PCMU/8000a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:101 telephone-event/8000a=fmtp:101 0-15a=ice-ufrag:453af62fa=ice-pwd:21f8ab2ba=candidate:Sc0a86335 1 UDP 1694498815 62.131.6.55 50542 typ srflx raddr 192.168.99.53 rport 55428a=candidate:Hc0a86335 1 UDP 2130706431 192.168.99.53 55428 typ hosta=candidate:Sc0a86335 2 UDP 1694498814 62.131.6.55 50544 typ srflx raddr 192.168.99.53 rport 52633a=candidate:Hc0a86335 2 UDP 2130706430 192.168.99.53 52633 typ hosta=sendrecv



NAT

• RTP viaja sobre UDP

• La mayoría de los usuarios está detrás de NAT

• Necesidad de usar media relays

• ¿O no?



ICE

• Interactive Connectivity Establishment - RFC 5425

• Cada usuario presenta sus candidatos para recibir RTP

• Se hacen pruebas usando paquetes STUN

• Se selecciona el candidato ganador

• ¡Audio P2P detrás de NAT!

• Ayuda en situaciones mixtas IPv4 / IPv6Saturday, October 6, 2012


ICE

v=0o=- 3557075781 3557075781 IN IP4 192.168.99.53s=Blink Pro 2.0.0 (MacOSX)c=IN IP4 192.168.99.53t=0 0m=audio 50542 RTP/AVP 103 102 9 0 8 101a=rtcp:50544a=rtpmap:103 speex/16000a=rtpmap:102 speex/8000a=rtpmap:9 G722/8000a=rtpmap:0 PCMU/8000a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:101 telephone-event/8000a=fmtp:101 0-15a=ice-ufrag:453af62fa=ice-pwd:21f8ab2ba=candidate:Sc0a86335 1 UDP 1694498815 62.131.6.55 50542 typ srflx raddr 192.168.99.53 rport 55428a=candidate:Hc0a86335 1 UDP 2130706431 192.168.99.53 55428 typ hosta=candidate:Sc0a86335 2 UDP 1694498814 62.131.6.55 50544 typ srflx raddr 192.168.99.53 rport 52633a=candidate:Hc0a86335 2 UDP 2130706430 192.168.99.53 52633 typ host

{ }Saturday, October 6, 2012


Audio y Vídeo con XMPP

• Jingle, originalmente creado por Google

• Muy inspirado en SIP

• Stanzas de tipo IQ

• “Un SDP en XML”

• ICE como requisito



Audio y Vídeo con XMPP<iq from='[email protected]/orchard' id='ph37a419' to='[email protected]/balcony' type='set'> <jingle xmlns='urn:xmpp:jingle:1' action='session-initiate' initiator='[email protected]/orchard' sid='a73sjjvkla37jfea'> <content creator='initiator' name='voice'> <description xmlns='urn:xmpp:jingle:apps:rtp:1' media='audio'> <payload-type id='96' name='speex' clockrate='16000'/> <payload-type id='18' name='G729'/> <payload-type id='0' name='PCMU' /> </description> <transport xmlns='urn:xmpp:jingle:transports:ice-udp:1 pwd='asd88fgpdd777uzjYhagZg' ufrag='8hhy'> <candidate component='1' foundation='1' generation='0' id='el0747fg11' ip='10.0.1.1' network='1' port='8998' priority='2130706431' protocol='udp' type='host'/> <candidate component='1' foundation='2' generation='0' id='y3s2b30v3r' ip='192.0.2.3' network='1' port='45664' priority='1694498815' protocol='udp' rel-addr='10.0.1.1' rel-port='8998' type='srflx'/> </transport> </content> </jingle></iq>








Conferencias



Conferencias con SIP

• Lo habitual: aburridos mixers de RTP

• Lo interesante: RTP + chat + conference control

• Información: RFC 4575

• Control: RFC 4579



<conference-info ... entity="sip:[email protected]" state="full"> <conference-description> <display-text>Ad-hoc conference</display-text> <free-text>Hosted by SylkServer-2.0.0</free-text> </conference-description> <host-info> <web-page>http://sylkserver.com</web-page> </host-info> <conference-state> <user-count>1</user-count> <active>true</active> </conference-state> <users state="full"> <user entity="sip:[email protected]" state="full"> <display-text>Saúl</display-text> <endpoint entity="sip:[email protected]:63047" state="full"> <display-text>Saúll</display-text> <status>connected</status> <joining-info> <when>2012-09-19T23:26:18+02:00</when> </joining-info> <media id="186236108"> <type>message</type> </media> </endpoint> </user> </users></conference-info>




http://sylkserver.com

http://sylkserver.com






Conferencias con XMPP

• Multi User Chat (MUC): XEP-0045

• Audio y video

• Muji: XEP-0272

• Coin: XEP-0298

• Coin utiliza el payload del RFC 4575



Conferencias con XMPP<presence from='[email protected]/pda' id='n13mt3l' to='[email protected]/thirdwitch'> <x xmlns='http://jabber.org/protocol/muc'/></presence>

<presence from='[email protected]/firstwitch' id='3DCB0401-D7CF-4E31-BE05-EDF8D057BFBD' to='[email protected]/pda'> <x xmlns='http://jabber.org/protocol/muc#user'> <item affiliation='owner' role='moderator'/> </x></presence>

<presence from='[email protected]/secondwitch' id='C2CD9EE3-8421-431E-854A-A2AD0CE2E23D' to='[email protected]/pda'> <x xmlns='http://jabber.org/protocol/muc#user'> <item affiliation='admin' role='moderator'/> </x></presence>






http://jabber.org/protocol/muc'/

http://jabber.org/protocol/muc'/





http://jabber.org/protocol/muc#user'









Conferencias con XMPP<iq from='[email protected]/orchard' id='zid615d9' to='[email protected]/balcony' type='set'> <conference-info xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:conference-info" entity="xmpp:[email protected]/orchard" state="full" version="1">

 <conference-description> <subject>Ending a relationship</subject> </conference-description>

 <conference-state> <user-count>3</user-count> </conference-state>

 <users> <user entity="xmpp:[email protected]" state="full"> <display-text>Romeo</display-text>

 <endpoint entity="xmpp:[email protected]/orchard"> <display-text>Romeo's smartphone</display-text> <status>disconnected</status> ...












Construyendo un Gateway



Estado del Arte

• SIP utilizado para audio, video, conferencias y emular la PSTN

• XMPP utilizado para mensajería, presencia y Google Hangouts

• Ambos protocolos funcionarán en los navegadores

• WebSocket + WebRTC



SIP y XMPP: ¿qué tienen en común?

• Misma tecnología para audio y video - RTP

• Misma tecnolgía de NAT traversal - ICE

• Payloads compatibles - CPIM

• Mecanismo PUBLISH - SUBSCRIBE

• usuario@dominio



Combinando SIP y XMPP

• Clientes dual stack

• CUSAX: draft-ivov-xmpp-cusax

• Clientes single stack

• Usar un gateway

• Un gateway transparente



Un solo stack

• SIP y XMPP fueron diseñados de manera distinta, abstraernos de ellos puede traer problemas

• Menos código, menos bugs

• Configuración más simple



SIP SIMPLE Client SDK



Blink



SylkServer

SylkServer

SIP Networks XMPP Networks

ConferencingHigh Definition Audio

Instant MessagingFile Transfer

Presence



SylkServer

• SIP Application Server

• Software Libre

• ZeroConf

• Implementado utilizando SIP SIMPLE Client SDK



SylkServer: Arquitectura



SylkServer: Conferencias

• Audio en HD

• Chat con MSRP

• Información de participantes (RFC 4575)

• Control de conferencias (RFC 4579)

• draft-ietf-simple-chat

• Transferencia de ficheros

• Compartir escritorio



SylkServer: gateway XMPP

• Mensajería Instantánea

• SIP MESSAGE

• MSRP

• Presencia

• MUC

• Jingle


• CoinSaturday, October 6, 2012


Diseño del gateway XMPP

• SylkServer es el servidor XMPP autoritativo del dominio

• Sólo soporta conexiones S2S

• Los clientes del dominio local usan SIP

• Routing en base a usuario@dominio (DNS SRV)



Arquitectura del gateway XMPP

• El servidor no hace AAA

• Despliegue detrás de un proxy SIP

• Conexiones XMPP S2S con otros dominios

• Una única opción de configuración necesaria como mínimo: el dominio



Arquitectura del gateway XMPP



Gateway XMPP: IM



Gateway XMPP: Presencia



Retos en la implementación

• Servidor XMPP vs Componente XMPP

• Especificaciones incompletas / obsoletas

• Diferencia de conceptos

• ¿Sesiones XMPP?

• SIP PIDF vs Presencia en XMPP

• Conferencias en SIP vs XMPP MUC

• Jingle y Gingle



Futuro

• La IETF está considerando resucitar los drafts de interoperabilidad SIP - XMPP

• Nuestro roadmap

• Jingle y Gingle



Desplegando infraestructura SIP



Problemas habituales

• NAT

• Tamaño de los paquetes SIP

• Escalabilidad

• Entornos hostiles a nivel de networking



NAT

• Fácilmente solucionable en el servidor reescribiendo el SDP

• Pero rompe ICE

• OpenSIPS + MediaProxy

• Primera y única solución ICE-friendly



Soporte ICE en MediaProxy



NAT y MSRP

• Uso de relays: MSRPRelay

• Alternative Connection Model (RFC 6135)

• Implementado en SIP SIMPLE SDK



Tamaño de los paquetes SIP

• ¡Cada vez son más grandes!

• Necesidad de un transporte fiable: TCP

• ¿Es TCP el transporte correcto?

• Facebook Messenger usa MQTT

• Si hay SIP ALGs: TLS

• Para que no husmeen



Escalabilidad

• ¿Quién balancea la carga del balanceador?

• Red distribuída de servidores: DHT

• Ejemplo: SIP2SIP.info usa SIPThor



SIP + DHT



Entornos hostiles a nivel de netwoking

• “Internet funciona perfectamente. En el puerto 80.”

• SIP sobre TLS, en otro puerto

• RTP vía TURN / TCP

• RTP multiplexing

• WebRTC





BYE sip:audience@tid SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.168.99.23:49919;rport;branch=z9hG4bKPjDb30Dx0sH7aMMax-Forwards: 70From: "saghul" <sip:[email protected]>;tag=UCpGKVZbQQx7BUKTo: <sip:audience@tid>;tag=as59aef35cCall-ID: DEWDfu63OACwYeQk7MrhmRhRq.1cqqisCSeq: 10633 BYERoute: <sip:81.23.228.129;lr;ftag=UCpGKVZbQQx7BUKY;did=641.a8a9c553>User-Agent: BlinkContent-Length: 0

@saghul

[email protected]

sip:[email protected]









Apéndice: enlaces de interés

• http://sipsimpleclient.com/

• http://sylkserver.com/

• http://icanblink.com/

• http://sylkserver.ag-projects.com/projects/sylkserver/wiki/DesignXMPP


http://sipsimpleclient.com/

http://sipsimpleclient.com/

http://sylkserver.com/

http://sylkserver.com/

http://icanblink.com/

http://icanblink.com/

http://sylkserver.ag-projects.com/projects/sylkserver/wiki/DesignXMPP

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SIP y XMPP: amigos para siempre

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