Aplicación de estrategias de compresión de encabezados para redes VoIP.

Abstract

La cantidad de información de control organizada y sistematizada en diversos campos dentro del encabezado de un paquete de IP puede llegar a ser excesiva para algunas aplicaciones. Esto es particularmente cierto en el caso en que la carga útil (payload) es voz digitalizada. Por lo que es deseable lograr una reducción del encabezado sin afectar la funcionalidad del transporte en el contexto de una red de Voz sobre IP (VoIP), lo cual lograría una reducción del volumen de tráfico en la red, más eficiente utilización de los recursos computacionales y mayor rapidez de procesamiento de cada paquete. En este trabajo se emprende un análisis de los esquemas de compresión de encabezados IP aplicables a redes VoIP, para lo cual se analizaron cuatro esquemas de compresión de encabezados IP, a saber: compresión TCP (compressed TCP (cTCP)), compresión de Encabezados IP (IP Header Compression (IPHC)), compresión RTP (compressed RTP (cRTP)) y compresión de Encabezados Robusto (Robust Header Compression (ROHC)). Para cada caso, el documento escrito explica e ilustra el procedimiento de compresión/descompresión, así como también se ilustran los encabezados antes y después del procedimiento de compresión. De los cuatro esquemas estudiados solo dos son aplicables para voz sobre IP: ROHC, que es usado para telefonía móvil, ya que está diseñado para enlaces inalámbricos que tienen tiempos de ida y regreso relativamente grandes; en tanto que cRTP se prefiere para enlaces alámbricos, cuyos tiempos de ida y regreso son de cortos a medios. Debido a nuestro interés en redes de proveedores de servicios VoIP fijas, se eligió profundizar en la especificación de cRTP. Se desarrollan a detalle los diagramas de operación de cRTP partiendo de la recomendación RFC 2508. Se explica su modo de operación en una red VoIP, y su inter-relación con otros protocolos como IP, UDP, RTP-RTCP y RIP, así como con la capa de aplicación. Este trabajo permitirá a los interesados en implantar el algoritmo cRTP, programar un paquete funcional a partir de los diagramas y fundamentos presentados en el presente documento. __________________________________

The amount of information organized and systematized in various fields within the header of an IP packet may be excessive for some applications. This is particularly true when the payload is digitized voice. In the context of a Voice over IP (VoIP) network it is desirable to achieve a reduction in the header length without affecting functionality of transport, which would yield a reduction in the volume of network traffic, more efficient use of computational resources and faster processing of each package. This thesis takes on the analysis of IP header compression methods for VoIP networks, with this aim four header compression are considered, namely: compressed TCP (cTCP), IP Header Compression, (IPHC) compressed RTP (cRTP) and Robust Header Compression (ROHC). For each method, this document explains and illustrates the compression/decompression process, and illustrates the headers fields before and after the compression process. Out of the four schemes presented, only two are applicable to voice over IP: ROHC is used for mobile telephony, since it is designed for wireless links with a large Round Trip Time (RTT), while cRTP is preferred for wired links, with short to medium RTT. Because of our interest in fixed VoIP service provider networks, we selected to work with the cRTP specification. We develop cRTP operation diagrams from the RFC 2508 source specification, their operation within a VoIP network is explained, and its inter-relationship with other protocols such as IP, UDP, RTP-RTCP and RIP, as well as with the application layer. The functional diagrams and rationale presented in this work will enable those interested in implementing the cRTP algorithm, to develop software capable of compressing IP packets headers with cRTP.