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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau und Verwalten einer
Verbindung zwischen mindestens einem Endgerät und mindestens einem Kommunikationsserver
vorzugsweise zur Nutzung der Verbindung bei VoIP(Voice over IP)-Kommunikation,
wobei das Endgerät
und der Kommunikationsserver über
ein Netzwerk miteinander verbunden sind, wobei der Aufbau und die
Verwaltung der Verbindung über
ein Protokoll gesteuert wird, und wobei Parameter der Verbindung über eine
Konfiguration einstellbar sind.
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Kommunikation über das
Internet gewinnt mehr und mehr an Bedeutung. Mit wachsenden Übertragungsraten
und einer besseren Verfügbarkeit von
Internetanbindungen beschränkt
sich die Nutzung des Internets schon seit längerem nicht alleine auf die Übertragung
von Texten. Vielmehr gewinnen Echtzeitkommunikationssysteme wie
Internet-Telefonie (Voice over IP, VoIP) oder Videokonferenzen mehr
und mehr an Bedeutung. Insbesondere VoIP ist nicht nur für Unternehmen
sondern zunehmend auch für
Privatkunden von Interesse.
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Bei
VoIP kann ähnlich
der herkömmlichen Telefonie
im Wesentlichen zwischen zwei Phasen unterschieden werden: dem Verbindungsaufbau
und der Gesprächsübertragung.
Beim Verbindungsaufbau findet derzeit das SIP (Session Initiation
Protocol) und bei der Gesprächsübertragung
das RTP (Real Time Protocol) die stärkste Verbreitung. Aufgabe
des SIP ist es, eine Verbindung zwischen zwei oder mehreren Teilnehmern
während
einer Kommunikationssitzung herzustellen. Dabei müssen nicht nur
die entsprechenden Kommunikationsteilnehmer im Internet ausfindig
gemacht werden, sondern es müssen
auch entsprechende Kommunikationswege zwischen den einzelnen Teilnehmern
gefunden werden. Die Kommunikationswege beinhalten dabei, die einzelnen
Server und Knotenpunkte, die für
die Kommunikation notwendig sind. Der genaue Weg eines IP-Datenpakets
kann damit – wie
bei IP-Datenpaketen typisch – nicht
festgelegt werden.
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Probleme
bei dem Verbindungsaufbau bereiten insbesondere verschiedene in
den meisten Netzwerkstrukturen notwendigen Komponenten wie Netzadressenumsetzer
(Network Address Translator, NAT) oder Firewalls. Hier müssen entsprechende Möglichkeiten
gefunden werden, damit VoIP-Datenpakete und Signalisierungen sicher
zwischen den Teilnehmern ausgetauscht werden können. Dabei kommen beispielsweise
STUN(Simple Traversal of UDP through NATs)-Server zum Einsatz,
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Im
Allgemeinen registriert sich ein Endgerät zu Beginn einer Kommunikationssitzung
bei dem dem Endgerät
zugeordneten Kommunikationsserver. Bei SIP wird beispielsweise hierzu
eine SIP-Protokollnachricht durch das Endgerät an den SIP-Proxy-Server gesendet.
Bei erfolgreicher Registrierung, d.h. bei korrekten Authentifizierungsdaten,
bekannter Kennung des Endgerätes
und/oder korrekten weiteren Informationen, sendet der Kommunikationsserver
eine entsprechende Quittierungsnachricht an das Endgerät zurück. Damit
ist bei dem Kommunikationsserver für eine definierte Zeitdauer
bekannt, an welches Endgerät
und gegebenenfalls auf welchem Weg eingehende Anrufe für eine bestimmte
Teilnehmerkennung gesendet werden müssen. Die Registrierung kann
dabei durch einen Agenten durchgeführt werden, so dass der Nutzer
des Endgerätes
damit nicht belästigt
wird.
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Bei
der Registrierung wird zunächst
durch den Nutzeragenten des Endgerätes der Kommunikationsserver
ausfindig gemacht. Dazu können DNS(Domain
Name Service)-Server-Einträge,
durch einen DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)-Server gespeicherte
Informationen, Datenbanken oder ähnliche
Verfahren zum Einsatz kommen. Damit können die Protokollnachrichten
an den dem Endgerät
zugeordnetem Kommunikationsserver gesendet werden. Hierzu müssen unter
Umständen noch
Informationen über
STUN-Server zur Übertragung
der Protokollnachrichten über
einen NAT oder eine Firewall hinweg genutzt werden. Für die Übertragung
von Datenpaketen an Kommunikationsteilnehmer muss zusätzlich bekannt
sein, ob der Kommunikationsteilnehmer lediglich über eine Firewall und/oder
einen NAT erreichbar ist. In diesem Fall müssen unter Umständen entsprechende
Relay-Server bei der Datenübertragung
angesprochen werden.
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Zur
sicheren Funktionsweise eines Verbindungsaufbaus mit SIP sind jedoch
umfangreiche Konfigurationsarbeiten bei der Einrichtung eines VoIP-Geräts notwendig,
die manuell vorgenommen werden müssen.
Dazu müssen
Konfigurationsdateien angepasst oder im besten Fall über ein
grafisches Interface die Konfiguration eingegeben werden. Diese
Arbeiten fallen immer dann an, wenn ein VoIP-Gerät neu installiert wird oder
von einer Betriebsumgebung in eine andere versetzt werden soll.
Die Konfigurationen enthalten beispielsweise die Ansprechdaten des
SIP-Proxy-Servers,
Informationen über
NATs, Firewalls, RTP-Server oder Übertragungsgeschwindigkeiten.
Daneben können
dienstspezifische Konfigurationen wie beispielsweise Informationen über einen
verwendbaren Presence-Server oder einen erreichbaren Konferenz-Server
von Bedeutung sein.
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Diese
Konfigurationsarbeiten sind lästig
und äußerst fehleranfällig. Zudem
sind im Normalfall diese Informationen einem Durchschnittsanwender nicht
bekannt. Insbesondere bei der Verwendung von VoIP-Endgeräten in einem
drahtlosen Netzwerk, beispielsweise einem WLAN (Wireless Local Area
Network) nach IEEE 802.11 ändert
sich zudem mit einer Bewegung des VoIP-Endgeräts die Konfiguration fortwährend. Eine
manuelle Konfiguration, wie sie bei VoIP-Endgeräten üblich ist, ist in diesem Zusammenhang
nicht praktikabel.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Aufbau und Verwalten einer Verbindung der eingangs genannten Art
derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine möglichst
einfache durch einen Durchschnittsanwender durchführbare Konfiguration
ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird die
voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1
gelöst.
Danach ist das in Rede stehende Verfahren zum Aufbau und Verwalten
einer Verbindung dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration
in automatisierter Art und Weise durchgeführt wird und dass Konfigurationsinformationen
zur Konfiguration der Verbindung mit standardmäßig vorhandenen Nachrichten
des Protokolls übermittelt
werden.
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In
erfindungsgemäßer Weise
ist zunächst
erkannt worden, dass eine automatisierte Konfiguration die Funktionen
einer manuellen Konfiguration übernehmen
kann. Dazu ist ferner erfindungsgemäß erkannt worden, dass zu einer
automatisierten Konfiguration keine zusätzlichen Protokolle notwendig
sind. Vielmehr ist es möglich,
die für
die Konfiguration eines Endgerätes
notwendigen Konfigurationsinformationen mit den standardmäßig vorhandenen
Nachrichten des Protokolls zu übermitteln.
Mit diesen Konfigurationsinformationen kann die Verbindung zwischen
einem Endgerät
und einem dem Endgerät
zugeordneten Kommunikationsserver aufgebaut werden, um somit schließlich eine
Verbindung mit einem oder mehreren Endgeräten bzw. Kommunikationsteilnehmern
aufzubauen. Der Nutzer kann dadurch nahezu vollständig von
der Konfiguration entlastet werden. Im Allgemeinen müssen durch
den Nutzer lediglich wenige grundlegende Einstellungen wie Authentifizierungsinforma tionen
und der standardmäßig genutzte
Kommunikationsserver angegeben werden. Diese behalten jedoch für längere Zeit
Gültigkeit
und müssen
nicht entsprechend angepasst werden.
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Einzige
Voraussetzungen für
die Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind, dass das Endgerät
bereits über
korrekte IP-Konfigurationen verfügt
und dass der Kommunikationsserver prinzipiell gefunden werden kann.
Die IP-Konfiguration kann dabei entweder direkt in das Endgerät eingegeben werden
oder über
einen DHCP-Server
oder durch ein beliebiges anderes aus der Praxis bekanntes Verfahren
bezogen werden. Zum Auffinden des Kommunikationsservers kann ein
DNS-Server-Eintrag,
von einem DHCP-Server erhaltene Informationen oder andere aus der
Praxis bekannten Verfahren verwendet werden.
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In
vorteilhafter Weise können
die zuvor erwähnten
Protokollnachrichten dazu genutzt werden, eine automatisierte Konfiguration
durchzuführen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kommt das erfindungsgemäße Verfahren
in Verbindung mit dem SIP-Protokoll zum Einsatz. Das Endgerät umfasst
in diesem Fall ein SIP-Telefon, und der Kommunikationsserver umfasst
einen SIP-Proxy-Server. Allerdings kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch in Verbindung mit anderen Protokollen verwendet werden. Lediglich
beispielhaft jedoch nicht auf dieses weiter einschränkend sei
hier auf den ITU-T-Standard H.323 verwiesen.
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In
vorteilhafter Weise wird zunächst
durch das Endgerät
der Aufbau einer Verbindung mit dem Kommunikationsserver angefordert.
Dazu sendet das Endgerät
eine Registriernachricht an den Kommunikationsserver, wobei mit
der Registriernachricht eine Aufforderung zur Übermittlung von Konfigurationsinformationen
an das Endgerät übermittelt
wird. Diese Aufforderung lässt
sich am einfachsten durch Implementierung eines entsprechenden Flags
in der Registriernachricht realisieren.
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Ebenso
könnte
bei bereits bestehenden Verbindungen eine Optimierung und/oder eine
Anpassung der Verbindung an geänderte
Parameter notwendig sein. In diesem Fall könnte das Endgerät eine entsprechende
Protokollnachricht an den Kommunikationsserver übermitteln und damit aktuelle
Konfigurationsinformationen anfordern.
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Mit
der Aufforderung zur Übermittlung
von Konfigurationsinformationen ließen sich durch das Endgerät gewisse
grundlegende Einstellungen übermitteln.
Dazu könnten
beispielsweise Informationen über
den Einsatzort des Endgerätes,
maximal mögliche
Datenübertragungsraten,
QoS (Quality of Service)-Informationen und/oder weitere Informationen gehören. Basierend
auf die derart übermittelten
Informationen könnte
der Kommunikationsserver die Konfigurationsinformationen zusammenstellen.
Dabei werden die Konfigurationsinformationen durch Informationen
ergänzt,
die dem Kommunikationsserver bekannt sind und für den Aufbau bzw. die Verwaltung der
Verbindung benötigt
werden. In der Summe könnten
die Konfigurationsinformationen alle Daten enthalten, die für eine Verbindung
zwischen dem Endgerät
und dem Kommunikationsserver notwendig sind.
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Die
Konfigurationsinformationen könnten dann
zusammen mit einer Quittierung auf die Anforderung des Endgerätes übermittelt
werden. Dazu lassen sich die in dem eingesetzten Protokoll standardmäßig vorhandenen
Protokollnachrichten zur Quittierung einer Registriernachricht einsetzen.
Die Konfigurationsinformationen könnten aus Sicherheitsgründen nur
in dem Fall dem Endgerät
zugesandt werden, wenn die Registrierung bzw. die Anmeldung an dem
Kommunikationsserver erfolgreich war. Insoweit ist es sinnvoll,
die Konfigurationsinformationen lediglich an positive Quittiernachrichten
anzuhängen,
während
negative Quittiernachrichten keine Konfigurationsinformationen enthalten.
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Insbesondere
bei einer Optimierung und/oder Anpassung einer bereits bestehenden
Verbindung, jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, können die Konfigurationsinformationen
durch zusätzliche
Informationen ergänzt
werden, die eine alternative Konfiguration enthalten. Dabei könnte beispielsweise
die Adresse eines oder mehrerer möglicher alternativer Kommunikationsserver,
die anstatt des angesprochenen Kommunikationsservers genutzt werden
könnten,
enthalten sein. Zusätzlich könnte für die möglichen
alternativen Kommunikationsserver eine Liste mit durch die jeweiligen
Kommunikationsserver bevorzugten bzw. akzeptierten Transportprotokollen
und/oder Port-Nummern in den Konfigurationsinformationen enthalten
sein. Mit diesen Informationen könnte
beispielsweise bei einem überlasteten
Kommunikationsserver, einer Verbindung zwischen Endgerät und Kommunikationsserver mit
zu großer
Zeitverzögerung
oder einem zu schlechten QoS oder bei sonstigen negativen Einflüssen auf
die Verbindung ein alternativer Kommunikationsserver ausgewählt werden
und eine Registrierung auf einem der alternativen Kommunikationsserver
durchgeführt
werden. Dadurch ist eine fortwährende
Optimierung der Verbindung zwischen Endgerät und Kommunikationsserver
möglich.
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Beim
Endgerät
werden die übermittelten Konfigurationsinformationen
in eine Konfiguration des Endgeräts übergeführt und
die Verbindung zu dem Kommunikationsserver entsprechend eingestellt.
Bei alternativen Konfigurationsinformationen kann das Endgerät die entsprechend
günstigste
Konfigurationsinformation auswählen
und nach gewissen Regeln die Konfiguration des Endgeräts entsprechend
anpassen.
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Zur
vollständigen
Kapselung dieses Verbindungsaufbaus und des Aushandelns einer lauffähigen Konfiguration
könnte
die automatisiert Konfiguration ohne Eingreifen des Nutzers durch
ein auf dem Endgerät
ablaufendes Programm durchgeführt
werden. Vorzugsweise kommt dabei ein Agent zum Einsatz.
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Sollte
ein Kommunikationsserver auf eine Anfrage eines Endgerätes zum
Verbindungsaufbau nicht reagieren, so kann davon ausgegangen werden,
dass der Kommunikationsserver auf die gewählte Art und Weise nicht erreichbar
ist. Daher könnten in
dem Netzwerk ein oder mehrere Relay-Server verfügbar sein, die statt des dem
Endgerät
zugeordneten Kommunikationsserver angesprochen werden können. Ein
Relay-Server ist – im
Gegensatz zu gewöhnlichen
Kommunikationsservern – vorzugsweise über mehrere
Ports und/oder mit mehreren Transportprotokollen erreichbar. Auf
diese Weise kann durch das Endgerät ein relativ beliebiger Port und/oder
ein relativ beliebiges Transportprotokoll ausgewählt und eine entsprechende
Anfrage zur Registrierung an dem Kommunikationsserver an den Relay-Server
gesendet werden. Der Relay-Server ist mit Informationen ausgestattet,
wie und auf welche Weise der gewünschte
Kommunikationsserver erreichbar ist. Der Relay-Server könnte die
Anfrage des Endgerätes
auf die ihm bekannten Daten des Kommunikationsservers im Bezug auf
wählbare
Ports, akzeptierte Transportprotokolle und/oder Informationen zur
Infrastruktur zum Erreichen des Kommunikationsservers umgesetzt
werden. Die Konfigurationsinformationen des Kommunikationsservers
würden dann
ebenfalls durch den Relay-Server
an das Endgerät
weitergeleitet.
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Kann
eine Verbindung zu dem Kommunikationsserver hergestellt werden,
so ist im Allgemeinen noch nicht gewährleistet, dass tatsächlich eine
Datenübertragung
zwischen zwei Endgeräten
möglich ist.
Deshalb sind zusätzlich
Mechanismen vorgesehen, mit denen die Konfiguration einer aufgebauten Verbindung
getestet werden kann. Dazu ist vorteilhafter Weise ein Medien-Test-Server
oder ein anderes automatisiertes Gerät im Netzwerk verfügbar, mit dem
sich die Konfiguration der Verbindung testen lässt. Zum Testen der Verbindung
wird zunächst durch
das Endgerät
bzw. durch den auf dem Endgerät
ablaufenden Agenten ein Testanruf bei dem Medien-Test-Server gestartet
und danach ein Bitmuster abgespielt und an den Medien-Test-Server
gesendet. Dieses Bitmuster ist vorzugsweise dem Endgerät und dem
Medien-Test-Server bereits bekannt. Dadurch kann durch ein Vergleich
zwischen dem empfangenen und dem abgespeicherten Bitmuster bereits
ein erster Test durchgeführt
werden, ob die Verbindung korrekt arbeitet. Darüber hinaus kann das Bitmuster
derart ausgestaltet sein, dass es durch einen Menschen verständlich ist.
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Nachdem
das Bitmuster durch den Medien-Test-Server korrekt empfangen wurde
und/oder mit dem abgespeicherten Bitmuster verglichen wurde, könnte das
empfangene Bitmuster oder das abgespeicherte Bitmuster wieder an
das Endgerät
zurückgesendet
werden. So kann durch das Endgerät überprüft werden,
ob die Daten korrekt übermittelt wurden.
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Alternativ
kann der Test nicht nur auf automatisierte Art und Weise durchgeführt werden,
sondern auch direkt durch einen menschlichen Nutzer eingeleitet
und/oder durchgeführt
werden. In diesem Fall spricht der Nutzer eine vorzugsweise vorgegebene
Nachricht in das Endgerät
und erhält
ebenso wie bei dem automatisierten Test eine Kopie der gesprochenen
Nachricht zurück.
Dadurch kann durch den Nutzer die Verbindung getestet werden. Wird
die Sprachsequenz durch den Nutzer störungsfrei empfangen, so könnte der
Nutzer durch entsprechende Quittierung dem Medien-Test-Server den
erfolgreichen Test mitteilen.
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Daneben
ist es möglich,
dass der Test nicht durch das Endgerät oder dessen Nutzer ausgelöst wird,
sondern der Medien-Test-Server einen entsprechenden Test anstößt. Dies
kann je nach Art des gewünschten
Tests sinnvoll sein.
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Kann
ein Endgerät
bei Verwendung der eingestellten Konfiguration nicht auf den Medien-Test-Server
zugreifen, so könnte
auch hier ein Relay-Server zu dem Medien-Test-Server zwischengeschaltet
werden. In diesem Fall sendet das Endgerät die Anfrage nicht direkt
an den Medien-Test-Server sondern übermittelt die Daten an den
Relay-Server, der die Daten entsprechend umsetzt und dem Medien-Test-Server
zuleitet.
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Hinsichtlich
einer möglichst
einfachen Portierbarkeit auf andere Endgeräte könnte es dem Nutzer des Endgeräts möglich sein,
die grundlegenden Einstellungen und weitere Informationen in einem Nutzerprofil
als Nutzerpräferenzen
abzulegen. Diese Nutzerpräferenzen
würden
dann auf dem Kommunikationsserver gespeichert, wodurch der Nutzer
von mehreren Endgeräten
aus auf die Präferenzen
zugreifen kann.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch
1 nachgeordneten Patentansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit
der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen
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1 in
einer schematischen Darstellung die Signalflüsse zwischen dem Endgerät und dem Kommunikationsserver,
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2 in
einer schematischen Darstellung die Übertragung der Protokollnachrichten über einen Relay-Server
und
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3 in
einer schematischen Darstellung die Kommunikationen bei einem Test
einer Verbindung.
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Die 1 bis 3 beziehen
sich auf den Einsatz des SIP-Protokolls und verdeutlichen die Vorgänge bei
der Signalisierung mit SIP. 1 zeigt zunächst schematisch
auf welche Weise Informationen bzw. Nachrichten zwischen dem Endgerät bzw. dem
auf dem Endgerät
ablaufenden Agenten 1 und dem SIP-Proxy-Server 2 ausgetauscht
werden. Zunächst übermittelt
der Agent 1 eine Registriernachricht „REGISTER" 3 an den SIP-Proxy-Server 2.
Zusammen mit dieser Registriernachricht 3 übermittelt der
Agent 1 eine Aufforderung an den SIP-Proxy-Server 2 zur
Erzeugung und Übermittlung
von Konfigurationsinformationen. Zusätzlich sendet der Agent weitere
Informationen wie beispielsweise Authentifizierungsdaten. Darüber hinaus
können
in der Registriernachricht 3 einzelne Nutzerpräferenzen
und weitere gewünschte
Einstellungen angehängt
werden. Alternativ können
diese Informationen auch auf dem SIP-Proxy-Server 2 abgelegt
sein und nach einer erfolgreichen Authentifizierung des Endgerätes auf
diese Nutzerpräferenzen
zurückgegriffen
werden.
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Basierend
auf die dem SIP-Proxy-Server 2 zur Verfügung stehenden Informationen
werden Konfigurationsinformationen erstellt und an den Agenten 1 übermittelt.
Dazu wird in diesem Fall eine Quittierungsnachricht „200 OK" 4 an den
Agenten 1 übermittelt.
Bei fehlgeschlagener Registrierung würde eine Quittierungsnachricht „401 UNAUTHORIZED" ohne Konfigurationsinformationen
zurückgesandt.
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2 zeigt
in einer schematischen Darstellung die Kommunikation zwischen einem
SIP-Proxy-Server 2 und einem auf dem Endgerät ablaufenden
Agenten 1. Die beiden Geräte sind über das Internet 5 und
ein internes Netz 6 miteinander verbunden. Dem internen
Netz 6 gehören
neben dem SIP-Proxy-Server 2 ein STUN-Server 7, ein Medien-Relay-Server 8 und
ein Medien-Test-Server 9 an. Ist der SIP-Proxy-Server 2 durch
das Endgerät 1 nicht
direkt erreichbar, so wird eine getunnelte SIP-Signalisierungsverbindung 11 zu
einem SIP-Relay-Server 10 aufgebaut. Auf diesem Weg wird
eine Registriernachricht zunächst
zu einem SIP-Relay-Server 10 gesendet, der die Registriernachricht auf
die durch den SIP-Proxy-Server 2 akzeptierten Daten umsetzt.
Der SIP-Relay-Server 10 sendet die umgesetzte Registriernachricht 12 an
den SIP-Proxy-Server 2 weiter und stellt auf diesem Weg
eine Verbindung zwischen dem Agenten und dem SIP-Proxy-Server 2 her.
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In 3 ist
schließlich
schematischen der Ablauf eines Testvorgangs dargestellt. Dabei wird
davon ausgegangen, dass zwischen dem Agenten 1 und dem
SIP-Proxy-Server 2 bereits
eine prinzipielle lauffähige
Konfiguration ausgehandelt wurde und ein Medien-Test-Server 9 mit
einer derart konfigurierten Verbindung erreichbar ist. Dies ist
dann gewährleistet,
wenn der Medien-Test-Server demselben internen Netz 6 angehört wie der
SIP-Proxy-Server. Mit dieser Konfiguration wird nun eine Verbindung
mit dem Medien-Test-Server 9 aufgebaut und Datenpakete 14 in
einem Test zwischen dem Agenten 1 und dem Medien-Test-Server 9 ausgetauscht.
Auf diese Weise kann überprüft werden,
ob die ausgehandelte Konfiguration tatsächlich funktionsfähig ist.
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Abschließend sei
ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel
lediglich zur Erörterung
der erfindungsgemäßen Lehre
dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.