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1 Comunicazione remota sincrona di gruppo Tipologia di applicazioni Conferenza testuale Chat Instant Messaging Audioconferenza Videoconferenza 1

2 Funzioni aggiuntive Application sharing consente di vedere e interagire con una applicazione condivisa Whiteboarding consente di vedere e interagire con una sorta di "lavagna" condivisa File transfer consente di trasferire file in background a uno o più partecipanti Controllo accessi consente ad un amministratore di controllare l accesso al meeting Chat Tra le prime (1988) applicazioni Internet per la comunicazione remota sincrona Comunicazione M-M fra utenti identificati da un nickname La comunicazione di gruppo avviene all interno di canali Metafora di stanze in cui gli utenti possono entrare e dialogare con gli altri presenti Un gruppo comunica associandosi ad un canale esistente o creando un nuovo canale La gestione dei canali è lasciata agli utenti (operatori di canale) o ai bot (client automatici) Si possono anche inviare messaggi privati a un'altra persona sul canale Si possono scambiare file in modo riservato Direct Client-to-Client (DCC) 2

3 Internet Relay Chat (IRC) Orientato alla connessione Un utente accede a una rete IRC tramite un client che si connette a un server Client IRC: mirc, Miranda IM, webchat, ChatZilla Bot (client automatico): scopi molteplici tra cui mantenere aperto un canale Bouncer proxy che mantiene aperta la connessione tra client e server anche in caso di malfunzionamento Un server IRC può connettersi ad altri server per espandere la rete Una rete IRC è formata da un insieme di server interconnessi tra loro Instant messaging Messaggi immediati tra i presenti in una lista di contatti tti personali La funzione di presenza (presence awareness) permette di sapere chi dei contatti è connesso ed è effettivamente contattabile Feature distintiva rispetto a IRC chat E possibile rendersi invisibili o avvisare chi non è online lasciandogli un messaggio Comunicazione 1-1 o M-M Sistemi di IM ICQ, Windows Live Messenger, Yahoo Messenger, Jabber/XMPP 3

4 Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP) Protocolli (e tecnologie) di instant messaging g e presence awareness basati su XML Alternativa aperta ai sistemi chiusi di IM Breve storia 1999: nasce Jabber project 2001: nasce Jabber Software Foundation (JSF) oggi XMPP Standards Foundation 2004: IETF standardizza Jabber con il nome di extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP) Le estensioni, XMPP Extension Protocols (XEP, in passato JEP) permettono di aggiungere altre funzionalità API disponibili per svariati linguaggi di programmazione Client Jabber/XMPP Applicativo in grado di aprire una connessione TCP, inviare e ricevere messaggi XMPP (basati su XML) Ne esistono di diversi tipi PC / browser/ cellulare Protocollo singolo / multiprotocollo Liberi / proprietari Piattaforma singola / multipiattaforma 4

5 Server Jabber/XMPP Funzionalità base Registrazione e autenticazione utenti Inoltro messaggi per utenti online Memorizzazione messaggi per utenti offline Gestione lista contatti e informazioni di presenza Comunicazione verso altri server Jabber/XMPP Gateway verso sistemi di IM proprietari Architettura Jabber/XMPP Architettura client-server ibrida simile a /smtp e chat/irc Connessioni client-server e server-server 5

6 Multiple Point Of Presence (MPOP) Utenti associati a un id univoco detto JID: Gli utenti possono connettersi contemporaneamente con lo stesso JID da dispositivi diversi Ogni dispositivo riceve un identificatore di risorsa e un numero di priorità I messaggi in arrivo sono inoltrati alla risorsa con priorità più alta Per mandare un messaggio a un dispositivo specifico: montague.lit JID: Priority: 5 capulet.lit :-) JID: Priority: 3 JID: Priority: 0 Protocollo core XMPP Comunicazione tra entità attraverso flussi (streams) di dati in formato XML Root del flusso: <stream/> Stanzas: figli di primo livello <presence/> <message/> <iq/> 6

7 Stanzas <message/> Meccanismo push per inviare informazioni da una entità a un altra <presence/> Meccanismo publish-subscribe per inviare a tutte le entità (broadcast) informazioni di disponibilità o presenza (online, occupato, ) <iq/> (info/query) è un meccanismo di richiesta/risposta, simile ad HTTP Scenario di IM tipico jabber.capulet.lit jabber.montague.lit Conn. fissa: 5222 jabber.shakespeare.lit 7

8 Scenario di IM tipico: 1 Romeo e Giulietta Stream Stream jabber.montague.lit Conn. fissa: 5222 Romeo inizia a negotiare uno stream con il server jabber.montague.lit jabber.capulet.lit <iq type= get from= > <query xmlns= jabber:iq:roster /> </iq> jabber.shakespeare.lit Scenario di IM tipico: 2 Romeo e Giulietta iq: Roster iq: Roster jabber.montague.lit Conn. fissa: 5222 Romeo riceve la lista dei contatti scambiando delle strofe (stanzas) di tipo <iq/> con il server jabber.montague.lit jabber.capulet.lit <iq type= result to= > <query xmlns= jabber:iq:roster > <item jid= /> <item jid= /> <item jabber.shakespeare.lit jid= /> </query> </iq> 8

9 Scenario di IM tipico: 3 Romeo e Giulietta Presence Conn. fissa: 5222 jabber.montague.lit Conn. temporanea: 5269 Romeo invia una strofa di tipo presence a jabber.montague. lit, che è propagata a tutti I suoi contatti: <presence from= /> jabber.capulet.lit [server magic here] <presence from= to= /> <presence jabber.shakespeare.lit from= to= /> Scenario di IM tipico: 4 Romeo e Giulietta Presence jabber.montague.lit Conn. fissa: 5222 Conn. temporanea: 5269 Se sono online, i contatti di Romeo gli rispondono con una strofa di tipo Presence presence: <presence jabber.capulet.lit to= from= /> <presence to= from= /> <presence to= jabber.shakespeare.lit from= home /> 9

10 Scenario di IM tipico: 5 Romeo e Giulietta Message Message jabber.montague.lit Conn. fissa: 5222 Conn. temporanea: 5269 Romeo e Giulietta si scambiano una strofa di tipo message: Message <message jabber.capulet.lit from= to= > <body>hi!</body> </message> <message from= lit/balcony to= lit/pda > jabber.shakespeare.lit <body>hi yourself!</body> </message> Audioconferenza Conference call su rete telefonica tradizionale Public Switched Telephone Network (PSTN) Voice over IP (VoIP) Trasporto dei dati: RTP (Real-time Transport Protocol) proposto da IETF Gestione delle chiamate H.323 proposto da Int. Telecommunications Union (ITU) SIP (Session Initiation Protocol) proposto da IETF Jingle proposto da Google e XMPP Standards Foundation Skype 10

11 Caratteristiche VoIP (1/2) Sensibile al ritardo: Ritardo end-to-end d audio: < 150 msec buono, < 400 msec accettabile Comprende i ritardi a livello di applicazione (impacchettamento) e il ritardo di rete Ritardi superiori risultano frustranti, o impediscono addirittura la conversazione Ritardo jitter termine con il quale si indica la variabilità dei ritardi subita dai pacchetti dello stesso flusso Ma tollerante t alla perdita perdite occasionali causano solo marginali interferenze Inizializzazione della sessione Come fa il chiamante ad allertare indirizzo IP, numero di porta, algoritmi di codifica? Caratteristiche VoIP (2/2) Fornitura di larghezza di banda 64 kbps per ogni conversazione attiva Uso di UDP perché traffico time-sensitive un datagramma UDP inviato ogni 20 ms Recupero degli errori (su UDP) Ritardo di riproduzione adattativo al lato client Il ricevente tenta di riprodurre ciascun blocco dopo q millisecondi dopo che è stato t generato Se il blocco non arriva in tempo utile, il ricevente lo scarta e lo considera perso ritardo di riproduzione minimo con il vincolo che la perdita sia al di sotto dei pochi punti percentuali 11

12 RTP (Real Time Protocol) Specifica la struttura di un pacchetto standardizzata per i campi dati audio/video Librerie RTP forniscono un interfaccia a livello di trasporto che estende UDP: numeri di porta, indirizzi IP identificazione del tipo di carico numero di sequenza marcatura temporale 12

13 RTP e QoS QoS (Quality of Service) livello di prestazioni adeguato per un corretto funzionamento dell applicazione RTP non offre alcun meccanismo che assicuri la consegna in tempo dei dati o fornisca altre garanzie in termini di QoS L incapsulamento RTP è visibile solo al sistema terminale non dai router intermedi SIP (Session Initiation Protocol) Utilizzato t per iniziare, i i modificare o terminare sessioni fra uno o più partecipanti permette ai partner di scoprire i rispettivi indirizzi e numeri di porta permette ai partner di concordare le modalità con cui scambiarsi i dati sessioni multimediali, ma anche chat Per gli liindirizzi dii isi usano gli liuri(ietf) (IETF): sip => trasporto UDP o TCP sips: => trasporto TLS 13

14 Servizi offerti da SIP Impostazione della chiamata Consentire al chiamante di connettersi al ricevente Consentire ai partecipanti di accordarsi sulle codifiche dei media Permettere di terminare le chiamate Determinazione dell attuale indirizzo IP del ricevente mappa l identificatore mnemonico all attuale indirizzo IP Gestione della chiamata, fornisce procedure che permettono di: aggiungere nuovi flussi di media cambiare la codifica durante la chiamata invitare nuovi partecipanti trasferire o mettere in attesa Chiamata verso un indirizzo IP noto Alice invia i un messaggio INVITE a Bob che comprende le indicazioni del suo numero di porta, del suo indirizzo IP. Vuole ricevere l audio codificato nel formato AVP 0 (PCM codificato con legge ). Bob invia un messaggio di risposta che comprende, oltre alla stringa 200 OK, anche le indicazioni del suo indirizzo IP e le preferenze di codifica (GSM). i messaggi SIP possono essere inviati sia con TCP sia con UDP. Qui sono inviati con RTP/UDP Di default, il numero di porta di SIP è

15 Impostare una chiamata Negoziazione del codec: Supponiamo che Bob non abbia un codec PCM con legge m. Avrebbe risposto con 606 Not Acceptable, elencando nel messaggio tutti i codec che può utilizzare Alice sceglie uno dei codec e invia un altro messaggio INVITE Rifiutare la chiamata Bob può semplicemente non accettare la chiamata inviando un codice di risposta di rifiuto come occupato, fuori servizio, servizio a pagamento o vietato I media possono essere inviati su RTP o su altro protocollo Esempio di un messaggio SIP INVITE SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP From: To: Call-ID: Content-Type: application/sdp Content-Length: 885 c=in IP m=audio RTP/AVP 0 Qui non si conosce l indirizzo IP di Bob: sarà necessaria l intermediazione dei servizi di SIP Alice invia e riceve messaggi SIP usando il numero di porta di default 5060 Alice specifica l intestazione e riceve il messaggio SIP su UDP Assomiglia ai messaggi HTTP sdp = session description protocol Call-ID è unico per ogni chiamata. 15

16 Traduzione dei nomi e localizzazione degli utenti Il chiamante ha solo il nome o l indirizzo del destinatario Ha bisogno di conoscere l indirizzo i IP dell attuale l host del destinatario: L utente si sposta Protocollo DHCP L utente ha differenti dispositivi IP (PC, PDA, ) I risultati si basano su: momento della giornata (al lavoro, a casa) chiamante (non si desidera che il capo ci rintracci a casa) status del ricevente (le chiamate vengono dirottate su una segreteria telefonica se il destinatario sta già parlando con qualcuno) Servizi forniti dai server SIP Server di registrazione SIP Server proxy SIP Server di registrazione SIP Un utente t (Bob) è associato a un server di registrazione i SIP al quale l applicazione, quando viene lanciata, invia un messaggio di registrazione. Il server di registrazione di Bob memorizza il suo attuale indirizzo IP REGISTER sip:domain.com SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP From: To: Expires:

17 Proxy SIP Alice invia un messaggio di invito al suo server proxy Contiene l indirizzo Il proxy è responsabile dell instradamento dei messaggi SIP il messaggio può dover passare attraverso più proxy Il chiamato risponde attraverso la stessa serie di proxy Il proxy recapita ad Alice il messaggio di risposta contiene l indirizzo IP di Bob Meccanismo analogo a quello di un server DNS locale Esempio Procedura seguita da per avviare una sessione vocale IP con (1) Jim invia i un messaggio INVITE al proxy SIP di umass (2) Questo fa una ricerca e quindi rilascia il Messaggio al server di registrazione (3) dato che Keith non è più presente nel server di upenn, quest ultimo invia una risposta di ri-direzione verso (4) Il proxy umass trasmette un INVITE al server di registrazione SIP di eurecom (5) che conosce l indirizzo e rilancia l INVITE al terminale , su cui gira il client SIP di Keith (6-8) viene inviata una risposta SIP verso il client SIP (9) I media vengono scambiati direttamente tra i due client. 17

18 SIP vs. H.323 SIP è di origine i IETF H.323 è di origine i ITU Internet Engineering Task Force International Telecommunication Union SIP adotta il principio KISS: keep it simple stupid adotta molti concetti del Web, di DNS e dell SIP è un componente H.323 è una famiglia monolitico Lavora con RTP, ma non lo richiede Può essere combinato con altri protocolli e servizi completa di protocolli integrati verticalmente per le conferenze multimediali: segnalazione, registrazione, controllo di ammissione, trasporto e codec Videoconferenza Videoconferenza da telefono analogico (POTS) ITU H.324 Videoconferenza da telefono digitale (ISDN) ITU H.320 Videoconferenza su IP H.323 o SIP Terminali sw o hw Web conferencing Access Grid 18

19 WebEx Web conferencing software as a service (SaaS) Altamente scalabile Cisco Collaboration Cloud Fino a migliaia di partecipanti BigBlueButton bigbluebutton.org/ Open Source Web Conferencing 14 componenti OS Asterisk Tomcat Google Code 19

20 Servizio GARR Vconf A disposizione degli utenti della rete GARR per la comunicazione audio-video tra sedi diverse MCU (Multipoint Control Unit) per permettere a tre o più partecipanti di condividere una stanza virtuale comune Video Codec: H.261, H.263, H.263+, H.263++, H.264 Audio Codec: G.711, G.722, G.723.1, G.728, G.729, MPEG-4 AAC-LC, MPEG-4 AAC-LD, Polycom Siren14 / G Annex C Protocolli: H.323, SIP Sistema dedicato alla prenotazione e alla gestione delle stanze virtuali Possibilità di trasmettere in streaming il contenuto della videoconferenza. Access Grid Insieme di risorse multimedia large-format displays presentation and interactive environments interfaces to Grid middleware and to visualization environments a supporto dell interazione tra gruppi (più che tra individui) Attrezzatura per sala incontro con venue server 2 PC per il controllo del sistema e per il processing Audio/Video Polycom MGC-25 Echo Canceller Matchmaker Video camere, proiettori (...) 20

21 AG Virtual Venue Client Chat basata su XMPP RAT: Robust Audio Tool Vic Video Conferencing Tool Applicazioni condivise Shared Presentation (ppt) Shared Browser TigerBoard (shared whiteboard) AGVCR (AG recording software) Access Grid in un corso di Global Software Development con progetti Australia-Canada e Canada-Italia 21

22 Schema riassuntivo per caratterizzare strumenti di comunicazione sincrona di gruppo Features MUST SHOULD MAY Video Audio Scalabilità partecipanti Controllo sui partecipanti Compatibilità OS Compatibilità browser Session Recording Sicurezza Features MUST SHOULD MAY Text Chat File sharing Presentazioni PowerPoint WhiteBoard & Annotation Co-browsing Application Sharing Remote Control Voting Quality of Service: high medium low Costi server side: high medium low client side: high medium low 22

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