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Il pacchetto VoIP
di Andrea Marzilli   03 Giugno 2011

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Una rete commutata a pacchetto prevede il trasporto di datagrammi. Anche le informazioni multimediali e nella fattispecie i flussi vocali di VoIP, vengono impacchettate prima di essere messe in circolo sulla rete. Ecco come si presenta un pacchetto VoIP:

Figura 1. Pacchetto VoIP
Pacchetto VoIP

Esaminando il grafico si capisce che alla informazione vocale vanno aggiunte altre nozioni. Nel corso dell'articolo esamineremo le sigle sui rettangoli e l'utilità di ciò che rappresentano.

I dati su internet vengono scambiati tra i nodi della rete con un sistema chiamato TCP/IP. Questo sistema è composto di più livelli, ciascuno dei quali offre servizi ai livelli superiori e chiede servizi ai livelli sottostanti. Ogni livello è considerato uno strato della pila (o stack) TCP/IP.

I quattro livelli sono: Rete (Network), Internet, Trasporto, Applicazione. Per ogni strato della pila, vengono aggiunte al contenuto informativo (detto payload) altre informazioni che servono al trasporto del pacchetto sulla rete.

Il formato e i contenuti delle informazioni aggiunte ad ogni livello sono descritti da protocolli. Nel nostro caso ci interesseremo ai protocolli del livello di trasporto e del livello Internet .

Il livello di trasporto prevede l'uso di due protocolli: TCP (Transfer Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol), a seconda della applicazione si può usare l'uno o l'altro.

IP (Internet Protocol)

è il protocollo del livello Internet. Tra le informazioni aggiunte al pacchetto troviamo la provenienza e la destinazione dei pacchetti e il protocollo di trasporto usato.

TCP

stabilisce una connessione logica tra i nodi della rete ed è affidabile in quanto prevede un controllo sulla integrità. Se un pacchetto viene perso, ad esempio, ne è richiesta la rispedizione.

Tanta robustezza è indispensabile quando si pensa alla trasmissione di file o documenti (per esempio pagine web) dove l'informazione deve essere mantenuta integra per essere fruibile. Ma mantenere alta l'affidabilità significa avere una maggiore latenza dovuta alla ritrasmissione, allo scambio di informazioni di verifica, alla ricostruzione puntuale dell'ordine dei pacchetti.

UDP

non prevede invece l'integrità dell'informazione, né la ritrasmissione dei pacchetti che se vengono persi rimangono tali. Infatti si occupa solo di segnalare le porte di accesso alle applicazioni che ne fanno uso. Questo protocollo è meno affidabile ma più performante di TCP poiché non è affetto da ritardi dovuti ai controlli di errore o di integrità dell'informazione.

Figura 2. pila TCP/IP
pila TCP/IP

Si usa per interrogare un DNS oppure per la trasmissione di contenuti multimediali, dove la perdita di un pacchetto ogni tanto può non causare fastidi alla fruzione. Vedremo in seguito che tenere a bada i ritardi è preferibile a perdere qualche pacchetto per la strada.

 

Il protocollo UDP è il più adatto al trasporto di datagrammi multimediali, ma da solo non basta a rappresentare alcune caratteristiche importanti dei pacchetti per il VoIP. Per questo viene affiancato da un protocollo nato appositamente per le applicazioni in tempo reale: RTP (Real Time transport Protocol).

RTP è ancora un protocollo a livello di trasporto che usa i servizi di UDP/IP. Aggiunge informazioni sulla temporizzazione e l'ordine dei pacchetti. L'intestazione RTP contiene un numero di sequenza ed un numero detto timestamp che consente di capire in quale momento è stato generato un pacchetto. Queste informazioni sono molto utili per ristabilire la sequenza dei frammenti e per ripristinare il ritmo tra un pacchetto e un'altro.

Infatti questo protocollo nasce per il trasporto di vari formati multimediali. L'obiettivo sia per l'audio, sia per il video, è quello di ottenere un segnale che soddisfi la percezione del fruitore.

Mentre la perdita di qualche informazione (sotto una soglia del 5%) risulta tollerabile all'udito, non può esserlo altrettanto l'assenza di un ritmo costante di arrivo dei pacchetti (Jitter), che causa una distorsione del segnale. L'effetto auditivo del jitter è simile a quello del nastro di una cassetta che giri a velocità variabile.

Un pacchetto VoIP è dunque la somma di tutte queste informazioni ed è il tassello fondamentale per la comunicazione telefonica su IP. Ma da solo non basta, oltre al trasporto dei dati serve anche una attività di controllo sui molti parametri che caratterizzano un servizio di telefonia.



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