次世代サービスアプリケーション層ゲートウェイ

発信コール

内部ネットワークから外部ネットワークへのSIPリクエストメッセージでSIPコールが開始されると、NATはSDPのIPアドレスとポート番号を置き換え、IPアドレスとポート番号をジュニパーネットワークスのファイアウォールにバインドします。Via、Contact、Route、および Record-Route SIP ヘッダー フィールドも、存在する場合は、ファイアウォール IP アドレスにバインドされます。ALG は、再送信および SIP 応答メッセージに使用するために、これらのマッピングを保存します。

次に、SIP ALGはファイアウォールのピンホールを開き、SDPおよびVia、Contact、およびRecord-Routeヘッダーフィールドの情報に基づいてネゴシエートされた動的に割り当てられたポート上のデバイスを介してメディアを許可します。また、このピンホールにより、着信パケットが Contact、Via、Record-Route の IP アドレスとポートに到達できるようになります。リターントラフィックを処理する際、ALGは元のContact、Via、Route、Record-Route SIPフィールドをパケットに挿入し直します。

着信コール

着信呼び出しは、パブリック ネットワークから、パブリック静的 NAT アドレスまたはデバイス上のインターフェイス IP アドレスに対して開始されます。静的 NAT は、内部ホストを指す静的に設定された IP アドレスです。インターフェイスIPアドレスは、内部ホストからSIPレジストラに送信されたREGISTERメッセージを監視するALGによって動的に記録されます。デバイスが受信SIPパケットを受信すると、セッションを設定し、パケットのペイロードをSIP ALGに転送します。

ALG は SIP リクエスト メッセージ(最初は INVITE)を調べ、SDP の情報に基づいて、発信メディアのゲートを開きます。200 OK 応答メッセージが到着すると、SIP ALG は IP アドレスとポートで NAT を実行し、送信方向にピンホールを開きます。(開いたゲートの有効期間は短く、200 OK 応答メッセージがすぐに受信されないとタイムアウトします)。

200 OK応答が到着すると、SIPプロキシはSDP情報を調べ、各メディアセッションのIPアドレスとポート番号を読み取ります。デバイス上のSIP ALGは、アドレスとポート番号に対してNATを実行し、送信トラフィックのピンホールを開き、受信方向のゲートのタイムアウトを更新します。

ACK が 200 OK に到着すると、SIP ALG も通過します。メッセージにSDP情報が含まれている場合、SIP ALGはIPアドレスとポート番号が以前のINVITEから変更されていないことを確認します。変更されている場合、ALGは古いピンホールを削除し、メディアを通過させるために新しいピンホールを作成します。ALG は Via、Contact、および Record-Route SIP フィールドも監視し、これらのフィールドが変更されたと判断すると、新しいピンホールを開きます。

転送された通話

転送コールとは、たとえば、ネットワーク外のユーザ A がネットワーク内のユーザ B に電話をかけ、ユーザ B がネットワーク外のユーザ C にコールを転送する場合です。SIP ALG は、ユーザー A からの INVITE を通常の着信コールとして処理します。しかし、ALG がネットワーク外の B から C に転送されたコールを調べ、B と C が同じインターフェイスを使用して到達していることに気付いた場合、メディアはユーザー A とユーザー C の間で直接流れるため、ファイアウォールにピンホールは開きません。

通話の終了

BYE メッセージはコールを終了します。デバイスが BYE メッセージを受信すると、他のメッセージの場合と同様にヘッダー フィールドが変換されます。しかし、BYE メッセージは 200 OK で受信側が確認応答する必要があるため、ALG は 200 OK の送信時間を確保するためにコールの破棄を 5 秒間遅らせます。

Call Re-INVITEメッセージ

再招待メッセージは、新しいメディアセッションをコールに追加し、既存のメディアセッションを削除します。新しいメディア セッションがコールに追加されると、ファイアウォールに新しいピンホールが開き、新しいアドレス バインドが作成されます。このプロセスは、元のコール セットアップと同じです。1 つ以上のメディア セッションがコールから削除されると、ピンホールが閉じられ、BYE メッセージと同様にバインディングが解放されます。

コール セッション タイマー

SIP ALG は、Re-INVITE または UPDATE メッセージが受信されない場合、Session-Expires 値を使用してセッションをタイムアウトします。ALG は、INVITE に対する 200 OK 応答から Session-Expires 値 (存在する場合) を取得し、この値をシグナリング タイムアウトに使用します。セッションがタイムアウトする前にALGが別のINVITEを受信すると、すべてのタイムアウト値がこの新しいINVITEまたはデフォルト値にリセットされ、このプロセスが繰り返されます。

予防措置として、SIP ALG はハード タイムアウト値を使用して、コールが存在できる最大時間を設定します。これにより、次のいずれかのイベントが発生した場合にデバイスが確実に保護されます。

• 通話中にエンドシステムがクラッシュし、BYEメッセージが受信されない。

• 悪意のあるユーザーは、SIP ALG を攻撃しようとして BYE を送信することはありません。

• SIPプロキシの不備な実装は、Record-Routeの処理に失敗し、BYEメッセージを送信しません。

• ネットワーク障害が発生すると、BYE メッセージを受信できません。

通話のキャンセル

どちらの当事者も、CANCEL メッセージを送信することで通話を取り消すことができます。CANCEL メッセージを受信すると、SIP ALG はファイアウォールを介したピンホール (開いている場合) を閉じ、アドレス バインディングを解放します。リソースを解放する前に、ALG は制御チャネルのエージングアウトを約 5 秒間遅らせて、最後の 200 OK が通過する時間を確保します。5 秒のタイムアウトが経過すると、487 応答と 200 以外の応答のどちらが到着したかに関係なく、呼び出しは終了します。

フォーク

フォークにより、SIP プロキシは 1 つの INVITE メッセージを複数の宛先に同時に送信できます。1 つのコールに対して複数の 200 OK 応答メッセージが到着すると、SIP ALG は解析しますが、受信した最初の 200 OK メッセージでコール情報を更新します。

SIPメッセージ

SIPメッセージ形式は、SIPヘッダーセクションとSIP本文で構成されています。要求メッセージでは、ヘッダー セクションの最初の行は要求行であり、メソッドの種類、要求 URI、およびプロトコル バージョンが含まれます。応答メッセージでは、最初の行は状況コードを含む状況行です。SIPヘッダーには、シグナリングに使用されるIPアドレスとポート番号が含まれています。ヘッダー・セクションとブランク行で区切られた SIP 本文は、セッション記述情報用に予約されています (これはオプションです)。Junos OS は現在、SDP のみをサポートしています。SIP 本文には、メディアの転送に使用される IP アドレスとポート番号が含まれています。

SIPヘッダー

次のサンプルSIPリクエストメッセージでは、NATはヘッダーフィールドのIPアドレスを置き換えて、外部ネットワークから非表示にします。

IP アドレス変換がどのように実行されるかは、メッセージのタイプと方向によって異なります。メッセージは次のいずれかになります。

• 受信要求

• アウトバウンド応答

• アウトバウンド要求

• 受信応答

表 1 は、これらの各ケースで NAT がどのように実行されるかを示しています。いくつかのヘッダー フィールドについて、ALG はメッセージがネットワークの内部から送信されたか外部から送信されたかを判断するだけではありません。また、どのクライアントが呼び出しを開始したか、およびメッセージが要求か応答かを判断する必要もあります。

SIP本文

SIP本文のSDP情報には、ALGがメディアストリームのチャネルを作成するために使用するIPアドレスが含まれています。SDPセクションの変換では、リソース、つまりメディアを送受信するためのポート番号も割り当てられます。

次のサンプル SDP セクションからの抜粋は、リソース割り当てのために変換されるフィールドを示しています。

SIP メッセージには、複数のメディア ストリームを含めることができます。この概念は、電子メール メッセージに複数のファイルを添付するのと似ています。例えば、SIP クライアントから SIP サーバーに送信される INVITE メッセージには、以下のフィールドがあります。

Junos OS は、各方向で最大 6 つの SDP チャネルをネゴシエートし、1 コールあたり合計 12 チャネルをサポートします。