Skype
Alberto G. Santos Júnior 23:30:54
Catarina Chaves Bernardino
Humberto Freitas Araújo
Mateus de Souza Rocha
Prof. Dr. Rafael Timóteo de Sousa Jr.
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• O Skype é um software de comunicação pela
internet criado em 2003 pelos mesmos
desenvolvedores do KaZaa.
• Ele utiliza uma combinação de P2P e VoIP.
• Apresenta alta taxa de ligações completadas e
qualidade de som superior.
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• A arquitetura P2P utilizada proporciona os
meios necessários para que problemas devidos
ao uso de NAT e firewalls sejam transpostos.
• Alavanca todos os recursos disponíveis na rede
sem a necessidade de grandes servidores
centrais.
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• Seu diretório de usuários é quase que totalmente
descentralizado.
• Há apenas uma base de dados centralizada na
qual os usuários são registrados e recebem uma
senha e um certificado de associação
(membership certificate), e posteriormente
realizam a autenticação.
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Global Index
• O Skype utiliza uma tecnologia P2P de terceira
geração:
▫ Global Index (GI).
▫ Tal tecnologia consiste em uma rede multi-
camadas (multi-tiered) na qual Super-Nodos (SN)
se comunicam para que todos os nodos possuam
informações dos usuários e recursos disponíveis
com uma latência mínima.
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• Máquinas com alta capacidade de
processamento e de banda são escolhidas como
Super-Nodos.
• Esses Super-Nodos contém tabelas de
roteamento, afim de fornecer informações para
que outros nodos se conectem diretamente.
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Funcionamento Básico
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• Cada cliente do Skype (SC) contém uma tabela
com o endereço IP e a porta dos Super-Nodos
alcançáveis, o Host Cache.
• Tal tabela é atualizada constantemente e precisa
apresentar ao menos uma entrada válida, ou
seja, o IP de ao menos um SN online.
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Codec
• O Skype utiliza o codec GIPS iSAC, que permite
comunicação de alta qualidade (melhor que
PSTN) mesmo para clientes com conexões mais
lentas.
• Tal codec é responsável pela conversão do sinal
analógico de voz em pacotes digitais e ajusta as
taxas de transmissão conforme a banda
disponível.
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Estrutura de Comunicação
Fluxograma de Funcionamento
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1 - Startup
• Quando o software é iniciado, ele envia uma
mensagem Hello para o RSN padrão.
2 - Registro
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• É enviada uma requisição para o RSN.
• Na resposta, há uma lista de endereços
contendo o endereço do ASN e dos SNs
disponíveis.
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3 - Autenticação
• A autenticação é feita, através do uso da senha
pessoal do usuário, com o servidor.
• Pacotes TCP são trocados com o ASN contendo tais
informações de autenticação.
• Além disso, também são usados mecanismos do
tipo desafio-resposta.
4 – Handshaking com os SNs
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• Pacotes UDP são enviados rapida e continuamente
para diversos SNs.
• Os SNs que receberam as mensagens se comunicam
e trocam tabelas de roteamento.
• Nesse ponto, o SC começa a analisar os seus
potenciais SN vizinhos.
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5 – Determinação de NAT e Firewall
• O Skype utiliza um algoritmo próprio, baseado no
STUN e TURN, para detectar as configurações de
NAT e Firewall.
• Isso será imprescindível no funcionamento correto
do processo de conversação.
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6 – Verificação de novas versões
• Um HTTP request é enviado ao HS para determinar
se há uma versão mais atual do software disponível.
• Essa é a única mensagem enviada em claro durante
todo o processo.
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7 – Localização e Binding
• O cliente envia mensagens para alguns SN.
• Após receber a resposta de algumas dessas mensagens, o SC
determina os SN mais próximos, logicamente, dele.
• É feito o binding com estes, que se tornam seus NSN.
• A tabela Host Cache é atualizada com essa informação.
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8 – Localização e atualização do status
• É enviada uma mensagem para o LSN requisitando
quais são os SNs de cada peer da lista de contatos.
• Então, é enviada uma mensagem para esses SNs
perguntando o status atual dos SCs desejados.
• Esse processo é repetido, em média, a cada 180s.
9 – Busca
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• A busca por outros usuários é feita através da dialog
box de busca do cliente.
• O SC troca mensagens com seus NSNs para tal.
• A resposta recebida contém informações a respeito
do usuário procurado e de seus SNs vizinhos.
10 – Adicionar contato
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• Ao adicionar o contato encontrado na etapa
anterior, são trocadas mensagens com o RSN.
• Além disso, são trocadas mensagens com outros
SNs, semelhantes às da etapa 8, provavelmente para
atualizar o status do contato adicionado.
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11 – Configuração de Chamada
• Após a solicitação do início da chamada, dois casos
são possíveis, dependendo dos resultados da etapa 5:
▫ Caso nenhum dos peers envolvidos esteja por trás de um
NAT, pacotes de sinalização são trocados diretamente entre
eles.
▫ Caso um deles possua restrições de NAT, a comunicação
ocorre por intermédio do respectivo NSN.
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12 - Conversação
• Depois de estabelecida a ligação, a conversação VoIP
ocorre através da troca de pacotes UDP.
• Novamente, há dois casos possíveis para essas trocas
em função das configurações do NAT.
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• Codificação e empacotamento.
• Tratamento de perdas.
• Reconstrução do sinal.
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13 – Desligamento da Chamada
• É enviada uma mensagem de sinalização e a
chamada é terminada.
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Segurança
• Todas as chamadas, assim como mensagens
instantâneas, são encriptadas.
• O RSA de 1536 a 2048 bits é utilizado para a
troca de uma chave simétrica e então o AES de
256 bits para encriptar a informação.
• Chaves públicas são fornecidas a cada usuário
no momento do login.
Comparações Entre
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Softwares Similares
Skype MSN
Tempo de Atualização do Software
Comparações Entre
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Softwares Similares
Connection Setup Delay
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Comparações Entre
Softwares Similares
Mouth-to-Ear Delay
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Comparações Entre
Softwares Similares
Mean Opinion Score
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Comparações Entre
Softwares Similares
Handoff Support
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Utilização do Skype em
Outras Redes
▫ UMTS – Universal Mobile Telecommunication
System. Tecnologia de 3G desenvolvido na Europa
e adotado pelo Brasil.
▫ Tecnologia com grande largura de banda para a
transferência de dados.
▫ Por estar em um ambiente de mudanças
constantes e, muitas vezes, abruptas, o software
utilizado para VoIP em sistemas 3G tem de ser
“inteligente” para se adequar a tais mudanças.
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Simulação para Redes 3G
• Foi utilizado uma topologia simulada como a
seguinte:
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Simulação para Redes 3G
• PESQ – Percentual Evaluation for Speech
Quality
Degradação da qualidade do sinal sem considerar a rede
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Simulação para Redes 3G
• Resultados
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Bibliografia
• Gao Lisha, Luo Junzhou. Performance Analysis of a
P2P-Based VoIP Software.
• Batu Sat, Benjamin W. Wah. Analysis and
Evaluation of the Skype and Google-Talk VoIP
Systems.
• Chun-Ming Leung, Yeun-Yan Chan. Network
Forensic on Encrypted Peer-to-Peer VoIP Traffics
and the Detection, Blocking and Prioritization of
Skype Traffics.
• Tobias Hoβfeld, Andreas Binzenhöfer, Markus
Fiedler, Kurt Tutschku. Measurement and Analysis
of Skype VoIP Traffic in 3G UMTS Systems.