Skype - PowerPoint

							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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       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.