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Servicios en Red Sergio Santos Gil

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Introducción

Protocolo DHCP

Protocolo DNS

Servicio HTTP

Protocolo FTP

Servicio de Correo Electrónico

Mensajería Instantánea

Servicio de voz sobre IP

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Contenido

Introducción a los Servicios en Red ................................................................................................................ 3-4

Arquitectura Ciente-Servidor .............................................................................................................................

Servicios de red .................................................................................................................................................

Sevicios de alto nivel .....................................................................................................................................

Servicios de bajo nivel ...................................................................................................................................

Arquitectura TCP/IP ...........................................................................................................................................

Protocolo DHCP .................................................................................................................................................. 5

Mensajes DHCP .................................................................................................................................................

Protocolo DNS ..................................................................................................................................................... 6

FQDN .................................................................................................................................................................

Tipos de registros de zona .................................................................................................................................

Servicio HTTP .................................................................................................................................................. 7-8

Sitio web ...........................................................................................................................................................

MIME .................................................................................................................................................................

Acceso seguro ...................................................................................................................................................

Apache ..............................................................................................................................................................

Protocolo FTP ................................................................................................................................................ 9-10

Tipos de conexión .............................................................................................................................................

Modo activo ...................................................................................................................................................

Modopasivo ...................................................................................................................................................

Formas de acceso ..............................................................................................................................................

Sitio FTP ............................................................................................................................................................

Demonio vsftpd ................................................................................................................................................

Parámetros de configuración ........................................................................................................................

Servicio de Correo Electrónico ................................................................................................................... 11-12

Protocolo SMTP .................................................................................................................................................

Agentes de gestión de mensajes de correo .........................................................................................................

Protocolos de comunicación ...............................................................................................................................

POP3 .............................................................................................................................................................

IMAP..............................................................................................................................................................

Registro MX .......................................................................................................................................................

Clientes de correo electrónico ............................................................................................................................

Mensajería instantánea .................................................................................................................................... 13

Protocolo XMPP ................................................................................................................................................

Skype ..................................................................................................................................................................

Servicio de voz sobre IP (VoIP) ....................................................................................................................... 14

Asterisk ..............................................................................................................................................................

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Introducción a los servicios de red

Los servicios de red funcionan con el modelo de la arquitectura cliente-servidor. Es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza una petición y el servidor le da la respuesta correspondiente.

Los servicios de red se dividen en los siguientes dos grupos:

• Servicios de alto nivel: son los servicios que demandan directamente los usuarios.

o Transferencias de archivos (FTP) o Correo electrónico (SMTP; POP3; IMAP) o Mensajería instantánea (los usuarios deben estar conectados en línea) o Acceso remoto a equipos (Telnet; SSH) o Hipertexto WWW (HTTP)

• Servicios de bajo nivel: dependen de la red de comunicación sobre la que

funcionan (DHCP; DNS).

Para que un cliente pueda realizar una conexión a Internet, debe tener instalado el modelo TCP/IP y bien configurado. El modelo TCP/IP describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario. TCP/IP consta de cuatro capas de abstracción:

• Nivel de aplicación. Proporciona comunicación entre procesos o aplicaciones en computadoras distintas.

• Nivel de transporte. Se encarga de transferir datos entre ordenadores sin tener en cuenta la tecnología de la red sobre la que se transmiten, y asegura que los datos llegan al destino sin errores y en el mismo orden que fueron enviados.

• Nivel de Internet. Se encarga de direccionar y guiar los datos desde el origen al destino a través de la red o redes intermedias.

• Nivel de acceso a red. Es el responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la que está conectado y de la definición de las características del medio, señalización y codificación de las señales.

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DHCP

El protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un protocolo de red que permite a los nodos de una red TCP/IP obtener sus parámetros de configuración de red automáticamente. Se trata de un protocolo en el que generalmente un servidor posee una lista de direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme éstas van estando libres, sabiendo en todo momento quién ha estado en posesión de esa IP, cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después. El protocolo DHCP escucha las peticiones de los clientes por el puerto 67.

DHCP utiliza la técnica de transmisión para su funcionamiento, el cual consiste en que el cliente para comunicarse con el servidor DHCP, el equipo simplemente enviará un mensaje especial de transmisión a través de la red local. Cuando el servidor recibe el mensaje de transmisión contesta con otro mensaje de transmisión, que contiene toda la información solicitada por el cliente. Existen varios mensajes DHCP que pueden emitirse:

• Discover El equipo cliente solicita la configuración enviando un mensaje de difusión.

• Offer Cada servidor responde con un mensaje que contiene una dirección IP y otras opciones de configuración.

• Request Mensaje de difusión de respuesta por el cliente aceptando los parámetros ofrecidos por alguno de los servidores. Este mensaje es enviado a todos los servidores DHCP que envió el mensaje Discover.

Puede haber otros mensajes de error equivalentes al Request:

o Decline El cliente comunica al servidor que la dirección IP ya está en uso.

o Inform El cliente envía este mensaje al servidor para obtener otros parámetros de configuración.

• ACK Mensaje de configuración del

servidor indicando que aprueba esa concesión y confirma la configuración, así como indicando el tiempo máximo en que la dirección IP es válida.

o DHCPNACK En algunas ocasiones, es posible que el servidor DHCP envía una confirmación negativa al cliente para indicar que no puede seguir usando esa configuración o es incorrecta.

• Release Cuando el cliente no desea seguir usando la configuración, se lo comunica con este mensaje al servidor DHCP.

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DNS El protocolo DNS (Domain Name Server) se encarga de definir direcciones de dominio formadas por cadenas de caracteres y de convertirlas en direcciones binarias. Las direcciones de dominio forman una clasificación jerárquica de nombres separados por ‘.’ que se constituyen de derecha a izquierda.

• Nombre genéricos o de primer nivel (.com) • Nombres de segundo nivel (google) • Subdominios • Nombre de equipo (www)

La dirección completa de dominio se denomina FQDN (www.google.com). La información relativa de un conjunto de dominios y subdominios se guarda en zonas. La zona raíz de todos los dominios de Internet es ‘/’, gestionada en varios servidores del ISC (Internet Systems Consortium) repartidos por todo el mundo. La base de datos de una zona se almacena en un servidor DNS primario. Todos los dominios de la zona se gestionan desde ese equipo. El servidor DNS secundario, cuando falla el primario, pasa a ser el servidor principal que gestione su base de datos. Tiene una copia actualizada de la información de la zona, debido al proceso de transferencia de zona, que consiste en que un archivo de zona se replica en otro servidor DNS, y a las notificaciones, que cada vez que hay un cambio en el archivo de zona del primer servidor DNS, se modifican también en el secundario. La información de zona está estructurada en forma de registros de recursos (RR). Existen varios tipos de registros de zona en los servidores DNS:

• A Transfiere nombres de DNS servidores a direcciones IP v.4. 192.168.100.1 --------------------- www.holamiarma.es

• CNAME Se utiliza para asignar otro nombre (alias) de un nombre de dominio de equipo. www.holamiarma.es --------------------- ftp.holamiarma.es

• PTR Asigna una dirección IP a un nombre de dominio para llevar a cabo correspondencias inversas.

www.quepasapixa.es --------------------- 192.160.200.2

• HINFO Guarda información adicional de un equipo. • MX Registra un servidor de correo. • NS Referencia a los nombres de dominios DNS de servidores que tienen

autoridad para una zona, es decir, guardan la información de los dominios de esa zona.

• SOA Se usa para informar que el equipo especificado es el que guarda la información del dominio, es decir, la autoridad para la zona.

• TXT Se trata de un registro definido para guardar información de tipo texto que cualquier usuario puede leer.

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HTTP El protocolo HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) define la sintaxis y la semántica que utilizan los elementos de software de la arquitectura web para comunicarse. Es un protocolo orientado a transacciones y sigue el esquema petición-respuesta entre un cliente (navegador web) y un servidor. A la información transmitida proporcionada al navegador por el usuario para el acceso a una página web, se denomina localizador uniforme de recursos (URL): http://www.miarma.com:80/index.html

• Protocolo o servicio (http): indica el protocolo o servicio a utilizar. • //: separador. • Servidor (www.miarma.com): indica la dirección IP o nombre del servidor que

contiene el recurso. • Puerto (80): se indica el puerto por donde se va escuchar el acceso a la página

web. No se suele especificar. • Recurso (index.html): indica el recurso que se quiere acceder. Generalmente

suele ser index.html o index.htm. Un sitio web es un directorio donde se almacenan las páginas que se ofrecen a los usuarios. La página index.html o index.htm se sitúa en el directorio raíz de la jerarquía del sitio y se utiliza a modo de índice para dar acceso al resto de páginas y elementos del sitio. Las líneas de encabezado contienen información sobre la propia transferencia y se transmite antes del contenido en sí de la página web. La extensión MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) es un estándar que define los formatos, tipo de letra y las características de una página web para que pueda ser visible por distintos navegadores. Existen protocolos de web HTTP de acceso seguro, de forma que mantienen la privacidad de los usuarios al acceder a los sitios web:

• HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure) se apoya sobre una conexión segura previamente establecida en la capa de transporte mediante la utilización de SSL (Secure Sockets Layer) o TLS (Transport Layer Secure). El empleo de este tipo de conexiones seguras, requiere mecanismos de cifrado como los basados en clave pública y la utilización de certificados. El puerto que suele utilizar para este tipo de conexiones es el 443.

• S-HTTP (Secure Hyper Text Transfer Protocol) utiliza extensiones de las cabeceras HTTP para llevar a cabo la negociación de seguridad entre cliente y servidor. Dichas extensiones intercambiadas entre cliente y servidor, tienen algoritmos utilizados para encriptar la información (PGP). No requiere la utilización de certificados digitales ni claves públicas.

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Para poder obtener sitios web en un sistema operativo de Linux, es necesario el servidor web de código abierto Apache, que es el servidor HTTP más usado. El directorio principal de Apache se encuentra en /etc/apache2 donde se encuentra el fichero principal de configuración apache2.conf entre otros ficheros de Apache. Siempre que se realice un cambio en dicho fichero, hay que reiniciar el servicio de Apache con el comando service apache2 restart. El directorio raíz por defecto de almacenamiento de los sitios web se encuentra en /var/www. El fichero principal de configuración se divide en tres secciones:

• Global Enviroment (configuración del entorno global). Establece las directivas para la configuración general del servidor, como las interfaces de red para escucha de peticiones.

• Main Server Configuration (configuración del servidor principal). Se especifican las directivas relativas al sitio web que se establece por defecto para el servidor, no para los servidores virtuales. Su página índice se mostrará al iniciar la dirección IP o el nombre del servidor como URL en un navegador.

• Virtual Hosts (configuración de servidores virtuales). Se establecen las directivas que configuran cada uno de los servidores virtuales como la ubicación de sus correspondientes directorios raíz o el nombre por el que serán accesibles al indicarse en una URL.

Para crear sitios web, tenemos que crear ficheros dentro del directorio /etc/apache2/sites-available con los siguientes contenedores y parámetros para habilitar cada uno de los servidores virtuales: <VirtualHost www.quepasapixa.es:80> ServerName www.quepasapixa.es DocumentRoot /var/www/quepasapixa.es ServerAdmin webmaster@localhost DirectoryIndex index.html </VirtualHost>

• ServerName: indica el nombre que se le dará al servidor web. • DocumentRoot: indica el directorio raíz del sitio para el servidor. • ServerAdmin: indica la dirección de correo del webmaster del sitio. • DirectoryIndex: indica los ficheros que podrán actuar como página índice.

Una vez creado el sitio web, tenemos que añadir el nombre del dominio y el puerto en el fichero de configuración /etc/apache2/ports.conf.

NameVirtualHosts www.quepasapixa.es:80 Listen 80

Para observar si nos ha ocurrido algún error, podemos consultarlo en el archivo de errores /var /log/apache2/error.log. Por último, se tiene que activar los sitios webs con el comando a2enside seguido del nombre del dominio.

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FTP El protocolo FTP (File Transfer Protocol) es un protocolo de red para la transferencia de archivos entre sistemas conectados a una red TCP entre el cliente y el servidor. El protocolo FTP tiene dos formas de conexión:

• Conexión de control que suele utilizar el puerto 21 del servidor y sirve para acceder a éste e indicarle las operaciones que el cliente desea realizar.

• Conexión de datos que emplea el puerto 20 del servidor y sirve para la transferencia de archivos hacia o desde el servidor.

El cliente puede negociar con el servidor un puerto distinto para establecer esta conexión, distinguiéndose dos modos: Modo activo: El cliente establece una conexión con el puerto habitual de datos

para realizar la transferencia. Modo pasivo: El cliente utiliza la conexión de control para solicitar al servidor

la utilización de un puerto distinto al habitual para la transferencia de datos. El servidor comunicará al cliente por un puerto por encima del 1024 por donde atenderá la conexión de datos.

Un servidor FTP nos permite dos formas de acceso: Mediante acceso privado: requiere que el cliente se autentique para poder

acceder a él, mediante su nombre de usuario y contraseña. Mediante acceso público: el cliente utiliza una cuenta de tipo genérico

denominada anonymous y no requiere contraseña, pero se suele indicar el correo electrónico.

La jerarquía de ficheros y subdirectorios que se pone a disposición de los usurarios se localizan en el directorio del servidor FTP denominado sitio FTP. Este es un servicio no seguro ya que la autenticación como la transferencia de información se realiza sin encriptar. Para realizar transferencias de información que comprometan la seguridad se utiliza el servicio SSH (SFTP).

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El servicio FTP en Linux se configura con el demonio vsftpd. El directorio raíz por defecto del sitio FTP se ubica en /home/ftp. Para configurar el servicio se ha de editar el fichero /etc/vsftpd.conf, que es donde se establece los sitios FTP con sus respectivos permisos. El fichero de configuración está agrupado en las siguientes secciones:

• GeneralSettings opciones de carácter general. • LocalFTPUserSettings opciones para aquellos usuarios que poseen cuenta

en el servidor FTP. • AnonymousFTPUserSettings opciones para los usuarios anónimos. • LogSettings opciones para el registro de toda interacción de los clientes con

el servidor. • TransferSettings opciones relativas al proceso de transferencia. • Standalone permite que el demonio se ejecute sin autonomía o con

autonomía propia con independencia del demonio xinetd. Parámetros de configuración del archivo de configuración de vsftpd.conf: write_enable: permite la escritura en el sitio FTP. ftpd_banner: establece el mensaje de bienvenida del servidor. local_enable: permite el acceso a usuarios locales. local_root: especifica el directorio raíz de los usuarios locales. chroot_local_user: restringe a su directorio personal a los usuarios locales. chroot_list_enable: los usuarios tendrán acceso a su directorio personal así

como al de los demás usuarios. chroot_list_file: indica la ruta del fichero vsftpd.chroot_list, que contiene un

listado de usuarios con cuenta en el servidor. anonymous_enable: habilita el acceso a usuarios anónimos. anon_root: especifica el directorio raíz de los usuarios anónimos. anon_world_readable_only: permite descargar ficheros a usuarios anónimos. anon_upload_enable: permite subir ficheros a usuarios anónimos. anon_mkdir_write_enable: permite crear directorios a usuarios anónimos. xferlog_file: habilita el registro de todas las peticiones al servidor y sus

respuestas. xferlog_enable: se delega en el demonio syslog la gestión del registro de

peticiones. connect_from_port_20: habilita el puerto 20 para efectuar transferencias. idle_session_timeout: establece el timeout (segundos) para usuarios que

permanecen inactivas con el servidor. data_connection_timeout: establece el timeout para usuarios que permanecen

activos con el servidor. pasv_enable: habilita el método pasivo para la conexión de datos. ssl_enable: permite la utilización de FTP mediante SSL. ssa_cert_file: indica la ruta al fichero vsftpd.pem que contendrá el certificado

RSA (Rivest, Shamir and Adleman) para la utilización de conexiones SSL. ssl_sslv2: utilización de la versión 2 de SSL. ssl_sslv3: utilización de la versión 3 de SSL.

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Correo Electrónico El servidor de correo electrónico tiene cuya función principal enviar mensajes entre usuarios, de forma que son recibidos en el momento en que se conectan a la red. El protocolo SMTP (Simple mail Transfer Protocol) establece una conexión entre el equipo origen y el destino, enviar los datos y desconectar. El protocolo SMTP utiliza el puerto 25. El sistema de gestión de correo electrónico se basa en la utilización de dos tipos de agentes que gestionan los mensajes de correo:

• MUA (Mail User Agent) que se encarga de interaccionar con los usuarios para enviar o recibir sus mensajes.

• MTA (Mail Transfer Agent) se encarga en enviar los mensajes desde el origen hasta el destino a través de la red de comunicación.

El sistema de correo electrónico funciona en base al modelo cliente-servidor: Un mensaje de correo es enviado primero desde un equipo cliente hasta un servidor (POP3 o IMAP). Después, el servidor reenvía el mensaje, si es necesario, a otro servidor que distribuya el correo local a través del agente MTA que ejecuta SMTP. Finalmente, a través de otra conexión de cliente POP3 o IMAP, el mensaje se envía desde el servidor al cliente destinatario. Para que los clientes puedan establecer una conexión con el servidor de correo son necesarios otros protocolos de comunicación:

• POP3 (Post Office Protocol): transfiere los mensajes de correo desde el buzón del equipo servidor al cliente. Emplea el puerto 110.

• IMAP (Interactive Mail Access Protocol): transfiere los mensajes de correo al buzón central del servidor y los mensajes pueden consultarse desde distintos equipos. Utiliza el puerto 143.

Un mensaje de correo electrónico está dividido en dos partes:

• Cabecera que consta de: o From: nombre del usuario creador del mensaje. o To: nombre de los usuarios receptores. o Cc: usuarios secundarios que también recibirán el mensaje. o Bcc: usuarios que van a recibir el mensaje, de forma que los otros

usuarios no sepan que también va a ser enviados a otros usuarios. o Sender: usuario que envía el mensaje. o Asunto: Resumen corto del mensaje para exhibir al usuario receptor.

• Cuerpo que contiene el mensaje de texto. Los campos que utilizan nombres de usuarios utilizan el sistema DNS para identificarlos de la siguiente forma: [email protected].

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El registro MX (Mail eXchange) especifica cómo debe ser encaminado un correo electrónico. Los registros MX apuntan a los servidores a los cuales envían un correo electrónico, y a cuál de ellos debería ser enviado en primer lugar, por prioridad. Funcionamiento del registro MX: Cuando un mensaje de correo electrónico es enviado a través de Internet, el remitente (MTA) hace una petición al DNS solicitando el registro MX para los nombres de dominio de destino. Esta consulta devuelve una lista de nombres de dominios de servidores de intercambio de correo que aceptan correo entrante para dicho dominio, junto con un número de preferencia. El agente emisor intenta establecer una conexión SMTP hacia uno de estos servidores, comenzando con el que tiene el número de preferencias más pequeño, y enviando el mensaje al primer servidor con el cual puede establecer una conexión. Si no existen registros MX disponibles, una segunda petición es solicitada al registro A del dominio en su lugar. Los clientes de correo más utilizados e importantes, en corporativas como en clientes, son Outlook y Thunderbird. Outlook es un software de organización ofimática y cliente de correo de Microsoft. Puede ser utilizado como aplicación independiente para trabajar o con Microsoft Exchange Server para dar servicios a múltiples usuarios dentro de una organización tales como buzones compartidos, calendarios comunes, etc. Thunderbird es un cliente de correo electrónico de la fundación Mozilla, cuyo objetivo es desarrollar un cliente de correo más fácil y rápido. Es multiplataforma, es decir, se puede ejecutar en cualquier sistema operativo, y es de software libre.

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Mensajería Instantánea Los servicios de mensajería instantánea están orientados al envío de mensajes de texto entre usuarios, aunque también permiten el envío de archivos adjuntos. Se diferencia del correo electrónico en que, para que los usuarios puedan recibir los mensajes, estos deben estar conectado y en línea. La mensajería instantánea es una forma de comunicación basada en texto que se realiza en tiempo real, mientras los intervinientes se encuentren conectados. El protocolo XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol) es un protocolo abierto para la transmisión de mensajería instantánea. Está basado en el modelo cliente-servidor, por lo que, para que los mensajes puedan ser difundidos correctamente, es necesario que existan servidores que los redirijan. El protocolo XMPP permite la instalación de cualquier servidor para el intercambio de mensajes en una red local o en Internet. Emplea el puerto 9090 para el uso de http, y el puerto 9091 en https. Inconveniente: Existe una gran sobrecarga del tráfico que se utiliza para notificar la presencia de los usuarios. Este tráfico aumenta conforme crece el número de servidores. El software más utilizado y con mejor calidad en servicios de mensajería instantánea es el llamado Skype. Skype es un sistema orientado al intercambio de mensajes instantáneos y comunicación de voz a través de Internet. Se pueden mantener conversaciones de texto y voz a través de equipos o teléfonos.

Se puede utilizar de las siguientes formas:

• Comunicación gratuita por texto, voz o vídeo entre dos usuarios de Skype con computadores personales conectados a Internet.

• Comunicación grupal o conferencia de voz gratuita entre varios usuarios. • Generación de llamadas de voz a bajo costo desde un usuario de Skype con PC

conectado a Internet, hacia teléfonos de red fija o móvil. Requiere contrato de pago, mensual o anual.

• Comunicación y envío de datos a bajo costo (texto y gráficos) desde un usuario de Skype con PC conectado a Internet hacia equipos de fax. Requiere contrato de pago.

• Llamadas de voz a tarifa de llamada local desde teléfonos de red fija o móvil al número telefónico de un usuario abonado a Skype con PC conectado a Internet.

• Comunicación y envío de datos a tarifa de llamada local desde equipos de fax conectados a redes de telefonía fija hacia un abonado de Skype.

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Servicio de Voz sobre IP (VoIP) La telefonía sobre IP es un grupo de recursos que hacen posible que la señal de voz viaje a través de Internet empleando el protocolo IP. La telefonía sobre IP permite aprovecharse de los recursos de Internet para disminuir el coste de llamadas. Como en Internet la velocidad y el ancho de banda son variables, la calidad del servicio es inferior a la telefonía tradicional. Para que el sonido de voz viaje por la red, es necesaria la utilización de códecs ya que transforman la señal analógica en una señal digital para transmitirla en paquetes y, a partir de estos, reconstruir la señal analógica en destino. El servicio VoIP se enfrenta a varios problemas:

• Retardo. Es el tiempo que tarde en llegar desde el origen al destino. Para una conversación real este retardo no debería ser demasiado grande.

• Pérdida de paquetes. Hay que reducir las pérdidas de paquetes para que la conversación sea aceptable.

• Eco. La repetición del sonido se soluciona mediante el uso de técnicas especializadas.

Existen muchos protocolos de señalización de canal, entre ellos destacan:

• Jabber. Protocolo abierto basado en el estándar XML y desarrollado para mensajería instantánea.

• GoogleTalk. Servicio de mensajería instantánea y llamadas de voz entres PCs de Google.

• Skype. Protocolo de señalización por canal propietario empleado en Skype. • IAX/IAX2. Protocolo propio de las centralitas IP Asterisk.

Asterisk es un programa de software libre, distribuido bajo la licencia de GNU, que proporciona funcionalidades de una central telefónica. Se pueden conectar varios números de teléfonos para hacer llamadas entre sí e incluso conectar a un proveedor VoIP. Asterisk puede interoperar con terminales IP actuando como un registrador y como gateway entre ambos. Asterisk incluye muchas características que anteriormente sólo estaban disponibles en centrales telefónicas, como por ejemplo: Buzón de voz Conferencias Distribución automáticas de llamadas Respuesta de voz interactiva, …

Asterisk se empieza a adoptar en algunos entornos corporativos como una gran solución de bajo coste.

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