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Protokolle

SIP & VoIP

Voice over IP – Telefonieren übers Internet

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SIP (Session Initiation Protocol) ist das Signalisierungsprotokoll für VoIP. Es baut, ändert und beendet Sprach- und Videoverbindungen. RTP überträgt den eigentlichen Audio-Stream. SIP ersetzt traditionelle ISDN-Telefonanlagen.

AnruferSIP-TelefonINVITE100 Trying180 Ringing200 OKACKSIP ProxyPBX / ServerRegistrarSignalingEmpfängerSIP-TelefonRTP Audio-Stream (direkt, Peer-to-Peer)

Entstehung und Beteiligte

SIP wurde Mitte der 1990er-Jahre von Henning Schulzrinne und Mark Handley entwickelt. Die IETF veröffentlichte 1999 RFC 2543; RFC 3261 ersetzte ihn 2002. SIP übernahm textbasierte Ideen aus HTTP und E-Mail.

Welches Problem sollte gelöst werden?

Multimedia-Sitzungen sollten über das Internet aufgebaut, geändert und beendet werden, ohne Sprachtransport und Signalisierung fest zu koppeln. Nutzer benötigten erreichbare Identitäten statt fester Telefonleitungen.

Technische Hürden und Lösungen

SIP signalisiert, RTP transportiert meist die Medien. NAT, Firewalls, wechselnde Ports, Codecs und Herstellerprofile erschweren Interoperabilität. Registrare, Proxys und Session Border Controller lösen Teilprobleme, erhöhen aber Komplexität.

Standardisierung und Einordnung

Internetprotokolle werden überwiegend in offenen RFC-Dokumenten beschrieben. Ein RFC kann ein historischer Vorschlag, ein aktueller Standard oder inzwischen überholt sein. Implementierungen müssen nicht nur das Papier befolgen, sondern mit fehlerhaften Gegenstellen, Paketverlust, Zeitüberschreitungen, Sicherheitsangriffen und jahrzehntealten Erweiterungen umgehen. Interoperabilität entsteht dadurch, dass unabhängige Hersteller dieselben Zustandsautomaten, Nachrichtenformate und Fehlerfälle testen.

Technik im praktischen Betrieb

Für den produktiven Einsatz zählt die konkrete Protokollversion. Alte und neue Varianten können denselben Port verwenden, besitzen aber völlig unterschiedliche Sicherheits- und Funktionsmerkmale. Administratoren sollten daher Aushandlung, Zertifikate, Timeouts, maximale Nachrichtengrößen und Fehlercodes sichtbar machen. Proxys, NAT und Firewalls verändern häufig den Datenpfad. Gute Tests erfolgen aus derselben Netzposition wie die betroffene Anwendung und prüfen nicht nur einen offenen Port, sondern einen vollständigen gültigen Vorgang.

Warum das Thema heute noch relevant ist

Die ursprüngliche Entstehungszeit erklärt viele heutige Sicherheitslücken: Frühe Internetgemeinschaften waren klein und Vertrauen wurde vorausgesetzt. Authentifizierung, Verschlüsselung und Missbrauchsschutz kamen oft erst später als Erweiterung hinzu. Moderne Implementierungen müssen deshalb sichere Voreinstellungen verwenden, alte Varianten abschalten und dennoch mit Gegenstellen kommunizieren, die einen älteren Stand besitzen. Versionsnummer, Aushandlung und tatsächlich aktive Option sind aussagekräftiger als der bloße Protokollname.

Daten und Meilensteine

  • 1999: erster SIP-Standard RFC 2543.
  • 2002: RFC 3261 wird Kernstandard.
  • SIP verwendet häufig UDP oder TCP 5060 und TLS 5061.
  • RTP-Medien können einen völlig anderen Netzpfad als SIP nehmen.

Was ist SIP?

SIP (Session Initiation Protocol, RFC 3261) ist ein Signalisierungsprotokoll für VoIP (Voice over IP). Es baut Verbindungen auf, ändert und beendet sie – ähnlich einem Telefonprotokoll. SIP selbst überträgt keine Audio-Daten: Der Sprach-Stream wird separat via RTP (Real-time Transport Protocol) übertragen.

SIP hat die klassische ISDN-Telefonie fast vollständig abgelöst. Moderne Telefonanlagen (PBX wie Asterisk, FreePBX) basieren auf SIP. SIP-Trunks verbinden die Unternehmensanlage mit dem PSTN (Public Switched Telephone Network).

SIP-Call-Flow

  1. REGISTER: Telefon meldet sich beim SIP-Registrar mit seiner Adresse (SIP URI: user@domain) an.
  2. INVITE: Anrufer initiiert Gespräch. INVITE enthält SDP (Session Description Protocol) – Codec, IP, Port.
  3. 100 Trying: Server bestätigt Empfang.
  4. 180 Ringing: Zieltelefon klingelt.
  5. 200 OK: Anruf angenommen. SDP-Antwort mit Ziel-Codec/Port.
  6. ACK: Bestätigung. RTP-Stream beginnt direkt zwischen Telefonen.
  7. BYE: Gesprächsende.

VoIP-Sicherheit und QoS

VoIP ist anfällig für spezifische Angriffe: SIP-Fraud (unbefugte Anrufe auf fremde Kosten), Eavesdropping (RTP-Stream mitlesen ohne SRTP), Denial of Service (SIP-Floods). SRTP (Secure RTP) verschlüsselt Audio, TLS schützt SIP-Signaling.

QoS ist kritisch: VoIP-Pakete müssen priorisiert werden (DSCP EF – Expedited Forwarding, 46). Jitter über 30ms und Paketverlust über 1% führen zu merklicher Gesprächsqualitätsverschlechterung. Separate VoIP-VLANs sind Best Practice.