Принцип работы IP-телефонии (стр. 3 )

Модуль H.225.0 отвечает за преобразование видеоинформации, речи, данных исигнальной информации в вид, необходимый для передачи по сетям с маршрутизациейпакетов IP, и наоборот. Кроме того, функциями модуля являются разбиение информациина логические кадры, нумерация последовательно передаваемых кадров, выявление икоррекция ошибок.

Сетевой интерфейс обеспечивает гарантированную передачу управляющихсообщений Н.245, сигнальных сообщений Н.225.0 (Q.931) и пользовательских данных припомощи протокола TCP и негарантированную передачу речевой и видеоинформации, атакже сообщений RAS, при помощи протокола UDP.

Блок синхронизации вносит задержку на приемной стороне для обеспечениясинхронизации источника информации с ее приемником.

Соответственные кодеки кодируют видео - и аудиоинформацию, для дальнейшей передачи по сети и декодируют на приеме, для последующего преобразования в пользовательский вид.

Шлюз является соединяющим мостом между ТфОП и IP. Основной функцией шлюза является преобразование речевой информации, поступающей со стороны ТФОП с постоянной скоростью, в вид, пригодныйдля передачи по IP-сетям, т. е. кодирование информации, подавление пауз в разговоре, упаковку информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование. Также шлюз поддерживает обмен сигнальными сообщениями как с коммутационным или терминальным оборудованием ТфОП, так и с контроллером зоны илиоконечным устройством сети Н.323.

Таким образом, шлюз должен преобразовывать аналоговую абонентскуюсигнализацию, сигнализацию по 2ВСК и сообщения систем сигнализации DSS1 и OKC7 всигнальные сообщения Н.323.

При отсутствии в сети контроллера зоны, шлюз должен осуществлять функцию преобразования номера ТфОП в транспортный адрес IP-сети.

Со стороны сетей с маршрутизацией пакетов IP, так же, как и со стороны ТфОП, шлюз может участвовать в соединениях в качестве терминала или устройства управленияконференциями (рис.1.3).

Шлюз сначала может участвовать в соединении в качестве терминала, а затем, припомощи сигнализации Н.245, продолжить работу в качестве устройства управленияконференциями.

Контроллер зоны. В нем сосредоточен весь интеллект сетей IP-телефонии, базирующихся нарекомендации ITU-T H.323. Контроллер зоны выполняет функции управления зоной сети IP-телефонии, в которуювходят терминалы, шлюзы и блоки конференций, зарегистрированные у данного контроллера зоны. Разные участки зоны сети H.323 могут быть территориально разнесены, носоединяться друг с другом через маршрутизаторы.

В число наиболее важных функций, выполняемых контроллером зоны, входят:

Преобразование так называемого alias-адреса (имени абонента, телефонного номера, адреса электронной почты и др.) в транспортный адрес сетей с маршрутизацией пакетов IP (IP-адрес и номер порта TCP); Контроль доступа пользователей системы к услугам IP-телефонии при помощи сигнализации RAS (используются сообщения ARQ/ACF/ARJ); Контроль, управление и резервирование пропускной способности сети; Маршрутизация сигнальных сообщений между терминалами, расположенными в одной зоне; Контроллер зоны  может организовывать сигнальный канал непосредственно между терминалами или ретранслировать сигнальные сообщения от одного терминала к другому.

Также контроллер обеспечивает мобильность абонентов, т. е. способностьпользователя получить доступ к услугам любого терминала в любом месте сети, испособность сети идентифицировать пользователей при их перемещении из одного места вдругое.

Если вызывающий абонент знает IP-адрес терминала вызываемого абонента, тосоединение между двумя устройствами может быть установлено без помощи контроллера зоны.

Устройство управления конференциями. Одна из дополнительных услуг IP-телефонии – возможность организацииконференций. 323 предусматривает три вида конференции (см. рисунок 9).

Первый вид – централизованная конференция, в которой оконечные устройствасоединяются в режиме «точка-точка» с устройством управления конференциями (MCU),контролирующим процесс создания и завершения конференции, а также обрабатывающимпотоки пользовательской информации.

Второй вид – децентрализованная конференция, в которой каждый ее участниксоединяется с остальными участниками в режиме «точка-группа точек», и оконечныеустройства сами обрабатывают (переключают или смешивают) потоки информации, поступающие от других участников конференции.

Третий вид – смешанная конференция, т. е. комбинация двух предыдущих видов.

Преимущество централизованной конференции – сравнительно простые требованияк терминальному оборудованию.

Недостаток – большая стоимость устройства управленияконференциями.

Для децентрализованной конференции требуется более сложное терминальноеоборудование; кроме того, желательно, чтобы в сети поддерживалась многоадресная рассылка при передачи пакетов IP. Если сеть не поддерживает этот режим, терминал способен передать информацию к каждому другому терминалу, участвующих в конференции, в режиме «точка-точка». Это становится неэффективнымпри числе участников более четырех.[4]

Устройство управления конференциями MCU содержит один обязательныйэлемент – контроллер многоточечных соединений (Multipointcontroller). При этомMCU может содержать один или более процессоров для обработки информациипользователей при многоточечных соединениях (Multipointprocessor).

Рисунок 9 – виды конференции в сети H.323

1.4 Протокол SIP

1.4.1 Определение

SIP (SessionInitiationProtocol) – управляющий протокол уровня приложений, который предназначен для установления, модификации и завершения мультимедийных сеансов связи с одним или несколькими участниками. Спецификация данного протокола представлена в документе RFC 3261.

Протокол SIP поддерживает следующие сетевые возможности:

Персональная мобильность пользователей (пользователи могут неограниченно перемещаться в пределах сети, а услуги связи предоставляются пользователям в любом месте сети, для чего каждомупользователю присваивается один уникальный идентификатор); Масштабируемость сети (характеризуется возможностью увеличения количества элементов сети при её расширении, что в полной мере обеспечивает серверная структура сети, построенной на базе протокола SIP); Расширяемость протокола (характеризуется возможностью дополнения протокола с целью введения новых услуг, а также для адаптации протокола к работе с «неизвестными» приложениями); Интеграция в стек TCP/IP существующих протоколов Интернет, разработанных комитетом IETF; Взаимодействие с другими протоколами сигнализации, включая протокол Н.323 и системы общеканальной сигнализации DSS1 и ОКС7 (для упрощения процедуры взаимодействия при сигнализации возможна передача телефонного номера формата Е.164 или любого другого формата).

1.4.2 Архитектура сети

Основными элементами сети SIP-телефонии являются терминалы и серверы. Функционально SIP-серверы подразделяются на прокси-серверы, серверы переадресации, серверы регистрации и серверы определения местонахождения объекта (см. рисунок 10).

Рисунок 10 – Архитектура сети SIP-телефонии

Физически эти элементы могут быть реализованы на базе серверов локальной сети, которые, кроме выполнения своих основных функций, будут также обрабатывать SIP-сообщения. К тому же, несколько функциональных SIP-серверов могут быть выполнены в одном физическом элементе.

Основным функциональным элементом, реализующим функции управления соединением, является терминал. Остальные элементы сети отвечают за маршрутизацию вызовов, а в некоторых случаях предоставляют дополнительные услуги.

Терминалы могут быть двух типов: ПК, оснащённый необходимыми аппаратными средствами и программным модулем SIP (UA) или SIP - телефон, подключающийся непосредственно к ЛВС. Управление обслуживанием вызова распределено между разными элементами сети SIP

В случае, когда клиент и сервер реализованы в оконечном оборудовании пользователя, они называются, соответственно, клиентом агента пользователя – UAC и сервером агента пользователя – UAS. Если в устройстве присутствуют и сервер UAS, и клиент UAC, то оно называется агентом пользователя – UA, а по своей сути представляет собой терминальное оборудование SIP.

Прокси-сервер представляет интересы пользователя в сети. Он принимает запросы, обрабатывает их и, в зависимости от типа запроса, выполняет определенные действия. Например, поиск и вызов пользователя, маршрутизация запроса, предоставление услуг. Прокси-сервер состоит из клиентской и серверной частей, поэтому может принимать вызовы, инициировать собственные запросы и передавать ответы. Прокси-сервер взаимодействует с сервером определения местонахождения, имеющим сведения о том, где в настоящий момент находится пользователь. Существует два типа прокси-серверов:

с сохранением состояний (stateful); без сохранения состояний (stateless).

Сервер переадресации предназначен для определения текущего адреса вызываемого пользователя. Вызывающий пользователь передает к серверу сообщение с общеизвестным адресом вызываемого пользователя, а сервер обеспечивает переадресацию вызова на текущий адрес этого пользователя.

Сервер переадресации не содержит клиентскую часть программного обеспечения.

Для хранения текущего адреса пользователя служит сервер определения местонахождения пользователей, представляющий собой базу данных адресной информации.

Регистрирующий сервер (registrar), предназначен для внесения по инициативе пользователя изменений в базу данных сервера определения местонахождения нужного домена. Обращаясь к серверу регистрации, пользователь может указать адрес (адреса), где его можно найти в текущее время.[5]

1.4.3 Структура протокола

В некотором смысле прародителем протокола SIP является протокол HTTP. Протокол SIP унаследовал от него синтаксис и принцип «клиент-сервер» (см. рисунок 11).

Рисунок 11 – принцип «клиент-сервер»

Клиент отправляет запросы, в которых указывает, что он желает получить от сервера. Сервер принимает запрос, обрабатывает его и отправляет ответ, который может содержать уведомление об успешном выполнении запроса, уведомление об ошибке или информацию, затребованную клиентом.