Тема: «Работа с протоколом доступа компьютерных сетей SIP-Т»
Цель: Изучить основные принципы работы с протоколом SIP-Т
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения.
Студент должен:
уметь:
- работать с протоколами доступа компьютерных сетей (IP/MPLS, SIP, H-323, SIP-T)
знать:
- протоколы применяемые в сетях NGN:H-323, SIP, SIP-T
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по лабораторной работе
.
В последнее время наблюдается повышенный интерес к технологиям IP-телефонии, использование которой позволяет в значительной мере снизить стоимость телефонной связи. При этом становится возможным использование сети Интернет, что позволяет сразу достичь "глобальных масштабов", а необходимость прокладки магистральных коммуникаций попросту отпадает.
Целью данной статьи является поверхностное рассмотрение возможностей IP-телефонии, использующей протокол SIP, для ознакомления с общими принципами ее работы.
Протокол SIP (Session Initiat Protocol, протокол установки соединения) не является первопроходцем в области IP-телефонии. Протокол H.323 уже давно используется для целей IP-телефонии, однако изначально он не разрабатывался для IP-сетей, что снижает "оптимальность" их совместной работы. За годы работы с протоколом H.323 накоплен большой опыт использования, который позволил выявить как его положительные черты, так и недостатки, которые были учтены при разработке протокола SIP.
Протокол H.323 использует двоичный формат. Одним из следствий этого является необходимость стандартизации всех возможностей данного протокола, так как в случае если определенная возможность не поддерживается устройством, то такие устройства из-за двоичного формата не смогут работать друг с другом. SIP-протокол использует текстовый формат сообщений, если одному из устройств не знаком определенный тип сообщения или заголовка, то оно просто игнорируется (как и в HTTP, который по своему формату очень похож формат протокола SIP). К тому же сам протокол SIP значительно проще H.323.
Возможности протокола SIP
Основные преимущества протокола SIP:
1. Масштабируемость — возможность увеличения количества клиентов при расширении сети.
2. Мобильность — возможность получения сервиса вне зависимости от местоположения (как например электронная почта), а каждому пользователю выдается персональный идентификатор, по которому он может быть найден.
3. Расширяемость — возможность дополнения протокола новыми функциями (за счет введения новых заголовков и сообщений). Как уже говорилось выше, если устройству встречается неизвестное ему расширение протокола, оно попросту игнорируется. Так как протокол H.323 использует сообщения двоичного формата, то неизвестные функции могут привести к невозможности предоставления сервиса.
Протокол SIP разрабатывался с расчетом на возможность использования любых транспортов, но, тем не менее, наиболее предпочтительным является использование UDP-пакетов (это позволяет повысить производительность по сравнению с использованием протокола TCP, но требует использования дополнительных механизмов проверки доставки сигнальных сообщений).
Так как телефония с использованием протокола SIP позволяет использовать большое количество разнообразных сервисов (помимо передачи голоса, возможна передача видео, текстовых сообщений, факсов и др.), необходим механизм обмена информацией о том, какие сервисы может использовать вызываемая\вызывающая стороны. Для этой цели используется протокол SDP (Session Description Protocol) — протокол описания сессии. Данный протокол позволяет определить какие звуковые (видео и другие) кодеки и иные возможности может использовать удаленная сторона.
Собственно сама передача голоса осуществляется благодаря использованию протокола RTP (Real-time Transport Protocol, протокол транспортировки в реальном времени). Сам протокол SIP непосредственного участия в передаче голосовых, видео и других данных не принимает, он отвечает только за установление связи (по протоколам SDP, RTP и др.), поэтому под SIP-телефонией понимается не передача голоса по протоколу SIP, а передача голоса с использованием протокола SIP. Использование протокола SIP предоставляет новые возможности установления соединений (а также возможность беспроблемного расширения данных возможностей), а не непосредственной передачи голосового и других видов трафика.
Формат адресов используемых протоколом SIP напоминает формат E-Mail-адреса: имя@идентификатор_хоста. В начале адреса ствится приставка "sip:" (пример: sip:user@host.com). В качестве идентификатора хоста может служить его IP-адрес, домен или имя хоста (IP-адрес определяется с использованием DNS, так что в итоге все равно получается обращение по адресу sip: имя@IP-адрес).
Протокол инициирования сеансов для телефонов (Session Initiation Protocol for Telephones, SIP-T), приведенный в документе RFC 3372, содержит алгоритм взаимодействия SIP с ТфОП. Он предусматривает как прямое взаимное преобразование сообщений SIP и ТфОП, так и их инкапсуляцию.
При взаимном преобразовании вызов SIP, исходящий от шлюза ТфОП, нельзя отличить от вызова, который посылает устройство SIP, поэтому оба вызова будут обрабатываться одинаково. Однако не каждый параметр сигнального сообщения ТфОП имеет соответствие в SIP, а значит, если вызов адресован абоненту ТфОП, часть сигнального сообщения будет потеряна.
К недостаткам инкапсуляции относятся возможность использования этого подхода в сети только с одним протоколом телефонной сигнализации, необходимость шифрования сообщений ТфОП при передаче через общедоступную сеть Internet или использование в сети только с SIP-совместимыми устройствами.
Архитектура SIP-сети
Стандартными элементами в SIP-сети являются:
1. User Agent: по протоколу SIP устанавливаются соединения "клиент-сервер". Клиент устанавливает соединения, а сервер принимает вызовы, но так обычно телефонный аппарат (или программный телефон) может как устанавливать так и принимать звонки, то получается что он одновременно играет роль и клиента и сервера (хотя в реализации протокола это не является обязательным критерием) — в этом случае его называют User Agent (UA) или терминал.
2. Прокси-сервер: прокси сервер принимает запросы и производит с ним некоторые действия (например определяет местоположение клиента, производит переадресацию или перенаправление вызова и др.). Он также может устанавливать собственные соединения. Зачастую прокси-сервер совмещают с сервером определения местоположения (Register-сервер), в таком случае его называют Registrar-сервером.
3. Сервер опредления местоположения или сервер регистрации (Register): данный вид сервера служит для регистрации пользователей. Регистрация пользователя производится для определения его текущего IP-адреса, для того чтобы можно было произвести вызов user@IP-адрес. В случае если пользователь переместится в другое место и/или не имеет определенного IP-адреса, его текущий адрес можно будет определить после того, как он зарегистрируется на сервере регистрации. Таким образом клиент останется доступен по одному и тому же SIP-адресу вне зависимости от того, где на самом деле находится.
4. Сервер переадресации: обращается к серверу регистрации для определения текущего IP-адреса пользователя, но в отличие от прокси сервера только "переадресует" клиента, а не устанавливает собственные соединения.
Прокси-серверы в SIP-сети также могут вносить изменения в передаваемые сообщения — это позволяет беспрепятственно преодолевать NAT в случае если прокси-сервер стоит на NAT-маршрутизаторе (также возможна настройка прокси сервера, находящегося за NAT в случае если на последнем невозможно установить прокси сервер — для этого потребуется задать параметры переадресации так, чтобы получился прокси-сервер стал "виртуальным сервером"). Помимо этого прокси-серверы можно объединять в "цепочки", которые позволяют использовать телефонию, даже если конечная точка (UA) находится сразу за несколькими NAT-шлюзами.
Сообщения SIP
Сообщения SIP-протокола имеют следующую структуру:
Стартовая строка (start-line)
Заголовки сообщения (*message-header)
Пустая строка (CRLF)
Тело сообщения
Стартовая строка различается в зависимости от того является ли сообщение запросом или ответом (в случае запроса — в ней сообщается тип запроса, адресат и номер версии протокола, а в случае ответа — номер версии протокола, статус и текстовую расшифровку статуса).
В заголовках содержатся сведения об источнике, адресате, пути следования сообщения и др. Этих заголовков может быть достаточно много и это количество может меняться на пути следования пакетов.
В протоколе SIP версии 2.0 существует 6 типов запросов (тип запроса задается в стартовой строке):
INVITE — вызывает адресата для установления связи. С помощью этого сообщения адресату передаются виды поддерживаемых сервисов (которые могут быть использованы инициатором сеанса), а также виды сервисов, которые желает передавать инициатор связи
ACK — сообщение подтверждающее согласие адресата установить соединения. В этом сообщении могут быть переданы окончательные параметры сеанса связи (окончательно выбираются виды сервисов и их параметры которые будут использованы)
Cancel — отмена ранее переданных запросов (используется в случае если необходимости в них больше нет)
BYE — запрос завершения соединения
Register — данным запросом пользователь идентифицирует свое текущее местоположение
OPTIONS — запрос информации о функциональных возможностях терминала (применяется в случае, если эти данные нужно получить до установления соединения, то есть до фактического обмена данной информацией с помощью запросов INVITE и ACK)
На каждый запрос, отправителю направляется ответ, содержащий код результата выполнения запроса. Формат этих ответов унаследован от протокола HTTP. Ответы кодируются 3-хзначным числом, первая цифра которого указывает на класс ответов, а остальные две — идентифицируют конкретный ответ в каждом классе. Устройство может не знать, что означает код ответа, но должно обязательно знать класс ответа. Всего существует 6 классов ответов:
1?? — информационные ответы
2?? — успешное окончание запроса
3?? — информация об изменения местоположения вызываемого абонента
4?? — информация об ошибке
5?? — информация об ошибке сервера
6?? — информация о невозможности вызова абонента (пользователя с таким адресом не существует, или пользователь отказывается принять вызов)
Информационные ответы сообщают о стадии выполнения запроса, они не являются завершением запроса. Остальные же классы ответов завершают выполнение запроса.
Сценарий соединения по протоколу SIP
Пример
Рассмотрим пример процесса установления соединения с использованием SIP-протокола (пример взят из RFC 3261). Данный пример отражает работу базовых функций телефонии и соответственно не затрагивает такие возможности как видеосвязь передача текстовых сообщений и др. — общий принцип работы протокола остается неизменным.
рис. 1 (RFC 3261)
Пользователь Alice (sip:alice@atlanta.com) вызывает пользователя Bob (sip:bob@biloxi.com).
1. Пользователь Alice посылает сообщение INVITE прокси-серверу по умолчанию (atlanta.com) Если бы пользователю Alice был известен IP-адрес пользователя Bob и он мог к нему обратиться напрямую, то запрос INVITE в этом случае мог быть послан непосредственно вызываемому пользователю.
2. Прокси-сервер посылает запрос INVITE серверу вызываемого абонента (biloxi.com).
3. Далее прокси-сервер пользователя Bob при необходимости определяет его текущий IP-адрес и посылает ему сообщение INVITE — у пользователя начинает звонить телефон, о чем сообщается в ответе 180 (Ringing).
4. Если вызываемый пользователь ответил на звонок, то на запрос INVITE высылается ответ 200 (OK).
5. Вызывающий пользователь отправляет сообщение ACK, сообщающее вызываемому о том, что он получил ответ на свой запрос INVITE, им задаются окончательные параметры соединения. На этом этапе все готово к установлению соединения по протоколу RTP (Real-time Transport Protocol).
6. Устанавливается RTP-соединение с заранее согласованными параметрами.
7. Для завершения соединения, завершающим пользователем (кладет трубку) высылается запрос BYE, на которое высылается ответ 200 (OK)
Пока сообщения установления соединения (INVITE) ходят между прокси-серверами и неизвестно доступен ли вызываемый пользователь, в ответ на INVITE посылается ответ 100 (Trying), сообщающий о попытке установления соединения.
Так как прокси-сервер может устанавливать собственные соединения, его использование позволяет вызовам без проблем преодолевать NAT. Также возможно построение нескольких прокси-серверов в одну цепочку, что позволяет преодолевать сразу несколько NAT.
Кодеки
Для передачи звука и видео используются различные алгоритмы сжатия и кодирования данных. Эти алгоритмы называются кодеками. Различные кодеки используют различную ширину полосы пропускания, а также вносят различные задержки и обеспечивают различное качество сервиса. Для звуковых кодеков обычно ширина полосы пропускания составляет от 4-х до 64 кбит/с.
Методика тестирования
Основное направления тестирования SIP-телефонии заключается в рассмотрении качества передачи голоса при ограничении ширины полосы пропускания. Также будет рассматриваться качество передачи голоса при динамическом изменении числа сеансов IP-телефонии и изменении загруженности канала связи. При тестировании IP-маршрутизаторов будет также рассматриваться поведение потоков трафика при установлении сеансов IP-телефонии.
Более четкая методика будет разрабатываться по мере нарастания основательной базы результатов тестирования SIP-оборудования различных производителей.
Задание для лабораторного занятия:
- Ознакомиться с описанием протокола SIP-Т (краткие теоретические сведения)
Работа в лаборатории:
- Выполнить установление соединения с использованием SIP-Т протокола.
Лабораторная работа № 11-12
Тема: «Работа с протоколом доступа компьютерных сетей H.323»
Цель: Изучить основные принципы работы с протоколом H.323
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения.
Студент должен:
уметь:
- работать с протоколами доступа компьютерных сетей (IP/MPLS, SIP, H-323, SIP-T)
знать:
- протоколы применяемые в сетях NGN:H-323, SIP, SIP-T
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по лабораторной работе
.
Рекомендации ITU-T, входящие в стандарт H.323, обеспечивают проведение мультимедийных конференций в пакетных сетях, главным образом ЛВС Ethernet. Они определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях с разделяемым ресурсом, не гарантирующих качества обслуживания (QoS).
Стандарт H.323 не связан с протоколом IP, однако, большинство реализаций основано на этом протоколе. Набор рекомендаций определяет сетевые компоненты, протоколы и процедуры, позволяющие организовать мультимедиа-связь в пакетных сетях.
H.323 следует рассматривать как объединение различных, уже известных спецификаций. Это пять стандартов на аудио, 2 - на видеокодеки, один - на мультиплексирование данных, 3 стандарта сигнализации, а также версия протокола передачи в режиме реального времени (RTP) речевых и видеопакетов.
Рис.1 Распределение функций по протоколам в сетях IP.
При том, что он сам включает множество стандартов, H.323 входит в еще более крупную серию коммуникационных стандартов на видеоконференции для сетей разных типов. Известная как H.32x, эта серия включает стандарт H.320 для видеоконференций по сетям ISDN, и аналогичные стандарты H.321 для B-ISDN и ATM, и H.324 для телефонных сетей общего пользования. Таким образом, достигается взаимодействие сетей мультимедиа различных типов.
Компоненты
Стандарт H.323 определяет четыре основных компонента, которые вместе с сетевой структурой позволяют проводить двусторонние (точка-точка) и многосторонние (точка - много точек) мультимедиа-конференции.
Рис.2 Схема проведения мультимедиа-конференций.
Терминал может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP- телефонии.
H.323 терминал должен поддерживать следующие протоколы:
H.245 - для согласования параметров соединения
Q.931 - для установления и контроля соединения
RAS - для взаимодействия с привратником
RTP/RTCP - для оптимизации доставки потокового аудио (видео)
семейство протоколов H.450 - для поддержки обязательных в H.323 дополнительных видов обслуживания (ДВО) аудиокодек G.711. Дополнительными компонентами могут быть другие аудиокодеки и видеокодеки H.261 и H.263. поддержка T.120 для совместной работы над документами необязательна.
Примерами терминала H.323 могут служить компьютер с H.323 совместимым программным обеспечением (к примеру, NetMeeting) и IP телефон.
Шлюз (gateway) не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Шлюзы H.323 сетей широко применяются в IP телефонии для сопряжения IP сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефон-ных сетей.
Примеры:
маршрутизаторы Cisco
маршрутизаторы Motorola серии Vanguard
коммутаторы Cisco
Avaya Argent Branch
Привратник (gatekeeper) выступает в качестве центра обработки вызовов внутри своей зоны и выполняет важнейшие функции управления вызовами. (Зона определяется как совокупность всех терминалов, шлюзов и MCU под юрисдикцией данного привратника.) Привратник - необязательный компонент сети H.323, однако, если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы должны использовать его услуги. Определены основные и дополнительные функции контроллера зоны:
Таблица 1 Функции контроллера зоны.
Функции
|
Описание
|
Основные
|
Трансляция адресов
|
Преобразование внутренних адресов ЛВС и телефонных номеров формата E.164 в адреса протоколов IP/IPX
|
Управление доступом
|
Авторизация доступа в H.323 сеть
|
Управление полосой пропускания
|
Разрешение или запрещение запрашиваемой терминалом полосы пропускания
|
Дополнительные
|
Управление процессом установления соединения
|
При двусторонней конференции привратник способен обрабатывать служебные сообщения протокола сигнализации Q.931, а также может служить ретранслятором таких сообщений от конечных точек.
|
Авторизация соединения
|
Допускается отклонение привратником запроса на установление соединения. Основания - ограничение прав или времени доступа, и иные, лежащие вне рамок H.323
|
Управление вызовами
|
Привратник может отслеживать состояние всех активных соединений, что позволяет управлять вызовами, обеспечивая выделение необходимой полосы пропускания и баланс загрузки сетевых ресурсов за счёт переадресации вызовов на другие терминалы и шлюзы.
|
Примеры:
IOS маршрутизаторов Cisco
Cisco Call Manager
Avaya Argent Branch.
Сервер многосторонней конференции (MCU) обеспечивает связь трёх или более H.323 терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.
Пример:
Avaya Argent Branch
Cisco Call Manager
Значение H.323
В последнее время ведется много разговоров вокруг технологии передачи мультимедийной информации по IP сетям. Многие фирмы выпустили большое количество оборудования, обеспечивающего передачу голоса и видео через IP сети. Однако большинство из этих разработок использовали не стандартизованные решения и были не совместимы между собой. После появления стандарта H.323, описывающего механизмы взаимодействия устройств обеспечивающих передачу голоса по IP сетям, появилась возможность объединять устройства от разных производителей.
Сферы применения:
ЛВС телефония
Технология VoIP находит своё применение в области ЛВС-телефонии. С помощью H.323 локальная сеть может предоставлять услуги передачи речи. Включенные в ЛВС IP-телефоны или пользовательские ПК с H.323-совместимым программным обеспечением могут устанавливать соединение друг с другом либо по телефонному номеру, либо по IP-адресу.
Компонентом соединяющим, например, ТфОП и пользователей ЛВС является шлюз. Шлюз может быть реализован на базе модульного маршрутизатора, интерфейсные карты которого:
позволяют использовать существующее аналоговое абонентское оконечное оборудование - телефонные аппараты и G3-факсы;
поддерживают всевозможные интерфейсы с телефонными сетями (E&M, BRI, PRI, FXO и.т.д.)
поддерживают интерфейсы с WAN-сетями
Рис.3 Применение VoIP в ЛВС-телефонии.
Для установления соединения с устройствами, не являющимися H.323 совместимыми (к примеру, аналоговыми телефонными аппаратами), шлюз принимает вызовы из телефонной сети или от телефонных аппаратов, подключенных к голосовым модулям, преобразует речевые сигналы в пакеты данных и отправляет их по известному ему IP адресу к месту назначения. В случае поступления вызова из локальной сети, шлюз H.323 выполняет обратное преобразование пакетов в аналоговые сигналы, в зависимости от набранных цифр выбирает маршрут и устанавливает соединение либо с абонентом ТфОП, либо с местным телефоном, подключенном к голосовой карте шлюза.
Введение с систему телефонного сервера (например, Cisco Call Manager) позволит создать полноценную расширяемую (вплоть до 2000 номеров) УАТС с широким набором дополнительных видов обслуживания, эффективной маршрутизацией и обработкой вызовов. Однако, если целью ставится телефонизация небольшого офиса, то достаточным будет использование шлюза, построенного на базе маршрутизатора или коммутатора.
Схема также может быть расширена подключаемыми к ЛВС:
устройством, предназначенным для организации конференц-связи между абонентами, так называемым конференц - мостом. Примером такого устройства может служить Avaya Argent Branch
сервером голосовой почты - задачей которого является перенаправление поступающего сообщения в голосовой ящик, связанный либо с абонентом, либо с приложением. Чаще всего сервер голосовой почты базируется на Windows NT c специализированным программным обеспечением (например, Cisco Unity). Тем не менее, возможно применение пользователями ЛВС аппаратных серверов голосовой почты (например, Oktel 100), поставляемых с УАТС.
Очевидно, что на практике возможны различные комбинации компонентов (маршрутизаторов, серверов, программного обеспечения и т.п.) в зависимости от конфигурации сети и производителя.
В настоящее время на рынке предлагаются интегрированные коммуникационные системы (ИКС), объединяющие в одном модульном или стековом техническом решении функциональность нескольких устройств: концентратора ЛВС, маршрутизатора и АТС. Такие системы выглядят как обычные коммутаторы ЛВС и позволяют наиболее простым способом развернуть ЛВС телефонию. Интегрировав множество традиционных технологий, разработчики ИКС предлагают предприятиям малого бизнеса экономически очень привлекательные решения (например, Avaya Argent Branch).
ЛВС-телефония предназначена, главным образом, для создания центров об-работки вызовов, где тесная интеграция ПК и телефона просто необходима.
Однако ЛВС-телефонию можно также порекомендовать как альтернативу УАТС предприятиям:
не имеющим крупных вложений в традиционную телефонию и решивших создавать ЛВС;
расширяющих функциональность существующей УАТС и/или ЛВС
только начинающим создавать собственную информационную инфра-структуру.
Интегрированный доступ на базе IP
Использование H.323 протокола не ограничивается ЛВС. Реализация этого стандарта на IP позволяет предоставить клиенту по одному физическому каналу услуги телефонии и Интернет.
Рис.4 Предоставление по одному физическому каналу услуги телефонии и Интернет.
У заказчика устанавливается маршрутизатор с голосовыми модулями (вариант а), к которым подключаются телефонные аппараты (или офисная АТС). Голосовые модули выполняют функции шлюза между IP - сетью и аналоговыми телефонными аппаратами, преобразуя голос в IP пакеты. Наряду с подключением телефонных аппаратов к голосовым портам маршрутизатора возможно использование IP-телефонов (вариант б). В таком случае оцифровка речи и упаковка её в пакеты происходит непосредственно в IP-телефоне.
Количество телефонов и скорость доступа в Интернет для пользователей в ЛВС зависят от пропускной способности линии связи. При использовании G.729 кодека необходимая пропускная способность для каждого голосового соединения составит 12 кбит/с. При отсутствии телефонных разговоров вся ёмкость канала используется для доступа в Интернет. Подключение осуществляется по выделенному каналу или по каналу Frame Relay к территориально-распределённой сети поставщика услуг Интернет и IP телефонии.
Такая схема даёт возможность клиенту подключить удалённый офис к территориально - распределённой сети (ТРС) предоставления интегрированных услуг Интернет и IP-телефонии. Естественно, что такой вариант подключения возможен лишь в случае нахождения офиса в пределах территории обслуживания:
поставщика услуг Интернет и IP-телефонии
узла предоставления интегрированной услуги корпоративной сети (в случае подключения к корпоративной IP сети)
Достоинство такого способа подключения в том, что имея одну линию связи клиент может получить выделенный доступ в Интернет и даже прямые городские телефонные номера.
Предоставление интегрированных услуг IP-телефонии и Интернет
Предложенная схема иллюстрирует возможность предоставления абонентам интегрированных услуг телефонии и передачи данных, используя всего одну линию связи к абоненту.
Рис.5. Cхема иллюстрирующая возможность предоставления интегрированных услуг.
На узле устанавливается маршрутизатор для IP-трафика и голосовой шлюз, соединяющийся с центральной АТС.
Центральная АТС в свою очередь имеет выход в ТфОП.
У клиента устанавливается маршрутизатор, выполняющий также функции шлюза - преобразования голоса в IP пакеты. К маршрутизатору через интерфейсные модули подключены телефонные аппараты или офисная АТС, а через Ethernet порт - ЛВС.
Клиентский шлюз, удовлетворяющий рекомендациям H.323, принимает вызовы от АТС или от оконечного абонентского оборудования, преобразует речевые сигналы в пакеты данных и отправляет их по глобальному IP соединению к месту назначения, устанавливая сессию RTP между шлюзами. Там, в свою очередь, центральный шлюз H.323 выполняет обратное преобразование пакетов в аналоговые сигналы, которые поступают в телефонную сеть центральной АТС, а затем - к абонентам. Очевидно, что процедура вызова клиента аналогична вышеизложенной.
С другой стороны, описываемая схема также позволяет принимать вызовы из ТфОП и перенаправлять их в сеть передачи данных осуществляя услугу Интернет-телефонии.
При использовании G.729 кодека необходимая пропускная способность для каждого голосового соединения составит 12 кбит/с. При отсутствии телефонных разговоров вся ёмкость канала используется для доступа в Интернет.
Сети с интеграцией услуг на основе IP строятся:
операторами услуг Интернет и телефонии;
корпорациями, как для предоставления услуг, так и для объединения филиалов в единую сеть передачи данных и голоса
Объединение корпоративных УАТС через сеть передачи данных
Раньше при организации корпоративной телефонной сети, необходимо было создавать инфраструктуру корпоративных межстанционных соединительных линий или арендовать их у операторов связи. Нередко параллельно с телефонной сетью создавалась сеть передачи данных. Таким образом, предприятие имело две различных сети для передачи данных и собственно телефонии.
VoIP позволяет объединить передачу голоса и данных в сетях передачи данных (СПД) как корпоративных, так и публичных. Ключевым компонентом в этом объединении играют шлюзы.
Рис.6 Схема, показывающая возможность объединения передачи голоса и данных в сетях передачи данных.
Обеспечивая связь удалённых УАТС через сеть IP, шлюзы сохраняют прозрачность телефонных функций, поскольку передают также и телефонную сигнализацию (например, Q.SIG), в том числе и фирменную (например, ABC у Alcatel или DCS у Avaya). То есть, при использованию шлюзов по IP передаётся и речь, и сигнализация. Таким образом, относительно сервиса ситуация почти не отличается от классической, когда УАТС связывались выделенными каналами.
Производители УАТС выпускают IP-шлюзы в виде плат/модулей, устанав-ливаемых в стативы УАТС. Также доступны шлюзы третьих производителей, например, на базе маршрутизаторов Cisco или Motorola. Помимо обычной импульсно-кодовой модуляции G.711 (64Кбит/с) шлюз способен осуществить G.723 (5,3/6,3 Кбит/с) и G.729 (8 Кбит/с) кодирование, обеспечивая существенное сжатие сигнала и экономию полосы пропускания.
Достоинствами такого подхода при организации корпоративной сети являются:
снижение расходов на междугородние звонки между филиалами и центральными офисами для корпоративной сети с интеграцией услуг;
более полное использование существующей инфраструктуры сети передачи данных, так как голосовой трафик и данные передаются по сети IP
Описанная технология предназначена для предприятий:
имеющих собственную структуру СПД и желающих более полно её использовать;
-
только начинающих объединять УАТС в единую корпоративную сеть. В этом случае у предприятия есть выбор:
строить собственную транспортную сеть (для целей телефонии или передачи данных)
выбрать в качестве опорной сеть Интернет-провайдера
Задание для лабораторного занятия:
- Ознакомиться с описанием протокола H.323 (краткие теоретические сведения)
Работа в лаборатории:
- Выполнить установление соединения между терминалами H.323.
Лабораторная работа № 13-14
Тема: «Работа с протоколами доступа компьютерных сетей IP/MPLS»
Цель: Изучить работу с протоколами доступа компьютерных сетей IP/MPLS
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения.
Студент должен:
уметь:
- работать с протоколами доступа компьютерных сетей (IP/MPLS, SIP, H-323, SIP-T)
знать:
- протоколы применяемые в сетях NGN:H-323, SIP, SIP-T;
- принципы построения сетей NGN.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по лабораторной работе
MPLS (MultiProtocol Label Switching) — это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на использовании меток. MPLS разрабатывается и позиционируется как способ построения высокоскоростных IP-магистралей, однако область ее применения не ограничивается протоколом IP, а распространяется на трафик любого маршрутизируемого сетевого протокола.
|
