Межстанционные протоколы

Разработка межстанционных протоколов H.323 и SIP для связи абонентов и предоставления услуг по сети интернет. Исследование схемы работы сервера и методы установление соединения в рамках протокола SIP. Рассмотрение сигнализации для передачи голоса по IP.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

В данной работе рассмотрены межстанционные протоколы H.323 и SIP для связи абонентов и предоставления услуг по сети интернет. В реферате затронут такой аспект, как сигнализация для передачи голоса по IP. Приведена схема работы SIP - сервера. Показаны различия между H.323 и SIP, их достоинства и недостатки. Рассказано о сфере применения протоколов H.323 и SIP.

1. Межстанционные протоколы H.323 и SIP для связи абонентов и предоставления услуг по сети интернет

"Сети нового поколения", "конвергенция", "мультимедийные сети" и прочие столь часто упоминаемые ныне понятия прочно утвердились в фокусе внимания телекоммуникационной общественности. В этом реферате хотелось бы затронуть только один из аспектов этой обширной области: сигнализацию для передачи голоса по IP. Сети нового поколения основаны на принципе разделения уровней транспорта, управления и приложений. При этом транспортной технологией может быть АТМ, IP и т.д. Скоро в телекоммуникационных сетях объем передаваемых данных будет преобладать над объемом голосового трафика. А для передачи данных наилучшим образом приспособлена технология IP. При этом протокол IP является мультисервисной средой, индифферентной к типу предоставляемого сервиса. Он выполняет транспортные функции для любых услуг, реализуемых программными приложениями верхнего уровня сети, в том числе, и для услуг мультимедиа, не так давно получивших обобщенное название XoIP. Различие между ТфОП и XoIP состоит не только в типе передачи с канальной и пакетной коммутацией, но и в характере управления вызовом, или, другими словами, в том, какая используется сигнализация. ISDN, ОКС №7 и XoIP разделяют тракты управления и передачи данных, но делают это по-разному. В ISDN сигнальная информация Q.931 и речевой трафик передаются по одному физическому каналу. Сеть сигнализации ОКС №7, используемая в современных сетях связи общего пользования, интеллектуальных и сотовых сетях PLMN, полностью отделена от каналов для передачи голоса, однако использует тот же метод передачи с коммутацией каналов, что и голосовая сеть. В XoIP тоже разделены маршруты сигнальных сообщений и мультимедийных пакетов, но они используют единую транспортную структуру -- IP сеть. К тому же, в телефонии применяются различные протоколы для взаимодействия абонента с сетевыми узлами и сетевых узлов друг с другом. Этого различия не существует в XoIP, как на транспортном, так и на сигнальном уровне.

Самое очевидное следствие этого для технологии XoIP -- широкий набор услуг мультимедиа, например, голос, видео, chat, совместное использование прикладных программ, мультимедийных Web-страниц и т.д. Еще одним следствием универсальности протокола IP является возможность совмещать услуги различных провайдеров. Так, например, один из провайдеров предоставляет услуги голосовой почты, другой - мобильности, третий - конференцсвязи и т.д. Вообще говоря, подобные услуги существуют уже сейчас, в наибольшей степени IP-телефония, но они пока еще носят характер начинания. Исследования рыночных тенденций показывают, что технологию XoIP ожидает большое будущее.

В этом реферате будут рассмотрены в сравнении два наиболее популярных протокола, используемых в технологии XoIP. Первый - это рекомендация ITU Н.323, второй -- рекомендация IETF SIP. Прежде всего, нужно подчеркнуть, что Н.323 опирается, в основном, на протоколы сигнализации, сходные с теми, что используются для сетей связи с коммутацией каналов, в частности, на Q.931 и на ранние рекомендации Н-серии. SIP базируется на более простых протоколах, аналогичных HTTP.

SIP (Session Initiation Protocol RFC 2543) представляет собой протокол прикладного уровня, разработанный рабочей группой по управлению многоточечными сеансами мультимедиа-связи (MMUSIC) в рамках IETF. SIP рекомендуется в качестве общего протокола инициации одноадресного и многоадресного вещания. В частности, его предлагают как протокол установления сеансов IP-телефонной связи. SIP работает по схеме клиент-сервер: клиент запрашивает определенный тип сервиса, а сервер обрабатывает его запрос и обеспечивает предоставление сервиса.

В протоколе SIP определены два типа сигнальных сообщений -- запрос (request) и ответ (response). Сообщения имеют текстовый формат и базируются на протоколе НТТР (синтаксис и семантика определены в RFC 2068). В запросе указываются процедуры, вызываемые для выполнения требуемых операций, а в ответе результаты их выполнения. SIP определяет шесть процедур:

• INVITE (приглашение к сеансу связи).

• BYE (завершение соединения).

• OPTIONS (используется для передачи информации о возможных характеристиках сеанса связи, и не применяется в процедуре установления соединения).

• ACK (используется для подтверждения получения сообщения или для положительного ответа на команду INVITE).

• CANCEL (прекращает поиск пользователя).

• REGISTER (передает информацию о местоположении пользователя).

В общих чертах, схема применения SIP для установления двунаправленного сеанса связи такова: в составе сообщения INVITE вызывающий пользователь передает вызываемому характеристики инициируемой мультимедиа-сессии, а тот в ответном сообщении АСК отмечает те из них, которые может поддержать. Для подтверждения возможности приема конкретного формата мультимедийной информации вызываемому пользователю нужно указать отличный от нуля номер протокольного порта. SIP обеспечивает определение адреса пользователя и установление соединения с ним. Для описания канала мультимедийной связи, реализации функций защиты, аутентификации и т. д. он использует другие протоколы.

В частности, очень важен протокол SDP (RFC 2327), который описывает параметры соединения. В сигнальные сообщения SDP входят следующие сведения:

• период времени, в течение которого сеанс активен;

• среда передачи данных сеанса: тип мультимедиа (видео, аудио и т. д.); его формат, используемый транспортный протокол (RTP/UDP/IP, H.320 и т. д.) и номер порта;

• информация для приема потока (адреса, порты, форматы и т. д.);

• данные о необходимой полосе пропускания;

SDP используется исключительно для текстового описания сеанса и не имеет ни транспортных механизмов, ни средств согласования требуемых для сеанса параметров. Сообщения SDP передаются в составе некоторых сообщений SIP, например INVITE, ACK и OPTION.

Формат адресации в рамках SIP аналогичен формату адресации, используемому в электронной почте: "user@domain", "user@IP_address" или "phone_number@gateway".

Последний адрес обозначает обычный номер ТфОП, доступный через данный шлюз. Например, ссылка на web-странице "sip://i.smith@company.com" будет работать как ссылка mailto, только для голосового соединения. Как и адреса электронной почты, адреса SIP привязаны не к какому-либо конкретному хосту, а к некоторому домену.

SIP-сервер работает в режиме proxy сервера или в режиме переадресации. В первом случае, получив запрос на соединение, например, с адреса i.smith@company.com, сервер определяет его IP адрес и происходит соединение (Рисунок 1). В случае если данный сервер не может обработать адрес, он сообщает владельцу запроса адрес следующего SIP сервера, то есть включается режим переадресации. Протокол SIP разрешает обращение к нескольким серверам. В результате разветвленного поиска и сложной процедуры установления соответствия имени и IP-адреса может получиться набор результатов. Например, поиск адреса i.smith@company.com может привести как к мистеру И. Смиту, так к его жене, автоответчику, мобильному номеру, адресу электронной почты и т.д. При этом будет предоставлена дополнительная информация о том, мобильный это терминал или фиксированный, домашний номер или рабочий и т.д. После этого открывается канал связи, и обмен мультимедийными пакетами осуществляется на базе RTP (Real Time Transport Protocol), или сходного протокола.

Н.323 представляет собой так называемую зонтичную рекомендацию, состоящую из нескольких протоколов, используемых для различных целей и работающих совместно.

Первоначально Н.323 разрабатывался для мультимедийных коммуникаций в локальных сетях LAN без гарантии качества (QoS), но, в последствии, был доработан для удовлетворения более жестких требований IP-телефонии.

Н.323 в основном базируется на мультимедийных протоколах ITU. В частности, он включает в себя рекомендацию Н.225.0, используемую для регистрации терминалов и установления соединения, рекомендацию Н.245 для контроля сессии, Н.332 для многоточечных конференций, Н.235 для обеспечения безопасности, Н.246 для взаимодействия с сетями коммутации каналов и т.д. На рисунке 2 упомянуты основные из них. Все это многообразие необходимо только для установления соединения и выполнения контрольных функций. Сами мультимедийные пакеты, как и в SIP, инкапсулируются в RTP и отправляются по адресу назначения. Таким образом, обеспечением качества сервиса (QoS) занимается транспортный протокол RTP, представляющий собой независимую от Н.323 спецификацию.

Н.323 - достаточно сложная рекомендация. Ее основной вариант занимает 736 страниц, в то время как SIP со всеми дополнениями умещается на 128 страницах. Н.323 определяет сотни параметров, а SIP описывает только 37 заголовков с небольшим количеством значений. Н.323 представляет сообщения в форме двоичного кода. SIP, как уже было сказано, использует текстовый формат, что существенным образом облегчает производство и отладку программ. Например, создание полноценного SIP клиента с графическим интерфейсом требует месяца работы двух чел...