Дәріс. MGCP және megacо негізіндегі желілер. Ip-телефония желілерін құруға тәсілдерді салыстыру

 

IP-телефония желілерін құрудың үшінші тәсілі MGCP (шлюздармен басқару протоколы) протоколын қолдануға негiзделген. Ол дәстүрлi телефон желілерінің орнына жүретін, IP-телефония ғаламдық желiлерiнiң жазуына ыңғайлы болып келеді.

Осы протоколды өңдеу барысында MEGACO жұмыс тобы үш түрдiң негiзгi функционалдық блоктарынан тұратын, торлық архитектураға арқа сүйедi(8.1-шi сурет):

- Media Gateway(MG) – шлюзі, ол тұрақты тарату жыламдығымен, ЖКТЖ жақтан келіп түсетін сөздік ақпаратты IP пакеттерді коммутациялайтын желілер бойымен таратуға ыңғайлы түрге түрлендіреді (сөздік ақпарттарды RTP/UDP/IP пакеттерiнде жинақтау және кодтау, сонымен бiрге керi түрлендіру);

- Call Agent – шлюздер контроллері(бақылаушысы), ол шлюздармен басқару қызметтерін орындайды;

 

8.1- сурет. MGCP протоколы негізіндегі желi құрылымы

 

- Signaling Gateway(SG) – сигнализациялау шлюзi, ол ЖҚТЖ жақтан келіп түсетін сигналдық ақпаратты шлюз бақылаушысына жеткізеді және сигналдық ақпаратты кері жағдайға ауыстырады.

Функционалдi таралған шлюздың барлық шамасы функциясы бiрнеше компъютер платформаларының арасында үлестірілген контроллерлерде жұмылдырған.

Сигнализацияның шлюзы STP (OSI үлгiсiнiң екiншi деңгейiнде жұмыс iстейтiн, торлық протокол, ағашты дәнекерлейтін протокол) функциясын орындайды – яғни, ОКС7сигнализация желiсiнiң өтпелi тармағы. Шлюздердiң өздерi тек сөздік ақпараттарды түрлендіру қызметін орындайды. Бiр контроллер бiр уақытта бiрнеше шлюздермен басқарады. Желiде бiрнеше контроллерлер қатыса алуы мүмкін. Олар бір бірімен өзара сәйкестендірілген және желіге қосылуға қатысатын шлюздармен үйлесiмдi басқарылады. Сонымен бiрге, MEGACO контроллерлердiң жұмыстарын синхронизациялайтын протоколды анықтамайды. MGCP протоколының хабарламасы UDP хабарламасының кепілсіз жеткізілуімен тасымалданады.

Сигнализация шлюздері ОКС7 сигнализация жүйесiнiң үш төменгi деңгейлерiнiң ЖҚТЖдан келіп түсетін пакеттердi қабылдауы (МТР хабарламаларын тасымалдаудың iшкi жүйесiнiң деңгейлерi) және жоғарғы, қолданбалы, деңгейдің сигналдық хабарламаларын шлюздардың контроллерiне жіберуі тиіс. Сонымен бiрге сигнализация шлюздері ЖҚТЖдан келетiн Q.931 сигналдық хабарламаларын IP-желiсi бойынша таратуға икемдi болуы керек.

MGCP протоколы сырттай бір шлюз секілді көрінетін, таралған шлюздардың функционалдық блоктары арасында ақпарат алмасуға арналған iшкi протокол болып табылатынын атап өтуге болады. MGCP протоколы master/slave протоколы болып табылады. Бұл шлюздар контроллерi бастаушы болып табылғанын бiлдiредi, ал шлюздiң өзі - Call Agent контроллерінен келіп түсетiн барлық командаларды орындайтын бастаушы құрылғы болып табылады. Жоғарыда айтылған шешiм шлюздар желiнiң масштабталатындығын және желiнi шлюз контроллерімен басқаруды қамтамасыз етедi. Демек, шлюздар зияткерлiк құрылым болуы керек, процессорлардың аз өнiмдiлiкті талап етуi біршама қымбаттау. Одан бөлек, сигнализация немесе қосымша қызметтердiң жаңа протоколдары өте жылдам жүргiзiледi, өйткенi бұл өзгерiстер тек қана шлюздардың контроллерлерiне тиiседi,яғни шлюздардың өздері ғана емес.

MGCP протоколы шлюздармен басқару протоколы болғанымен, (IP-телефониямен) пайдаланушылардың терминалдық жабдықтары қатысатын байлныстарды басқару үшін арналмаған. Бұл терминалдардың басқаруына MGCP протоколы негізіндегі желiлерде терминалдарды басқару үшін привратник немесе SIP серверi қатысуы керек екендігін бiлдiредi.

MEGACO жұмыс тобы транспорттық (Media Gateways) шлюздерiнiң келесi классификациясын ұсынады:

– Trunking Gateway – ОКС 7 сигнализациялау жүйесін пайдаланумен көп көлемді сандық тракттер арқылы телефондық желіге қосуға бағдарлалған, ЖҚТЖ мен IP пакеттерді маршрутизацилайтын желілер арасындағы шлюз(10-нан бiрнеше мыңға дейін);

– Voice over ATM Gateway - көп көлемді сандық тракттер арқылы телефондық желіге қосуға бағдарлалған, ЖҚТЖ мен IP пакеттерді маршрутизацилайтын желілер арасындағы шлюз(10-нан бiрнеше мыңға дейін);

– Residential Gateway - IP-желiге аналогты кабельді модемдерді, ХDSL байланыс жолын және желіге сымсыз енудің кең жолақты құрылымдарын қосатын шлюз;

– Access Gateway – кішігірім кеңселiк АТС-ты IP-телефония желісіне аналогты немесе сандық интерфейс арқылы қосатын шлюз;

– Business Gateway - IP-пакеттерді комутациялайтын желіге DSS1 сигнализациялау жүйесiн қолдану кезінде кеңселiк АТС-ті қосуға арналған, сандық интерфейсті шлюз.

– Network Access Server – IP-желiге мәліметтерді таратуға арналғанжеліге ену серверi;

– Circuit switch немесе packet switch - сыртқы құрылғы арқылы басқаруға арналған интерфейсi бар коммутацилық құрылғы.

Байланысты ұйымдастыру үлгiсi. Үлгiнiң негізі екi негiзгi түрлердiң компоненттерi болып табылады: (Endpoints) порттар және (Connections) қосу.

Endpoints – бұл ақпарат қабылдағыштары мен көздері болып табылатын жабдық порттары. Порттардың екі түрі бар: физикалық және виртуалдық. Физикалық порттар – бұл әрқайсысы бір телефондық желіні, немесе сандық арнаны, сондай-ақ әрқайсысы бір телефондық желіні, немесе Е1-шi трактте уақыт бойынша бөлінген мультиплексрленген арнаны қолдайтын аналогты интерфейс. Виртуалды порттың мысалы ретінде интерактивті сөздік сервердегі сөздік ақпарат көзі болып табылады, яғни жалғыз бағдарламалық құрал.

Connection – қосылудың екі аяғының біріне портты қосатын, олардың арасында және басқа порттар арасында байланыс орнатылады. Бұл байланыс IP пакеттерді коммутациялайтын желілер арқылы түрлі шлюз порттарын немесе бір шлюз ішіндегі порттарды байланыстыра алады.

Желіге қосылудың орнауы мен желіден ажырауы барысында,басқару құрылғысы және шлюз MGCP протколы көмегімен мәтіндік жолдар жинағынан тұратын, жауаптармен және командалармен ауысады.

IETF ұйымының MEGACO жұмыс тобы шлюздармен басқару протоколдарын жақсарту жұмыстарын жалғастырады, осы шеңберде MGCP-ға қарағанда біршама функционалды MEGACO протоколын өңдеді. MEGACO протоколының хабарламасы MGCP протоколының хабарламаларынан айрықшаланады, бiрақ екi протоколды қолданумен желіге қосылудың орнауы мен аяқталуы үрдістері ұқсас болып келеді.

MEGACO/ H.248 протоколының негізгі ерекшелiктерi. MEGACO/H.248 сигналдық хабарламаын тасымалдауға UDP, TCP, SCTP протоколы немесе ATM транспорттық технологиясы қолданылады. Осы мақсаттарды қолдау үшін UDP протоколын қолдану – шлюз конроллеріне міндетті талап болып табылады. TCP протоколыконтроллермен де және транспорттық шлюзбен де қолданылуы тиіс, ал SCTP протоколын ATM технологиясымен қолдану міндетті емес. MEGACO/H.248 протоколының тағы бiр ерекшелiгi бұл протоколдың хабарламасы екі тәсілмен кодталады. IETF ұйымы сигналдық мәлiметтердi мәтiндiк кодтау әдiсін ұсынады, ал байланыс сеансын сипаттау үшін SDP протоколын ұсынады. ITU-T протоколы ASN.1 сигналдық ақпаратын ұсыну үшін бинарлы әдісті қарастырады, ал байланыс сеансын сипаттау үшін (TLV) Tag-length-value арнайы аспабын ұсынады. Шлюз контроллерi кодтаудың екi әдiсін де қолдауы керек, осы уақытта шлюз – бұл бірден бір әдiс.

IP-телефония желілерін құру үшін әдістерді салыстыру. MGCP протоколы қолдануға негiзделген әдіс Н.323 ұсынысын қолдану кезінде келесідей маңызды артықшылыққа ие: ОКС7 сигнализациясының және басқа сигнализация түрлерінің шлюз контроллерін қолдану, сондай-ақ IP-телефония желісімен сигналдық хабарламаларды жеткізу. Н.323 ұсынысына негізделген желілерде ОКС7 сигнализациясы, сонымен қатар кез келген басқа сигнализация шлюзбен Н.225.0 (Q.931) сигналдық хабарламаларына еркiн аударылады.

MGCP протоколы шлюздармен басқару протоколы болып табылады, бiрақ қолданушылардың терминал жабдытарының (IP-телефондар) қатысатын қосуларды басқаруға арналмаған. Бұл MGCP протоколының негізіндегі желілерде терминал жабдығын басқаруға привратник немесе SIP серверi қатысуы керек екендігін бiлдiредi.

Байқауға тұратын бір жайт, IP-телефонияның қолданылып отырған қосымшаларында халықаралық және қалааралық байланыс қызметін ұсыну сияқты MGCP протоколын пайдалану орынсыз болып табылады, себебі берілетін IP-теефония желілері қазірде Н.323 протоколы негізінде құрылады. Операторға түбегейлi капитал жұмсауларға байланысты, MGCP (немесе SIP) протоколының негізіндегі IP-телефонияның жеке желісін құруға тура келедi. Сонымен бiрге, Н.323 стандарты жабдығынан тұратын байланыс операторы IP-телефония желiлерiне қосыла алады.

Н.323 және SIP – бәсекелестер ме, әлде серiктестер ме? SIP протоколы бірнеше бағыт бойынша бір мезетте іздеу салу және пайдаланушының жаңа орнына шақыруды(вызов) адрестеу сияқты пайдаланушылардың дербес мобильділігін қолдайтын құралдар жиынынан тұрады. Бұл серверде тұрған орнын анықтауды тіркеу жолымен ұымдастырылады, олардың өзара әрекеттесуі кез келген протоколмен жүзеге асырылады. Дербес мобильділік Н.323 протоколымен де қолданылады, бірақ икемсіздеу. Жалпы пайдаланушының бірнеше бағытта бір мезеттік іздеу салуы шектелген, себебі шлюзбен басқару құрылғысы пайдаланушының орнын анықтауға сұрау алғанымен басқа шлюзбен басқару құрылығыларына тізбек бойымен жібермейді.

SIP протоколы өзінің түрлі нұсқаларының үйлесімділігін қамтамасыз етедi: біршама алдыңғы нұсқаларының жабдығы оған түсініксіз болған хабарлама өрістерін жояды.Бұл протоколдың өзін, ағымдық хабарламаның өңделуін және жаңа қызметтердің енгізілуін жеңілдетеді. Стандарттардың талаптарына сәйкес, Н.323 протоколының бүкіл нұсқалары біршама алдыңғы нұсқаларымен жұмыс істей алуы тиіс. Бұл әбден ақылға сиымды талап, дегенмен ол хабарламалардың өлшемiн елеулi үлкейтедi және олардың қайта кодтауын күрделендiредi. Сонымен бiрге бұл жерде түрлi өндiрушiлердiң жабдықтарының өзара әрекеттесуінің мәселелері кездеседі.

Протоколдың мүмкiндiктерiнiң кеңейтiлуіне, сонымен қатар оны iске асыратын жабдықтың үйлесiмдiгiне Кодектерге әсер етеді. SIP-те терминалдың функционалдық мүмкiндiктерi туралы мәлiметтiң берiлуі үшін SDP протоколы қолданылады. Сондықтан да Н.323 протоколы негізінде кодтаудың қосымшаларын стандартты емес алгоритмдермен жүзеге асыру кезінде белгілі бір қиындықтар туындауы мүмкін.

SIP протоколы талаптарға байланысты ауыстырылатын және бiр-бiрiмен тәуелсiз жұмыс iстей алатын, бiткен (модулдер) компоненттердiң жиынынан тұрады.

Н.323 протоколының құрылымы (архитектурасы) бір бүтiн және бiр реттік қолдануға арналған протоколдар жиынынан тұрады. Протокол үш негiзгi құраушылардан тұрады және жаңа қызметтiң жасалуы үшін олардың әрқайсыларының түрлендiрілуi талап етіледі.

SIP сервері үнсіз келісім бойынша ағымдағы байланыс сеанстары туралы мәлiметтердi сақтамайды, сондықтан да Н.323-тің шлюзбен басқару құрылғысына қарағанда, көбірек шақыруларды өңдеуге қабілетті болып келеді. Сонымен бiрге, мұндай мәлiметтердiң жоқтығы IP-желiнi ЖҚТЖ-мен өзара әрекеттесуді ұйымдастыруда қиындықтар туғызады.

Н.323 желiсінiң аймақтық құрылымы желіні аймақ санын көбейте отырып кеңейтуге мүмкiндiк бередi.

Қосылуды орнату уақыты – кез-келген протоколдың кілттік сипаттамаларының бірі. SIP протоколының желіге қосылуын орнатудағы сұрау салуда қажетті ақпараттардың бәрі бар, сондай-ақ бұл сұрау салуда терминалдың функционалдық мүмкіндіктерінің сипаттамасы да кездеседі, яғни желіге қосылуды орнату үшін бір транзакция жеткілікті. Н.323 протоколында қосылуды орнату рәсімі хабарламалардың бір реттік емес алмасуын талап етеді. Сайып келгенде, SIP протоколынындағы қосылуды орнатуға кететін уақыт шығыны Н.323 протоколына қарағанда едәуiр аз. Бұдан басқа, желіге қосылуды орнату уақытына сигналзация ақпаратын жіберуде қолданылатын тасымалдау протоколы әсер етеді. Екi протоколдарда да ТСР протоколы қолданылуы қарастырылған және тек протоколдың үшінші нұсқасы (UDP) пайдаланушы датаграммаларының протоколын iске асыру мүмкiндiктерін қарастырады.

Жүйелiк сипаттамаға протоколдармен қарастырылатынадрестеу жатады. URL-ды қолдану SIP протоколының күштi қасиеттерінің бірі болып табылады және оны DNS-серверлердiң қолданылып отырған жүйесiне біріктіруге және IP-желiде жұмыс iстейтiн жабдыққа оңай енгiзуге мүмкiндiк бередi. Пайдаланушы веб-беттерге шақыруларды қайта бағыттауға немесе электрондық почтаны қолдануға мүмкiндiк алады. SIP-те адрес ретінде іске қосылып тұрған отырған шлюз адресімен телефондық нөмір қолданылады. Н.323 протоколында транспорттық адрестер бүркеншік аттар қолданылады. Транспорттық адрестегі бүркеншік адресті түрлендіруді шлюздармен басқару құрылғысы орындайды.

Н.323 протоколы SIP протоколының күрделі протоколдарының бірі. Оның ерекшеліктерінің (спецификацияларының) жалпы көлемi 1000 бетке жақындайды. SIP протоколының ерекшеліктерінің (спецификацияларының) көлемi 200 беттен аспайды. H.323 протоколы хабарламаларында 100-ге жуық ақпараттық өріс қолданылады, ал SIP протоколында олардың жинағы бiрнеше ондық болып келеді. НТТР-дағы тәрізді, SIP протоколында хабарламалардың мәтiндiк форматы қолданылады. Бұл синтаксистiк талдауды және кодтың генерациясын жеңiлдетедi, кез келген бағдарламалау тiлiнiң негізінде протокол жүзеге асыруға мүмкiндiк бередi, пайдалану кезінде оны басқаруды, сонымен бiрге хабарламаларды талдауды жеңілдетеді, кейбiр өрiстердi қолдан ендiруге мүмкiндiк бередi.

Н.323 протоколында хабарламаалама ASS.1 екілік кодымен келтірілген, сондықтан оның өңделуі жылдам жүзеге асырылады, бірақ адам «құралданбаған көзбен» оны оқи алмайды.Оларды кодтау және кері кодтау үшін ASN.1 компиляторы қажет етіледі.

Келтірілген салыстырулыр негізінде мынадай қорытынды жасауға болады, SIP протоколы олар үшін IP-телефония желісі қызметтері «таза компьютерлік» қызметтерге қосымша болып табылса да, Интернет қызметінің провайдерлерін қолдануға арналған. Телефондық байланыстың операторларға арналған өзге суретінде желі телефония астында қоршалады, ал Интернет және барлық «сандық ойыншықтар» тек абонент сұрауларына арналған. Бұл операторлар Н.323 протоколын таңдайтыны сөзсіз, желі осы протокол негізінде құрылғанымен олар үшін IР желіге орнатылған ISDN «ескі таныс» болып қала береді.

 

Негізгі әдебиеттер: 2[229 – 271].

Қосымша әдебиеттер: 11[62 – 69].

Бақылау сұрақтары:

1. IP-телефония желісін құру кезінде MGCP хаттамасын қолданудың мәні неде?

2. MEGACO/ H.248 хаттамасының негізгі ерекшеліктері қандай?

3. MGCP мен MEGACO/ H.248 хаттамасының айырмашылығы неде?

4. MGCP және MEGACO/H.248 хаттамаларының қызмет ету қоңырауларының модель процесі.

5. IP-телефония желісінің құрылуына әр түрлі тәсілдерді салыстырыңдар.