Лекция 13 (Лекции по системам передачи данных), страница 2

Во время разговора между звонящим и вызываемым абонентами в IP-телефонии сохраняются следующие логические каналы:

После того, как на одной из сторон вешают трубку, по каналу Q.931 передается сигнал окончания связи.

После разрыва соединения вызывающий ПК должен снова связаться с привратником и послать ему сообщение RAS с запросом освобождения зарезервированной пропускной способности. Впрочем, вместо этого он может осуществить новый звонок.

Сложность реализации иерархической многопротокольной структуры H.323 побудила некоторых производителей поддерживать и развивать одновременно с Н.323 альтернативные протоколы взаимодействия IP-шлюзов. Это, к примеру, Nuera, Komode, Mediatrix и Ericsson с протоколом SIP (Session Initial Protocol), CISCO Systems с протоколами MGCP (Media Gateway Control Protocol) и SGCP (Simple Gateway Control Protocol), а так же некоторые другие. Несмотря на определённые преимущества альтернативных протоколов, набор рекомендаций Н.323 продолжает оставаться стандартом де-факто, потому претерпевает модернизации и дополнения, выражающиеся в различных версиях и фазах разработки.

Основные фазы межшлюзового взаимодействия под управлением гейткипера Н.323 для телефонного вызова, поступившего из телефонной сети на вход шлюза "А", с вызовом, направленным на абонента, подключенного к шлюзу "Б:

Стандарт H.323 был разработан ITU. В Интернет-сообществе многим он показался типичным продуктом телефонной компании: громоздким, сложным и недостаточно гибким. Было решено организовать специальный комитет IETF для создания более простой и гибкой системы передачи речи поверх IP. Основным результатом деятельности этого комитета стал протокол SIP (Session Initiation Protocol – протокол запуска соединения), описанный в RFC 3261. Протокол оговаривает способ установки телефонных соединений через Интернет, технологию организации систем для видеоконференций и способы создания других мультимедийных приложений. В отличие от H.323, представляющего собой целый набор протоколов, SIP – это единый модуль, способный взаимодействовать с разнообразными Интернет-приложениями. Например, номера телефонов определяются в виде URL, то есть на веб-страницах можно размещать гиперссылки, щелкнув на которых, пользователь сможет установить телефонное соединение (примерно так же схема mailto позволяет написать электронное письмо и отправить его по указанному в ссылке адресу).

Протокол SIP позволяет устанавливать и двухсторонние соединения (то есть обычные телефонные соединения), и многосторонние (когда каждый из участников может как слушать собеседников, так и говорить), широковещательные (когда один из участников говорит а остальные могут только слушать). Во врем сеанса связи могут передаваться аудио-, видео- или другие данные. Эта возможность используется, например, при организации сетевых игр с большим количеством участников в реальном времени. SIP занимается только установкой, управлением и разрывом соединений. Для передачи данных используются другие протоколы, например, RTP/RTCP. SIP – это протокол прикладного уровня, работающий поверх TCP или UDP.

Протокол SIP предоставляет разнообразные услуги, включая поиск вызываемого абонента (который может в данный момент быть далеко от своего домашнего компьютера), определение его возможностей, поддержку механизмов установки и разрыва телефонного соединения. В простейшем случае SIP устанавливает сеанс связи между компьютерами звонящего и вызывающего абонентов. Именно этот случай мы сейчас и рассмотрим.

Телефонные номера в SIP представляются в виде URL со схемой sip. Например, sip:dmitry@iu5.bmstu.ru свяжет вас с пользователем по имени dmitry, хост которого определяется DNS-именем iu5.bmstu.ru. SIP URL могут содержать так же адреса формата IPv4, IPv6 или реальные адреса телефонов.

Протокол SIP является текстовым, он построен по модели HTTP. Одна из сторон посылает ASCII-сообщение, в котором первая строка содержит имя метода, а ниже следуют дополнительные строки, содержащие заголовки для передачи параметров. Многие заголовки взяты из стандарта MIME, что позволяет SIP взаимодействовать с существующими Интернет-приложениями. Шесть методов, определяемых базовой спецификацией, перечислены в табл.1.

Для установки сеанса связи звонящий должен либо создать TCP-соединение с вызываемым абонентом и послать по нему сообщение INVITE, либо послать это же сообщение в UDP-пакете. В обоих случаях заголовки, содержащиеся во второй и всех последующих строках, описывают структуру тела сообщения, содержащего информацию о возможностях звонящего, типах мультимедиа и форматах. Если вызываемый абонент принимает звонок, он посылает в качестве ответа трехразрядный код результата типа HTTP. Следом за строкой с кодом результата вызываемый абонент может также сообщить данные о своих возможностях, типах мультимедиа и форматах.

Звонящий высылает ACK как для окончания работы протокола, так и для подтверждения приема кода 200.

Любая из сторон может послать запрос окончания сеанса связи, для этого используется метод BYE. Сеанс считается законченным после получения подтверждения от противоположной стороны.

Метод OPTIONS применяется для опроса возможностей машины. Обычно это делается перед запуском сеанса связи для того, чтобы определить, поддерживается ли тип сеанса, на который рассчитывает вызывающая сторона (например, передача голоса поверх IP).

Метод REGISTER относится к возможности протокола SIP разыскивать пользователя и соединяться с ним, даже если его нет дома. Сообщение, содержащие данный метод, отправляется на поисковый сервер SIP, хранящий данные о том, кто где находится в данный момент. Впоследствии с помощью этого сервера можно попробовать найти абонента. Операция переадресации, используемая при этом, показана на рис.4. На этом рисунке мы видим, что звонящий отправляет сообщение INVITE на прокси-сервер. Это делает возможную переадресацию незаметной. Прокси пытается разыскать абонента и посылает INVITE по найденному адресу. Дальнейшее общение представляет собой коммутацию последовательности сообщений при тройном рукопожатии. Сообщение LOOKUP и REPLY не входят в протокол SIP; на этой стадии может использоваться любой подходящий протокол в зависимости от типа поискового сервера.

Использование прокси и серверов переадресации в протоколе SIP

SIP обладает также множеством других свойств, среди них есть функции ожидания вызова, отображения звонка, шифрования и идентификации звонящего. Кроме того, есть возможность звонить с компьютера на обычный телефон, если есть доступ к соответствующему шлюзу между Интернетом и телефонной системой.

Сравнение H.323 и SIP