12
Междугородние и международные звонки, как правило, бесплатны с услугами
VoIP. Единственная плата за ваш доступ в Интернет.
1.1.3. Архитектура IP-телефонии
Развертывание IP телефонии может быть таким же простым или
сложным, каким хочет организация. У крупных корпораций могут быть
разные проблемы по сравнению с небольшим бизнесом, например, с
подключением нескольких офисов по всему миру, расширенными
настройками или настройками, или необходимостью поддержки широкого
круга клиентов / конечных точек. Но для большинства их должна быть
достаточной базовая реализация - с размещенными службами или
соединительными линиями SIP. Естественно, что базовое развертывание по
протоколу IP, должно иметь какую-то основу, базовую архитектуру с
различными компонентами, которыми являются:
Локальная сеть предприятия - это внутренняя корпоративная или
корпоративная сеть, используемая сотрудниками и приложениями. Как
правило, это центр развертывания и соединяет различные части и механизмы
вместе.
Подключение к Интернету - это ваша связь с внешним миром.
Обычные задачи, такие как электронная почта, совместное использование
файлов, передача медиа и т. д., используют подключение к Интернету. Он
также используется ITSP для передачи голосовых вызовов. Скорость и
пропускная способность играют важную роль в обеспечении
высококачественных голосовых вызовов.
IP АТС (IP PBX) – сервер IP телефонии, который будет
взаимодействовать с VoIP и PSTN для соединения двух сетей. Как правило, на
практике происходит лишь замена или частичная модернизация офисной мини
АТС (УАТС) той, которая способна обрабатывать VoIP. Он выполняет все
13
функции УАТС, которые требуются предприятию, такие как маршрутизация
вызовов и управление вызовами.
IP-телефоны. Это пользовательский компонент всего
развертывания. Большинство сотрудников будут взаимодействовать только с
телефонами IP, которые могут быть мобильными устройствами, настольными
телефонами IP, программными телефонами, установленными на
компьютерных системах (софтфоны) с гарнитурой и с USB-питанием.
Вышеупомянутые части играют важную роль в любом развертывании IP
телефонии, и являются основными компонентами базовой архитектуры IP
телефонии.
Так же к базовой архитектуре, можно отнести не менее важные части,
без которых реализация IP телефонии невозможна в принципе. Такими
частями являются:
Контроллер шлюза, который непосредственно реализует
организацию соединений сеть IP телефонии и сеть PSTN. Он имеет несколько
ролей, обычно выполняющих функции управления вызовами и управления
мультимедиа. Контроллер должен поддерживать протоколы вызова, такие как
SIP или H.323, и протоколы мультимедиа, такие как MGCP или H.248.
Довольно часто это также является частью, которая генерирует
исчерпывающие записи звонков для выставления счетов.
Сервер приложений – приложение на базе программного
обеспечение, которое предлагает дополнительные услуги с добавленной
стоимостью на глобальном уровне или на основе клиента.
Медиа-шлюз. Основная роль медиашлюза заключается в передаче
голосовых пакетов с использованием протокола RTP. Он также выполняет
функции пакетирования в развертываниях, где сети ТфОП и IP сходятся.
Возможности медиашлюза могут значительно различаться в зависимости от
емкости, какого кодека используется и многих других переменных.
14
Медиа-сервер. Медиа-серверы необходимы для таких функций,
как голосовая почта, специальные объявления об услугах, видеоконференции,
голосовой набор или голосовая почта для конверсий по электронной почте. В
развертываниях VoIP, которые включают системы интерактивного голосового
ответа (IVR), это медиа-сервер, который играет центральную роль. Сервер
приложений управляет медиа-сервером в большинстве развертываний с
использованием SIP или XML.
Архитектура IP телефонии также включает в себя набор стандартов,
протоколов и кодеков, которые непосредственно обеспечивают сжатие и
декомпрессию речи в голосовые данные и IP пакеты.
1.2. Стандарты IP-телефонии
В существующих на сегодняшний день сетях IP-телефонии не
применяется один конкретный стандарт, который бы регулировал работу
интернет телефонии, в том числе приём и передачу мультимедийных
сообщений, аудио и видео трафика. Вместо этого, применяются три основных
стандарта и протокола. Допускается, как по одиночного, так и совместного их
использования, в зависимости от целей и задач проекта.
Рассмотрим их более детально.
1.2.1. Стандарт H.323
Протокол H.323 является стандартом МСЭ, который определяет, как
терминалы (ПК), оборудование и услуги для мультимедиа обмениваются
данными по сетям, которые не обеспечивают гарантированное качество
обслуживания (например, Интернет). Терминалы и оборудование H.323 могут
передавать видео, голос и данные в реальном времени или любую комбинацию
этих элементов. Продукты, которые используют H.323 для аудио и видео,
позволяют подключаться и общаться с другими людьми через Интернет, так
же как люди, использующие разные модели и модели телефонов, могут
15
общаться по нему и сегодня. H.323 в свою очередь, представляет собой ряд
других стандартов, которые определяют:
Как устанавливаются вызовы.
Рамки для согласования возможностей (процесс соединения двух
машин для связи друг с другом).
Как данные передаются по проводу.
Компоненты аудио и видео компрессора / декомпрессора (кодека).
Кодеки отвечают за процесс кодирования и сжатия информации
для транзита её по сети между узлами.
Для использования с низкой пропускной способностью стандарт H.323
определяет стандартные кодеки для аудио (G.723) и для видео (H.263),
которые позволяют пользователям отправлять и получать голосовые и
видеоизображения. В H.323 также указывается использование стандарта T.120
для конференц-связи. Более 120 ведущих компаний в отрасли публично
заявили о своем намерении поддерживать и внедрять H.323 в свои продукты и
услуги. Эта широкая поддержка устанавливает стандарт H.323 как ведущее
решение для передачи аудио и видеоконференций через Интернет.
Родоначальником стандарта H.323 считается набор спецификаций H.320 и
последовавшая серия H.32x, которая была разработана задолго до появления
IР-телефонии в 1990 г. Спецификации H.320 и H.32x регламентировали в сетях
ISDN видеоконференцсвязь. На данный момент стандарт H.323 повсеместно
используется в видеоконференциях на базе IP и интернет-телефонии.
Пользователи могут общаться через Интернет и использовать различные
продукты, совместимые со стандартом H.323.
1.2.2. Архитектура стандарта H.323
Стандарт H.323 определяет базовую архитектуру сети передачи
мультимедиаданных. На рисунке 1 изображена структура H.323-сети [6].
16
Рисунок 1 - Структура H.323-сети
Стандарт H.323 основан на четырех компонентах, используемых для
проведения видеоконференций, например, конференции «точка-точка» или
«многоточка»:
Конечные точки (Абонентские терминалы). Это оконечные
устройства с пользовательским интерфейсом, посредством которых и
происходит соединения двух или более пользователей в сети.
Шлюзы. Предназначаются для подключения двух разных сетей,
шлюз H.323 обеспечивает связь между сетями H.323 и другими сетями. Эта
четкая сетевая связь устанавливается путем перевода протоколов,
предназначенных для настройки и создания вызовов. А также преобразования
медиаформатов между различными сетями и обработки деталей переключения
между сетями, которые связаны между собой шлюзами.
Контроллеры зон (Гейткиперы). Являются основной точкой для
каждого вызова внутри своей зоны, предоставляя зарегистрированным
конечным точкам H.323 службам управления вызовами.
В сетях H.323 гейткиперы являются необязательными. Однако, если они
доступны в сети, конечные точки должны обязательно использовать свои
службы.
17
Многоточечный блок управления (MCU) или устройство
управлениями конференций. Название говорит само за себя, а именно
обеспечивают поддержку для конференцсвязи трех или более конечных точек,
или терминалов H.323. Каждый терминал, участвующий в конференции,
устанавливает соединение MCU.
1.2.3. Стандарт SIP
SIP (Session Initiation Protocol) — протокол инициирования или
установления сеанса - это протокол сигнализации, используемый для
инициирования, поддержки, изменения и завершения сеансов реального
времени, которые включают в себя видео, голос, сообщения и другие
приложения и службы связи между двумя или более конечными точками в
сетях IP.
SIP дополняет другие протоколы связи, такие как протокол реального
времени (RTP) и потоковые протоколы реального времени (RTSP),
используемые в сеансах на основе IP.
Протокол связи SIP определяет пять атрибутов при создании и
завершении мультимедийных сеансов:
• Расположение пользователя
• Доступность пользователей
• Возможности пользователя
• Настройка сеанса
• Управление сеансом
Различные типы сеансов SIP мультимедиа включают вызовы в интернет-
телефонии, видеоконференции и другие формы унифицированных
коммуникаций. Протокол может использоваться для приглашения участников
к одноадресным или многоадресным сеансам, которые не обязательно связаны
с инициатором.
Сам SIP не предоставляет услуги связи. Вместо этого спецификация
18
протокола определяет совместимые реализации функций SIP, называемых
примитивами, которые могут использоваться для облегчения различных
служб. Примитивы позволяют вставлять дополнительную информацию в
сообщение SIP, например, связывать фотографию пользователя с
информацией о каталоге, чтобы обладать мультимедийными
идентификаторами вызывающего абонента.
SIP также поддерживает функции сопоставления имен и
перенаправления, которые являются двумя ключевыми способами, которыми
протокол обеспечивает мобильность. Пользователи и конечные точки
обнаруживаются с помощью одного идентификатора, известного как единый
идентификатор ресурса (URI), который не зависит от их сетевого
расположения. URI являются буквенно-цифровыми, используя синтаксис,
который больше походит на адрес электронной почты, чем номер телефона
или IP-адрес.
В дополнение к службам реального времени SIP может использоваться
для асинхронных уведомлений о событиях, таких как автоматические
обратные вызовы, индикаторы ожидания сообщений и списки контактов в
зависимости от наличия.
Как и HTTP или SMTP, SIP работает на прикладном уровне модели связи
с открытым доступом (OSI).
SIP - это протокол запроса-ответа, получающий запросы от клиентов и
ответы от серверов. Запросы могут быть отправлены через любой
транспортный протокол, такой как UDP, SCTP или TCP.
SIP определяет конечную систему, которая будет использоваться для
сеанса, средства связи и параметры мультимедиа, и будет ли вызываемая
сторона соглашаться на общение. Как только они обеспечены, SIP
устанавливает параметры вызова на обоих концах связи, а также обрабатывает
передачу и завершение вызова.
Пользователи услуг интернет телефонии имеют персональные
19
идентификаторы - SIP-URL (Universal Resource Locators). SIP-адрес может
иметь несколько интерпретаций, исходя из общего правила [11]:
SIP-URI = sip: x @ y: Порт,
где x = имя пользователя и y = хост (домен или IP)
Поскольку SIP-адрес - это текст, похожий на адрес электронной почты,
он может содержать нечисловые символы. Поскольку клиент может быть SIP-
телефоном или другим устройством, имеющим только цифровую телефонную
клавиатуру, существуют различные схемы для связывания полностью
числового идентификатора с общедоступным SIP-адресом. К ним относятся
Инициатива iNum (которая выпускает номера в формате E.164, где
соответствующий SIP-адрес - номер «@ sip.inum.net»), SIP-брокер- сервисы
(которые связывают числовой префикс с доменным именем SIP) и серверы
доменных имен e164.org и e164.arpa (которые конвертируют числа в адреса по
одному в качестве обратных запросов DNS).
SIP-адреса могут использоваться непосредственно в файлах
конфигурации SIP-устройств или указываться через веб-интерфейс
провайдера шлюза передачи голоса по IP (обычно в качестве адресата
переадресации вызова или записи адресной книги). Системы, которые
позволяют быстрый набор из пользовательской адресной книги с
использованием вертикального служебного кода, могут позволить
преобразовать короткий цифровой код (например, * 75xx) в предварительно
сохраненный буквенно-цифровой SIP-адрес.
1.2.4. Архитектура стандарта SIP
SIP является открытым стандартным протоколом для доставки
голосовых, видео и мультимедийных сообщений. Протокол SIP находится в
прикладном уровне сети. Он устанавливает, изменяет и завершает
мультимедийные сеансы (в первую очередь голосовые и видео) между
20
интеллектуальными устройствами. Протокол SIP включает в себя некоторый
набор элементов, с которыми он взаимодействует. (рисунок 2) [11]:
Рисунок 2 – Элементы SIP протокола
Рассмотрим их более детально.
Пользовательские агенты. В среде SIP есть два типа
пользовательских агентов: UAC и UAS, которые выполняют функцию
инициирования запросов и ответов. В качестве примера взаимодействия
пользовательских агентов, например, Абонент А звонит абоненту Б.
Пользовательский агент-клиент - UAC (User Agent Client) посылает запросы и
получает ответы. А пользовательский агент-сервер - UAS (User Agent Server)
принимает запросы и посылает ответы. (рисунок 3) [11]:
Рисунок 3 - Взаимодействие UAC и UAS
21
Регистратор. Регистратор - это каталог, который действует как
хранилище для хранения URL-адресов SIP и связанных с ними контактов.
Например, Каталоги LDAP/User.
Прокси-сервер. Прокси-сервер выполняет маршрутизацию
запросов SIP-запросов и ответов на уровне
приложений. Например, переадресация вызова на голосовую почту.
Домашние прокси-серверы/службы определения местоположения
- сообщения SIP, обычно отправляются в первичный AOR пользователя (адрес
записи), например, номер его наземной линии. Домашний прокси в сочетании
с службами определения местоположения может перенаправлять его на
предпочтительный контактный адрес (или) несколько контактных адресов
пользователя, например, клиент SIP на сотовом телефоне, софт-телефоне на
своем компьютере и т. д.
Серверы переадресации. Сервер перенаправления направляет
агента пользователя на другой сервер без пересылки его запросов.
Сервер присутствия - принимает информацию о присутствии
(информацию о доступности), сохраняет ее и распространяет ее - от и до
конечных точек. Например, Сообщения о статусе, такие как «занято»,
«доступно».
Шлюзы - шлюз обеспечивает преобразование протокола и
межоперационную совместимость между SIP и другими протоколами, такими
как H.323, ISDN, MGCP и т. д. В качестве шлюза могут выступать оконечное
оборудование пользователя, например, ATA адаптеры, IP телефоны.