Wykład 3 Protokoły syg nalizacji w sieciach telefonii H.323

Tematyka wykładu

1. Wprowadzenie

2. Funkcje, komponenty i protokoły standardu H.323

3. Elementy sieci H.323

4. Sygnalizacja – wykrywanie strażników bram i rejestracja

5. Przykład sesji H.323

6. Podsumowanie

Wprowadzenie

H.323 to hybrydowy system skonstruowany ze scentralizowanych, inteligentnych strażników. Choć standard H.323 jest pełniejszy, niż we wcześniejszych wersjach, nadal istnieje kilka problemów; na przykład związanych z długim czasem ustanawiania połączeń, przeciążeniem protokołu konferencyjnego wyposażonego we wszystkie funkcje, zbyt wieloma funkcjami wymaganymi na każdym strażniku oraz kwestią skalowalności dla implementacji połączeń routowanych przez strażnika.

Standard H.323

Zalecenie H.323 opisuje terminale, wyposażenie oraz usługi, wykorzystywane w trakcie telekonferencji multimedialnych, obsługiwanych przez zasoby sieci pakietowych, bez możliwości gwarantowania QoS.

Prace nad standardem H.323 rozpoczęto na początku lat 90. Firmy telekomunikacyjne zainteresowały się przesyłaniem sygnału audio i wideo poprzez sieci IP. Pierwszą wersję przyjęto oficjalnie w 1996 roku a kolejne wersje przyjęto:

 wersja 2 w roku 1998,

 wersja 3 w roku 1999,

 wersja 4 w roku 2000,

 wersja 5 w roku 2003.

Funkcje H.323

• sygnalizację

• kontrolę połączenia

• transport

• kontrolę multimediów

• kontrolę pasma dla konferencji

Komponenty i protokoły H.323

Sygnalizacja połączenia • H.225

Kontrola mediów • H.245

Kodeki dźwięku • G.711, G.722, G.723, G.726, G.729

Kodeki obrazu • H.261, H.263

Współdzielenie danych • T.120

Transport mediów • RTP/RTCP

Mechanizmy składowe H.323:

 H.225 - sterowanie realizacją wąskopasmowych usług wideo – telefonicznych, routing między domenami (annex G)

 H.235 - funkcje bezpieczeństwa

 H.245 - negocjowanie wykorzystania kanału oraz własności wymiany

 H.450.x - usługi dodatkowe

 Q.931 - sygnalizacja

 T.126/T.127 - usługi standardowe

 T.124 - podstawowy schemat sterowania konferencją

 T.122/T.125 - usługa komunikacji wielopunktowej

Protokoły H.323

Warstwy H.323

Sygnalizacja RAS

 To zawodne połączenie UDP przenosi komunikaty, które służą do rejestracji, wejścia, modyfikacji pasma, stanu i procedur zwalniania.

 Sygnalizacja RAS zapewnia kontrolę przedpołączeniową w sieciach H.323, gdzie istnieją strażnicy i strefa.

 W sieci IP ustanawiany jest kanał RAS między punktami końcowymi a strażnikami. Kanał RAS jest otwarty przed ustanowieniem innych kanałów i jest niezależny od kanałów sygnalizacji kontroli połączenia i transportu mediów.

Komunikaty RAS

Protokół Q.931

Zadaniem protokołu jest obsługa sygnalizacji wywołań oraz wymiana danych technicznych w fazie zestawiania sesji. Specyfikacja standardu określa reguły interakcji warstw H.323 z użytkownikiem, których przestrzeganie gwarantuje ich systemową interoperacyjność.

W ramach modelu odniesienia H.323 schemat Q.931 pełni funkcje protokołu warstwy łącza danych, odpowiedzialnego za techniczną stronę akcji ustanawiania połączeń oraz formatowanie danych. Protokół tworzy niezawodny nośnik, stanowiący platformę przekazu komunikatów, których zawartością oraz przetwarzaniem steruje warstwa H.225.

Protokół H.245

Protokół H.245 stanowi mechanizm sygnalizacyjny warstwy aplikacji, wykorzystywany przez wiele funkcji systemu H.323. Podstawowym zadaniem protokołu jest transferowanie sygnalizacji pomiędzy terminalami

uczestniczącymi w telekonferencji. Umożliwia on:

• wzajemne informowanie się terminali o możliwościach nadawania i odbioru mediów,

• wymuszanie przejścia strony w określony tryb przekazu,

• obsługę procedur wymiany mediów w kanale transportowym,

• wskazywanie statusu oraz prowadzenie akcji nadzorczo – sterujących.

Komunikaty H.245

Architektura H.323

Elementy H.323

• Terminal (ang. Terminal)

• Brama (ang. Gateway)

• Strażnik (ang. Gatekeepers)

• Mostek konferencyjny (ang. Multipoint Control Unit)

• Elementy brzegowe (ang. Borders elements).

Elementy sieci H.323

Terminal H.323

Brama H.323

Brama H.323 odzwierciedla cechy punktu końcowego SCN (Switched Circuit Network) i punktu końcowego H.323. Dokonuje translacji między formatami transmisji dźwięku, obrazu i danych, jak również systemami komunikacji i protokołami. Dotyczy to konfiguracji połączenia i rozłączenia zarówno w sieci IP, jak i SCN.

Brama składa się z dwóch elementów:

 Sterowanie (ang. Media Gateway Control) – translacja sygnalizacji;

 Bramka medialna (ang. Media Gateway) – translacja mediów

Strażnik

 Opcjonalna funkcja, strażnik, dostarcza punktom końcowym H.323 usługi kontroli na poziomie połączenia

i przed połączeniem.

 Strażnicy bram są logicznie oddzieleni od pozostałych elementów sieci w środowiskach H.323.

 Jeżeli zaimplementowano więcej niż jednego strażnika, komunikacja jest osiągana w nieokreślony sposób.

Zadania strażnika

• Translacja adresu

  • Dostarcza adresy IP punktów końcowych na podstawie aliasów H.323 (na przykład: [e-mail])

  • adresy E.164 (standardowe numery telefonów)

• Kontrola wejść

  • Zapewnia autoryzowany dostęp do H.323, używając komunikatów żądania, potwierdzenia i odrzucenia wejścia (ARQ/ACF/ARJ),

• Kontrola pasma

  • Zarządzanie wymogami pasma punktu końcowego przy użyciu komunikatów żądania, potwierdzenia i odrzucenia pasma (BRQ/BCF/BRJ)

• Zarządzanie strefą

  • Dostarczone zarejestrowanym terminalom, bramom i jednostkom MCU

Opcjonalne zadania strażnika

• Sygnalizacja kontroli połączenia

  • Używa modelu GKRCS (ang. Gatekeeper Routed Call Signaling).

• Autoryzacja połączenia

  • Pozwala strażnikom bram ograniczyć dostęp do pewnych terminali i bram, lub ograniczyć dostęp na podstawie strategii bazującej na porze dnia.

• Zarządzanie pasmem

  • Pozwala strażnikowi bramy odrzucić wejście, jeśli żądane pasmo nie jest dostępne.

• Zarządzanie połączeniem

  • Usługi obejmujące utrzymanie aktywnej listy połączeń, której można użyć do stwierdzenia, czy dany punkt końcowy jest zajęty.

Multipoint Controller Unit

Jednostka MCU

Wielopunktowy kontroler MC (ang. Multipoint Controller) obsługuje konferencje pomiędzy trzema lub większą liczbą punktów końcowych w konferencji wielopunktowej.

Wielopunktowy procesor MP (ang. Multipoint Processor) odbiera dźwięk, obraz oraz strumienie danych i rozprasza je na punkty końcowe uczestniczące w konferencji wielopunktowej.

Serwer proxy H.323

Serwer proxy H.323 działa na poziomie warstwy aplikacji i może sprawdzać pakiety przepływające pomiędzy dwiema komunikującymi się ze sobą aplikacjami. Serwery Proxy mogą określić punkt docelowy dla połączenia i dokonać tego połączenia, jeśli jest to żądane.

Wykrywanie strażnika bram

Rejestracja

Sesja H.323

Sesje H.323 pomiędzy dwoma terminalami z wykorzystaniem strażnika można podzielić na cztery etapy:

1) ustanowienie połączenia

2) inicjowanie sesji

3) sesja multimedialna

4) zakończenie sesji

Sesja H.323 – ustanowienie połączenia

Sesja H.323 - inicjowanie sesji

Sesja H.323 – sesja multimedialna

Sesja H.323 – zakończenie sesji

Podsumowanie

• Standard H.323 obejmuje: sygnalizację, kontrolę połączenia, transport, kontrolę multimediów, kontrolę pasma dla konferencji dwu punktowych i wielopunktowych.

• Elementy sieci H323, to: terminale, bramy, strażnicy oraz jednostki MCU (Multipoint Control Units).

• Terminale H.323 muszą być wyposażone w jednostkę kontroli systemu, transmisję mediów, kodek dźwięku i interfejs sieciowy oparty na pakietach. Do opcjonalnych wymogów należą kodek wideo i aplikacje danych użytkownika.

• Jeśli w systemie H.323 obecny jest strażnik, musi wykonywać zadania: translacja adresu, kontrola wejść, kontrola pasma, zarządzanie strefą.

• Rodzina protokołów H.323 jest podzielona na trzy główne obszary kontroli:

  • Sygnalizacja rejestracji, wejścia i stanu (RAS) – zapewnia kontrolę przedpołączeniową.

  • sygnalizacja kontroli połączeń – używana do nawiązywania i utrzymywania oraz zrywania.

  • kontrola i transport mediów – zapewnia niezawodny kanał H.245 przenoszący komunikaty kontroli mediów.