l_472_12078122
.pdfдеякі інші приписи. Таким чином, реалізація шлюзу може бути досить простою, а весь інтелект керування з'єднаннями переміщено на рівень Softswitch, який у моделі розподіленої комутації керує одночасно декількома шлюзами.
У протоколах SGCP, MGCP і MEGACO/H.248 елемент керування називають агентом виклику (call agent), однак програмний комутатор – це більше, ніж тільки агент керування викликами. Зазвичай, у продукт з маркою Softswitch виробники вміщують елементи рівня керування викликами декількох стандартів, щоб такий програмний комутатор міг взаємодіяти з іншими зонами телефонної мережі за найбільш популярних протоколах сигналізації. Так, програмний комутатор може містити брамник H.323, сервери стандарту SIP (proxy-сервер, сервер переадресації та сервер визначення місця розташування користувачів), а також шлюзи телефонної сигналізації для перетворення протоколів телефонних мереж, таких, як E1 CAS, ISDN Q.931 і СС-7 у протоколи сигналізації IP-телефонії ті ж SIP та H.225 стандарта H.323. Широка підтримка протоколів сигналізації дає змогу програмному комутатору знаходити спільну мову практично з будь-якими типами телефонних мереж – як з традиційними (з комутацією каналів), так і з пакетними.
Сигналізацію СС-7 також можна передавати IPмережею. Для цієї мети IETF створено спеціальний протокол транспортного рівня – протокол керування потоковим передаванням (Streaming Control Transmission Protocol, SCTP),
який використовують замість TCP для передавання інформації реального часу, чутливою до втрачання пакетів ( саме сигнальна інформація і є даними такого типу).
641
Програмні комутатори – «серце» сучасного вузла IPтелефонії. Вони здійснюють за одиницю часу значну кількість з'єднань: стільки ж, скільки телефонні комутатори міського та міжміського типів. Високого ступеню масштабованості досягають завдяки розподільчій моделі комутації, елементи якої взаємодіють стандартним чином, що забезпечує модульна побудова вузла комутації. Багато виробників пропонують програмні комутатори «частинами»: так, шлюз сигналізації СС-7 часто виготовляють як окремий програмний продукт, оскільки він не завжди є необхідним сервіс-провайдеру; окремо можуть поставлятися також сервери SIP.
Процедури налаштування з'єднань за протоколом SIP є простішими та компактнішими в порівнянні з аналогічними процедурами протоколів H.323, а ступінь інтеграції SIP з прикладними протоколами та службами Інтернет (перш за все з протоколом HTTP і службами DNS і WWW) є досить високою.
Нові послуги IP-телефонії
У мережі IP у проміжним пристроях інформація не зберігається інформація про кожне з'єднанні абонентів – комп'ютерів користувачів з серверами. Це одна з принципових її відмінностей від телефонної мережі. Комутатори телефонної мережі, навпаки, відстежують і запам'ятовують стан кожного виклику, що є однією з причин більш високої вартості передавання ними транзитного трафіку в порівнянні з IPмаршрутизаторами. Саме це використовують оператори IPтелефонії, пропонуючи міжнародні дзвінки за низькими цінами («IP-телефонія за картками»).
642
ITU неодноразово наголошує на тому, що здешевлення дзвінків і конкурентний тиск на сектор традиційної міжнародної телефонії є короткостроковою перевагою IPтелефонії. А в стратегічній перспективі основним напрямом стане розгортання нових послуг, зокрема інтегрованих з послугами передавання й маніпулювання даними, якими є:
•Click to Talk – ініціація телефонної розмови при перегляді сторінки Web;
•Internet Call Waiting – повідомлення абонента, який під’єднується за допомогою телефонної мережі до Інтернету, про вхідний дзвінка і, можливо, організація паралельної з сеансом Інтернет розмови за допомогою пакетного передавання;
•Unified Messaging – організація єдиної поштової служби для будь-яких повідомлень: електронної пошти Інтернет, факсів, голосу – з можливістю трансформації виду подання інформації.
Різноманітність послуг, їх налаштування відповідно до потреб конкретного користувача, простота програмування нової пропозиції, легкість інтеграції голосових послуг із послугами маніпулювання даними є перевагами IP-телефонії, її стратегічний потенціалом. Частину з них, описану стандартами SIP та H.245 як додаткові, може надавати безпосередньо програмний комутатор, а складніші реалізуються за допомогою серверів застосовань IP-
телефонії.
643
Softswitch може ініціювати нову послугу в рамках архітектури OSA/Parlay, звертаючись за допомогою стандартного API до потрібного застосовання. Сервер застосовань може знаходитися або в тій же локальній мережі, що й програмний комутатор, або в іншій IP-мережі.
Інтеграція систем адресації E.164 і DNS на основі
ENUM
Одним із обмежень сучасної IP-телефонії є неможливість встановлення з'єднання, коли ініціював дзвінок абонент використовує звичайний телефонний апарат, підключений до традиційної телефонної мережі, а абонент - ПК або IP-телефон, з'єднаний з Інтернет або приватної IPмережею. Складність подібного з'єднання пов'язана із застосуванням в загальнодоступних телефонних мережах і Інтернет різних схем адресації - системи телефонних номерів на основі стандарту E.164 і системи імен DNS.
Для подолання прірви між цими видами загальнодоступних послуг необхідний метод трансляції однієї схеми в іншу. Пропозиції робочої групи IETF з плану нумерації Е.164 (E.164 Numbering, ENUM), які надані у RFC 2916, вирішують цю задачу.
Підхід ENUM полягає в призначенні всім абонентам телефонії, підключеним до Інтернету або приватної IP-мережі, ідентифікаторів ще одного типу - телефонних номерів за стандартом E.164. Однак на кінцевих вузлах і навіть мережах, у яких виклик термініруется, ці телефонні номери не використовуються. Вони потрібні тільки для ідентифікації
644
абонента, що викликається стороною-ініціатором, що застосовує звичайний телефон, і маршрутизації виклику в межах традиційної телефонної мережі. Потім телефонні номери перетворяться в імена Інтернет за допомогою служби системи доменних імен DNS. Технічні моменти у схемі ENUM з організації відображення телефонних номерів на DNS-імена визначені в RFC 2916.
Природно, загальна схема ідентифікації абонентів може бути створена інакше, наприклад, шляхом введення нового класу адрес IPv6, добре, що там є відповідні резерви. Але пропозиція ENUM можна впроваджувати вже сьогодні, і в цьому його привабливість.
Централізовані розрахункові центри
Вихід IP-телефонія на національний та міжнародний рівні, забезпечує відкритий протокол взаєморозрахунків
(Open Settlement Protocol, OSP) і підтримка його провідними виробниками, а також вихід на ринок IP-телефонії спеціалізованих провайдерів - так званих провайдерів розрахункових центрів. За допомогою протоколу OSP численні провайдери послуг IP-телефонії можуть довірити розрахунки за передачу трафіку третій стороні - розрахунковому центру.
Схема використання протоколу OSP полягає в наступному. Якщо виклик не може бути термінірован усередині мережі деякого провайдера, то він передається програмним комутатором по протоколу OSP в розрахунковий центр. Отримавши запит, сервер OSP аутентифікує провайдера по своїй базі даних клієнтів і при позитивному результаті
645
повертає запросила стороні відповідь, де указується до трьох варіантів маршрутів до провайдерів IP-телефонії, які можуть термініровать даний виклик. Маршрути вибираються з урахуванням вартості послуги термінірованія. Після одержання відповіді шлюз вихідного провайдера з'єднується з шлюзом одного з вказаних сервером OSP провайдерів, в результаті чого встановлюється зв'язок між абонентами. Після закінчення сеансу зв'язку обидва шлюзу посилають повідомлення сервера OSP, на підставі яких він проводить розрахунок вартості послуги і передає ці дані серверам провайдерів.
Розрахункові центри особливо потрібні для IP-телефонії, тому що в цьому сегменті ринку діє багато невеликих маловідомих компаній. У більш сталому світі традиційної телефонії аутентифікація операторів часто взагалі не потрібно. Якщо виклик прийшов по певному виділеному каналу, значить, він виходить від давнього партнера із стійкою репутацією.
Поява стандартного протоколу OSP створює основу для масштабного вирішення даної проблеми, сприяючи появі крупних розрахункових центрів IP-телефонії.
18.2. Глобальна система персонального зв'язку Skype
Skype – це система VoIP, призначена для здійснення голосових, аудіо або відео сеансів зв'язку між комп'ютерами.
На сьогодні це одна з найбільш масових комунікаційних програм у світі.
646
Застосовання Skype розробила корпорація Skype Technologies S.A. (Люксембург). Усього три роки знадобилося для того, щоб можливості Skype оцінили мільйони користувачів, проте справді лавиноподібний попит на цей сервіс почався після того, як він «навчився» здійснювати не тільки з'єднання комп'ютер – комп'ютер, а й комп'ютер – телефон (стаціонарний, мобільний чи супутниковий – несуттєво), забезпечуючи прийнятну якість зв'язку та порівняно низьку вартість.
Основний принцип функціонування Skype полягає в тому, що програми та інформаційні ресурси (музика, відеофільми, фотографії), до яких звертаються Skype-клієнти, знаходяться в самих клієнтів, а не на серверах у сервіспровайдерів. Таким чином, Skype-клієнт не посилає свої виклики на центральний сервер, а здійснює пошук, звертаючись безпосередньо до інших Skype-клієнтів. Обмін голосовими або мультимедіа повідомленнями також відбувається без сервіс-провайдерів. Налаштовані за таким принципом з’єднання створюють самостійну мережу в якій не оплачують послуги сервіс-провайдерів, яка може бути як завгодно великою. До неї без обмежень можуть під’єднуватися нові користувачі, а ті, що вже входять до неї, можуть вільно її залишати.
Технологію організації подібної системи зв'язку називають технологію пірінгових мереж (розглядатимемо далі). У ній усі призначені для користувача комп'ютери виступають у ролі однорангових вузлів, тобто є клієнтами й серверами одночасно.
647
Таким чином, Skype є проектом міжнародної мережі, яка побудована на абсолютно відмінних від традиційних мереж принципах.
Використання програмного забезпечення та мережі Skype є безоплатним. Існують лише номінальні ціни за дзвінки, що здійснюються з мережі Skype-застосовань у ТфЗК. Оплата береться за використання VoIP-шлюзів, які з'єднують ці мережі. Користувачам продають пакет, який містить VoIPадаптер та має можливість використання VoIP-шлюзу. VoIPадаптер під'єднують до кабельного модему або домашньої мережі Ethernet (див. рис. 18.4).
голосова гарнитура
кабельний модем
VoIP - адаптер
LAN
домашня мережа
Рисунок 18.4. Під’єднання комп'ютера користувача з системою
Skype
Технологія пірінгових мереж Р2Р
Назва «пірінгові мережі» походить від англійської «peer-to-peer», що у перекладі означає рівнорангові мережі.
648
У рівнорангових мережах усі вузли за значимістю однакові (повна відсутність ієрархії): кожен вузол є одночасно клієнтом і сервером. Їх відмінною особливістю також є абсолютна розподіленість – немає єдиного керування.
Алгоритм, за яким однорангові вузли взаємодіють один з одним отримав назву «технологія Р2Р» (скорочення від peer- to-peer). Розглянемо один з варіантів технології Р2Р, заснований на методі хорди.
Нехай система містить n користувачів. Кожен має службове ім'я, подане рядком символів ASCII, що може бути відомо іншим користувачам.
Наявний у кожного вузла IP-адреси кодується m-бітним номером за допомогою хеш-функції. Для обчислення хешфункції в методі хорди використовують алгоритм SHA, який застосовують у криптографії. Таким чином, IP-адресу подають деякою функцією з аргументом у вигляді рядка змінної довжини та значенням – 160-бітовим числом високого ступеня випадковості, яке називають ідентифікатором вузла.
Загальна кількість можливих ідентифікаторів вузлів становить 2160. Усі вони розташовуються у зростаючому порядку, утворюючи велике коло чисел, деякі з яких відповідають реально наявним вузлам.
На рисунку 18.5 показано коло ідентифікаторів для m = 5. Реальним вузлам відповідають ідентифікатори 1, 4, 7, 12, 15, 20 і 27. Усі інші ідентифікатори поки не задіяно.
649
Реальний вузел |
30 |
31 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
29 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
6 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
|
|
7 |
24 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ідентификатор |
|
|
|
|
|
8 |
|
23 |
вузелa |
|
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
22 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
2,3 |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
19 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
18 |
|
|
|
13 |
|
|
|
17 |
16 |
|
15 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 18.5. Ідентифікатори вузлів
Будемо називати послідовником деякого вузла k у колі перший реальний вузол, наступний після нього, а функцією s
(k) визначення послідовника розглядатиме його ідентифікатор.
Наприклад, s (8) = 12, s (19) = 20 і т.д.
Назви name інформаційних ресурсів (аудіо записів, фотографій тощо), якими можуть обмінюватися користувачі в мережі також відпрацьовуються за допомогою алгоритму SHA хеш-функцією hash, і перетворюються в 160-бітові числа, які називають ключами key. Таким чином, щоб отримати ключ key з назви запису name, необхідно обчислити key = hash(name). Таке обчислення є локальною процедурою – викликом функції
hash.
650