3.2.1.1. Giới thiệu chung
H.32x là họ giao thức của ITU-T định nghĩa cỏc dịch vụ đa phương tiện qua cỏc mạng khỏc nhau và H.323 là một phần trong họ này. H.323 là giao thức xỏc định cỏc thành phần, cỏc giao thức cũng như cỏc bước thực hiện để cung cấp dịch vụđa phương tiện qua mạng gúi. Cỏc dịch vụđa phương tiện ởđõy cú thể là truyền tớn hiệu tiếng, tớn hiệu hỡnh thời gian thực và dữ liệu. Người ta hy vọng rằng cỏc mụ hỡnh truyền thụng đa phương tiện này cú thể hỗ trợ cho ngành viễn thụng trong cỏc ứng dụng video như
teleconferencing và data-conferencing hoặc truyền file.
Mạng gúi cú thể là Internet, EN (Enterprise Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network), WAN (Wide Area Network). H.323 cú thể cung cấp 1 trong 3 dịch vụ sau tiếng, hỡnh hay dữ liệu cũng như tổ hợp cỏc dịch vụ. Ngoài ra nú cú thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ đa phương tiện đa điểm (multipoint multimedia communications).
Mặc dự H.323 cú nhiều cụng dụng nhưng trọng tõm chớnh của thị trường đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP. Thực tế, trong giai đoạn đầu cụng nghệ VoIP sử dụng chuẩn H.323 làm giao thức bỏo hiệu cuộc gọi trong mạng và vỡ thế VoIP chỉ sử dụng một phần cấu trỳc H.323. Trong mạng NGN tương lai, H.323 vẫn cú thể sử dụng để bỏo hiệu cho cỏc VoIP gateway hay cho đầu cuối đa phương tiện.
H.323 cú thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng ATM. Thậm chớ là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng cú thể tham gia vào hội nghị
H.323 nhưng chỉ với khả năng audio. H.323 cú mối liờn quan chặt chẽ với cỏc chuẩn H32x, là cỏc chuẩn truyền thụng video cho mạng ISDN.
Khi được sử dụng cho thoại IP, H.323 bao gồm cả cỏc cuộc gọi VoIP được thực hiện giữa cỏc kết cuối H.323 hoặc giữa kết cuối H.323 và cỏc gateway H.323.
3.2.1.2. Cỏc thành phần của H.323
Giao thức H.323 định nghĩa 4 thành phần: Terminal – kớ hiệu là T, Gateway – GW, Gatekeeper – GK, MCU - multipoint control unit.
Hỡnh 3.4 - Mụ hỡnh mạng H.323 đơn giản
Hỡnh 3.5 - Mạng H.323
Chồng giao thức mà H.323 hỗ trợđược trỡnh bày trong hỡnh sau:
Hỡnh 3.6 - Cỏc giao thức thuộc H.323
Là thành phần dựng trong truyền thụng 2 chiều đa phương tiện thời gian thực
được dựng trong việc kết nối cỏc cuộc gọi.
Đầu cuối H.323 cú thể là một mỏy tớnh, một điện thoại, điện thoại truyền hỡnh, hệ
thống voicemail, thiết bị IVR (Interactive Voice Response) hay là 1 thiết bị độc lập cú cỏc ứng dụng đa phương tiện H.323. Ngoài ra nú cũn tương thớch với đầu cuối H.324 của mạng chuyển mạch kờnh và mạng di động, đầu cuối H.310 của B-ISDN, đầu cuối H.320 của ISDN, v.v…
Một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ cỏc giao thức sau:
ắ H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo cỏc kờnh thụng tin.
ắ H.225 cho quỏ trỡnh bỏo hiệu và thiết lập cuộc gọi.
ắ RAS cho việc đăng ký và điều khiển cỏc hoạt động quản lý khỏc với GK.
ắ RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền cỏc gúi thụng tin thoại và hỡnh.
ắ G.711 cho quỏ trỡnh mó húa và giải mó tiếng núi
ắ T.120 cho hội thảo dữ liệu và hỗ trợ khả năng tương tự của MCU. Hỡnh sau minh họa cỏc giao thức mà một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ:
Hỡnh 3.7 - Chồng giao thức tại đầu cuối H.323
b) Gateway
GW là thành phần dựng để kết nối 2 mạng khỏc loại nhau. Một cổng H.323 dựng
mạng khỏc loại nhau thực hiện được nhờ việc dịch cỏc giao thức (protocol translation) khỏc nhau cho quỏ trỡnh thiết lập và giải tỏa cuộc gọi, việc chuyển đổi dạng thụng tin giữa cỏc mạng khỏc nhau và việc truyền thụng tin giữa cỏc mạng kết nối với GW. Tuy nhiờn một GW sẽ khụng cần thiết cho việc liờn lạc giữa cỏc đầu cuối thuộc cựng mạng H.323.
Cấu tạo của một gateway bao gồm một Media Gateway Controller (MGC), Media Gateway (MG) và Signaling Gateway (SG) được minh họa trong hỡnh vẽ sau:
Hỡnh 3.8 - Cấu tạo của gateway
Cỏc giao thức mà một GW phải hỗ trợđược minh họa trong hỡnh sau:
c) Gatekeeper
Một GK được xem là bộ nóo của mạng H.323, nú chớnh là điểm trung tõm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323. Mặc dự là thành phần tựy chọn nhưng GK cung cấp cỏc dịch vụ quan trọng như việc dịch địa chỉ, sự ban quyền và nhận thực cho đầu cuối terminal và GW, quản lý băng thụng, thu thập số liệu và tớnh cước.
Ngoài ra nú cũng cung cấp dịch vụđịnh tuyến cuộc gọi. Đõy là một chức năng cú rất nhiều ưu điểm vỡ quỏ trỡnh giỏm sỏt cuộc gọi cũng nhưđịnh tuyến qua GK sẽ cung cấp hoạt động mạng tốt hơn. Điều này là do việc GK đưa ra quyết định định tuyến dựa trờn rất nhiều yếu tố, vớ dụ như yếu tố cõn bằng tải giữa cỏc GW.
Hỡnh 3.10 - Chức năng của một Gatekeeper Cỏc chức năng cần thiết của một GK:
- Dịch địa chỉ (Address Translation): một cuộc gọi đi trong mạng H.323 cú thể
dựng bớ danh (alias) để chỉ địa chỉ của đầu cuối đớch (destination terminal). Do
đú ta cần phải sử dụng chức năng này để dịch bớ danh sang địa chỉ H.323. - Quản lý việc thu nhận đầu cuối (Admission Control): GK sử dụng bỏo hiệu
RAS để quản lý việc tham gia vào mạng H.323 để cú thể tham gia vào một kết nối nào đú của cỏc đầu cuối dựa vào một số tiờu chuẩn như băng thụng cũn
trống, sự cho phộp hay một số tiờu chuẩn khỏc mà một số yờu cầu đặc biệt khỏc
đũi hỏi đỏp ứng.
- Điều khiển băng thụng (Bandwidth Control): GK điều khiển băng thụng bằng bỏo hiệu RAS. Vớ dụ nếu người điều hành mạng đó xỏc định số cuộc gọi tối đa
được thực hiện cựng lỳc thỡ mạng cú quyền từ chối bất cứ cuộc gọi nào khi số
cuộc gọi tại thời điểm đú đó đạt đến ngưỡng này.
- Quản lý vựng hoạt động (Zone management): GK chỉ cú thể thực hiện cỏc chức năng trờn đối với cỏc terminal, GW và MCU thuộc vựng quản lý của nú. Hay núi cỏch khỏc GK định nghĩa cỏc đầu cuối (endpoint) nú quản lý.
Cỏc chức năng tựy chọn của GK:
- Bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signaling): Đõy gọi là chế độ bỏo hiệu cuộc gọi giỏn tiếp qua GK để phõn biệt với bỏo hiệu trực tiếp.
- Chấp nhận cuộc gọi (Call Authorization): GK cú quyền quyết định cho một đầu cuối (endpoint) cú thể thực hiện một cuộc gọi hay khụng.
- Quản lý cuộc gọi (Call Management): chức năng này cho phộp GK lưu trữ tất cả
cỏc thụng tin về cỏc cuộc gọi mà nú xử lý (cỏc cuộc gọi xuất phỏt từ vựng hoạt
động của nú).
d) Multipoint Control Unit
Multipoint Control Unit (MCU) là thành phần hỗ trợ trong dịch vụ hội nghị đa
điểm cú sự tham gia của từ 2 terminal H.323 trở lờn. Mọi terminal tham gia vào hội nghị đều phải thiết lập một kết nối với MCU. Và MCU quản lý tài nguyờn phục vụ cho hội nghị, thương lượng giữa cỏc terminal để xỏc định loại codec (Coder/ Decoder) nào cho tiếng và hỡnh được sử dụng đồng thời xử lý dũng thụng tin truyền.
Một MCU bao gồm 2 thành phần con: bộ điều khiển đa điểm (Multipoint Controller- MC) và thành phần tựy chọn bộ xử lý đa điểm (Multipoint Processor- MP).
Hỡnh 3.11 - Cấu tạo của Multipoint Control Unit
- Bộ điều khiển đa điểm (Multipoint Controller - MC) cú nhiệm vụ thiết lập và quản lý hội thoại nhiều bờn qua H.245. MC cú thểđược đặt trong Gatekeeper, Gateway, Terminal hoặc MCU.
- Bộ xử lý đa điểm (Multipoint Processor – MP): Đúng vai trũ trộn tớn hiệu, phõn kờnh và lưu chuyển dũng bit trong quỏ trỡnh giao tiếp giữa cỏc bờn tham gia hội thoại.
Đối với MCU tập trung thỡ cú đầy đủ MC và MP. Đối với MCU phõn quyền thỡ chỉ cũn chức năng của MC. Sự khỏc nhau ở chỗ trong hội thoại phõn quyền, cỏc bờn trao đổi trực tiếp với nhau mà khụng phải thụng qua MCU. Ngoài ra, người ta cú thể
kết hợp giữa hai loại này tạo thành MCU lai ghộp.
3.2.1.3. Cỏc giao thức thuộc H323
a) Giao thức bỏo hiệu RAS (H.225.0)
Giao thức RAS (Registration, Admission and Status) là giao thức được sử dụng
để thực hiện việc đăng ký, quản lý việc tham gia của cỏc đầu cuối, thay đổi băng thụng, trao đổi trạng thỏi và loại bỏ đăng ký giữa cỏc đầu cuối với GK. Cỏc bản tin RAS sẽ được trao đổi qua kờnh bỏo hiệu RAS và kờnh bỏo hiệu này sẽđược thiết lập đầu tiờn trước khi cỏc kờnh khỏc được thiết lập. Ngoài ra, cỏc bản tin RAS được truyền qua giao thức UDP khụng tin cậy nờn việc trao đổi cỏc bản tin này cú thể bị timeout và dẫn đến việc chỳng sẽđược phỏt lại. Cỏc bản tin RAS truyền qua UDP nhờ cỏc cổng 1718 (cho multicast) và 1719 (cho unicast - cú nghĩa là chỉ truyền đến 1 nơi nhận).
Phần lớn cỏc bản tin RAS cú 3 loại: yờu cầu (request, thường được viết tắt xRQ), xỏc nhận (confirm, viết ngắn gọn là xCF) và từ chối (reject, viết gọn là xRJ).
Bỏo hiệu RAS cú cỏc chức năng cơ bản như sau:
- Tỡm kiếm GK (Gatekeeper discovery): cho phộp một đầu cuối xỏc định GK điều khiển nú. Quỏ trỡnh này cú thể được thực hiện động hay tĩnh. Đối với quỏ trỡnh xỏc
định tĩnh thỡ đầu cuối đó biết trước địa chỉ (transport address) hay địa chỉ mạng của GK quản lý nú. Đối với quỏ trỡnh xỏc định động thỡ đầu cuối sẽ phỏt đi bản tin multicast GRQ (Gatekeeper discovery Request) để tỡm GK điều khiển mỡnh. Cỏc GK sẽ phản hồi bằng bản tin GCF (confirm) để trả lời cho bản tin trờn nếu nú chớnh là GK điều khiển của đầu cuối đú. Ngược lại nú sẽ đỏp ứng bằng bản tin GRJ (reject). Cú thể cú 1 hay nhiều GK là GK điều khiển của đầu cuối đưa ra yờu cầu.
- Đăng ký (Endpoint Registration): quỏ trỡnh đăng ký được cỏc đầu cuối sử dụng để
tham gia vào một vựng hoạt động đồng thời nú thụng bỏo cho GK quản lý nú địa chỉ
truyền tải cũng như bớ danh (alias) của mỡnh. Đầu cuối muốn đăng ký đến 1 GK nào đú sẽ gởi bản tin RRQ (Registration Request). Nếu GK đồng ý cho đầu cuối tham gia vào mạng sẽ đỏp ứng cho đầu cuối bằng bản tin RC (confirm). Nếu khụng thỡ đầu cuối sẽ
nhận được phản hồi RRJ (reject) và nú sẽ khụng được GK cung cấp bất cứ một dịch vụ
nào.
- Xỏc định vị trớ của đầu cuối (Endpoint Location): đõy là quỏ trỡnh xỏc định địa chỉ
truyền tải của một endpoint trong trường hợp chỉ biết bớ danh của nú. Cả GK hay đầu cuối cú thể thực hiện chức năng này. Bờn cú yờu cầu xỏc định đầu cuối sẽ phỏt bản tin LRQ (Location Request). Nơi nhận yờu cầu cú đỏp ứng được hay khụng thể hiện qua bản tin phản hồi LCF (confirm) hay LRJ (reject).
- Điều khiển việc tham gia (Admission control): đõy là quỏ trỡnh xem xột sự cho phộp tham gia của một endpoint nào đú vào một phiờn làm việc. Đầu tiờn, endpoint muốn tham gia vào phiờn làm việc thỡ nú sẽ gởi yờu cầu đến GK quản lý nú bằng một bản tin ARQ (Admission Request). Nếu GK chấp nhận thỡ nú sẽđỏp ứng bằng bản tin ACF (confirm), ngược lại thỡ bản tin ARJ (reject) sẽđược trả về.
- Thoỏt khỏi kết nối (Disengage): khi cú 1 đầu cuối muốn thoỏt khỏi một kết nối thỡ nú sẽ gởi đến GK bản tin DRQ (Disengage Request). Nếu yờu cầu trờn được đồng ý nú sẽ nhận được đỏp ứng DCF (confirm), ngược lại sẽ nhận được DRJ (reject).
- Sự thay đổi băng thụng (Bandwidth change): đõy là chức năng yờu cầu thay đổi băng thụng cho một kết nối nào đú, cú thể được yờu cầu bởi endpoint tham gia kết nối
đú hay GK. Bờn muốn thay đổi băng thụng sẽ phỏt ra bản tin BRQ (Bandwidth Request). Bờn nhận yờu cầu này nếu chấp nhận sẽ phản hồi bằng bản tin BCF (confirm), ngược lại sẽđỏp ứng bằng bản tin BRJ (reject).
- Trao đổi thụng tin trạng thỏi (Status hay cũn gọi là Information): là quỏ trỡnh
được sử dụng bởi GK và endpoint để EP thụng bỏo cho GK cỏc thụng tin trạng thỏi của một kết nối nào đú. Khi GK muốn biết thụng tin trạng thỏi về cuộc gọi nào đú nú sẽ
gởi bản tin IRQ (Information Request). Endpoint gởi trả cỏc thụng tin chi tiết về cuộc gọi yờu cầu bằng bản tin phản hồi là IRR (Information Response).
-Ngoài ra trong bỏo hiệu RAS cũn cú một số chức năng sau: quỏ trỡnh loại bỏđăng ký của một đầu cuối ra khỏi vựng hoạt động và sự quản lý của 1 GK (Unregistration). Quỏ trỡnh này là quỏ trỡnh ngược lại với quỏ trỡnh đăng ký, và cỏc bản tin cú thể được trao đổi khi thực hiện chức năng này là URQ (Unregistration Request), UCF (confirm), URJ (reject). Ngoài ra đầu cuối cú thể biết độ khả dụng của tài nguyờn (xem tài nguyờn nú sử dụng đó đến giới hạn cho phộp hay chưa) bằng cỏch gởi bản tin RAI (Resource Availability Indicate). GK sẽ phản hồi bằng bản tin RAC (Resource Availability Confirm). Một chức năng khỏc nữa là kớch hoạt một số loại dịch vụđặc biệt bằng bản tin SCI (Service Control Indication). Bản tin phản hồi là SCR (Service Control Response). Chức năng này được sử dụng bởi cả cỏc đầu cuối và GK
b) Giao thức bỏo hiệu cuộc gọi H.245
Chuẩn H.245 của ITU mụ tả chi tiết và định nghĩa cỏc bản tin, túm lược những thủ tục điều khiển cú chức năng thiết lập và giỏm sỏt quỏ trỡnh liờn lạc đa phương tiện (dữ liệu và õm thanh) giữa hai điểm cuối. Cỏc bản tin điều khiển H.245 kiểm soỏt hoạt
động của cỏc phần trong mạng H.323 bao gồm khả năng trao đổi, đúng mở kờnh logic, yờu cầu chế độ ưu tiờn, điều khiển luồng, ra lệnh và chỉ thị. Cỏc bản tin được truyền
trờn kờnh điều khiển H.245 tương ứng với kờnh logic 0. Mỗi cuộc gọi chỉ cú một kờnh
điều khiển H.245 được mở cốđịnh từ giai đoạn thiết lập chức năng H.245 đến khi kờnh logic 0 được giải phúng. Cỏc thủ tục thụng thường phục vụ việc đúng mở kờnh logic sẽ
khụng được ỏp dụng với kờnh điều khiển H.245.
Bỏo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, đú cú thể là thiết bị đầu cuối, MC, GW hay GK. Chuẩn H.245 mụ tả cỏc khối giao thức độc lập hỗ trợ quỏ trỡnh bỏo hiệu gồm:
- Quyết định master/slave - Trao đổi khả năng - Bỏo hiệu của kờnh logic
- Đúng kờnh logic bởi yờu cầu của thiết bị đầu cuối nhận - Thay đổi cỏch tiếp cận bảng ghộp kờnh H.223
- Yờu cầu chếđộ trễ vũng - Duy trỡ vũng lặp
- Ra lệnh và chỉ thị
c) Giao thức truyền tải thời gian thực (RTP)
RTP là giao thức dựng để truyền cỏc thụng tin yờu cầu tớnh thời gian thực (real- time) như thoại và hỡnh ảnh. RTP và giao thức hỗ trợ RTCP (Real Time Control Protocol) là cỏc giao thức hoạt động ngay trờn lớp UDP.
Bản thõn RTP khụng thực hiện một hoạt động nào liờn quan đến sựđảm bảo chất lượng của thụng tin cần truyền tải cú yờu cầu về thời gian thực. Nú chỉ đơn giản cung cấp đầy đủ thụng tin lờn ứng dụng lớp cao hơn để lớp này đưa ra quyết định hợp lý để
dữ liệu với mức chất lượng yờu cầu được xử lý như thế nào.
Cỏc bản tin RTCP được trao đổi giữa cỏc người sử dụng phiờn nhằm để trao đổi thụng tin phản hồi về chất lượng của phiờn làm việc.
Hai thành phần chớnh mà RTP đưa cho lớp trờn để lớp này quyết định chất lượng truyền của cỏc loại thụng tin trờn là: số thứ tự của gúi truyền (sequence number) và thời gian truyền tối đa của 1 gúi (timestamp).
3.2.1.4. Hoạt động của H.323 trong trường hợp cụ thể
Trong trường hợp đơn giản nhất tất cả cỏc cuộc gọi đều được tiến hành theo năm bước sau:
- Thiết lập cuộc gọi
- Khởi tạo liờn kết và trao đổi khả năng thụng tin - Thiết lập kờnh truyền ảo
- Cung cấp cỏc dịch vụ
- Giải phúng cuộc gọi
a) Thiết lập cuộc gọi
Trong quỏ trỡnh thiết lập cuộc gọi, cỏc điểm cuối trao đổi cỏc bản tin để đồng ý tiến hành cỏc thủ tục điều khiển cuộc gọi tiếp theo. Điểm cuối A cú thể gửi bản tin