Giao thức MGCP gồm hai tập lênh sau: Lệnh MGC EndpointConfiguration NotificationRequest CreateConnection ModifyConnection DeleteConnection AuditEndpoint AuditConnection DeleteConnection RestartInProgress Lệnh Gateway DeleteConnection RestartInProgress 2.2.2. MEGACO/H248
Khi cấu trúc phân tán MG/MGC được chấp nhận rộng rãi, thì nhiều chuẩn giao thức giữa MG và MGC được đưa ra. Trên cơ sở MGCP một số giao thức mới được phát triển dùng để điều khiển Media Gateway.
MGCP ra đời khi IETF hợp nhất hai giao thức SGCP và IPDC. Trong khi đó ITU-T cũng nghiên cứu và phát triển và đưa ra một giao là MDCP ( Media Device Control Protocol ). Hai giao thức này cơ bản là hoàn toàn giống nhau, nên tháng 6 – 1999 hai tổ chức này đã hợp nhất hai giao thức thành một duy nhất là MEGACO/H.248. MEGACO là tên do IETF đặt tên hoặc H.248 là tên gọi của ITU-T đối với giao thức này do đó tài liệu về MEGACO và khuyến nghị về H.248 là hoàn toàn giống nhau.
MEGACO là trọng tâm của việc thực hiện giải pháp thoại qua gói VoIP. Nó có thể tích hợp để trở thành sản phẩm như tổng đài trung tâm, máy chủ truy nhập mạng, modem cáp, PBX, điện thoại IP…Hiện nay, tiêu chuẩn MEGACO đang được tiến hành xây dựng phiên bản 2.
Giao thức MEGACO cung cấp một giải pháp toàn diện cho việc điều khiển các MG. Cũng như với các thế hệ giải pháp điều khiển cổng điều khiển cổng truyền thông trước đó, MEGACO cũng hoạt động dựa trên nguyên tắc là toàn bộ sự thông minh trong quá trình xử lý cuộc gọi đều thuộc về MGC. MG sẽ không nhớ được các thông tin của trạng thái cuộc gọi, nó chỉ cung cấp khả năng kết nối cho các loại dòng media khác nhau dưới sự điều khiển của MGC, và khả năng tách sóng rồi truyền tải các loại tín hiệu khác nhau mà kết hợp một cách tương ứng với các dòng media đó.
MEGACO xem các như một tập hợp các đầu cuối mà mỗi cái đại diện cho một dòng media xác định. Một đầu cuối có thể là một thực thể vật lý cố định chẳng hạn như một đường Analog hay một khe thời gian trong một giao diện TDM, hoặc có thể là một thực thể logic như một dòng lưu lượng gói VoIP. Các đầu cuối logic có thể được thiết lập hoặc được giải phóng bởi các lệnh của MEGACO.
Các kết nối chéo trong phạm vi MG được tạo ra bởi các lệnh của MEGACO mà đòi hỏi ít nhất là hai đầu cuối được đặt trong cùng một “phạm vi”. Nếu các dòng media kết hợp với các đầu cuối nằm trong cùng phạm vi là những loại media khác nhau ( ví dụ như một đầu là khe thời gian một đầu là dòng lưu lượng gói VoIP ) thì MG được điều khiển để thực hiện chuyển đổi giữa các loại media đó. Để hỗ trợ cho chức năng này, các đầu cuối có đầy đủ cho các đặc tính của các loại media khác nhau ví dụ như đặc tính của các mã thoại sẽ được sử dụng.
Các đầu cuối có nhiều đặc tính khác nhau ví dụ như một danh sách các sự kiện của tín hiệu đang được chờ đợi để khai báo đến MGC và một danh sách các tín hiệu có khả năng truyền tải theo yêu cầu của MGC. Ví dụ một đầu cuối sử dụng đường Analog sẽ có khả năng khai báo với MGC khi nó nhận ra sự xuất hiện tín hiệu trả lời của người thuê bao hoặc tín hiệu báo dừng máy…
MEGACO được thiết kế trở thành một giao thức có thể mở rộng. Khả năng mở rộng này đã khắc phục được nhược điểm chính của các giao thức của các cổng truyền thông trước đây như MGCP, vì nó giải quyết được những đòi hỏi của các giao thoại gói
khác ngoài VoIP, và bởi vì nó đã cung cấp phương thức thực hiện được những dịch vụ điện thoại Analog đa dạng phụ thuộc vào từng nước khác nhau.
` MEGACO là một giao thức truyền tải không phụ thuộc vào các giao thức khác, mặc dù đặc tính kỹ thuật chứa một vài phụ lục mô tả việc sử dụng cả TCP/IP và UDP như những tuỳ chọn để chuyển tải nhưng phần lớn các hoạt động của chuyển mạch mềm đều hợp với việc sử dụng truyền tải dựa trên cở sở IP của MEGACO.
2.3. SIGTRAN – Giải pháp truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng IP
2.3.1. Tổng quan về SIGTRAN
Nhiệm vụ chính của giao thức SIGTRAN là dùng để truyền thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP. Đây là một giao thức truyền tải mới (transport protocol) được xây dựng để thay thế TCP (Transmission Control Protocol) trong việc truyền tín hiệu SS7. Lý do việc ra đời của SIGTRAN là do một số hạn chế sau của TCP:
- Các cơ chế truyền đảm bảo sự tin cậy: TCP là giao thức cung cấp việc truyền dữ liệu tin cậy. Việc này được thực hiện thông qua cơ chế xác nhận (acknowledgments mechanism) và cơ chế tuần tự (sequencing mechanism). Một số ứng dụng cần sự truyền tin cậy nhưng không cần sự hỗ trợ của 2 cơ chế trên nên việc sử dụng TCP trong những trường hợp này sẽ gây ra trễ.
- Yêu cầu thời gian thực: Với việc gây ra trễ không cần thiết do sử dụng các cơ chế trên đã làm cho TCP không thích hợp với các ứng dụng thời gian thực.
- Cơ chế socket của TCP: Cơ chế này làm phức tạp việc cung cấp khả năng truyền tin cậy của multi-homed host.
- Vấn đề an toàn: TCP dễ bị sự cố với các tấn công từ chối dịch vụ (denial-of-service attack). Sau đây là mô hình chức năng của SIGTRAN.
Hình 2.5: Mô hình chức năng của SIGTRAN
Mô hình chức năng của SIGTRAN bao gồm 3 thành phần được thể hiện trên hình. Theo thuật ngữ của Softswitch, mô hình này thể hiện chức năng chính của SIGTRAN là truyền bản tin báo hiệu số 7 giữa Signaling Gateway và Media Gateway Controller qua mạng IP.
Lưu ý: có nhiều giao thức thích ứng (Adaptation protocol) được định nghĩa
nhưng tại 1 thời điểm chỉ có duy nhất 1 giao thức được sử dụng.
2.3.2. SCTP (Stream Control Transport Protocol)
SCTP là giao thức hướng kết nối ở cùng cấp với TCP có chức năng cung cấp việc truyền các bản tin một cách tin cậy giữa các
người sử dụng SCTP ngang cấp.
Hình 2.6: Chức năng của SCTP
Trong đó:
Association startup & teardown: Association trong thuật ngữ SCTP được hiểu là một kết nối được thiết lập giữa 2 điểm cuối trước khi thực hiện việc truyền dữ liệu người dùng (do SCTP là giao thức hướng kết nối). Mỗi điểm cuối SCTP được xác định bởi 1 địa chỉ IP và số thứ tự cổng.
Chức năng này được kích hoạt để tạo ra một kết nối khi có yêu cầu từ người sử dụng SCTP.
Sequenced delivery within streams: Được sử dụng để xác định tại thời điểm khởi tạo tổng số dòng và số thứ tự dòng dữ liệu (data stream) của người dùng trên một kết nối. Mỗi dòng là một kênh logic một chiều.
User data fragmentation: Nhiệm vụ của chức năng này là phân đoạn và tập hợp bản tin người dùng .
Acknowledgement & congestion avoidance: Mỗi bản tin người dùng (đã được phân đoạn hay chưa) đều được SCTP gán một số thứ tự truyền TSN (Transmissionsequence number). Nơi nhận sẽ xác nhận tất cả TSN nhận được kể cả khi số thứ nhận không liên tục.
Chunk bundling: Một gói SCTP bao gồm một header chung và một hay nhiều chunk. Các loại chunk bao gồm tải dữ liệu, khỏi tạo, kết thúc, …
Packet validation: Dùng để kiểm tra gói SCTP thông qua trường xác nhận và32-bit checksum.
Path management: Dùng để chọn địa chỉ truyền đích cho mỗi gói SCTP truyền đi dựa trên lệnh của SCTP user và trạng thái của đích đến. Cấu trúc của gói SCTP:
Hình 2.7: Cấu trúc của gói SCTP
Hình 2.8: Định dạng của header chung của gói SCTP
Với:
Source/Destination port number: 16 bits này dùng để xác định cổng của người gói và người nhận SCTP.
Verification tag: bên nhận gói này sẽ dùng trường này để kiểm tra sự hợp lệ của người gói.
Checksum: 32 bits này dùng để chứa kết quả checksum của gói SCTP.
2.3.3. Các giao thức thích ứng
M2PA (Message Transfer Part 2 Peer-to-Peer Adaptation)
M2PA hỗ trợ việc truyền bản tin báo hiệu số 7 lớp MTP3 qua mạng IP. Signaling Gateway sử dụng giao thức thích ứng này đóng vai trò như một nút trong mạng SS7. M2PA có chức năng tương tự như MTP2.
M2UA (MTP2 User Adaptation)
M2UA cũng được sử dụng để truyền bản tin lớp MTP3 nhưng Signaling Gateway sử dụng nó không phải là một nút mạng SS7.
M3UA (MTP3 User Adaptation)
M3UA dùng để truyền bản tin của người dùng lớp MTP3 (như bản tin ISUP, SCCP). Lớp này cung cấp cho ISUP và SCCP các dịch vụ của MTP3 tại Signaling Gateway ở xa.
SUA (SCCP User Adaptation)
SUA định nghĩa giao thức truyền bản tin báo hiệu của người dùng lớp SCCP (TCAP, RANAP). SUA cung cấp cho TCAP các dịch vụ của lớp SCCP tài Signaling Gateway ở xa. Để hiểu rõ hơn các giao thức thích nghi trên, xin xem thêm phần so sánh M2PA với M2UA, M3UA với SUA trong phần phụ lục.
CHƯƠNG 3. BÁO HIỆU CUỘC GỌI H.323
3.1. Tổng quan về H.323
H.32x là họ giao thức của ITU-T định nghĩa các dịch vụ đa phương tiện qua các mạng khác nhau và H.323 là một phần trong họ này.
H.323 là giao thức xác định các thành phần, các giao thức cũng như các bước thực hiện để cung cấp dịch vụ đa phương tiện qua mạng gói.
Các dịch vụ đa phương tiện ở đây có thể là truyền tín hiệu tiếng, tín hiệu hình thời gian thực và dữ liệu. Mạng gói có thể là Internet, EN (Enterprise Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network), WAN (Wide Area Network).
H.323 có thể cung cấp 1 trong 3 dịch vụ sau tiếng, hình hay dữ liệu cũng như tổ hợp các dịch vụ trên nên nó có thể được ứng dụng ở nhiều nơi như ứng dụng tại nhà khách hàng, doanh nghiệp hay công nghiệp giải trí. Ngoài ra nó có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ đa phương tiện đa điểm (multipoint multimedia communications)
3.2. Các thành phần của H.323
Mô hình mạng H.323 được thể hiện trong hình sau:
Giao thức H.323 định nghĩa 4 thành phần sau: đầu cuối (terminal – được ký hiệu là T), cổng (gateway - GW), bộ giữ cổng (gatekeeper - GK), và đơn vị điều khiển đa điểm (multipoint control unit - MCU).
Riêng với GK thì đây là thành phần lựa chọn, có thể có hoặc không có trong mạng. Và GW và MCU thường được coi là các điểm cuối (endpoint).
Các thành phần này có thể được tập trung trong một hệ thống đơn hay được lắp đặt ở nhiều hệ thống khác nhau tại những vị trí địa lý cũng như vật lý khác nhau.
Hình 3.2: Mạng H 323
Hình 3.3: Các giao thức thuộc H 323
Phần trình bày các giao thức cũng như hoạt động của các giao thức trong mạng H.323 sẽ được xem xét trong phần sau.
3.2.1. Terminal
Là thành phần dùng trong truyền thông 2 chiều đa phương tiện thời gian thực được dùng trong việc kết nối các cuộc gọi.
Đầu cuối H.323 có thể là một máy tính, một điện thoại, điện thoại truyền hình, hệ thống voicemail, thiết bị IVR (Interactive Voice Response) hay là 1 thiết bị độc lập có các ứng dụng đa phương tiện H.323. Ngoài ra nó còn tương thích với đầu cuối H.324 của mạng chuyển mạch kênh 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 các đặc tính sau:
− H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông tin. − H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi.
− RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK. − RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và hình.
− G.711 cho quá trình mã hóa và giải mã tiếng nói, T.120 cho hội thảo dữ liệu và hỗ trợ khả năng tương tự của MCU.
Hình sau minh họa các giao thức mà một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ:
Hình 3.4: Chồng giao thức tại đầu cuối H.323 3.2.2. Gateway
GW là thành phần dùng để kết nối 2 mạng khác loại nhau. Một cổng H.323 dùng để liên kết mạng H.323 với mạng không phải là mạng chuẩn H.323. Việc kết nối giữa 2 mạng khác loại nhau thực hiện được nhờ việc dịch các giao thức (protocol translation) khác nhau cho quá trình thiết lập và giải tỏa cuộc gọi, việc chuyển đổi dạng thông tin giữa các mạng khác nhau và việc truyền thông tin giữa các mạng kết nối với GW. Tuy
nhiên một GW sẽ không cần thiết cho việc liên lạc giữa các đầu cuối thuộc cùng 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 hình vẽ sau:
Hình 3.5: Cấu tạo của gateway
Chức năng của MGC, MG, SG được trình bày trong chương 1, phần Cấu trúc vật lý của mạng NGN.
Các giao thức mà một GW phải hỗ trợ được minh họa trong hình
Hình 3.6: Chồng giao thức của một Gateway
Các đặc tính cơ bản của một gateway:
− Một GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng
− Về phía H.323, GW phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245 cho quá trình trao đổi khả năng hoạt động của terminal cũng như của GW, báo hiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu RAS.
− Về phía SCN, GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng chuyển mạch kênh (như SS7 sử dụng trong PSTN).
3.2.3. Gatekeeper
Một GK được xem là bộ não của mạng H.323, nó chính là điểm trung tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323. Mặc dù là thành phần tùy chọn nhưng GK cung cấp các dịch vụ quan trọng như việc dịch địa chỉ, sự ban quyền và nhận thực cho đầu cuối terminal và GW, quản lý băng thông, thu thập số liệu và tính cước. Ngoài ra nó cũng cung cấp dịch vụ định tuyến cuộc gọi. Đây là một chức năng có rất nhiều ưu điểm vì quá trình giám sát cuộc gọi cũng như định tuyến qua GK sẽ cung cấp hoạt động mạng tốt hơn.
Điều này là do việc GK đưa ra quyết định định tuyến dựa trên rất nhiều yếu tố, ví dụ như yếu tố cân bằng tải giữa các GW.
Hình 3.7: Chức năng của một Gatekeeper Các chức năng cần thiết của một GK:
Chức năng Định nghĩa
Đích địa chỉ Người gọi thường không biết địa chỉ IP tại đầu cuối của người
nghe mà chỉ biết bí danh của người đó. Để thiết kập cuộc gọi thì Gatekeeper phải dịch bí danh này sang địa chỉ IP.
Điều khiển
quyển truy
nhập. (Admission Control)
Với một tài nguyên mạng cụ thể, người quản trị mạng đặt ra một ngưỡng chỉ số hội thoại cùng một lúc cho phép trên mạng đó. Gatekeeper có nhiệm vụ từ chối kết nối mới mỗi khi đạt tới ngưỡng. Nó điều khiển quyền truy nhập mạng của người dùng theo mức ưu tiên đã gán trước.
Điều khiển dải thông
(Bandwidth Control)
Giám sát và điều khiển việc điều khiển giải thông mạng, đồng thời Gatekeeper cũng phải đảm bảo lưu lượng thông tin truyền thông không vượt quá tải của mạng do nhà quản trị mạng đặt ra.
Điều khiển báo hiệu cuộc gọi (Call Signalling Control)
Tùy chọn Gatkeeper cung cấp địa chỉ đích cho người gọi theo hai chế độ trực tiếp và chọn đường. Tại chế độ trực tiếp sau khi cung cấp địa chỉ đích Gatekeeper ngừng tham gia hoạt động “bắt tay” giữa các bên.Tại chế độ chọn đường, địa chỉ đích là địa chỉ của Gatekeeper nên nó đóng vai trò trung gian chuyển tiếp mọi thông tin trao đổi trong quá trình bắt tay giữa các bên. Gatekeeper xử lý các thông tin báo hiệu Q.931 trao đổi giữa các bên.
Quản lý giải thông
(Bandwidth Management)
Tùy chọn Gatekeeper để giới hạn số cuộc gọi cùng một lúc trong miền của nó trong phiên Q.931.
Dịch vụ quản lý cuộc gọi
(Call
Management Service)
Tùy chọn Gatekeeper lưu trữ một danh sách các cuộc gọi hiện thời để cung cấp thông tin cho việc quản lý giải thông và để xác định đầu cuối nào đang bận.
Dịch vụ xác nhận cuộc gọi
(Call Authorilization Service)
Gatekeeper loại bỏ cuộc gọi khi quá trình xác nhận là sai ngay cả khi chưa tới ngưỡng.
dẫn) niên giám (Directory Service)
để phục vụ quá trình tìm kiếm người dùng.