Cỏc chức năng của Gatekeeper trong mạng H323

Một phần của tài liệu (LUẬN VĂN THẠC SĨ) Xây dựng mô hình cấu trúc và triển khai mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam Luận văn ThS Kỹ thuật điện tử - viễn thông 2 07 00 (Trang 41 - 52)

- MCU

MCU hỗ trợ khả năng thực hiện cỏc cuộc đàm thoại hội nghị với số bờn tham gia lớn hơn 3. MCU bao gồm hai thành phần : MC (bắt buộc), và MP (tựy chọn):

+ MC (Multipoint Control): Điều khiển việc liờn kết giữa cỏc đầu cuối tham gia vào cuộc hội thoại.

+ MP (Multipoint Processor): Thực hiện việc trộn, chuyển, phõn kờnh cho từng luồng dữ liệu trong quỏ trỡnh đàm thoại giữa cỏc bờn.

MCU, Gatekeeper, Gateway là cỏc thực thể tỏch biệt về mặt logic, chỳng cú thể được định vị trong cựng một thiết bị vật lý.

- Bỏo hiệu và điều khiển trong H.323

Bản tin H.225 RAS được truyền tải trờn kờnh RAS qua giao thức UDP. Cỏc thiết bị đầu cuối và Gateway trao đổi cỏc bản tin H.225 RAS với Gatekeeper nhằm:

+ Tỡm kiếm Gatekeeper. + Đăng ký.

+ Định vị đầu cuối (Terminal và Gateway). + Điều khiển truy nhập.

+ Điều khiển băng thụng. + Giải phúng cuộc gọi. + Thụng bỏo trạng thỏi.

- Bỏo hiệu cuộc gọi H225 (Q.931):

Cỏc bản tin Q.931 được truyền trờn kờnh bỏo hiệu cuộc gọi qua giao thức TCP (cổng 1720). Đõy là cỏc bản tin sẽ được sử dụng tiếp theo sau khi quỏ trỡnh trao đổi RAS thành cụng. Nếu trong hệ thống khụng cú Gatekeeper, cỏc bản tin Q.931 sẽ được trao đổi trực tiếp giữa cỏc đầu cuối để thiết lập hoặc huỷ bỏ cuộc gọi. Cũn trong trường hợp cú Gatekeeper, cú hai cỏch để cỏc đầu cuối trao đổi bản tin bỏo hiệu:

+ Trao đổi trực tiếp: Hai đầu cuối trực tiếp trao đổi bản tin bỏo hiệu cho nhau

+ Trao đổi giỏn tiếp: Cỏc bản tin bỏo hiệu được định tuyến qua Gatekeeper. Sử dụng cỏch nào là do Gatekeeper quyết định trong quỏ trỡnh trao đổi bản tin truy nhập trờn kờnh RAS.

- Bỏo hiệu điều khiển H.245:

Bản tin H.245 được truyền tải trờn kờnh điều khiển H.245 qua giao thức TCP. Kờnh điều khiển H.245 là kờnh logic 0 và thường xuyờn mở trong quỏ trỡnh thực hiện cuộc gọi. Cỏc bản tin này được trao đổi giữa cỏc đầu cuối sau quỏ trỡnh bỏo hiệu Q.931 thành cụng. Mục đớch của việc trao đổi cỏc bản tin H.245 này là: trao

đổi về cỏc khả năng của đầu cuối, mở /đúng cỏc kờnh logic để truyền cỏc gúi tin RTP/RTCP.

2.2.2.2 Giao thức khởi tạo phiờn - SIP

- Tổng quan về SIP:

SIP là chuẩn bỏo hiệu do IETF đưa ra (RFC 2543-thỏng 3/1999) nhằm giải quyết cỏc vấn đề truyền tải tớn hiệu õm thanh và hỡnh ảnh trờn mụi trường mạng IP. SIP dựa trờn nền tảng văn bản sử dụng bộ ký tự ISO 10646, điều này tạo cho SIP tớnh linh hoạt, mềm dẻo, dễ mở rộng và dễ thực thi cỏc ngụn ngữ lập trỡnh cấp cao như Java, Tol, Perl.

- Chồng giao thức SIP (SIP protocol stack):

SIP là giao thức lớp ứng dụng, hoạt động và chức năng của nú khụng phụ thuộc vào giao thức lớp dưới (SIP cú thể chạy trờn nền IPX, Frame Relay, ATM AAL5 hoặc X25). Nhưng thụng dụng nhất vẫn là SIP hoạt động trờn cơ sở mạng IP, trong đú cỏc bản tin bỏo hiệu cuộc gọi SIP cú thể vận chuyển qua TCP hoặc UDP.

Hỡnh 2-5 mụ tả vị trớ của SIP trong mụ hỡnh TCP/IP:

Hỡnh 2-5: Giao thức SIP trong mạng IP

SDP (Session Description Protocol): Giao thức mụ tả phiờn.

RTP (Real-time Transport Protocol): Đõy là giao thức được sử dụng để truyền tải tớn hiệu õm thanh, hỡnh ảnh theo thời gian thực.

RTCP (Real-time Transport Control Protocol): Đõy là giao thức điều khiển truyền tải tớn hiệu õm thanh, hỡnh ảnh theo thời gian thực.

- Vai trũ, chức năng của SIP:

SIP là giao thức điều khiển lớp ứng dụng dựng để thiết lập, thay đổi và giải phúng cỏc phiờn truyền thụng đa phương tiện hoặc cuộc gọi. Cỏc phiờn kết nối đa phương tiện ở đõy cú thể là: hội thảo, đào tạo từ xa, điện thoại IP, hoặc cỏc ứng dụng tương tự khỏc.

SIP hỗ trợ 5 khớa cạnh trong việc thiết lập và kết thỳc cỏc cuộc liờn lạc đa phương tiện:

+ Định vị người sử dụng: Xỏc định vị trớ của thiết bị đầu cuối đang thực hiện cuộc gọi.

+ Xỏc định xem nguời sử dụng dựng phương tiện (media) gỡ (õm thanh, hỡnh ảnh) để thực hiện cuộc gọi và cỏc tham số của phương tiện đú (chuẩn nộn, giao thức truyền tải, băng thụng,...).

+ Xỏc định xem người bị gọi cú muốn nhận cuộc gọi hay khụng.

+ Thiết lập phiờn: rung chuụng, thiết lập cỏc tham số cần thiết cho cuộc gọi.

+ Quản lý phiờn: bao gồm việc truyền và kết thỳc phiờn, thay đổi cỏc tham số của phiờn.

SIP được thiết kế như là một thành phần của bộ giao thức của IETF cho truyền tin đa phương tiện và điều khiển cấu trỳc như: Giao thức truyền tải thời gian thực (RTP), giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực (RTCP), giao thức mụ tả phiờn (SDP), MEGACO,... SIP khụng cung cấp cỏc dịch vụ, nhưng SIP là cơ sở để thực hiện cỏc dịch vụ khỏc nhau. Do đú SIP nờn được sử dụng cựng với cỏc giao thức trờn để cung cấp một dịch vụ hoàn chỉnh tới người sử dụng. Tuy nhiờn cần lưu ý rằng chức năng và hoạt động của SIP hoàn toàn khụng phụ thuộc vào cỏc giao thức trờn.

Ngoài ra SIP cũn cú thể được sử dụng kết hợp với cỏc giao thức bỏo hiệu và thiết lập cuộc gọi khỏc. Vớ dụ, để thực hiện một cuộc gọi H.323, cú thể sử dụng SIP để xỏc định địa chỉ của gateway H.245 và của người sử dụng, sau đú sử dụng giao thức H.225.0 để thiết lập cuộc gọi.

SIP cú thể hoạt động trờn cả IPv4 và IPv6.

- Thành phần kiến trỳc của mạng SIP

Trong mụ hỡnh đơn giản nhất SIP cú thể chỉ bao gồm 2 user agent (UA) được cầu hỡnh đề gửi cỏc SIP message trực tiếp cho nhau. Tuy nhiờn, trong mụ hỡnh đặc trưng tiờu biểu của mạng SIP gồm cú cỏc thành phần sau: User agents, Proxies, Registrars, Redirect servers và cú thể được mụ tả như Hỡnh 2-6.

Registrar Server

Proxy Server Proxy Server

User Agent

Redriect Server

Gateway

PSTN

Hỡnh 2-6: Thành phần kiến trỳc của mạng SIP.

Cỏc thành phần trờn tồn tại như là cỏc thực thể logic, chỳng cú thể được định vị cựng nhau để tăng tốc độ xử lý.

- User agents:

User agents là cỏc điểm cuối trờn mạng IP, chỳng sử dụng giao thức SIP để tỡm lẫn nhau và thoả thuận cỏc đặc tớnh kết nối cho một phiờn giao dịch. Chỳng thường được định vị trờn mỏy tớnh của người sử dụng dưới hỡnh thức cỏc ứng dụng (phần mềm đầu cuối SIP). Tuy nhiờn khụng nhất thiết phải như vậy mà cỏc user agents cú thể là điện thoại di động, cỏc PSTN Gateway, PDAs, cỏc hệ thống trả lời tự động.

Cỏc user agents cú thể là User Agent Sever (UAS) hoặc User Agent Client (UAC). UAC thực hiện gửi Request và nhận Response. Cũn UAS thỡ nhận cỏc Request và gửi phản hồi cỏc Response. Thường thỡ một User Agent cú vai trũ vừa là UAS, vừa là UAC.

UA cú thể là một mỏy điện thoại SIP, hoặc cũng cú thể là phần mềm chạy phần mềm đầu cuối SIP.

- Proxies:

Proxy Server là một thành phần quan trọng trong mụ hỡnh kiến trỳc của SIP. Đõy là phần mềm hoạt động như cả server và client để thực hiện cỏc yờu cầu thay mặt cho cỏc đầu cuối khỏc. Proxies hỡnh thành việc định tuyến từ người gọi đến người nhận cuộc gọi, kiểm tra xỏc thực, ghi cước và nhiều tớnh năng quan trọng khỏc nữa.

Nhiệm vụ quan trọng nhất của một Proxy Server là định tuyến đường đi tốt nhất từ người gọi (UAC) đến người nhận (UAS). Việc định tuyến này cú thể đi qua cỏc Proxies trung gian khỏc để đến với người nhận.

- Registrar Server:

Là thành phần nhận cỏc yờu cầu đăng ký Register. Registrar Server cho phộp cỏc UACs đăng ký location của cỏc user vào trong hệ thống Database của Register. Thụng tin đăng ký cú thể bao gồm: username, địa chỉ, cổng giao tiếp,... Mục đớch của việc lưu trữ cỏc thụng tin này là nhằm hỗ trợ cho cỏc Proxy Server ỏnh xạ ra địa chỉ SIP của UAC tương ứng.

Trong nhiều trường hợp Registrar Server đảm nhiệm luụn chức năng an ninh như là xỏc nhận người sử dụng.

Registrar thường được định vị cựng Proxy Server hoặc Redirect Server và cú thể cung cấp dịch vụ định vị thuờ bao (Location Service).

- Redirect servers:

Redirect server cú nhiệm vụ tiếp nhận một yờu cầu SIP từ người gửi, và nú thực hiện việc tỡm kiếm thụng tin về người nhận trong Database. Sau đú nú sẽ tạo ra

một danh sỏch cỏc location hiện thời của người nhận (nếu người sử dụng log in vào nhiều thiết bị đầu cuối (end system) cựng một lỳc) và gửi ngược trở lại cho người gửi thụng qua bản tin trả lời dạng 3xx.

Khụng giống như Proxy Server, Redirect Server khụng khởi tạo bất cứ yờu cầu SIP nào và cũng khụng chấp nhận hoặc huỷ bỏ cuộc gọi nào.

- Địa chỉ SIP:

Trước hết mỗi người cần cú một địa chỉ, gọi là SIP URL. Địa chỉ SIP cũng tương tự như địa chỉ email, cú dạng sip: user@domain hoặc user@host.

Địa chỉ SIP được sử dụng trong cỏc bản tin SIP để chỉ ra người gọi (From) và người nhận (To).

- Thụng điệp SIP (SIP message):

SIP là giao thức dạng text sử dụng bộ ký tự ISO 10646 trong UTF-8. Cỳ phỏp của SIP cũng gần tương tự như HTTP/1.1. Tuy nhiờn khỏc với HTTP, SIP cú thể sử dụng UDP. Một thụng điệp SIP cú thể là yờu cầu gửi từ client tới server, hoặc là một phỳc đỏp từ server trở về client.

SIP định nghĩa 6 loại thụng điệp: REGISTER, INVITE, ACK, CANCEL, BYE và OPTIONS:

- INVITE: Được sử dụng để mời cỏc thành viờn tham gia vào phiờn liờn lạc. Trong phần thõn của thụng điệp (message body) cú chứa sự mụ tả về phiờn đú.

- ACK: Xỏc nhận client đó nhận được phỳc đỏp cuối cựng cho yờu cầu INVITE.

- OPTIONS: Dựng để truy vấn khả năng của SIP Server

- BYE: Được sử dụng để kết thỳc cuộc gọi.

- CANCEL: Dựng để huỷ bỏ một yờu cầu đang được thực hiện (dừng tỡm kiếm và rung chuụng), nú khụng ảnh hưởng tới yờu cầu đó được thực hiện xong.

- REGISTER: Client sử dụng phương thức này để đăng ký địa chỉ của người sử dụng với Server.

- Giao thức mụ tả phiờn SDP (Sesion Description Protocol):

Như đó đề cập ở cỏc mục trờn, SIP khụng đưa ra bất cứ định nghĩa nào về media của phiờn kết nối mà nú dựa vào giao thức SDP (sử dụng trong phần thõn bản tin). Thụng tin trong SDP bao gồm:

- Tờn và mục đớch của phiờn.

- Thời gian hoạt động của phiờn.

- Cỏc media mà phiờn sử dụng.

- Những thụng tin cần thiết để nhận cỏc media đú (địa chỉ, cổng, khuụn dạng,..).

- Băng thụng sử dụng.

- Cỏc thụng tin liờn hệ với người cú trỏch nhiệm về phiờn kết nối (email, số điện thoại,...).

Trong đú, thành phần quan trọng nhất là sự mụ tả về media mà phiờn sử dụng. Thụng tin về media bao gồm:

- Loại media sử dụng (hỡnh ảnh, tiếng núi,...).

- Giao thức truyền tải (TCP, UDP, RTP,...).

- Khuụn dạng của media (H.261 video, MPEG,...).

- Đối với cỏc phiờn đa hướng (IP multicast session) cần cú thờm: Địa chỉ đa hướng (multicast address), cổng truyền tải (transport port).

- Đối với cỏc phiờn đơn hướng (IP unicast session) cần cú: địa chỉ từ xa cho media, và cổng truyền tải cho địa chỉ liờn hệ.

- Cỏc hoạt động của SIP:

Trong mạng SIP quỏ trỡnh thiết lập và huỷ bỏ một phiờn kết nối thường gồm cú 6 bước như sau:

- Đăng ký, khởi tạo và định vị đầu cuối.

- Xỏc định media của cuộc gọi, tức là mụ tả phiờn mà đầu cuối được mời tham dự.

- Xỏc định xem phớa bị gọi cú trả lời hay khụng. Phớa bị gọi phải gửi bản tin phỳc đỏp chấp thuận hoặc từ chối cuộc gọi.

- Thiết lập cuộc gọi (nếu phớa bị gọi đồng ý).

- Thay đổi hoặc điều khiển cuộc gọi (nếu muốn).

- Huỷ bỏ cuộc gọi.

Hoạt động thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi SIP cú thể thực hiện thụng qua (một hoặc nhiều) Proxy Server hoặc Redirect Server.

- Đăng ký

Trước hết, người sử dụng phải đăng ký danh sỏch địa chỉ của mỡnh với Registrar Server thụng qua bản tin REGISTER. Cú hai cỏch để UAC cú thể đăng ký với Registrar Server:

+ Thứ nhất, khi cài đặt phần mềm SIP, người sử dụng sẽ thiết lập một Registrar Server cục bộ cho UAC, sau này bản tin REGISTER sẽ được gửi đến Server đú.

+ Thứ hai, UAC gửi bản tin REGISTER tới tất cả cỏc Registrar Server bằng cỏch sử dụng địa chỉ sip.multicast.net (224.0.1.75).

- Thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thụng qua Proxy Server

Proxy Server cú nhiệm vụ định tuyến cho bản tin bỏo hiệu gửi từ người gọi (UAC) đến người bị gọi (UAS). Trước khi đến được UAS bản tin cú thể đi qua một vài proxies. Cỏc bản tin đỏp ứng (response) khi quay trở lại cũng qua cỏc proxies đú. Sau khi cuộc gọi được thiết lập cỏc, gúi RTP được gửi trực tiếp từ UAC đến UAS mà khụng cần thụng qua cỏc proxies.

Khỏc với Proxy Server, Redirect Server khụng gửi đi bất cứ yờu cầu (INVITE) nào, cũng khụng xử lý yờu cầu nào. Khi nhận được yờu cầu INVITE, Redirect Server sẽ gửi ngược trở lại một danh sỏch cỏc vị trớ của người bị gọi thụng qua bản tin 3xx. Mục đớch của Redirect Server nhằm giảm tải cho Proxy Server trong việc định tuyến cỏc bản tin yờu cầu.

- Nhận xột về SIP

Phần trờn ta đó xem xột về giao thức SIP, cỏc thành phần kiến trỳc của SIP, cỏc quỏ trỡnh đăng ký dịch vụ, kết nối và huỷ kết nối thụng qua Proxy Server hay qua Redirect Server. Qua xem xột, ta cú cỏc đỏnh giỏ sau về SIP.

- Đơn giản và cú khả năng mở rộng:

SIP cú rất ớt bản tin, khụng cú cỏc chức năng thừa, nhưng SIP cú thể sử dụng để thiết lập những phiờn kết nối phức tạp như hội nghị. Đơn giản, gọn nhẹ, dựa trờn khuụn dạng text, SIP là giao thức ra đời sau và đó khắc phục được điểm yếu của cỏc giao thức trước đõy.

Cỏc phần mềm Proxy Server, Regisrar Server, Redirect Server, dịch vụ định vị (location service),... cú thể chạy trờn cỏc mỏy chủ khỏc nhau và việc cài đặt thờm mỏy chủ hoàn toàn khụng ảnh hưởng đến cỏc mỏy chủ đó cú. Chớnh vỡ vậy hệ thống chuyển mạch SIP dễ dàng mở rộng và nõng cấp.

- Hỗ trợ tối đa khả năng di động của đầu cuối:

Nhờ Proxy Server, Registrar Server và Redirect Server nờn hệ thống luụn nắm được cỏc vị trớ chớnh xỏc của thuờ bao. Một thuờ bao cú địa chỉ cú thể nhận được cuộc gọi thoại hay thụng điệp từ bất cứ địa điểm nào, thụng qua bất cứ thiết bị đầu cuối nào (hỗ trợ SIP) như: mỏy tớnh để bàn, mỏy tớnh xỏch tay, SIP phone,...

- Dễ dàng tạo tớnh năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới:

Là giao thức khởi tạo phiờn trong mạng chuyển mạch gúi, SIP cho phộp tạo ra những tớnh năng mới hay dịch vụ mới một cỏch nhanh chúng. Call Processing Language (CPL) và Common Gateway Interface (CGI) là một số cụng cụ hỗ trợ để thực hiện điều này.

- Tớch hợp với cỏc giao thức đó cú của IETF:

SIP cú thể tớch hợp với cỏc giao thức khỏc (RSVP, RTP, RCTP, SAP, MIME, HTTP, SDP,...) để xõy dựng thành cỏc ứng dụng hoàn chỉnh.

Tuy nhiờn, cỏc thành phần cấu trỳc mạng SIP chưa được định nghĩa một cỏch hoàn chỉnh. Bản thõn SIP khụng thể tạo ra một dịch vụ mà phải kết hợp với cỏc giao thức khỏc.

- SIP-T

Hiện nay IETF đang phỏt triển chuẩn SIP-T (SIP for Telephones) dành riờng cho xử lý bỏo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP. SIP-T sẽ giải quyết vấn đề truyền cỏc bản tin bỏo hiệu cuộc gọi trong mạng PSTN qua mạng IP, giao thức này đang được phỏt triển và hoàn thiện trong thời gian tới. Với SIP-T, SIP sẽ trở thành tập giao thức sẽ được sử dụng phổ biến nhất trong tương lai cho điều khiển dịch vụ, cuộc gọi và triển khai cỏc ứng dụng trờn NGN.

2.2.2.3 MGCP

Theo định nghĩa của IETF (RFC 2705): Media Gateway Control Protocol (MGCP) là giao thức được sử dụng để điều khiển cỏc Media Gateway (MG) từ cỏc thiết bị điều khiển - Media Gateway Control (MGC) hay Call Agent.

Theo như định nghĩa trờn, kiến trỳc của một Gateway được tỏch thành MG và

Một phần của tài liệu (LUẬN VĂN THẠC SĨ) Xây dựng mô hình cấu trúc và triển khai mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam Luận văn ThS Kỹ thuật điện tử - viễn thông 2 07 00 (Trang 41 - 52)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(117 trang)