I. Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau NGN và các chức năng của Softswitch 27
I.2.5. Chồng giao thức H.323 33
Tập hợp chuẩn ITU-T H.323 “Hệ thống truyền thông đa phương tiện dựa trên công nghệ gói”, hướng tới hệ thống truyền thông đa dịch vụ thời gian thực bao gồm cho cả thoại, video và dữ liệu đi kèm. Mặc dù H.323 có nhiều công dụng nhưng trọng tâm chính của thị trường đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP. Thực tế, trong giai đoạn đầu công nghệ VoIP sử dụng chuẩn H.323 làm giao thức báo hiệu cuộc gọi trong mạng và vì thế VoIP chỉ sử dụng một phần cấu trúc H.323. Trong mạng NGN tương lai, H.323 vẫn có thểđược sử dụng để báo hiệu cho các VoIP gateway hoặc đầu cuối đa phương tiện.
Cấu trúc H.323 có thể được sử dụng một cách thông dụng ở mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng. Tất nhiên các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho mạng WAN nếu các kết nối được thiết lập giữa các thiết bị H.323. Đây là chức năng chính của các thiết bị Gatekeeper H.323, các thiết bị này là tùy chọn ở H.323. Nếu không có các Gatekeeper, tất cả các thiết bị phải có khả năng tựđưa ra các bản tin báo hiệu trực tiếp. Một hoặc nhiều các gateway H.323 kết nối với mạng bên ngoài.
34
Hình 3.9. Mô hình các thành phần H.323
AV Application Terminal control and management Data Application G.XXX H.261 RTCP H.255.0 terminal to gatekeeper signalling (RAS) H.255.0 call signalling H.245 T.124 RTP T.125
Unreliable tramsport Reliable transport
T.123 Network layer
Link layer
Physical layer
Hình 3.10. Chồng giao thức H.323
H.323 có thểđược sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng ATM. Thậm chí là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng có thể tham gia vào hội nghị H.323 nhưng chỉ với khả năng audio. Khi H.323 được sử dụng với mạng ISDN, nó có thể làm việc với nhiều loại đầu cuối như điện thoại ISDN hoặc các kết cuối H.320 cho B-ISDN và ATM, kết cuối H.322 cho QoS các mạng LAN, kết cuối H.323 cho truyền thông hội nghị, và H.324 dành cho các kết nối kiểu quay thoại 33,6kb/s. Nói chung, H.323 có mối liên quan chặt chẽ với các chuẩn H.32x, là các chuẩn truyền thông video cho mạng ISDN.
35
Chuẩn H.225.0 của ITU mô tả phương thức kết hợp dữ liệu, âm thanh, tín hiệu video và tín hiệu điều khiển, phương thức mã hóa và đóng gói cho quá trình truyền tải thông tin giữa hai thành phần của mạng H.323. Chuẩn H225.0 cũng mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho gateway H.323, qua đó liên quan đến các thiết bị đầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310, H.321 trên các mạng N-ISDN cũng như B-ISDN tương ứng. Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho quá trình truyền thông giữa gateway H.323 và gateway H.322 cũng như các điểm cuối trọng mạng H.322 với sựđảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS).
Chuẩn H.225.0 được thiết kế để làm việc trên nhiều loại hình mạng khác nhau bao gồm cả IEEE 803.2, Token Ring … Do đó, chuẩn H.225.0 được định nghĩa như một lớp nằm bên trên lớp transport như TCP/UDP/IP. Trọng tâm của chuẩn H.225.0 là sự liên lạc giữa các thành phần trong mạng H.323 mà sử dụng chung một giao thức truyền tải.
Chuẩn H.225.0 sử dụng giao thức RTP và RTCP phục vụ quá trình đóng gói và đồng bộ luồng đa phương tiện với tất cả các loại mạng sử dụng phương thức truyền dữ liệu dưới dạng gói (việc sử dụng giao thức RTP và RTCP không bao hàm nghĩa gắn chặt với việc sử dụng giao thức TCP/UDP/IP). Chuẩn H.225.0 đưa ra mô hình cuộc gọi trong đó báo hiệu ban đầu trên cơ sở một địa chỉ truyền tải non-RTP, được sử dụng để thiết lập cuộc gọi và trao đổi khả năng (được mô tả đầy đủ trong chuẩn H.323 và chuẩn H.245) và cuộc gọi sẽ được thực hiện sau khi một vài kết nối RTP và RTCP được thiết lập. Chuẩn H.225.0 cũng bao gồm chi tiết việc sử dụng hai giao thức RTP và RTCP.
Chuẩn H.225.0 còn được thiết kế để một gateway H.323 có khả năng phối hợp hoạt động với các loại thiết bị đầu cuối H.320 bao gồm cả các loại thiết bị hoạt động theo các phiên bản trước đây (phiên bản năm 1990, 1993 hay 1996) cũng như các phiên bản trong tương lai. Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn bảo đảm chất lượng dịch vụ của thiết bịđầu cuối H.320 có thểđược thay đổi phù hợp với đặc tính và khả năng của gateway H.323.
AV Application Terminal control and management Data Application G.XXX H.261 RTCP H.255.0 terminal to gatekeeper signalling (RAS) H.255.0 call signalling H.245 T.124 RTP T.125
36 Network layer Link layer Physical layer Hình 3.11. Phạm vi của chuẩn H.225.0 H.245
Chuẩn H.245 của ITU mô tả chi tiết cấu trúc và định nghĩa các bản tin, tóm lược những thủ tục điều khiển có chức năng thiết lập và giám sát quá trình liên lạc đa phương tiện (dữ liệu và âm thanh) giữa hai điểm cuối. Các bản tin điều khiển H.245 kiểm soát hoạt động của các phần trong mạng H.323 bao gồm khả năng trao đổi, đóng mở kênh logic, yêu cầu chếđộ ưu tiên, điều khiển luồng, ra lệnh và chỉ thị. Các bản tin được truyền trên kênh điều khiển H.245 tương ứng với kênh logic 0. Mỗi cuộc gọi chỉ có một kênh điều khiển H.245 được mở cố định từ giai đoạn thiết lập chức năng điều khiển H.245 đến khi kênh logic 0 được giải phóng. Các thủ tục thông thường phục vụ việc đóng mở kênh logic sẽ không được áp dụng với kênh điều khiển H.245.
Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, đó có thể là thiết bịđầu cuối, MC, gateway hoặc gatekeeper. Chuẩn H.245 mô tả các khối giao thức độc lập hỗ trợ quá trình báo hiệu bao gồm:
51.Quyết định master/slave 52.Trao đổi khả năng 53.Báo hiệu của kênh logic
54.Đóng kênh logic bởi yêu cầu của thiết bịđầu cuối nhận 55.Thay đổi cách tiếp cận bảng ghép kênh H.223
56.Yêu cầu chếđộ dữ liệu và âm thanh 57.Quyết định độ trễ vòng
58.Duy trì vòng lặp 59.Ra lệnh và chỉ thị
Vai trò của Gatekeeper
Gatekeeper cung cấp các dịch vụ điều khiển cuộc gọi cho các điểm cuối trong hệ thống H.323. Nó thực hiện các chức năng quản lý hoạt động của hệ thống. Khi có mặt Gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với Gatekeeper. Tất cả các điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng ký với Gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 Zone) do Gatekeeper đó
37
quản lý. Hầu hết các hệ thống H.323 trong thực tế đều có Gatekeeper do nó cung cấp các chức năng sau:
60.Dịch địa chỉ: Dịch thửđịa chỉ alias (ví dụ pc@abc.com) hoặc một sốđiện thoại ảo của một điểm cuối sang địa chỉ IP tương ứng.
61.Điều khiển kết nạp (Admission Control). 62.Điều khiển băng thông (Bandwidth Control). 63.Quản lý vùng (Zone Management).
Ngoài ra, Gatekeeper có thể cung cấp các chức năng tùy chọn sau: 64.Báo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signaling)
65.Điều khiển cho phép cuộc gọi (Call Authorization) 66.Quản lý băng thông (Bandwidth Management) 67.Quản lý cuộc gọi (Call Management)
68.Tính cước (Billing)
Để làm việc được với các hệ thống H.323, chuyển mạch mềm phải có thành phần thực hiện chức năng Gatekeeper.
I.2.1. So sánh giữa H.323 và SIP
Giữa H.323 và SIP có nhiều điểm tương đồng. Cả hai đều cho phép điều khiển, thiết lập và hủy cuộc gọi. Cả H.323 và SIP đều hỗ trợ tất cả các dịch vụ cần thiết. Tuy nhiên, có một sốđiểm khác biệt giữa hai chuẩn này đó là:
69.H.323 hỗ trợ hội nghị đa phương tiện rất phức tạp. Hội nghị H.323 về nguyên tắc có thể cho phép các thành viên sử dụng những dịch vụ như bảng thông báo, trao đổi dữ liệu, hoặc hội nghị video.
70.SIP hỗ trợ SIP-CGI (SIP - Common Gateway Interface) và CPL (Call Processing Language).
71.SIP hỗ trợ điều khiển cuộc gọi từ một đầu cuối thứ 3. Hiện nay, H.323 đang được nâng cấp để hỗ trợ chức năng này.
Nội dung SIP H.323
Tổ chức IETF ITU
Quan hệ kết nối Ngang cấp Ngang cấp
Khởi điểm
Dựa trên mạng Internet và Web. Cú pháp và bản tin tương tự như HTTP
Cơ sở là mạng thoại. Giao thức báo hiệu tuân theo chuẩn ISDN Q.SIG
38
Các server lõi SIP Proxy, redirect, location, và
registration servers H.323 Gatekeeper
Tình hình hiện nay
Giai đoạn thử nghiệm khả năng cùng hoạt động của thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau đã kết thúc. SIP nhanh chóng trở nên phổ biến
Đã được sử dụng rộng rãi
Khuôn dạng bản tin Text, UTF-8 Nhị phân ASN.1 PER Trễ thiết lập cuộc
gọi
1.5 RTT (round-trip time, tức chu kỳ gửi bản tin và nhận bản tin trả lời hay xác nhận) 6-7 RTT hoặc hơn Giám sát trạng thái cuộc gọi Có 2 lựa chọn: chỉ trong thời gian thiết lập cuộc gọi hoặc suốt thời gian cuộc gọi Phiên bản 1 và 2: máy chủ phải giám sát trong suốt thời gian cuộc gọi và phải giữ trạng thái kết nối TCP => hạn chế khả năng mở rộng và giảm độ tin cậy Báo hiệu quảng bá Có hỗ trợ Không Chất lượng dịch vụ Sử dụng các giao thức khác như RSVP, OPS, OSP đểđảm bảo chất lượng dịch vụ Gatekeeper điều khiển băng thông
Bảo mật Đăng ký tại registrar server, có xác nhận đầu cuối và mã hóa
Chỉđăng ký khi trong mạng có Gatekeeper, xác nhận và mã hóa theo chuẩn H.235 Định vịđầu cuối và định tuyến cuộc gọi Dùng SIP URL đểđánh địa chỉ. Định tuyến nhờ sử dụng Redirect và Location Server Định vịđầu cuối sử dụng E.164 hoặc tên ảo H.323 và phương pháp ánh xạđịa chỉ nếu trong mạng có Gatekeeper. Gatekeeper thực hiện chức năng định tuyến Tính năng thoại Hỗ trợ các tính năng của cuộc gọi cơ bản Hỗ trợ các tính năng của cuộc gọi cơ bản Hội nghị Hội nghị cơ sở, quản lý phân tán Được thiết kế nhằm hỗ trợ rất nhiều tính năng hội nghị, kể cả thoại, hình ảnh và dữ liệu, quản lý tập trung Tạo tính năng và dịch vụ mới Dễ dàng, sử dụng SIP-CGI và CPL H.450.1
39
Mở rộng Dễ dàng Hạn chế
Tích hợp với Web Rất tốt, hỗ trợ click-to-dial Kém