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構建新一代網絡-IP語音與數據(1)

2019-11-04 22:36:43
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來源:轉載
供稿:網友

   ——ip語音與數據的融合(IPT)
  
  
  
  構建一個完整、可擴展的IP電話架構是我們在這篇文章要完成的任務。
  
  
  
  協議基礎:
  
  當前,許多的協議及協議族支持分組語音技術,他們有的需要互相協作,有的可完整支持Voip,有的則不行。它們包括H323、SIP、SKINny、MGCP等,我們不可能了解所有協議的內部架構,所以這些協議在在我們試圖攏清它們之間 協作關系、扮演角色(在分組語音技術中 )、可選/必選性 等問題時感到迷惑,接下來我們嘗試系統的介紹并梳理一下它們之間的關系:
  
  
  
  H.323:
  
  它是一個完整的協議族,H . 3 2 3是一個國際電信聯盟( I T U)標準,為基于分組的網絡基礎設施上的音頻、視頻和數據通信提供一個基礎。它是最被廣泛支持的IP網絡與模擬網絡之間煤體橋梁。它可以獨立完成分組語音里幾乎所有的事,所以它的體系也是龐大的。. H.3 2 3提供語音編碼、簡單的帶寬治理、許可控制、地址轉換、呼叫控制和治理以及外部網絡鏈接等標準。Vo I P界采納H . 3 2 3標準,努力實現多制造商設備的互操作。
  
  它的協議組件包括:
  
  1、煤體相關
  
  H.261 和 H.263 – 視頻編碼;
  
  G.711, G.723, G.729 – 音頻編碼.;
  
  RTP/RTCP – 煤體流傳輸.
  
  2、數據/傳真
  
  T.120 – 數子會議
  
  T.38 – 傳真
  
  3、呼叫控制和信令
  
  H.245 – 容量/能力通告, 煤體通道建立, 會議控制.
  
  H.225
  
  Q.931 – 呼叫信令和呼叫建立.
  
  RAS - 注冊、許可和狀態, 用于端點(終端及網關)和G ATEKEEPER 之間的協議。它被用來從G ATEKEEPER 中執行注冊、許可控制,帶寬改變、狀態改變和分離端點等功能。
  
  
  
  值得一提的是H.323已成熟的發展到第4版,在這版里真正引進的“啞”媒體網關概念,也就是將網關的控制功能和網關分開了(分成MG和MGC),它由MGCP和MDCP融合而成,標準為H.248。所以由此看來很難將這2個協議族(H.323和MGCP)徹底分開而獨立工作,實際網絡中上它們也經常共存和協作。
  
  
  
  大家可能都知道H.323角色組件包括:H.323終端、H.323網關(Gateway,GW)、網守(Gatekeeper,GK)、MCU(多點控制單元),關于H.323終端和H.323網關我想不用贅述,MCU在實際VOIP實現中經常是GK的一部分,它的角色也很明確:控制多點會議和組播。我們往往迷惑的是GK,它被認為是H.323中最有用的部件,可是我們不知道它該布置在哪兒?或者是否該被布置?的確如此,它和存在于M G C P中、稱為Call Agent呼叫代理(現在呼叫代理的概念漸漸被MGC媒體網關控制器 概念融合和取代)的非常相似。區別是MGC是對MG和SG(這里又涉及到SG信令網關:它提供H . 3 2 3和SS7 ISUP信令操作的相互配合。跟呼叫代理一樣它也被MG融合和取代了)進行控制,而H.323的GK是對IP網絡中的H.323操作進行控制,包括MG和H.323終端。在CISCO實現中GK特性是CCM3.3的一部分,由于技術選型的原因,Cisco并沒有真正使用GK的RAS特性來完成終端和MG(媒體網關)的注冊、許可、治理。CCM里的GK選項主要用來完成控制其他CCM集群,實現帶寬控制和呼叫分配等,也就是用來控制CCM(cisco callmanager)。實際上在一個簡單的VOIP實現中,GK的確是可選的,假如不選它那么你采用的就是媒體端點(比如作為MG的Cisco2600路由器)自行選路的直接呼叫信令路由。最好的例子就是Cisco的VOIP撥號對等體配置概念。
  
  
  
  MGCP:
  
  是由因特網工程任務組( I E T F, Internet Engineering Task Force)所公布的媒體網關控制協議。MG C P用于集中控制:Vo I P網關, 網絡接入服務器和電路交換。正如名字所言,它的專長是通過MG和MGC控制媒體網關,適用于大規模IP 電話的使用。它經常與H.323同時存在于VOIP網絡中,它可以與H.323實現交互,此時,它的MGC(或呼叫代理)就以一個H . 3 2 3 網守(GK)的身份進行工作的。這樣處理就和H . 3 2 3網守的功能保持一致,即需要對H . 3 2 3終端進行地址轉換以及呼叫控制服務。CISCO推薦使用MGCP作為VOIP網關的控制協議,實際上CISCO的大部分語音網關產品(包括Cisco 26/36/3700、VGA200、Catalyst4200等)都默認支持它。
  
  
  
  SIP:
  
   現在輪到分組語音技術的三大競爭對手(H.323、MGCP、SIP)里的最后一位也是最“年輕”“健壯”“有前途”的一位:SIP(會話初始話協議)出場了。S I P是用于因特網會議和電話服務的簡單信令協議。它基于S M T P和HTTP ,是在IETF 多方多媒體會話控制( M M U S I C)工作組中發展起來的。它定義了因特網上電話和多媒體會議的過程。S I P是應用層協議。S I P是繼基于文本的S M T P和HTTP 協議之后基于客戶/服務器結構的模型。在客戶/服務器結構中,客戶機發起呼叫,服務器響應呼叫。通過遵循這些已有的基于文本的因特網標準,故障診斷和網絡調試就變得非常簡單了。S I P系統包括兩部分:用戶代理和網絡服務器。
  
  用戶代理( U A)是形成和接收S I P呼叫的S I P ,它包括:
  
  • 客戶機被叫作用戶代理客戶機( U A C),它被用來發起S I P請求。
  
  • 服務器被叫作用戶代理服務器( U A S),它接收從U A C來的請求并給用戶返送響應。
  
  S I P有兩種類型的網絡服務器:
  
  • 代理服務器
  
  • 重定向服務器
  
  優點:
  
  • 簡易性
  
  • 可擴展性
  
  • 模塊化S I P具有很高的模塊化程度。
  
  • 可升級性
  
  • 集成性因S I P可以將We b、電子郵件、媒體流應用和其他協議集成到一起。
  
  
  
  簡單點說它是直接IP終端(如IP Phone、Netmeeting、MSN)之間最簡單可行的語音處理協議了。它經常與MGCP共存協作以支持更復雜的VOIP網絡之間的通信。CISCO也看到它的優點,所以CCM與IP Phone構成的IPT網絡中cisco也使用SIP來完成呼叫,此時的IP Phone 就是一個UA,而CCM就扮演UAS。這樣要擴展到支持10000部IP電話的圓區負載也是真正可以實現的了。(簡單也是要付出代價的,一方面是對模擬網絡支持較差,另一方面由于是通過明文發送,我認為SIP實現的VOIP會話存在嚴重的安全隱患,很難反抗電子欺騙和包重放等攻擊。)
  
  
  
  Skinny:
  
  “瘦”客戶端協議。在cisco的IPT網絡中主要用作cisco ip phone向CCM之間的注冊/治理的協議。實際上Skinny也可以通過SCCP(Skinny client conrtroll PRotocol)來治理和控制MG,但這已是老的語音網關設備如DT12+上才支持的了。Cisco不預備再支持它。
  
  
  
  SS7:
  
   S S 7是目前PSTN公用網中用以建立與終止電話呼叫的協議套。S S 7應用于包交換網絡,這種網絡大多數情況下使用專用的鏈路、節點和設備。通常, S S 7是非關聯的、公共信道、帶外信令網絡。但是,S S 7又可以在攜帶語音流量的鏈路上,經過真實的或虛擬的電路傳輸。對于SS7,網絡工程師知道它但卻不必精通它,只在與PSTN網租用線路時涉及到它,本文不再具體講解,如有愛好可參閱ULTRA論壇另一篇關于SS7的文章:http://www.ultratechnology.net/forums/showthread.php?s=&threadid=15889&highlight=ss7
  
  
  
  到此,我們已經可以看出Cisco的IPT架構的協議實現:IP Phone通過Skinny向CCM注冊,獲得許可和權限,使用SIP協議建立會話和通信,通過MGCP或H.323治理網關,使用GK治理CCM和集群的帶寬分配。
  
  
  
  以上我們花了很大的篇幅介紹VOIP原理和協議,在H.323、MGCP、SIP等之間作一個清楚的闡述,這本身就是個復雜而麻煩的主題,所以肯定有不足和錯誤的地方,希望大家提出指正。但這一步卻是有意義的:對協議和實現一開始就混淆不清,而要設計一個可行的、可擴展和健壯的IPT網絡(或叫VOIP網絡),是極為不易甚至不可能的。接下來我們將引入產品和特性來構建一個具體的IPT網絡。
  
  (未完...待續)


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