Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 9. Системи сигналізації   /  Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії

Зміст:

9.15.3. Мережа на базі протоколу SIP

Другий підхід до побудови мереж IP-телефонії, запропонованої робочою групою MUSIC комітету IETF у документі RFC 2543, заснований на використанні протоколу SIP — Session Initiation Protocol. SIP являє собою текст — орієнтований протокол, що є частиною глобальної архітектури мультимедіа, розробленою комітетом Internet Engineering Task Force (IETF). Ця архітектура також містить протокол резервування ресурсів (Resource Reservation Protocol, RSVP, RFC 2205), транспортний протокол реального часу (Real-Time Transport Protocol, RTP, RFC 1889), протокол передачі потоків у реальному часі (Real-Time Streaming Protocol, RTSP, RFC 2326), протокол опису параметрів зв’язку (Session Description Protocol, SDP, RFC 2327), протокол повідомлення про зв’язок (Session Announcement Protocol, SAP). Однак функції протоколу SIP не залежать від кожного із цих протоколів.

Підхід SIP до побудови мереж IP-телефонії набагато простіше в реалізації, ніж Н.323, але менше підходить для організації взаємодії з телефонними мережами. Головним чином це пов’язано з тим, що протокол сигналізації SIP, що базується на протоколі HTTP, погано погоджується із системами сигналізації, використовуваними в ТМЗК. Тому протокол SIP більше підходить постачальникам послуг Інтернет для надання послуги IP-телефонії, причому ця послуга буде лише частиною пакета послуг.

Проте протокол SIP підтримує послуги інтелектуальної мережі (IN), такі як перетворення (мепінг) імен, переадресація й маршрутизація, що істотно для використання SIP як протокол сигналізації в мережі загального користування, де пріоритетним завданням оператора є надання широкого спектра телефонних послуг. Іншою важливою особливістю протоколу SIP є підтримка мобільності користувача, тобто його здатності отримувати доступ до замовлених послуг у будь-якому місці й з будь-якого терміналу, а також здатності мережі ідентифікувати й автентифікувати користувача при його переміщенні з одного місця в інше. Ця властивість SIP не унікальна, і, наприклад, протокол Н.323 теж значною мірою підтримує таку можливість. Зараз настав момент, коли ця можливість стане головною привабливою рисою мереж IP-телефонії нового покоління. Цей режим роботи зажадає дистанційної реєстрації користувачів на сервері ідентифікації й автентифікації.

Перейдемо безпосередньо до архітектури мереж, що базуються на протоколі SIP (рис. 9.15.4).

Рис. 9.15.4. Приклад мережі на базі протоколу SIP

Мережа SIP містить основні елементи трьох видів: агенти користувача, проксі-сервера й сервери переадресації.

Агенти користувача (User Agent або SIP client) є аплікаціями термінального обладнання й містять дві складові: агент користувача — клієнт (User Agent Client — UAC) і агент користувача — сервер (User Agent Server — UAS), інакше відомі як клієнт і сервер відповідно. Клієнт UAC ініціює SIP-запити, тобто виступає як сторона, що викликає. Сервер UAS приймає запити й повертає відповіді, тобто виступає як сторона, яку викликають.

Окрім того, існує два типи мережних серверів SIP: проксі-сервери (сервери-посередники) і сервери переадресації. Сервери SIP можуть працювати як у режимі зі збереженням станів поточних з’єднань (statefull), так і в режимі без збереження станів поточних з’єднань (stateless). Сервер SIP, що функціонує в режимі stateless, може обслуговувати як завгодно велику кількість користувачів, на відміну від воротаря Н.323, що може одночасно працювати з обмеженою кількістю користувачів.

Проксі-сервер (Proxy-server) діє «від імені інших клієнтів» і містить функції клієнта (UAC) і сервера (UAS). Цей сервер інтерпретує й може перезаписувати заголовки запитів перед відправленням їх до інших серверів (рис. 9.15.5). Відповідні повідомлення йдуть тим самим шляхом назад до проксі-сервера, а не до клієнта.

Рис. 9.15.5. Мережа SIP з проксі-сервером

Нижче подано алгоритм установлення з’єднання за допомогою протоколу SIP за участі проксі-сервера:

  1. Проксі-сервер приймає запит з’єднання INVITE від обладнання користувача, що викликає.
  2. Проксі-сервер встановлює місцезнаходження клієнта за допомогою сервера визначення місця розташування (location server).
  3. Проксі-сервер передає запит INVITE користувачеві, якого викликають.
  4. Обладнання користувача, якого викликають, повідомляє останнього про вхідний виклик і повертає проксі-серверу повідомлення про те, що запит INVITE обробляється (код 100). Проксі-сервер, у свою чергу, спрямовує цю інформацію обладнанню користувача, що викликає.
  5. Коли абонент, якого викликають, приймає виклик, його обладнання сповіщає про це проксі-сервер (код 200), що переправляє інформацію про те, що виклик прийнятий, до обладнання користувача, який викликає.
  6. Сторона, яка викликає, підтверджує встановлення з’єднання передачею запиту АСК, що проксі-сервер переправляє стороні, яку викликають. Встановлення з’єднання закінчене, абоненти можуть обмінюватися мовленнєвою інформацією.

Сервер переадресації (Redirect server) визначає поточне місце розташування абонента, якого викликають й повідомляє його користувачеві, що викликає (рис. 9.15.6). Для визначення поточного місця розташування абонента, якого викликають, сервер переадресації звертається до сервера визначення місця розташування, принципи роботи якого в документі RFC 2543 не специфіковані.

Рис. 9.15.6. Мережа SIP із сервером переадресації

Алгоритм установлення з’єднання з використанням протоколу SIP за участі сервера переадресації має такий вигляд:

  1. Сервер переадресації приймає від сторони, що викликає, запит з’єднання INVITE і зв’язується із сервером визначення місцезнаходження, що видає поточна адреса клієнта, якого викликають.
  2. Сервер переадресації передає цю адресу стороні, що викликає. На відміну від проксі-сервера, запит INVITE до обладнання користувача, якого викликають, сервер переадресації не передає.
  3. Обладнання користувача, що викликає, підтверджує завершення транзакції із сервером переадресації запитом АСК.
  4. Далі обладнання користувача, що викликає, передає запит INVITE на адресу, отриману від сервера переадресації.
  5. Обладнання користувача, якого викликають, повідомляє останнього про вхідний виклик і повертає встаткуванню, що викликає, повідомлення про те, що запит INVITE обробляється (код 100).
  6. Коли абонент, якого викликають, приймає виклик, про це сповіщається обладнання користувача, що викликає (код 200). Встановлення з’єднання закінчене, абоненти можуть обмінюватися мовленнєвою інформацією.

Існує також і безсерверний варіант з’єднання, коли один термінал може передати запит іншому терміналу безпосередньо.

Надамо стислу характеристику самого протоколу SIP. Слід зазначити, що повідомлення SIP можуть переноситися як протоколом TCP, так і протоколом UDP.

Протокол SIP передбачає шість запитів і відповідей на них. Сигналізація SIP дає можливість агентам користувача і мережним серверам визначати місце розташування, видавати запити й управляти з’єднаннями.

INVITE — запит залучає користувача або послугу до участі в сеансі зв’язку й містить опис параметрів цього зв’язку. За допомогою цього запиту користувач може визначити функціональні можливості терміналу свого партнера по зв’язку й почати сеанс зв’язку, використовуючи обмежену кількість повідомлень і підтверджень їхнього прийому.

АСК — запит підтверджує прийом від сторони, яку викликають, відповіді на команду INVITE і завершує транзакцію.

OPTIONS — запит дозволяє одержати інформацію про функціональні можливості агентів користувачів і мережних серверів. Однак цей запит не використовується для організації сеансів зв’язку.

BYE — запит використовується сторонами для руйнування з’єднання. Перед тим як зруйнувати з’єднання, агенти користувачів відправляють цей запит до сервера, повідомляючи про намір припинити сеанс зв’язку.

CANCEL — запит дозволяє користувальницьким агентам і мережним серверам скасувати будь-який раніше переданий запит, якщо відповідь на нього ще не було отримано.

REGISTER — запит застосовується клієнтами для реєстрації інформації про місце розташування з використанням серверів SIP.