تحقیق مقاله فناوری اطلاعات

مقدمه :

راجع به مسائل مربوط به پروتکل  اینترنت (IP) صحبت کردند. و در مورد مسائل مربوط به شبکه ها و روش های انتقال دیجیتالی صدای کد گذاری شده روی این شبکه ها به بحث و بررسی پرداختند.  در مورد انتقال صدا با استفاده از IP صحبت شد و روش انتقال بسته های RTP را بین جلسات فعال مورد بررسی قرار دادیم. آنچه ما مشخص نکردیم ، اگر چه ، برپاسازی و روش اجرای این جلسات صوتی می باشد. ما فرض کردیم این جلسات (Session) از وجود یکدیگر مطلع بوده و جلسات رسانه ای به روش خاصی ایجاد می شوند که بتوانند صدا را با استفاده از بسته های RTP منتقل کنند. پس این جلسات چگونه بوجود می آیند و چگونه به اتمام می رسند؟ چگونه این طرفین به طرف دیگر اشاره می کنند تا یک ارتباط را فراخوانی کنند، و چگونه طرف دوم این فراخوانی  کنند، و چگونه طرف دوم این فراخوانی را می پذیرد؟ جواب استفاده از سیگنال است.

در شبکه های سنتی تلفن ، قراردادهای سیگنالی مشخصی وجود داشته که قبل و در حین فراخوانی استفاده می شوند. یکی از محدودیت های فوری این بود که دو کاربر در صورتی با هم تماس برقرار می کردند که سیستم مشابهی خریداری کرده باشند. این کمبود کار کردن همزمان سیستم های متفاوت باعث یک نارضایتی عمومی شد و باعث ناکارآمدی سیستم های VolP اولیه شد. در پاسخ به این مشکل ، VOIP H.323, ITV را پیشنهاد کرد که وسیع ترین استاندارد مورد استفاده بود. اولین نسخه VOLP در 1996 پدید آمد و عنوان سیستم تلفن تصویری و تجهیزات  برای  شبکه های محلی که خدمات غیر تضمینی  ارائه می کنند، نامیده شد . نهایتاً مهندسین H.323 را طراحی کردند، و در 1998 نسخه دوم H323 را منشتر کردند. این پیشنهاد عنوان به مراتب دوستانه تری داشت سیستم های ارتباطی چند رسانی بر مبنای بسته این نسخه از H323 پشتیبانی بیشتری از اجداد خود بدست آورد نسخه دوم بطور وسیعی در راه حل های Volp پیاده سازی شد و در بسیاری جهات ، این نسخه استانداردی برای سیستم های VOIP امروزی است .نسخه دوم VOIP مبحث اصلی ما در این فصل است بنابراین به تشریح ساختار H323 می پردازیم.

ساختار H323

H323 یکی از پیشنهاداتی است که بر مبنای یک ساختار کلی ، که قابلیت کار با سایر پیشنهادات را دارد، طراحی شده است . شما  باید ارتباط این پیشنهاد را با سایرین مورد مطالعه قرار دهید،‌و به همان اندازه اگر شما سایر پیشنهادات را مطالعه کنید باید H323 را نیز مورد بررسی قرار دهید. در بین سایر پیشنهادات مهم H.225 و H.245 و مقدار دیگری نیز وجود دارند.

ما یک نگاه کلی بر H323 را در شکل 1-4 نشان داده ایم . این ستار شامل ترمینال ها ،‌دروازه ها و نگهبانها و واحدهای کنترل چند نقطه ای می شود (MCU) . هدف کلی H.323 عملی ساختن تبادل جریانهای اطلاعات بین پایانه های H.323 است آنجا که یک نقطه پایانی H.323 به عنوان یک پایانه یا دروازه محسوب می شود.

یک پایانه H323 یک نقطه نهایی است که یک ارتباط همزمان با سایر پایانه ها را ارائه می سازد. عمدتاً ، این پایانه یک دستگاه ارتباطی سمت کاربر است که حداقل یک کد صوتی را پشتیبانی می کند و ممکن است سایر کدهای صوتی را نیز پشتیبانی کند. یک دروازه در حقیقت یک نقطه نهایی H323 است که خدمات ترجمه بین شبکه H.323 و سایر شبکه ها مثل شبکه ISDN را فراهم می سازد  که به عنوان GSTN شناخته می شوند یک طرف این دروازه از سیگنال کردن H.323 پشتیبانی می کند. طرف دیگر با یک شبیکه از سوئیچ ها سر و کار دارد. در طرف H.323 ،‌دروازه مشخصات یک خروجی H.323 را دارد. ترجمه بین قراردادهای سیگنال دادن و فرمت رسانه یک بخش ،‌و دیگران که بصورت داخلی انجام می شوند بخش دیگر آن هستند. ترجمه بطور کلی بصورت نامرئی از سایر شبکه ها مدار سوئیچ انجام می شود و در شبکه H.323 دروازه ها همچنین می توانند به عنوان یک رابط مشترک بکار روند. در جایی که ارتباطات بین پایانه نیاز به یک اجازه عبور برای شبکه خارجی دارد مثل شبکه تلفن عمومی سوئیچی یا PSTN  یک دروازه بان موجودی اختیاری است که در شبکه H.323 بکار می رود. وقتی دروازه بان موجودات ،‌دروازه های ارتباطی بسته می مانند و شماری از خروجی های H.323 را کنترل می کنند. با کنترل ، ما می خواهیم که دروازه بان بر دسترسی به شبکه نظارت داشته و از یک یا چند پایانه بتواند اجازه بدهد یا ندهد تا دسترسی به شبکه داشته باشند. این امر می تواند منجر به آن شود که پهنای باند و سایر منابع مدیریتی حفظ شوند. یک دروازه بان همچنین می تواند یک خدمات ترجمه آدرس را ارائه بدهد و استفاده از این سیستم را در شبکه ممکن سازد.

مجموعه ای از پایانه ها ،‌دروازه ها  و MC ها که یک دروازه بان را کنترل می کنند به عنوان یک منطقه شناخته می شوند و همگی می توانند شبکه یا زیر شبکه ها را کنترل کنند این منطقه در شکل 2-4 آمده است این مناطق لزوماً پیوسته و دنبال هم نیستند.

یک MC ، در حقیقت یک پایانه H.323 است که کنفرانس های چند نقطه ای را مدیریت می کند. برای مثال MC به یک رسانه اشاره می کند که می تواند بین موجودیت های مختلف با قابلیت های متفاوت وجود داشته باشد همچنین MC می تواند قابلیت مجموعه ای از حوادث را تغییر دهد بطوریکه سایر پایانه ها به کنفرانس های موجود بپیوندند. یک MC می تواند در یک MCV یا در یک زمینه (Platform) مثل یک دروازه با یک پایانه H.323 پیاده سازی شود.

برای هر MC ، حداقل یک پردازشگر چند نقطه ای (MP) وجود دارد که تحت کنترل MC کار می کند. پردازشگر MP جریان رسانه ای MP را پردازش می کند، یک خروجی جریانی N را بوجود می آورد در حالیکه ورودی را از M دریافت می کند (متغیر N و M) . MP این عمل را توسط سوئیچ گردن ،‌ادغام و ترکیب این دو انجام می دهد. پروتکل کنترل بین MC و MP استاندارد نشده است.

MC می تواند دو نوع از کنفرانس های چند نقطه ای را پشتیبانی کند: متمرکز و غیر متمرکز . این دو روش در شکل 3-4 آورده شده اند. در تنظیمات متمرکز ، هر پایانه در کنفرانس با MC به روش تنظیم hub-spoke ارتباط برقرار می کند. علاوه بر این در روش غیر متمرکز ، هر پایانه در کنفرانس سیگنال کنترل خود را با MC به روش اتصال نقطه به نقطه تبادل می کند اما ممکن است رسانه را با سایر کنفرانس ها در شبکه نیز سهیم و شریک شود.

بر مبنای امتحان ،‌ما چند قرارداد را مورد بحث قرار داده ایم ، مثل  RTP وRTCP  . ما همچنین پروتکل های ارتباطی مطمئن و غیر مطمئن را مورد بررسی قرار دادیم.

در یک شبکه IP ،‌این شرایط اشاره به یک قرارداد انتقال کنترل یا TCP و قرارداد ترسیم ارتباطات و اطلاعات کاربر UDP دارند. با توجه به شکل ،‌تبادل رسانه توسط RTP بر روی UDP انجام می شود و البته ،‌هر جا که RTP وجود دارد ،‌RTCP نیز موجود است در شکل 4-4 ما همچنین دو قرارداد یافتیم که تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته اند. H.225. و H.245 . این دو قرارداد پیغامهای واقعی را که بین نقاط نهایی H.323 مبادله می شوند، تشریح می کنند. آنها قراردادهای تولید شده هستند که می توانند در هر تعداد از ساختارهای شبکه بکار روند. وقتی به H.323 می رسیم ، ساختار شبکه ،‌بر مبنای H225. و H.323 به عنوان قراردادهای پیشنهادی توسط H.323 مورد بررسی قرار می گیرند.

نگاهی بر قرارداد H.323

همانطور که قبلاً اشاره شد ، پیغامهای واقعی سیگنالی مربوط به H.323 در پیشنهادات ITV ، یعنی H.225 و H.245 منتقل می شوند.

H.225 یک قرارداد دو طرفه است . یک طرف بطور مؤثر یک پیشنهاد ITV.T است که Q.931 نام دارد، مشخصات ؟؟ سوم ISON ، و باید بطور مشخص دانش و آشنایی با ISDN داشته باشد . این بخش برای برقراری ارتباط بین نقاط نهایی H.323 بکار می رود. این نوع از سیگنال به عنوان سیگنال فراخوانی نامیده می شود قسمت دیگر H.225Æ به عنوان ثبت نام ،‌مدیریت و وضعیت یا به اختصار RAS نامیده می شود . برای مثال یک کاربر در نقطه نهایی RAS می تواند سایر نقاط نهایی در منطقه خود را مدیریت کند و از سیگنال RAS برای ثبت یک دروازه بان استفاده کند و دروازه بان نیز از این سیگنال برای اجازه دادن یا ندادن به یک نقطه دسترسی به منابع شبکه استفاده می کند.

H.245 یک قرارداد کنترلی است که بین دو یا چند نقطه نهایی بکار میرود . مقصود اصلی از H.245 مدیریت کردن جریانهای رسانه ای بین H.323 و جلسات شریک در این قرارداد می باشد. H.245 شامل توابعی مثل اطمینان یافتن از ارسال رسانه توسط یک سیستم محدود به مجموعه ای از رسانه ها می شود که می توانند توسط سایرین دریافت و ادراک شوند. H.245 بین کانالهای دیگر ارتباط برقرار می کند. این کانالهای منطقی جریانهای رسانه ای را بین مشترکین برقرار می سازد و دارای تعدادی مشخصات مثل نوع رسانه ، سرعت بیت و … می باشد.

تمام این سه قرارداد سیگنال که شامل RAS ، Q.931 و H.245 می شوند می توانند برای برقراری ارتباط ، تأمین منابع ارتباط و از بین بردن ارتباط بکار روند. پیام های گوناگون می توانند مخابره شوند. برای مثال فرض کنید که یک نقطه نهایی می خواهد با نقطه نهایی دیگری ارتباط برقرار کند. ابتدا باید این نقطه از RAS استفاده کند تا اجازه ارتباط را از دروازه بان بگیرد. نقطه نهایی ممکن است از Q.931 استفاده کند تا رابطه را برقرار سازد. نهایتاً نقطه نهایی ممکن است از سیگنال کنترلی H.245 استفاده کند تا تبادل رسانه را برقرار سازد.

پیغام H.323 توسط کانالهای متفاوتی ارسال می شوند که این بستگی به نوع پیغام و در برخی موارد به محتوا دارد. برای مثال پیغام RAS روی کانال RAS روی کانال RAS ارسال می شود؛ فراخوانی سیگنال روی کانال فراخوانی سیگنال ارسال می شود زمانی که این فرایند با کانال های زیادی در گیر به نظر می رسد ،‌شما باید متوجه باشید که این کانال ها عمدتاً به یک رویه فیزیکی وابسته نیستند. در عوض یک کانال وقتی که در محیط IP بکار می رود – خالی است و به عنوان آدرس سوکت مشخص از آدرس IP و شماره PORT آن جهت دریافت RAS بکار می رود بنابراین هر پیغامی که می رسد به عنوان نقطه پایانی کانال RAS بشمار می آید.

شکل نوشتاری قرارداد: از آنجا که ما به پیش می رویم ، نقاط اصلی هر قرارداد را تشریح خواهیم کرد. ما تعداد زیادی مثال و نمونه ارائه خواهیم نمود تا تشریح کنیم که قراردادهای متفاوت چگونه با هم مرتبط و هماهنگ می شوند به عنوان یک مسئله برای تمامی پیشنهادات ITV-T ، H.323 به عنوان Abstract syntax Natation یا به اختصار (ASN.1) شناخته می شود. با توضیح این روش در این کتاب و یک توضیح کلی روی پیاده سازی آن بیشتر آشنا خواهیم شد. نهایتاً اطلاعات مختصری راجع به ASN.1 و روش آن در ادامه توضیح داده می شود. Syntax نیز در ادامه توضیح داده می شود و ما در ابتدا یک توضیح نوشتاری ارائه می دهیم .

آدرس دهی H.323

هر شی در شبکه H.323 دارای یک آدرس شبکه ای است که بطور اختصاصی آن شی ء را مشخص می کند در یک محیط IP ، آدرس شبکه در حقیقت همان IP است . اگر نام خدمات Domain یا DNS در دسترس باشد، این آدرس IP ممکن است به شکل یک نشانگر منابع واحد یا URL باشد ، با توجه به استادارد RFC 822 . برای مثال Url منطق به Vasillgk 1 @ somedomain ممکن است یک URL ،‌ممکن است یک شماره port نیز باشد باید از یک عدد port نیز استفاده کنیم.

برای رضایت از شناسایی ، موجوداتی مثل پایانه ها ، دروازه بان ها و MC ها باید یک نام Domain واحد داشته باشند. نکته : هنگام اختصاص دادن یک URL به نقطه نهایی و دروازه بان ها هدفی از شناسایی است و آدرس IP واقعی توسط پیغام ه بین H.323 مبادله می شود.

برای هر آدرس شبکه ،‌یک موجود H.323 ممکن است یک یا چند نقطه دسترسی خدمات انتقالی یا  TSAP داشته باشد. در شرایط ایجاد شده ،‌یک TSAP در حقیقت یک نشانگر برای کانال منطقی مشخصی است در شرایط IP ، نشانگر TSAP دارای یک آدرس سوکت یکسان است.

در کل شماره port باید برای عملیات سیگنالی و یا تبادل رسانه ای بصورت پویا بکار رود. انتظارات مهم  استثنائات مهم همان دروازه بان ها هستند که مقدار پورت شناسایی UDP را با مقدار 1718 دارند و دروازه بان های ثبت نام UDP که پورت وضعیت با مقدار 1719 می باشند و همچنین سیگنال فراخوانی TCP با مقدار پورت 1720 . این پورت ها با IANA ثبت می شوند. پورت دوم برای RAS بکار می رود t به یک دروازه بان سیگنال بفرستد و پورت سوم برای فرستادن سیگنال فراخوانی بکار می رود.

علاوه بر آدرس شبکه و نشانگر TSAP ، H.323 همچنین پایانه ها و دروازه بانها را قادر می سازد تا یک یا چند هم پوشانی داشته باشند. با دادن پیغام ،‌باید آدرس با‌آدرس های IP واقعی ارائه شود. تا قابلیت گره ها برای داشتن همپوشانی حفظ شوند تا بین یک آدرس IP و دیگران عملیات ترجمه به راحتی انجام شود. این ترجمه یک تابع است از توابعی که یک دروازه بان با سیگنال RAS پشتیبانی می کند.

وقتی به اختصاص همپوشانی آدرس می رسیم H.323 بسیار انعطاف پذیر جلوه می کند آنها می توانند اشکال زیادی بخود بگیرند، و یک نقطه نهایی ارائه شده ممکن است همپوشانی های چندگانه داشته باشد. تنها محدودیت واقعی این است که ممکن است در یک ناحیه مشخص همپوشانی ارائه شود. که ممکن است ایجاد مشکل کند. برای مثال یک دروازه بان که به یک PBX متصل است روی رویه PRI ارائه می شود. اگر یک H.323 دیگر بخواهد تعدادی از نقاط نهایی را روی PBX فراخوانی کند، استفاده از این همپوشانی این تابع را بسیار ساده تر خواهد کرد تنها دروازه بان و دروازه نیاز دارند تا ارتباط بین همپوشانی و آدرس دروازه را بدانند. نقطه نهایی فراخوانی و سایرین از یک دروازه بان ترجمه لازم را انجام می دهند.

کدها

در شکل 4-4 ،‌ما یک منبع به کدهای صدا و تصویر را می بینیم . پشتیبانی از تصویر اختیاری است. هنگامی که تصویر پشتیبانی می شود، آنگاه یک H.323 ،‌نقطه نهایی ،‌باید حداقل تصویر را در H.261 پشتیبانی کند که این کار توسط شکل یک چهارم متداول و میانی QCIF نامیده می شود.

پشتیبانی از ؟؟‌ اجباری است ، و H.323 اجبار می کند که کد G.711 باید پشتیبانی خود ( در هر دو حالت A-Law و mu-Law) . با دادن نسبت یک پهنای باند وسیع ، G.711 بهترین و اولین انتخاب برای پشتیبانی صلانیت و به این دلیل اجباری شده است چون تمام نقاط نهایی H.323 آن را پشتیبانی می کنند. بعد از تمامی این مسائل اگر یک سیستم تنها G.711 را پیاده سازی کند، آنگاه پتانسیل بهره وری ، پهنای باند در VOIP از بین می رود و به برخی دلایل برای پیاده سازی VOIP اولین مکان و اولین موقعیت را از دست می دهد.

سیگنال دهی RAS

سیگنال دهی RAS بین یک دروازه بان و نقاط نهایی که کنترل می کند،‌بکار می رود. این قرارداد یک قرارداد سیگنال دهی است که از طریق آن یک دروازه بان نقاط نهایی مربوط به خود را در ناحیه خود کنترل می کند. دقت کنید که دروازه بان در H.323 اختیاری است. علاوه بر این ، سیگنال دهی در RAS نیز اختیاری است . اگر یک نقطه نهایی بخواهد از خدمات دروازه بان استفاده کند، باید RAS نیز اختیاری است . اگر یک نقطه نهایی بخواهد از خدمات دروازه بان استفاده کند، باید RAS را پیاده سازی کند، آنگاه تابعی که دروازه بان بصورت معمولی پشتیبانی می کند نیاز دارد تا در نقطه نهایی به تنهایی اجرا شود.

سیگنال دهی RAS در H.225.Æ تعریف شده است و از توابع زیر پشتیبانی می کند:

کشف دروازه بان :‌یک نقطه نهایی را قادر می سازد تا تخمین بزند که کدام دروازه بان در دسترس است تا آن را کنترل کند.

ثبت : یک نقطه نهایی را قادر می سازد تا یک دروازه بان مشخص را ثبت کرده و بنابراین به ناحیه آن دروازه بان بپیوندد .

عدم ثبت : یک نقطه نهایی را قادر می سازد تا کنترل یک دروازه بان را ترک کرده یا یک دروازه بان را قادر سازد تا تمامی ثبت های موجود یک نقطه نهایی را از اعتبار ساقط سازد، در نتیجه به اجبار نقطه نهایی را از آن ناحیه خارج می سازد.

مدیریت : با استفاده از نقطه نهایی ، درخواست دسترسی به یک شبکه برای جلسات مشارکتی می کند. یک درخواست مشخص می کند که چه پهنای باندی برای نقطه نهایی باید بکار رود و دروازه بان می تواند انتخاب کند که درخواست را بپذیرد یا رد کند، بسته به پهنای باند درخواستی.

تغییر پهنای باند : با استفاده از یک نقطه نهایی ، تقاضا از دروازه بان می خواهد تا پهنای باند بیشتری برای آن نقطه نهایی فراهم سازد.

محل نقطه پایانی : یک تابع که در آن دروازه بان همپوشانی به یک آدرس شبکه را ترجمه می کند.

یک نقطه نهایی این تابع را اجرا می کند وقتی که می خواهد با یک نقطه نهایی مشخص مراوده کند و تنها اشاره گر هم پوشانی آنرا در اختیار دارد. دروازه بان همچنین به درخواست برای آدرس شبکه پاسخ می دهد تا در رابطه با سؤالات نقطه نهایی بکار رود.

آزادسازی : توسط یک نقطه نهایی بکار می رود تا یک دروازه بان را مطلع سازد از قطع شدن یک فراخوانی مشخص. آزادسازی می تواند همچنین توسط دروازه بان استفاده می شود تا نقطه نهایی را وادار به قطع کردن ارتباط سازد.

وضعیت : بین دروازه بان و نقطه نهایی بکار می رود تا به دروازه بان درباره داده مبتنی بر فراخوانی ، مثل پهنای باند کنونی اطلاع دهد.

دسترسی به منابع : توسط سیستم بین دروازه و دروازه بان به کار می رود تا دروازه بان ار از ظرفیت موجود کنونی مطلع سازد، مثل میزان پهنای باند در دسترس . یک دروازه همچنین می تواند از این خاصیت برای مطلع ساختن دروازه بان از اتمام ظرفیت و منابع استفاده کند.

غیر استاندارد: مکانیسمی است که توسط  آن اولویت اطلاعات می تواند بین نقطه نهایی و دروازه بان منتقل شود. البته ، محتویات پیام و توابع باید مشخص شوند چون در H.225.Æ تعریف نشده اند.