Сценарий IP-телефонии: «Компьютер-компьютер»

Сценарий "компьютер - компьютер" реализуется на базе стандартных компьютеров, оснащённых средствами мультимедиа и подключённых к сети Интернет. Компоненты модели IP-телефонии по сценарию "компьютер - компьютер" показаны на рисунке 10.

.

Рисунок 10 – Сценарий IP-телефонии "компьютер - компьютер"

В этом сценарии аналоговые речевые сигналы от микрофона абонента А преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), обычно при 8000 отсчётов/с, 8 битов/отсчёт, в итоге 64 Кбит/сек. Затем отсчёты речевых данных в цифровой форме сжимаются кодирующим устройством для сокращения нужной для их передачи полосы в отношении 4:1, 8:1 или 10:1. Выходные данные после сжатия формируются в пакеты, к которым добавляются заголовки протоколов, после чего пакеты передаются через IP- сеть в систему IP- телефонии, обслуживающую абонент Б. Когда пакеты принимаются системой абонента Б, заголовки протокола удаляются, а сжатые речевые данные поступают в устройство, развёртывающие их в первоначальную форму, после чего речевые данные снова преобразуются в аналоговую форму с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и попадают в телефон абонента Б. Для обычного соединения между двумя абонентами системы IP-телефонии на каждом конце одновременно реализуют как функции передачи, так и функции приёма. Под IP- сетью подразумевается либо глобальная сеть Интернет, либо корпоративная сеть передачи данных.Для проведения телефонных разговоров друг с другом абоненты А и Б должны иметь доступ к Интернет или к другой сети с протоколом IP. Рассмотрим алгоритм организации связи между этими абонентами:- абонент А запускает своё приложение IP-телефонии, поддерживающее протокол Н.323;- абонент Б уже заранее запустил своё приложение IP-телефонии, поддерживающее протокол Н.323,- абонент А знает доменное имя абонента Б элемент системы имён доменов(DNS), вводит это имя в раздел "кому позвонить" в своём приложении IP-телефонии и нажимает кнопку Return;- приложение IP-телефонии обращается к DNS серверу (который в данном примере реализован в компьютере абонента А) для того, чтобы преобразовать доменное имя абонента Б в Ipадрес;- - сервер DNS возвращает IP адрес абонента Б;- - приложение IP-телефонии абонента А получает IPадрес абонента Б и отправляет ему сообщение Н.225 Setup; - при получении сообщения Н.225 Setup приложение абонента Б сигнализирует ему о входящем вызове;- абонент Б принимает вызов и приложение IP-телефонии отправляет ответное сообщение Н.225 Connect; - приложение IP-телефонии у абонента А начинает взаимодействие с приложением у абонента Б в соответствии с рекомендацией Н.245; - после окончания взаимодействия по протоколу Н.245 и открытия логических каналов абоненты А и Б могут разговаривать друг с другом через IP сеть.

 

Сценарий IP-телефонии «компьютер-телефон» Сценарий "телефон - компьютер" находит применение в разного рода справочно-информационных службах технической поддержки. Рассмотрим две модификации этого сценария IP-телефонии: - от компьютера (пользователя IP сети) к телефону (абоненту СТОП), в частности, в связи с предоставлением пользователям IP сетей доступа к телефонным услугам, в том числе, к справочно-информационным услугам и к услугам Интеллектуальной сети; - от абонента СТОП к пользователю IP сети с идентификацией вызываемой стороны на основе нумерации Е.164 или IP адресации. В первой модификации сценария "компьютер - телефон" соединение устанавливается между пользователем IP сети и пользователем сети коммутации каналов (см. рисунок 11).

Рисунок 11 – Вызов абонента СТОП пользователем IP сети

Предполагается, что установление соединения инициирует пользователь IP сети. Шлюз для взаимодействия сетей СТОП и IP может быть реализован в отдельном устройстве или интегрирован в существующее оборудование СТОП или IP сети.

Сценарий IP-телефонии «телефон-компьютер» Сценарий "телефон - компьютер" находит применение в разного рода справочно-информационных службах технической поддержки. Рассмотрим две модификации этого сценария IP-телефонии:- от компьютера (пользователя IP сети) к телефону (абоненту СТОП), в частности, в связи с предоставлением пользователям IP сетей доступа к телефонным услугам, в том числе, к справочно-информационным услугам и к услугам Интеллектуальной сети;- от абонента СТОП к пользователю IP сети с идентификацией вызываемой стороны на основе нумерации Е.164 или IP адресации. В первой модификации сценария "компьютер - телефон" соединение устанавливается между пользователем IP сети и пользователем сети коммутации каналов (см. рисунок 11).

Рисунок 11 – Вызов абонента СТОП пользователем IP сети

Предполагается, что установление соединения инициирует пользователь IP сети. Шлюз для взаимодействия сетей СТОП и IP может быть реализован в отдельном устройстве или интегрирован в существующее оборудование СТОП или IP сети. Рассмотрим несколько подробнее пример упрощённой архитектуры системы IP-телефонии по сценарию "телефон - компьютер" (см. рисунок 12).

 

 

Рисунок 12– Пользователя IP сети вызывает абонент СТОП

При попытке вызвать справочно-информационную службу используя услуги пакетной телефонии и обычный телефон на начальной фазе, абонент А вызывает близлежащий шлюз IP-телефонии. От шлюза к абоненту А поступает запрос ввести номер к которому должен быть направлен вызов и личный идентификационный номер (PIN) для аутентификации и последующего начисления платы,если это служба, вызов которой оплачивается вызывающим абонентом. Основываясь на вызываемом номере, шлюз определяет наиболее доступный путь к данной службе. Кроме того, шлюз активизирует свои функции кодирования и пакетизации речи, устанавливает контакт со службой, ведёт мониторинг процесса обслуживания вызова и принимает информацию о состояниях этого процесса (занятость посылка вызова разъединение) от исходящей стороны через протокол управления и сигнализации. Разъединение с любой стороны передаётся противоположной стороне по протоколу сигнализации и вызывает завершение установленных соединений и освобождение ресурсов шлюза для обслуживания следующего вызова.

Сценарий IP-телефонии «телефон-телефон» Следующий сценарий "телефон - телефон" отличается от остальных сценариев IP-телефонии, поскольку, целью его применения является предоставление обычным абонентам СТОП альтернативной возможности междугородней и международной телефонной связи. В этом режиме современная технология IP-телефонии предоставляет виртуальную телефонную линию через IP доступ. Обслуживание вызовов по такому сценарию IP-телефонии выглядит следующим образом. Поставщик услуг IP-телефонии подключает свой шлюз к коммутационному узлу или станции СТОП,а по сети Интернет или по выделенному каналу соединяется с аналогичным шлюзом находящимся в другом городе или другой стране (см. рисунок 13).

 

 

Рисунок 13 – Соединение абонентов СТОП через транзитную IP сеть

Поставщики услуг IP-телефонии предоставляют услуги "телефон - телефон" путём установки шлюзов IP-телефонии на входе и выходе IP сетей. Абоненты подключаются к шлюзу поставщика через СТОП, набирая специальный номер доступа. Абонент получает доступ к шлюзу, используя персональный идентификационный номер (PIN) или услугу идентификации номера вызывающего абонента. После этого шлюз просит ввести телефонный номер вызываемого абонента, анализирует его и определяет, какой шлюз имеет лучший доступ к нужному телефону. Как только между входным и выходным шлюзами устанавливается контакт, дальнейшее установление соединения к вызываемому абоненту выполняется выходным шлюзом через его местную сеть. Для организации соединения через сеть IP, абонент А набирает местный телефонный номер шлюза своего поставщика услуг IP-телефонии. Абоненту А передаётся второй сигнал ответа станции и предлагается ввести телефонный номер вызываемого абонента. Далее устанавливается соединение со стороной вызываемого абонента Б.Эффективность объединения услуг передачи речи и данных является основным стимулом использования IP-телефонии по сценариям "компьютер - компьютер" и "компьютер - телефон".

Типы адресов стека TCP/IP

В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена.В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес - это МАС - адрес. МАС - адрес назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов. МАС - адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными, так как управляются централизованно. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС - адрес имеет формат 6 байт, например 11-AO-17-3D-BC-01. Однако протокол IP может работать и над протоколами более высокого уровня, например над протоколом IPX или Х.25. В этом случае локальными адресами для протокола IP соответственно будут адреса IPX и Х.25. Следует учесть, что компьютер в локальной сети может иметь несколько локальных адресов даже при одном сетевом адаптере. Некоторые сетевые устройства не имеют локальных адресов. Например, к таким устройствам относятся глобальные порты маршрутизаторов, предназначенные для соединений типа «точка-точка». IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU - Россия, UK - Великобритания, SU - США), Примеров доменного имени может служить имя base2.sales.zil.ru. Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами,

Классы IP-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес. То есть традиционная схема деления ip-адреса на N сети и N узла основана на понятии класса, который определяется значениями нескольких первых битов адреса. Именно потому что первый байт адреса 185.23.44.206 попадает в диапазон от 128 до 191, этот адрес относится к классу B, а значит N сети явл первые 2 байта IP адреса, дополненные двумя нулевыми байтами 185.23.0.0., а номером узла 2 младших байта, дополненные сначала двумя нулевыми байтами 0.0.44.206.

На рис. 5.9 показана структура IP-адреса разных классов.

Рис. 5.9. Структура IP-адреса

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 2²⁴, то есть 16 777 216 узлов.

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 2¹⁶, что составляет 65 536 узлов.

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла - 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 28, то есть 256 узлами.

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е, Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.

В табл. 5.4 приведены диапазоны номеров сетей и максимальное число узлов, соответствующих каждому классу сетей.

Таблица 5.4. Характеристики адресов разного класса

Большие сети получают адреса класса А, средние - класса В, а маленькие класса С.

Формы записи IP-адреса

IP-адрес (айпи-адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сети Интернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сетитребуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта.

Форматы адреса

IPv4

В 4-й версии IP-адрес представляет собой 32-битовое число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел значением от 0 до 255, разделённых точками, например, 192.168.0.1.

IPv6

В 6-й версии IP-адрес (IPv6) имеет 128-битовое представление. Адреса разделяются двоеточиями (напр. fe80:0:0:0:200:f8ff:fe21:67cf или 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск может быть единственным в адресе.

IP-адрес состоит из двух частей — идентификатор сети (префикс сети, Network ID) и идентификатор узла (номер устройства, Host ID). Такая схема приводит к двухуровневой адресной иерархии.
Идентификатор сети идентифицирует все узлы, расположенные на одном физическом или логическом сегменте сети, ограниченном IP-маршрутизаторами. Все узлы, находящиеся в одном сегменте должны иметь одинаковый идентификатор сети.
Идентификатор узла идентифицирует конкретный сетевой узел (сетевой адаптер рабочей станции или сервера, порт маршрутизатора). Идентификатор узла должен быть уникален для каждого узла внутри IP-сети, имеющей один идентификатор сети. Таким образом, в целом IP-адрес будет уникален для каждого сетевого интерфейса всей сети TCP/IP.

IP-адрес назначается администратором при конфигурировании компьютеров и маршрутизаторов. Номер сети может быть выбран администратором произвольно либо назначен по рекомендации специального подразделения интернет. Конечный узел может входить в несколько IP-сетей. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в не­сколько сетей, поэтому каждый порт маршрутизатора имеет соб­ственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколь­ко IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес ха­рактеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Символьные имена в IP-сетях называются доменными и стро­ятся по иерархическому признаку. Составляющие полного сим­вольного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя хоста, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной груп­пы (подцомена) - и так до имени домена самого высокого уровня (на­пример, домена, объединяющего организации по географическому признаку: RU - Россия, UK - Великобритания, SU - США). Примером доменного имени может служить имя base2.sales.zil.ru. Между до­менным именем и IP-адресом узла нет никакой функциональной зависимости (нет алгоритмического соответствия), поэтому необ­ходимо использовать другой способ установления соответствия в виде дополнительных таблиц или служб, чтобы узел сети одно­значно определялся как по доменному имени, так и IP-адресу. В се­тях TCP/ IP используется распределенная служба доменных имен (Domain Name System - DNS), которая устанавливает это соответ­ствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют DNS-именами.

Формы записи IP-адреса могут быть различны. IP-адрес имеет длину 4 байта (32 бита) и состоит из двух частей - номера сети и но­мера узла в сети. Наиболее употребляемой формой представления ІР-адреса является запись в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точка- ' ми, например: 128.10.2.30. Этот же адрес может быть представлен в двоичной форме: 10000000.00001010.00000010.00011110. А также в шестнадцатеричном формате: 80.0А.02. Ш. Заметим, что запись адреса не предусматривает специального разграничительного знака между номером сети и номером узла. Каким образом маршрутазаторы, на которые поступают пакеты, выделяют из адреса назначения номер сети, чтобы по нему опреде­лить дальнейший маршрут? Какая часть из 32 бит, отведенных под 1Р-адрес, относится к номеру сети, а какая - к номеру узла? Можно предположить несколько вариантов решения этой задачи. Простейший из них состоит в том, что все 32-битовое поле адреса заранее делится на две части необязательно равной, но фиксиро­ванной длины, в одной из которых всегда будет размещаться номер сети, а в другой - номер узла. Но такой подход не позволяет диффе­ренцированно подходить к потребностям отдельных предприятий и организаций и не нашел широкого применения. Другой подход основан на использовании «маски», которая по­зволяет максимально гибко устанавливать границу между номером сети и номером узла. В данном случае «маска» - это число, которое используется в паре с ІР-адресом; двоичная запись маски содержит последовательность единиц в тех разрядах, которые должны в 1Р-ад- ресе интерпретироваться как номер сети. Граница между последо­вательностью единиц и последовательностью нулей в маске соот­ветствует границе между номером сети и номером узла в 1Р-адресе.Традиционный способ решения данной проблемы заключается в использовании «классов». Этот способ представляет собой комп­ромисс по отношению к двум вышеописанным: размеры сетей хотя и не являются произвольными, как при использовании масок, но и не являются одинаковыми, как при установлении фиксированных границ. Вводится несколько классов сетей, и для каждого класса определены свои размеры. Схема деления 1Р-адреса на номер сети и номер узла и основана на понятии класса, который определяется значениями нескольких первых бит адреса.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: