какие функции выполняет привратник h323
ИТ База знаний
Полезно
— Онлайн генератор устойчивых паролей
— Онлайн калькулятор подсетей
— Руководство администратора FreePBX на русском языке
— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке
— Руководство администратора по Linux/Unix
Навигация
Серверные решения
Телефония
FreePBX и Asterisk
Настройка программных телефонов
Корпоративные сети
Протоколы и стандарты
Протокол H.323
Кто такой «привратник»?
В сегодняшней статье мы поговорим об одном из первых протоколов, получивших широкое применения в сетях VoIP – H.323.
Базовый курс по Asterisk
Мы собрали концентрат всех must have знаний в одном месте, которые позволят тебе сделать шаг вперед на пути к экспертному владению Asterisk
H.323 чаще всего называют “протоколом”, хотя на самом деле, это целый стек протоколов, которые объединены одной задачей – поддержание передачи аудио- и видео-данных через сеть с коммутацией пакетов.
Как видно из данного рисунка передача аудио и видео осуществляется по стекам G.xxx/RTP/UDP/IP и H.xx/RTP/UDP/IP, за статистическую информацию о сессии отвечает RTCP.
Протокол H.255 RAS (Registration, Admission, Status) отвечает за взаимодействие оконечных устройств с привратником или контроллером зоны.
Протокол H.245 управляет информационными медиа каналами, проводит согласование функциональных возможностей терминалов и осуществляет управление логическими каналами.
Процесс установления и завершения звонков через IP сеть осуществляется по средствам протокола H.255.0, сигнальные сообщения которого, позаимствованы у Q.931, использующегося в ISDN.
Архитектура H.323 имеет клиент-серверную модель и включает в себя следующие элементы:
Это основное устройство в системе H.323, обеспечивающее передачу видео- и аудио данных. Терминал обязательно должен поддерживать все протоколы, входящие в стек H.323, для обеспечения сервисов IP телефонии. Выполняется как в виде простого IP телефона, так и в виде сложного устройства с дополнительными функциями.
Данный элемент присутствует только тогда, когда необходимо обеспечить сопряжение сети H.323 с сетью другого типа, например ISDN (Integrated Services Digital Network) или PSTN (Public Switched Telephone Network). Стоит отметить, что с помощью шлюзов можно обеспечить взаимодействие H.323 и с сетями мобильной связи третьего поколения (3G), которые используют протокол H.324.
Также как и шлюз, привратник является опциональным элементом сети H.323. В число функций привратника входят: регистрация терминалов, управление полосой пропускания, трансляция адреса, аутентификация пользователей.
Привратник работает в двух режимах: direct routed и gatekeeper routed
Наиболее эффективным и широко распространенным является режим direct routed, поскольку в этом режиме оконечные устройства (терминалы), по средствам протокола RAS узнают IP адрес удаленного устройства и соединение происходит напрямую.
В режиме же gatekeeper routed соединение всегда происходит через привратник, что конечно же требует от него дополнительных вычислительных мощностей.
Совокупность устройств, подключенных к одному привратнику называется зоной (zone), поэтому привратник часто называют контроллером зоны.
— Устройство управления конференциями (Multipoint Control Unit)
Данное устройство является сервером, в функции которого входит поддержание аудио- и видео- конференций между тремя или более H.323 терминалами. Сервер управляет ресурсами конференции, определяет аудио- и видео-потоки, проводит согласование терминалов по возможности обработки аудио- и видео-данных.
Как видно, наличие всех рассмотренных устройств, кроме терминалов, является опциональным. Таким образом, простейшей архитектурой сети H.323 могут являться два, напрямую подключенных терминала, поддерживающих соответствующий стек протоколов.
В следующей статье мы более подробно рассмотрим работу некоторых протоколов из стека H.323, а также изучим возможные варианты сценариев установления соединения. Кроме того, мы научимся разбираться в сигнальных сообщениях протокола Q.931, что поможет нам в понимании не только H.323, но и ISDN.
Продвинутый курс по Asterisk
Концентрат редких знаний, для внедрения Asterisk в крупных предприятиях. Все это мы собрали в одном курсе для тебя.
Стандарт H.323
Что такое H.323?
H.323 является одним из старейших стандартов, используемых для организации VoIP-телефонии и видеоконференцсвязи. Это целая система протоколов и элементов, которые позволяют передавать медиаданные по пакетным сетям с негарантированной пропускной способностью. Структура рекомендации H.323 обеспечивает различные возможности коммуникации — от обычной телефонии до видеоконференцсвязи с передачей медиаданных.
Одним из преимуществ стандарта H.323 является его связующая функция, которая позволяет устройствам различных производителей взаимодействовать друг с другом.
До появления протокола H.323 все VoIP-приложения работали на собственных сигнальных протоколах, поэтому связь между ними была невозможна. Однако в 1996 году опубликовали первую версию H.323 и этот стандарт получил широкое распространение.
Эволюция и развитие стандарта
С момента появления стандарта H.323 прошло много лет, и, естественно, он совершенствовался с каждой версией. С 1996 года до сегодняшнего дня было выпущено 7 версий стандарта.
Первая версия была довольно скудной, потому как выпускалась с главной целью — наладить коммуникацию между терминалами различных производителей. О надежности, безопасности и хорошем качестве связи речи пока не шло, к тому же, раннее несовместимые друг с другом, терминалы могли “общаться” только внутри корпоративной сети.
Прорывом стала вторая версия, которая вышла спустя два года и была направлена на активное использование в VoIP-телефонии и многосторонних конференциях. В этот раз ключевым словом стала надежность — подтверждение достоверности конечных точек (участников конференции), неизменность пакетных данных при передаче, защита от несанкционированного взлома данных и, как ни странно, отсутствие отклонения входящих вызовов. Также было ускорено соединение между терминалами и добавлена возможность переадресации звонков.
Третья версия обеспечила передачу сигнализации для большего числа вызовов посредством одного TCP-соединения. Межсетевые шлюзы, которые могли обеспечить до тысячи одновременных вызовов, особенно выиграли тогда.
Изменения в четвертом выпуске коснулись наращивания емкости H.323-терминалов, а выход пятой версии был направлен на общую стабилизацию стандарта. Кстати, решения TrueConf работают на четвертой версии протокола H.323.
В июне 2006 года утвердили шестую версию стандарта с изменениями по части транспортных протоколов H.225 и H.245. Появилась поддержка Assigned Gatekeeper — назначенного привратника, на котором регистрируется конечная точка из списка альтернативных гейткиперов. Помимо этого, были поддержаны документы и ряд приложений, позволяющих использовать кодеки GSM и H.264 в H.323-решениях.
Финальная — седьмая версия H.323 вышла в ноябре 2009 года. Среди множества обновлений следует выделить две важные для пользователей возможности:
Архитектура
Стандарт H.323 основывается на четырех компонентах для организации видеоконференций типа точка-точка или многоточка:
Терминал — это по сути инструмент для управления H.323-устройством, этакий пользовательский интерфейс, конечная точка. Терминалы могут связываться друг с другом в режиме VoIP-телефонии либо видеоконференцсвязи. Для связи терминалов из разных сетей — к примеру, H.323 и ISDN, используются шлюзы. Они выполняют следующие функции:
Если терминалы находятся в одной H.323-сети, шлюзы не используются.
Для связи трех и более терминалов используется сервер многоточечных конференций MCU (Multipoint Control Unit). Все терминалы, которые участвуют в конференции, сначала связываются с MCU-сервером, а MCU в свою очередь распределяет видеопотоки по всем терминалам. Само устройство MCU обычно также объединяет в себе роли гейткипера и шлюза.
Протоколы H.323
Каждый H.323-терминал либо устройство, поддерживающее протокол H.323, имеет свой собственный IP-адрес. По нему осуществляется механизм маршрутизации H.323-пакетов внутри сети. Для связи терминалов со шлюзами и гейткипером, а также для передачи медиатрафика используются протоколы UDP. Транспортные протоколы TCP используются только для установления звонка между терминалами и обмена дополнительными возможностями.
Передача медиаданных по рекомендации H.323 разделена на пять основных этапов:
Процедура регистрации необходима для того, чтобы конечные точки (терминалы) могли сообщить свои адреса гейткиперу и войти в его зону управления.
Для установки соединения между терминалами и для обмена медиатрафиком используются следующие протоколы:
Для завершения соединения терминалы посылают сообщение гейткиперу, после чего канал закрывается и связь прерывается.
TrueConf Server полностью совместим с H.323 терминалами. Скачай и попробуй сейчас!
Кодеки H.323
Стандарт H.323 определяет функцию обмена аудиоинформацией как основную свою возможность (так было изначально, ведь H.323 всегда применялся именно в VoIP-телефонии), поэтому каждый терминал должен был поддерживать как минимум один кодек из семейства G.7XX. А вот видеосвязь в отношении H.323 позиционировалась как второстепенная задача, в виду чего поддержка видеокодеков не была обязательной. Однако сегодня, в эпоху существования видеоконференцсвязи и интеграции ее во множество H.323-терминалов, видеокодеки входят в число обязательных. Для кодирования видео в H.323 используются видеокодеки семейства H.26X.
К голосовым кодекам в H.323 существует ряд определенных технических требований, поскольку именно звук в VoIP-телефонии является основополагающим элементом. Требования следующие:
Всем этим требованиям отвечают кодеки семейства G.7XX. Однако если говорить о последнем пункте данного списка, то лишь некоторые из G.7XX соответствуют ему.
По умолчанию в H.323 используется кодек G.711, который обладает довольно высоким коэффициентом полосы пропускания — 64 kbit/s. К тому же, G.711 на сегодняшний день считается устаревшим кодеком, ведь его частота дискретизации (преобразования аналогового сигнала в цифровой) составляет всего 8 kHz, в то время, как у другого кодека — более современного G.722.1 эта цифра в два раза больше (16 kHz). Кстати, для интернет-соединений раньше использовались низкочастотные кодеки G.723 (5.3/6.3 kbps) и G.729 (8 kbps).
Что касается видеокодеков, тут всё просто: стандартом уже много лет является видеокодек H.264. Его последователь H.265 пока не обрел популярности и поддержан только на новых устройствах, поэтому мы не думаем что он будет массово использоваться ранее 2022 года.
Сравнение протоколов H.323 и SIP
В нашей статье мы сравнили протоколы H.323 и SIP.
Общие сведения о гейткиперах H.323
Параметры загрузки
Содержание
Введение
Стандарт ITU-T H.323 определяет четыре компонента:
устройство управления многопунктовой связью (MCU)
В настоящем документе представлено развернутое введение в функциональные возможности и работу привратника в сетях передачи голоса по IP (H.323 VoIP).
Дополнительная информация о H.323 содержится в документе Руководство по работе с H.323 
.
Предварительные условия
Требования
Используемые компоненты
Данный документ не ограничен отдельными версиями программного и аппаратного обеспечения.
Условные обозначения
Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в разделе Условные обозначения для практических рекомендаций компании Cisco.
Определение привратника
Привратник – это объект H.323 в сети, обеспечивающий преобразование адреса и управление доступом для терминалов, шлюзов и устройств управления многопунктовой связью H.323. Кроме того, эти объекты могут выполнять и другие функции, включая управление пропускной способностью, ведение учета и план набора номера, которые могут быть централизованы для обеспечения масштабируемости.
Привратники логически отделены от конечных точек H.323, таких как терминалы и шлюзы. В сети H.323 это дополнительные элементы. Но в случае наличия привратника конечные точки могут использовать предоставляемые функции.
Зоны и подсети привратника
Функциональные возможности привратника
Стандарт H.323 определяет обязательные и дополнительные функции привратников:
Обязательные функции привратника
Трансляция адресов—преобразовывает идентификаторы H.323 (как, например, gwy1@domain.com) и номера E.164 (стандартные телефонные номера) в IP-адреса конечных точек.
Контроль на входе—контролирует допуск конечных точек к сети H.323. Для выполнения этих функций привратник использует следующие средства:
Сообщения H.225 Registration, Admission и Status (RAS)
Запрос на доступ (ARQ)
Подтверждение допуска (ACF)
Отказ от доступа (ARJ)
Управление пропускной способностью—состоит в управлении требованиями пропускной способности конечных точек. Для этого привратник использует следующие сообщения H.225 RAS:
Bandwidth Request (BRQ)
Bandwidth Confirm (BCF)
Bandwidth Reject (BRJ)
Управление зоной—привратник осуществляет управление зоной для всех зарегистрированных конечных точек в данной зоне. К примеру, управление процесса регистрации конечной точки.
Дополнительные функции привратника
Авторизация вызовов – с этим параметром привратник может ограничить доступ к определенным терминалам или шлюзам и/или иметь политики времени дня, ограничивающие доступ.
Управление вызовами – при помощи этого параметра привратник получает информацию об активных вызовах, которую он использует для обозначения загруженных конечных точек или перенаправления вызовов.
Управление пропускной способностью–при помощи этого параметра, привратник может отклонить доступ, если требуемая пропускная способность недоступна.
Сигналы управления вызовами—с помощью данного параметра привратник может пересылать сообщения вызова между конечными точками H.323 при использовании модели передачи сигнала вызова с маршрутом (GKRCS). Кроме того, он позволяет конечным точкам непосредственно обмениваться вызывными сигнальными сообщениями H.225.
Примечание: Привратники Cisco IOS передают сигнал непосредственно в конечную точку. Они не поддерживают модель GKRCS. Дополнительную информацию можно найти в разделе Сравнение передачи сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником, и непосредственной передачи сигнала в конечную точку этого документа.
Семейство протоколов H.323
Набор протоколов H.323 разделен на три основные области управления:
Передачи сигналов RAS (H.225)
Управление вызовами/Настройка вызовов (H.225)
Сигналы передачи и контроля средств связи (H.245)
Передачи сигналов H.225
RAS – это протокол обмена сигналами, используемый между шлюзами и привратниками. Канал RAS открывается раньше всех остальных каналов и не зависит от настройки вызовов и каналов передачи средств связи.
RAS использует порты 1719 (сообщения H.225 RAS) по протоколу дейтаграммы пользователя (UDP) и 1718 (обнаружение одноадресного привратника).
Более подробная информация представлена в разделе Передачи сигналов H.225 RAS: привратники и шлюзы.
Передача сигналов управления вызовами H.225
Для настройки подключений между конечными точками H.323 используются сигналы управления вызовом H.225. Рекомендации ITU H.225 определяют использование и поддержку сигнальных сообщений Q.931.
Надежный канал управления вызовами (TCP) создается в IP-сети на TCP-порту 1720. Данный порт вызывает сообщения управления вызовами Q.931 для вызовов подключения, поддержания связи и отключения.
Когда привратник присутствует в сетевой зоне, сообщения настройки вызова H.225 передаются через вызовы прямого сигнального канала или через GKRCS. Дополнительную информацию можно найти в разделе Сравнение передачи сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником, и непосредственной передачи сигнала в конечную точку этого документа. Решение о выборе метода принимается привратником во время обмена сообщениями допуска RAS.
Если привратник отсутствует, то сообщения H.225 проходят напрямую между конечными точками.
Сигналы передачи и контроля средств связи H.245
H.245 обрабатывает сквозные контрольные сообщения между объектами H.323. Процедуры H.245 устанавливают логические каналы для передачи аудио- и видеосигналов, данных, а также сведений об управляющем канале. Этот метод используется для согласования использования канала и таких возможностей, как:
обмен сообщениями о возможностях
Подробное объяснение функций H.245 не входит в область рассмотрения данного документа.
Обзор семейства протоколов H.323
Передача сигналов по каналам H.225 RAS Привратники и шлюзы
Обнаружение привратника RAS
Существует два процесса, с помощью которых терминалы/шлюзы H.323 находят привратников своей зоны:
Одноадресное обнаружение (вручную)—используется порт UDP 1718. В этом процессе конечные точки настраиваются посредством IP-адреса привратника, следовательно, их регистрацию можно провести немедленно. Привратник реагирует с помощью сообщения подтверждения GCF или отклонения GRJ.
Многоадресное обнаружение (автоматическое обнаружение)—используется многопакетный адрес UDP 224.0.1.41. Автоматическое обнаружение включает конечную точку для обнаружения ее привратника через многоадресное сообщение GRQ. Поскольку конечные точки не должны статически настраиваться для привратников, данный метод предполагает меньшие административные затраты. Привратник отвечает с помощью сообщения GCF или GRJ. С помощью настройки привратник может отправлять ответы только определенным подсетям.
Примечание: Привратник Cisco IOS всегда отвечает на сообщение GRQ сообщением GCF/GRJ. То есть, он никогда не переходит в режим молчания.
Если привратник недоступен, шлюз периодически пытается повторно его обнаружить. Если шлюз обнаруживает, что привратник перешел в автономный режим, он прекращает принимать новые вызовы и пытается вновь обнаружить привратника. Активные вызовы не затрагиваются.
В таблице далее определены сообщения обнаружения привратника RAS:
Сообщение, отправляемое конечной точкой привратнику.
Ответ от привратника на конечную точку, которая указывает транспортный адрес канала привратника RAS.
Ответ привратника конечной точке, отклоняющий ее запрос на регистрацию. Обычно такое сообщение отсылается вследствие ошибки шлюза или настройки привратника.
Регистрация и отмена регистрации RAS
Регистрация – это процесс, посредствам которого шлюзы, терминалы и/или MCU соединяются с зоной и сообщают привратнику свои IP-адреса и альтернативные адреса. Регистрация происходит после процесса обнаружения. Каждый шлюз может зарегистрироваться только с одним активным привратником. В каждой зоне может быть только один активный привратник.
Шлюз H.323 регистрируется с идентификатором H.323 (идентификатор электронной почты) или адресом E.164. Пример.
EmailID (H.323 ID): gwy-01@domain.com
адрес E.164: 5125551212
В таблице далее определены сообщения регистрации и отмены регистрации привратника RAS:
Отправлено на адрес канала RAS привратника с конечной точки.
Ответ от привратника, подтверждающий регистрацию в конечной точке.
Ответ привратника конечной точке, отклоняющий ее запрос на регистрацию
Отсылается из конечной точки или от привратника для отмены регистрации.
Отсылается из конечной точки или от привратника для подтверждения отмены регистрации.
Указывает, что конечная точка не была предварительно зарегистрирована у привратника.
Допуски RAS
Сообщения о допуске между конечными точками и привратниками предоставляют основание для контроля допуска вызовов и пропускной полосы. Привратник осуществляет управление доступом к сетям H.323 путем подтверждения или отклонения запроса на доступ.
В следующей таблице определены сообщения о допуске RAS:
Сообщения о допуске
Попытка конечной точки инициировать вызов.
Аутентификация привратником для принятия вызова. Это сообщение содержит IP-адрес конечного шлюза или привратника и позволяет исходному шлюзу инициировать процедуры передачи сигналов управления вызовом.
Отклоняет запрос конечной точки на получение доступа к сети для данного конкретного вызова.
Для получения дополнительных сведений см. раздел Поток вызова привратник-шлюз в данном документе.
Расположение конечной точки RAS
Сообщения запроса расположения обычно используются между межзонными привратниками, чтобы получить IP-адреса конечных точек разных зон. В следующей таблице определены сообщения запросов расположения RAS.
Отправляется, чтобы запросить контактную информацию привратника для одного и более адресов E.164.
Отправляется привратником и содержит сигнальный канал для вызова, собственный адрес канала RAS или запрошенную конечную точку. LCF использует собственный адрес, когда используется GKRCS. LCF использует запрошенный адрес конечной точки, если используется Directed Endpoint Call Signaling.
Отправляется привратниками, получившими сообщение LRQ, для которого запрошенная конечная точка не является зарегистрированной или ее ресурсы недоступны.
Для получения дополнительных сведений см. раздел Поток вызова привратник-шлюз.
Сведения о состоянии RAS
Привратник может использовать канал RAS для того, чтобы получить информацию о состоянии от конечных точек. С помощью этой информации можно следить за тем, подключена ли конечная точка. В следующей таблице определены сообщения запросов о состоянии RAS.
Сведения о состоянии
Запрос о состоянии, отсылаемый от привратника на конечную точку.
Отсылается из конечной точки привратнику в ответ на запрос IRQ. Это сообщение передается также от конечной точки на привратник, если привратник запрашивает регулярное обновление состояния. IRR используется шлюзами, чтобы сообщать привратнику об активных вызовах.
Используется привратником для ответа на сообщения IRR.
Используется привратником для ответа на сообщения IRR.
Управление пропускной способностью RAS
Управление пропускной способностью исходно управляется с помощью последовательности сообщений допуска (ARQ/ACF/ARJ). Однако пропускная способность может измениться во время вызова. В следующей таблице определены сообщения управления пропускной способностью RAS.
Управление пропускной способностью
Запрос на увеличение/уменьшение пропускной способности вызова, отсылаемый привратнику конечной точкой.
Отправляется привратником, чтобы подтвердить получение запроса на изменение пропускной способности.
Отправляется привратником, чтобы отклонить запрос на изменение пропускной способности.
RAI (Resource Availability Indicator)
Используется шлюзами для информирования привратника, имеются ли у шлюза доступные ресурсы для дополнительных вызовов.
RAC (Resource Availability Confirm)
Уведомление от привратника для подтверждения приема шлюзом сообщения RAI.
Сравнение передачи сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником, и непосредственной передачи сигнала в конечную точку
Существует два типа методов сигнализации вызова привратника:
Непосредственная передача сигнала в конечную точку—Этот метод позволяет пересылать сообщения настройки вызовов на конечный шлюз или конечную точку.
Передача сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником (GKRCS)— при использовании данного способа сообщения настройки вызова проходят через привратника.
Примечание: Привратники Cisco IOS передают сигнал непосредственно в конечную точку и не поддерживают GKRCS.
Следующие схемы показывают разницу между этими двумя способами:
Поток вызова привратник-шлюз
Следующие разделы содержат только сценарии протекания вызовов прямого сигнального канала. Предположим также, что шлюзы уже завершили процедуру обнаружения и регистрации у своих привратников.
Настройка внутризонных вызовов
Настройка внутризонных вызовов
Настройка межзонного вызова с помощью привратника каталога
Главной функцией привратников является сохранение канала других зон H.323 и корректная переадресация вызовов. При наличии большого количества зон H.323 управление конфигурациями привратника может быть усложнено. В таких больших сетях VoIP можно настроить центрального привратника каталога, содержащего реестр различных зон и управляющий процессами пересылки LRQ. При наличии привратников каталогов не требуется полной сетки между привратниками внутри зоны.
Примечание: Привратник каталога является не промышленном стандартом, а продуктом компании Cisco.
Дополнительная информация содержится в разделе Масштабирование сети H.323 с привратниками.
Настройка вызова с помощью прокси
Вызов отключен
Масштабирование сети H.323 с привратниками
На диаграмме далее показаны принципы масштабирования сети VoIP дополнительными привратниками и привратниками каталогов: