______________________________________________________________________________

4.Как обеспечивается сквозное качество обслуживания “из конца в конец” при взаимодействии автономных систем, имеющих различные классы сетевого качества обслуживания?

Ответ. Классу гарантированного обслуживания Intserv ставится в соответствие класс немедленной передачи (Expedited Forwarding) Diffserv. Классу контролируемой нагрузки (Intserv) ставится в соответствие один из классов обеспеченной передачи

(Assured Forwarding) Diffserv.

5.Назовите основные преимущества применения MPLS.

Ответ. Уменьшение аппаратной задержки и возможность принудительной маршрутизации пакетов по заранее выбранному пути.

2.4.Сопряжение сетей коммутации каналов и пакетов

Сеть с коммутацией пакетов по сравнению с сетью коммутации каналов обладает существенными преимуществами, главными из которых являются:

•Экономное расходование каналов связи за счет применения более эффективных способов кодирования с меньшей полосой передачи (до 26.1 Кбит/с вместо 64 Кбит/с).

•Экономное расходование сетевых ресурсов за счет динамического закрепления ресурсов за установленными соединениями (заполнения естественных пауз в разговоре другими соединениями).

•Простота введения новых услуг за счет использования относительно небольшого числа унифицированных протоколов.

Все эти факторы обусловливают необходимость перехода к сети нового поколения (Next Generation Network, NGN), основанной на принципах пакетной коммутации и передачи по IP-сети. В классической сети нового поколения предполагается полное отсутствие оборудования коммутации каналов, включая оконечные устройства пользователей. С другой стороны у большинства операторов связи имеется обширная и хорошо развитая сеть коммутации каналов, которая во многих случаях не выработала свой ресурс. Кроме того, подавляющее большинство оконечных устройств пользователей приспособлено для работы только в таких сетях. Одномоментная замена традиционного оборудования коммутации каналов и оконечного оборудования на новое оборудование может повлечь за собой не всегда оправданные очень большие капитальные затраты. Поэтому для каждого отдельного случая следует выработать свою стратегию поэтапного перехода к сетям следующего поколения. Одним из вариантов является решение IP-транзит (IP Trunking).

Решение IP-транзит предполагает модернизацию транспортной сети путем поэтапной замены систем передачи с временным разделением каналов на системы передачи пакетов без замены оконечных устройств пользователей. Реализация решения IP-транзит на примере телефонной сети общего пользования показана на рис. 2.14.

Пусть исходная телефонная сеть общего пользования (рис. 2.14а) имеет структуру из четырех станций (АТС), соединенные между собой ИКМ-трактами. Сигнализация между станциями организована как по общему каналу сигнализации (ОКС), так и по выделенным сигнальным каналам (ВСК). Предполагается, что АТС1, АТС2 и АТС3 являются относительно новыми станциями (например, электронными), а АТС4 – старой (например, декадно-шаговой) и подлежит первоочередной замене. Можно пойти двумя путями: либо заменить АТС4 на электронную с коммутацией каналов, модернизируя существующую сеть ТФОП, либо сделать шаг в направлении перехода к сети следующего поколения. Во втором случае необходимо (рис. 2.14б):

117

Ю.Ф.Кожанов, Колбанев М.О ИНТЕРФЕЙСЫ И ПРОТОКОЛЫ СЕТЕЙ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

______________________________________________________________________________

–пути прохождения сигнализации ОКС и TDM-каналов

–пути прохождения IP-пакетов

Рис. 2.14. Реализация решения IP-транзит а)исходная сеть коммутации каналов б)начальное преобразование

с)полностью преобразованная транспортная сеть

118

______________________________________________________________________________

1.1Заменить АТС4 на комбинированный узел (Combo Switch), представляющий собой узел ЦСИО (TDM-Switch) и программный коммутатор (Soft Switch), управляющий соединениями в IP-сети через маршрутизатор (Router, R1). Установить сервер аутентификации, авторизации и учета (ААА).

2.Установить на АТС1 – АТС3 мультимедийные шлюзы (MG), преобразующие непрерывные цифровые потоки в пакеты.

3.Один из существующих трактов между АТС1 и Combo Switch выделить под ОКС, оставшиеся ИКМ-тракты подключить к MG на стороне АТС1 и к маршрутизатору R1 на стороне Combo Switch. То же следует сделать на для АТС2 и АТС3. На этом этапе существует смешанная сеть. Например, соединения между АТС2

иАТС3 могут устанавливаться как по сети с коммутацией каналов, так и по IP-сети (через маршрутизатор R1).

4.В завершение необходимо установить шлюзы MG4 и MG5, а также дополнительные маршрутизаторы R2 и R3 для управления этими шлюзами от Combo Switch (рис. 2.14с).

На этом этапе только транспортная сеть соответствует сети следующего поколения. К ней непосредственно могут быть подключены оконечные устройства пользователя с IP-протоколами (H.323, SIP). По мере устаревания АТС1, АТС2 и АТС3 их следует заменить концентраторами (PHub) или коммутаторами пакетов (Packet Switch) с одновременной заменой оконечного оборудования пользователей, в том числе

ив Combo Switch, на IP-терминалы. Необходимость в шлюзах, естественно, отпадает, а комбинированный узел Combo Switch превратится в классический программный коммутатор (Soft Switch).

Взаимодействие между сетевыми элементами Combo Switch и MG осуществляется при помощи специальных протоколов – MGCP, RTP, RTCP.

Стек протоколов шлюза для протоколов MGCP, RTP RTCP приведен на рис. 2.15. Номера портов для RTP и RTCP задаются динамически в процессе установления соединения.

Сетевой

IP

Канальный

Физический

Рис. 2.15. Стек протоколов шлюза

119

Ю.Ф.Кожанов, Колбанев М.О ИНТЕРФЕЙСЫ И ПРОТОКОЛЫ СЕТЕЙ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

______________________________________________________________________________

2.4.1. Протокол управления шлюзами

Протокол управления шлюзами (Media Gateway Control Protocol, MGCP) [RFC 2705, INF] использует принцип ведущий/ведомый, в котором ведущей стороной является комбинированный узел Combo Switch, точнее – специализированная программа “агент соединения” (Call Agent), расположенная в Combo Switch, имеющий предопределенный порт 2727 для приема сигналов управления от шлюзов. Ведомой стороной является шлюз, имеющий предопределенный порт 2427, для обработки сигналов управления от “агента соединения”. Соединение разговорных каналов между шлюзами (рис. 2.14) создается под управлением агента соединения комбинированного узла и включает в себя следующие этапы.

1.Вначале исходящая АТС по общему каналу сигнализации доставляет Combo Switch требования к установлению соединения в виде сообщения IAM. В нем имеются идентификатор CIC, указывающий на номер временного канала (ts) и ИКМ-тракта (PCM) со стороны АТС, а также сетевые номера вызывающего абонента (A-num) и вызываемого абонента (B-num).

2.Combo Switch по В-номеру определяет, что нужно установить разговорное соединение. По номеру цепи CIC в своей базе данных определяет IP-адрес исходящего шлюза IPMG1, принадлежащий исходящей АТС, и по этому IP-адресу на предопределенный порт 2427 дает команду шлюзу СОЗДАТЬ СОЕДИНЕНИЕ

(CreateConnection, CRCX).

3.Исходящий шлюз осуществляет привязку разговорного канала подключенного ИКМ-тракта к одному из свободных портов PortMG1 и оба параметра IPMG1 и PortMG1 вместе со списком возможных кодеков высылает Combo Switch. IP-адрес и предопределенный порт 2727 “агента соединения” Combo Switch прописан в базе данных шлюза. На этот момент времени Combo Switch полностью осведомлен о том, по какому порту, по какому IP-адресу и какие типы кодеков исходящий шлюз может использовать при разговорном соединении.

4.Combo Switch по номеру B-num в своей базе данных определяет IP-адрес входящего шлюза IPMG2, принадлежащий входящей АТС, и по этому адресу на преопределенный порт 2427 дает команду шлюзу СОЗДАТЬ СОЕДИНЕНИЕ (CreateConnection, CRCX), в которой указывает параметры связи исходящего шлюза

IPMG1 и PortMG1.

5.Входящий шлюз осуществляет привязку канала подключенного ИКМ-тракта к одному из свободных портов PortMG2 и оба параметра IPMG2 и PortMG2 вместе с выбранным кодеком высылает Combo Switch. Таким образом, Combo Switch полностью осведомлен о том, по какому порту, по какому IP-адресу и какой кодек входящий шлюз будет использовать в разговорном соединении.

6.Combo Switch в команде МОДИФИЦИРОВАТЬ СОЕДИНЕНИЕ (ModifyConnection, MDCX) пересылает параметры связи входящего шлюза IPMG2 и PortMG2 исходящему шлюзу. Теперь у обоих шлюзов имеется полная информация друг

одруге и им ничего не мешает начать обмен информацией. Сообщения ACM и ANM по ОКС завершают переход к разговорной фазе.

Разрушение соединения от АТС к Combo Switch инициирует одна из сторон сообщением REL, в ответ на которую Combo Switch выдает команды обоим шлюзам РАЗРУШИТЬ СОЕДИНЕНИЕ (DeleteConnection, DLCX). После получения подтверждения команд от шлюзов и АТС все задействованные устройства возвращаются в исходное состояние.

Взаимодействие “агента соединения” со шлюзом происходит с помощью команд

иответов. Команды помещаются в поле данных UDP, кодируются кодом ASCII и имеют следующую структуру:

120

______________________________________________________________________________

<Command> <TransactionID> <EndpointD> <MGCP version> <Parameters>.

Ниже приведено название некоторых основных команд (Command):

СОЗДАТЬ СОЕДИНЕНИЕ (CreateConnection, CRCX).

МОДИФИЦИРОВАТЬ СОЕДИНЕНИЕ (ModifyConnection, MDCX).

РАЗРУШИТЬ СОЕДИНЕНИЕ (DeleteConnection, DLCX).

ЗАПРОС О НАБЛЮДЕНИИ ЗА СОБЫТИЯМИ (Notification Request, RQNT). УВЕДОМЛЕНИЕ О НАСТУПЛЕНИИ СОБЫТИЯ (Notify, NTFY). ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ (Audit Endpoint, AUEP).

РЕСТАРТ СИСТЕМЫ (Restart in progress, RSIP).

Идентификатор транзакции (TransactionID) служит для корреляции команд и ответов. Каждая последующая команда имеет идентификатор на единицу больше предыдущей, идентификатор находится в диапазоне 1 – 999 999 999.

Идентификатор порта шлюза (EndpointD) имеет символическое имя вида TS01/PCM05@SIEMENS.NET. В данном случае указывая на временной канал 1 в 5-ом ИКМ-тракте сети SIEMENS.NET.

Версия протокола (MGCP version) указывает на используемую версию.

В параметрах (Parameters) задаются характеристики, необходимые для описания сеансов связи. Описание производится на основе списка принятых сокращений и обозначений, разделенных двоеточием. Ниже приведено название основных параметров.

C:– идентификатор услуги (CallID), за которым следует уникальный номер

сессии.

L:– опции соединения (LocalConnectionDescriptor), за которым следует описание характеристик соединения, в частности а: - метод кодирования; р: - время пакетизации;

b:- полоса передачи; s: - включение/выключение подавления пауз в разговоре и т.д.

M:– режим соединения (ConnectonMode), за которым следует описание режима, в частности: inactive (не посылать и не принимать пакеты), sendrecv (посылать и принимать пакеты) и т.д.

Ответы помещаются в поле данных UDP, кодируются кодом ASCII и имеют следующую структуру:

<ReturnCode> <TransactionID> < ResponseString> <LocalConnectionDescriptor>.

Код возврата (ReturnCode) описывает реакцию шлюза на полученную команду, в частности, код 200 – команда выполнена, 250 – соединение разрушено и т.д.

Идентификатор транзакции (TransactionID) соответствует команде, на которую высылается ответ.

Строка возврата (ResponseString) краткий комментарий в коде ASCII, за которым может следовать идентификатор соединения для различения соединений, относящихся к одной услуге.

Описание параметров связи (LocalConnectionDescriptor), за которым следует описание характеристик порта в синтаксисе протокола SDP (Session Description Protocol), в частности: v=версия протокола SDP; с=IP-адрес порта шлюза для разговорного соединения, m=номер порта разговорного шлюза и имя протокола обмена речевой информацией.

Ниже на рис. 2.16 приведен сценарий установления разговорного соединения между абонентами АТС1 и АТС2 рис. 2.14.

Типовая команда СОЗДАТЬ СОЕДИНЕНИЕ и ответ на нее для разговорного

соединения могут выглядеть следующим образом.

121

Ю.Ф.Кожанов, Колбанев М.О ИНТЕРФЕЙСЫ И ПРОТОКОЛЫ СЕТЕЙ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

______________________________________________________________________________

200 10151 OK I:1

ACM (CIC)

ACM (CIC) ANM (CIC)

ANM (CIC)

RTP (IP=218.1.59.112, Port=10006)

RTP (IP=218.1.59.110, Port=10002)

122

______________________________________________________________________________

Установление модемного соединения абонента АТС1 в Интернет и включает в себя следующие этапы (рис. 2.17).