Развитие IP-телефонии

После завершения разговора любой стороной отправляется запрос BYE, который подтверждается ответом 200 OK.

Установление соединения с участием прокси-севера

Администратор сети сообщает пользователям адрес прокси-сервера и порт 5060 установленный по умолчанию Рис. 3. Пользователь при запросе указывает известный ему адрес вызываемого пользователя. У сервера определения местоположения прокси-сервер запрашивает текущий адрес вызываемого пользователя. Прокси-сервер, получив ответ с необходимой информацией, передает запрос INVITE вызываемому пользователю. В запросе также указываются функциональные возможности вызывающего пользователя, но при этом в запрос добавляется поле Via. В поле Via указывается адрес прокси-сервера. Это делается для того чтобы ответы в дальнейшем проходили через него. Вызываемое оборудование, после приема и обработки запроса, сообщает своему пользователю о входящем вызове, а вызывающей стороне передается ответ 180 Ringing. В ответ копируются поля из запроса To, From, Call_ID, CSeq и Via. Пользователь встречной стороны после приема вызова отправляет сообщение 200 OK, содержащее информацию о функциональных возможностях. Оборудование вызывающего пользователя подтверждает прием ответа запросом ACK. Соединение установлено, начинается разговор [3].

После завершения разговора любой стороной отправляется запрос BYE, который подтверждается ответом 200 OK.

Сообщения проходят через прокси-сервер. Прокси-сервер может модифицировать некоторые поля.



Рисунок 3 - Сценарий установления соединения через прокси-сервер

3.4 Интеграция протокола SIP с IP-сетями

Независимость от транспортных технологий, является наиважнейшей особенностью протокола SIP. Выбранная транспортная технология никак не влияет на структуру сообщения SIP и зависимости между структуры сообщения и транспортной технологии, нет. Однако стоит отметить, что предпочтение отдается технологии маршрутизации пакетов IP и протоколу UDP. Но при этом, нужно создавать дополнительные механизмы для качественной доставки сигнальной информации. Примером таких механизмов может служить, например, повторная передача информации (в случае, если информации была утеряна), подтверждение приема и прочее.

Стоит отметить, что сигнальные сообщения могут переноситься не только UDP, но и протоколом TCP. UDP в отличии от TCP, быстрее доставляет информацию, даже если необходимо повторно отправить информацию. Также UDP позволяет быстрее вести параллельный поиск местоположения пользователей и соответственно отправлять к участью в сеансах связи. TCP делает работу с межсетевыми экранами, а также протокол может гарантировать надежную доставку данных. Во время работы с протоколом TCP, сообщения, которые относятся к одному вызову, могут быть переданы по одному TCP-соединению, или же для каждого запроса и ответа на него открывается TCP-соединение.

На рис. 4 показано место протокола SIP в стеке протоколов TCP/IP.

Рисунок 4 - Место протокола SIP в стеке протоколов TCP/IP

Информация практически любого вида может передаваться по сети с маршрутизацией пакетов по IP. Такой информацией может быть, например, видео, речь, данные, а также любая их комбинация, т.е. так называемая мультимедийная информация. Для того чтобы организовать связь между двумя терминалами необходимо известить встречную сторону, информация какого рода может приниматься/передаваться, также указать алгоритм ее кодирования и адрес, на который будет информация передаваться. Следовательно, можно отметить, что одним из обязательных условий организации связи с использованием SIP является обмен информацией об функциональных возможностях. Для осуществления данного требования, чаще всего используют протокол SDP (Session Description Protocol).

Комитет IETF для передачи речи предлагает использовать протокол RTP, сам SIP протокол рассматривает возможность использования для таких целей других протоколов.

В SIP протоколе нет реализации механизма управления потоком информации и предоставления высокого качества обслуживания. Так же стоит отметить, что протокол SIP не ориентирован на передачу пользовательской информации, сообщения могут переносить только ограниченный объем информации. При превышении объема сообщения SIP не исключена фрагментация сообщения на уровне IP. Фрагментация может значительно повлиять на качество передачи информации.

SIP протокол предоставляет три варианта организации конференций:

· в режиме multicasting, когда информация передается на один multicast-адрес, после чего проводится доставка сетью конечным адресатам;

· при помощи MCU (устройство управления конференциями), к которому участники конференции отправляют информацию в режиме точка-точка. Устройство обрабатывает информацию и рассылает участникам конференции;

· в режиме точка-точка, т.е. путем соединения каждого пользователя с каждым.

SIP протокол предоставляет возможность новым пользователям присоединиться к текущему сеансу связи. Таким образом, сеанс может превратиться в конференцию.

3.5 Реализация дополнительных услуг на базе протокола SIP

Рассмотрим примеры реализации дополнительных услуг на базе SIP-протокола.

Такая услуга как «Переключение связи» позволяет пользователю совершить переключение соединения третьей стороне. Рассмотрим пример реализации данной услуги Рис. 5. Пользователь A после разговора с пользователем B переключает соединение на пользователя С, а сам совершив переключение, отключается.

Рисунок 5 - Дополнительная услуга "Переключение связи"

Услуга «Переадресация вызова» позволяет пользователю назначить адрес того оборудования, на которое будут поступать входящие вызовы. Такая услуга может быть применена при многих условиях, например, если пользователь занят или если вызывающий пользователь не дождался ответа на протяжении заданного времени. Также возможна безусловная переадресация. Пользовательское оборудование, получив сообщение INVITE B, сначала проверяет условия, на которых оно было получено. В случае, если условия требуют переадресации, то отправляется сообщение INVITE с заголовком Also. В заголовке будет указан адрес пользователя, но которого буден направлен вызов. Оборудование инициатора вызова получив сообщение INVITE с заголовком Also, совершает новый вызов по адресу, который указан в заголовке. В нашем случае пользователь А вызывает пользователя В, а терминал послед, него переадресует вызов к пользователю С Рис. 6.



Рисунок 6 - Дополнительная услуга "Переадресация вызова"

Следующий пример дополнительной услуги - «Уведомление о вызове во время связи». Данная услуга позволяет пользователю получать уведомления о входящем вызове, во время текущего Рис. 7.

Рисунок 7 - Дополнительная услуга "Уведомление о вызове во время связи"

Данная услуга реализуется при помощи заголовка Call_Disposition. В данном заголовке содержится инструкция, по которой будет производиться обслуживание вызова. Пользователь, совершающий вызов, отправляет запрос INVITE, в котором указывается заголовок Call_Dispo_sition: Queue. Заголовок содержит в себе следующий смысл: «Если вызываемый пользователь занят, то необходимо поставить вызов в очередь». Вызываемая сторона отправляет ответ 182 Queued. Данным ответом вызываемый пользователь подтверждает исполнение запроса. Ответ 182 Queued может передаваться неоднократно. Принимающая сторона получает уведомление о поступившем вызове, а когда освобождается, то стороне инициатора передается ответ 200 OK.



4. Архитектура сети SIP

Протокол переноса гипертекста - HTTP в определенном смысле является прародителем SIP протокола. SIP унаследовал у HTTP архитектуру «клиент-сервер» и синтаксис. Архитектура «клиент-сервер» изображена на Рис. 8.

Рисунок 8 - Архитектура "клиент-сервер"

Клиент подает запросы. В этих запросах клиент указывает то, что он хочет получить от сервера. Сервер после того как получит запрос, обрабатывает его и соответственно выдает ответ. Ответ, выданный сервером, может содержать следующую информацию:

· уведомление об успешном выполнении запроса;

· уведомление об ошибке;

· информацию, которую запросил клиент.

В сети SIP управление процессом обслуживания вызова распределяемся нам разные элементы. Терминал является основным элементом, реализующим функции управления соединением. За маршрутизацию вызовов отвечают остальные элементы и в некоторых случаях предоставляют дополнительные услуги.

Терминал

В том случае, когда клиент и сервер взаимодействуют непосредственно с пользователем, их называют, клиентом агента пользователя (User Agent Client) и сервером агента пользователя (User Agent Server) соответственно. Далее User Agent Client будем указывать как (UAC) и User Agent Server (AUS).

Необходимо отметить, что другие серверы и клиенты SIP непосредственно взаимодействовать с пользователем не могут, это могут (не обязаны) делать AUC и AUS. В случае, когда в устройстве присутствует сервер AUS и присутствует клиент AUC, то это оборудование будет называться агентом пользователя (User Agent) и, по сути, будет представлять терминальное оборудование SIP.

Кроме терминала отмечены еще два основных типа сетевых элементов SIP: proxy server и redirect server. Redirect server - это сервер переадресации, а proxy server - это прокси-сервер соответственно.

Прокси-сервер

От английского proxy - представитель. Прокси-сервер представляет интересы пользователей в сети. Принимая запросы, он обрабатывает их, и в зависимости от запроса будет выполнять определенные действия. Примером таких запросов могут быть: маршрутизация запроса, поиск/вызов пользователя, предоставление услуг и другое. Прокси-сервер может принимать вызовы, инициировать собственные запросы и возвращать ответы т.к. состоит из серверной и клиентской части. Физически прокси-сервер может быть совмещен с сервером определения места положения или же существовать отдельно от него, но при этом взаимодействовать с ним по протоколам LDAP, rwhois и по любым другим протоколам. В случае, когда прокси-сервер совмещен он называется registrar.

Существует следующие типы прокси-серверов:

· с сохранением состояний (stateful);

· без сохранения состояний (stateless).

Прокси-сервер с сохранением состояний хранит в памяти входящий запрос, который является причиной генерации одного или нескольких исходящих запросов. Запоминает прокси-сервер и эти запросы. Хранятся эти запросы до окончания транзакции. Транзакция заканчивается, когда все ответы на запрос получены [4].

Такой тип прокси-сервера предоставляет множество услуг, но работает медленнее, чем прокси-север без сохранения состояний. Применяется такой тип чаще всего для обслуживания небольшого количества клиентов. Сохранять информацию прокси-сервер должен если:

· для передачи сигнальной информации использует протокол TCP;

· размножает запросы;

· работает в режиме многоадресной рассылки сигнальной информации.

Размножает запросы в том случае, когда прокси-сервер ведет поиск пользователя по нескольким направлениям, то есть когда один запрос, пришедший на прокси-сервер, размножается и передается по всем этим направлениям.

Сервер без сохранения состояний получаемые запросы/ответы просто ретранслирует. Сервер такого типа может обслужить больше пользователей, так как ресурс процессора не расходуется на запоминание состояний. Если говорить о недостатках, то стоит сразу отметить, что на базе такого сервера есть возможность организовать только самые простые услуги. Прокси-сервер для одних пользователей может работать как сервер с сохранением состояний, а для других пользователей работать как сервер без сохранения состояний.

Рассмотрим алгоритм работы прокси-сервера с пользователем. Пользователям сообщается адрес прокси-сервера. За это отвечает поставщик IP-телефонии. Вызывающий пользователь отправляет запрос соединения. Сервер сначала обрабатывает запрос, определяет местоположение пользователя и после передает запрос этому пользователю. Получив ответ от пользователя с подтверждением о том, что запрос был обработан успешно, сервер передаст этот ответ пользователю, который делал запрос.

Сервер переадресации

Сервер переадресации используется для того чтобы определить текущий адрес вызываемого пользователя. Пользователь, который совершает вызов, передает серверу переадресации сообщение, в котором будет указан адрес пользователя ранее ему известный. Сервер переадресации соответственно знает текущие адреса пользователей и отправит это сообщение на соответствующий адрес. Для того чтобы сервер переадресации всегда знал текущее местоположение пользователя, ему необходимо постоянно взаимодействовать с сервером определения местоположения.

Сервер переадресации не инициирует собственные запросы. Серверу переадресации только может сообщить либо адрес прокси-сервера или же адрес вызываемого пользователя. Далее инициатор запроса по полученному адресу отправляет соответствующий запрос.

Нужно отметить, что пользователю совсем не обязательно связываться с каким-либо SIP-сервером. Пользователь самостоятельно может совершить вызов, но только при условии, что адрес вызываемого пользователя ему известен.

Сервер определения местоположения

Как уже говорилось ранее, у пользователя есть возможность перемещаться в пределах сети. Соответственно, если пользователь перемещается, то нужно иметь механизм который будет отслеживать его перемещение и предоставлять информацию о его текущем положении. Рассмотрим ситуацию, когда сотруднику необходимо уехать в командировку. Так как происходит временная смена места работы, нужно чтобы все вызовы, которые поступают пользователю, были перенаправлены на его текущее местоположение. Пользователь должен проинформировать специальный сервер о текущем местоположении. С помощью специального сообщения -REGISTER- может сообщить эту информацию.

Существуют два режима регистрации:

· зарегистрироваться один раз;

· регистрироваться периодически.

Первый вариант регистрации подходит в той ситуации, когда терминал, которым будет пользоваться наш пользователь, будет постоянно включен и этот терминал не должен перемещаться по сети. Второй вариант соответственно подходит в том случае, например, если терминал пользователя постоянно выключается или перемещается по сети.

Чтобы хранить информацию о текущем положении пользователей используют сервер определения местоположения пользователей. Этот сервер в общем виде представляет собой базу данных адресной информации. В этой базе данных может храниться не только постоянный адрес пользователя, но и так же может храниться несколько текущих адресов.

Сервер может быть совмещен с прокси-сервером или же реализован отдельно, но при этом сервер будет иметь возможность связываться с ним.

Необходимо отметить, что пользователь, которому нужен адрес вызываемого пользователя, не обращается напрямую к серверу определения местоположения. Эта задача ложится на SIP-серверы, которые выполняют данную операцию при помощи протоколов, таких как LDAP, rwhois и др.

4.1 Пример SIP-сети

Анализируя вышесказанное, отметим, что сети SIP строятся из трех базовых элементов: терминалов, прокси-серверов и серверов переадресации. На Рис. 9 возможный вариант построения сети SIP.



Рисунок 9 - Пример построения сети SIP

Необходимо отметить, что SIP-серверы, отображенные на рисунке 3, представлены в виде отдельных функциональных узлов. Физически они могу быть реализованы на базе сервером локальной сети. В таком случае, они будут обрабатывать SIP-сообщения, и при этом выполнять свои основные функции. Терминал могут быть двух видом: ПК со звуковой платой и ПО SIP-клиента или SIP-телефон, подключенный к локальной вычислительной сети Ethernet. Т.о., пользователи ЛВС передают все запросы в своему SIP-серверу, а сервер после обработки запроса обеспечивает установление соединений. Сервер можно настроить на разные алгоритмы работы путем программирования. Можно настроить сервер, например, так чтобы руководство или важные клиенты были обслужены по одним правилам, а остальная часть пользователей по другим. Также можно настроить сервер, чтобы учитывалась категория и срочность вызова и вести начисление платы за разговоры [5].

На Рис. 10 представлена структурная схема организации услуг SIP-сервера.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 - Структурная схема организации услуг SIP-сервера

За предоставление услуг и за общее управление сервером отвечает модуль управления услугами. Все принятые сервером запросы и ответы передаются в модуль управления услугами. После, модель управления услугами обрабатывает все запросы и ответы и на основании этого определяется реакция на сообщения, которые были получены.



5. Исследование протокола H.323

Сети на базе H.323 протоколов ориентированы на объединение с телефонными сетями и могут быть рассмотрены как Integrated Services Digital Network, наложенные на сети передачи данных. Процедура установления соединения основывается на рекомендации Q.931. Процедура аналогична процедуре, используемой в сетях Integrated Services Digital Network.

В H.323 рекомендации предусмотрен довольно сложный набор протоколов. Данные протоколы используются не только для передачи голосовой информации. Цель данного набора протоколов состоит в обеспечении работы мультимедийных приложений в сетях, где не гарантируется качество обслуживания. Речевой трафик - это только часть всех приложений H.323, наряду с данными и видеоинформацией.

5.1 Архитектура H.323

Вариант сети, который был предложен МСЭ в рекомендации H.323, подойдет тем местным операторам ТС, который заинтересованы в использование IP-сети для предоставления междугородней/международной связи. RAS-протокол, который входит в состав протоколов H.323, предоставляет возможность контролировать использование сетевых ресурсов. Также протокол RAS поддерживает аутентификацию пользователей и может отвечать за начисление средств.

На Рис. 11 показана архитектура сети на базе рекомендации H.323. Отметим, что основными устройствами, которые составляют сети, являются: терминал, шлюз, привратник, устройство управления конференциями (УУК).



Рисунок 11 - Архитектура сети на базе рекомендации H.323

Основные компоненты H.323

Терминал - устройство пользователя, обеспечивающее двухсторонне соединение с другим терминалом, шлюзом или УУК, в сети IP.

Шлюз реализует передачу речевого трафика по сети с маршрутизацией IP-пакетов. Основным его назначением является преобразование речевой информации, которая поступает со стороны ТфОП. Шлюз должен привести эту информацию к виду, который необходим для передачи по сети с маршрутизацией пакетов.

В привратнике сосредотачивается весь интеллект сети.

Сеть, которая строится по рекомендации H.323, имеет зонную архитектуру. Привратник управляет этой зоной. В зону входят: терминал, шлюз, УУК. Отдельные фрагменты зоны могут разделяться территориально с могут быть соединены между собой маршрутизатором Рис. 12.



Рисунок 12 - Структурная схема IP-телефонии H.323

Важными функциями привратника являются:

· регистрация устройств;

· контроль доступа пользователей;

· преобразование вызываемого пользователя в транспортный адрес с маршрутизацией пакетов;

· работа с пропускной способностью;

· трансляция сигнальных сообщений.

Согласно рекомендации H.323 в одной сети могут находиться несколько привратников, которые осуществляют взаимодействие между собой по протоколу RAS.

Необходимо отметить, что привратник может отвечать за аутентификацию пользователей и начисление платы за телефонные соединения.

5.2 Алгоритм функционирования протокола H.323

УУК обеспечивает возможность организовать соединение между двумя, тремя и более пользователями одновременно. Рекомендацией H.323 предусмотрено три варианта организации конференций Рис. 13:

· централизованная;

· децентрализованная;

· смешанная.

При централизованной организации, соединение устанавливается между MCU и каждым пользователем. Преимуществом централизованной организации является простое терминальное оборудование, но стоит отметить, что недостатком является - дороговизна УУК. В децентрализованном соединении, участник конференции соединяется с группой т.е. в режиме точка-группа точек. При таком соединении требуется более сложное оборудование. При этом желательно чтобы в сети поддерживалась многоадресная рассылка. В случае, если многоадресная рассылка не поддерживается, терминал должен будет передавать речь каждому пользователю в режиме точка-точка.

В состав УУК входит обязательный элемент - контроллер конференций и также может включать в себя один или более процессоров, служащих для обработки пользовательской информации. Физически, контроллер может быть совмещен с привратником, шлюзом или УУК, а УУК в свою очередь может быть совмещен со шлюзом или привратником.

Рисунок 13 - Схема организации конференций

Контроллер конференций используется для организации конференции любого вида. Контроллер отвечает за организацию обмена информацией между пользователями конференции данными о режимах т.е. режимах, которые их терминалы поддерживают, и контроллер указывает режим, в котором информация может передаваться. Режимы во время конференции могут меняться, например, если к конференции подключается новый участник.

Как говорилось ранее, может быть несколько контроллеров в сети. Соответственно, для каждой новой конференции должна быть предусмотрена процедура для определение контроллера, который будет отвечать за конференцию. В случае конференции централизованного типа, кроме контроллера, должен быть использован процессор, который обрабатывает пользовательскую информацию. Процессор отвечает за переключение/смешивание речевых потоков, видеоинформации, данных.

Существует еще один важный и часто необходимый элемент - прокси-сервер. Прокси-сервер функционирует на уровне приложений и имеет возможность проверить информацию в передаваемых пакетах. На прокси-сервер могут ложиться следующие функции:

· образование туннельного соединения;

· маршрутизация трафика H.323;

· обеспечение совместимости с преобразователем сетевых адресов;

· зашита доступа.

Рассмотрим пример, в котором необходимо установить соединение между двумя терминалами H.323 без использования контроллера зоны Рис. 14.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 14 - Сценарий установления соединения по протоколу H.323

1. Пункт A соединяется с пунктом B. Соединяясь с пунктом B, пункт A передает сообщение Setup, которое содержит в себе тип вызова, номер вызываемой и вызывающей стороны и адрес;

2. В ответ, пункт B отправляет сообщение Alerting, а пункт A должен принять это сообщение до того, как истечет время, отведенное на данное действие;

3. Когда в пункте B пользователь отвечает на вызов на пункт A передается сообщение Connect.

4. Обо пункта передают информацию о своих функциональных возможностях. Передача производится при помощи сообщения TerminalCapabilitySet.

5. Каждый из терминалов отвечает сообщением TerminalCapabilitySetAck.

6. Каждый из терминалов передает сообщение, в котором говорится об открытии логического канала.

7. Если оба термина готовы к передаче информации, то передается сообщение о подтверждении на открытие логического канала.

8. Обмен информацией.

9. Когда пункт A обрывает соединение, то передается сообщение о закрытии логического канала.

10. Пункт B подтверждает закрытие канала.

11. Пункт A посылает команду на завершение сеанса.

12. Оба терминала отправляют сообщение, по которому закрывает канал и завершается соединение.

Протокол RAS

За обеспечение взаимодействия устройств с привратником отвечает протокол RAS.

Основные функции протокола RAS:

· регистрация устройства в системе;

· контроль доступа устройства к сетевым ресурсам;

· изменение полосы пропускания;

· опрос текущего состояния устройства.

В качестве транспортного протокола используется протокол UDP.

Чтобы установить соединение, поддерживать текущее или разрушить соединение используется протокол Q.931. В качестве транспортного протокола используется TCP.

Обмен информацией, которая необходима для создания логических каналов происходит при помощи протокола H.245. По созданным логическим каналам передается информация в пакетах RTP/UDP/IP.

Фаза установления соединения начинается с выполнения процедур, которые вложены в протокол RAS. Далее следует фаза сигнализации Q.931. На следующей фазе происходит обмен сообщениями. Разрушение соединения происходит в обратной последовательности.

6. Разработка требований к создаваемой корпоративной сети IP-телефонии

Для проектирования сети необходимо:

1. Выбрать протокол IP-телефонии.

2. Выбрать программное обеспечение.

3. Произвести базовую настройку сервера.

4. Выбрать сеть IP-телефонии.

5. Создать внутренние номера и произвести их настройку.

6. Подключить мобильные телефоны к местной Wi-Fi сети.

7. Произвести выбор программного софтфона.

8. Произвести настройку выбранного софтфона для ОС Android.



7. Разработка корпоративной сети IP-телефонии

7.1 Выбор средств моделирования

Прежде чем приступить к разработке модели корпоративной сети IP-телефонии, необходимо выбрать средство моделирования, которое в дальнейшем будет использоваться для настройки. Важным условием является стоимость среды, в которой будет производиться настройка.

IP-телефония доступна всем, но не каждая организация может позволить себе оплачивать покупку оборудование и услуги обслуживания сети. Как уже говорилось обеспечить организацию IP-телефонией бывает дорого, поэтому необходимо выбрать средство, которое не потребует затрат на установку и настройку.

Бесплатных вариантов существует несколько. Примером таких сред являются Elastix, Trixbox, FreePBX.

Elastix - платформа, которая не нуждается в особых настройках. Все, что требуется от настройщика, ввести IP адрес и пароль администратора. Однако, на данной платформе нельзя взять настройку сети полностью под свой контроль. Интерфейс предоставляемый данной платформой достаточно прост, но у настройка могут возникнуть вопросы по настройке т.к. интуитивно разобраться с платформой сложно. Стоит отметь, что количество документации с руководством достаточно мало. Trixbox - это практически аналог Elastix. Отличие только в оформлении интерфейса, а точнее только цвета.

FreePBX-платформа абсолютно бесплатная. Стоит отметить, что настройка данной платформа отличается от остальных простатой интерфейса и функциональными возможностями. Как известно большинство администраторов не используют в настройке графическую оболочку, а работают только внутри терминала. Однако, не у всех есть такие навыки, и чтобы решить эту проблему нужно выбрать удобную и многофункциональную платформу. Оказавшись внутри интерфейса FreePBX, не возникает проблем с вопросом базовой настройки. На каждом из пунктов, которые необходимо заполнить, есть подсказки и соответственно они помогают повысить уровень знания в области IP-телефонии. Предприятия любого масштаба могут использовать данную платформу. Еще одним преимуществом является высокая скорость обработки внесенных данных. Графический интерфейс предоставляемый платформой позволяет оперативно отслеживать ошибки и вносить изменения. Иначе говоря, FreePBX очень гибкая платформа с высокими показателями качества.

Так как в данной работе необходимо создать модель IP-телефонии, которая будет демонстрировать все удобства IP-телефонии, выбор пал именно да FreePBX.

7.2 Выбор протокола IP-телефонии

Одним из самых важных этапов проектирования корпоративной телефонной сети является выбор протокола установления соединения. В работе было проведено исследование протоколов SIP и H.323 т.к. данные протоколы наиболее распространенные и соответственно выбор протокола будет произведен среди них.

Чтобы сделать выбор необходимо провести анализ протоколов. Прежде чем начать анализ, необходимо напомнить, что SIP-протокол значительно моложе свое соперника. Опыт использования H.323 значительно богаче и к тому же протокол имеет множество версий.

Функциональные возможности протоколов постоянно увеличиваются и в настоящее время можно заметить, что протоколы перенимают достоинства друг друга.

Критерии выбора протокола

Для того чтобы производить сравнение, необходимо установить критерии по которым будет производиться сравнение.

Набор предоставляемых дополнительных услуг у протоколов примерно одинаков. В настоящее время протоколы могут предоставить следующие услуги:

· перевод соединения в удержание;

· переключение связи;

· переадресация;

· уведомление о входящем вызове;

· конференция.

Более подробно рассмотрим услугу - конференция. Важным отличием протоколов является способ организации конференции. В SIP-протоколе функции по управлению конференцией распределены между терминалами и соответственно нет необходимости использовать центральный контроллер. Количество участников конференции практически не ограничено. В H.323 наличие центрального контроллера обязательно. Участник с активным контроллером покинуть конференцию не может.

SIP-протокол изначально ориентирован на сети с использованием многоадресной рассылки. Протокол идеально подходит для организации групповых оповещений. Данная возможность особенно удобна для применения в Call-центрах. В то же время, протокол Н.323 предоставляет больше возможностей управления услугами, как в части аутентификации и учета, так и в части контроля использования сетевых ресурсов. Возможности протокола SIP в этой части беднее.

В SIP-протоколе предусмотрено распределение приоритетов. В H.323 такой возможности нет.

Реализация H.323 на много сложнее SIP. Технология H.323 расходует на много больше времени на установку соединения.

Также стоит отметить, что технология и TCP, и UDP во время установки соединения.

7.3 Выбор программного обеспечения IP-телефонии

В настоящее время, даже компании самых малых масштабов, при помощи современных технологий IP-телефонии, имеют возможность внедрить функционал, который ранее был доступен только с использованием больших и дорогих АТС. Для реализации IP-АТС на рынке предоставляется множество программного обеспечения и соответственно платформ. Продукт разнообразен. Предлагаются как коммерческие варианты, так и бесплатные. К сожалению, часто бывает, что коммерческие продукты, являются единственным вариантом для фирм, которые готовы пользоваться услугами VoIP. Причин тому может быть множество, например, предоставление квалификационной техподдержки 24ч. в сутки и 365 дней в год или просто нет возможности содержать большое количество сотрудников, которые будут обслуживать такую инфраструктуру.

Примером коммерческого продукта, могут стать решения, предлагаемые компанией Avaya. На Российском рынке, компания зарекомендовала себя как поставщик традиционного подхода в организации телефонной связи. Вариантом интеграции может служить доукомплектование АТС Definity платами IP-телефонии, другим решением может быть - приобретение IP Office. Есть множество производителей IP-телефонов, таких как Addpac, предлагающих аппаратные IP-АТС. На рынке можно встретить разработки от отечественных производителей, например, «Агат-РТ» или IP-АТС «Иволга».

Другим вариантом является - использование свободного программного обеспечения, чаще с открытым исходным кодом под лицензией GPL. Чтобы использовать такое программное обеспечение необходимо иметь среди персонала высококвалифицированного системного администратора. Поддержка таких продуктов обычно осуществляется через форумы пользователей, но и есть производители которые предлагают коммерческую версию своего продукта и соответственно предоставляют фирменную коммерческую техподдержку.

Стоит отметить, что у свободно распространяемых IP-АТС есть множество достоинств и к ним можно отнести, например, интенсивное развитие и высокое качество.

Для решения поставленной мною задачи было выдвинуто несколько кандидатов. Первым выступил SIP-сервер OpenSER и IP-АТС Asterisk. Прежде чем сделать выбор необходимо проанализировать особенности и рассмотреть функциональные возможности данных продуктов.

OpenSER

OpenSER - ветвь, растущая от проекта SER, с достаточно открытой политикой, позволяющей внедрять сторонний код.

SER - это высокопроизводительный SIP-сервер, который может выступать в качестве сервера регистраций, SIP-прокси сервера или же redirect-сервера. SER имеет интерфейс, предназначенный для работы в качестве сервера приложений, поддерживает систему presence, хранение учетных записей с использованием RADIUS, мониторинг состояния сервера и т.д. Предоставляет пользователям Web интерфейс, например, serweb. Сервер может поддерживать несколько пользовательских DNS доменов, а также поддерживает балансированную нагрузку и маршрутизацию с использованием DNS записей SRV.

Имеется два алгоритма работы:

· Stateful;

· Stateless.

Stateful - это алгоритм который сохраняет состояния, а stateless соответственно состояния не сохраняет, причем при работе последнего могут возникнуть проблемы с аккаутингом, из-за потери пакетов. Необходимо отметить, что сложность конфигурирования достаточно высока, а также отсутствует встроенная поддержка многих дополнительных видов обслуживания. Примером может служить голосовая почта, конференции, интерактивное голосовое меню. Если же рассматривать Asterisk, то там все проще. Все эти функции реализованы и при настройке проблем практически не возникает.

Asterisk IP-PBX

Asterisk IP-PBX - это универсальная программная АТС созданная компанией Digium. Особенность в том, что исходный код открыт и проект постоянно развивается. Основное развитие происходит при участии пользователей и сообщества разработчиков. Сервер работает на Linux и на остальных платформах Unix. Это гибкая платформа для построения решений по обработке и передаче голоса. Стоит отметить, что сервер IP-PBX Asterisk изначально разрабатывался специально для IP-телефонии. Также Asterisk это универсальный шлюз между различными средствами передачи голоса. Возможности Asterisk таковы, что у вас есть возможность организовать соединение практически с любым используемым сейчас оборудованием и ПО для передачи голоса. При использовании специальных плат компьютерных интерфейсов, Asterisk позволяет произвести подключение к традиционным телефонным сетям по цифровым интерфейсам (T1, PRI, E1) или же аналоговым линиям связи (FXO/FXS), или совместно работать в роли шлюза IP-телефонии. У Asterisk есть поддержка пяти протоколов IP-телефонии: SIP, H.323, IAX, SCCP, MGCP. Это дает возможность использовать различные модели IP-телефонов и VoIP-шлюзов.

Все возможности классической АТС Asterisk обладает:

· голосовой почты;

· конференции;

· интерактивное голосовое меню;

· центр обработки вызовов (поставка звонков в очередь и при использовании различных алгоритмов распределяет их по агентам);

· гибкий универсальный интерфейс для интеграции с внешними системами обработки данных.

Необходимо также отметить, что Asterisk имеет возможности, которые можно найти только в системах обработки вызовов премиум класса. К таким возможностям можно отнести:

· управление очередью вызовов;

· музыка ожидания;

· алгоритмы кодирования голоса (G.711 (alaw/ulaw), g.726, g.729, GSM и ILBC);

· интеграция с системами речи;

· интерфейсы для работы, как со стандартными телефонными линиями, так и с интерфейсами ISDN BRI и PRI.

Выводы

Для решения поставленной задачи более удобен Asterisk. Asterisk обладает всеми необходимыми требованиями. В первую очередь, привлекает то, что Asterisk абсолютно бесплатен.

Для решения задачи необходимо максимально упростить реализацию модели телефонии. Гибкость и простота настройки Asterisk позволяет это сделать. К тому же Asterisk имеет безграничным запасом документации и при возникновении сложностей, найти решение проблемы не составит труда. Стоит отметить, что помимо официальной документации существует множество сообществ, где осуществляется общение специалистов по решению задач Asterisk.

7.4 Настройка компонентов корпоративной сети IP-телефонии

7.4.1 Базовая настройка Asterisk

В приложении 3 представлен алгоритм, по которому необходимо действовать, чтобы получить работающий Asterisk. Многие пользователи, впервые увидев Linux, не желают и не умеют работать с терминалом. Для решения данной проблемы установим графическую оболочку на Asterisk.

В приложении 3 также указаны команды необходимые для установки графической оболочки FreePBX.

Для понимания, что такое FreePBX рассмотрим краткое описание и возможности. Существует множество версий FreePBX. В данной работе используется 12 версия Free PBX и 13 версия Asterisk.

FreePBX-это простой и главное понятный интерфейс для настройки и управления Asterisk. На официальном сайте предоставляется большое количество документации по настройке FreePBX. В данной работе не было необходимости пользоваться документацией т.к. уже говорилось интерфейс интуитивно понятен. FreePBX может быть настроен на практически любой язык, но англоязычный интерфейс более понятен.

Чтобы произвести базовую настройку необходимо посмотреть IP-адрес. Адрес можно посмотреть, открыв терминал и введя команду ifconfig. Далее необходимо перейти в web-браузер и поле адреса ввести свой IP-адрес в формате 192.168.x.x/admin и соответственно пройти по указанному адресу. После успешного подключение в браузере будет показан интерфейс FreePBX с приветствием: «Welcome to FreePBX». Первое, что будет предложено это ввести логин и пароль администратора. Этот пункт очень важен, т.к. указанный вами логин и пароль будет использоваться в дальнейшей настройке Asterisk.

Успешно, пройдя регистрацию, вы перейдете в основное меню FreePBX.

На этом базовая настройка FreePBX закончена. Далее необходимо настраивать Asterisk.

Выбор провайдера

Особых затруднений на данном этапе не возникло. Выбор пал на SIPNET. Возможности предоставляемые SIPNET полностью соответствуют требованиям к работе. Также хотелось бы отметить, что компания имеет внушительную историю. Качество и стабильность связи в данной компании действительно высокие. Предлагаемые тарифы также устраивают.

Ознакомиться с историей компании и тарифами можно на официальном сайте sipnet.ru. Чтобы воспользоваться услугами компании, достаточно зарегистрироваться на сайте и пополнить счет удобным способом.

7.4.2 Создание и настройка внутренних номеров

Первым этапом в построении сети, является добавление внутренних абонентов. FreePBX предоставляет удобное меню для выполнения данной операции. Для того чтобы добавить абонента необходимо открыть раздел Applications, в главном меню. Далее нужно выбрать Extensions. После выполнения этих действий, можно добавлять внутренних абонентов.

В открывшемся окне необходимо заполнить все нужные поля Рис. 15.

Рисунок 15 - Данные для создания абонента

В данной работе, чтобы продемонстрировать работоспособность Asterisk, достаточно добавить 2-3 абонентов.

Соответственно, создаем абонентов с короткими номерами 101,102,103. После того как абоненты будут добавлены, необходимо обновить FreePBX. Это действие необходимо для того чтобы все изменения были сохранены.

При настройке параметров абонентов, особое внимание необходимо уделить на поля, где заполняется пароль. Далее эти пароли будут необходимы.

Сохранив все изменения, можно заметить, что все добавленные нами абоненты отображаются в правой части экрана. Если необходимо внести изменения в информацию об абоненте или, например, просто посмотреть пароль, достаточно просто однократно нажать на нужного нам абонента.

В приложении 4 предоставлены скриншоты с настройками абонентов.

Следующим этапом настройки FreePBX, является настройка исходящих вызовов. Чтобы модель полностью функционировала необходимо добавить Trunk. Это предоставить нам возможность совершать вызовы не только внутри сети, но и за пределы.

Чтобы добавить Trunk необходимо перейти в раздел Connectivity и выбрать пункт Trunks. Далее достаточно ввести предлагаемые параметры и можно переходить к тестированию модели.

Все параметры которые необходимо внести при настройке Trunk, представлены на Рис 16.



Рисунок 16 Настройка Trunk

7.4.3 Подключение сотовых телефонов к сети Wi-Fi и выбор софтфона

Подключение сотовых телефонов к сети Wi-Fi производится по стандартной схема. В реализации модели используются сотовые телефоны с операционной системой Android. Для подключение необходимо открыть меню, перейти в настройки и выбрать пункт подключения. Из предложенных вариантов сетей, необходимо выбрать ту, к которой подключено все оборудование, задействованное в модели. После успешного подключения доступ в интернет будет открыт.

Далее необходимо установить софтфон на сотовый телефон. Это позволит пользователю сотового телефона стать частью модели IP-телефонии.

Для данной модели был выбран софтфон CSipSimple. Приложение можно скачать из Google Play, и оно автоматически будет установлено на сотовый телефон. После успешного завершения установки, необходимо запустить приложение на произвести настройку.

Данное приложение было выбрано потому что оно очень просто в настройке и обладает высоким показателем стабильности работы. Даже если ранее не было опыта в настройке подобных приложений, проблем не возникнет. Интерфейс приложения понятен интуитивно. Вся настройка, которую необходимо произвести заключается в следующем:

· зайти в раздел аккаунты;

· добавить аккаунт;

· выбрать пункт Basic;

· заполнить появившееся окно.

В этом заключается вся настройка, которая необходима для тестирования модели.

7.5 Тестирование разработанной модели корпоративной сети IP-телефонии

Тестирование модели проводится для того, чтобы убедиться в работоспособности реализованных функций.

Чтобы отслеживать промежуточные результаты настройки в графическом интерфейсе FreePBX предусмотрена функция просмотра log файлов Рис.17. Данная функция особенно удобна для тех, кто не работал ранее с файловой системой Linux. Отслеживание возникающих ошибок, позволяет оперативно на них реагировать и исправлять.



Рисунок 17 - Log Files

Практически все софтфоны выглядят и работают одинаково. В данном вопросе ошибиться тяжело. В данной работе используются софтфоны X-Lite. Выбран данный софтфон потому, что на настоящий момент он является самым популярным среди пользователей, а также потому, что софтфон от X-Lite визуально выглядит приятно и обладает совершенно простым интерфейсом Рис. 18.

Рисунок 18 - Интерфейс софтфона X-Lite

После установки софтфона на персональный компьютер необходимо настроить личный номер. Для этого необходимо нажать на панель софтфона правой кнопкой мыши и в появившемся окне выбрать пункт SIP Account Settings. Далее необходимо в настройках указать IP-адрес для подключения, указать короткий номер и пароль. Короткий номер - это тот номер, под которым вы будете числиться в сети. Чтобы получить доступ к номеру необходимо ввести пароль. Пароль может предоставить только администратор сети Рис. 19.

Рисунок 19 - Регистрация абонента в софтфоне

После того, как были введены необходимые параметры для подключения, на дисплее софтфона появится сообщение, которое будет отображать состояние подключения. В случае успешного соединения на экране дисплея появится ваш короткий номер. В случае, когда подключение не состоялось, на экране дисплея появится сообщение с номером ошибки. Более подробно, сведения об ошибках можно посмотреть через меню FreePBX.

После того как соединение установлено, можно совершать звонки. В первую очередь необходимо совершить звонок на зарегистрированный софтфон. Если звонок от стороны инициатора вызова пройдет до принимающей стороны, то на софтфоне принимающей стороны появится сообщение о входящем вызове. Чтобы принять вызов необходимо нажать на зеленую кнопку на панели софтфона и чтобы отменить вызов нажать красную.

На дисплее софтфона всего отображается состояние аппарата. Например, если софтфон не совершает и не принимает вызов, то на дисплее будет показано сообщение Ready.

После проверки соединения между софтфонами, необходимо протестировать настроенный Trunk. Если в настройках не было допущено ошибок, то пользователи софтфона могу совершать исходящие звонки по всей России в соответствии с тарифным планом.

Чтобы набрать номер можно воспользоваться встроенной клавиатурой в софтфоне или же набрать номер на клавиатуре персонального компьютера. Номер набирается в формате 7XXXXXXXXXX после чего нажать зеленую кнопку вызова. После нажатия клавиши вызов, начинается установление соединения.

После установления соединения на принимающей стороне вызов, появится сигнал входящего вызова. Если абонент принимает вызов, то начинается стадия разговора. Если принимающая сбрасывает вызов, то на стороне инициатора на дисплее появится соответствующее сообщение Рис. 20.



Рисунок 20 - Сообщение, если абонент отказался принимать вызов

В случае возникновения ошибки, необходимо обратиться в раздел log файлов.

В данной работе разработанная модель корпоративной сети IP-телефонии была протестирована. В процессе тестирования ошибок не возникало.



Заключение

В настоящее время IP-телефония получила большое распространение во многих областях деятельности, в связи с этим появилось большое количество организаций, желающих организовать данный вид связи.

Однако для подключения IP-телефонии требуется наличие специального оборудования. Сейчас, данное оборудование, стало общедоступным, что раньше нельзя было сказать. Хоть оборудование доступно достаточно широкой массе населения, все же потребуются средства на его приобретение.

Преимущества IP-телефонной связи неоспоримы. Но, все же, являясь высокоинтеллектуальной и сложной технологией, данное средство связи и все оборудование нуждаются в профессиональной установке и настройке.

В ходе работы были определены основные цели создания корпоративных телефонных сетей. Изучая данную область были выявлены две основные причины создания КТС. Однако самой главной причиной, является стремлений сэкономить средства и организовать на предприятии мобильное взаимодействие отделов или же обеспечить максимально дешевую и высококачественную международную сеть. При чем желание организовать КТС имеет множество предприятий, но не все могут себе это позволить. Основная причина того, что некоторые предприятия не переходят на IP-телефонию это их масштаб. То есть мелкомасштабные предприятия не могут позволить себе приобрести необходимое оборудование, а бесплатные решения могут не подходить под специфику предприятия.

Изучая модели построения КТС, были определены основные компоненты сети IP-телефонии. В работе приведен обзор компонентов и определена их значимость.

В ходе исследование, были выявлены основные протоколы, которые наиболее часто используются при построении КТС. Этими протоколами являются SIP и H.323. Данные протоколы были изучены, а после проведено их сравнение. После сравнительного анализа был выбран SIP, на базе которого в дальнейшем была реализована модель КТС.



Список литературы

1. Гольштейн Б.С. Учебник для вузов: «Системы коммутации» [Раздел книги] // Учебник для вузов: «Системы коммутации». - Санкт-Петербург, : [б.н.], , 2003 г.

2. Росляков А.В. Самсонова М.Ю., Шибаев И.В. IP-телефония [Книга]. - [б.м.] : М.: Эко-Тренд, 2003 г.

3. Гольдштейн Б. С. Елагин В. С., Сенченко Ю. Л. «Телекоммуникационные протоколы» [Книга]. - [б.м.] : СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2011 г.

4. Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А. Л. IP-телефония [Книга]. - [б.м.] : М.: Радио и связь, 2006 г.

5. Гольдштейн Б.С. Зарубин А.А., Саморезов В.В., Протокол SIP [Книга]. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2005 г.

Размещено на Allbest.ru

...