Transcription
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM “TỔNG QUANVỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀUKHIỂN TRONG MẠNG NGN”Chương 5.CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP“MGCP- Media Gateway Controll Protocol là giao thức điều khiển cáccổng VoIP từ các thiết bị điều khiển cuộc gọi như MGC hay Call Agent”. Đâylà định nghĩa về MGCP trích từ IETF RFC 2705 - Media Gateway ControlProtocol.Sự phát triển của MGCP được mở rộng do ảnh hưởng của sự xung đột giữacác phần kiến nghị cho việc tách rời hóa kiến trúc GW. MGCP là sự bổ sung củacả hai giao thức SIP và H.323, được thiết kế đặc biệt như một giao thức bêntrong giữa các MG và các MGC cho việc tách hoá kiến trúc GW. Trong đó,MGC xử lý cuộc gọi bằng việc giao tiếp với mạng IP qua truyền thông với mộtthiết bị báo hiệu địa chỉ giống như H.323 GK hoặc SIP Server và với mạngchuyển mạch kênh qua một GW báo hiệu tuỳ chọn. MGC thực hiện đầy đủ chứcnăng của lớp báo hiệu trong H.323 và như một H.323 GK. MG có nhiệm vụchuyển đổi giữa dạng tín hiệu analog từ các mạch điện thoại, với các gói tintrong mạng chuyển mạch gói. MGCP hoàn toàn tương thích với VoIP GW. Nócung cấp một giải pháp mở cho truyền thông qua mạng và sẽ cùng tồn tại vớiH.323 và SIP.
5.1.1. Kiến trúc và các thành phầnMGCP dựa trên mô hình Client/Server. Giống như các giao thức khác,MGCP sử dụng giao thức SDP để mô tả phương thức truyền thông và sử dụngRTP/RCTP cho việc vận chuyển và giám sát truyền tin. MGCP định nghĩa cácthực thể điểm cuối (Endpoint-E) và các kết nối (Connection-C). E là các nguồndữ liệu có thể là vật lý hoặc logic. Việc tạo nguồn vật lý đòi hỏi phải thiết lậpphần cứng, chẳng hạn như giao tiếp qua một GW và kết thúc một kết nối tớimạng chuyển mạch kênh PSTN, còn nguồn logic tạo ra từ phần mềm như nguồntiếng nói.Kết nối có thể là kết nối điểm – điểm hoặc đa điểm, có thể được thiết lậpqua rất nhiều thành phần mang trên mạng, như gói tin thoại dùng RTP trên mạngTCP/UDP, dùng AAL2 cho mạng ATM.Các hoạt động của MGCP là các báo hiệu (Signal-S) gửi từ MGC tới MGvà các kết quả (Event-E) do MG gửi tới MGC. Quan hệ giữa MG và MGC (hayCA) được thể hiện trên hình 5.1:Hình 5.1. Quan hệ giữa MG và MGCQuá trình thiết lập giữa hai đầu cuối tại các Gateway cùng được quản lý bởiMGC diễn ra như sau: Quá trình thiết lập giữa hai đầu cuối tại các Gatewaycùng được quản lý bởi MGC diễn ra như sau:
MGC gửi CreatConnection tới GW đầu tiên. GW sẽ định vị các tàinguyên cần thiết và gửi trả các thông tin cần thiết cho kết nối như địachỉ IP, cổng UDP, các tham số cho quá trình đóng gói. Các thông tin nàyđược chuyển tiếp qua MGC. MGC gửi CreatConnection tới GW thứ hai chứa các thông tin chuyểntiếp ở trên. GW này trả về các thông tin mô tả phiên của nó. MGC gửi lệnh ModifyConnection tới đầu cuối thứ nhất. Quá trình kếtnối thành công sau khi hoàn tất các bước trên.MGCP định nghĩa 3 báo hiệu:Bảng 5.1. Các báo hiệu trong MGCPKhai báo (Notify)Xoá kết nối(DeleteConnection)Các sự kiện được quan sát trênGatewayXóa một kết nối, giải phóng tàinguyên.Khởi động lại trong quátrìnhXóa mọi dịch vụ tại đầu cuối, khởitạo lại tiến trình kết nối.( RestartInProcess )MGCP cũng định nghĩa 8 lệnh trao đổi thông tin giữa các MGC với các đầucuối:Bảng 5.2. Các lệnh trao đổi thông tin trong MGCPCấu hình kết cuốiMGC cho Gateway biết tên luật mã
(EndpointConfiguration)hoá tín hiệu. Trong trường hợp tiếngnói là luật – hoặc luật – A.Yêu cầu khai báoYêu cầu Gateway gửi các thông báo vềcác sự kiện diễn ra ở một đầu cuối nào(NotificationRequest)Tạo kết nối(CreatConnection)Sửa đổi kết nối(ModifyConnection)đó.Mở một kết nối giữa hai đầu cuối.Thay đổi các tham số trong một kếtnối đã được mở trước đó.Đóng một kết nối. Lệnh này có thểXoá kết nối(DeleteConnection)được gửi bởi MGC, Gateway. Đáp ứngcủa lệnh này trả vể các thông tin tổnghợp trong suốt quá trình kết nối.Kiểm toán đầu cuốiMGC tìm kiếm các thông tin về trạng(AuditEndpoint)thái tại một đầu cuối nào đó.Kiểm toán kết nốiMGC gửi yêu cầu trả về các thông số(AuditConnection)trong một kết nối đã được mở.Thông báo thămdò(PollNotify)Đưa sự kiện thông báo.
5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thông qua MGCPHình 5.2. Thiết lập cuộc gọi giữa A và BTrình tự thiết lập cuộc gọi giữa hai máy điện thoại A điện thoại B như sau:Khi máy điện thoại A được nhấc lên Gateway A gửi bản tin cho MGC. Gateway A tạo âm mời quay số và nhận số bị gọi. Số bị gọi được gửi cho MGC.MGC xác định định tuyến cuộc gọi như thế nào: MGC gửi lệnh cho Gateway B. Gateway B đổ chuông ở máy B. MGC gửi lệnh cho Gateway A và B tạo phiên kết nối RTP/RTCP.5.1.3. So sánh giữa MGCP, SIP và H.323MGCP khác với SIP và H.323 ở một số điểm như sau: MGCP là giao thức kiểu chủ/tớ, trong khi SIP và H.323 là giao thứcngang cấp. MGCP được sử dụng giữa MG và MGC.Bảng 5.3. So sánh H.323 và MGCP
H.3231. Thuê bao nhấc máy và quay số2. Gateway phân tích định tuyếncuộc gọi3. Hai Gateway trao đổi thông tin4. Gateway bị gọi đổ chuông ở sốmáy bị gọi5. Hai Gateway thiết lập phiên kếtnối RTP/RTCPMGCP1. Thuê bao nhấc máy và quaysố2. Gateway thông báo cho MGC3. MGC phân tích số, định tuyếnvà gửi lệnh cho Gateway bịgọi để đổ chuông ở số máy bịgọi4. MGC gửi lệnh cho 2 Gatewayđể thiết lập phiên kết nốiRTP/RTCPMGCP ra đời nhằm tách biệt các chức năng báo hiệu và thiết lập đườngtruyền. MGC (hay CA, Softswitch.) sau khi nhận được yêu cầu thiết lập cuộcgọi SIP hoặc H.323 sẽ dùng giao thức MGCP để điều khiển Gateway thiết lậpphiên kết nối giữa 2 đầu cuối.Trong hình 5.2 ta thấy chức năng báo hiệu đã được tách biệt và do MGCđảm nhiệm. Chúng ta xem xét việc thiết lập cuộc gọi trong hai trường hợp: cuộcgọi trong mạng H.323 và trong mạng MGCP.5.1.4. Đánh giá giao thức MGCPCác ưu điểm của MGCP là: MGCP đặc biệt hữu ích đối với các ứng dụng triển khai lớn, các hệthống phức tạp. Nó cho phép tích hợp tốt với mạng SS7, tạo sự thuậntiện cho quá trình điều khiển và xử lý các cuộc gọi.
MGCP phân tách riêng biệt hai chức năng chính là chức năng điều khiểnluồng phương thức và chức năng báo hiệu nên việc thi hành dễ dànghơn.Tuy nhiên nó vẫn có nhược điểm là trở nên quá phức tạp đối với các ứngdụng nhỏ. Ngoài ra nó chỉ tập trung vào việc chuyển đổi giữa các luồng phươngthức. Giao thức này được hoàn thiện trong chuẩn H.248/ Megaco tháng 11/2000với sự hợp tác giữa hai tổ chức ITU và IETF.5.2. MEGACO/H.2485.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248Hình 5.3. Kiến trúc điều khiển của MEGACO/H.248MEGACO/H.248 là giao thức điều khiển cổng phương tiện nói chung, baogồm cổng nội hạt, trung kế trong mạng PSTN, giao diện ATM, giao điện thoạivà đường dây analog, điện thoại IP, các loại server, Với tính năng hỗ trợ rộngrãi các ứng dụng một cách mềm dẻo, đơn giản và hiệu quả ở mức chi phí hợp lý,giao thức MEGACO/H.248 sẽ là chuẩn được sử dụng trong mạng thế hệ sauNGN. MEGACO/H.248 không bị ràng buộc với bất kỳ một giao thức điều khiểncuộc gọi ngang hàng nào (ví dụ: SIP hay H.323) và hoàn toàn tùy thuộc vào
thiết kế của người quản trị mạng. Kiến trúc của MEGACO/H.248 dựa trên 3 lớp:lớp MGC, lớp MG và lớp MEGACO (hình 5.3). Lớp MGC chứa tất cả các phần mềm điều khiển, xử lý cuộc gọi. Lớpnày thực hiện các đặc điểm ở mức cuộc gọi như phát hiện cuộc gọi,chuyển cuộc gọi, hội thoại hay giữ cuộc gọi (hold). Lớp MGC cũng thựchiện giao tiếp với các MGC cũng như các thực thể ngang cấp hay cấpdưới khác, MGC quản lý mọi thuộc tính trong quá trình giao tiếp. Lớp MG thực hiện các kết nối lưu lượng đi và tới các mạng khác, tươngtác với các luồng lưu lượng này qua ứng dụng báo hiệu và sự kiện. LớpMG cũng điều khiển các thuộc tính thiết bị của cổng phương tiện (ví dụnhư giao diện người dùng). Lớp này không hề biết gì về việc điều khiểncác thuộc tính cuộc gọi và hoạt động theo sự điều khiển của lớp MGC. Lớp MEGACO/H.248 quy định cách thức mà lớp MGC điều khiển lớpMG.5.2.2. Vị trí của giao thức MEGACO/H.248 trong mô hình OSIHình 5.4. Vị trí của MEGACO/H.248 trong OSINhư chỉ ra trong hình 5.4, giao thức MEGACO/H.248 thực hiện các chứcnăng của mình ở 3 lớp trên cùng trong mô hình OSI.
5.2.3. Các chức năng của MEGACO/H.248Giao thức MEGACO/H.248 định nghĩa giao diện điều khiển của MGC đốivới MG. MEGACO/H.248 cung cấp các chức năng sau: Điều khiển các loại MG khác nhau (TGW, RGW, AGW, MS, ). Hỗ trợ đàm phán quyết định các thuộc tính cuộc gọi. Có khả năng xử lý cuộc gọi đa người dùng. Hỗ trợ QoS và đo lường lưu lượng (các thông tin thống kê sau mỗi kếtnối). Thông báo lỗi giao thức, lỗi mạng hay các thuộc tính cuộc gọi.Hình 5.5. Vị trí và chức năng của giao thức MEGACO/H.2485.2.4. Các khái niệm trong giao thức MEGACO/H.248Các loại gateway: GW có địa chỉ IP và chỉ số cổng UDP mặc định củaMGC quản lý nó. TGW (Trunking Gateway): là gateway giữa các tổng đài trung kế giữamạng PSTN và mạng IP.
AGW (Access Gateway): là gateway giữa mạng ISDN, tổng đài PBX vàmạng IP. RGW (Residential Gateway): là gateway giữa một nhóm các máy điệnthoại (nối trực tiếp vào Gateway này) và mạng IP. NAS: Gateway cung cấp khả năng truy cập Internet. IVR (Interactive Voice Response): gateway này được MGC điều khiểnđể thu các digit và gửi fax, Mỗi loại GW có khả năng hỗ trợ các gói tin khác nhau.Termination: MGC coi GW là đại diện cho một nhóm các Termination,trong đó mỗi Termination chịu trách nhiệm xử lý cho một loại lưu lượng. MỗiTermination được GW gán cho một ID tại thời điểm nó được tạo ra. Có 2 loạiTermination là: Termination cố định (các giao diện vật lý, kênh TDM). Đối với loạiTermination này, việc sử dụng các lệnh Add hay Subtract chỉ đơn giản làviệc lấy chúng ra hay thêm vào Null context. Termination tạm thời hay Termination logic (cổng RTP nối GW vớimạng, chỉ tồn tại khi sử dụng). Loại Termination này được tạo ra bởilệnh Add và bị xóa đi bởi lệnh Subtract.GW được MGC coi như Termination gốc, điều này có ý nghĩa khi MGCmuốn làm việc với chính GW (ví dụ khi tuyên bố GW là “in” hay “out” mộtdịch vụ nào đó). Giao thức MEGACO/H.248 có khả năng làm việc với một sốlượng lớn các Termination là do Termination có các thuộc tính lựa chọn (event,signal, statistic). Các thuộc tính này được đưa vào các gói và MGC có thể chỉđịnh Termination là nó chỉ tiếp nhận những gói nào. Tại mỗi thời điểm,Termination cũng được điều khiển ở một chế độ xác định (chế độ chỉ nhận, chỉgửi hoặc vừa nhận vừa gửi). Termination là nơi đi và đến của các luồng lưulượng hay điều khiển.
cổng VoIP từ các thiết bị điều khiển cuộc gọi như MGC hay Call Agent". Đây là định nghĩa về MGCP trích từ IETF RFC 2705 - Media Gateway Control . dữ liệu có thể là vật lý hoặc logic. Việc tạo nguồn vật lý đòi hỏi phải thiết lập phần cứng, chẳng hạn như giao tiếp qua .
