predavanje 4

INTERNETSKA TELEFONIJA- predavanje 4 -

Dr. Lebl [email protected]

1

Sadraj predavanja 4:- SIP protokol- SIP-T protokol- SIP-I protokol- Pretvaranja SIP - ISUP, SIP-T ISUP, SIP QSIG, SIP H.323- Funkcije softswitch-a, media gateway-a, signalinggateway-a, media gateway controler-a- SIGTRAN i SCTP protokol- Protokoli MGC i MEGACO- IAD- Komutacija u ATM i FR tehnici- Prenoenje paketizovanog signala kroz mreu: uaurenje, dupleksni i poludupleksni Eternet- PPP, FR i ATM uaurenje- Upravljanje tokovima paketa

2

Paketska telefonska signalizacija (2)- SIP (Session Initiation Protocol): ostvaruju se, dopunjava-ju i raskidaju multimedijske konferencijske veze. Nastao od HTTP i SMTP protokola, prenosi tekstualne poruke. Kori-eni termini: grupe podataka=resursi, grupe signalizacionihporuka =metodi, virtuelne veze=perzistentne veze.- Razlika H.323 i SIP: H.323 obuhvata standarde signaliza-cije, kodovanje i kompresiju glasa i slike, protokole prenosa (RTP, RTCP). SIP se odnosi na signalizacione poruke i po-datke o korisnikoj informaciji, koja sledi (podatak da se prenosi audio signal, podatak o vrsti kodera, itd.).- Osnovno naelo SIP-a: komunikacija izmeu traioca us-luge (User Agent Client, UAC) i davaoca usluge (UserAgent Server, UAS). UAC i UAS mogu biti telefoni, radne stanice, GW. Odnos UAC-UAS vai samo za posmatranu komunikaciju, u sledeoj komunikaciji se menja, tako da svaki SIP korisnik ima UAC i UAS funkcije.

3

Razlika SIP-a i HTTP-a: po vrsti poruka (HTTP prenosi web stranice, SIP ostvaruje telefonske veze) i po trans-

portnom protokolu (TCPza HTTP, TCP, UDP iSCTP za SIP).

- Osnovne vrste SIP poruka: SIP upiti (Requests alje UAC) i SIP odgovori (Responses - alje UAS).

- Delovi SIP polja: startna linija (start line), zaglavlje (header) i sadraj (body), meusobno razdvojeni sa CRLF (Carria-ge Return Line Feed).

- Startna linija upita (request line): prvi deo SIP upita, ima 3 tekstualna dela razdvojena sa SP (SPace): ime signala (metoda na pr.: INVITE), adresa sledee take na putu paketa (Request URI na pr.: sip:[email protected]), verzija SIP (na pr.: SIP 2.0).

Pr Et. zagl. IP zagl. TCP ili UDP ili SCTP zagl. SIP upit/SIP odgovor

Startna linija SIP zaglavlje SIP sadraj (SDP)

4

- Startna linija odgovora: linija stanja (status line), 3 dela: verzija SIP-a, trocifreni kd poruke (status code na pr.: 200, ime poruke (reason phrase na pr.: OK).

- SIP zaglavlje upita sadri podatke o signalnoj poruci u obliku ime:vrednost, na pr.: Via prethodni put poruke: IP adresa i port koji alju poruku (via: 195.37.77.100:5040); Max-Forwards najvei broj deonica od izvora do odre-dita (Max-Forwards:10); From poiljaoc (From: [email protected]); To - krajnji primaoc (traeni) (To: [email protected], To: [email protected] u telefonskoj mrei, 1...9 telefonski broj traenog, targetGW.com domensko ime gejtveja preko koga se stie do traenog pretplatnika);

5



Contact - Call-ID: IP adresa i port gde se oekuje odgo-vor; Content Type oblik u kome se daju podaci sadra-ja (body) (Content-Type: SDP); Content Length duina sadraja u oktetima. Granica izmeu zaglavlja i sadraja: prazna linija.

SIP zaglavlje odgovora: isti podaci uglavnom istih vred-nosti kao i SIP upit: Via, From, To, Call-ID; Contact: IP adresa i port za komunikaciju od pozivajueg ka pozva-nom.

6



SDP (Session Description Protocol): skup pravila o pred-stavljanju korisnikih podataka: potreban protok (b=...), vreme aktivnosti veze (sesije) (t=...), vrsta korisnikog sa-draja (m=audio...), inicijator veze (o=...), transportni protokol, format korisnikih informacija. SDP u odnosu na SIP kao signalni H.245 deo u signalizaciji H.323. SIP sadraj se prikazuje preko SDP.

SIP upit: zaglavlje opisuje svojstva veze, sadraj opisuje korisnike podatke o: verziji SDP-a, inicijatoru veze, tipu adrese inicijatora veze i adresi, vrsti korisnikog sadraja (audio, video), zatiti tajnosti sadraja, transportnom pro-tokolu, formatima korisnikih podataka na strani inicijatora.

- SIP odgovor: slian sadraj za istu vezu, format ne mora biti isti.

7



Poruke SIP upita: INVITE-poetak sesije, ACK-potvrda, BYE-zavretak veze, CANCEL-odustajanje, OPTIONS-zahtev da druga strana poalje svoje mogunosti, REGISTER-registracija kod servera, INFO-prenos infor-macija u toku veze, MESSAGE-brzi prenos kratkih poru-ka, NOTIFY-zahtev drugoj strani da javi svoje stanje,...

Grupe SIP odgovora: o privremenom stanju veze (100Trying, 180 Ringing, itd.) i o konanom stanju veze (2XX- o uspenom ishodu, 3XX- o preusmeravanju, 4XX- o grekama traioca usluge,5XX- o grekama servera, 6XX- o globalnim grekama).1. 2XX: 200 OK, 202 Accepted.2. 3XX: 301 Moved permanently, 302 Moved Tempora-rely, 305 Use proxy, itd.3. 4XX: 400 Bad request, 404 Not found, itd.

8

4. 5XX: 502 Bad gateway, itd.5. 6XX: 600 Busy everywhere, 604 Does not exist any-where, 606 Not acceptable, itd.

Postupak uspostave i raskidanja jednostavnije SIP veze- SIP transakcija: SIP upit i SIPodgovori koji slede- SIP dijalog: transakcije koje seodnose na jednu sesiju. Porukejednog dijaloga imaju iste vred-nosti u poljima Call-ID, From i To.

UAC UAS INVITE > < 100 TRYING SIP SIP < 180 RINGING transakcija 1 dijalog < 200 OK ACK > BYE > SIP < 200 OK transakcija 2

9

SIP proksi server (proxy PXS): analogija telefonske centrale u telefonskoj mrei. Dri podatke o krajnjim korisnicima i upuivanju ka njima. Pri uspostavi veze

UAC pozivajueg korisnika se obraa UAS-u PXS-a, a UAC u PXS se obraa UAS-u traenog korisnika. Raski-danje je bez uea PXS-a.

Preusmeraki server (Redirect PUS): na upit INVITE alje kao odgovor neku od poruka grupe 3XX sa informa-cijama o moguim adresama traenog. Posle toga pozi-vajui ponavlja INVITE ka traenom ili ka PXS-u. PUS ne uspostavlja vezu, samo komunicira sa inicijatorom veze.

Krajnji korisnik PXS Krajnji korisnik pozivajui pozvani INVITE INVITE BYE

UAS

UAC

UAC

UAS

UAC

UAS

10

Registrar (RR): server koji od korisnika REGISTER poru-kom dobija adresne informacije (IP adresa, port, adresa elektronske pote). Slui kao baza podataka. Korisnik RR-a je PXS. Obino je to softverska celina u okviru PXS. RR i PXS u SIP podseaju na gejtkiper u H.323 mrei.

Uspostava sloenije SIP veze- Komunikacija PXS RR (koraci 3. i 4.) ne obavljajuse SIP upitima.- Odgovor 200 OK (korak9.) sadri adresnu informa-ciju pozvanog (polje Con-tact), dalja komunikacija jebez uea PXS.

SIP gejtvej (SIP GW): ureaj ili softver na suelju SIP mrea i neke ne-SIP mree. Vri dvosmerno pretvaranje signalizacije i korisnikog signala.

Pozivajui 3. 4. Pozvani 1. INVITE > < 2. 100 TRYING 5. INVITE > < 6. 100 TRYING < 7. 180 RINGING < 8. 180 RINGING < 9. 200 OK < 10. 200 OK 11. ACK >

RR

PXS

11

SIP-T (SIP for Telephones): poboljsanje SIP-a, omogu-ava meusobni rad ISDN i SIP mree i prevoenje sig-nalnih poruka CCS7 ISUP i SIP poruka. Primena:- u sluaju veze dva ISDN korisnika koja jednim delom ide preko SIP mree (SIP premoenje (SIP bridging))- kad je pozivajui ISDN korisnik, a traeni u SIP mrei- kad je pozivajui u SIP mrei, a traeni ISDN korisnik

Razlozi primene SIP-T za premoenje umesto TDMoIP: u SIP mrei se koristi proksi server koji omoguava ko-rienje razliitih puteva za premoenje, dok TDMoIPkoristi samo jedan put i nema mogunosti upuivanja kroz SIP mreu.

Uaurenje (encapsulation): na prelazu iz ISDN u SIP mreu CCS7 ISUP poruka se smeta u SIP poruku kao deo sadraja, koristi se samo u (signalnom) GW na izlazu iz SIP mree.

12

Prevoenje (translation): pretvaranje SIP poruka u ISUP poruke i obratno. Prvi korak - utvrivanje odgovarajue poruke (na pr. ISUP poruci IAM odgovara SIP poruka INVITE). Drugi korak prenos odgovarajuih parametara iz jedne u drugu poruku (na pr.: Called Party Number iz ISUP IAM poruke prenosi se u polje Request URI startne linije ili u polje To SIP zaglavlja u SIP poruci INVITE).

U signalnom GW na suelju ISDN prema SIP mrei se ISUP signalne poruke istovremeno svaka prevodi i uau-ruje, jer GW-u nije poznato da li e se poruka iskoristiti u SIP mrei (prevoenje) ili u ISDN mrei (uaurenje).

U signalnom GW na suelju SIP mree prema ISDN mre-i se poruke samo prevode, jer ne postoji premoenje u ISDN mrei.

13

Razmena poruka ISUP SIP-T ISUP (SIP premoenje)- U SIP mreiporuke se raz-menjuju u kora-cima (GW1 PXS1 -...- PXSn- GW2.- SP signalnataka u ISDN mrei. - GW1 vri ua-renje i prevoe-

enje ISUP poruka, GW2 koristi samo uaurene ISUP po-ruke.

ISDN mrea SIP mrea ISDN mrea IAM > INVITE > IAM > < 100 TRYING < 18X < 18X < ACM < ANM < 200 OK < ANM ACK > faza veze REL > < RLC BYE > REL > < 200 OK < RLC

GW1 SP PXS1 PXSn GW2 SP

14

Razmena poruka ISUP - SIP-T- GW vriuaurenje i

prevoenje poruka, PXS koristi samoprevedenuporuku.

ISDN mrea SIP mrea IAM > INVITE > INVITE > < 100 TRYING < 18X < 18X < ACM < 200 OK < 200 OK < ANM ACK > ACK > faza veze REL > < RLC BYE > BYE > < 200 OK < 200 OK

GW SP PXS SIPT

15

Razmena SIP-T ISUP poruka- GW samoprevodi poruke.

SIP mrea ISDN mrea INVITE > INVITE > < 100 TRYING IAM > < 100 TRYING < ACM < 18X < 18X < ANM < 200 OK < 200 OK ACK > ACK > faza veze BYE > BYE > REL > < 200 OK < 200 OK < RLC

PXS SIPT GW SP

16

BICC (Bearer Independent Call Control) univerzalni ISUP. ISUP se poeo razvijati kada su sve mree bile TDM, tako da su neki delovi namenjeni samo TDM-u (na pr. polje Circuit Identification Code (CIC)). Kad su se javile paketske mree, uveden je BICC. Na granici BICC i ne-BICC oblasti koristi se Interface Serving Node (ISN).

Razlika BICC i ISUP: u BICC se razdvajaju delovi koji se odnose na ostvarenje veze i delovi koji se odnose na mreu. Signalna poruka se ne menja na granici mrea (IAM), deo koji se odnosi na mreu se menja (umesto polja CIC dodaju se delovi ATM ili IP zaglavlja).

Signalni protokol po ITU-T preporuci Q.1912.5: omogu-ava rad ako je u jednoj mrei BICC ili ISUP, a u drugoj SIP. Pretvaranje poruka u signalnom prenosniku InterWorking Unit (IWU).

17

SIP-I (SIP for Interworking): deo protokola Q.1912.5 za prenos uaurenih ISUP signalnih poruka kroz SIP oblast.

U smerovima ISUP-SIP i obrnuto mogu se koristiti razliite varijante SIP-I, varijanta se naznauje u SIP zaglavlju.

Razlika SIP i SIP-T, SIP-I i Q.1912.5: SIP za rad u potpu-no paketskoj mrei, ostala tri su za rad u meovitoj SIP-ISDN mrei.

Razlika SIP-T i SIP-I: tvorac SIP-T je IETF (Internet En-gineering Task Force), tvorac SIP-I (Q.1912.5) je ITU-T; SIP-T je namenjen mrenom (NNI) i korisnikom (UNI) suelju, SIP-I samo NNI. SIP-T prenosi uaurene i preve-dene ISUP poruke, SIP-I samo uaurene.

Uporeenje osobina SIP i H.323: H.323 je stariji, izgrae-niji, korisnik ima puni skup mogunosti, usklaenost novih i starih verzija (backward compatibility), tei za dogradnju, ima prednosti pri meovitom radu sa ISDN mreama.

18

Uporeenje osobina SIP i H.323: SIP je otvoreniji, njego-vi standardi su jednostavniji, nema sve dodatne korisni-ke mogunosti, nema usklaenost sa prethodnim verzija-ma. Ima mogunost rada u novijim mreama mobilne te-lefonije, jedinstvenost signalizacije na korisnikim (SIP telefon - SIP proksi) i mrenim interfejsima (SIP proksi SIP proksi).

Signalizacija u privatnim paketskim mreama: samo jed-nim protokolom, dovoljno jer su ograniene veliine.

Meovita privatna telefonska mrea: klasini deo i paket-ski deo. Potrebno je ouvati veliki skup korisnikih mo-gunosti, pa su potrebni delotvorni pretvarai signalizaci-je na granici IP i ne-IP oblasti. Signalizacije koje se koris-te: QSIG u klasinom delu, H.323 ili SIP u paketskom.

19

Pretvaranje signalizacije QSIG-H.323 i obratno: QSIG i deo H.225.0 Call Signaling u H.323 nastali su na osnovu korisnike ISDN signalizacije poruke na granici oblasti ne menjaju ime i znaenje, ve se samo podeavaju in-formacioni elementi.

Pretvaranje signalizacije QSIG-SIP:- Veza polazi iz PISN, zavrava u IP- Poruka 7. PRACK(Provisional ACK) pri-vremena potvda poruke- Poruka 8. potvrda poruke 7., poruka 9. jeoznaka javljanja trae-nog.

QSIG SIP 1. SETUP > < 3. CALL PROCEEDING 2. INVITE > < 4. 100 TRYING < 5. 180 RINGING < 6. ALERTING 7. PRACK > < 8. 200 OK < 9. 200 OK < 10. CONNECT 11. CONNECT ACK > 12. ACK > f a z a v e z e

SGW PINX PXS

20

Pretvaranje signalizacije SIP-QSIG

Pretvarai signalizacije na granici SIP i H.323 mrea zo-vu se IWF (InterWorking Function). Za razmenu podata-ka o korisnikom sadraju i mogunostima terminala iz-meu H.323 korisnika i IWF-a koristi se H.245 signaliza-cija, izmeu SIP korisnika i IWF-a koristi se sadraj SDP u prvoj INVITE poruci.

SIP QSIG 1. INVITE > < 2. 100 TRYING 3. SETUP > < 4. CALL PROCEEDING < 5. ALERTING < 6. 180 RINGING 7. PRACK > < 8. 200 OK < 9. CONNECT 10. CONNECT ACK > < 11. 200 OK 12. ACK > f a z a v e z e

SGW PXS PINX

21

Najjednostavniji sluajevi signalizacije preko IWF-a- Dat je primer ostvarenjaveze izmeu H.323 i SIPkorisnika, i obrnuto.

- Postoje i sloeniji slua-jevi koji ukljuuju GK-e,PXS-e, veze izmeu dvaH.323 korisnika razdvoje-na SIP oblau i obrnuto.

H.323 SIP 1. SETUP > 2. INVITE (SDP) > < 3. 180 RINGING < 4. ALERTING < 5. 200 OK < 6. CONNECT < 7. H.245 > 8. ACK > < RTP > SIP H.323 1. INVITE (SDP) > 2. SETUP > < 3. ALERTING < 4. 180 RINGING < 5. CONNECT < 6. H.245 > < 6. 200 OK 8. ACK > < RTP >

IWF H.323 SIP

IWF H.323 SIP

22

Migracija PSTN ka IP telefonskoj mrei: proces kojim se mogunosti i tehnologija PSTN unapreuju tako da mre-a postaje sve vie paketska.

Nain ostvarenja kompatibilnosti telefonske i IP mree: korisnike mogunosti se zadravaju u meovitoj mrei, govorni signal i signalizacija se prevode iz jednog oblika u drugi i prenose iz mree u mreu.

Suprotstavljena naela u izgradnji IP i meovitih mrea: centralizacija (jednostavnost ugradnje novih funkcija, jednostavnost rada, jer se podaci o upuivanju i korisni-kim svojstvima nalaze u centralnom ureaju mree sa GK i centalnim serverom) i decentralizacija (mrena in-teligencija u krajnjim takama gde se daju usluge SIP telefoni u SIP mreama imaju velike mogunosti.

23

Softswitch (SSW) upravljaki ureaj ili softver IP mree koji se granii sa klasinom telefonskom mreom i omo-guava beavni rad meovite mree. Postupci ostvare-nja veze (upravljake funkcije) odvajaju se od pretvara-nja oblika govornog signala. Alternativni nazivi: MediaGateway Controller, itd.

- Elementi mree zasno-vane na SSW naelima:signalni prenosnik (Sig-naling Gateway SG),prenosnik medija (MediaGateway - MG ili MGW),SSW ili Media GatewayController (MGC).

IP telefonska mrea

SGW

MGW

TE

SSW MGC

SEP STP

24

Postupci primenjeni u mrei na SSW naelima: signalni prenos (Signaling Transport, SIGTRAN), protokoli za ko-munikaciju izmeu elemenata mree (MGCP, MEGACO).

Media Gateway (MG ili MGW) prenosnik korisnikog (medijskog) sadraja

izmeu dve mree ko-je rade na razliitim na-elima (na pr. klasina

telefonska ili ISDN (TDM) i IP (RTP paketi)). MG moe biti na suelju dve paketske mree (na pr. javne i privatne) ili mrea s razliitom tehnologijom (FR, ATM, IP).

IP telefonska mrea RTP tok TDM(64kb/s)

TE telefonska centrala

MGW

TE

25

Signaling GateWay (SG ili SGW) pretvara (SIP-T pre-vodi SIP u ISDN poruke) ili prenosnik signalizacije (SIP premoenje pomou SIP-T) na suelju dve razliite mree.

Media Gateway Controller (MGC) upravljaka jedinica MG-a. MGC posebnim signalnim protokolima upravlja MG.

Signalne veze MGC-a:- Komunikacija MGC-SG: CCS7 i ISDN signali-zacija SIGTRAN postup-kom ako je susedna tele-fonska ili ISDN mrea;

- Izmeu dva MGC: SIP, H.323, BICC, SIGTRAN; - Izmeu MGC i MG:

MGCP i MEGACO.

26

IP telefonska mrea SIGTRAN drugi MGC SIP, H.323, BICC, SIGTRAN MGCP MEGACO RTP TDM

SGW

MGW

TE

SSW MGC

SEP STP

- Najee se SG i MG nalaze u istom ureaju (korezi-dentnost funkcija SG i MG), jer linkovi klasine i ISDN mree nose zajedno govorne i signalne kanale. Kod CCS7 govorni i signalni kanali mogu biti odvojeni (non-associated signaling).

SIGTRAN (SIGnaling TRANsport) postupak prenosa signalizacija korienih u telefonskoj i ISDN mrei (CCS7 i ISDN) kroz paketsku mreu. Namena: prenos signaliza-cija javne telefonske i ISDN mree izmeu SG i MGC; prenos izmeu dva SG, kojima su preko IP mree spoje-ne dve signalne CCS7 take; prenos signalizacije izme-u MGC-a. Ne koristi se za prenos CAS (Channel Asso-ciated Signaling) signalizacije kroz paketsku mreu.

27

Nain rada SIGTRAN-a: CCS7 poruke se prenose izme-u SG-a i taaka u IP mrei bez prevoenja, ve se uvo-de nova zaglavlja koja ine prilagodni sloj:- MTP2 Peer to Peer adaptation layer (M2PA) i SS7

MTP2 User AdaptationLayer (M2UA): prilagoe-nje MTP2 sloja CCS7 i slanje MTP3 poruka; SS7MTP3 User AdaptationLayer (M3UA): prilagoe-nje MTP3 sloja CCS7;

V5.2 User Adaptation Layer (V5UA): prilagoenje V5.2 protokola; ISDN Q.921 User Adaptation Layer (IUA): prila-goenje ISDN Q.921 sloja; SCCP User Adaptation Layer(SUA): prilagoenje korisnikog SCCP dela.Prilagodni sloj stvara i tumai iste primitive u odnosu na vii sloj kao i izvorni CCS7 sloj (na pr. prilagodni M3UA u odnosu na korisniki ISUP se ponaa kao izvorni MTP3).

MGC SG CCS7 SEP IP telefonska mrea

korisniki sloj

sprena funkcija

korisniki sloj

M3UA M3UA MTP3

SCTP MTP2

IP MTP1

SCTP

IP MTP1

MTP2

MTP3

28

Uslovi koje prenos CCS7 signalizacije kroz paketsku mreu mora da zadovolji su isti kao i kroz TDM mreu: neraspoloivost signalnog puta maksimalno 10 minuta u toku godine, 1 od 10 milijardi poruka moe biti neotkrive-na, 1 od 10 miliona izgubljena, 1 od 10 milijardi moe sti-i na odredite van redosleda. Zahtevi u pogledu vreme-na prenosa poruka kroz mreu obezbeuju da kanjenje od zavretka biranja do poetka kontrole poziva (post di-aling (selection) delay) bude do nekoliko sekundi kao i u TDM mrei. - SCTP (Stream Control Transport Protocol) se koristikao transportni protokol za SIGTRAN (a ne TCP) zbog brzine prenosa.- SIGTRAN ima iru primenu nego SIP-I i SIP-T: nije vezan za SIP i H.323, SIP-I i SIP-T se koriste na sueljuSIP i ISDN mree.

29

Svi prilagodni slojevi: zajedniko zaglavlje iji su delovi verzija prilagodnog sloja, polje klase i polje vrste poruke. Klasa odreuje koja se signalizacija ili signalizacioni sloj prenose (1-M3UA, 2-poruka upravljanja SS7 signalnom mreom, 5-IUA, 6-M2UA, 7-SUA Connectionless poruka, 8-SUA Connection-Oriented poruka, 9-poruka upuivanja za M3UA, 10-poruka o interfejsu u M2UA, itd). Vrsta poru-ke u okviru klase odreuje konkretnu poruku (na pr. u ok-viru klase 1 poruka Payload Data (vrsta poruke 1) prenosi polja koja ine sadraj poruke ISUP, TUP ili SCCP (pre-nosi OPC, DPC). Vrednosti polja SIO, SIF smetaju se u deo poruka; FSN, BSN posle zajednikog zaglavlja.

1 31 zajedniko zaglavlje

Ez Pr prilagodni sloj SCTPzagIP zagl K

verzija R(8) klasa poruke vrsta poruke

duina poruke

opis parametara

poruka

30

MGCP prvi protokol korien na suelju IP i TDM mree izmeu MGC i MG. Nesimetrian protokol: MGC ima glav-nu, a MG izvrnu ulogu. Postoji 8 komandi u smeru MGCMG (EndpointConfiguration, NotificationRequest, CreateConnection, ModifyConnection, DeleteConnection, AuditEndpoint,AuditConnection) i 3 u smeru MGMGC (Notify, Delete Connection, RestartInProgress). MGCP ko-risti UDP kao transportni protokol. Nedostatak MGCP: ne-mogunost dogradnje i proirenja.

MEGACO usavrena verzija MGCP, nije kompatibilan sa MGCP. Alternativni naziv H.248 (nastao saradnjom IETF i ITU-T). Koristi UDP i TCP kao transportne protoko-le. Termini koje koristi: resursi (koderi, generatori tonskih i pozivnih signala, transkoderi, modemi), zavreci (termina-tion) (celine koje generiu i primaju media tok telefonski kanali, RTP tokovi, virtuelna kola (VC) ATM-a).

31

MEGACO veza ostvarena u MG zove se kontekst (con-text). Dva uesnika u vezi: zavreci stavljeni u isti kon-tekst. Funkcije MG: rezervacija resursa, nadgledanje re-sursa, komutacija, obrada govornog signala, odravanje veze sa MGC, analiza broja korisnika kod zavrnog MG. Komunikacija MGC i MG vri se komandama koje defini-u parametre zavretaka i resursa za njihovo stavljanje u kontekst: ADD pridruuje uesnika kontekstu, MODIFY menja svojstva uesnika, SUB-TRACT razdvaja uesnika od konteksta (raskid ili iskljuenje iz konferen-cije), MOVE prebacivanje uesnika sa jedne veze na drugu ili sa ekanja u vezu itd. alju se MGCMG. U oba pravca alju se NOTIFY obavetenje o nekoj pro-meni, Service-Change drugoj strani se alju podaci o predstojeoj promeni usluge (prekid veze, povratak u konferenciju).

32

IAD ureaj objedinjenog pristupa (Integrated Access Device) zajedni-ko ime ureaja na korisnikoj strani zapristup telefonskojmrei i mrei za po-datke. Na IAD seprikljuuju telefon-

ski aparati i raunarska mrea. Zavisno od vrste prenosa na korisnikoj liniji: TDM IAD i packet IAD. U mrenom voru (jedinica M) razdvajaju se govor i podaci.- Vrste veza preko IAD-a: prema klasinoj telefonskoj mrei, prema mrei za podatke i IP telefonske veze.- Jednostavnije vrste IAD-a samo udruuju govorni signal i podatke i rade samostalno. Sloeniji imaju ugraenu sig-nalizaciju (na pr. MGCP)elementi su softswitch mree.

mreni vor korisnika linija korisnik ka paketskoj T mrei T ka telefonskoj T mrei LAN

I A D

M

33

Slinosti i razlike ISDN-a i IAD-a:- ISDN tehnika komutacije kola sa zaecima paketiza-cije (signalnih poruka); IAD prelaz ka potpuno paket-skim mreama, omoguava pristup do obe mree.- Slinost namene korisnik preko pretplatnike linije os-tvaruje vezu sa telefonskom mreom i mreom za podat-ke, obe u imenu imaju termin objedinjen (integrated).- ISDN standardizovan interfejs, linijski kodovi, signalne poruke, broj i vrsta korisnikih prikljuaka, obaveznost ra-da u sluaju prekida napajanja. IAD mogui razliiti ko-risniki ureaji po broju i vrsti, koriste se razliite tehnike (DSL, zatitni softver, razni protoci, razliita adresiranja, adresna pretvaranja, protokoli).- IAD tehnika vieg reda: ISDN prikljuak moe biti jedan od prikljuaka IAD-a.

34

Prelazak sa TDM mree na paketsku (PSTN to IP migra-tion) svi delovi mree treba da rade, a korisnik ne pri-meuje razliitost mrea (beavni (seamless) rad). Koris-nike mogunosti se ne gube pri prelasku iz mree u mreu, omogueno razvojem dobrih prevodilaca signali-zacije, uaurenjem poruka, razvojem SIGTRAN-a.

TIPHON (Telecommunications and Internet ProtocolHarmonization Over Networks) projekat organizacije ETSI (European Telecommunications Standard Institute) koji obezbeuje da sve vrste telekomunikacionih mrea nesmetano rade jedna sa drugom uz odravanje starih i dogradnju novih usluga (interoperability, interworking, internetworking). Zajedniki rad mrea ne zavisi od ree-nja primenjenih u pojedinim mreama.

35

Komutacija u paketskim mreama Komutacija je najdelotvornija u ATM: paralelno komutira-

nje vie elija. Komutaciono polje (Cell Switch Fabric, CSF) prespaja elije od ulaza (input port) ka izlazu (out-put port). U komutiranje su ukljueni i baferi za privreme-no zadravanje elija da se izbegne sudar i gubitak elija ako elije sa razliitih ulaza treba spojiti na isti izlaz. e-lije manjeg prioriteta mogu biti izgubljene ili zakanjene.

elije su kratkog trajanja i protok velikkomutaciju ne moe da vri poseban organ, ve se koriste reenja sa-moupuivanja i paralelnog komutiranja.

Nain rada komutacionog polja: ulazna jedinica ATM vora dodaje eliji adresu izlaza kome se elija upuuje. Gubitak moe nastati ako vie elija trai uslugu iste me-uveze ili elementa spreavaju baferidobija se ko-mutaciono polje bez gubitaka (lossless).

36

Osnovna svojstva ATM komutacionog organa: protok i broj dolaznih linkova, protok meuveza, propusnost(mogunost unutranjih gubitaka i gubitaka na izlazima).

Samoupuivanje (self-routing) ATM elija se upuuje kroz komutaciono polje na osnovu adresa za upuivanje, bez uea nekog centralnog organa.

Banijanove mree (Banyan) viestepene blokirajue mree iji komutacioni elementi obezbeuju da izmeu bilo kog ulaza i izlaza postoji samo jedan put.

Beerove mree (Batcher sorting network) elije na izlazu su ureene po vrednostima adresa bez obzira u kak-vom su poretku na ulazu. Eliminisane su unutranje blo-kade. U ATM komutatoru Beerove mree prethode Bani-janovim mreama. Delotvornost ATM komutacije je bazi-rana na Beerovoj, Banijanovoj mrei i samoupuivanju.

37

Komutacija u FR tehnici: na poetku veze signalnim pake-tima ostvaruje se put kroz FR mreu i obezbeuju potrebni resursi. U vorovima mree formiraju se tabele koje pove-zuju dolazne i odlazne identifikatore veza, skup parova ovih identifikatora predstavlja virtuelnu vezu i na osnovu njih se zatim alju korisniki podaci. Identifikatori se nalaze u dru-gom slojuupuivanje je bre nego kad oznaka veze pri-pada treem sloju.

Komutacija u IP tehnici: prosleivanje IP paketa. Slino kao u FR, ali je sporije. Nedostatak: spor i sloen postupak u-puivanja svakog IP paketa. Postupak je ubrzan primenom MPLS tehnike.

Uzroci zadravanja paketa u IP vorovima: zauzetost vo-ra obradom ranije prispelih paketa, pretraivanje tabela u-puivanja, zauzetost linka slanjem ranije obraenih paketa.

Vremena komutiranja: ukupno 5-26ms, od ega fiksni deo 2-10ms, promenljivi 3-16ms. 38

Prenos paketizovanog signala kroz mreu Uaurenje (encapsulation) ugradnja jedne strukture po-

dataka u drugu radi prenosa kroz funkcionalni sloj ili mre-u: IP paket u Eternet paket, CCS7 ISUP poruke u SIP-T pakete, Eternet paket u ATM elije.

Razlozi uvoenja uaurenja: Eternet na bazi CSMA/CD postupka je ogranienog dometa zbog sigurnog otkriva-nja sudara (poludupleksni Eternet), izmeu raunarskih mrea postoje druge, drugaije, mree. Paket mora da ima dovoljno minimalno trajanje, dvostruko vreme preno-sa ne sme biti vee od propisanog (ova vremena zavise od osnovnog intervala (time slot)).

Potpuno dupleksni Eternet: dvosmerni Eternet po odvoje-nim putevima za svaki smer, domet je ogranien samo karakteristikama medija prenosa, jer nema sudara.

39

Razlike poludupleksnog i potpuno dupleksnog Eterneta:- poludupleksni tehnika rada lokalne mree, potpuno du-pleksni tehnika prenosa Eternet paketa;- teorijski najvei protok po poludupleksnom je pola pro-toka po dupleksnom zbog broja vodova. Praktino je ova razlika i vea zbog mogunosti sudara, dela odbaenih paketa i retransmisija;- najmanje trajanje paketa: kod poludupleksnog paket se dopunjuje do propisanog trajanja da bi bilo jednako os-novnom intervalu;- gigabitski poludupleksni Eternet: kratki paketi se mogu grupno slati, razdvojeni IPG (InterPacket Gap) uz slanje dodatnih bitova koji ne nose informaciju, ali spreavaju da vod zauzme neko drugi;- u dupleksnom mogue izbegavanje zaguenja slanjem paketa zastoja (PAUSE) od prijemnika ka predajniku.

40

PPP uaurenje: prenos paketizovanih telefonskih signalaPPP protokolom.Koristi se na nis-ko propusnim linkovima. Polje

protokol govori ta je uaureno u PPP paket. PPP je ve-za izmeu odreenih taakane treba prenositi Eternet zaglavlje. PPP ima svoje meene treba prenositi pret-hodnicu (PR) i graninik (S) iz Eternet paketa.

FR uaurenje: prenos IP paketa FR tehnikom. FR paket se dopunjava sa3 polja: kontrol-

no polje (K), do-puna (D) ako je potrebno, polje koje odreuje ta je ua-ureno (NLPID (Network Level Protocol Identifier)).

Eternet paket PPP paket informaciono polje

PR S Et. zag IP zag UDP zag RTP zag uzorak govornog signala

M adr kontr. protokol IP zag UDP zag RTP zag uzorak govornog signala provera M

Eternet paket FR paket

M zaglavlje K D NLPID=cc informacija provera M

PR S Et. zag IP zag UDP zag RTP zag uzorak govornog signala

41

Vrednosti NLPID: 8E Internet paket IPv6, CC Internet paket IPv4, CF PPP.

ATM uaurenje: paketi se dele na delove duine 48 okteta (fragmentacija), jer ATM elija uvek ima 48 okteta u sadr-aju, na prijemu se paketi obnavljaju (reassembly). ATM prilagodni sloj broj 5 (ATM Adaptation Layer 5 (AAL5)): pri-priprema paketa na predaji i obnavljanje na prijemu pa-

ketu se dodaje u-pravljaki dodatak(trailer, T) i dopu-na (padding, P) dostandardne dui-ine. Poslednja

elija oznaena bitom najmanje vanosti =1 u polju vrsta poruke (PT) ATM zaglavlja.

AAL5 ATM xx0 xx1

P T

paket trailer (T)

paket koji treba preneti ATM mreom

...... VCI PT CLP HEC ..... VCI PT CLP HEC

42

Nedostatak ATM uaurenja: nema standardizovanih iden-tifikatora protokola (kao polje protokol kod PPP i NLPID kod FR). Umesto toga:1. dogovor korisnika o protokolu koji se uauruje u pojedi-na virtuelna kola (VC multiplexing): bolje iskorienje pa-keta, bra obrada, potreba za veim brojem VC.2. dogovor korisnika da se neki od identifikatora koristi za oznaavanje vrste protokola slino NLPID-u: univerzal-nost korienja virtuelnih kola.

Viestruko uaurenje: cilj preneti paket preko vie mrea. Postupak: potpuni paket jedne mree (zaglavlje i sadraj) je korisni sadraj druge mree, kome se dodaje zaglavlje druge mree moe nekoliko puta. Odnos zaglavlja/sadr-aj raste kod viestrukog uaurenja, tj. iskorienost pro-toka opada, posebno izraeno kod paketizacije govora, jer se paketi ne spajaju da se ne bi povealo kanjenje.

43

Delotvornost prenosa paketa = korisni sadraj/ukupni sa-draj paketa u funkciji veliine korisnog sadraja. Isprekidanalinija najvea iskorienost,puna najmanja. Duga zaglav-lja i mali korisni sadraj sma-njuju iskorienost.

Glavni problem prenosa govornih paketa: zaguenje (con-gestion) u toku vezekanjenje paketa, promenljivo ka-njenje, gubitak paketasmanjenje kvaliteta primljenog signala. Zato se primenjuju postupci nadgledaja paketskih tokova i mere upravljanja zaguenjima.

iskorienost paketa, % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 400 800 1200 1600 broj okteta korisnog sadraja

44

Mreni vor sistem usluge sa ogranienim najveim protokom paketa, dolazni tok paketa je promenljiv. Bafer privremeno prihvata pakete u trenucima vrnih vrednosti dolaznog toka paketa model probuenog (cureeg) su-da za tenost (leaky bucket, LB): ulazni tok u sud (bafer) promenljiv, izlazni ogranien. Ako je sud (bafer) pun, do-tok prelazi u gubitak.

Model:- LB poveava sadraj kad stigne novi paket, smanjuje kad poalje; ako bafer nije prazan, slanje paketa je u jed-nakim vremenskim razmacima;- slanje prestaje ako je LB prazan;- ako LB dostigne maksimum, MB, dolazni paketi se gube.

Osnovni parametri LB: najvea vrednost odlaznog toka i broj mesta u LB. Veliki bafer smanjuje gubitke; smanjuje brzinu reagovanja na optereenje, poveava kanjenje.

45

Nedostatak LB: nema podataka o zaguenjima nizvodno (ingress) od vora i nema mogunosti delovanja na izvor paketa uzvodno (egress). LB deluje lokalno i naslepo.

Tehnika upravljanja zaguenjima koristi povratne infor-macije o stanju resursa i prijemnika u vorovima i prila-goava tok stvaranja elija (upravljanje tokovima sa pov-ratnom spregom). Naroito vano u komunikacijama vi-sokog protoka.

Ogranienje vrednosti broja nepotvrenih paketa, BNP: najstarija tehnika povratne informacije o zaguenjima; potvrde slue za otkrivanje greaka i upravljanje tokom izvora: kada se dostigne najvei broj nepotvranih poru-ka (window size), slanje se obustavlja. Nedolazak potvrde u odreenom vremenu je znak mogueg zaguenja.

46

Postupak upravljanja generisanjem paketa na osnovu (ne)potvrivanja poruka:- CCS7 osnovni metod retransmisije (basic retransmi-ssion method) najvie 127 nepotvrenih poruka, na da-lje svaka potvrena poruka izaziva slanje nove poruke;- korisnika signalizacija uskopojasnog ISDN-a 7 nepotvrenih poruka za signalni B kanal;- TCP svaka sledea retransmisija nepotvrenih paketa vri se posle dvostruko dueg vremena.- FR najdelotvornije, vor koji predvia zaguenje me-nja vrednost bitova FECN i BECN (Forward, BackwardExplicit Congestion Notification) u paketima ka odreditu i izvoruinformacija izvoru o moguem zaguenju i vo-rovima ka prijemniku o poveanom optereenju.- ATM mere se preduzimaju u voru gde poinje zagu-enje, bit CLP (Cell Loss Priority) u ATM zaglavlju slui da se razlikuju elije koje je mogue odbaciti kod zague-zaguenja. Bitno brzo delovanje zbog visokog protoka.

47

Zaguenja u vorovima spreavaju se postupcima ranog otkrivanja poetaka zaguenja i postepenog smanjivanja izvorinog toka (povratnom spregom). Postupak je slian ranom otkrivanju preoptereenja procesora telefonske centrale: meri se intenzitet novih poziva i, u sluaju po-trebe, smanjuje se ovaj intenzitet zakanjavanjem pozi-vamere zatite od zaguenja/preoptereenja pretvara- ju se u mere izglaivanja vrnih optereenja.

Dobro ureena mrea: kanjenje prenosa paketa kroz vorove minimalno, a baferi su prazni. Poveanjem do-

laznog tokabaferi se puneekanje rasteprotok raste. Taka z jepoetak zaguenja, od nje baferi se naglo puneekanje naglo raste, propusnost pada.

ekanje propusnost W P Pmax z optereenje z optereenje

48

Optimalna radna taka ona vrednost optereenja pri kojoj odnos propusnosti i srednjeg vremena ekanja (P/W) ima najveu vrednost. Zakljuak: mere zatite od zaguenja treba preduzeti pre nego to optereenje dos-tigne vrednost z.

Pokazatelji mogueg zaguenja u vorovima: popunje-nost bafera i vreme ekanja paketa na uslugu. Kada se za ove veliine dostigne prag, izvoru se alje zahtev za smanjenje toka. To smanjenje se postie smanjenjem granice broja poslatih paketa bez potvrde - BNP. Nedos-tatak ovakvog upravljanja: oscilovanje (tok izvora se pe-riodino poveava i smanjuje) i nestabilnost (upravljanje se svede na priguenje izvora ili zaguenje virtuelne ve-ze). Oscilovanje u umerenim granicama se moe podneti i to se postie dobro odmerenim algoritmima.

49

Upravljanje zaguenjem na osnovu BNP: ako iz mree stigne signal o moguem zaguenju, smanjuje se BNP, ako ih nema, BNP se oprezno poveava. Ako se mrea sastoji od izvora, odredita i M-1 vorova, najvei odnos propusnost/kanjenje za BNP=M (ako vorovi rade ne-zavisno i ako se zanemari vreme prostiranja). M je poet-na vrednost BNP; BNP se smanjuje ako je vie od pola vorova na pragu zaguenja, u protivnom se poveava.

Elementi u izgradnji postupka upravljanja zaguenjima:- poetak zaguenja. Vezano za stanje bafera u voru. Ako je dostignut prag zauzetosti, signalizira se izvoru;- postupak smanjenja BNP: mora biti nelinearan. Izvorni tok se smanji na nulu ili vrednost koja ne moe da stvori zaguenje. Ovaj odgovor mora biti brz zbog opasnosti od brzog poveanja ekanja pri zaguenju.- postupak poveanja BNP je blag (linearan) zbog opas-nosti od oscilovanja. 50

- poetak delovanja mera protiv zaguenja odreuje se tako da odnos propusnost/srednje vreme ekanja (W/P) bude najvei.- vremenski interval promene vrednosti BNP je vreme za koje stigne 2M potvrda primljenih paketa.

Smanjivanje verovatnoe oscilacija i njihovo priguenje: izvoru se alju podaci o prosenom broju paketa na e-kanju, a ne o trenutnom; smanjivanje koraka u kojima se smanjuje vrednost BNP (ovako se smanjuje brzina delo-vanja, moe biti problem u sluaju velikog saobraaja).

Upravljanje zaguenjem u ATM: Resource Management(RM) elije. Payload Type (PT) za RM elije 110 (za ko-risnike (0xx)). Postoji bit po kome se razlikuje smer sla-nja (unapred ili unazad). Nain dojave: bit u RM koji nosi informaciju o postojanju zaguenja u nekom voru 01(Congestion Indication CI) ili PT korisnike elije 00x01x u voru sa zaguenjem. 51

Postupak regulacije protoka u ATM: izvor alje RM eliju sa CI=0, a zatim korisnike elije sa PT=00x; protok je Amax i postepeno se smanjuje do Amin. Ako povratna RM kasni ili se prima sa vrednou CI=1, izvor nastavlja da alje korisnike elije protokom Amin. Ako povratna RM ne kasni i primi se sa CI=0, izvor poinje da alje korisnike elije protokom Amax.

Nain kako se ATM izvoru signalizira mogue zaguenje:- RM elija prolazi unapred kroz vor sa zaguenjem;- dve uzastopne RM elije nisu prole kroz vor sa zagu-enjem, izmeu njih prole su korisnike elije i u njima se menja PT sa 00x na 01x, na osnovu ega se u odre-ditu generie povratna RM sa CI=1;- RM elije i korisnike elije unapred nisu naile na za-guenje, ali jeste povratna RM, koja post

predavanje 4

Documents