Сигнализация H.323. Протокол RAS.

Сигнализация H.323. Протокол RAS.

 

Семейство протоколов H.323. включает в себя три протокола составляющие основу:
1. Протокол RAS ( Registration, Admission and Status ) – протокол взаимодействия оконечного оборудования с Gatekeeper (привратником);
2. H.225 – протокол управления соединениями;
3. H.245 – протокол управления логическими каналами;
Иерархическая модель взаимодействия протоколов семейства H.323 с протоколами транспортного уровня TCP и UDP, а также протоколов Q.931, RTP, RTCP и IP представлена на рисунке ниже. Стоит отметить что сигнальные сообщения протокола RAS используют в качестве транспортного протокола UDP - с негарантированной доставкой информации . Поэтому рекомендуется повторная передача сообщений RAS, о доставке которых не было получено подтверждение. Сигнальные же сообщения протоколов H.225 и H.245 используют транспортный протокол TCP – с гарантированной доставкой. Протокол RTP используется для переноса видео- и аудио- трафика. Контроль передачи данных пользователей осуществляется средствами протокола RTCP.

Рис.1. Иерархическая модель взаимодействия протоколов

RAS ( Registration, Admission and Status ) – протокол взаимодействия оконечного оборудования с привратником. Под оконечным оборудованием следует понимать терминалы, шлюзы, устройства управления конференциями.
Основными функциями выполняемыми протоколом RAS являются:
I. Поиск и обнаружение привратника (gatekeeper);
II. Процедура регистрации оконечного оборудования на привратнике (gatekeeper);
III. Управление доступом оконечного оборудования к сетевым ресурсам;
IV. Установление места дислокации оконечного оборудования в сети;
V. Управление размером полосы пропускания в течении обработки вызова;
VI. Мониторинг текущего состояния оконечного оборудования;
VII. Информирование привратника о освобождении полосы пропускания, ранее занимаемой оконечным оборудование.

Оконечное оборудование и Gatekeeper, которые не могут в данный момент дать ответ на запрос, могут передавать сообщение RIP (Request in Progress) для что бы второй участник сессии знал, что запрос обрабатывается. При приеме сообщения RIP привратник и оконечное оборудование перезапускают свои таймеры.
В сети без привратников RAS канал вообще не используется.
Рассмотрим функцию поиска и обнаружения привратника при помощи протокола RAS. Для взаимодействия оконечного оборудования с привратником ему необходимо установить и запомнить сетевой адрес привратника. Существует два способа поиска привратника: ручной и автоматический. Ручной способ характеризируется тем, что сетевой адрес привратника прописывается на оконечном оборудовании при начальной настройке. После чего фаза установления соединения начинается сразу с запроса регистрации от оконечного устройства, который передается на уже известный сетевой адрес привратника на UDP-порт 1719, а в случае взаимодействия с привратником, с использованием протокола Н.323 v1, - на порт 1718.
При автоматическом обнаружении привратника оконечное устройство передает мультикаст запрос Gatekeeper Request (GRQ), используя IP-адрес 224.0.1.41 - Gatekeeper UDP Discovery Multicast Address - и UDP порт 1718 - Gatekeeper UDP Discovery Port. На мультикаст запрос могут откликнуться несколько привратников, передав на адрес, указанный в поле rasAddress запроса GRQ, сообщение Gatekeeper Confirmation (GCF) с информацией о готовности соединения и с указанием транспортного адреса канала RAS. Оконечное оборудование выбирает один из откликнувшихся и инициирует процесс регистрации. В случае отказа в регистрации привратник отсылает Gatekeeper Reject (GRJ). Если в течении 5 секунд привратники не откликнулись – запрос передается повторно.

Рис.2. Автоматическое обнаружение привратника
Процедура автоматического обнаружения привратника более удобна поскольку позволяет автоматически переключиться на другого привратника в случает отказа или выхода из строя первого.

Рассмотрим процесс регистрации оконечного оборудования на привратнике.
После завершения процесса поиска и обнаружения привратника оконечное оборудование выполняет процесс регистрации на привратнике, в ходе которого сообщает свою адресную информацию: список alias-адресов и транспортных адресов.
Оконечное оборудование направляет запрос регистрации Registration Request (RRQ) на сетевой адрес привратника. Этот адрес получен при процессе обнаружения привратника, или же задан первоначально в настройках оборудования. Запрос на регистрацию отправляется на 1719 UDP-порт. Этот порт называется - Gatekeeper UDP Registration and Status Port. Привратник отправляет ответ на запрос либо подтверждая регистрацию Registration Confirmation (RCF), или же отказывает в регистрации Registration Reject (RRJ). Оконечное оборудование может быть зарегистрировано только на одном привратнике.
Процесс регистрации изображен на рисунке ниже.
Регистрация оконечного оборудования на привратнике проводиться перед началом установления соединения с прочим оборудованием сети. Этот процесс периодически повторяется, для обновления сведений.
Оконечное оборудование имеет возможность перерегистрации и отменить предыдущую регистрацию у привратника. Для этого необходимо передать сообщение Unregister Request (URQ); привратник должен ответить подтверждением Unregister Confirmation (UCF). Это необходимо для того что бы оборудование имело возможность изменить свой alias-адрес или транспортный адрес. Если оборудование не было зарегистрировано у привратника, последний должен ответить на требование URQ отказом Unregister Reject (URJ).
Привратник также может отменить регистрацию оборудования. Для этого передает сообщение Unregister Request (URQ), при получении которого оконечное оборудование должно ответить подтверждением Unregister Confirmation (UCF).

Рис.3.Процесс регистрации и отмены регистрации
Управление доступа к сетевым ресурсам. При установлении соединения, в начальной стадии оборудование обращается к привратнику отправляя запрос Admission Request (ARQ) с требованием разрешить соединение с другим оборудованием , что является началом процедуры доступа к сетевым ресурсам. В ответ привратник может выделить необходимую полосу пропускания или снизить предел суммарной скорости. В ответ передается сообщение подтверждения Admission Confirm (ACF). Если требуемая полоса недоступна, привратник передает сообщение Admission Reject (ARJ). Процесс изображен на рисунке ниже.

Рис.4.Управление доступом к сетевым ресурсам
Определение текущего местоположения. Зная alias-адрес некоторого оборудования и, желая узнать его контактную информацию, оконечное оборудование или же привратник, могут отправлять сообщение-запрос Location Request (LRQ) по адресу RAS отдельно взятого привратника или по в режиме мультикаст для всех привратников ( Gatekeeper's Discovery Multicast).
Привратник на котором зарегистрировано оборудование отвечает сообщением Location Confirmation (LCF), содержащим запрашиваемую информацию. Если оборудование не зарегистрировано то привратник отвечает отказом Location Reject (LRJ).

Рис.5.Определение дислокации оборудования в сети
В процессе вызова оконечное оборудование и привратник могут запросить процедуру изменения скорости переда. Такая процедура получила название управления полосой пропускания. Оконечное оборудование, которому необходимо изменить (увеличить) скорость передачи, передает привратнику запрос Bandwidth Change Request (BRQ), до получения ответа скорость не меняется. Если привратник может выделить требуемую полосу пропускания, он отвечает подтверждением сообщением Bandwidth Change Confirm (BCF), если же нет – отказом Bandwidth Change Reject (BRJ).

Рис.6.Управление полосой пропускания в процессе обслуживания вызова
Привратник в любой момент времени может определить текущее состояние оборудования, т.е. установить, доступно ли ему это оборудование. Привратник передает сообщение-запрос о текущем статусе оборудования Information Request (IRQ). Интервал рассылки запросов IRQ должен быть не меньше 10с. После получения запрос IRQ, оконечное оборудование отвечает Information Request Response (IRR) в котором передает запрашиваемую.

Рис.7.Мониторинг текущего состояния оборудования
В последней стадии завершения сеанса связи происходит процедура освобождения полосы пропускания. Оконечное оборудование или привратник передает своему привратнику или оконечному оборудованию запрос Disengage Request (DRQ), в ответ отсылается подтверждение Disengage Confirm (DCF). Стоит обратить внимание, что после того, как полоса пропускания освобождена, оконечное оборудование не должно передавать незапрашиваемые сообщения IRR.

Рис.8.Освобождение полосы пропускания