Сети NGN

В целях предоставления резервных маршрутов SCTP поддерживает функционирование нескольких находящихся в разных местах (multi-homed) узлов IP. SCTP обеспечивает проверку доступности, функции ускоренного переключения в аварийных ситуациях (switch-over/fail-over) и (потенциально) балансирование нагрузки между резервными маршрутами.

В ориентированном на транзакции (диалоговом) протоколе, каким, например, является MEGACO, вероятна потеря диалоговых запросов или откликов, вызываемая неисправностью объекта или компонента. Таким образом, рекомендуется, чтобы те объекты, которые при транспортировке пользуются средствами SCTP, для каждого запроса обеспечивали реализацию таймеров уровня приложений.

 

2.3.3 Транспортные протоколы RTP/RTCP

 

Решение проблемы передачи мультимедийного трафика через сеть Интернет, не предоставляющую никаких гарантий по доставке пакетов или их задержке, является нетривиальным. Наиболее доступное место реализации дополнительных функций, связанных с контролем потоков мультимедийного трафика - прикладной уровень. Как правило, алгоритмы повышения достоверности доставки информации строятся на принципах внесения избыточности и перестановки в последовательности информационных сегментов.

Протокол реального времени (Real-Time Transfer Protocol - RTP) является стандартизацией такого подхода и, в отличие от внутрифирменных протоколов, может работать с приложениями других разработчиков. Обычно RTP на транспортном уровне использует возможности протокола UDP.

Сам протокол RTP не обладает никакими дополнительными функциями по обеспечению качества обслуживания. Протокол RTP функционирует по принципу «из конца в конец», а его пакеты в маршрутизаторах на сетевом уровне обрабатываются таким же образом, как остальные IP-пакеты. Дополнительные возможности могут быть реализованы в оконечных пунктах на базе информации статистики, собранной при помощи протоколов RTP и RTCP (RTP Control Protocol). Такая информация, как правило, содержит сведения о количестве отправленных/принятых пакетов RTP, количестве потерянных пакетов, значении джиттера задержки пакета и т. п. Спецификация протокола RTP не регламентирует конкретный способ использования указанной статистической информации приложением.

 

2.3.4 Протоколы информационных служб и управления

 

Информационная база шлюзов (Gateway Information Base - GIB) может быть доступна разнообразным объектам в пределах данного административного домена сети. Способ организации доступа к такой информации из других доменов называется «front-end» и представляет собой средство эксплуатации услуг протокола маршрутизации вызовов. К числу протоколов front-end можно отнести следующие протоколы.

 

Протокол определения  местонахождения услуги (SLP)

 

Протокол определения местонахождения  услуги (Service Location Protocol - SLP) разработан специально для выполнения функций доступа к услугам и идеален для определения местонахождения серверов, описываемых набором атрибутов. В данном случае сервером является шлюз (или следующее по направлению к шлюзу устройство), а атрибутами - политика оконечного пользователя. Для обращения к шлюзу с конкретным набором атрибутов используется процедура запроса услуги (Service Query).

 

Протокол открытого  урегулирования (OSP)

 

Протокол открытого урегулирования (Open Settlements Protocol - OSP) является протоколом типа «клиент-сервер». Позволяет клиенту обратиться к серверу по его телефонному номеру и получить ответ с адресом следующего устройства на маршруте при авторизации маркеров эстафетной передачи (token), используемых для данного соединения. В этом случае сервер может являться сервером местонахождения. Для ответа на запросы OSP он использует таблицу маршрутизации, построенную с помощью средств маршрутизации через сеть IP (TRIP).

 

Протокол упрощенного  доступа к директориям (LDAP)

 

Протокол упрощенного доступа  к директориям (Lightweight Directory Access Protocol - LDAP) используется для доступа к распределенным базам данных. Так как сервер местонахождения (LS) имеет свою базу данных, LDAP может применяться и для обращения к ней.

Пользователь директории баз данных получает доступ к директории через клиента [или агента пользователя директории (Directory User Agent - DUA)]. Для этого клиент взаимодействует с одним или несколькими серверами [или системными агентами директории - Directory

System Agents (DSA)]. Клиенты взаимодействуют с серверами, используя протокол доступа к директории.

Общая модель, принятая в данном протоколе, представляет собой одного из клиентов, выполняющих функции протокола с помощью серверов. В этой модели клиент передает серверу для исполнения протокольный запрос с описанием операции. После этого сервер отвечает за исполнение необходимых операций в директории. По выполнении операций сервер выдает запрашивавшему клиенту ответ с результатами или сообщениями об ошибках.

Хотя серверы обязаны выдавать ответы, когда последние определены в протоколе, требование по синхронизации  работы как клиентов, так и серверов отсутствует. Запросы и ответы множества операций могут проходить между клиентом и сервером в любом порядке при условии, что клиент со временем получает ответ на каждый запрос, требующий ответа.

 

Web-страница

 

На LS должна обеспечиваться поддержка услуг «front-end» типа web. Пользователи могут вводить запрос в определенной форме, получая ответ с информацией о соответствующем шлюзе. Данный механизм наиболее удобен для использования при запросе доступа человеком. Организация доступа к возможностям «front-end» посредством web page со стороны серверов сигнализации технически нецелесообразна.

 

Маршрутизация телефонных вызовов через сеть IP (TRIP)

 

Упомянутые выше протоколы относятся  к типу «запрос-отклик». Доступ к  LS не обязательно должен выполняться по такому алгоритму. Полностью приемлемым для доступа является такое синхронизирование баз данных, при котором объект, запрашивающий доступ к базе данных LS, в результате получает ее копию. В этом варианте подходящим средством можно считать протокол TRIP (Telephony Routing over ip).

Таким образом, имеется ряд протоколов, которые можно использовать для  доступа к базе данных LS в случае реализации «front-end». Вопрос о необходимости или даже лишь желательности единого стандарта для «front-end» остается открытым, так как разные протоколы имеют свои сильные и слабые стороны.

 

2.3.5 Протоколы маршрутизации и управления

 

Сеть NGN отличается гетерогенностью и динамикой функционирования. Поэтому в сети NGN особое значение приобретают протоколы маршрутизации и

управления.

 

Протокол маршрутизации  внутреннего шлюза (1GRP)

 

Главной целью разработки IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) было обеспечение надежного протокола для выполнения задач маршрутизации в пределах автономной системы (AS), имеющей произвольно сложную топологию и включающую в себя средства транспортировки с разнообразными характеристиками ширины полосы пропускания и задержек. AS фактически является набором сетей, которые находятся под единым управлением и совместно используют общую стратегию маршрутизации.

Ранее самым  популярным протоколом маршрутизации  в пределах AS считался протокол информации маршрутизации (RIP)- Хотя он был вполне пригоден для маршрутизации в пределах относительно однородных объединенных сетей небольшого или среднего масштаба, его ограничения сдерживали рост покрытия сетей. В частности, небольшая допустимая величина числа пересылок (15) RIP ограничивала масштаб объединенной сети и не обеспечивала достаточную гибкость в сложных сетевых конфигурациях.

IGRP является протоколом, использующим информацию вектора расстояния. Протоколы маршрутизации по вектору расстояния требуют от каждого маршрутизатора отправления через определенные интервалы времени всем соседним маршрутизаторам всей информации своей маршрутной таблицы или ее части в сообщениях о корректировке маршрута. По мере того, как маршрутная информация распространяется по сети, маршрутизаторы получают возможность вычислять расстояния до всех узлов объединенной сети.

Протоколы маршрутизации  с вектором расстояния часто противопоставляют протоколам маршрутизации с указанием состояния канала, которые отправляют информацию о локальном соединении участков соединений во все узлы объединенной сети. Примерами протоколов, использующих алгоритм маршрутизации с указанием состояния канала, являются протокол установления соединения с алгоритмом поиска наикратчайшего пути (Open Shortest Path First - OSPF) и протокол типа «Промежуточная система - Промежуточная система» (Intermediate System to Intermediate System - IS-IS).

Для обеспечения дополнительной гибкости IGRP разрешает многотрактовую маршрутизацию. Дублированные линии с одинаковой шириной полосы могут пропускать отдельный поток трафика циклическим способом с автоматическим переключением на вторую линию, если первая линия выходит из строя. Несколько трактов могут также использоваться даже в том случае, если характеристики этих трактов различны. Например, если один тракт в три раза лучше другого благодаря тому, что его показатели в три раза выше, то лучший тракт будет использоваться в три раза чаще. Для многотрактовой маршрутизации могут использоваться только маршруты с характеристиками, которые находятся в пределах определенного диапазона показателей наилучшего маршрута.

Протокол OSPF

 

Протокол OSPF является протоколом маршрутизации с объявлением состояния о канале (Link-State). Это значит, что он требует отправки информации о состоянии канала (Link-State Advertisement - LSA) во все маршрутизаторы, которые находятся в пределах одной и той же иерархической области. В объявления LSA протокола OSPF включается информация о подключенных интерфейсах, об использованных ресурсах и других переменных. По мере накопления маршрутизаторами OSPF информации о состоянии канала, они для расчета наикратчайшего пути к каждому узлу получают возможность применить алгоритм «поиска наикратчайшего пути» (Shortest Path First - SPF).

В отличие от RIP OSPF может работать в пределах некоторой иерархической системы. Самым крупным объектом этой иерархии является автономная система (AS). AS представляет собой набор сетей, которые находятся под единым управлением и совместно используют общую стратегию маршрутизации. OSPF является протоколом маршрутизации внутри AS, хотя он и способен принимать маршруты из других AS и направлять маршруты в другие AS.

Протокол внешних шлюзов (EGP)

 

Несмотря на то, что EGP (Exterior Gateway Protocol) является динамическим протоколом маршрутизации, он использует очень простую схему. Протокол не учитывает показатели характеристик и, следовательно, не может принимать по-настоящему интеллектуальных решений о маршрутизации. Сообщения корректировки маршрутизации EGP содержат информацию о доступности сетей. Другими словами, они указывают, что доступ к определенным сетям организуется через определенные

маршрутизаторы. Протокол EGP в настоящее время заменяется другими протоколами, к которым относятся протокол граничных шлюзов (Border Gateway Protocol - BGP) и протокол междоменной маршрутизации (Inter-Domain Routing Protocol - IDRP).

 

Протокол граничных  шлюзов (BGP)

 

Протокол граничных шлюзов (Border Gateway Protocol - BGP) является следствием попытки решить самую серьезную проблему EGP. BGP является протоколом маршрутизации между AS, созданным для применения в сети Интернет. В отличие от EGP BGP предназначен и для обнаружения маршрутных петель. Его можно назвать следующим поколением протокола EGP.

Хотя BGP разработан как протокол маршрутизации между AS, он может использоваться для маршрутизации также в пределах одной AS. Два смежных объекта BGP, сообщающиеся из различных AS, должны находиться в пределах одной и той же физической сети. Маршрутизаторы BGP, находящиеся в пределах одной и той же AS, общаются друг с другом в порядке выработки согласованного представления о конфигурации данной AS и определения того, какой из маршрутизаторов BGP данной AS будет служить в качестве точки соединения при передаче сообщений в конкретные внешние AS или при приеме сообщений.

Некоторые AS являются просто каналами для прохождения через них сетевого трафика. Другими словами, такие AS транспортируют трафик, источник которого не находится в их пределах и который не предназначен для расположенных в них объектов. Протокол BGP должен обеспечивать взаимодействие с любыми протоколами маршрутизации, которые применяются в пределах этих транзитных AS.

Сообщения о корректировках маршрутов  BGP состоят из пар информации «сетевой номер/тракт AS». Тракт AS состоит из последовательности AS, через которые может быть организован доступ к нужной сети. Упомянутые сообщения о корректировке для обеспечения надежности доставки отправляются с помощью механизма транспортировки TCP.

Содержанием маршрутной таблицы  BGP является результат обмена исходной информацией между двумя маршрутизаторами. При каждом изменении маршрутной таблицы отправляются инкрементные коррекции. В отличие от некоторых других протоколов маршрутизации, протокол BGP не требует периодического обновления всей маршрутной таблицы. Вместо этого маршрутизаторы BGP хранят новейшую версию

маршрутной таблицы всех одноуровневых  объектов. Хотя BGP поддерживает ведение маршрутной таблицы по всем возможным трактам к какой-либо конкретной сети, в своих сообщениях о корректировке он выдает информацию только об основных (оптимальных) маршрутах.

Характеристики маршрутов по протоколу  BGP представляют собой произвольное число единиц, характеризующее степень предпочтения какого-нибудь конкретного маршрута. Эти показатели обычно устанавливаются администратором сети с помощью конфигурационных файлов. Степень предпочтительности может базироваться на любом числе критериев, включая число AS (тракты с меньшим числом AS, как правило, лучше), тип канала (стабильность, быстродействие и надежность канала) и другие факторы.

 

Протокол TBGP

 

Протокол пограничного шлюза  IP-телефонии (IP Telephony Border Gateway Protocol - TBGP) является междоменным протоколом для маршрутизации речевых вызовов через сеть IP по направлению к их пунктам назначения, которые могут находиться или в пределах сети IP и быть пунктами назначения IP, или вне этой сети, являясь пунктами назначения ТфОП. Возможности эксплуатации TBGP не зависят от каких-либо протоколов сигнализации вызовов VoIP (H.323, SIP и т.д.), но этот протокол может служить протоколом маршрутизации вызовов для любого из этих сигнальных протоколов.