Сети NGN

Теперь вызывающая сторона может  связаться непосредственно с  вызываемой стороной. Для этого она  передает новый запрос INVITE (6) с тем  же идентификатором Call-ID, но другим номером CSeq. В теле сообщения INVITE указываются данные о функциональных возможностях вызывающей стороны в формате протокола SDP. Вызываемая сторона принимает запрос INVITE и начинает его обработку, о чем сообщает ответом 100 Trying (7) встречному оборудованию для перезапуска его таймеров. После завершения обработки поступившего запроса оборудование вызываемой стороны сообщает своему пользователю о входящем вызове, а встречной стороне передает ответ 180 Ringing (8). После приема вызываемым пользователем входящего вызова удаленной стороне передается сообщение 200 OK (9), в котором содержатся данные о функциональных возможностях вызываемого терминала в формате протокола SDP. Терминал вызывающего пользователя подтверждает прием ответа запросом АСК (10). На этом фаза установления соединения закончена и начинается разговорная фаза.

По завершении разговорной фазы любой из сторон передается запрос BYE (11), который подтверждается ответом 200 OK (12).

Установление соединения с участием прокси-сервера  

Здесь описан алгоритм установления соединения с участием прокси-сервера. Администратор сети сообщает адрес  этого сервера пользователям. Вызывающий пользователь передает запрос INVITE (1) на адрес прокси-сервера и порт 5060, используемый по умолчанию (Рисунок 10). В запросе пользователь указывает известный ему адрес вызываемого пользователя. Прокси-сервер запрашивает текущий адрес вызываемого пользователя у сервера определения местоположения (2), который и сообщает ему этот адрес (3). Далее прокси-сервер передает запрос INVITE непосредственно вызываемому оборудованию (4). Опять в запросе содержатся данные о функциональных возможностях вызывающего терминала, но при этом в запрос добавляется поле Via с адресом прокси-сервера для того, чтобы ответы на обратном пути шли через него. После приема и обработки запроса вызываемое оборудование сообщает своему пользователю о входящем вызове, а встречной стороне передает ответ 180 Ringing (5), копируя в него из запроса поля То, From, Call-ID, CSeq и Via. После приема вызова пользователем встречной стороне передается сообщение 200 OK (6), содержащее данные о функциональных возможностях вызываемого терминала в формате протокола SDP. Терминал вызывающего пользователя подтверждает прием ответа запросом АСК (7). На этом фаза установления соединения закончена и начинается разговорная фаза.

По завершении разговорной фазы одной из сторон передается запрос BYE (8), который подтверждается ответом 200 OK (9).

Все сообщения проходят через прокси-сервер, который может модифицировать в них некоторые поля.

 

3.5. Вызов со стороны Sigtran

 

В SIGTRAN реализованы очень гибкие механизмы маршрутизации сообщений между приложениями. Маршрутизация основывается на понятиях Application Server (AS), Application Server Process (ASP) и Routing Key (RK). AS — это приложение или группа приложений, выполняющиединую бизнес-функцию. AS характеризуется RK и является логическим понятием.

 RK — это набор параметров SS7 сообщений, на основе которых осуществляется маршрутизация. Это могут быть: OPC; DPС; SLS; CIC (для сообщений ISUP); SSN (для сообщений SCCP); Любая другая информация, например, код операции для сообщений MAP.

 ASP — это экземпляр AS, т. е. физический сервер, выполняющий функции AS.

 

Маршрутизация сообщений ISUP на основании CIC.

 

 

Рис. 3.5.

 

Routing Key может задаваться как в настройках, так и регистрироваться динамически. Приведём пример маршрутизации сообщений между двумя AS на основании предписанных им диапазонов CIC (рис. 3).

Как уже было сказано, распределение  сообщений производится в соответствии с RK, назначенному каждому из AS. Значения RK могут быть записаны в настройках MSC, а могут быть динамически зарегистрированы самими AS при подключении к MSC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПРИМЕНЕНИЕ СЕРВЕРОВ ПРИЛОЖЕНИЙ  В СЕТЯХ NGN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В сетях NGN серверы приложений принимают участие в предоставлении различных дополнительных коммуникационных и информационных услуг пользователям этих сетей и применяются для управления со стороны пользователя предоставлением услуги. Условно весь спектр возможных услуг можно разделить на четыре класса:

• услуги, подобные дополнительным услугам традиционных сетей связи с коммутацией каналов (извещение о входящем вызове, переадресация, конференция и т. п.);
• услуги, подобные услугам интеллектуальных сетей связи (вызов по предоплаченным картам, телеголосование, вызов, свободный от оплаты, и т. п.);
• услуги, специфичные для компьютерных сетей [интерактивный обмен сообщениями (Instant messaging), многопользовательские сетевые игры и т. п.];
• услуги, специфичные для широкополосных сетей связи (видео по заказу, игры по заказу, интерактивное телевидение и т. п.).

Но это только условное деление, в реальности услуга в сетях  NGN может представлять собой какую-либо комбинацию из вышеперечисленных услуг или быть специфичной (специально описанной) для сетей NGN. При этом надо учитывать, что услуга может применяться не к одному типу трафика (аудио, видео, данные), а к любой их комбинации с необходимой синхронизацией информационных потоков и необходимым классом обслуживания для каждого потока.

Помимо предоставления услуги, сервер приложений отвечает за управление/конфигурирование услуги со стороны пользователя в  интерактивном режиме. Учитывая, что  современные пользовательские терминалы  сетей NGN обладают графическим пользовательским интерфейсом (SIP-телефоны) и что с сервером приложений может взаимодействовать любой компьютерный терминал (ГТК, КПК, смартфон и т.п.), сервер приложений должен быть способен взаимодействовать с пользователем посредством графического интерфейса.

Взаимодействие между сервером приложения и пользователем сети NGN строится на базе модели «клиент-сервер», широко используемой в компьютерных сетях. В соответствии с этой моделью приложение выполняется в распределенной (по сети) вычислительной системе. При этом приложение делится на клиентский и серверный процессы. В сети, помимо серверов приложения, используются еще следующие типы серверов:

• файловые серверы - неорганизованное хранилище информации с общим доступом;
• информационные или серверы баз данных - организованное хранилище информации с определенной логикой доступа;
• узкоспециализированные серверы - выполняют специфические задачи в сети, например коммуникационные (proxy, RAS), специализированные сетевые базы данных (DHCP, DNS, WINS), взаимодействия (транзакций, сообщений, почтовые) и масса других типов (для каждого сетевого протокола и технологии может использоваться свой сервер).

Сервер приложений предназначен для  выполнения прикладных процессов. При  этом функциональная логика размещается  на сервере, а логика представления - на клиенте. Основной задачей сервера приложений является максимальное абстрагирование клиента от следующих вопросов:

• где и как хранится информация;
• где и как обрабатывается информация;
• как и между каким оборудованием в сети происходит взаимодействие при выполнении приложения.

Помимо этой задачи сервер приложений должен стремиться обеспечить максимальную степень доступности того или  иного сервиса (услуги), т.е. должен обеспечивать универсальный интерфейс взаимодействия с клиентом с учетом технических возможностей пользовательского терминала и канала связи.

Клиенты сервера приложения в зависимости  от их функциональности делятся на «тонких» и «толстых» (в терминах модели «клиент-сервер»). Функциональность клиента определяется степенью обработки пользовательского ввода, степенью обработки информационного контента и правилами формирования пользовательского интерфейса (интерфейса отображения или представления информации). Каждый из этих факторов, определяющих функциональность клиента, можно условно разделить на несколько градаций (методов реализации). Для упрощения ссылок этим градациям будут даваться условные названия. Пользовательский ввод может обрабатываться следующим образом:

• последовательно - после каждого действия пользователя серверу передается информация об этом действии (например, какая клавиша была задействована, где находится курсор). Преимуществом является то, что к возможностям клиентского терминала предъявляются минимальные требования, а недостатком - то, что имеется повышенная чувствительность к задержкам в сети и большая нагрузка на сервер;
• групповым образом - вводимая информация накапливается до тех пор, пока пользователь не выполнит специальное действие для отправки этой информации на сервер приложений. Преимущество по сравнению с последовательным режимом заключается в том, что последовательность действий может редактироваться или отменяться, и создается меньшая нагрузка на сервер. Но при этом предъявляется больше требований к клиентскому терминалу, так как он должен уметь накапливать ввод и отображать его пользователю;
• групповым образом с обработкой - накопленная информация во время ввода и/или перед отправкой на сервер обрабатывается, например, проверяется на корректность, непротиворечивость, соблюдение последовательности ввода и может также группироваться, упаковываться, конвертироваться и т. п. Преимуществом по сравнению с предыдущим режимом является то, что в этом случае создаются более комфортные условия для пользовательского ввода и обеспечивается минимальная нагрузка на сервер. Но за это приходится расплачиваться большей нагрузкой на клиентский терминал и повышенными требованиями к его функциональности за счет того, что он должен реализовывать дополнительно логику обработки ввода.

Пользовательский ввод может быть акустическим, символьным (алфавитно-цифровым), координатным (обрабатываются пространственные координаты инструмента ввода) и смешанным. Также есть псевдо - или командный ввод, который получается только после обработки или конвертирования реального пользовательского ввода.

В свою очередь, пользовательский интерфейс  может быть акустическим, символьным, графическим или смешанным. Формирование пользовательского интерфейса может  производиться следующими методами:

• физическим отображением - за формирование пользовательского интерфейса отвечает сервер приложения, а клиент его только физически отображает (например, попиксельное или посимвольное отображение). Преимуществом является то, что к возможностям клиентского терминала предъявляются минимальные требования, а недостатком - то, что создается большая нагрузка на сервер и канал передачи. По мимо этого, имеется очень высокая чувствительность к задержкам в сети с точки зрения восприятия интерфейса пользователем;
• компиляцией по инструкциям - сервер динамически формирует инструкции по созданию и отображению пользовательского интерфейса, а клиент по данным инструкциям формирует физическое представление интерфейса. Обычно инструкции пишутся на каком-нибудь стандартном языке описания пользовательского интерфейса (например, HTML). Преимуществом по сравнению с предыдущим методом является то, что нагрузка на сервер и канал передачи значительно уменьшается. Но при этом значительно возрастают требования к функциональности клиентского терминала. Из-за того, что язык описания пользовательского интерфейса имеет определенные ограничения, сам интерфейс тоже имеет ограничения. По этой же причине в некоторых случаях возможно некорректное отображение пользовательского интерфейса;
• компиляцией на клиенте - за формирование пользовательского интерфейса полностью отвечает клиентский терминал. Преимуществом по сравнению с предыдущим методом является то, что нагрузка на сервер в данной части отсутствует, а также то, что возможности по созданию и отображению пользовательского интерфейса ограничиваются только возможностями клиентского терминала, т. е. интерфейс может быть богаче и более функциональным. Недостатком является то, что отсутствует гибкость при смене версии приложения или внедрении нового приложения, так как необходимо заново создавать интерфейс для каждого типа терминала. Для предыдущих методов данная проблема полностью отсутствует, так как за формирование пользовательского интерфейса отвечает сервер приложений;
• компиляцией на сервере - на сервере формируется программа (пакет инструкций), учитывающая функциональные возможности клиентского терминала и отвечающая за формирование пользовательского интерфейса на клиенте, которая единожды загружается на клиентский терминал и в дальнейшем запускается в специальной универсальной (стандартной) среде исполнения. Данный метод по преимуществам и недостаткам занимает промежуточное положение между методом компиляции на клиенте и методом компиляции по инструкциям: нагрузка на сервер практически отсутствует; гибкость при смене версий сохраняется, так как надо только загрузить новую версию с сервера; функциональность интерфейса приближается к функциональности, достижимой при использовании метода компиляции на клиенте. Основным недостатком является то, что требуется специальная среда исполнения, работающая поверх клиентской операционной системы, т. е. имеются повышенные требования к ресурсам клиентского терминала.

Информационный контент - это информация, с которой по запросу клиента  необходимо произвести какие-либо действия (предоставить, обновить, удалить и т. п.) на стороне сервера. Информационный контент порождается из той информации, которую вводит пользователь, и порождает ту информацию, которая отображается пользователю с помощью пользовательского интерфейса. При этом контент может сильно отличаться от пользовательской информации - все зависит от степени обработки информации.

Под обработкой в данном случае понимаются достаточно сложные ресурсоемкие вычислительные действия, проводимые над информацией (например, сортировка, выборка, математические вычисления и преобразования, конвертирование в другой тип информации или в другое представление и т. п.). Подобная обработка может производиться либо на стороне клиента, либо по запросу клиента на стороне сервера. Соответственно, где обработка происходит, там и большие функциональные и ресурсные требования к оборудованию. При этом объем передаваемой информации может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от вида обработки и типа информации. Поэтому для оптимизации трафика, если это позволяет тип клиентского терминала, может использоваться распределенная обработка между клиентом и сервером.

Функциональность клиента определяется сочетанием классифицированных выше факторов. В соответствии с этим сочетанием клиент приобретает те или иные плюсы и минусы. Условно клиентов по функциональности можно разделить на следующие основные типы:

• терминальный - для обработки пользовательского ввода используется последовательный метод; пользовательский интерфейс формируется методом физического отображения, и никакая обработка информационного контента на стороне клиента не производится;
• web-клиент - пользовательский ввод обрабатывается групповым образом, формирование пользовательского интерфейса выполняется методом компиляции по инструкциям, и обработка информационного контента на стороне клиента не производится;
• апплет (Applet) - для пользовательского ввода может использоваться

метод обработки групповым образом  или же метод с дополнительной обработкой; пользовательский интерфейс формируется методом компиляции на сервере. По степени обработки информационного контента на стороне клиента ограничений нет. Она обычно определяется типом приложения, но общей практикой является использование ограниченной обработки на стороне клиента;

• программный - пользовательский ввод обрабатывается групповым методом с дополнительной обработкой; формирование пользовательского интерфейса выполняется по методу компиляции на клиенте; информационный контент обычно подвергается значительной обработке.