Файл: IP Телефония_Гольдштейн_1-4 части.pdf

ные файлы через Интернет к другому серверу, который находится ближе к месту назначения, например, в другой стране. Сервер по лучатель организует связь с пунктом назначения по полученному им телефонному номеру и передает факсимильное сообщение адреса ту, уведомляя отправителя об успешной (или неуспешной) переда че. Технология Store & Forward Fax описана в рекомендации Т.37.

Использование такого принципа пересылки факсов не очень удоб но с точки зрения как пользователя, так и оператора сети IP телефо нии. Для пользователя в данном случае теряется одно из важнейших преимуществ факсимильной технологии – возможность сразу же уз нать результат пересылки: доставлен ли документ, и с каким качест вом он доставлен. Оператора же технология Store&Forward вынуж дает принимать на себя дополнительную ответственность за успеш ную доставку сообщения, в то время как оно может оказаться не дос тавленным не по вине оператора, а просто потому, что адресат за был включить свою факс машину.

Единственным полноценным решением этих проблем является организация передачи факсов по IP сетям в реальном времени и так, чтобы пользователи двух факсимильных аппаратов не подозревали о том, что связь между их терминалами осуществляется с использо ванием сети с коммутацией пакетов. К счастью, спецификации про токола передачи факсимильной информации группы 3 позволяют реализовать такое решение. Результатом усилий ITU T в данном на правлении стала рекомендация T.38, определяющая процедуры взаи модействия факсимильных терминалов группы 3 в реальном време ни с использованием IP сетей. Эта рекомендация позволяет обмен факсимильной информацией между факсами с использованием шлюзов, между факсом и компьютером, подключенными к Интернет, или даже между компьютерами, хотя последнее не кажется полез ным свойством – просто при установлении соединения мы можем не догадываться, что имеем дело с компьютером, а не с факсом.

Принцип передачи факсов в реальном времени очевиден: на ближ нем конце сигналы факса демодулируются и упаковываются в паке ты двоичных данных, а на удаленном конце происходит их восста новление в вид, пригодный для передачи по каналам ТфОП. Кроме собственно информационных пакетов, содержащих управляющие последовательности и графические данные, передается также ин формация обо всех прочих событиях, связанных с передачей факса, т.е. о тональных сигналах и служебных последовательностях, необ ходимых для настройки приемников модемных сигналов. Такой под ход, по понятным причинам, не требует для передачи факса значи тельной полосы пропускания. Однако нужно отдавать себе отчет в том, что факсимильные сессии более требовательны к качеству об служивания, чем речевые, в связи с особенностями протокола пере дачи факсимильной информации. Действительно, потеря 100 мс ре

чевой информации может быть воспринята лишь как щелчок, тогда как для факсимильной сессии потеря всего одного информационно го пакета может обернуться потерей нескольких строк изображения.

Рекомендация Т.38 предусматривает использование особого про токола IFP цель которого – перенос сообщений между шлюзами и/или компьютерами. Сообщения IFP в свою очередь, могут передаваться внутри TCP соединения или с использованием UDP причем в послед нем случае предусматривается введение информационной избыточ ности, обеспечивающей восстановление одиночных потерянных па кетов. Использование протокола T.38 закреплено в рамках рекомен дации H.323. Обязательным условием является поддержка протоко ла TCP для переноса информации IFP а использование протокола UDP является лишь возможным вариантом. Информация IFP пере дается по двум логическим каналам (от отправителя к получателю и в обратном направлении). Когда в качестве транспорта применя ется протокол TCP существует два возможных варианта: передавать сообщения IFP используя их туннелирование в канале H.225.0/Q.931, или использовать для этого выделенное соединение.

Несмотря на то, что согласно ITU Т реализация на основе прото кола TCP является обязательной, в шлюзах большинства крупных производителей реализован транспорт IFP поверх протокола UDP. Отчасти это можно объяснить тем, что при таком решении механизм открытия логических каналов выглядит совершенно аналогично ме ханизму, используемому для передачи речевой информации. Кроме того, протокол T.38 обычно реализуется на основе либо тех же DSP что и речевые кодеки, либо специализированного процессора, обес печивающего пересылку речевой информации, а для таких процес соров реализация протокола TCP слишком тяжеловесна, и ее стара ются избежать. Как бы то ни было, реализации Т.38 на базе протоко ла UDP широко эксплуатируются и доказали работоспособность та кого решения. Шлюз IP телефонии семейства оборудования Протей IP использует транспорт UDP а вариант с TCP может быть реализо ван, если на рынке появится в достаточном количестве оборудова ние, использующее этот подход.

3.7 О реализации «стандартных» алгоритмов

Как может показаться на первый взгляд, узкополосное кодирова ние речи, требующее огромной (миллионы операций в секунду) вы числительной мощности, является самой сложной задачей, выпол няемой оборудованием IP телефонии. Однако это отнюдь не так: алгоритмы кодирования речи стандартизованы и отлично докумен тированы, более того, на рынке доступны весьма эффективные их реализации для всех популярных DSP платформ. С другой стороны,

в оборудовании IP телефонии должны быть реализованы многие другие функции, способ реализации которых не является объектом стандартизации, а представляет собой «know how» разработчиков.

На передающей стороне оборудование IP телефонии работает по принципу «закодировал, передал и забыл». На приемной стороне все гораздо сложнее. Пакеты приходят из сети с задержкой, меняющей ся по случайному закону. Более того, пакеты могут придти не в той последовательности, в которой были переданы, а некоторые пакеты могут вообще быть потеряны. Приемник должен справляться со все ми этими трудностями, обеспечивая на выходе нормальный звуко вой поток с тактовой синхронизацией, либо генерируемой на основе принимаемого потока данных, либо получаемой из ТфОП по каналам Е1. Привязка речевых потоков к местному тактовому синхросигналу производится, как уже отмечалось выше, путем незаметной на слух деформации периодов молчания в воспроизводимом сигнале.

К этому остается добавить необходимость передачи факсимиль ной информации в реальном времени с автоматическим распозна ванием сигналов факсимильных аппаратов и передачу DTMF сигна лов с корректным их восстановлением в приемнике.

На основе данного обзора функций оборудования IP телефонии можно сделать вывод, о том что, несмотря на существование стан дартных алгоритмов кодирования речи, у разработчиков есть огром ный простор для деятельности, направленной на дальнейшее совер шенствование технологии IP телефонии.

Глава 4 Протоколы сети Интернет

4.1 Интернет ab ovo

Общеизвестна дата начала знаменитого проекта сети пакетной коммутации АRPA – прототипа сегодняшней сети Интернет. Это 1971 год. Однако сама идея сети Интернет имеет гораздо более дав& нюю историю. Чего стоит одно только определение сетевой структу& ры, данное Буддой: «Как сеть состоит из множества узлов, так и всё на этом свете связано узлами. Если кто&то полагает, что ячейка сети является чем&то независимым, изолированным, то он ошибается. Она называется сетью, поскольку состоит из множества взаимосвя& занных ячеек, и у каждой ячейки своё место и свои обязательства по отношению к другим ячейкам».

Реальная история Интернет началась, разумеется, спустя много веков после того, как появилось это определение. Авторы данной книги датируют ее начало 1957 годом – датой запуска первого со& ветского искусственного спутника Земли. Именно в ответ на этот запуск США сформировали в составе Минобороны (Department of Defense – DoD) специальное агентство – Advanced Research Projects Agency (ARPA), создавшее сеть ARPANET – прообраз Интернет – и со& бравшее вокруг себя коллектив исследователей и ученых, заложив& ших основы сегодняшней сети Интернет. Таким образом, именно со& бытия, связанные с запуском первого советского спутника, стиму& лировали интеллектуальные усилия тысяч разработчиков и саму Ин& тернет&революцию, которая сейчас сотрясает мир. Уже в июле 1961 года Леонард Клейнрок опубликовал первую статью по теории пакетной коммутации «Information Flow in Large Communication Nets».

В 1964 году последовала работа Пола Барана (Paul Baran, RAND) «On Distributed Communications Networks»

В1965 году, под эгидой ARPA, компьютеры двух организаций – TX&2 в MIT Lincoln Lab и AN/FSQ&32 в System Development Corporation (Santa Monica, CA) – были связаны выделенной телефонной линией на скорости 1200 бит/с. В октябре 1967 года в Гатлинбурге, штат Тен& несси, на симпозиуме АСМ собрались представители трех незави& симых команд – ARPA, RAND и NPL. Последняя из них, Национальная физическая лаборатория (National Physical Laboratory – NPL), постро& ившая экспериментальную сеть пакетной коммутации на скорости 768 Кбит/с, более известна тем, что руководитель разработки До& нальд Дэвис является автором термина «пакет».

В1969 году на основе мини&компьютера DDP&516 фирмы Honey& well с памятью объемом 12K были созданы четыре первых узла сети ARPANET: Калифорнийский университет в Лос&Анжелесе (University of California Los Angeles – UCLA), Стэнфордский НИИ (Stanford Re& search Institute – SRI), университет Санта&Барбары и университет штата Юта. Компания AT&T предоставила для этой сети линии со ско& ростью передачи 50 Кбит/с. Первые пакеты данных были переданы Чарли Клайном (Charley Kline) из UCLA, когда он пытался связаться

скомпьютером SRI. Первая попытка 29 октября 1969 г. закончилась аварийным отказом системы во время ввода буквы G из слова LOG& IN. Пикантность ситуации заключалась в том, что ARPANET опреде& лялась как полностью отказоустойчивая компьютерная сеть с рас& пределением вычислительной мощности и резервированием уст& ройств коммутации данных и компьютерных линий связи, способная выдержать ядерный удар. Тогда же первым проектом документа RFC (Request for Comments) «Программное обеспечение рабочих стан& ций (hosts)» было положено начало стандартам Интернет.

Первая публикация, относящаяся к сети Интернет, появилась в 1970 году и была посвящена протоколу взаимодействия рабочих станций в составе сети ARPANET: Ч.Кар, С.Крокер, В.Серф. «Прото& кол связи рабочих станций в сети ARPA».

В 1971 году уже имеется 15 узлов (23 рабочие станции), и Рей Момлинсон изобретает программу электронной почты для переда& чи сообщений по распределенной сети. Оригинальная программа была создана на базе двух программ: программы внутримашинной электронной почты (SENDMSG) и экспериментальной программы пе& ресылки файлов (CPYNET). Из клавиш пунктуации на телетайпе Mod& el 33 производства Tomlinson в марте 1972 г. выбран знак @ в его зна& чении «в».

Докторская диссертация Боба Меткафа из Гарварданаметилаидею сети Ethernet. Эта идея была проверена на компьютерах Alto произ& водства Xerox PARC, и первая сеть Ethernet получила в мае 1973 г. на&