Сети NGN

Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Ноября 2012 в 22:44, дипломная работа

Описание работы

Сети NGN – это мультисервисная сеть, ядром которой является IP сеть, поддерживающая полную или частичную интеграцию услуг речи, данных и мультимедиа. NGN, так же, обеспечивает широкополосный доступ и поддерживает механизмы качества обслуживания.

Содержание

Введение
1. Архитектура существующих систем NGN и обоснованность их построения
1.1 Принципы построения традиционных телефонных сетей
1.2 Недостатки TDM сетей и предпосылки перехода к NGN
1.3 Общие принципы построения сетей NGN
1.4 Трехуровневая модель NGN
2. Функциональная структура NGN
2.1 Классификация оборудования
2.2 Построение транспортных пакетных сетей
2.3 Протоколы сетей NGN
3. Технология SIGTRAN
3.1 Описание технологии
3.2 Архитектура SIGTRAN
3.3 Алгоритм взаимодействия NGN и ТфОП сетей при использовании SIGTRAN
3.4 Вызов со стороны SIP
3.5 Вызов со стороны SIGTRAN
4. Применение серверов приложений в сетях NGN
5. Механизмы обеспечения качества обслуживания в пакетных сетях
6. Охрана труда и техника безопасности
7. Экономическая эффективность
8. Деталь проекта. Учебный материал.
Заключение
Литература

Работа содержит 1 файл

Готовый diplomniy proekt.doc

— 2.07 Мб (Скачать)

TBGP работает поверх протокола TCP, который обеспечивает для TBGP надежность на транспортном уровне. Механизмы подтверждения и управления потоком TCP считаются достаточными для удовлетворения требований TBGP к надежности. Помимо факта функционирования поверх TCP, когда передатчик TBGP обнаруживает ошибку, связанную или с проблемой автомата конечных состояний протокола, или с получением поврежденного сообщения, он направляет равному по уровню объекту извещение об ошибке и немедленно разрывает соединение с этим объектом.

 

Протокол SNMP

 

Простой протокол управления сетью (Simple Network Management Protocol - SNMP) является протоколом прикладного уровня, предназначенным для упрощения обмена информацией управления между сетевыми устройствами. Пользуясь информацией SNMP (например, такой, как показатель числа пакетов в секунду и вероятность сетевых отказов),

сетевые администраторы получают возможность  оптимальным образом управлять  производительностью ресурсов сети, а также обнаруживать и разрешать  сетевые проблемы.

Агентами в конфигурации SNMP являются программные модули, которые работают в управляемых устройствах. Агентами выполняется сбор информации об этих устройствах, а также ее выдача системам управления сетями (Network Management Systems - NMS) с помощью протокола SNMP.

В настоящее время протокол SNMP является широко распространенным протоколом управления различными коммерческими, университетскими и исследовательскими объединенными сетями связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ТЕХНОЛОГИЯ SIGTRAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1. Описание технологии

 

Архитектура SIGTRAN описывает взаимоотношения между функциональными и физическими объектами, которые обмениваются сигнальной информацией, например, шлюзами сигнализации (Signaling Gateways, SG) и контроллерами транспортных шлюзов (Media Gateway Controllers, MGC) и определяет интерфейсы, на которых может использоваться транспортировка информации сигнализации, а также функциональные и качественные требования, которые предъявляются существующими сигнальными протоколами сети с коммутацией каналов (Switched Circuit Network, SCN).

Транспортировка сигнальной информации обеспечивает прозрачную передачу сообщений протоколов сигнализации через сети IP.

Функции транспортировки сигнальной информации должны использоваться для  передачи информации сигнализации ТфОП между блоком шлюза сигнализации (Signaling Gateway Unit) и блоком контроллера транспортного шлюза (Media Gateway Controller Unit). Транспортировка сигнальной информации может также использоваться при передаче сообщений сигнализации между блоком транспортного шлюза (Media Gateway Unit) и блоком контроллера транспортного шлюза (Media Gateway Controller Unit), между рассредоточенными блоками контроллеров транспортных шлюзов и между двумя блоками шлюзов сигнализации (Signaling Gateway Unit), соединяющих оконечные точки сигнализации или STP в сети с коммутацией каналов.

Транспортировка сигнальной информации определяется таким образом, чтобы  поддерживать инкапсуляцию и передачу разнообразных протоколов SCN, а также  обеспечивать независимость от функций  транслирования (преобразования) любых  протоколов SCN, действующих на оконечных точках переноса сигнальной информации, поскольку его функция ограничена транспортировкой протокола SCN.

Общая функциональная модель, которая  разделяет функции SG, MGC и MG, может  быть реализована различными способами с функциями, реализованными в отдельных устройствах или объединенными в единые физические блоки (рис.3.1).

 

Функциональная модель SIGTRAN

 

 

Рис. 3.1.1

Интерфейсы транспортировки сигнальной информации: SG-MGC, SG SG и возможно MGC-MGC или MG-MGC в зависимости от требований к транспортировке соответствующего протокола.

Некоторые примеры реализации функций  физических объектов, применяемых при  взаимодействии сетей ОКС7 и IP показаны на рисунке 5.

 

Примеры реализации

 

 

Рис. 3.1.2

 

Для взаимодействия с сетями SCN, управляемыми средствами ОКС7, SG служит окончанием звена  ОКС7 и передает информацию сигнализации в MGC, используя возможности транспортировки  сигнализации. MG завершает межстанционную линию и управляет линией согласно сигналам, которые он получает от MGC. В случае а) SG, MGC и MG могут быть реализованы в отдельных физических блоках, в случае б) MGC и MG – в едином физическом блоке.

В варианте в) привязанное к предоставлению услуги звено ОКС7 оканчивается тем же устройством (MGU), которое завершает и межстанционную линию. В этом случае функция SG является совмещенной с функцией MG и транспортировка сигнальной информации используется для “обратного транзита” (“backhaul”) сигнализации управления в направлении MGCU.

В некоторых реализациях функции SG могут распределяться между несколькими  физическими объектами по соображениям поддержки мсаштабируемости, управления сетью сигнализации и адресации, т.е. транспортировка сигнальной информации может использоваться как между сигнальными шлюзами, так и на соединениях от SG к MGC (рис.).

В этой конфигурации может быть несколько MGU, обрабатывающих привязанную к  предоставлению услуги сигнализацию (т.е. несколько MGU, содержащих свои собственные  функции SG), и лишь один SGU. Так возможна транспортировка сообщений одного уровня ОКС7 между SG1 и SG2, а другого – между SG2 и MGC. Например, SG1 может передавать сообщения MTP3 в направлении SG2, а SG2 – передавать сообщения ISUP в направлении MGC.

 

Вариант с несколькими SG

Рис. 3.1.3

 

3.2. Архитектура SIGTRAN

 

Технология SIGTRAN подразумевает под собой наличие следующих трех уровней, согласно RFC 2719 (рис. 3):

  1. Internet protocol (IP-протокол).
  2. Протокол передачи информации для управления потоками SCTP (Stream Control Transmission Protocol), который поддерживает перенос сигнальных сообщений между конечными пунктами сигнализации SP в IP-сети. Для организации сигнальной связи один конечный пункт предоставляет другому перечень своих транспортных адресов (IP- адреса в сочетании с портом SCTP). Протокол SCTP позволяет независимо упорядочивать сигнальные сообщения в разных потоках и обеспечивает перенос сигнальной информации с подтверждением приема, без ошибок и дублирования, доставку сообщений каждого потока с сохранением очередности их следования, возможность объединения нескольких сообщений в один пакет SCTP, фрагментацию данных по мере необходимости, устойчивость к перегрузкам и т.п.
  3. Уровень адаптации, обеспечивающий интерфейс с протоколами и приложениями верхнего уровня, так что эти приложения не ощущают, что нижележащая транспортировка осуществляется в IP-среде, а не по традиционным протоколам переноса сообщений МТР стека ОКС7, например.

Протокол SCTP предоставляет возможность использовать его для надежной доставки сигнального трафика других типов, не входящего в стек ОКС7. В область интересов Sigtran включены также адаптационные уровни разных протоколов, что дает возможность пересылать по SCTP сигнальные сообщения не только ОКС7, а например, Q.931 ISDN или V5.2.

 

Архитектура SIGTRAN

 

 

Рис. 3.2.1

 

Использование в качестве транспортного  протокола именно SCTP объясняется тем, что UDP и TCP не отвечают строгим требованиям ОКС7 к параметрам потерь сообщений и к соблюдению очередности следования сообщений. Эти требования не позволяют всерьез использовать UDP, поскольку он ненадежен в своей основе. Протокол TCP более близок к требованиям, но и он не подходит по своим временным характеристикам: хотя TCP может гарантировать строгую очередность доставки сообщений, доставка происходит недостаточно быстро. Это связано с тем, что блокировка несвоевременно пришедших данных, предлагаемая протоколом TCP, вносит ненужную задержку.

Протокол TCP отслеживает переданные байты и подтверждает принятые байты. Этот характер протокола TCP, ориентированный на передачу байтов, часто причиняет неудобства, когда приложение желает отслеживать переданные сообщения в целом.

Ограниченная область действия TCP-портов усложняет задачу переноса данных с множественной адресацией - весьма важное обстоятельство. Еще один аспект, говорящий в пользу SCTP, уязвимость TCP к атакам злоумышленников, приводящим к отказу в обслуживании.

Уровни адаптации обеспечивают сопряжение SCTP с протоколами верхнего уровня. Большинство из них ориентировано на ОКС7, в первую очередь, на протокол ISUP, но два относятся к сигнализации других типов. В число работающих поверх SCTP модулей адаптации входят следующие:

M2UA (MTP2-User Adaptation Layer) обеспечивает адаптацию SCTP к МТРЗ таким образом, чтобы стандартный протокол МТРЗ мог использоваться в сети IP, реализуя транспортировку сообщений через SCTP и IP вместо МТР2. Например, реализованное в Softswitch стандартное приложение МТРЗ может обмениваться управляющими сообщениями сетевой сигнализации с внешней сетью ОКС7. Таким же образом, как в сети ОКС7 МТР2 предоставляет свои услуги МТРЗ, M2UA предоставляет свои услуги МТРЗ в сети IP. M2UA имеет зарегистрированный номер порта 2904.

 

Структура m2ua

 

 

Рис. 3.2.2

 

М2РА (МТР2 Peer-to-Peer Adaptation Layer) также обеспечивает адаптацию SCTP к МТРЗ, но уже в другой области. Аналогично случаю с M2UA, уровень МТРЗ в узле сети IP обменивается информацией с М2РА, как если бы он был обычным МТР2. Различия между M2UA и М2РА определяются их ролями в сетевой архитектуре: если Softswitch соединяется с сетью ОКС7 просто на правах терминала сигнализации ОКС7, то достаточно применение M2UA. Шлюз SG, который использует М2РА, сам фактически является транзитным пунктом сигнализации STP на базе IP, у него есть собственный код пункта сигнализации, он может также выполнять функции сигнализации верхнего уровня, такие как функции SCCP.

Структура m2pa

 

 

 

Рис. 3.2.3

 

M3UA (МТРЗ-User Adaptation Layer) обеспечивает интерфейс между SCTP и теми протоколами ОКС7, которые используют услуги МТРЗ, например, ISUP и SCCP. Благодаря M3UA эти протоколы не ощущают, что вместо типичной транспортировки МТРЗ используется транспортировка SCTP поверх IP.

 

Структура m3ua

сигнальный сеть алгоритм телефонный

 

Рис. 3.2.4

 

SUA (SCCP-UserAdaptation Layer) - обеспечивает интерфейс между протоколом SCCP стека ОКС7 и SCTP, благодаря чему такие прикладные подсистемы-пользователи SCCP как ТСАР используют услуги SUA точно так, как они используют услуги SCCP в сети ОКС7, даже не подозревая, что все это происходит в IP-сети.

 

Структура SUA

 

 

Рис. 3.2.5

 

IUA (ISDN Q.921-User Adaptation Layer) тоже работает поверх SCTP и обеспечивает для сигнализации DSS1 по рекомендации Q.931 прозрачную транспортировку сообщений по сети IP точно так, как они передаются уровнем звена данных Q.921 в сети ISDN.

 

Структура IUA

 

 

Рис. 3 2.6

 

V5UA (V5-User Adaptation Layer) является уровнем адаптации для протокола V5.2, также работает поверх SCTP.

 

Структура v5ua

 

 

Рис. 3 2.7

 

3.3. Алгоритм взаимодействия NGN и ТфОП сетей при использовании Sigtran

 

Ниже представлены алгоритмы взаимодействия (ОКС7(ISUP) – Sigtran(ISUP)) – SIP.

Вызов со стороны SIP

 

 

SDL-диаграмма взаимодействия при  поступлении вызова со стороны  SIP

 

 

Рис. 3 2.8

 

Вызов со стороны Sigtran(m3ua)ISUP

 

SDL-диаграмма взаимодействия при  поступлении вызова со стороны  сети на базе ОКС7

 

 

Рис. 3 2.9

3.4. Вызов со стороны SIP 

 

 Протоколом SIP предусмотрены 3 основных  сценария установления соединения: с участием прокси-сервера, с  участием сервера переадресации  и непосредственно между пользователями. Различие между перечисленными сценариями заключается в том, что по-разному осуществляется поиск и приглашение вызываемого пользователя. В первом случае эти функции возлагает на себя прокси-сервер, а вызывающему пользователю необходимо знать только постоянный SIP-адрес вызываемого пользователя. Во втором случае вызывающая сторона самостоятельно устанавливает соединение, а сервер переадресации лишь реализует преобразование постоянного адреса вызываемого абонента в его текущий адрес. И, наконец, в третьем случае вызывающему пользователю для установления соединения необходимо знать текущий адрес вызываемого пользователя.

Перечисленные сценарии являются простейшими. Ведь прежде чем вызов достигнет  адресата, он может пройти через  несколько прокси-серверов, или  сначала направляется к серверу переадресации, а затем проходит через один или несколько прокси-серверов. Кроме того, прокси-серверы могут размножать запросы и передавать их по разным направлениям и т.д.

Установление соединения с участием сервера переадресации  

Здесь описан алгоритм установления соединения с участием сервера переадресации  вызовов. Администратор сети сообщает пользователям адрес сервера  переадресации. Вызывающий пользователь передает запрос INVITE (1) на известный  ему адрес сервера переадресации и порт 5060, используемый по умолчанию (Рисунок 9). В запросе вызывающий пользователь указывает адрес вызываемого пользователя. Сервер переадресации запрашивает текущий адрес нужного пользователя у сервера определения местоположения (2), который сообщает ему этот адрес (3). Сервер переадресации в ответе 302 Moved temporarily передает вызывающей стороне текущий адрес вызываемого пользователя (4), или он может сообщить список зарегистрированных адресов вызываемого пользователя и предложить вызывающему пользователю самому выбрать один из них. Вызывающая сторона подтверждает прием ответа 302 посылкой сообщения АСК (5).

Информация о работе Сети NGN