Первая папка / Сети IP-телефония
Введение В современном мире, в связи с научно-техническим прогрессом активно развиваются информационные и телекоммуникационные технологии, направленные на усовершенствование методов работы с данными. С учётом роста объёмов передачи информации происходит интенсивное развитие высокоскоростных транспортных сетей и предъявляемых к ним требованиям: ● предоставление современных услуг связи сотрудникам компании ● удовлетворение растущих потребностей в обеспечении различной информации ● оптимизация управления и интеграция существующих подсетей связи ● уменьшение затрат на обслуживание применяемых систем ● обеспечение качества и доступности информации. ● обеспечение информационной безопасности и конфиденциальности данных. Многие компании создают или обновляют внутренние сети связи, используя различные технологии. Одной из применяемых технологий является IP-телефония. Она позволяет основываясь на имеющейся IP-сети проводить телефонные разговоры и передачу факсов в режиме реального времени. Используя данную технологию можно сэкономить на определённых функциях телефонной связи, в частности: определение номера звонящего, конференция, переадресация звонка, автоматический набор номера, запись разговора, многоканальный номер. Так же в данной технологии изначально предусмотрены необходимые методы сжатия и оцифровки, что помогает оптимизировать передачу данных. Сеть так же является универсальной так как ориентирована на передачу информации, вида и структуры, не предопределённого вида совместно с передачей телефонного трафика. Соответственно основной задачей IP-телефонии является обеспечение речевого общения двух или нескольких пользователей (абонентов).
Цель: ознакомится с методами и технологиями проектирования сетей для IP-телефонов Задачи: организовать внутреннюю и внешнюю связь между комплексами; выбрать применяемое оборудование и программное обеспечение; организовать «систему задержки» Предмет: проектирование и организация сети для IP-телефонии Объект: IP-телефония
Глава 1 1.1 Анализ информационных источников IP-телефония в компьютерных сетях : учебное пособие / И. В. Баскаков, А. В. Пролетарский, С. А. Мельников, Р. А. Федотов. – Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ) : Бином. Лаборатория знаний, 2008. – 184 с. Данный источник использовался для изучения IP-телефонии в компьютерных сетях. Ермаков, Р. А. Интеграция разнородных сетей : практическое пособие : [16+] / Р. А. Ермаков. – Москва : Лаборатория книги, 2011. – 125 с. Данное пособие применялось для изучения оборудования производства cisco. Ковган, Н. М. Компьютерные сети : учебное пособие : [16+] / Н. М. Ковган. – Минск : РИПО, 2019. – 180 с. Учебное пособие использовалось для изучения сетевых технологий. Васяева, Н. С. Проектирование локальных вычислительных сетей: учебное пособие для курсового проектирования : [16+] / Н. С. Васяева, Е. С. Васяева ; Поволжский государственный технологический университет. – Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2019. – 94 с. Данный источник использовался для ознакомления с требованиями по созданию сети. Сети и системы телекоммуникаций: учебное электронное издание : учебное пособие : [16+] / В. А. Погонин, А. А. Третьяков, И. А. Елизаров, В. Н. Назаров. – Тамбов : Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2018. – 197 с. Источник использовался для расширения кругозора.
1.2 Терминология IP-телефония – набор протоколов, технологий и методов, необходимых для организации телефонной связи используя основу в виде IP-сети. Кодек – в VoIP-телефонии является определённым математическим алгоритмом, применяемым для кодирования и сжатия аналоговых сигналов частотой 20-20000Гц. VoIP-шлюз — оборудование, предназначенное для соединения аналогового телефона к VoIP-серверу или к другому клиентскому устройству IP-телефонии. Сервер – физически специальный компьютер, необходимый для организации работы провайдера; логически – программное обеспечение, исполняющее обслуживание запросов клиентов. Коммутатор – сетевое оборудование, предназначенное для объединения различных узлов вычислительной сети в пределах определённого сегмента. Маршрутизатор – сетевое оборудование, для пересылки пакетов между разными сегментами сети (у которых может отличатся архитектура), используя определённые политики и в соответствии с таблицами маршрутизации. Межсетевой экран – сетевое оборудование необходимое для наблюдения за сетевым трафиком на границе сети; осуществление контроля и фильтрации трафика в соответствии с используемыми политиками.
Локальная вычислительная сеть – компьютерная сеть, состоящая из группы вычислительных устройств, как правило находящихся в пределах одного предприятия. 1.3 Основы создания вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети создаются для объединения компьютеров в единую сеть, с целью совместного использования определённых ресурсов. Задачи ЛВС: ● Хранение и предоставление доступа к общей информации ● Осуществление передачи информации между абонентами и сервером ● Предоставление определённых серверов по запросу ● Защита информации от несанкционированного доступа 1.3.1 Топология и классификация компьютерных идей Для оптимального обмена данными между элементами ЛВС необходимо учитывать различные факторы, в частности: используемая топология, среда распространения сигналов, территориальная принадлежность и другие. Поэтому компьютерные сети можно классифицировать по различным признакам: ● Территориальная принадлежность (локальные, региональные, глобальные) ● Ведомственная принадлежность (ведомственные, государственные) ● Скорость передачи данных (низко/средне/высокоскоростные) ● Среда передачи данных (проводные, беспроводные) Так же выделяют различные топологии: ● Шина ● Звезда ● Кольцо ● Полносвязная ● Смешанная
Различаются по методу доступа: ● Случайные ● Пропорциональные ● Гибридные Выделяют два основных класса сетей: ● Одноранговые сети, где имеются равноправные компьютеры, и каждый узел выполняет функции как клиента, так и сервера. ● Иерархические сети. Здесь выделено несколько специальных вычислительных машин для хранения совместно используемой информации. 1.3.2 Этапы создания ЛВС: ● Обследование – изучение выделенной территории, создание приближённой схемы распределения узлов сети, прокладки кабелей и остальных компонентов сети. ● Проектирование ЛВС – создание макета планируемой сети, основываясь на техническом задании и итогах обследования, расчёт затрат. ● Согласование – согласование проекта с заказчиком, заключение договора. ● Строительство – монтаж элементов ЛВС. ● Настройка и проверка функционирования. ● Эксплуатация ЛВС. 1.4 Технология IP-телефонии. В общем случае применяется общая технология VoIP, которая реализует различные варианты передачи речевой информации; и передачи звука для систем наблюдения и некоторые другие случаи. Основой данной технологии является АТС, с помощью которой происходит приём и коммутация звонков от абонентов, с организацией полудуплексной связи, как при традиционной
телефонии. Наиболее распространённой реализацией VoIP является IP-телефония, представляющая из себя набор протоколов для коммуникации, с целью обеспечить традиционные функции для телефонии в действующих IP-сетях; использует коммутацию пакетов на основании протокола IP для передачи голосовых сообщений в реальном времени. Сигнал, исходящий от VoIP доступен многим типам телефонных аппаратов, которые могут быть подключены к различным сетям. IP-телефония предусматривает следующие функциональные возможности для передачи сообщений: ● С телефона на телефон ● С компьютера на телефон ● С компьютера на компьютер В данной технологии благодаря реализации цифровой передачи между абонентами и использовании сжатия обеспечивается экономия денежных средств по сравнению с традиционными системами. Так же в связи с тем, что VoIP для работы может использовать уже проложенные сети использование данной технологии так же удешевляет применение данной технологии. 1.4.1 Протоколы, применяемые в IP-телефонии. 1) SIP – протокол, позволяющий устанавливать и завершать сеансы цифровой связи. В данном протоколе описываются варианты запроса на установление соединения с другим клиентом, определяет способ установки канала и согласование используемых протоколов. В нём допускается изменение количества каналов во время сеанса, определяет порядок завершения сеанса. Данный протокол использует малое количество служебной информации и работает поверх других протоколов. Содержит следующие функциональные части: номер, адрес, порт, сигнализация, сервер.
2) H.323 – набор стандартов, используемых для передачи данных в сетях с передачей данных, без гарантированной пропускной способности (не гарантирующих качества обслуживания). Является первым протоколом для цифровой телефонии. Распространён в связи с требованиями к спецификациям оборудования, что позволяет обеспечить достаточно хорошую совместимость применяемых устройств. Позволяет осуществлять мультимедиа связь и соответственно мультимедиа конференции. Данный стек протоколов состоит из семи групп: управление и сигнализация, обработка звуковых сигналов, обработка видеосигналов, конференц-связь, передача мультимедийной информации, обеспечение информационной безопасности, дополнительные услуги. 3) SCCP – данный протокол является разработкой компании Cisco Systems. Применяется для управления взаимодействием между АТС и оконечными телефонными устройствами, в основном для телефонов Cisco 7900 серии и сервером голосовой почты Cisco Unity и Cisco CallManager; по функциональным возможностям схож с протоколами SIP и H.323, так же содержит дополнительные функции перевод звонка, перехват звонка, конференции и сообщения голосовой почты. 4) MGCP – протокол управления медиа-шлюзами, применяемый для поддержки архитектуры VoIP, в которой разделены функции сигнализации и мультимедийной среды, то есть в распределённых системах. Применяется для преобразования трафика между стандартными телефонными сетями и IP-сетью. 5) H.248 – протокол передачи служебных данных между шлюзами и контроллерами шлюзов, применяется в сетях с коммутацией каналов. Является усовершенствованием протокола MGCP. Выполняет следующие
Схема организации ip телефонии
В основе любой схемы (сети) IP-телефонии лежит сетевой коммутатор (Switch). Все устройства (узлы сети) ip-телефоны, шлюзы, ip-атс, персональные компьютеры и др. соединяются посредством данного коммутатора.
Поскольку IP-телефония накладывает определенные требования (Quality of service) на компьютерную (локальную) сеть, выделим параметры сетевого коммутатора на которые стоит обратить внимание, при проектировании сети ай пи телефонии:
Swich (сетевой коммутатор)
Коммутационная матрица (switching fabric)
- Один из главных показателей производительности сетевого коммутатора, чем выше данный параметр тем лучше Switch, для новой сети стоит рассматривать значения от 52 Гбит/с.
- Нетрудно понять, что каждому VoIP устройству нужен свой Ethernet порт, на практике коммутатор подбирается с большим количеством портов на перспективу развития и расширения компании.
- Технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными, через стандартную витую пару в сети Ethernet. С помощью данной технологии решается вопрос централизованного питания всех IP-телефонов, от единого бесперебойного источника питания. Тем самым реализуется безотказность работы системы ip телефонии.
Vlan (Virtual Local Area Network)
- Способ логического разделения сегментов сети между собой на одной физической сети. Подобные установки применяют для высокой безопасности внутрикорпоративных отделов одной или нескольких компаний.
Сервер ip телефонии
- В качестве сервера телефонии может выступать обычный стационарный компьютер так и полноценный Rack-mount (стоечный) сервер, все зависит от бюджета и технических требований к системе.
Внутренние ip телефоны
- Основное различие между аналоговым стационарным аппаратом, это использование в качестве среды для передачи голоса IP-сеть. Телефон подключается к компьютерной сети как компьютер посредством коннектора RJ-45.
- Беспроводные телефоны (трубки) DECT база которых использует для подключения протоколы ip телефонии.
SoftPhone (программный телефон)
- Программа реализующая весь функционал “железного” IP-телефона, работает совместно с гарнитурой или USB трубкой.
В схеме (системе) ip телефонии внутренние абоненты не привязаны к рабочему месту и могут быть как удаленными операторами (сотрудниками) так и находиться внутри офиса.
Со стороны станционной части ip атс подключаются внешние линии посредством voip шлюзов, выполняющие преобразования аналоговых FXO линии, GSM sim карт и цифровых потоков E1.