Архитектура сети SIP

Как уже отмечалось в предыдущем параграфе, SIP - это тек­стовый протокол, прародителем которого, в известном смысле, является протокол НТТР (Hypertext Transfer Protocol). Протокол SIP унаследовал от него синтаксис и архитектуру и опирается на запро­сы (команды), передаваемые контроллером (Softswitch), и ответы на них. В оригинальных спецификациях SIP для запросов исполь­зуется термин methods. C того времени, когда были определены упомянутые в предыдущем параграфе шесть первоначальных за­просов, были приняты еще несколько запросов, которые использу­ются как внутри оборудования, так и в виде расширений к базовой спецификации протокола, о чем будет сказано ниже в этой главе. В такой системе существует два функциональных элемента: клиент и сервер (рис. 4.1). Клиент передает запросы, в которых указывает, какого рода услугу он желает получить от сервера. Сервер принима­ет запросы, обрабатывает их и передает обратно ответ с указанием либо успешного выполнения запроса, либо ошибки, или обеспечи­вает предоставление услуги, затребованной клиентом.

Таким способом SIP обеспечивает управление соединением и сигнализацию, необходимые для организации мультимедийных сеансов связи, а также обеспечивает предоставление конверген­тных услуг по IP-сетям. При организации и завершении мультиме­дийной связи SIP поддерживает:

• определение местоположения (User location) пользователя;

• определение готовности (User availability) пользователя, т.е. того, что встречная сторона готова участвовать в сеансе связи;

• определение функциональных возможностей (User capabilities) пользователей, т.е. того, какого рода информацией они могут обмениваться, и параметров этой информации;

• установление сеанса связи (Session setup), т.е. назначение пара­метров сеанса связи как для вызывающей, так и для вызываемой сторон;

• управление сеансом связи (Session management), включая под­держание и завершение сеанса связи, модификацию парамет­ров сеанса и активизацию услуг.

Важно отметить, что протокол SIP является не вертикально ин­тегрированной системой, а, скорее, компонентом, который можно использовать совместно с другими разработанными IETF прото­колами Интернет, что делает его гораздо более эффективным при построении законченной мультимедийной архитектуры. Благодаря архитектуре, более эффективной, по сравнению со строительством вертикали, SIP, как правило, используется в сочетании с другими протоколами, но основное множество его функций не зависит ни от одного из этих протоколов. Проще говоря, протокол SIP не опре­деляет услуги, но позволяет пользователям устанавливать сеансы связи и их параметры для ввода потоков пользовательской инфор­мации «в услуги» и для вывода ее «из них». SIP позволяет созда­вать мультимедийные конференции по упрощенному алгоритму и объединять разнородные услуги, например телефонную связь и Web-приложения, что, в частности, дает возможность пользо­вателю, находящемуся на Web-сайте компании, связаться по те-

5. Б.С. Гольдштейн

лефону через Интернет с менеджером этой компании и получить его консультацию. Протокол SIP устанавливает сеансы, согласует требования к передаваемой/принимаемой информации, опреде­ляет местоположение пользователей и позволяет предоставлять современные интеллектуальные услуги, такие как переадресация вызова, переключение связи, предоставление идентификационной информации, обеспечение конфиденциальности связи и интерак­тивные услуги мгновенного обмена сообщениями через Интернет для систем мобильной связи третьего поколения.

В спецификациях протокола SIP определены четыре основных функциональных элемента, которые, в зависимости от конкретных требований, либо могут реализоваться в виде автономных компо­нентов, либо совмещаться на объединенной платформе.

Агенты пользователей UA (User Agents) - терминалы SIP, кото­рые инициируют запросы, отвечают на запросы и взаимодействуют с другими агентами пользователей для организации и завершения сеансов связи. Агенты пользователей могут взаимодействовать друг с другом непосредственно; однако часто в сеанс связи бывает вовлечен один или более промежуточных серверов: прокси-серве­ров или серверов переадресации. Клиентская и серверная часть программного обеспечения UA названы, соответственно, клиентом агента пользователя UAC (User Agent Client) и сервером агента пользователя UAS (User Agent Server). Заметим, что сервер UAS и клиент UAC могут (но не обязаны), непосредственно взаимодейс­твовать с пользователем, а другие клиенты и серверы SIP этого делать не могут. UAC и UAS могут быть реализованы как непосредственно в терминале пользователя, так и в программном обеспечении универ­сальных устройств доступа, например, мультисервисных абонентских концентраторов.

Прокси-серверы (Proxy Servers) получили свое название от английского proxy - «представитель» и обеспечивают обработку запросов, поступающих от терминалов пользователей, с целью пре­доставления услуг связи. Порядок обработки запроса и дальнейшие действия прокси-сервера зависят от типа запроса. Это может быть поиск и вызов пользователя, маршрутизация запроса, предостав­ление услуги и т.д. Как и агент пользователя, прокси-сервер тоже состоит из клиентской и серверной частей, поэтому он может при­нимать вызовы, инициировать собственные запросы и передавать ответы на запросы. Прокси-сервер может быть реализован совмес­тно с сервером определения местоположения, рассматриваемым ниже, или помещаться отдельно от него, но иметь возможность связываться с ним по LDAP согласно RFC 1777 или по любому дру­гому протоколу. Предусматривается два типа прокси-серверов: с сохранением данных о состояниях stateful и без сохранения дан­ных о состояниях stateless. Сервер первого типа хранит в памяти ис­торию процесса обслуживания вызова, в частности, первый посту­пивший запрос, который является причиной генерации одного или нескольких исходящих запросов, также запоминаемых сервером. Все запросы хранятся в памяти сервера только до окончания тран­закции, т.е. до получения соответствующих ответов. Сервер stateful позволяет предоставить большее количество услуг и допускает применение упрощенных терминалов пользователей, но требует значительной вычислительной мощности. Прокси-сервер должен работать в режиме stateful при использовании для передачи сиг­нальной информации протокола ТСР, при работе в режиме многоад­ресной рассылки сигнальной информации, или при множественной рассылке запросов, когда один запрос, поступивший на прокси- сервер, передается одновременно по нескольким направлениям. Сервер stateless лишь ретранслирует запросы и ответы, которые принимает. Он требует менее быстродействующей платформы, т.к. ее производительность не тратится на контроль состояний текущих процессов обслуживания вызовов, вследствие чего сервер может обслужить большее количество пользователей. Недостатком такого режима является то, что он позволяет реализовать лишь наиболее простые услуги. Впрочем, прокси-сервер может для одних вызовов функционировать с сохранением данных о состояниях, а для дру­гих - без сохранения, но во всех случаях выполняет свои основные функции: - пересылает сообщения к агентам пользователей и пре­доставляет такие функции, как определение местоположения поль­зователей, авторизация и учет пользователей. В рассматриваемой в главе 2 эталонной архитектуре IPCC им соответствуют функция маршрутизации и функция учета;

Серверы перенаправления (Redirect servers) всегда являют­ся серверами без сохранения данных о состояниях. Сервер пере­направления предназначен для определения текущего IP-адреса терминала вызываемого пользователя. Вызывающий пользователь посылает на сервер сообщение с известным ему адресом вызывае­мого пользователя, а прокси-сервер перенаправляет вызов на те­кущий адрес пользователя. Для реализации этой функции сервер перенаправления должен взаимодействовать с сервером опреде­ления местоположения. Сервер перенаправления не завершает об­служивание вызовов и не инициирует свои собственные запросы. Он только сообщает адрес вызываемого пользователя или прокси- сервера, и уже по этому адресу инициатор запроса передает новый запрос. Сервер перенаправления не содержит клиентскую часть программного обеспечения. Однако пользователю не обязательно связываться с каким-либо SIP-сервером, он может вызвать другого пользователя непосредственно, но при условии, что знает его точ­ный адрес. Сценарий установления соединения в этом случае будет выглядеть следующим образом: сначала клиент получает от серве­ра перенаправления адрес вызываемого UA, а затем связывается прямо с ним.

Серверы регистрации местоположения пользователей (Registrars или Location servers) позволяют агентам регистриро­вать свое местоположение, реализуя тем самым услуги мобильнос­ти с помощью протокола SIP. О своем местоположении пользователь сообщает специальному серверу с помощью сообщения REGISTER. Возможны два режима регистрации пользователя: он может пере­дать свой новый адрес один раз, а может регистрироваться перио­дически через определенные промежутки времени. Первый способ подходит для случая, когда терминал включен постоянно, и его поль­зователь не перемещается по сети, а второй - если терминал поль­зователя часто перемещается или выключается. Фактически сервер регистрации местоположения пользователя представляет собой базу адресной информации. Кроме постоянного адреса пользова­теля в базе данных указывается один или несколько текущих адре­сов. Как уже отмечалось, этот сервер может быть реализован сов­местно с прокси-сервером, в этом случае он называется registrar, или отдельно - тогда его называют location server, - но с возможнос­тью связываться с прокси. В спецификациях протокола SIP сервер регистрации местоположения представлен как отдельный сетевой элемент, однако принципы его работы не регламентированы.

Резюмируя все вышесказанное, отметим, что в сети SIP присутс­твуют следующие основные элементы: терминалы, прокси-серверы и серверы перенаправления.