Схема с двумя почтовыми серверами-посредниками

Прежде чем мы перейдем к сравнению двух протоколов доступа к почте, давайте по­смотрим на еще одну схему организации почтовой службы, наиболее приближенную к реальности (рис. 23.3). Здесь передача сообщений между клиентами почты (на нашем рисунке между отправителем Данилой и получателем Полиной) проходит через два про­межуточных почтовых сервера, каждый из которых обслуживает домен своего клиента. На каждом из этих серверов установлены также и клиентские части протокола SMTP. При отправке письма почтовый клиент Данилы передает сообщение по протоколу SMTP почтовому серверу домена, к которому относится Данила — RoyalMail.madeira.com. Это со­общение буферизуется на данном сервере, а затем по протоколу SMTP передается дальше на почтовый сервер домена Полины — mail.bim.com, откуда описанным уже образом по­падает на компьютер Полины.

Возникает вопрос, зачем нужна такая двухступенчатая передача через два почтовых сер­вера? Прежде всего, для повышения надежности и гибкости процедуры доставки сообще­ния. Действительно, в схеме с передачей сообщения сразу на сервер получателя почтовый клиент отправителя в случае неисправности почтового сервера должен самостоятельно справляться со сложившейся нештатной ситуацией. Если же посредником в передаче со­общения является другой почтовый сервер, то это позволяет реализовывать разнообразные логические механизмы реакции на отказы на стороне сервера, который к тому же всегда находится в режиме подключения. Например, при невозможности передать письмо почто­вому серверу получателя сервер отправляющей стороны может не только рапортовать об этом своему клиенту, но и предпринимать собственные действия — пытаться снова и снова послать письмо, повторяя эти попытки в течение достаточно длительного периода.

Рис. 23.3. Схема с выделенными почтовыми серверами в каждом домене

 

Протоколы POP3 и IMAP

А теперь давайте, как мы и собирались, сравним два протокола доступа к почте: POP3 (Post Office Protocol v.3 — протокол почтового отделения версии 3) и IMAP (Internet Mail Access Protocol — протокол доступа к электронной почте Интернета). Оба эти протокола решают одну и ту же задачу — обеспечивают доступ пользователей к корреспонденции, хранящейся на почтовом сервере. В связи с многопользовательским характером работы почтового сервера оба протокола поддерживают аутентификацию пользователей на основе идентификаторов и паролей. Однако протоколы POP3 и IMAP имеют принципиальные различия, важнейшее из которых состоит в следующем. Получая доступ к почтовому серверу по протоколу POP3, вы «перекачиваете» адресованные вам сообщения в память своего компьютера, при этом на сервере не остается никакого следа от считанной вами по­чты. Если же доступ осуществляется по протоколу IMAP, то в память вашего компьютера передаются только копии сообщений, хранящихся на почтовом сервере.

Это различие серьезно влияет на характер работы с электронной почтой. Сейчас очень распространенной является ситуация, когда человек в течение одного и того же периода времени использует несколько различных компьютеров: на постоянном месте работы, дома, в командировке. Теперь давайте представим, что произойдет с корреспонденцией пользова­теля Полины, если она получает доступ к почте по протоколу POP3. Письма, прочитанные на работе, останутся в памяти ее рабочего компьютера. Придя домой, она уже не сможет прочитать их снова. Опросив почту дома, она получит все сообщения, которые поступили с момента последнего обращения к почтовому серверу, но из памяти сервера они исчезнут, и завтра на работе она, возможно, не обнаружит важные служебные сообщения, которые были загружены на диск ее домашнего ноутбука. Таким образом, получаемая Полиной корреспонденция будет «рассеяна» по всем компьютерам, которыми она пользовалась. Такой подход не позволяет рационально организовать почту: распределять письма по папкам, сортировать их по разным критериям, отслеживать состояние переписки, отмечать письма, на которые послан ответ, и письма, еще требующие ответа и т. д. Конечно, если пользователь всегда работает только с одним компьютером, недостатки протокола POP3 не являются столь критичными. Но и в этом случае проявляется еще один «дефект» этого протокола — клиент не может пропустить, не читая, ни одного письма, поступающего от сервера. То есть объемное и возможно совсем ненужное вам сообщение может надолго заблокировать вашу почту.

Протокол IMAP был разработан как ответ на эти проблемы. Предположим, что теперь Полина получает почту по протоколу IMAP. С какого компьютера она бы ни обратилась к почтовому серверу, ей будут переданы только копии запрошенных сообщений. Вся совокупность полученной корреспонденции останется в полной сохранности в памяти почтового сервера (если, конечно, не поступит специальной команды от пользователя об удалении того или иного письма). Такая схема доступа делает возможным для сервера предоставление широкого перечня услуг по рациональному ведению корреспонденции, то есть именно того, чего лишен пользователь при применении протокола POP3. Важным преимуществом IMAP является также возможность предварительного чтения заголовка письма, после чего пользователь может принять решение о том, есть ли смысл получать с почтового сервера само письмо.

Веб-служба

Изобретение службы World Wide Web (WWW), или Всемирной паутины, стоит в одном ряду с изобретениями телефона, радио и телевидения. Благодаря WWW люди получили возможность доступа к нужной им информации в любое удобное для них время. Теперь проще найти интересующую вас статью в Интернете, чем в стопке журналов, хранящихся рядом в шкафу. Очень быстро исчезают многие традиционные приемы рациональной организации работы с информацией, заключающиеся, например, в хранении полезной ин­формации в записных книжках, раскладывании вырезок из журналов и газет в картонные папки с веревочками, упорядочивании документов в каталогах путем наклеивания на них маркеров с условными кодами, помогающими быстро отыскать нужный документ и т. д. Этим приемам приходят на смену новые безбумажные технологии Интернета, среди ко­торых важнейшей является сетевая служба WWW, или веб-служба. Заметим, что WWW не только предоставляет любому человеку возможность быстрого поиска нужных данных и доступа к ним, но и позволяет выносить на многомиллионную аудиторию пользователей

Интернета собственную информацию — мнения, художественные и публицистические произведения, результаты научной работы, объявления и т. д. Причем он может это делать без особых организационных забот и практически бесплатно.

Мы не будем долго останавливаться на описании всех возможностей этой службы, учиты­вая, что для большинства из нас регулярный просмотр веб-сайтов стал не просто обыден­ностью, а необходимым элементом жизненного уклада.

Веб- и HTML-страницы

Миллионы компьютеров, связанных через Интернет, хранят невообразимо огромные объемы информации, представленной в виде веб-страниц.

§ Веб-страница, или веб-документ, как правило, состоит из основного HTML-файла и,некоторого количества ссылок на другие объекты разного типа: JPEG- и GIF-изображения, другие HTML-файлы, аудио- и видеофайлы.

§ HTML-файлом, HTML-страницей или гипертекстовой страницей называют файл, который содержит текст, написанный на языке HTML (HyperText Markup Language — язык разметки гипертекста).

История появления языка HTML связана с попытками программистов разработать средство, которое бы позволяло им программным путем создавать красиво сверстанные страницы для просмотра на экране. Другими словами, красивая картинка появляется на дисплее только в результате ее интерпретации специальной программой, а в исходном виде она представляет собой однообразный текст с множеством служебных пометок. Вместо применения различных приемов форматирования, таких как выделение заголовков круп­ным шрифтом, а важных выводов — курсивным или полужирным начертанием, создатель документа на языках этого типа просто вставляет в текст соответствующие указания о том, что данная часть текста должна быть выведена на экран в том или ином виде. Служебные пометки такого рода в исходном тексте выглядят, например, как <b> </b> (начать и за­кончить вывод текста полужирным начертанием) и называются тегами. Язык HTML не является первым языком разметки текста, его предшественники существовали задолго до появления веб-службы, например в первых версиях ОС Unix существовал язык troff (с помощью этого языка отформатированы страницы электронной документации Unix, известные как man-страницы).

В язык HTML включены разные типы тегов, команд и параметров, в том числе для встав­ки в текст изображений (тег <img src= "...">). Чтобы HTML-страница выглядела так, как задумал программист, она должна быть выведена на экран специальной программой, спо­собной интерпретировать язык HTML. Такой программой является уже упоминавшийся веб-браузер.

Существует особый тип тега, который имеет вид <a href="...">...<а> и называется гипер­ссылкой. Гиперссылка содержит информацию о веб-странице или объекте, который может находиться как на том же компьютере, так и на других компьютерах Интернета. Отличие гиперссылки от других тегов состоит в том, что элемент, описываемый ею, не появляется автоматически на экране, вместо этого на месте тега (гиперссылки) на экран выводится не­которое условное изображение или особым образом выделенный текст — имя гиперссылки. Чтобы получить доступ к объекту, на который указывает эта гиперссылка, пользователь должен «щелкнуть» на ней, дав тем самым команду браузеру найти и вывести на экран требуемую страницу или объект. После того как новая веб-страница будет загружена, пользователь сможет перейти по следующей гиперссылке — такой «веб-серфинг» может продолжаться теоретически сколь угодно долго. Все это время веб-браузер будет находить указанные в гиперссылках страницы, интерпретировать все размещенные на них указания и выводить информацию на экран в том виде, в котором ее спроектировали разработчики этих страниц.

URL

Браузер находит веб-страницы и отдельные объекты по адресам специального формата, называемым URL (Uniform Resource Locator — унифицированный указатель ресурса). URL-адрес может выглядеть, например, так: http://www.olifer.co.uk/books/books.htm.

В URL-адресе можно выделить три части:

§ Тип протокола доступа. Начальная часть URL (http://) указывает на то, какой протокол должен быть использован для доступа к данным, расположение которых определяется оставшейся частью URL. Помимо HTTP, здесь могут быть указаны и другие протоколы, такие как FTP, telnet, также позволяющие осуществлять удаленный доступ к файлам или компьютерам^[67].

§ DNS-имя сервера. Имя сервера, на котором хранится нужная страница. В нашем слу­чае — это имя сайта www.olifer.co.uk.

§ Путь к объекту. Обычно это составное имя файла (объекта) относительно главного каталога веб-сервера, предлагаемого по умолчанию. В нашем случае путем к объекту является /books/books.htm. По расширению файла мы можем сделать вывод о том, что это HTML-файл.

Веб-клиент и веб-сервер

Как мы уже отмечали, сетевая веб-служба представляет собой распределенную программу, построенную в архитектуре клиент-сервер. Клиент и сервер веб-службы взаимодействуют друг с другом по протоколу HTTP.

Клиентская часть веб-службы, или веб-клиент, называемый также браузером, или агентом пользователя веб-службы, представляет собой приложение, которое устанавливается на компьютере конечного пользователя и одной из важных функций которого является поддержание графического пользовательского интерфейса.

Через этот интерфейс пользователь получает доступ к широкому набору услуг, главной из которых, конечно, является «веб-серфинг», включающий поиск и просмотр страниц, навигацию между уже просмотренными страницами, переход по закладкам и хранение истории посещений. Помимо средств просмотра и навигации, веб-браузер предоставляет пользователю возможность манипулирования страницами: сохранение их в файле на диске своего компьютера, вывод на печать, передача по электронной почте, контекстный поиск в пределах страницы, изменение кодировки и формата текста, а также множество других функций, связанных с представлением информации на экране и конфигурированием самого браузера.

К числу наиболее популярных сейчас браузеров можно отнести Internet Explorer компании Microsoft, Firefox компании Mozilla и последнее предложение компании Google — Chrome. Веб-браузер — это не единственный вид клиента, который может обращаться к веб-серверу. Эту роль могут исполнять любые программы и устройства, поддерживающие протокол HTTP, а также многие модели мобильных телефонов — для доступа в этом случае применя­ется специальный протокол WAP (Wireless Application Protocol — протокол беспроводных приложений).

Значительную часть своих функций браузер выполняет в тесной кооперации с веб­сервером. Как уже было сказано, клиент и сервер веб-службы связываются через сеть по протоколу HTTP. Это означает, что в клиентской части веб-службы присутствует клиент­ская часть HTTP, а в серверной — серверная часть HTTP.

Веб-сервер — это программа, хранящая объекты локально в каталогах компьютера, на котором она запущена, и обеспечивающая доступ к этим объектам по URL-адресам. Наиболее популяр­ными веб-серверами сейчас являются Apache и Microsoft Internet Information Server.

 

Рис. 23.4. Отображение веб-страницы

Как и любой другой сервер, веб-сервер должен быть постоянно в активном состоянии, прослушивая ТСР-порт 80, который является назначенным портом протокола HTTP. Как только сервер получает запрос от клиента, он устанавливает TCP-соединение и получает от клиента имя объекта, например, в виде /books/books.htm, после чего находит в своем ка­талоге этот файл, а также другие связанные с ним объекты и отсылает по ТСР-соединению клиенту. Получив объекты от сервера, веб-браузер отображает их на экране (рис. 23.4). После отправки всех объектов страницы клиенту сервер разрывает с ним ТСР-соединение. В дополнительные функции сервера входят также аутентификация клиента и проверка прав доступа данного клиента к данной странице.

Для повышения производительности некоторые веб-серверы прибегают к кэшированию наиболее часто используемых в последнее время страниц в своей памяти. Когда приходит запрос на какую-либо страницу, сервер, прежде чем считывать ее с диска, проверяет, не находится ли она в буферах более «быстрой» оперативной памяти. Кэширование страниц осуществляется и на стороне клиента, а также на промежуточных серверах (прокси- серверах). Кроме того, эффективность обмена данными с клиентом иногда повышают путем компрессии (сжатия) передаваемых страниц. Объем передаваемой информации уменьшают также за счет того, что клиенту передается не весь документ, а только та часть, которая была изменена. Все эти приемы повышения производительности веб-службы реализуются средствами протокола HTTP

Протокол HTTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol — протокол передачи гипертекста)^[68] — это протокол прикладного уровня, во многом аналогичный протоколам FTP и SMTP. В настоящее время используются две версии протокола HTTP 1.0 и HTTP 1.1

Обмен сообщениями идет по обычной схеме «запрос-ответ». Клиент и сервер обменива­ются текстовыми сообщениями стандартного формата, то есть каждое сообщение пред­ставляет собой нескольких строк обычного текста в кодировке ASCII.

Для транспортировки HTTP-сообщений служит протокол TCP. При этом ТСР-соединения могут использоваться двумя разными способами:

§ Долговременное соединение — передача в одном TCP-соединении нескольких объектов, причем время существования соединения определяется при конфигурировании веб­службы.

§ Кратковременное соединение — передача в рамках одного ТСР-соединения только одного объекта.

§ Долговременное соединение, в свою очередь, может быть использовано двумя способами:

§ Последовательная передача запросов с простоями — новый запрос посылается только после получения ответа.

§ Конвейерная передача — это более эффективный способ, в котором следующий за­прос посылается до прибытия ответа на один или несколько предыдущих запросов (напоминает метод скользящего окна). Обычно по умолчанию степень параллелизма устанавливается на уровне 5-10, но у пользователя имеется возможность изменять этот параметр при конфигурировании клиента.

В HTTP 1.1 по умолчанию применяются постоянные соединения и конвейерный режим.

Формат НТТР-сообщений

В протоколе HTTP все сообщения состоят из текстовых строк. Сообщения как запросов, так и ответов имеют единую обобщенную структуру из трех частей: обязательной старто­вой строки, а также необязательных заголовков и тела сообщения. В табл. 5.1 приведены форматы и примеры стартовых строк и заголовков для запросов и ответов.

Таблица 5.1. Форматы стартовых строк и заголовков

Обобщенная структура сообщения	НТТР-запрос	НТТР-ответ
Стартовая строка (всегда должна быть первой строкой сообщения; обя­зательный элемент)	Формат запроса Метод/ URL HTTP/l.x. Пример: GET /books/ books.htm HTTP/1.1	Формат ответа: HTTP/l.x КодСо- стояния Фраза. Пример: НТТР/1.0 200 ОК
Заголовки (следуют в произвольном порядке; могут отсутствовать)	Заголовок о DNS-имени компьютера, на котором расположен веб-сервер. Пример: Host: www.olifer.co.uk	Заголовок о времени отправления данного ответа. Пример: Date: 1 Jan 2009 14:00:30
Заголовок об используемом браузе­ре. Пример: User-agent: Mozilla/5.0	Заголовок об используемом веб­сервере. Пример: Server: Apache/1.3.0 (Unix)
Заголовок о предпочтительном язы­ке. Пример: Accept-language: ru	Заголовок о количестве байтов в теле сообщения. Пример: Content-Length: 1234
Заголовок о режиме соединения. Пример: Connection: close	Заголовок о режиме соединения. Пример: Connection: close
Пустая строка
Тело сообщения (может отсутствовать)	Здесь могут быть расположены клю­чевые слова для поисковой машины или страницы для передачи на сервер	Здесь может быть расположен текст запрашиваемой страницы

 

Как видно из таблицы, запросы и ответы имеют разные форматы стартовой строки. Каждая из них состоит из трех элементов, включающих поле версии протокола HTTP. И в запросе, и в ответе примера указана версия HTTP 1.1. Стартовая строка запроса включает в себя поле метода — это название операции, которая должна быть выполнена. Чаще всего в за­просах используется метод GET, то есть запрос объекта. Именно он включен в наш пример запроса. Помимо этого метода в запросах протокол предусматривает и другие методы, такие как POST, который используется клиентом, например, для отправки электронной почты или в поисковых машинах, когда клиент запрашивает у сервера не определенный объект, а объекты, содержащие ключевые слова, помещенные в теле сообщения. Еще одним элементом стартовой строки является URL-ссылка на запрашиваемый объект — здесь это имя файла /books/books.htm.

В стартовой строке ответа, помимо уже упоминавшегося указания на версию протокола HTTP, имеется поле кода состояния и поле фразы для короткого текстового сообщения, поясняющего данный код пользователю.

В настоящее время стандарты определяют пять классов кодов состояния:

§ 1 хх — информация о процессе передачи;

§ 2 хх — информация об успешном принятии и обработки запроса клиента (в таблице в примере стартовой строки ответа приведен код и соответствующая фраза 200 OК со­общает клиенту, что его запрос успешно обработан);

§ 3 хх — информация о том, что для успешного выполнения операции нужно произвести следующий запрос по другому URL-адресу, указанному в дополнительном заголовке Location;

§ 4 хх — информация об ошибках на стороне клиента (читатель наверняка не раз стал­кивался с ситуацией, когда при указании адреса несуществующей страницы браузер выводил на экран сообщение 404 Not Found);

§ 5хх — информация о неуспешном выполнения операции по вине сервера (например, сообщение 505 http Version Not Supported говорит о том, что сервер не поддерживает версию HTTP, предложенную клиентом).

Среди кодов состояния имеется код 401, сопровождаемый сообщением authorization required. Если клиент получает такое сообщение в ответ на попытку доступа к странице или объекту, это означает, что доступ к данному ресурсу ограничен и требует авторизации[69]1 пользователя. Помимо поясняющей фразы сервер помещает в свой ответ дополнительный заголовок www- Authenticate: <...>, который сообщает клиенту, какую информацию он должен направить серверу для того, чтобы процедура авторизации могла быть выпол­нена. Обычно это имя и пароль. Веб-клиент с момента получения такого ответа сервера начинает добавлять во все свои запросы к ресурсам данного сервера дополнительный заголовок Authorization: <имя, пароль>, который содержит информацию, необходимую для авторизации доступа.

Динамические веб-страницы

До сих пор мы подразумевали, что содержание страницы не изменяется в зависимости от действий пользователя. Когда пользователь щелкает на гиперссылке, то он переходит на новую страницу, а если выполняет команду возвращения обратно, то на экране снова появляется предыдущая страница в неизменном виде. Такие страницы называются стати­ческими.

Однако в некоторых случаях было бы очень желательно, чтобы содержание страницы изме­нялось в зависимости от действий пользователя, например при наведении указателя мыши на определенную область страницы там появлялся бы рисунок вместо текста или значка. Динамическое воспроизведение состояния базы данных также является типичным при­мером ситуации, когда статическая страница не может решить задачу Например, многие интернет-магазины поддерживают базу данных продаваемых товаров, и вывод количества оставшихся в наличии товаров требует динамического обновления соответствующего поля веб-страницы.

Веб-страницы, которые могут генерировать выводимое на экран содержание, меняющееся в зависимости от некоторых внешних условий, называются динамическими.

Динамика страницы достигается путем ее программирования, обычно для этого использу­ются программные языки сценариев, такие как Perl, РНР или JavaScript.

Различают два класса программ, предназначенных для создания динамического содержа­ния веб-страниц:

§ программы, работающие на стороне клиента (то есть на том компьютере, где запущен веб-браузер, воспроизводящий страницу на экране);

§ программы, работающие на стороне сервера.

В том случае, когда программа работает на стороне клиента, код страницы передается веб-сервером веб-браузеру как обычный статический объект, а затем браузер выполняет этот код, с его помощью создает динамическое содержание страницы и выводит ее на экран. Примером может служить код, написанный на языке ActionScript, который иногда используется для программирования интерактивной анимации в играх. Однако для этого требуется еще один механизм, поддерживаемый современными браузерами, — механизм надстроек (add-on). Механизм надстроек является программным интерфейсом между браузером и внешними программами, которые расширяют функциональные возможности браузеров. Программа-надстройка обрабатывает объекты веб-страницы определенного типа, в данном случае — код ActionScript. Программой-надстройкой, которая понимает ActionScript, является Flash-плейер компании Adobe. Если Flash-плейер загружен в брау­зер, то динамическая веб-страница, в которой есть код ActionScript, будет правильно работать и воспроизводить интерактивную анимацию. Другим популярным языком про­граммирования страниц на стороне клиента является JavaScript.

При программировании содержания страницы на стороне сервера процесс выглядит не­много сложнее, так как программный код страницы создает содержание на сервере, следо­вательно, здесь нужен дополнительный этап — передача этого содержания по протоколу HTTP на клиентскую машину браузеру. Популярными языками сценариев для серверной части являются Perl, ASP, JSP и РНР Существует также стандартный программный интер­фейс между веб-сервером и программами, генерирующими динамическое содержание, — это общий шлюзовой интерфейс (Common Gateway Interface, CGI).

IP-телефония

IP-телефония — это сервис, который обеспечивает коммутируемые голосовые соединения преимущественно по схеме «один к одному» и который поддерживается сетью, использующей протокол IP в форме общедоступного Интернета или частной IP-сети.

О ТЕРМИНАХ

Понятие «IP-телефония» распространяется также и на те случаи, когда голос и факс передаются вместе с другими видами информации, в частности с текстом и изображением. Помимо термина «IP-телефония» употребляются также термины «VoIP» (Voice over IP — голос через IP) и «интернет- телефония». Хотя аббревиатура VoIP часто используется как синоним термина «IP-телефония», существует ее более широкая трактовка — любая услуга, включающая передачу голоса по протоколу IP; это может быть, например, передача голосовой рекламы при щелчке на соответствующем значке, расположенном на веб-странице. Интернет-телефония — это частный случай IP-телефонии, когда разговор происходит через Интернет, а не, например, в пределах локальной сети предприятия.

Ранняя IP-телефония

В своем развитии IP-телефония прошла три этапа.

На первом этапе это была, скорее, интернет-игрушка, пригодная разве что для общения двух энтузиастов, готовых мириться с сопровождающим диалог кваканьем и шипением. Два компьютера, оснащенные микрофонами, динамиками, звуковыми картами с поддерж­кой оцифровки звука и не очень сложным программным обеспечением, позволяли вести двусторонний диалог через Интернет в реальном времени (рис. 23.5).

Рис. 23.5. Средства поддержки разговора пользователей через Интернет

 

Однако до удобств обычной телефонной услуги такой способ общения явно недотягивал. Абонентам нужно было знать IP-адрес компьютера собеседника, договариваться о вре­мени разговора, выбирать момент для более качественной передачи речи, когда трафик Интернета между данными конкретными точками не сталкивался с перегрузками и за­держками. Кроме того, при отсутствии стандартов на обоих компьютерах требовалось установить такое программное обеспечение, которое поддерживало бы один и тот же способ кодирования голоса и упаковки его в пакеты. Взаимодействия между компьютером и телефоном, подключенным к обычной телефонной сети, не предполагалось. Зато затраты ограничивались небольшой платой провайдеру за обычное коммутируемое подсоединение к Интернету.

Второй этап ознаменовался появлением стандартов IP-телефонии, прежде всего — стан­дартов группы Н.323, разработанных ITU-T, и стандартов на основе протокола SIP, раз­работанного IETF.

К третьему этапу можно отнести появление нового поколения IP-телефонии, поддержи­вающей широкий спектр дополнительных услуг, подобный тому, который предоставляют абонентам развитые телефонные сети.

Стандарты Н.323

Разработчики стандартов Н.323 исходили из того, что две сети — телефонная и IP — будут сосуществовать бок о бок достаточно длительное время, а значит, важно регламентировать их взаимодействие с учетом существующих в традиционных телефонных сетях процедур установления соединения, а также договориться о способе передачи вызова и собственно голоса по IP-сети.

В рамках установленного сеанса Н.323 абоненты могут обмениваться не только голосовой, но и видеоинформацией, то есть пользоваться видеотелефонами или оборудованием для организации видеоконференций.

В стандартах Н.323 определяется две группы протоколов (рис. 23.6):

§ Протоколы транспортной (transport plane), или пользовательской (user plane), плоско­сти отвечают за непосредственную передачу голоса по сети с коммутацией пакетов. Протоколы этой плоскости определяют способы кодирования голоса (сюда входят стандарты различных кодеков, например G.711, G.723.1, G.729, G.728 и др.) и видео (кодеки Н.261, Н.263 и др.). Голос и видео передаются в пакетах протокола RTP (Real Time Protocol — протокол реального времени), который определен в RFC 3550 (ftp://ftp. rfc-editor.org/in-notes/rfc3550.txt) и переносит отметки времени и последовательные номера пакетов, помогая конечным узлам сеанса восстанавливать аналоговую информацию реального времени. Пакеты RTP переносятся в пакетах протокола UDP.

§ Протоколы плоскости управления вызовами (call control plane) переносят по сети за­просы на установление соединений и реализуют такие служебные функции, как авто­ризация доступа абонента к сети и учет времени соединения. Эта группа протоколов работает через надежные ТСР-соединения и включает протокол сигнализации Q.931, обеспечивающий установление и завершение соединения между абонентами; протокол Н.245, с помощью которого абонентское оборудование узнает о функциональных воз­можностях противоположной стороны, например о том, какие аудио- и видеокодеки поддерживаются, а также о том, сколько аудио- и видеопотоков будут использовать абоненты в рамках данного соединения. По умолчанию IP-телефон поддерживает толь­ко один голосовой поток, но видеотелефон уже поддерживает два потока — один голо­совой и один видео, а оборудование видеоконференции может поддерживать несколько аудиопотоков и несколько видеопотоков. Еще один протокол этой группы — RAS (Registration, Admission, Status) — служит для учета звонков, регистрации пользователя в некотором административном домене (например, в домене организации, где работает пользователь) и контроля доступа в сеть (то есть проверке сетевых ресурсов, таких как свободная пропускная способность, необходимых для качественного обслуживания телефонного вызова).

Рис. 23.6. Стек протоколов Н.323

 

Основными элементами сети Н.323, в которых реализуются протоколы этого стека, явля­ются так называемые IP-телефоны, подключаемые непосредственно к IP-сети, и шлюзы, связывающие традиционную телефонную сеть с IP-сетью (рис. 23.7).

Шлюз (gateway) обеспечивает трансляцию упакованного в пакеты оцифрованного и зачастую сжатого голоса в форму, пригодную для передачи по телефонной сети общего пользования.

Кроме того, в функции шлюза Н.323 входит трансляция протоколов сигнализации телефонных сетей, таких, например, как SS7, в протоколы сигнализации стека Н.323. Шлюз позволяет абонентам с обычным телефонным аппаратом общаться с пользователями IP-телефонов или же задействовать IP-сети как транзитную.

Основная задача плоскости управления вызовами — установление соединения между абонентами через сети с коммутацией пакетов — в простейшем случае может быть решена шлюзом, а в более общей постановке поручается специальному элементу сети — приврат­нику.

Рис. 23.7. Элементы сети H.323

Привратник (gatekeeper) выполняет регистрацию и авторизацию абонентов по протоколу RAS, а также, в случае необходимости, трансляцию адресов (например, DNS-имен в телефонные номера). Кроме того, он занимается маршрутизацией вызовов к IP-телефону или шлюзу, а если потребуется, то и к другому привратнику.

 

Обычно один привратник обслуживает так называемую зону, то есть часть сети, находя­щуюся под административным управлением одной организации. Все функции привратника в архитектуре Н.323 могут выполнять терминальные устройства — телефоны и шлюзы, но такое решение плохо масштабируется, а поток вызовов с трудом контролируется и тари­фицируется.