Protokol SIP
Protokol inicializace relace SIP (Session Initiation Protocol) je zabezpečovací protokol pracující na aplikační vrstvě, určený k sestavení, modifikaci a ukončení multimediálních relací. SIP je používán v kombinaci s jinými protokoly, učenými pro popis parametrů naplňované relace mezi dvěma (nebo více) účastníky. SIP je založen na transakčním modelu typu odpověď-požadavek, známému z protokolu HTTP. Každá transakce skládá z požadavku, která vyvolá příslušnou metodu nebo funkci serveru a alespoň jednu odpověď.
SIP podporuje pět hlavních aspektů pro sestavení a ukončení multimediální komunikace:
- Lokalita uživatele - určení konce systému komunikace,
- Dostupnost uživatele - zjištění "ochoty", ale i schopnosti volaného zapojit se do komunikace,
- Schopnosti uživatele - učení typu média a parametry média, které budou použity pro sestavení komunikace,
- Sestavení relace - vyzvánění, sestavení parametrů relace na obou stranách, tj. volající a volané,
- Management relace - zahrnuje přenos, ale i ukončování relací, modifikaci parametrů a vyvolání služeb.
SIP je textově založený protokol, popsaný a standardizovaný v RFC 3261. Začlenění protokolu SIP a jeho souvislost s jinými protokoly SIP je naznačeno na obrázku.
Další důležité protokoly
Jelikož SIP je signalizačním protokolem, sloužícím k sestavení, modifikaci a ukončení hovoru, mnoho jeho funkcionalit závisí na jiných protokolech. Jde hlavně o protokoly RTP (Real-Time Transport Protocol), sloužící pro přenos multimediálních dat typu hlas, video, data. RTSP (Real Time Streaming Protocol) řídicí doručování tzv. streaming dat. MEGACO (Media Gateway Control Protocol) sloužící k řízení mediálních bran do sítě PSTN a protokol SDP (Session Description Protocol), který slouží k popisu a dohadování parametrů naplňované multimediální relace. Je však třeba poznamenat, že základní funkcionality protokolu SIP jsou zcela nezávislé na zmíněných protokolech.
Protokol popisu relace (SDP)
SDP (Session Description Protocol) [4] je určený pro popis multimediálních relací, za účelem oznámení jejich parametrů při sestavování spojení.
V momentě sestavování nové multimediální telekonference, VoIP hovoru, streamovaného videa nebo jiné relace se vyžaduje poskytnutí všech detailů, aby se tato relace mohla uskutečnit. Jde například o detaily požadovaných kodeků, transportní adresu a jiná metadata jednotlivých účastníků relace. SDP poskytuje standardní reprezentaci těchto údajů bez ohledu na to, jakým způsobem se tato informace doručuje jednotlivým komunikujícím stranám.
SDP zahrnuje následující podrobnosti relace:
- Název/popis relace a její účel
- Čas relace, pokud je nezbytný
- Typ kodeku/komprese dat
- Informace potřebné k přijetí těchto dat (IP adresy, porty, formáty, atd.)
V případě, že pro danou relaci existuje omezení v podobě zdrojů, které pořad vyžaduje, uvádí SDP i následující detaily:
- Informace o potřebném přenosovém pásmu,
- Kontaktní informace o osobě odpovědné za relaci.
Obecně lze říci, že SDP musí být schopen sdělit všem účastníkům naplňované relace všechny parametry, které jsou pro připojení se do relace nezbytné.
Protokol přenosu v reálném čase (RTP)
Protokol přenosu v reálném čase RTP (Real-time Transport Protocol) [14] poskytuje službu typu konec - konec pro aplikace pro přenos dat v reálném čase, jako jsou zvuk, video nebo data ze simulací při skupinovém nebo individuálním vysílání. Přenos v reálném čase znamená, že data musí být přenesena v určitém časovém limitu. Zvukové signály a videa jsou obvykle citlivé právě na zpoždění. Proto RTP používá systém časových značek a řídicí mechanismy pro synchronizaci vícenásobného toku dat.
Protokol řízení přenosu v reálném čase (RTCP)
Protokol řízení přenosu v reálném čase RTCP (Real-time Transport Control Protocol) [4] aplikační vrstvy, navržený pro kontrolu doručení dat v reálném čase a na měření QoS je definován v RFC 3550, publikovaném v červenci 2003. Protokol RTP používá protokol RTCP, kterým se přenášejí doplňkové informace pro řízení relace. RTCP je založen na periodickém přenosu řídicích paketů všem účastníkům relace. Nižší protokol musí zajistit multiplexování datových a řídicích paketů, například protokol UDP umožňuje multiplexování datových paketů RTP a řídicích paketů RTCP. Protokol RTCP požaduje zasílání informací periodicky účastníky relace. Pakety RTP přenášejí pouze užitečnou informaci, a pakety RTCP pouze řízení přenosu v reálném čase.
Protokol RTCP poskytuje tyto zásadní funkce:
- Poskytování informací o kvalitě relace QoS ve významu zpětné vazby, která zahrnuje počet ztracených paketů, čas návratu oznámení a rozptyl.
- Udržení informace o všech účastnících pomocí trvalého identifikátoru na transportní vrstvě nazývaného CNAME (Canonical Name – původní název), protože SSRC (Synchronization Source Identifier) se může lišit v případě konfliktu nebo výskytu restartu programu.
- Řízení toku dat a jejich adaptace pro účastníky relace RTP. Pomocí posílání řídicích paketů každého z účastníků ostatním účastníkům může každý z nich nezávisle registrovat počet účastníků. Tato informace se použije na výpočet rychlosti, kterou se pakety pošlou.
DIAMETER
DIAMETER [4] je součástí souboru protokolů "AAA", který je odvozen od jeho předchůdce, protokolu RADIUS. Je to protokol typu "rovný s rovným", který se používá pro zpracování žádostí o službu, jako je ověření uživatele, řízení síťových zdrojů, správa připojení a relace, zpoplatnění bezdrátového přenosu nebo roamingu, fakturační aplikace apod.
Relace Diametru sestávají z výměny příkazů a AVP mezi servery a klienty a na rozdíl od protokolu RADIUS používá spíše architekturu rovný s rovným jako klasickou architekturu klient / server. Každý uzel může kdykoliv iniciovat komunikaci (požadavek), například server může přerušit službu konkrétnímu uživateli. Diametr je definován pomocí základního protokolu a souboru aplikací. Tato architektura umožňuje protokolu, aby byl rozšiřitelný pro nové přístupové technologie. Základní protokol poskytuje základní mechanismus pro spolehlivý přenos, doručení a ošetření chyb.
MEGACO/H.248
Protokol byl vytvořen pro umožnění komunikace a propojení provozu IP sítí s tradičními sítěmi (např. PSTN) a pro zjednodušení poskytování stejných služeb na obou typech sítí (sítě IP, tradiční sítě). To je možné oddělením řízení volání od konverze média. MEGACO/H.248 je definován s architekturou hlavní / vedlejší, která je využita při komunikaci mezi řídicí jednotkou mediální brány MGC (Media Gateway Controller), někdy nazývanou také jako agent spojení nebo softwarový přepínač, která řídí logiku provozu služby a jedné nebo více rozložených mediálních bran MG (Media Gateway), které mění provoz s přepojováním okruhů na paketovou.
MEGACO/H.248 dává pokyny pro MG na propojení datového toku přicházejícího z prostředí mimo sítě paketových dat do datového toku v rámci sítě paketových dat, jako např. RTP. Protokol MEGACO/H.248 se architekturou a vazbou řídicí jednotka-brána podobá protokolu MGCP. Na druhé straně Megaco/H.248 podporuje širší spektrum sítí, např. ATM.
SIGTRAN
Z pohledu funkcionality a výkonnosti má každý účastník moderní telekomunikační sítě vysoké nároky. Signalizační zprávy IP protokolu jsou přenášeny pomocí protokolu řízení přenosu TCP (Transmission Control Protocol) nebo uživatelského datagramového protokolu UDP (User Datagram Protocol). Tyto transportní protokoly nejsou navrženy tak, aby splňovaly požadavky stanovené signalizačním systémem používaným v síti s přepojováním okruhů jako PSTN / ISDN (Public Switched Telephone Network / Integrated Services Digital Network). Proto byla Řešitelskou skupinou rozvoje internetu IETF (Internet Engineering Task Force) sestavena pracovní skupina SIGTRAN, aby navrhla protokol na bázi IP, který zohlední požadavky stávajících přesměrovaných telefonních sítí.
Navržený protokol řízení přenosu toku SCTP (Stream Control Transmission Protocol) má některé výhody oproti TCP. SCTP nabízí možnost iniciovat a provozovat zabezpečené spojení přes IP sítě pro přenos signalizačních informací. Několik vrstev umožňuje pomocí SCTP přenos protokolů vyšších vrstev, např. uživatelské části ISDN ISUP (ISDN User Part), řídicí části signalizačního spojení SCCP (Signalling Connection Control Part) a digitálního účastnického systému č. 1 DSS1 (Digital Subscriber System No. 1).