13. Новые типы адресов. Обратное преобразование адреса версии v6.
Все типы в вопросе 12.
Для поддержки IPv6 применяется тип записи AAAA (четыре буквы A) и функция обратного преобразования (преобразование IP-адреса в имя). Приложение может выбрать, следует ли принимать адреса IPv6 от DNS и устанавливать соединения с помощью этих адресов. API сокетов gethostbyname() поддерживает только IPv4. В IPv6 применяется новый API getaddrinfo(), с помощью которого приложение по собственному выбору получает информацию либо только для адресов IPv6, либо для адресов IPv4 и IPv6. Для обратного преобразования в IPv6 применяется домен ip6.arpa. Если с его помощью преобразование выполнить не удается, то применяется домен ip6.int.
14. Передача речи по ATM, Frame Relay, IP.
ATM (asynchronous transfer mode — асинхронный способ передачи данных) — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования пакетов, которые представляют собой ячейки фиксированного размера в 53 байта, где первые 5 байт используются под заголовок. Является разновидностью быстрой коммутации пакетов (fast packet switching).
Frame relay (с англ. — «ретрансляция кадров», FR) — протокол канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации кадров Frame Relay применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных. Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34,368 мбит/с (каналы E3). Коммутация: точка-точка.
Сегодня для передачи голоса по глобальным сетям наиболее широко применяется оборудование трех основных категорий:
платы функциональных процессоров для подключения к ATM-коммутаторам цифровых УПАТС по каналам E1/T1. Их предлагают почти все производители оборудования ATM, в том числе Nortel Networks, Cisco, Fore, Bay Networks, IBM, Newbridge.
устройства доступа для каналов frame relay (Frame Relay Access Device, FRAD), имеющие интерфейсы для подключения УПАТС и телефонных аппаратов, с последующей обработкой речевого сигнала. Их выпускают компании Micom, Cisco, RAD, Nuera, Acclaim, Motorola, ACT Networks и ряд других;
специализированные платы с процессорами цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processors, DSP), ориентированные на передачу голоса по IP. Наиболее известные производители — Dialogic, Micom, NMS;
Технология передачи речи по сетям – интеграция телефонов и существующих компьютерных сетей. (Междугородние звонки дешевле.) Как следствие:
1. Расширяется управление сетью передачи всех типов данных.
2. Поддержка широко применяемых протоколов.
3. Предоставление конечным пользователям способа выбора телефонной связи.
Передача речи осуществляется по выделенным цифровым каналам. Эти каналы имеют необходимую пропускную способность – эти каналы используются только для передачи голосового трафика – обеспечивается качественная голосовая связь. Сейчас уже задержка при передаче голоса незаметна. Телефонные сети, построенные на технологии VoIP в несколько раз дешевле обычных телефонных сетей.
Cтоимость, надёжность и управляемость — ATM.
Стоимость, защита и эффективность – фрейм-релей.
IP-телефония — «золотая середина».
Сети Frame Relay, IP и ATM известны как сети с коммутацией пакетов или ячеек. Это отличает их от телефонной сети общего пользования, которая использует технологию коммутации каналов, разработанную для организации телефонных соединений. Frame Relay и IP помещают данные в кадры или пакеты переменного размера. ATM разбивает данные на маленькие ячейки, что облегчает быструю коммутацию данных через сеть.
Сети коммутации пакетов и коммутации ячеек осуществляют статистическое мультиплексирование. Иными словами, они динамически распределяют пропускную способность между различными каналами связи, организованными в их системах передачи.
15. Протоколы RTP и RTCP. Основные функции. Основной заголовок RTP-пакета.
Протокол RTP (Real-time Transport Protocol) работает на уровне приложений (OSI 7) и используется при передаче трафика реального времени. Протокол RTP переносит в своём заголовке данные, необходимые для восстановления аудиоданных или видеоизображения в приёмном узле, а также данные о типе кодирования информации (JPEG, MPEG и т. п.). В заголовке данного протокола, в частности, передаются временная метка и номер пакета. Эти параметры позволяют при минимальных задержках определить порядок и момент декодирования каждого пакета, а также интерполировать потерянные пакеты.
RTP не имеет стандартного зарезервированного номера порта. Единственное ограничение состоит в том, что соединение проходит с использованием чётного номера, а следующий нечётный номер используется для связи по протоколу RTCP.
RTCP (Real-Time Transport Control Protocol — протокол управления передачей в реальном времени) — протокол, используемый совместно с RTP. RTCP базируется на периодической передаче управляющих пакетов всем участникам сессии, используя тот же механизм рассылки, что и для пакетов данных.
Протокол RTCP используется для передачи информации о задержках и потерях медиа-пакетов, джиттер-буфере (потеря синхронизации из-за разновременной доставки пакетов), уровне звукового сигнала. Также передаются метрика качества сигнала (Call Quality Metrics) и Echo Return Loss.
Определены следующие типы сообщений RTCP:
SR - Sender Report - отчёт отправителя по отправленным медиа-пакетам RTP
RR - Receiver Report - отчёт получателя по полученным медиа-пакетам RTP
SDES - элементы описания источника, включая cname
BYE - Отмечает прекращение участия в группе
APP - Специфические функции приложения
Определённо также сообщение XR - Extended Report, которое позволяет отправлять большее число параметров, по сравнению со стандартными отчётами, а именно:
Время получения пакета
Порядковые номера потерянных пакетов
Порядковые номера повторяющихся пакетов
Ожидаемое время доставки
Задержка с момента приема последнего отчета RTCP Receiver Report
Общая статистика медиа-пакетов
Оценка VoIP - направления (MOS и R Factor - параметр качества сигнала) 
Фиксированный RTP-заголовок содержит ряд полей, идентифицирующих такие элементы, как формат пакета, порядковый номер, источники, границы и тип полезной нагрузки. За фиксированным заголовком могут следовать другие поля, содержащие дополнительную информацию о данных.
V (2 бита). Поле версии. Текущая версия — вторая.
Р (1 бит). Поле заполнения. Это поле сигнализирует о наличии заполняющих октетов в конце полезной нагрузки. Заполнение применяется, когда приложение требует, чтобы размер полезной нагрузки был кратен, например, 32 битам. В этом случае последний октет указывает число заполняющих октетов.
Х (1 бит). Поле расширения заголовка. Когда это поле задано, то за основным заголовком следует еще один дополнительный, используемый в экспериментальных расширениях RTP.
СС (4 бита). Поле числа отправителей. Это поле содержит число идентификаторов отправителей, чьи данные находятся в пакете, причем сами идентификаторы следуют за основным заголовком.
М (1 бит). Поле маркера. Смысл бита маркера зависит от типа полезной нагрузки. Бит маркера используется обычно для указания границ потока данных. В случае видео он задает конец кадра. В случае голоса он задает начало речи после периода молчания.
РТ (7 бит). Поле типа полезной нагрузки. Это поле идентифицирует тип полезной нагрузки и формат данных, включая сжатие и шифрование. В стационарном состоянии отправитель использует только один тип полезной нагрузки в течение сеанса, но он может его изменить в ответ на изменение условий, если об этом сигнализирует протокол управления передачей в реальном времени (Real-Time Transport Control Protocol).
Sequence Number (16 бит). Поле порядкового номера. Каждый источник начинает нумеровать пакеты с произвольного номера, увеличиваемого затем на единицу с каждым посланным пакетом данных RTP. Это позволяет обнаружить потерю пакетов и определить порядок пакетов с одинаковой отметкой о времени. Несколько последовательных пакетов могут иметь одну и ту же отметку о времени, если логически они порождены в один и тот же момент, как, например, пакеты, принадлежащие к одному и тому же видеокадру.
Timestamp (32 бита). Поле отметки о времени. Это поле содержит момент времени, в который первый октет данных полезной нагрузки был создан. Единицы, в которых время указывается в этом поле, зависят от типа полезной нагрузки. Значение определяется по локальным часам отправителя.
Synchronization Source (SSRC) Identifier (32 бита). Поле идентификатора источника синхронизации: генерируемое случайным образом число, уникальным образом идентифицирующее источник в течение сеанса и независимое от сетевого адреса. Это число играет важную роль при обработке поступившей порции данных от одного источника.
Contributing source (CSRC) Identifier (32 бита). Список полей идентификаторов источника, "подмешанных" в основной поток, например, с помощью микшера. Микшер вставляет целый список SSRC идентификаторов источников, которые участвовали в построении данного RTP-пакета. Этот список и называется CSRC. Количество элементов в списке: от 0 до 15. Если число участников более 15 — выбираются первые 15. Примером может служить аудио-конференция, в RTP-пакеты которой собраны речи всех участников, каждый со своим SSRC — они-то и образуют список CSRC. При этом вся конференция имеет общий SSRC.
16. Основные элементы IP-телефонии.
Архитектура сети IP-телефонии представляет собой соединённые по IP-сети шлюзы в телефонную сеть, которые предоставляют непосредственный интерфейс абоненту и осуществляет кодировку, сжатие и пакетизацию голоса/данных и их восстановление. Весь механизм взаимодействия шлюзов и учёт производится диспетчерами. Для удобства удалённого конфигурирования и администрирования сети может быть использован монитор.
Сеть IP-телефонии представляет собой набор следующих устройств, соединённых по IP-сети: шлюз, диспетчер, монитор.
Шлюз — это основная и неотъемлемая часть архитектуры IP-телефонии, непосредственно соединяющая телефонную сеть(PBX/PSTN) с сетью IP. Функции шлюза, являющиеся базовыми для технологии IP-телефонии:
ответ на вызов вызывающего абонента PBX/PSTN;
установление соединения с удалённым шлюзом;
установление соединения с вызываемым абонентом PBX/PSTN;
сжатие, пакетирование и восстановление голоса/данных.
Диспетчер — это дополнительное устройство, подключённое только к IP-сети и несущее в себе логику работы сети IP-телефонии. Диспетчер необходим в любой сети IP-телефонии, содержащей более двух шлюзов. Функции:
аутентификация и авторизация абонента;
распределение вызовов между шлюзами;
биллинг или основанный на стандартах интерфейс к профессиональным системам биллинга третьих производителей.
Монитор — необязательный дополнительный модуль сети IP-телефонии, подключаемый только к IP-сети, используемый для удалённого конфигурирования и поддержки остальных устройств сети-шлюзов и диспетчеров. Функции:
интерфейс для удалённой настройки через IP-сеть параметров шлюзов и диспетчеров сети IP-телефонии.
17. Информационное представление речевого сигнала. Речевые кодеки для IP-телефонии.
Процесс речевого диалога в Интернет с информационной точки зрения имеет следующие три фазы:
соединение абонентов,
обмен информацией,
разъединение абонентов.
Во время исполнения первой и третьей фаз передаются только управляющие данные и при этом происходит установление соединения. На протяжении второй фазы абоненты обмениваются как управляющими, так и информационными данными.
Источником информационных данных является речевой сигнал, возможной моделью которого является нестационарный случайный процесс. В первом приближении типы сигнальных фрагментов: вокализированные, невокализированные, переходные и паузы. При передаче речи в цифровой форме, каждый тип сигнала при одной и той же длительности и одинаковом качестве требует различного числа двоичных единиц (бит) для кодирования и передачи. Передачу речевых данных в каждом направлении дуплексного канала разумно рассматривать как передачу асинхронных логически самостоятельных фрагментов цифровых последовательностей (транзакций) с блочной (дейтаграммной) синхронизацией внутри транзакции, наполненной блоками различной длины.
Применяемые алгоритмы сжатия голоса при передаче по IP-сети довольно разнообразны. Некоторые практически не сжимают голос, оставляя его на уровне импульсно-кодовой модуляции (то есть 64 кбит/с), другие кодеки позволяют сжимать цифровой голосовой поток в 8 и более раз за счёт эффективных алгоритмов кодирования. Существует немало хороших свободных кодеков, использование которых не требует лицензирования. Для других же требуется достижения соответствующей лицензионной сертификации между производителем оборудования (ПО) и авторами метода сжатия.
Кодек
|
Полезная нагр пакета, байт
|
Скорость передачи,
(кбит/с)
|
Алгоритмическая
задержка, миллисекунд
|
Занимаемый поток (кбит/с)
|
IP-пакеты
|
Ethernet-фреймы
|
G.711
|
160
|
64
|
20
|
78
|
80
|
G.723.1 (6.3)
|
24
|
6,3
|
37,5
|
6,9
|
17,1
|
G.723.1 (5.3)
|
20
|
5,3
|
37,5
|
5,9
|
16
|
G.726-32
|
160
|
32
|
20
|
32,8
|
42,7
|
G.726-24
|
160
|
24
|
20
|
24,8
|
34,7
|
G.726-16
|
160
|
16
|
20
|
16,8
|
26,7
|
G.729 (8)
|
20
|
8
|
25
|
8,8
|
18,7
|
G.729 (6.4)
|
16
|
6,4
|
25
|
7,2
|
17,1
|
|
