CÁC HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN DỰA TRÊN H.323
Giới thiệu chung
H.323 là bộ giao thức do ITU-T định nghĩa, cung cấp các dịch vụ truyền thông đa phương tiện qua mạng chuyển mạch gói Được đề xuất bởi nhóm SG16 của ITU-T, H.323 được phát triển dựa trên bộ giao thức H.320, vốn dành cho hội nghị đa phương tiện trên nền tảng ISDN Vì vậy, H.323 có tính tương thích với H.320 nhưng hoạt động trên mạng chuyển mạch gói.
H.323 là một tiêu chuẩn phổ biến cho hội nghị đa phương tiện và thoại IP, bao gồm một tập hợp các giao thức như H.225 RAS, H.225 Q931, H.245, H.246 và H.450, mỗi giao thức đảm nhiệm các chức năng riêng biệt.
Các giao thức cơ bản của bộ giao thức H.323, cùng với RTP/RTCP, là những thành phần cần thiết để thực hiện cuộc gọi đa phương tiện thông thường.
- Giao thức H.225 RAS được sử dụng với Gatekeeper để thực hiện đăng ký và định tuyến cuộc gọi;
- Giao thức H.225 Q.931 được sử dụng để thiết lập một cuộc gọi;
- Giao thức H.245 được sử dụng để điều khiển thiết lập phiên đa phương tiện
Các thành phần chức năng của bộ giao thức H.323 cụ thể như sau:
- Các chức năng của giao thức H.225 RAS :
Chức năng đăng ký (Register) cho phép người dùng xác nhận sự tồn tại của mình trên mạng Khi người dùng muốn đăng nhập, chức năng này yêu cầu họ nhập tài khoản và mật khẩu để gửi bản tin H.225 RAS từ thiết bị của mình.
Chức năng điều khiển chấp nhận (Admission) cho phép người dùng quyết định việc trao đổi thông tin liên lạc, bao gồm thực hiện cuộc gọi trên mạng Bên cạnh đó, chức năng quản lý trạng thái (Status) giúp hiển thị tình trạng trực tuyến hoặc ngoại tuyến của người dùng.
Giao thức H.225 RAS sẽ được thực hiện trước các giao thức khác (trước khi thực hiện liên lạc)
- Chức năng của giao thức H.225 Q.931: thực hiện thiết lập và điều khiển cuộc gọi (báo hiệu cuộc gọi) gồm quá trình 3 pha (thiết lập, truyền và giải phóng)
Giao thức điều khiển phương tiện H.245 có chức năng quan trọng trong việc thực hiện trao đổi khả năng giữa các thiết bị đầu cuối, mở và đóng các kênh logic truyền dữ liệu, yêu cầu phương tiện thực hiện cuộc gọi, hỗ trợ gọi hội nghị và nhận dạng luồng đa phương tiện.
Cấu trúc của H.323 gồm các thành phần cơ bản sau:
Hình 1 Các thành phần cơ bản của mạng sử dụng H.323
- Các thiết bị đầu cuối H.323:
Các thiết bị đầu cuối H.323 cần phải hỗ trợ các chuẩn báo hiệu và thủ tục kết nối sau:
+ Chuẩn H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi;
+ Chuẩn H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông tin;
RAS được sử dụng để đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK, trong khi RTP/RTCP được áp dụng để truyền tải các gói tin đa phương tiện.
+ Các chuẩn mã hóa thoại
Gateway là thiết bị chuyển đổi tín hiệu và dữ liệu giữa mạng IP và các mạng khác, giúp các mạng sử dụng giao thức khác nhau có thể tương tác Cấu trúc của Gateway bao gồm ba thành phần chính: bộ điều khiển cổng đa phương tiện MGC (Media Gateway Controller), cổng đa phương tiện MG (Media Gateway) và cổng báo hiệu SG (Signalling Gateway).
Hình 2 Cấu tạo của Gateway
Các đặc tính cơ bản của một Gateway trong H.323 gồm có:
+ Một Gateway phải hỗ trợ các giao thức báo hiệu hoạt động trong mạng H.323 và mạng sử dụng chuyển mạch kênh;
Gateway H.323 cần hỗ trợ các tín hiệu điều khiển H.245 để trao đổi khả năng hoạt động giữa đầu cuối và Gateway, cũng như hỗ trợ tín hiệu cuộc gọi H.225 và RAS Đối với chuyển mạch kênh, Gateway phải tương thích với các giao thức trong mạng chuyển mạch kênh, chẳng hạn như SS7 được sử dụng trong PSTN.
Gatekeeper là thành phần trung tâm trong mạng H.323, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển cuộc gọi Mặc dù không bắt buộc, Gatekeeper cung cấp các dịch vụ thiết yếu như biên dịch địa chỉ, phân quyền và xác thực cho thiết bị đầu cuối và Gateway Ngoài ra, nó còn quản lý băng thông, thu thập số liệu và tính cước, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của mạng.
Hình 3 Chức năng của một Gatekeeper
- Khối điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit):
MCU là thành phần thiết yếu cho dịch vụ hội nghị đa điểm, yêu cầu ít nhất hai đầu cuối H.323 tham gia Mỗi đầu cuối cần thiết lập kết nối với MCU, có hai chức năng chính: điều khiển đa điểm và xử lý luồng dữ liệu Theo chuẩn H.323, MCU bao gồm bộ điều khiển đa điểm (MC) và bộ xử lý đa điểm (MP) MC là phần không thể thiếu, điều khiển hội nghị điểm-điểm hoặc đa điểm, trong khi MP là phần tử tùy chọn, thực hiện xử lý và chuyển đổi tín hiệu âm thanh, hình ảnh hoặc dữ liệu cho MC Tùy thuộc vào loại hội nghị, MP có thể xử lý một hoặc nhiều chuỗi tín hiệu.
Các kênh thông tin báo hiệu cần phải có trong H.323:
Hình 4 Mô hình kết nối báo hiệu trong H.323
Trong H.323, việc kết nối với Gatekeeper chỉ cần sử dụng H.225 RAS, trong khi H.225 Q.931 và H.245 được trao đổi trực tiếp giữa hai thiết bị đầu cuối Do đó, khi thực hiện cuộc gọi trong H.323, có hai mô hình: mô hình định tuyến qua Gatekeeper và mô hình trao đổi trực tiếp giữa hai thiết bị đầu cuối, nếu chúng đã biết địa chỉ IP của nhau Một cuộc gọi thông thường sử dụng H.323 sẽ áp dụng hai giao thức H.225 Q.931 và H.245, và nếu có sự tham gia của Gatekeeper, cần thêm H.225 RAS.
1.1.2 Sự phát triển của chuẩn H.323
H.323 phiên bản đầu tiên, được triển khai từ tháng 5 năm 1995 và phê chuẩn vào tháng 6 năm 1996, gặp nhiều lỗi, đặc biệt là vấn đề kết nối âm thanh chậm, khiến người dùng gần như không nghe thấy gì trong vài giây đầu cuộc gọi Phiên bản này tập trung vào môi trường mạng cục bộ (LAN) nhưng thiếu cơ chế bảo mật Dù vậy, H.323v1 vẫn thành công nhờ sự ra đời sớm của phần mềm viễn thông NetMeeting của Microsoft Tuy nhiên, tính linh hoạt trong việc thêm thiết bị đầu cuối đã gây ra vấn đề về khả năng tương tác.
Hiện nay, các vấn đề liên quan đến H.323 như độ trễ và khả năng tương tác vẫn được nhắc đến trong nhiều triển lãm thương mại Tuy nhiên, những phàn nàn này thường xuất phát từ sự hiểu lầm, vì các phiên bản H.323 gần đây đã giải quyết hiệu quả những vấn đề này.
H.323v2, được phê chuẩn vào tháng 2 năm 1998, đã khắc phục các vấn đề lớn của H.323v1, đặc biệt là loại bỏ hoàn toàn độ trễ âm thanh khi kết nối điểm thông qua thủ tục kết nối nhanh Phiên bản này cũng mở rộng khả năng bảo mật với các thủ tục được xác định trong tiêu chuẩn H.235, nhấn mạnh tính cần thiết của xác thực, tính toàn vẹn, tính chấp thuận và tính riêng tư Những cải tiến này đã làm cho H.323 trở nên phù hợp cho việc triển khai trên diện rộng.
Tiến trình thiết lập cuộc gọi qua H.323
1.2.1 Cuộc gọi thoại đơn giản từ đầu cuối A đến đầu cuối B
1.2.1.1 Pha 1: Khởi tạo cuộc gọi
H.323 sử dụng một phần của giao thức Q.931 trong mạng ISDN để thực hiện việc báo hiệu và điều khiển cuộc gọi Các thông điệp này là thiết yếu trong H.323 và cần được tất cả các thiết bị đầu cuối hỗ trợ.
Các bản tin như CALL PROCEEDING, STATUS và STATUS INQUIRY là tùy chọn Hỗ trợ cho bản tin PROGRESS Q.931 đã được tích hợp vào H.323v2 nhằm kết nối các luồng cuộc gọi với PSTN, đặc biệt khi PSTN thông báo về sự hiện diện hoặc vắng mặt của phương tiện trong băng tần trước khi thực hiện kết nối.
Các dịch vụ bổ sung chỉ hỗ trợ bản tin FACILITY, trong khi các dịch vụ như HOLD, RETRIEVE và SUSPEND bị cấm và đã được thay thế bằng H.450 tương đương Ngoài ra, các bản tin ISDN RELEASE và DISCONNECT cũng không được hỗ trợ trong H.323.
Khi John đăng nhập trên thiết bị đầu cuối A và muốn gọi cho Mark qua địa chỉ IP 10.2.3.4, đầu cuối A sẽ gửi một bản tin SETUP đến đầu cuối B qua cổng CallSignalingChannel bằng kết nối TCP Bản tin này tuân theo định nghĩa trong H.225.0 và bao gồm các trường được mượn từ Q.931.
Hình 5 Thiết lập cuộc gọi tới một địa chỉ IP đã biết Bản tin CONNECT trả về địa chỉ truyền tải cho báo hiệu H.245
1.2.1.2 Pha 2: Thiết lập kênh điều khiển
1.2.1.2.1 Thiết lập khả năng trao đổi
Các thông điệp liên quan đến việc trao đổi khả năng và điều khiển phương tiện được truyền qua kết nối TCP thứ hai, mà người gọi thiết lập đến một cổng động trên thiết bị của người nhận.
Người gọi mở kênh điều khiển H.245 ngay sau khi nhận bản tin ALERTING, CALL PROCEEDING hoặc CONNECT, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể Kênh này sử dụng kết nối TCP và phải được duy trì trong suốt cuộc gọi Nếu người gọi đã chỉ định địa chỉ truyền tải H.245 trong bản tin SETUP, kênh cũng có thể được thiết lập từ trước Kênh điều khiển H.245 là duy nhất cho mỗi cuộc gọi giữa hai thiết bị đầu cuối, bất kể có bao nhiêu luồng phương tiện liên quan đến âm thanh, video hay dữ liệu Kênh này còn được gọi là kênh logic 0.
Thông điệp đầu tiên được gửi qua kênh điều khiển là TerminalCapabilitySet mang các phần tử thông tin sau:
Terminal B : Mark Alias:Mark@domain2.com
H.225: SETUP Call reference: 10 Call identifier: 45442345 H.323 ID of A: John@domain1.com Source type: PC
CallType: Point to point DestinationAddress: Mark@domain2.com
H.225: CONNECT Call reference: 10 Call identifier: 45442345 EndPointType: PC H.245 address (Ex: 10.2.3.4:8741)
Hình 6 Thiết lập khả năng trao đổi qua kênh H.245 bằng cách sử dụng các bản tin TerminalCapabilitySet
Khái niệm chủ tớ rất quan trọng trong các cuộc hội thoại khi hai thiết bị đầu cuối có thể thực hiện cùng một chức năng, cho phép chọn lựa thiết bị hoạt động, như trong trường hợp MC khi mở kênh hai chiều Theo tiêu chuẩn H.235, thiết bị chính có trách nhiệm phân phối các khóa mã hóa cho các kênh đa phương tiện tới các thiết bị đầu cuối khác.
1.2.1.3 Pha 3: Mở kênh phương tiện
Thiết bị đầu cuối A và B cần mở các kênh phương tiện cho âm thanh, video và dữ liệu Dữ liệu phương tiện được số hóa sẽ được truyền qua các kênh logic Để thiết lập kênh logic âm thanh tới B, A phải gửi bản tin OpenLogicalChannel, trong đó có số hiệu để xác định kênh logic Đối với âm thanh và video, dữ liệu sẽ được truyền qua RTP, và bản tin OpenLogicalChannel cũng sẽ chỉ định địa chỉ UDP cùng cổng mà đầu cuối B sẽ gửi các báo cáo RTCP.
Đầu cuối B gửi bản tin OpenLogicalChannelAck cho kênh logic đã mở khi sẵn sàng nhận dữ liệu từ đầu cuối A, bao gồm địa chỉ IP và số cổng UDP để nhận dữ liệu RTP cũng như cổng UDP để nhận báo cáo người gửi RTCP Đồng thời, B cũng thực hiện việc mở kênh logic tới A theo quy trình tương tự.
Bây giờ, John và Mark có thể giao tiếp và gặp nhau nếu họ đã mở các kênh video logic Dữ liệu phương tiện được truyền tải dưới dạng gói RTP.
H.323 yêu cầu sử dụng một cặp cổng RTP/RTCP cho mỗi phiên, cho phép ba phiên chính giữa các thiết bị đầu cuối H.323: âm thanh, video và dữ liệu Tiêu chuẩn không hạn chế việc mở thêm các phiên họp Đối với mỗi phiên, chỉ nên sử dụng một cổng RTCP; nếu có nhiều luồng RTP từ A đến B và từ B đến A, cả hai luồng sẽ sử dụng cùng một cổng UDP cho báo cáo người gửi và nhận RTCP.
Hình 8 Các luồng RTP, thông báo phía thu đã kết hợp RTCP và các bản tin báo cáo phía phát
1.2.1.5 Pha 5: Giải phóng cuộc gọi
Khi chủ gọi đặt máy, đầu cuối A sẽ gửi bản tin đóng kênh logic cho tất cả các kênh phương tiện đã mở Đầu cuối B nhận bản tin và gửi xác nhận ACK Sau khi các kênh logic đã được đóng, đầu cuối A gửi bản tin kết thúc phiên gọi H.245 và chờ nhận bản tin tương tự từ đầu cuối B để đóng kênh điều khiển H.245 Cuối cùng, cả hai đầu cuối A và B gửi bản tin H.225 hoàn thành giải phóng trên kênh báo hiệu cuộc gọi và đóng kênh H.225.
1.2.2 Thực hiện cuộc gọi công cộng từ Internet sử dụng Gatekeeper
Trong ví dụ đơn giản, Mark đã thực hiện cuộc gọi trực tiếp tới John qua địa chỉ IP 10.2.3.4 Mặc dù tình huống này giúp minh họa những nguyên tắc cơ bản của H.323, nhưng nó lại ít khi xảy ra trong thực tế.
Mark muốn gọi cho bà của mình, người chỉ sử dụng điện thoại thông thường và không biết gì về địa chỉ IP Ví dụ này minh họa sự cần thiết của một thực thể H.323 mới, gọi là Gatekeeper.
H.323v2 đã xác định rõ vai trò của Gatekeeper, công nhận rằng Gatekeeper chịu trách nhiệm cho hầu hết các dịch vụ dựa trên mạng Các dịch vụ này bao gồm đăng ký, cho phép nhận diện người dùng đang đăng nhập và khả năng liên lạc qua thiết bị đầu cuối cụ thể, thường được gọi là sự hiện diện Ngoài ra, Gatekeeper còn thực hiện kiểm tra quyền truy cập tài nguyên và trạng thái, theo dõi tính khả dụng của điện thoại liên quan đến các tài nguyên mạng như cổng và thiết bị đầu cuối.
Thiết lập hội nghị với H.323
1.3.1 Cầu nối hội nghị MCU, các thành phần MC và MP
Trong bất kỳ hội nghị nào, có hai chức năng riêng biệt, trong đó chức năng kiểm soát quyết định ai được tham gia và cách thức giới thiệu những người mới Chức năng này cũng quy định cách các tham gia viên đồng bộ hóa và ai được phép phát sóng phương tiện Trong giao thức H.323, vai trò này được thực hiện bởi bộ điều khiển đa điểm (MC).
Trong hội nghị âm thanh, khi nhiều người tham gia nói chuyện, âm thanh có thể được phát đa hướng, cho phép các thiết bị đầu cuối tự trộn các luồng phương tiện riêng lẻ Tuy nhiên, nhiều thiết bị đầu cuối có khả năng hạn chế trong việc phát đa hướng, đặc biệt là với video Khi không thể sử dụng phát đa hướng, một thực thể trong mạng sẽ cần thực hiện việc trộn hoặc chuyển đổi các luồng phương tiện và chỉ gửi luồng đã xử lý tới từng thiết bị đầu cuối Đối với video, luồng có thể là hình ảnh từ người nói cuối cùng, trong khi với âm thanh, mỗi thiết bị sẽ nhận được một luồng đã được bổ sung từ những người nói khác trong hội nghị Trong H.323, chức năng này được gọi là bộ xử lý đa điểm (MP).
Một thiết bị đầu cuối hoặc Gateway có đủ tài nguyên có khả năng hoạt động như một MC và thực hiện một số phương tiện trộn cục bộ Tuy nhiên, chức năng MC trong thiết bị đầu cuối hoặc gateway không thể được gọi trực tiếp, mà sẽ được tích hợp vào cuộc gọi khi nó trở thành đa bên.
Hội nghị tập trung là hình thức hội nghị mà trong đó một nghị sĩ trung tâm chịu trách nhiệm trộn hoặc chuyển đổi tất cả các luồng phương tiện cho các thiết bị đầu cuối tham gia Ngược lại, khi mỗi thiết bị đầu cuối gửi luồng phương tiện của mình đến tất cả các thiết bị đầu cuối khác, quá trình này được gọi là hội nghị phi tập trung, có thể diễn ra theo hình thức đa hướng hoặc đa đơn hướng.
1.3.2 Tạo và tham gia vào hội nghị
1.3.2.1 Sử dụng trực tiếp khối điều khiển đa điểm
1.3.2.1.1 Mời những người tham dự mới
Sau khi thiết bị đầu cuối tham gia hội nghị, nó có thể mời thiết bị đầu cuối khác (ví dụ: thiết bị đầu cuối C) bằng cách gửi bản tin CÀI ĐẶT tới MC với thông tin về CRV mới, CID của hội nghị và các thông số liên quan Mục tiêu hội nghị là để mời thiết bị đầu cuối C, và địa chỉ báo hiệu cuộc gọi đích phải là địa chỉ của thiết bị đầu cuối C Khi nhận được bản tin, MCU sẽ gửi bản tin CÀI ĐẶT tới thiết bị đầu cuối C, yêu cầu thiết bị này chấp nhận bằng cách gửi tin nhắn CONNECT Sau khi thiết lập kênh điều khiển H.245, MC sẽ trao đổi TerminalCapabilitySets và thông báo rằng nó là MC hoạt động MC cũng sẽ gửi tin nhắn Multipoint Conference đến tất cả các thiết bị đầu cuối mời và được mời Nếu có thiết bị đầu cuối khác trong cuộc gọi, MCU sẽ gửi yêu cầu gia nhập và thông báo H.245 cho họ Để đảm bảo tính tương thích, MCU sẽ gửi bản tin cationModeCommand tới tất cả các thiết bị đầu cuối, chỉ định tập hợp truyền mới Các kênh truyền thông không phù hợp sẽ bị đóng lại, và MC có thể bắt đầu gửi thông điệp OpenLogicalChannel đến các điểm cuối, yêu cầu họ gửi bản tin openLogicalChannel trở lại.
Hình 15 Mời những người tham dự vào trong hội nghị được điều khiển bởi
MCU có khả năng tự khởi tạo lời mời, đặc biệt khi lời mời không được phát đi từ thiết bị H.323 mà từ giao diện Web của MCU Mô hình này rất phổ biến trong các sản phẩm thương mại H.323, vì nó không cần hỗ trợ cho bất kỳ luồng cuộc gọi H.323 cụ thể nào trên các điểm cuối tham gia.
1.3.2.1.2 Tham gia một hội nghị đang diễn ra
Một thiết bị đầu cuối có thể tham gia hội nghị hiện có bằng cách gửi bản tin CÀI ĐẶT đến MCU với CID và conferenceGoal- join Nếu chỉ biết bí danh hội nghị, thiết bị cần cung cấp bí danh của mình và đặt CID ở mức 0 Hầu hết các MCU thương mại sử dụng mô hình đơn giản, trong đó tất cả người tham dự gọi cùng một số sẽ được kết nối vào cùng một hội nghị Để đảm bảo an toàn cho cuộc hội nghị và ngăn người dùng ngẫu nhiên kết nối trực tiếp, cuộc gọi có thể được định tuyến qua gatekeeper, giúp xác định nhanh chóng quyền tham gia và có thể đổi số của bên gọi thành số của hội nghị.
1.3.2.1.3 Duyệt qua các hội nghị hiện có
MCU có khả năng cung cấp danh sách các hội nghị hiện có cho thiết bị đầu cuối thông qua việc gửi bản tin conferenceListChoice H.245 Bên cạnh đó, nhiều MCU thương mại cũng sử dụng giao diện quản trị viên dựa trên Web để dễ dàng duyệt các hội nghị đang diễn ra.
Trong nhiều trường hợp, thiết bị đầu cuối chỉ biết tên hội nghị mà họ muốn tham gia, do đó ARQ ban đầu chỉ chứa tên hội nghị trong tham số thông tin đích Tham số CID được đặt thành 0, có nghĩa là không xác định, trong khi CallIdentifier phải do người gọi thiết lập như bình thường Gatekeeper sẽ trả về địa chỉ truyền tải Q.931 tại điểm cuối chứa MC trong ACF Về lý thuyết, sau khi người gọi biết giá trị chính xác của CID, họ cần thông báo cho gatekeeper bằng bản tin IRR RAS; tuy nhiên, thực tế cho thấy rất ít điểm cuối thực hiện việc này.
Hội nghị với số lượng lớn người tham gia thường được tổ chức với một ban quản trị nhỏ và một lượng lớn khán giả thụ động H.332, được gọi là hội nghị kết hợp lỏng lẻo, cho phép mở rộng quy mô đến hàng nghìn người tham gia H.332 kết hợp nhiều giao thức thông thường và RTP/RTCP đa hướng cho người nghe thụ động Người nghe cần biết codec sử dụng và các thông tin khác qua cú pháp SDP Một giao thức mới loại SDP (a = type: H332) được xác định để nhận diện hội nghị H.332 Thông tin có thể được truyền đạt qua Thông báo phiên giao thức (SAP) hoặc qua email Do số lượng lớn người tham gia, cần duy trì ổn định codec, và nếu có thay đổi, một thông báo SDP mới phải được tạo Việc thông báo này có thể mất thời gian, khiến nhiều người nghe RTP bỏ lỡ thông tin Để tham gia, người nghe cần có khả năng H.323 và biết địa chỉ của MC trong SDP.
Bảng điều khiển cần nắm rõ địa chỉ gọi của các thiết bị đầu cuối để mời họ tham gia hội nghị Điều này khả thi nhờ vào việc người tham gia hội nghị định kỳ gửi các thông tin như tên qua địa chỉ email dưới dạng gói RTCP SDES Một phần tử thông tin mới, mục RTCP SDES ‘H323-CADDR’, được sử dụng để truyền tải địa chỉ có thể gọi H.323 của thiết bị đầu cuối.
Băng thông dành riêng cho RTCP có lưu lượng truy cập hạn chế, nên cần thời gian để xây dựng danh sách người nghe đầy đủ Do đó, người nghe chỉ có thể thực hiện cuộc gọi sau khi đã tham gia hội nghị.
Tối ưu hóa và cải thiện H.323
1.4.1.1 Thời gian thiết lập cuộc gọi
Một trong những nhược điểm lớn của bộ giao thức H.323 trong phiên bản đầu là thời gian thiết lập các kênh phương tiện cho cuộc gọi mới Vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn do các kênh Q.931 và H.245 sử dụng kết nối TCP, yêu cầu một quy trình xoay vòng để đồng bộ hóa các dãy số tuần tự của cửa sổ TCP Trong môi trường mạng WAN, mỗi quy trình này có thể mất tới 0,1 giây, dẫn đến trễ không mong muốn khi thiết lập kết nối, đặc biệt là trong mô hình định tuyến cuộc gọi qua Gatekeeper, nơi cần thiết lập kết nối TCP giữa mỗi Gatekeeper.
Hình 16 Bắt tay ba bước trong kết nối TCP
1.4.1.2 Lời nhắc kết nối mạng
Sau khi H.323v1 được chuẩn hóa, các chuyên gia mạng phát hiện ra rằng trong mạng chuyển mạch, có thể xảy ra trường hợp một bản tin được gửi tới người gọi trước khi mạng nhận được kết nối Điều này dẫn đến việc việc gửi một bản tin thoại tới bên gọi trước khi thiết lập kênh phương tiện là không khả thi.
Thủ tục tiền H.245 được áp dụng khi một bản tin thiết lập H.323 chứa địa chỉ H.245, cho phép bên bị gọi kết nối ngay lập tức với kênh H.245 Nếu bên gọi không cung cấp địa chỉ H.245, bên bị gọi sẽ tự đề xuất địa chỉ của mình trong bản tin điều khiển cuộc gọi trước khi gửi bản tin kết nối Thủ tục này giúp khởi động H.245 nhanh chóng trong cuộc gọi, thậm chí trước khi H.245 thực sự kết nối Trong nhiều trường hợp, nếu cuộc gọi không được kết nối ngay lập tức, độ trễ do trao đổi đa bản tin H.245 sẽ không xảy ra Đây là một thủ tục quan trọng và nên được xem là tiêu chuẩn cho việc lựa chọn thiết bị H.323.
1.4.3 Thủ tục kết nối nhanh
Thủ tục kết nối nhanh được giới thiệu trong H.323v2 cho phép thiết lập các kênh phương tiện một chiều hoặc hai chiều ngay sau bản tin THIẾT LẬP của Q.931, giúp giảm độ trễ trong kết nối trạm cho đường dẫn thoại Tuy nhiên, sự hữu ích của thủ tục này vẫn còn đang được đặt dấu hỏi, bởi vì thủ tục tiền H.245 cũng có khả năng giải quyết các vấn đề tương tự Trong giai đoạn đầu triển khai H.323, khi còn nhiều bối rối về phương pháp tối ưu để xử lý vấn đề độ trễ, mọi giải pháp khả thi đều được chào đón.
Thủ tục kết nối nhanh có ưu điểm nổi bật là loại bỏ độ trễ âm thanh trong kết nối, bao gồm cả cuộc gọi khẩn cấp Tuy nhiên, so với thủ tục tiền H.245, nó cũng tồn tại nhiều nhược điểm, đặc biệt là việc không cung cấp tính năng điều khiển cuộc gọi cho bên thứ ba trước phiên bản H.323v5.
Bằng cách chỉ hỗ trợ chế độ kết nối nhanh H.323, các nhà phát triển có thể tránh việc tích hợp H.245 vào các thiết bị đơn giản như điện thoại IP Tuy nhiên, nhiều khả năng của H.323 đến từ các tính năng điều khiển cuộc họp và cuộc gọi cho bên thứ ba, mà chỉ H.245 mới cho phép Do đó, các đầu cuối đơn giản của H.323 sẽ không thể tham gia vào bất kỳ hội nghị nào nếu thiếu H.245.
Hiện nay, hầu hết các thiết bị H.323 sử dụng hai kết nối TCP riêng biệt cho mỗi cuộc gọi: một cho các bản tin Q.931 (như THIẾT LẬP, CẢNH BÁO, KẾT NỐI) và một cho các bản tin H.245 (như Mở Kênh Lôgic, Cài đặt Khả năng Đầu cuối) Điều này có thể gây khó khăn cho một số Gatekeeper hoặc Gateway bổ sung, đặc biệt là những thiết bị không được thiết kế phân loại hoặc hoạt động trên các hệ thống quản lý với giới hạn kết nối TCP thấp.
Phiên bản H.323v2 giới thiệu việc sử dụng một kết nối TCP duy nhất để tổng hợp các bản tin H.245 vào trong các bản tin Q.931, được gọi là tạo hầm H.245.
Khi sử dụng giao thức H.245, cần duy trì kênh Q.931 mở trong suốt cuộc gọi Nếu có bản tin H.245 cần gửi khi không có bản tin Q.931 nào chờ gửi, bản tin H.245 sẽ được tổng hợp vào bản tin Q.931 FACILITY.
Hình 17 Sử dụng bản tin FACILITY cho Tạo hầm H.245
1.4.5 Trở lại với hoạt động bình thường
Trong một số trường hợp, đầu cuối sử dụng Kết nối nhanh hoặc Tạo hầm H.245 cần thiết lập một kênh điều khiển H.245 riêng biệt trong cuộc gọi đã được thiết lập Điều này xảy ra khi đầu cuối muốn mở thêm một kênh phương tiện mới Để thực hiện điều này, thiết bị đầu cuối sẽ gửi một bản tin facility đến đầu cuối kia, thể hiện mong muốn thiết lập kênh H.245 và đề xuất một địa chỉ di chuyển Đầu cuối nhận được bản tin này cần thiết lập kết nối TCP mới cho kênh H.245 theo địa chỉ di chuyển đã được cung cấp Sau khi kết nối mới được thiết lập, các đầu cuối sẽ ngừng sử dụng hầm H.245.
1.4.6 Sử dụng RAS đúng cách và chỉ sử dụng khi được yêu cầu Đa phần các hướng dẫn trên H.323 đều giới thiệu mô hình cuộc gọi trực tiếp sử dụng RAS ngay từ lúc đầu Việc này làm cho mọi người tin rằng bản tin RAS là cần thiết nhất Tuy nhiên là không phải lúc nào cũng như vậy, nhất là khi sử dụng các gatekeeper ở chế độ định tuyến Việc hiểu chính xác vai trò của bản tin RAS và khi nào RAS không cần thiết là rất quan trọng.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO CỦA H.323 CHO ỨNG DỤNG ĐA PHƯƠNG TIỆN
Bảo mật H.323
2.1.1 Các trường hợp triển khai điển hình
Thử nghiệm mạng điện thoại dựa trên công nghệ IP là một quá trình đơn giản, nhưng thiết kế mạng VoIP phân cấp và đảm bảo tính bảo mật, khả năng mở rộng trong môi trường đa dạng thiết bị và mạng lại gặp nhiều thách thức Vấn đề bảo mật và xác thực luôn hiện hữu khi mạng lõi VoIP kết nối với các mạng IP hoặc thiết bị VoIP không đáng tin cậy.
Các trường hợp triển khai điển hình, chẳng hạn như kết nối giữa các phần tử hoặc mạng dân dụng mức 5, có thể được áp dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến bảo mật và xác thực.
H.235 cung cấp tính riêng tư và xác thực cho các cuộc gọi sử dụng H.323 và H.245, đặc biệt trên mạng Internet, nơi mà nhiều người cho rằng bảo mật kém hơn mạng điện thoại truyền thống Mặc dù không có H.235, việc nghe lén cuộc gọi H.323 vẫn khó khăn hơn so với điện thoại thông thường, đòi hỏi công cụ phát hiện mạng tinh vi và truy cập vào các gói IP cùng với thuật toán mã hóa Việc chặn cuộc gọi IP hợp pháp phức tạp hơn nhiều so với mạng điện thoại truyền thống H.235 có thể được nâng cấp bảo mật ở nhiều cấp độ, khiến việc nghe lén các cuộc hội thoại được bảo vệ gần như bất khả thi, ngay cả khi có quyền truy cập vào mạng IP Trong hầu hết các trường hợp, H.235 được sử dụng chủ yếu để ngăn chặn việc giả mạo danh tính người dùng, và mức độ bảo mật mà chuẩn H.323 cung cấp được coi là đủ đáp ứng yêu cầu so với các mạng TDM hoặc các mạng tốt hơn.
Các dịch vụ phụ trợ
2.2.1 Các dịch vụ phụ trợ sử dụng H.450
Phiên bản H.323v2 đã giới thiệu nhiều chuẩn H.450 mới, đóng vai trò là dịch vụ phụ trợ cho H.323 H.450 được thiết kế cho việc lắp đặt riêng tư và cần được sử dụng cẩn thận trên các mạng công cộng, vì chỉ một số dịch vụ H.450 có thể triển khai hiệu quả trong môi trường này.
H.450.1 xác định cấu trúc chung cho việc trao đổi các lệnh dịch vụ phụ trợ và phản hồi liên quan, đảm bảo tính hiệu quả trong việc sử dụng các dịch vụ này.
+ H.450.2 định nghĩa thủ tục truyền tải cuộc gọi
+ H.450.3 định nghĩa các thủ tục chuyển tiếp cuộc gọi
Phiên bản H.323v3 đã bổ sung một số dịch vụ mới, trong đó nổi bật là dịch vụ duy trì cuộc gọi (H.450.4), dịch vụ chuyển cuộc gọi (H.450.5), dịch vụ nhận cuộc gọi nội bộ (H.450.5), dịch vụ chờ cuộc gọi (H.450.6) và dịch vụ ngụ ý chờ lời nhắn (MWI, H.450.7) Hiện nay, trong số các dịch vụ này, chỉ có dịch vụ MWI (H.450.7) được hỗ trợ rộng rãi bởi các điện thoại IP và Gateway dân dụng.
Phiên bản H.323v4 đã mở rộng loạt chuẩn H.450 với các dịch vụ mới, bao gồm H.450.8 (Dịch vụ nhận dạng tên), H.450.9 (Dịch vụ hoàn tất cuộc gọi), H.450.10 (Dịch vụ đề xuất cuộc gọi) và H.450.11 (Dịch vụ gián đoạn cuộc gọi).
2.2.2 Cách sử dụng dịch vụ phụ trợ H.450 hợp lý, sự định hướng trong tương lai cho việc sử dụng các dịch vụ phụ trợ
Vấn đề bảo mật, bao gồm định tuyến cuộc gọi và các khía cạnh tài chính, đã dẫn đến việc chỉ có một số chuẩn H.450 được triển khai trong mạng công cộng.
H.450 có thể được bổ sung để cung cấp dịch vụ phụ trợ cho điện thoại trong lĩnh vực kinh doanh thương mại, nhưng sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh mạnh mẽ từ MGCP Với khả năng mở rộng quy mô mới, MGCP hiện có thể kiểm soát hầu hết các thiết bị Nhiều tính năng của IP-PBX và dịch vụ Centrex đã có sẵn trong MGCP, vượt xa khả năng của H.450 Do đó, triển vọng của H.450 trong thị trường điện thoại kinh doanh thương mại là rất hạn chế.
Các hoạt động trong tương lai trên H.323
H.323 hiện đang xử lý hàng tỷ phút cuộc gọi VoIP mỗi năm Hầu hết các mạng hiện tại đang sử dụng phiên bản H.323v2, cùng với một số mở rộng từ phiên bản 3.
4 Phiên bản hiện tại của H.323 nhận được những lợi ích từ những thử nghiệm được tích lũy bởi những đại lý VoIP trong hàng trăm mạng VoIP Tuy vậy, mạng điện thoại phức tạp hơn rất nhiều so với những gì đã được dự đoán từ thời kì đầu của thoại IP H.323 ngoài những gì đã kinh nghiệm đã có thì vẫn cần phải cải thiện và mở rộng để bao phủ những luồng cuộc gọi đặc trưng đã được tìm thấy trong mạng PSTN
Mặc dù vẫn cần cải tiến, H.323 cùng với MGCP và các giao thức tiên tiến khác vẫn đóng vai trò quan trọng trong các hội nghị truyền hình Nhiều hãng vận tải tiếp tục tận dụng VoIP và H.323 để ngăn chặn buôn bán quốc tế bất hợp pháp Các mạng H.323 cấp 4 đang được phát triển, bao gồm cả các mạng dân dụng cấp 5 phức tạp do nhiều đại lý cung cấp, phục vụ hàng triệu người dùng và cung cấp các tính năng điều khiển giám sát như cuộc gọi khẩn cấp, tần suất số cục bộ và chặn cuộc gọi hợp pháp.
Chuẩn H.323 đã được áp dụng trong không gian 3G, với H.324-M được sử dụng để thiết lập hội nghị truyền hình cho các thiết bị cầm tay 3G, kết hợp với H.245 để điều khiển phiên Mặc dù H.323 thường được coi là một giao thức di sản không còn tương lai, nhưng nó vẫn duy trì sức hút mạnh mẽ, đặc biệt trong các ứng dụng video.
