Цель: изчение методики тестирования сетевого соединения с помощью утилиты Ping; трассировки маршрута к удаленному серверу с помощью утилиты Tracert, трассировки маршрута к удаленному серверу, используя веб-интерфейс и программные средства, сравнение полученных результатов.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

• Утилита ping

Ping (Packet InterNet Grouper) — это системная программа, предназначенная для проверки соединений в сетях на основе TCP/IP. Она отправляет Echo-Request запросы протокола ICMP указанному узлу сети и фиксирует поступающие ответы (ICMP Echo-Reply). Время между отправкой запроса и получением ответа (RTT, Round Trip Time) позволяет определять двусторонние задержки (RTT) по маршруту и частоту потери пакетов. Что позволяет косвенно определять загруженность каналов передачи данных и промежуточных устройств. Полное отсутствие ICMP-ответов может также означать, что удалённый узел (или какой-либо из промежуточных маршрутизаторов) блокирует ICMP Echo-Reply или игнорирует ICMP Echo-Request.

Синтаксис:

ping –параметры конечное_имя

Конечное имя – это доменное имя или IP-адрес хоста

Ping можно использовать для тестирования как имени хоста (DNS или NetBIOS), так и его IP-адреса

Пример:

Утилита Traceroute

Traceroute (сокращенно tracert) — это служебная программа, предназначенная для определения маршрутов следования пакетов в сетях TCP/IP. Работа traceroute основана на протоколе ICMP.

Traceroute выполняет отправку пакетов указанному узлу сети, отображая при этом сведения о всех промежуточных маршрутизаторах, через которые прошли пакеты на пути к целевому узлу. В случае проблем при доставке пакетов до какого-либо узла программа traceroute позволяет определить, на каком именно участке сети возникли неполадки.

Синтаксис:

tracert –параметры конечное_имя

Конечное имя – это доменное имя или IP-адрес хоста

Пример:

 

 

Веб-инструменты и программные средства

Другие инструменты, такие как VisualRouteTM, являются программами, которые предоставляют дополнительную информацию. VisualRoute использует доступную информацию в Интернете для графического отображения маршрута.

Лабораторная работа предполагает установку VisualRoute. Вы можете скачать программу по ссылке:

http://www.visualroute.com/download.html

Используя подключение к Интернету, необходимо провести три способа трассировки для изучения пути к сети назначения.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Тестирование подключения к сети с помощью команды ping

Шаг 1: Определить, является ли удаленный сервер доступным.

Для отслеживания маршрута к удаленной сети, используемый ПК должен иметь подключение к сети Интернет.

1. На компьютере, щелкните значок Пуск, введите CMD в поле «Найти программы и файлы», а затем нажмите Enter.

1. В командной строке введите команду ping www.cisco.com.

В первой строке полученных данных отображается полное доменное имя (FQDN) e144.dscb.akamaiedge.net. За этим следует IP адрес 23.1.48.170. Cisco имеет один и тот же веб-контент на разных серверах по всему миру (зеркальные сервера). Поэтому, в зависимости от того, где вы находитесь географически, полное доменное имя и IP-адрес будут отличаться.

Из этой части данных:

Четыре ping были отправлены и получены ответы от каждого. Соответственно потери пакетов составили 0%. В среднем, пакетам потребовалось 54 мс (54 миллисекунд) для того, чтобы пересечь сети.

Потоковое видео и онлайн-игры являются приложениями, критичными к потере пакетов или медленному подключению к сети. Для более точного определения характеристик подключения к Интернету следует отправить 100 ping (по умолчанию передается 4 эхо-пакета).

Вот как это сделать:

Так выглядит ответ:

Статистика Ping для 23.45.0.170:

Пакетов:  послано = 100, получено = 100, потеряно = 0 (0% потерь)

Приблизительное время передачи и приема:

Наименьшее = 46мс, наибольшее = 53мс, среднее = 49мс

С помощью команды ping проверьте адреса из Регионального Интернет Реестра (организация, занимающаяся вопросами адресации и маршрутизации в сети Internet) для каждого из них отметьте время отклика. Определите IP-адреса узлов. Как более точно определить время отлика?

 

Для Африки

C:\> ping www.afrinic.net

Для Австралии:

C:\> ping www.apnic.net

Для Европы:

C:\> ping www.ripe.net

Для Южной Америки:

C:\> ping lacnic.net

Все эти ping были запущены с компьютера, расположенного в США. Что происходит со средним временем ping в миллисекундах, когда данные, передаются в пределах одного континента (например, Северная Америка) по сравнению с данными из Северной Америки, передающимися по разным континентам? Что в примере означают результаты ping, которые были направлены на Европейский веб-сайт?

 

Определение маршрута следования к удаленному серверу, используя команду Tracert

Шаг 1: Определите, маршрут интернет-трафика к удаленному серверу.

Теперь, когда основные исследования проведены с помощью команды ping, рассмотрим более внимательно каждый сегмент следуемой сети. Для этого используется команда tracert. Введите в командной строке: tracert www.cisco.com.

Сохраните результаты в текстовый файл следующим образом:

1) Щелкните правой кнопкой мыши на строку заголовка окна командной строки и выберите Правка > Выделить все.

2) Щелкните правой кнопкой мыши на строку заголовка окна командной строки снова и выберите Edit > Copy.

3) Откройте  Блокнот.

4) Чтобы вставить в Блокнот выберите Правка > Вставить.

5) Выберите Файл > Сохранить как и сохраните файл Блокнота на ваш рабочий стол в качестве tracert1.txt.

Выполните TRACERT для каждого веб-сайта Регионального Интернет Реестра и сохраните полученные данные в последовательно пронумерованных файлах.

Интерпретация результатов

Первая часть информации, расположенная с левой стороны показывает номер хопа (прыжка). Команда TRACERT способна давать информацию о том, сколько прыжков запросу пришлось сделать, чтобы достичь удаленного узла. Если вы посмотрите на данные выше, вы увидите, что последняя цифра в левом ряду будет 8. Это означает, что запросу потребовалось выполнить 8 прыжков, чтобы достичь указанного узла.

Следующие три части информации в каждой строке отображают количество времени, которое потребовалось, чтобы достичь маршрутизатора или узла, на который ссылается конкретная строка. Если вы просмотрите список, то заметите, что время соединения, как правило, увеличивается с каждым прыжком. В каждой строке отображаются три различных временных промежутка для каждого прыжка, т.е. длительность времени, необходимая запросу, измеряется три раза.

Последняя часть информации, отображаемая в каждом ряду — это данные о маршрутизаторе или узле, который ответил на ICMP запрос. TRACERT будет определять каждый узел или маршрутизатор по названию, когда это возможно, но вы не всегда будете получать полное разрешение имени. Например, если посмотреть на вышеприведенные результаты, видно, что часть маршрутизаторов определена по названию, а часть — нет. Это, как правило, не является проблемой.

Анализируя результаты трассировки, можно заметить, что на втором хопе не отображается имя узла. Это могло произойти из-за того, что пакеты перешли в другой Интернет провайдер (ISР). Для того, чтобы определить действительно ли это другой провайдер или тот же, cуществует инструмент, известный как whois, позволяющий определить владельца доменного имени и его контактные данные. Для украинских доменов сервис можно найти, пройдя по ссылке: http://whoisua.com/

Также, с помощью этого сервиса можно определить: свободно ли доменное имя; с какими DNS-серверами делегировано доменное имя; дату регистрации и дату окончания срока регистрации доменного имени.

Подведем итог, Интернет трафик берет свое начало на вашем ПК и следует далее через домашний роутер (хоп 1). Затем через подключение к (ISP) проходит его сеть (хопы 2-7) до тех пор, пока не достигнет удаленного сервера. Это довольно необычный пример, в котором на всем пути трафика встречается лишь один ISP. Наиболее типичными являются ситуации с двумя и более ISP.

Рассмотрим пример, который включает в себя передачу трафика через несколько провайдеров. Ниже приведен результат трассировки для www.afrinic.net:

Что произошло на 7-хопе? Является level3.net тем же провайдером как в 2-6, или это другой Интернет-провайдер? Используйте инструмент Whois, чтобы ответить на этот вопрос.

Что происходит в 10-хопе с количеством времени, которое требуется для прохождения пакета между Вашингтоном и Парижем, по сравнению с более ранними 1-9?

Что происходит в 18-хопе? Проведите поиск адреса 168.209.201.74 при помощи функции WHOIS. Кто владеет этой сетью?

Введите tracert www.lacnic.net :

Что произошло на 7-м хопе?

Трассировка маршрута к удаленному серверу, используя веб-инструменты и программные средства

Шаг 1: Используйте веб-инструмент трассировки.

Используя http://www.subnetonline.com/pages/network-tools/online-tracepath.php  проследите маршруты до следующих сайтов:

 

Сохраните результаты в блокноте.

Сравните трассировку из Части 1, для Африки с трассировкой, через веб-интерфейс. Какие отличия, вы заметили?

Некоторые хосты имеют сокращенное имя. Сделайте предположение о том, что это значит? Каково его значение?

Шаг 2: Применение VisualRoute Lite Edition

VisualRoute является программой трассировки, которая может отображать результаты трассировки пути графически. Загрузите VisualRoute Lite Edition пройдя по ссылке​​: http://www.visualroute.com/download.html

Убедитесь, что вы загрузили Lite Edition. Используя VisualRoute 2010 Lite Edition, проследите маршруты к www.cisco.com. Сохраните IP-адреса на пути в Блокнот.

 

 

Сравнение результатов трассировки

Сравните результаты трассировки для www.cisco.com из частей 2 и 3.

Шаг 1: Укажите путь к www.cisco.com с использованием утилиты tracert.

Шаг 2: Укажите путь к www.cisco.com с помощью веб-инструментов на subnetonline.com.

Шаг 3: Укажите путь к www.cisco.com с использованием VisualRoute Lite Edition.

Все ли утилиты трассировки использовали один и тот же путь к www.cisco.com? Почему?

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

• Цель работы.
• Краткие теоретические сведения по теме работы.
• Необходимые принтскрины по этапам выполнения работы.
• Выводы

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Для чего нужна утилита Ping.

2) Для чего нужна утилита Traceroute.

3) Чем отличается трассировка для www.cisco.com из командной строки и с использованием веб-инструментов?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИЗУЧЕНИЕ СЕРВИСОВ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ

 

Цель: 1. С использованием средств Google drive создать совместную презентацию на тему «Подсистема мультимедийной связи IMS для сетей связи следующего поколения». Согласно делению группы на подгруппы, разбейте тему на разделы: Общие сведения, Функциональные возможности IMS, Стандартизация IMS,  Идентификация пользователей и услуг, Архитектура IMS, Технологии доступа к сети IMS, Основные протоколы IMS, Регистрация пользователя в сети IMS, Установление сессии в IMS.

2. Создать индивидуальную вики-страницу посредством Google Sites. Наполните ее сведениями о стеке протоколов H.323 (самост. изучение). Откройте доступ к ней преподавателю.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Сервисы совместной работы — это онлайн-ресурсы, которые  “обеспечивают взаимодействие между людьми, совместно работающими над одной проблемой”. Т.е. суть этих сайтов заключается в том, что кто-то один может создать проект, а остальные вносить в него корректировки или просто просматривать. Очень часто этот проект можно сделать публичным, видимым для всех и с использованием html .

Стоит отметить, что очень часто эти сервисы платные, но существует много бесплатных версий для ограниченного количества проектов. Классические представители collaboration tools — сервисы которые предлагают создавать именно публикации (документы, вики, посты, топики и т.д.), нацеленные на совместную работу.

Часть 1. В первой части лабораторной работы, Вы будете исследовать функции обмена документами с помощью Google Drive. Google Drive (Диск Google) —облачное хранилище данных, принадлежащее компании Google, позволяющее пользователям хранить свои данные на серверах в облаке, редактировать документы в режиме онлайн, сотрудничая в реальном времени с другими пользователями в Интернете. Google Drive предоставляет 15 Гб дискового пространства с каждым бесплатным аккаунтом Google. Вы можете приобрести дополнительное пространство для хранения, если это необходимо.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Шаг 1: Создание учетной записи (аккаунта) Google

Чтобы использовать любую из услуг компании Google, Вы должны создать учетную запись Google.

1.1. Перейдите к www.google.com и нажмите Войти (в правом верхнем углу веб-страницы):

1.2. Если у Вас уже есть учетная запись Google, используйте ее для входа. В противном случае, нажмите на ссылку Создать аккаунт:

1.3. На странице Создание нового аккаунта Google, заполните форму справа:

1.4 На следующей странице, по желанию, можно добавить фотографии в профиль. Нажмите Далее, чтобы завершить процесс создания учетной записи.

Шаг 2: Создание нового документа

2.1 Введите http://drive.google.com в Ваш браузер и нажмите Enter. Это позволит перейти к Google Drive. Войдите в Google, используя учетную запись, созданную на шаге 1.

2.2 Нажмите кнопку Создать, чтобы отобразить всплывающее меню, которое позволяет выбрать тип создаваемого документа.

Многие из функций редактора Google работают аналогично Microsoft Word.

Шаг 3: Откройте доступ к документу Google.

3.1. После того как Вы создали документ Google, у Вас появляется возможность поделиться им с другими пользователями, нажав на кнопку Открыть доступ (в правом верхнем углу веб-страницы):

3.2. Присвойте имя новому документу, а затем нажмите кнопку Сохранить.

3.3. Для того, чтобы открыть доступ к документу, введите адреса электронной почты пользователей:

3.4. Вы можете предоставить пользователям следующие возможности: редактировать, комментировать, просматривать документ. Также можно указать, как уведомить этих людей. Нажмите Поделиться и Сохранить:

3.5. Нажмите кнопку Готово. Это вернет вас обратно к открытому документу.

3.6. Все пользователи, имеющие возможность, могут просмотреть этот документ в то же время. Пользователи с возможностью редактирования могут

редактировать этот документ.

3.7. В то время, когда Вы находитесь в документе, Вы можете увидеть пользователей, просматривающих этот документ. Для этого следует нажать Другой пользователь (в правом верхнем углу документа):

Шаг 4: Закройте документ Google

Чтобы закрыть документ Google, переместите курсор к имени документа в верхней части экрана и слева от названия появится стрелка. Нажмите на эту стрелку, чтобы вернуться на главную страницу Google Drive. Документ автоматически сохранится.

Новый документ будет отображаться в верхней части списка документов под Мой диск:

Часть 2. Создание Wiki — страницы

Wiki — это веб-инструмент, который позволяет пользователям размещать информацию, файлы или графические объекты на общем сайте для других пользователей. Вики обеспечивает доступ к домашней странице, которая имеет инструмент поиска. Пользователь не только читает содержимое вики страницы, но и участвует в создании контента в веб-браузере .

Рассмотрим как создать вики-страницу посредством Google Sites .

1.1 Вход в Google Sites.

Перейдите к http://sites.google.com и войдите, используя учетную запись Google, которую Вы создали в 1 части лабораторной работы.

1.2 Нажмите Создать.

1.3 Присвоение имени

В поле Укажите название сайта введите имя для Вашего сайта. Следует придумать уникальное имя для сайта, которое не используется другим пользователем Google. После ввода названия сайта, нажмите на кнопку Создать.

1.4 Изменение интерфейса сайта.

Google предлагает шаблоны для изменения интерфейса Вашего сайта. Нажмите Еще, а затем выберите пункт Управление сайтом.

Нажмите Темы, цвета и шрифты в нижней части левой боковой панели. Выберите понравившуюся тему и нажмите Сохранить.

После сохранения  темы, нажмите имя вашего сайта под Управление сайтом.

1.5 Обновите Домашнюю страницу.

Главная страница – это первая страница, которую видят пользователи, посещающие Ваш сайт. Вы можете редактировать содержимое этой страницы, нажав кнопку Изменить страницу. Здесь Вы можете добавить текст, изображение и другую информацию.

Нажмите кнопку Сохранить после внесения изменений. Это позволит выйти из режима редактирования страницы.

1.6 Создание вики-страницы.

Чтобы создать новую страницу нажмите новый значок страницы.

В поле Название страницы, введите название страницы. В приведенном ниже примере, в качестве названия используется имя routers (маршрутизаторы).

Нажмите на Веб-страницы в раскрывающемся меню и выберите Объявления (термин для обозначения вики-страниц). Как и в блогах, на страницах объявлений отображаются сообщения в хронологическом порядке, начиная с самых поздних. Например, страница объявлений может содержать записи о еженедельных встречах, обеспечивая быстрый доступ к свежей информации.

Нажмите кнопку Создать для создания новой вики-страницы.

1.7 Откройте доступ к Вашему веб-сайту.

Нажмите Открыть доступ на Вашем сайте:

Добавьте имя, адрес электронной почты пользователей, которым хотите открыть доступ к этому сайту.

Как только Вы начинаете вводить информацию в окне Добавить людей, в раскрывающемся меню можно выбрать привилегии: может редактировать, может просматривать, владелец. Вы также можете указать, как уведомить этих пользователей. Нажмите Открыть доступ и Сохранить.

URL Вашего ресурса в Интернете можно просмотреть, нажав кнопку Веб-адрес в левом меню.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

1) Цель работы.

2) Краткие теоретические сведения по теме работы.

3) Принтскрины готовых страниц и презентаций.

4) Предоставить преподавателю ссылки на выполненные работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Что такое сервисы совсестной работы?

2) Что такое Wiki?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШЛЮЗОВ СЕТИ ДОСТУПА

 

Цель: 1. Рассчитать параметры заданных шлюзов.

2. Изобразить проектируемую сеть доступа сети NGN с указанием путей и протоколов передачи сигнальных и медиапотоков.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Состав оборудования сети доступа

Для подключения различных пользователей к сети NGN на уровне сети доступа используются два типа оборудования:

— медиашлюзы – для подключения линий и терминального оборудования пользователей, не работающего с пакетными технологиями; основное назначение медиашлюзов – преобразование пользовательской и сигнальной информации в пакетный вид на базе стека протоколов TCP/IP, пригодный для передачи в транспортной сети NGN.

— пакетные коммутаторы/маршрутизаторы — для подключения линий и оконечного оборудования пользователей, работающего с пакетными технологиями на базе стека протоколов TCP/IP.

Различают несколько видов медиашлюзов в зависимости от типа подключаемых линий и терминального оборудования пользователей:

1) резидентный шлюз доступа RAGW (Resident Access Gateway) – предназначен для непосредственного включения абонентских линий, например аналоговых телефонных линий, к которым могут подключаться терминалы телефонной сети связи общего пользования (ССОП), такие как традиционные телефонные аппараты, аналоговые модемы, факсимильные аппараты, модемы xDSL и цифровых абонентских линий ISDN, к которым подключается терминальное оборудование базового доступа BRA (2B+D), например, цифровые телефонные аппараты ISDN, видеотелефоны и др.;

2) шлюз доступа AGW (Access Gateway) – предназначен для включения сетей доступа AN (Access Network) через интерфейс V5.2, который может включать от 2 до 16 первичных потоков Е1, т.е. nхЕ1, где n=2÷16 или УПАТС через интерфейс первичного доступа PRA сети ISDN (30B+D);

3) транзитный (транкинговый) шлюз TG (Trunk Gateway) — предназначен для включения соединительных линий от существующих телефонных станций ССОП для сопряжения с сетью NGN по первичным потокам Е1 с сигнализацией ОКС№7 для подключения цифровых АТС и R1,5 (2ВСК+МЧК) для подключения координатных АТС.

Часто конструктивно резидентный шлюз и шлюз доступа реализуются в виде единого мультисервисного узла доступа MSAN (Multi-Service Access Node). В состав такого MSAN обязательно входит пакетный коммутатор Ethernet, в который включаются непосредственно все источники нагрузки, работающие по пакетным технологиям: локальные вычислительные сети LAN и мультимедийные терминалы  на базе протоколов SIP, H.323 (рис. 1).

Рисунок 1.1 – Структура мультисервисного узла доступа MSAN

 

Исходные данные для расчета оборудования доступа

Исходными данными проектирования сети доступа NGN являются:

1. Количество источников нагрузки различных типов, подключение которых планируется реализовать при формировании сети доступа. К источникам нагрузки относятся:
   • абоненты, использующие подключение по аналоговым абонентским линиям и подключаемые в резидентный шлюз доступа (RAGW);
   • абоненты, использующие подключение через базовый доступ ISDN BRA и подключаемые в RAGW;
   • абоненты, использующие пакетные терминалы SIP и подключаемые в пакетную сеть на уровне коммутатора Ethernet шлюза доступа AGW;
   • абоненты, использующие пакетные терминалы Н.323 и подключаемые в пакетную сеть на уровне коммутатора Ethernet шлюза доступа AGW;
   • локальные вычислительные сети, осуществляющие подключение абонентов с терминалами SIP и Н.323 и подключаемые в пакетную сеть на уровне коммутатора Ethernet шлюза доступа AGW;
   • УПАТС, использующие внешний интерфейс ISDN-PRA и подключаемые в пакетную сеть через шлюз доступа АGW;
   • оборудование сети доступа с интерфейсом V5, подключаемое в пакетную сеть через шлюз доступа AGW;
   • АТС телефонной сети, подключаемые к транзитному шлюзу.
2. Удельные нагрузки от перечисленных выше источников сетей с коммутацией каналов.
3. Удельные параметры передачи терминального оборудования па­кетных сетей и удельные нагрузки, приведенные к параметрам передачи.
4. Типы кодеков в планируемом к внедрению оборудовании шлюзов.

 

Расчет оборудования шлюзов доступа

Число абонентских шлюзов определяется исходя из параметров критичности длины абонентской линии, расчетного значения предполагаемой нагрузки, топологии первичной сети (если таковая уже существует), наличия помещений для установки, технологических показателей типов оборудования, предполагаемого к использованию.

Исходя из критерия критичности длины абонентской линии, зона обслуживания резидентного шлюза доступа должна создаваться таким образом, чтобы максимальная длина абонентской линии не превышала 3-4 км. Если шлюз производит подключение оборудования сети доступа интерфейса V5, LAN либо УПАТС, то зона обслуживания шлюза включает в себя и зоны обслуживания подключаемых объектов.

Введем следующие переменные:

N_SH – число абонентов с терминалами SIP/H.323, использующих подключение по Еthernet-интерфейсу на уровне коммутатора Ethernet шлюза доступа;

N_LAN – число LAN, подключаемых к Ethernet-коммутатору на уровне шлюза доступа;

М_{i_LAN}  – число абонентов речевых услуг, подключаемых к i-ой LAN, где i –но­мер LAN;

N_V5 – число сетей доступа интерфейса V5, подключаемых к шлюзу доступа;

М_{j_V5} – число пользовательских каналов в j-ом  интерфейсе V5, где j – номер сети доступа;

N_УПАТС – число УПАТС, подключаемых к шлюзу доступа;

М_{k_УПАТС} – число пользовательских каналов в интерфейсе подклю­чения PRI k-ой УПАТС, где k – номер УПАТС.

 

Рассчитаем нагрузки, поступающие на каждый вид шлюзов.

1. Общая нагрузка, поступающая на резидентный шлюз доступа RAGW, обеспечивающий подключение аналоговых абонентов ССОП и абонентов базового доступа ISDN, равна:

, Эрл,    (3.1)

 

где Y_ССОП — общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от або­нентов ССОП;

YISDN — общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от або­нентов ISDN;

— удельная нагрузка на одного абонента ССОП, равна 0,1 Эрл;

— удельная нагрузка на одного абонента ISDN, равна 0,2 Эрл;

N_ССОП — число абонентов, использующих подключение по аналоговой абонентской линии к ССОП;

N_ISDN — число абонентов, использующих подключение по базовому доступу ISDN.

 

2. Общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа AG, обеспечивающий подключение сетей доступа СД через интерфейс V5 и УПАТС через интерфейс первичного доступа PRI, равна:

 

, Эрл.  (3.2)

где  — удельная нагрузка на один канал интерфейса V5.2, равная 0,7 Эрл;

— число каналов в интерфейсе V5.2 для подключения j-ой сети доступа (следует учитывать, что задано число первичных потоков Е1 для подключения сетей доступа, которое необходимо пересчитать  в число речевых каналов);

J – общее число сетей доступа;

— удельная нагрузка на один канал первичного доступа ISDN PRI для подключения УПАТС, равная 0,8 Эрл;

— число каналов в интерфейсе PRI для подключения  k-ой УПАТС (следует учитывать, что задано число потоков PRI для подключения каждой УПАТС, которое необходимо пересчитать  в число речевых каналов);

К – общее число УПАТС.

 

Если шлюз реализует одновременно функции резидентного шлюза доступа и шлюза доступа, то общая нагрузка, поступающая на такой медиашлюз, равна:

 

, Эрл.                              (3.3)

 

Пусть — скорость передачи кодека типа т при обслуживании речевого вызова. Значения  для различных типов речевых кодеков приведены в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1 – Характеристики различных речевых кодеков

Кодек	Полоса пропускания кодека VCOD, кбит /с	Полоса пропускания с учетом подавлений пауз, кбит/с	Размер речевого кадра, байта	Общая длина кадра, байт	Коэффициент избыточности, k
G.711	64	64	80	134	134/80=1,675
G.723.1	6,3	5,3	20	74	74/20=3,7
G.729b	8	4	10	64	64/10=6,4

 

Полоса пропускания, которая должна быть выделена для пе­редачи в пакетной сети голосового трафика, поступающего на шлюз, при условии использования кодека типа т будет равна:

 

,                                  (3.4)

где k – коэффициент избыточности, который рассчитывается для каждого кодека отдельно, как отношение общей длины кадра к размеру речевого кадра;

— полоса пропускания заданного речевого кодека с учетом подавления пауз.

 

Обеспечение поддержки услуг передачи данных в телефонных сетях с коммутацией каналов и в сетях с VoIP осуществляется по-разному. Как известно, при помощи речевых кодеков нельзя передавать такую специфическую информацию, как факс, модемные соединения, DTMF и т.п. Часто для их передачи используется эмуляция каналов «64 кбит/с без ограничений». При расчете пропускной способности следует учитывать, что некоторая часть вызовов будет обслуживаться без компрессии пользовательской информации, т.е. будет полностью прозрачный канал без подавления пауз и с кодированием G.711.

Определив долю такой нагрузки как «х», тогда формулу для определения пропускной способности шлюза (4) но с учетом доли вызовов, обслуживаемых без компрессии, можно представить в виде:

 

,                 (3.5)

где  — скорость кодека G.711 без подавления пауз.

 

Если в оборудовании шлюза доступа реализована возможность подключения пользователей, использующих пакетные терминалы SIP, H.323 либо включение локальных вычислительных сетей LAN, осуществляющих подключение таких пользователей, то требуемая пропускная способность подключения шлюзов доступа должна быть увеличена. Доля увеличения пропускной способности  за счет предоставления базовой услуги пакетной телефонии таким пользователям может быть определена в зависимости от используемых кодеков и числа пользователей. Тогда дополнительная пропускная способность шлюза для обслуживания терминалов пакетной телефонии равна:

 

,     (3.6)

где  — удельная нагрузка от терминала SIP/H.323, которая равна 0,2 Эрл.

 

Пропускная способность шлюза должна быть рассчитана на передачу, помимо пользовательской (медиа), еще и сигнальной информации на базе протокола Н.248/Megaco, которой обменивается шлюз с гибким коммутатором (softswitch).

Рассчитаем общую пропускную способность в интерфейсе подключения шлюзов к коммутатору доступа:

 

.                (3.7)

 

Приближенно будем считать, что сигнальная информация Н.248 требует дополнительно 10% полосы пропускания от общей пропускной способности шлюза.

Примем значение k_sig = 5, что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл (т. е. одна пятая часть времени сеанса тратится на передачу сигнальной информации);

P_ССОП – удельная интенсивность потока вызовов в ЧНН от абонентов, ССОП

использующих доступ по аналоговой телефонной линии;

P_ISDN – удельная интенсивность потока вызовов от абонентов, использующих базовый доступ ISDN;

P_V5    – удельная (приведенная к одному каналу интерфейса) интенсивность потока вызовов от абонентов, подключаемых к пакетной сети через сети доступа интерфейса V5;

P_УПАТС     – удельная (приведенная к одному каналу интерфейса) интенсивность потока вызовов от УПАТС, подключаемых к пакетной сети;

Удельная интенсивность потока вызовов (среднее число вызовов от одного источника в ЧНН) соответствует значениям, приведенным в табл. 2.

 

Таблица 3.2 — Значения удельной интенсивности потока вызовов

PССОП	PISDN	PV5	PУПАТС
5	10	35	35

 

После определения пропускной способности определяются емкостные показатели, т.е. количество и тип интерфейсов, которыми оборудование шлюза доступа будет подключаться к пакетной сети. Количество интерфейсов будет определяться также исходя из топологии сети. В любом случае количество интерфейсов должно быть не меньше, чем

 

,                                   (3.8)

где V_INT — полезный транспортный ресурс одного интерфейса.

 

В случае использования разнородных интерфейсов количество ин­терфейсов каждого типа может определяться по формуле:

 

,                              (3.9)

где I — число типов интерфейсов;

N_{i_INT} — количество интерфейсов i-го типа;

V_{i_INT} — полезный транспортный ресурс интерфейса i-го типа.

 

Расчет оборудования транспортных шлюзов

Как правило, транзитные (транкинговые) шлюзы ТMG устанавливаются на существующих объектах сети с учетом структуры имеющейся сети связи общего пользования (ССОП), осуществляя подключение территориально приближенных АТС. Емкостные показатели шлюза ТMG определяются исходя из нагрузки, поступающей от этих АТС. В свою очередь, значение нагрузки может быть вычислено на основе числа потоков Е1 между АТС и шлюзом и удельной нагрузки на один канал 64 кбит/с. Обычно для передачи речи от АТС используется стандартный кодек G.711.

Тогда общая нагрузка, поступающая на транзитный шлюз от АТС ССОП, равна:

 

, Эрл                              (3.10)

где NE1 — число потоков Е1, осуществляющих подключение АТС ССОП к транспортному шлюзу;

yE1 — удельная нагрузка одного канала 64 кбит/с в составе первичного потока Е1;

YMG — общая нагрузка, поступающая на транспортный шлюз от АТС ССОП.

 

Значение удельной нагрузки на один разговорный канал потока Е1 у_кан при расчетах принимается равным 0,8 Эрл.

Следует также учитывать, что некоторая часть вызовов (передача факсимильной информации, модемных соединений и пр.) будет обслуживаться с использованием кодека G.711 без компрессии пользовательской информации. Определив долю такой нагрузки как «х», формулу для определения пропускной способности можно представить в виде:

 

, бит/с.       (3.11)

где V_G.711-p  — ресурс для передачи речевой информации кодека G.711 c подавлением пауз.

 

Помимо пользовательской информации, на транспортный шлюз поступают сообщения протокола управления медиашлюзами Н.248/Megaco и сообщения протокола  ОКС№7, которые преобразуются в сообщения протокола SIGTRAN. Для этих сообщений также должен быть выделен транспортный ресурс в шлюзе. Таким образом, общая пропускная способность ТGW может быть вычислена по формуле:

 

, бит/с ,          (3.12)

где  — полоса пропускания для передачи сообщений протокола Н.248;

— полоса пропускания для передачи сообщений ОКС№7.

 

Приближенно будем считать, что сигнальная информация Н.248 требует дополнительно 10% полосы пропускания от общей пропускной способности шлюза.

Полоса пропускания для передачи сообщений ОКС№7 определяется с использованием методики пересчета разговорной нагрузки в нагрузку ОКС№7, применяемой при проектировании сетей общеканальной сигнализации:

, бит/с,        (3.13)

где =0,166×10-3 – коэффициент пересчета местной телефонной нагрузки в нагрузку ОКС№7;

= 64000 бит/с — полоса пропускания звена сигнализации;

= 0,2  Эрл — загрузка звена сигнализации.

=1,3 — коэффициент пересчета нагрузки ОКС№7 в нагрузку протокола SIGTRAN.

 

Количество и тип интерфейсов подключения транзитного шлюза к пакетной сети определяется пропускной способностью шлюза и топологией пакетной сети. Пропускная способность шлюза и количество интерфейсов связаны соотношением:

, бит/с,                          (3.14)

где V_INT — полезный транспортный ресурс одного интерфейса;

N_INT — количество интерфейсов.

 

Основные параметры расчета оборудования шлюза доступа и транзитного шлюза представлены на рис. 3.2.

 

Рисунок 3.2 – Параметры расчета оборудования шлюза доступа и транзитного шлюза

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Результаты расчетов оборудования различных шлюзов сети доступа:

– нагрузки на входе каждого шлюза от различных источников;

– нагрузка на выходе каждого шлюза;

– тип и количество интерфейсов подключения шлюзов в транспортную сеть.

2. Таблица с исходными данными для проектирования сети доступа.
3. Схема организации связи (указать пути передачи сигнальных и медиапотоков и используемые при этом протоколы передачи).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Укажите назначение шлюзов в сети NGN.
2. Чем отличаются различные типы шлюзов сетей NGN: транзитный (транкинговый), сигнальный, доступа, резидентный доступа?
3. Укажите основные варианты подключения оконечных пользователей к сети связи общего пользования.
4. Укажите варианты подключения пакетных терминалов к сети NGN.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

РАСЧЕТ ОБЪЕМА ОБОРУДОВАНИЯ ГИБКОГО КОММУТАТОРА (SOFTSWITCH) СЕТИ NGN

 

  Цель: изучение методики и получение практических навыков проектирования гибкого коммутатора (softswitch), используемых в сетях связи следующего поколения NGN.

В соответствии с индивидуальным заданием:

1. Изобразить проектируемую сеть NGN, обслуживаемую гибким коммутатором.
2. Рассчитать параметры гибкого коммутатора.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Уровень управления коммутацией и обслуживанием вызова в сети NGN

Задачей уровня управления коммутацией и передачей является управление установлением соединения в фрагменте сети NGN.Функция установления соединения реализуется на уровне элементов транспортной сети под внешним управлением оборудования гибкого коммутатора (softswitch). Исключением являются АТС с функциями MGC,которые сами выполняют коммутацию на уровне элемента транспортной сети.

Гибкий коммутатор должен осуществлять:

1. обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене;
2. хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа;
3. взаимодействие с серверами приложений для предоставления расширенного списка услуг пользователям сети.

При установлении соединения оборудование гибкого коммутатора осуществляет сигнальный обмен с функциональными элементами уровня управления коммутацией. Такими элементами являются все шлюзы, терминальное оборудование сети (интегрированные устройства доступа (IAD), терминалы SIP и Н.323), оборудование других гибких коммутаторов иАТС с функциями контроллера транспортных шлюзов (MGC). Для передачи информации сигнализации сети ТфОПчерез пакетную сеть используются специальные протоколы. Так, для пе­редачи информации сигнализации ОКС№7, поступающей через сигнальные шлюзы от ТфОП к оборудованию гибкого коммутатора, используется протокол MxUA технологии SIGTRAN (в то же время в ряде реализаций гибкого коммутатора предусмотрен непосредственный ввод сигнализации ОКС№7).

На основании анализа принятой информации и решения о последующей маршрутизации вызова оборудование гибкого коммутатора, используя соответствующие протоколы, осуществляет сигнальный обмен по установлению соединения с сетевым элементом назначения и управляет с использованием протокола Н.248 (для IP коммутации) или BICC(для ATM коммутации) установлением соединения для передачи пользовательской информации. При этом потоки пользовательской информации не проходят через гибкий коммутатор, а замыкаются на уровне транспортной сети.

В случае использования на сети нескольких гибких коммутаторов они взаимодействуют по межузловым протоколам (как правило, семейство SIP-T) и обеспечивают совместное управление установлением соединения.

Терминальное оборудование пакетной сети взаимодействует с оборудованием гибкого коммутатора с использованием протоколов SIP и Н.323. Пользовательская информация от терминального оборудования поступает на уровень узлов доступа пакетной сети и далее маршрутизируется под управлением гибкого коммутатора.

Структура уровня управления сетями доступаNGN представлена на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема включения гибких коммутаторов для управления сетями доступа NGN

 

Расчет производительности гибкого коммутатора

Основной задачей гибкого коммутатора при построении распределенного абонентского концентратора являются обработка сигнальной информации обслуживания вызова и управление установлением соединений.Емкостные параметры абонентской базы гибкого коммутатора должны позволять обслуживание всех абонентов различных типов, подключение которых планируется при построении абонентского концентратора.При этом для обслуживания вызовов могут ис­пользоваться различные протоколы сигнализации.

Введем следующие переменные:

P_PSTN – удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН;

P_ISDN – удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по базовому доступу ISDN;

Р_V5 – удельная (приведенная к одному каналу интерфейса) интенсивность вызовов от абонентов, подключаемых к пакетной сети через сети доступа интерфейса V5;

P_PBX – удельная (приведенная к одному каналу интерфейса) интенсивность вызовов от УПАТС, подключаемых к пакетной сети;

P_SHM – удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих терминалы SIP, H.323, MGCP.

В соответствии с «Общими техническими требованиями к городским АТС» интенсивность вызовов равна:

P_PSTN = 5 выз/чнн,             P_ISDN = 10 выз/чнн,        P_PBX = 35 выз/чнн.

Значение P_SHM можно принять равным P_PSTN. Значение P_V5 можно принять равным Р_РВХ.

Тогда общая интенсивность вызовов, поступающих на гибкий коммутатор от источников всех типов, равна:

 

(4.1)

где L – число шлюзов доступа, обслуживаемых гибким коммутатором.

 

Отметим, что удельная производительность коммутационного оборудования может отличаться в зависимости от типа обслуживаемого вызова, т.е. производительность при обслуживании, например, вызовов ССОП и ISDN, может быть разной.

В документации на коммутационное оборудование, как правило, указывается производительность для наиболее «простого» типа вызовов. В связи с чем при определении требований к производительности гибкого коммутатора можно ввести поправочные коэффициенты, которые характеризуют возможности системы по обслуживанию данного типа вызовов относительно «идеального» типа.

Например, если производительность системы для «идеальных» вызовов SIP равна 10 млн. выз/чнн, а для вызовов ССОП – 8 млн. выз/чнн, то интенсивность последних должна браться с коэффициентом 1,25.

Таким образом, нижний предел производительности гибкого коммутатора по обслуживанию потока вызовов с интенсивность Р_CALL может быть определен по формуле:

 

(4.2)

 

Следует отметить, что требования по производительности предполагают работу оборудования гибкого коммутатора в условиях перегрузки с показателями не ниже определяемых в рекомендации Q.543 для нагрузок классов В и С.

 

Расчет параметров интерфейсов подключения гибкого коммутатора к пакетной сети

Параметры интерфейса подключения гибкого коммутатора к пакетной сети определяются исходя из интенсивности обмена сигнальными сообщениями в процессе обслуживания вызовов.

Пусть:

L_MEGACO – средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого при передаче информации сигнализации по абонентским линиям;

N_MEGACO – среднее количество сообщений протокола MEGACOпри обслуживании вызова;

L_V5UA – средняя длина сообщения протокола V5UA;

N_V5UA – среднее количество сообщений протокола V5UA при обслуживании вызова;

L_IUA – средняя длина сообщения протокола IUА;

N_IUA – среднее количество сообщений протокола IUА при обслуживании вызова;

L_SH – средняя длина сообщения протоколов SIP/H.323;

L_SH – среднее количество сообщений протоколов SIP/H.323 при обслуживании вызова;

L_MGCP – средняя длина сообщения протокола MGCP, используемого при управлении коммутацией на шлюзе;

N_MGCP – среднее количество сообщений протокола MGCP при обслуживании вызова.

Тогда:

 

(4.3)

где: V_SX – минимальный полезный транспортный ресурс, в бит/с, которым гибкий коммутатор SX должен подключаться к пакетной сети, для об­служивания вызовов в сети доступа;

k_sig – коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки. По аналогии с расчетом сигнальной сети ОКС№7 примем значение k_sig = 5, что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл;

1/450 – результат приведения размерностей «байт в час» к «бит в секунду» (8/3600 = 1/450).

 

Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Емкостные параметры интерфейсов подключения оборудования гибкого коммутатора к пакетной сетиопределяются следующим выражением:

(4.4)

где V_INT  – полезный транспортный ресурс одного интерфейса.

 

Расчет оборудования гибкого коммутатора для управления транспортными коммутаторами

Основной задачей гибкого коммутатора при управлении транзитным уровнем коммутации в сети NGNявляется обработка сигнальной информации обслуживания вызова и управление установлением соединений. Требования к производительности гибкого коммутатора определяются интенсивностью вызовов, требующих обработки.

Интенсивность поступающих вызовов определяется интенсивностью вызовов, приходящейся на один канал 64 кбит/с первичного потока Е1, а также числом потоков Е1, используемых для подключения станции к транспортному шлюзу (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Схема включения гибких коммутаторов для управления транзитными уровнем NGN

 

Пусть:

Р_CH – интенсивность вызовов, обслуживаемых одним каналом 64 кбит/с;

Р_GW – интенсивность вызовов, обслуживаемых транспортным шлюзом.

Тогда интенсивность вызовов, поступающих на транспортный шлюз l, определяется формулой:

 

, выз/ЧНН.                         (4.5)

 

Следовательно, интенсивность вызовов, поступающих на гибкий коммутатор, можно вычислить как

 

, выз/ЧНН.               (4.6)

где L – число транспортных шлюзов, обслуживаемых гибким коммутатором.

 

Значение удельной интенсивности нагрузки определяется общими техническими требованиями киспользуемой опорной станции ОПС.

Требования по производительности предполагают работу оборудования гибкого коммутатора в условиях перегрузки с показателями не ниже определяемых в рекомендации Q.543 для нагрузок классов В и С.

Параметры интерфейса подключения гибкого коммутатора к пакетной сети определяются исходя из интенсивности обмена сигнальными сообщениями в процессе обслуживания вызовов. При использовании гибкого коммутатора для организации распределенного транзитного коммутатора сообщения сигнализации ОКС№7 поступают на SX в формате сообщений протокола M2UA или M3UA, в зависимости от реализации.

Пусть: L_MXUA – средняя длина сообщения (в байтах) протокола MxUA;

N_MXUA – среднее количество сообщений протокола MxUA при обслуживании вызова;

L_MGCP – средняя длина сообщения (в байтах) протокола MGCP,используемого для управления транспортным шлюзом;

N_MGCP – среднее количество сообщений протокола MGCP приобслуживании вызова.

Тогда транспортный ресурс SX, необходимый для передачи сообще­ний протокола MxUA, cоставляет:

 

,байт/ЧНН                    (4.7)

где k_sig— коэффициент использования ресурса.

 

Аналогично, транспортный ресурс гибкого коммутатора, необходимый для передачи сообщений протокола MGCP, составляет

 

, байт/ЧНН                   (4.8)

 

Суммарный минимальный полезный транспортный ресурс гибкого коммутатораSX, требуемый для обслуживания вызовов в структуре транзитного коммутатора, составляет

 

После приведения размерностей получаем

бит/с        (4.9)

 

Также ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Емкостные параметры интерфейсов подключения оборудования гибкого коммутатора к пакетной сети для управления транзитными коммутаторами могут быть определены по формуле (4).

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Таблица с исходными данными для проектирования гибкого коммутатора.
2. Схема подключения гибкого коммутатора к сети NGN с указанием используемых протоколов для управления сетью доступа и транспортной сетью.
3. Результаты расчетов оборудования гибкого коммутатора:
   • нижний предел производительности гибкого коммутатора для управления сетью доступа;
   • тип и количество интерфейсов подключения оборудования гибкого коммутатора к пакетной сети для управления сетью доступа;
   • суммарный минимальный полезный транспортный ресурс гибкого коммутатораSX, требуемый для обслуживания вызовов в транзитных коммутаторах;
   • тип и количество интерфейсов подключения оборудования гибкого коммутатора к пакетной сети для управления транзитными коммутаторами.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение и функции гибкого коммутатора (softswitch) в сети NGN.
2. Какие протоколы используются в гибком коммутаторе (softswitch) для управления сетью доступа?
3. Какие протоколы используются в гибком коммутаторе (softswitch) для управления транспортной сетью?
4. От чего зависит выбор производительности гибкого коммутатора (softswitch)?
5. Как рассчитывается нижний предел производительности гибкого коммутатора по обслуживанию сетей доступа; транзитного уровня NGN?
6. Как определить необходимые интерфейсы для подключения гибкого коммутатора к пакетной сети?

 

Лабораторная работа № 5

«Анализ протокола SIP и его RTP-трафика»

Цель: ознакомиться с принципами пакетной передачи речи, видами соединений в сети IP-телефонии, структурой сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP. Изучить структуру захваченных пакетов.

 

1 ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1. При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить следующие вопросы:

        принципы пакетной передачи речи

        виды соединений в сети IP-телефонии

        структура сети передачи данных на основе стека протоколов ТСР/IP

2. Сконфигурировать рабочую станцию для работы в локальной сети на основе стека протоколов ТСР/IP
3. Настроить программу SoftPhone
4. Настроить программу для анализа сетевых протоколов WireShark
5. Проверить режимы работы программы:

        режим установки вызова по логическому номеру пользователя Б (дозвон)

        проверка прохождения разговора

        режим «не беспокоить» (DND)

6. Распечатать log-файл вызова, отметить в нём основные этапы прохождения вызова
7. С помощью программы Wireshark собрать SIP-трафик и отфильтровать захваченные пакеты по IP-адресу. Отследить вызовы и посмотреть процесс установления вызова в графическом режиме.

Для выполнения лабораторной работы необходимы:

1. Рабочие станции с программным обеспечением SoftPhone, с динамиками и микрофоном.
2. Программа для анализа сетевых протоколов WireShark.
3. Простейшая локальная сеть.

 

2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

При выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

1. Изучить методические указания  к данной лабораторной работе.
2. Настроить программы SoftPhone и WireShark.
3. Получить у преподавателя задание
4. Выполнить практическую часть.
5. Ответить на контрольные вопросы.

 

3 Теоретические сведения

SIP (Session Initiation Protocol — протокол установления сеанса) – протокол передачи данных, который описывает способ установления и завершения пользовательского интернет-сеанса, включающего обмен мультимедийным содержимым (видео и аудиоконференция, мгновенные сообщения, онлайн-игры).

В модели взаимодействия открытых систем SIP является сетевым протоколом прикладного уровня.

Протокол описывает, каким образом клиентское приложение (например, Softphone) может запросить начало соединения у другого, возможно, физически удалённого клиента, находящегося в той же сети, используя его уникальное имя. Протокол определяет способ согласования между клиентами об открытии каналов обмена на основе других протоколов, которые могут использоваться для непосредственной передачи информации (например, RTP). Допускается добавление или удаление таких каналов в течение установленного сеанса, а также подключение и отключение дополнительных клиентов (то есть допускается участие в обмене более двух сторон – конференц-связь). Протокол также определяет порядок завершения сеанса.

Клиенты SIP традиционно используют порт 5060 TCP и UDP для соединения элементов SIP-сети. В основном, SIP используется для установления и разъединения голосовых и видеозвонков. При этом он может использоваться и в любых других приложениях, где требуется установка соединения, таких, как системы оповещения, мобильные терминалы и так далее. Для передачи самих голосовых и видеоданных используют транспортные протоколы, чаще всего RTP.

Запросы SIP :

INVITE — Приглашает пользователя принять участие в сеансе связи. Содержит SDP-описание сеанса

ACK — Подтверждает прием окончательного ответа на запрос INVITE

BYE — Завершение соединения. Может быть передан любой из сторон соединения.

CANCEL — Отменяет обработку ранее переданных запросов

REGISTER — Регистрация на сервере

OPTIONS — Запрашивает  информацию о функциональных возможностях

INFO –для дополнительной информации(DTMF, сигнальные сообщения, биллинговая информация)

Ответы на запросы сообщают о результате обработки запроса либо передают запрошенную информацию. Определено шесть типов ответов, несущих разную функциональную нагрузку. Тип ответа кодируется трёхзначным числом, самой важной является первая цифра, которая определяет класс ответа:

Ответы SIP :

1xx — Информационные сообщения

Пример: 180 — Ringing(КПВ)

2xx — Запрос успешно обработан

Пример: 200 — ОК

3xx — Перенаправление

Пример: 302 – Moved Temporarily

4xx — В запросе обнаружена ошибка

Пример: 401 — Unauthorized

5xx — Запрос не может быть обработан из-за отказа сервера

Пример: 500 — Server Internal Error

6xx – Соединение не может быть установлено

Пример: 604 –Does Not Exist Anywhere

Для организации взаимодействия с существующими приложениями IP-сетей и для обеспечения мобильности пользователей, SIP использует адрес, подобный адресу электронной почты. В качестве адресов рабочих станций используются универсальные указатели ресурсов URI так называемые SIP URI. Обычно используется следующий формат [sip «:»] идентификатор [«@» фрагмент], где идентификатор указывает на логин абонента или его номер телефона, а фрагмент определяет хост, который может быть задан доменным именем или IP-адресом. Примеры:

• логин абонента@[Доменное имя],
• доменное имя устройства@[IP-адрес],
• № телефона@[VoIP-шлюз].

 

 

Рисунок 5.1 — Упрощенный сценарий установления соединения в сети SIP

4 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Конфигурация рабочей станции для работы в локальной сети на основе стека протоколов ТСР/IP

1. Собрать схему лабораторного макета в соответствии с рис.1.1.

Рисунок 5.2 — Схема лабораторного макета

2. На рабочей станции 1 запустить программу настройки Пуск – Панель управления – Сетевые подключения, навести сигнал от мыши  на иконку «подключение по локальной сети» и нажать правую клавишу, в выпавшем меню выбрать параметр Свойства, откроется окно:
3. В окне «компоненты, используемые этим подключением» выделить строку «протокол Интернет TCP/IP» и нажать кнопку Свойства, при этом откроется окно:
4. Заполните поля IP адрес и маска подсети в соответствии с вариантом задания и нажмите кнопку ОК.
5. Повторите действия п.п.2-4 для рабочей станции 2.

 

4.2 Методика работы с программой Softphone.

1. Запустить программу Softphone

Рисунок 5.3 —  Основное окно программы

 

2. Нажать кнопку «меню», при этом откроется окно
3. Зайти в System Settings

 

4. Зайти в SIP Proxy и далее открыть одну из существующих (по умолчанию Default) записей

 

5. Установить значение Enabled в состояние YES.
6. Задать логический номер в поле Display Name и IP адрес рабочей станции по заданию в поле Domain/Realm
7. Повторить указания п.п.1-5 на других компьютерах сети
8. После завершения сетевых настроек программы для удобства проведения эксперимента зайти в меню, далее в подменю Phonebook, далее New Entry
9. Ввести номер потенциального вызываемого абонента (например 111) и в поле Proxy ID его IP адрес (IP адрес любого компьютера сети, кроме своего собственного)
10. Закрыть меню
11. На номеронабирателе набрать номер вызываемого абонента и нажать кнопку вызова. После снятия трубки вызываемым абонентом проверить установившееся соединение

 

4.3 Отображение log-файла вызова с основными этапами прохождения вызова

 

1. В программе SoftPhone нажмите кнопку меню.
2. Выберите пункт Advanced System Settings.
3. Выберите пункт Diagnostic
4. Выберите пункт Diagnostic Log, откроется окно Log-файла.
5. Скопируйте Log-файл и распечатайте.

Рисунок 5.4 — Пример Log-файла.

 

4.4 Анализ SIP трафика с помощью программы Wireshark

В программе Wireshark реализован удобный механизм для диагностики (анализа) VoIP-звонков, в частности можно получить графическую диаграмму звонков и посмотреть, как происходил обмен данными. Wireshark позволяет анализировать протокол SIP и его RTP-трафик.

Чтобы собрать SIP-трафик:

1. Загрузите и установите приложение для сбора. В данном примере мы используем Wireshark (распространяется бесплатно), который можно загрузить с www.wireshark.org.
2. выберите сетевой интерфейс, для  которого будет отслеживаться трафик и нажмите на кнопку Start, после этого вы сможете видеть всю информацию и проходящих через этот интерфейс пакетах. Включите интерфейсы в меню. Перейдите в Capture > Interface
3. Для того чтобы отслеживать только SIP-трафик, ведите слово SIP в поле Filter и нажмите Apply.

 

В главном окне программы будут отображаться только SIP-пакеты. Для удобства поиска/просмотра информации о нужных пакетах в программе Wireshark можно отфильтровать захваченные пакеты по IP-адресу или номеру порта.
Приведем примеры:

Если вы хотите сделать фильтрацию захваченных пакетов по IP-адресу назначения 88.255.67.145, в поле Filter укажите правило фильтра ip.dst==88.255.67.145 

Дополнительная фильтрация (если фильтр задан верно, поле подсвечивается зеленым):

• addr == IP_АДРЕС (весь трафик С и НА данный адрес)
• scr == IP_АДРЕС (весь трафик С данного адреса)
• dst == IP_АДРЕС (весь трафик НА данный адрес)
• scr == IP_АДРЕС && sip (весь SIP-трафик С данного адреса)

ip.dst == IP_АДРЕС && sip (весь SIP-трафик НА  данный адрес)

4. Для завершения захвата пакетов нажмите кнопку на панели инструментов программы Wireshark. Зайдите в меню File > Save As… для сохранения захваченных данных в файл.

Выберите местоположение, введите имя файла и нажмите кнопку  для сохранения пакетов.

 

5. Для получения графическую диаграмму звонков Зайдите в меню Statistics (или Telephony, в зависимости от версии программы) > VoIP Calls. 
Откроется окно VoIP Calls со списком VoIP-звонков.

 

В списке VoIP-звонков показывается следующая информация для каждого звонка:

• Start Time: Время начала звонка.
• Stop Time: Время окончания звонка.
• Initial Speaker: IP-адрес источника пакетов, который инициировал звонок.
• From: Для SIP-звонков в поле «From» отображается запрос INVITE.
• To: Для SIP-звонков в поле «To» отображается запрос INVITE.
• Protocol: Протокол.
• Packets: Число пакетов, участвующих в звонке.
• State: Статус звонка.
• Comment: Дополнительные комментарии.

6. Выберите VoIP-вызов и затем нажмите кнопку Graph (или Flow, в зависимости от версии программы). Появится окно Graph Analysis с графической диаграммой обмена данными VoIP-звонка.

С точки зрения анализа качества голоса, все, что нам интересно находится в разделе Telephony. Здесь можно в режиме реального времени отследить вызовы и посмотреть процесс установления вызова в графическом режиме. Раздел Telephony-RTP, отображает голосовые потоки, из полезной статистики присутствуют джиттер и потери пакетов.

 

5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Схема лабораторного макета.
2. Распечатка log-файла вызова с основными этапами прохождения вызова
3. Исследование пакетов захваченных анализатором. Описать структуру пакетов и назначение полей протоколов.

 

Задание для лабораторной работы № 3

№	Исходный параметр	Варианты заданий
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Параметры шлюза доступа
1.	Число абонентов ССОП	12000	80000	11000	14000	12000	4500	3000	2500	3500	2000
2.	Число абонентов ISDN-BRA	250	800	750	300	350	400	450	1100	300	350
3.	Число абонентов с пакетными терминалами SIP/H.323	500	450	600	250	350	550	300	400	200	450
4.	Число LAN / Число абонентов с пакетными терминалами SIP/H.323 в каждой LAN	2/30	1/40	3/50	4/25	5/35	2/20	3/35	1/20	5/30	4/20
5.	Число сетей доступа с интерфейсом V5.2/Число потоков Е1 в каждом	2/5	3/3	5/4	0	3/5	2/1	6/3	4/4	3/6	0
6.	Число УПАТС, подключаемых к шлюзу/Число потоков PRI в каждой	4/2	0	1/2	3/5	1/2	2/3	4/2	0	4/1	3/3
7.	Тип речевого кодека	G.711	G.723.1	G.729b	G.711	G.723.1	G.729b	G.723.1	G.729b	G.723.1	G.711
8.	Доля вызовов, которые обслуживаются без компрессии, х	0,1	0,2	0,3	0,1	0,2	0,15	0,25	0,2	0,3	0,15
Параметры транзитного шлюза
9.	Число первичных потоков Е1 для включения  АТС	25	30	40	35	45	20	25	35	40	45
10.	Доля вызовов, которые обслуживаются без компрессии, z	0,2	0,4	0,1	0,2	0,3	0,25	0,15	0,1	0,2	0,3
11.	Тип речевого кодека	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711

Задание для лабораторной работы № 3 (продолжение)

№	Исходный параметр	Варианты заданий
		10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Параметры шлюза доступа
12.	Число абонентов ССОП	2000	2500	3000	20000	14000	4500	10000	15500	13000	2000
13.	Число абонентов ISDN-BRA	750	1200	150	300	350	900	450	250	800	850
14.	Число абонентов с пакетными терминалами SIP/H.323	550	300	400	200	450	500	450	600	250	350
15.	Число LAN / Число абонентов с пакетными терминалами SIP/H.323 в каждой LAN	2/30	1/40	3/50	4/25	5/35	2/20	3/35	1/20	5/30	4/20
16.	Число сетей доступа с интерфейсом V5.2/Число потоков Е1 в каждом	2/5	3/3	5/4	0	3/5	2/1	6/3	4/4	3/6	0
17.	Число УПАТС, подключаемых к шлюзу/Число потоков PRI в каждой	4/2	0	1/2	3/5	1/2	2/3	4/2	0	4/1	3/3
18.	Тип речевого кодека	G.711	G.723.1	G.729b	G.723.1	G.729b	G.729b	G.711	G.723.1	G.729b	G.711
19.	Доля вызовов, которые обслуживаются без компрессии, х	0,1	0,2	0,3	0,1	0,2	0,15	0,25	0,2	0,3	0,15
Параметры транзитного шлюза
20.	Число первичных потоков Е1 для включения  АТС	25	30	40	35	45	20	25	35	40	45
21.	Доля вызовов, которые обслуживаются без компрессии, z	0,2	0,4	0,1	0,2	0,3	0,25	0,15	0,1	0,2	0,3
22.	Тип речевого кодека	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711	G.711

 

Задание для лабораторной работы № 4

 

№	Исходный параметр	Варианты заданий
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Число абонентов ССОП	2000	2500	3000	3500	4000	4500	3000	2500	3500	2000
2	Число абонентов ISDN-BRA	250	200	150	300	350	400	450	250	300	350
3	Число сетей доступа с интерфейсом V.5/Число потоков Е1 для подключения	2/5	3/3	5/4	0	3/5	2/1	6/3	4/4	3/6	0
4	Число УПАТС, подключаемых к шлюзу/Число потоков PRI для подключения УПАТС	4/2	0	1/2	3/5	1/2	2/3	4/2	0	4/1	3/3
5	Число абонентов с терминалами SIP/H.323/MGСР	500	450	600	250	350	550	300	400	200	450
6	Поправочный коэффициент для ССОП	1,1	1,2	1,3	1,4	1,1	1,2	1,3	1,4	1,1	1,2
7	Поправочный коэффициент для ISDN	1,3	1,5	1,6	1,2	1,4	1,3	1,2	1,1	1,5	1,4
8	Поправочный коэффициент для V.5	1,2	1,3	1,5	1,1	1,2	1,4	1,5	1,3	1,2	1,1
9	Поправочный коэффициент для УПАТС	1,5	1,1	1,1	1,3	1,3	1,5	1,1	1,2	1,3	1,3
10	Поправочный коэффициент для пакетной сети	1,2	1,3	1,4	1,5	1,2	1,3	1,4	1,2	1,1	1,5
11	Интенсивность вызовов, обслуживаемых одним каналом 64 кбит/с, вызовов/ЧНН	5	7	6	8	4	5	6	7	5	8
12	Число потоков Е1, используемых для подключения станции к транспортному шлюзу	2	3	4	5	2	3	4	2	3	5
13	Число транспортных шлюзов, обслуживаемых гибким коммутатором	1	2	3	4	5	1	2	3	4	3

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Гулевич, Д. С. Сети связи следующего поколения / Д. С. Гулевич. — 2-е изд. — Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. — 213 c. — ISBN 5-94774-647-1. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/73651.html.
Деарт, В. Ю. Мультисервисные сети связи. Транспортные сети и сети доступа : учебное пособие / В. Ю. Деарт. — Москва : Московский технический университет связи и информатики, 2014. — 101 c. — ISBN 948-5-905376-13-9. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/63308.html
Гольдштейн Б.С. Сети связи пост-NGN [Электронный ресурс] / Б.С. Гольдштейн, А.Е. Кучерявый. — 1 Мб. — Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2014. — 1 файл. — Систем. требования: Acrobat Reader. http://ed.donntu.org/books/17/cd7001.pdf
Голиков, А. М. Транспортные и мультисервисные системы и сети связи. Часть 1 : учебное пособие / А. М. Голиков. — Томск : Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2015. — 102 c. — ISBN 2227-8397. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/72197.html.
5. Курицын, С. А. Телекоммуникационные технологии и системы : учеб. пособие для вузов / С. А. Курицын. – Москва : Академия, 2008. – 304 с.
6. Олифер, В. Г. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы : учеб. пособие для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – 4-е изд. – Санкт-Петербург : Питер, 2010. – 944 с.
7. Скляров, О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи : учеб. пособие для вузов / О. К. Скляров. – Изд. 2-е, стер. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2010. – 272 c.
8. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. – 4-е изд. – Санкт-Петербург : Питер, 2008. – 699 с.