H.323

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H.323协议ITU-T提出的关于视频电话多媒体会议传输协议H.32x系列中的一部分。

歷史[编辑]

第一版的 H.323 由 ITU 公布於1996年9月推出[1]。ITU-T在完成了在ISDN 2Mbit/s上的视频电话及多媒体会议传输协议H.320后,ITU-T又相继发布了具有相似功能的H.310H.321工作于ATM网络和使用了调制解调技术的H.324工作于公共交换电话网(PSTN)以及没有来得及发布就淘汰的H.322工作在Isochronous Ethernet. 直到1995年ITU-T发布了迄今为止被广泛采用的,最有前途的,也是在QoS(Quality of Service 服务质量)上克服了众多困难,定义了完善的服务质量,提供较好的服务质量保证。H.323工作在局域网,H.323为现有的分组网络(如IP网络)提供多媒体通信标准。若和其它的IP技术如IETF资源预留协议(RSVP)相结合,就可以实现IP网络的多媒体通信。它配合IP做为在OSI网络层的协议。它的最主要的目的是提供PBN在不同的网络之间进行多媒体通信互连互通的标准。

关于H.323最初的版本是在1996年6月由ITU-T发布的,为各种通信行业提供了一个标准。最初的焦点只是在局域网上,因为当时Qos服务质量标准对于基于IP的广域网,例如Internet,还没有的很好的制定出。在1996年早期,H.323的应用明确的要求在广域网中得到应用,将语音通信做为唯一的目标,所以基于IP技术的H.323诞生了。随后,H.323继续向前发展,做为一个以IP技术应用为基础,集成了众多关于语音通信技术协议的平台。第一次主要的对这个协议做出的修改和添加内容,是由ITU-T在1998年1月发布的H.323版本2。在1999年9月,ITU-T发布H.323v3,合并了众多的长远的功能,并扩展了它的概念,这些工作使得H.323成为全球范围内数据IP电话及企业内部IP电话发展得基础。而且随后得时间更多得扩充被添加到H.323协议中,2000年11月17日H.323 的第4版问世,添加了在很多重要的领域的扩充和改进。其中包括可靠性,可测量性,和灵活性。新的特性使它在市场要求网关和MCU不断升级中更加灵活的完成自身的升级。H.323 已经无异议的成了在网络传输声音,视频,数据会议的领导者[2]

協議[编辑]

H.323是一個系統的規範,它使用多個ITU-T和IETF協議。H.323系統的核心是:

  • H.225.0 註冊(Registration),同意(Admission)和狀態(Status, 簡稱RAS),這是一個H.323終端和Gatekeeper之間提供地址解析和准入控制服務。
  • H.225.0呼叫信令,這是兩個H.323實體之間的任何使用,以建立溝通。
  • H.245的控制協議的多媒體通信(multimedia communication),它描述的消息和程序,用於能力交換,打開和關閉邏輯通道音頻,視頻和數據,控制和適應症。
  • 實時傳輸協議(RTP),這是用於發送或接收任何兩個實體之間的多媒體信息(語音,視頻或文本)

許多H.323系統還實現了在各個定義的其他協議ITU-T建議提供補充服務支持。

  • H.235系列介紹,包括信令和媒體的安全範圍內的H.323安全。
  • H.239描述了雙流使用的視頻會議,視頻直播,其他靜止圖像。
  • H.450系列介紹各種輔助服務。
  • H.460系列的定義,可能是由一個端點或Gatekeeper來實作選擇性擴展,包括ITU-T建議書, H.460.17 , *H.460.18,和 H.460.19網絡地址轉換(NAT)/防火牆(FW)穿越。

除了這些ITU-T建議,H.323還實現各種IETF 的RFC, 為媒體傳輸和媒體打包,包括實時傳輸協議 (RTP)。

H.323結構[编辑]

H.323系統定義以提供豐富的多媒體通信功能的多個網絡元素。這些元素是終端(Terminals),多點控制單元(MCU)的,Gateway ,Gatekeeper和邊框元素(Border Elements)。終端,多點控制單元和網關往往統稱為端點(endpoints)。

H.323網絡元素[编辑]

終端[编辑]

圖1 - 一個完整且複雜的 H.323 協議堆疊

終端(Terminals)在H.323網路裡是最基本的要素,因為這些設備,用戶通常會遇到。他們可能會在一個簡單的IP電話(IP phone)或一個功能強大的high-definition視訊會議系統的形式存在。

H.323終端裡面是一些被稱為協議堆疊(Protocol stack),實現H.323系統中定義的功能。 協議棧將包括ITU - T的建議 H.225.0和H.245,以及RTP或以上描述的其他協議中定義的基本協議的執行情況。

圖1中,描繪了一個提供支持語音、視頻和各種形式的數據通信的完整複雜堆疊。在現實中,大多數的H.323系統不會實作這麼多種的功能,但是這個堆疊的佈局邏輯對於理解這些協議的關聯很有幫助。

多點控制單元[编辑]

多點控制單元 (MCU)是負責管理多點會議,並稱為兩個邏輯實體組成的多點控制器( MC )和多點處理器(MP)。在更實際的術語,MCU不像今天在PSTN中使用的會議橋(conference bridges)。然而,最顯著的區別是H.323的MCU的可能是能夠在除了傳統的會議橋進行正常的音頻混合,視頻混合或切換。一些MCU還提供多點數據協作功能。這意味著終端用戶的是,放入一個 H.323 MCU進行視頻通話,用戶可能會看到會議的所有其他參與者,而不是只聽到他們的聲音。

Gateways[编辑]

網關設備,使H.323網絡和其他網絡,如PSTN或ISDN網絡,之間的溝通。 如果在對話中的一方是利用一個終端,是不是一個 H.323終端,然後調用必須通過一個網關,以使雙方的溝通。

Gatekeepers[编辑]

Gatekeeper在H.323網絡終端是一個可選組件,Gatekeeper和MCU套件提供了多項服務。這些服務包括端點註冊、地址解析、接入控制、用戶驗證,等等。看門人執行的各項職能,地址解析是最重要的,因為它能使兩個端點接觸沒有任何端點知道對方的其他端點的IP地址。

Gatekeepers可能被設計成工作在兩個信令模式之一,即“直接路由”和“gatekeeper routed”模式。直接路由模式是最有效和最廣泛部署的的的模式。在這種模式下,端點使用RAS協議,以了解遠程端點的IP地址和一個電話是直接建立與遠程設備。在Gatekeeper routed模式下,呼叫信令要經由gatekeeper確認通過。 而後者需要Gatekeeper有更多的處理能力,這也給Gatekeeper在呼叫和能力提供輔助服務,代表端點的完全控制。

H.323端點使用RAS協議,溝通與把關。 同樣,gatekeeper使用RAS與其他gatekeeper溝通。

註冊到一個endpoint守在H.323的端點的集合被稱為一個“zone”。這種設備的集合並不一定必須有一個相關的物理拓撲。相反,一個區域可能是完全合乎邏輯的,是由網路管理員任意定義。

Gatekeeper有能力鄰居一起,使呼叫解決區域之間可能發生。 周邊方便使用的撥號計劃, 作為全球撥號計劃。 撥號計劃促進“跨區域”撥號,以便在不同的區域中的兩個端點,仍然可以互相溝通。

邊框元素和同行的元素[编辑]

邊界元素(Border Elements)和同行元素(Peer Elements)類似Gatekeeper, 都是可選實體,但不直接管理端點(endpoint),並提供一些RAS協議中未描述的服務。邊框或同行元素的作用是通過了一個“管理域”(administrative domain)定義。

管理域是所有區域的集合,服務提供商的控制下的一個人或組織。在服務提供商網絡中可能有數百或數以千計的網關設備、電話、視頻終端,或其他H.323網絡元素。

H.323 網路訊號[编辑]

H.323 是使用二進制協議 ,它允許網絡元素高效的消息處理。該協議的ASN.1中的定義和使用在電線上的有效信息編碼壓縮編碼規則(PER,Packed Encoding Rules)的消息編碼形式。下面是一個在H.323系統中的各種通信流量的概述.

H.225.0 呼叫訊號[编辑]

端點遠程端點的地址,一旦解決,將使用H.225.0呼叫信令,以建立與遠程實體通訊. H.225.0 messages are:

  • 安裝和設置承認(Setup and Setup acknowledge)
  • Call Proceeding
  • 連接(Connect)
  • Alerting
  • Information
  • Release Complete
  • Facility
  • Progress
  • 狀態和狀態查詢(Inquiry)
  • 通知(Notify)

RAS信號[编辑]

端點使用RAS協議進行溝通。同樣,Gatekeeper使用RAS與同行進行交流。RAS是一個相當簡單的協議,只是一些消息組成。即:

  • Gatekeeper請求,拒絕,並確認消息(GRX)
  • 註冊(Registration)請求,拒絕,並確認消息(RRX)
  • 註銷(Unregister)請求,拒絕,並確認消息(URX)
  • 同意(Admission)要求,拒絕,並確認消息(ARX)
  • 頻寬(Bandwidth)請求,拒絕,並確認消息(BRX)
  • 放開(Disengage)要求,拒絕,並確認(DRX)
  • 位置請求,拒絕,並確認消息(LRX)
  • 信息的請求,ACK,NACK,並響應(IRX)
  • 非標準消息
  • 未知消息(Unknown message)回應
  • 正在進行的請求(Request in progress, RIP)
  • 資源可用性指示和確認(RAX)
  • 服務控制指示和響應(SCX)
  • 確認同意序列(Admission confirm sequence, ACS)

替代[编辑]

H.323的擴展性在超大型應用中存在問題。例如H.323不能與SS7整合,或補充SS7必須提供的強大功能。建置H.323的成本也是一個問題。

IETF 發明會話發起協議(SIP),也可以通過IP語音和視頻通信的標準,SIP只使用6個指令管理呼叫控制資訊。也有其他的ITU-T建議用於視頻會議和可視電話服務-H.320(使用ISDN)和 H.324(使用普通模擬電話線和3G手機)。一些供應商(如Skype),還可以使用自己的封閉專有格式。Access Grid提供了大致相似的功能,強調是open source以及multicast。EVO還提供通過Java的功能,包括對H.323的支持。媒體網路閘道控制協議(MGCP)是另一種解決方案。

ITU-T Recommendations of the H.323 System[编辑]

ITU-T H.323 Core Recommendations
ITU-T H.235 Series Recommendations
ITU-T H.450 Series Recommendations
ITU-T H.460 Series Recommendations
ITU-T H.500 Series Recommendations

参考资料[编辑]

  1. ^ ITU-T Recommendation H.323 (11/1996), first version of H.323.
  2. ^ IP telephony cookbook 2004

參見[编辑]