Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

6
ANALIZA KARAKTERISTIKA SIGNALIZACIONIH PROTOKOLA PAKETSKIH MREŽA CHARACTERISTIC ANALYSIS OF THE SIGNALIZATION PROTOCOLS IN THE PACKET NETWORKS Boban Pavlović 1 , Milojko Jevtović 2 1 Vojna akademija u Beogradu, 2 Jugoslovenska inženjerska akademija u Beogradu Sadržaj – U radu su prikazane osnovne karakteristike, prednosti i nedostaci signalizacionih protokola paketskih mreža. Takođe je ukazano na mogućnosti njihovog međusobnog povezivanja u cilju obezbeđenja prenosa preko heterogenih mreža. Abstract In this paper are presented signalization protocols’ basic characteristics, advantages and shortcomings which rely in the packet transfer networks. Also, it is signified about possibilities for each other connection which would providing transfer data along heterogeneous networks. 1. UVOD Za potrebe paketskih mreža razvijeno je više sistema signalizacije zasnovanih na tehnici signalizacije porukama, odnosno na korišćenju skupova signalizacionih protokola. Među signalizacionim protokolima, sa stanovišta primene su najznačajniji: ATM (Asynchronous Transfer Mode) signalizacioni protokol CCITT No. 7 u širokopojasnim mrežama integrisanih službi (B–ISDN – Broadband Integrated Service Digital Network) [1]; SIP (Session Initiation Protocol) i SDP (Session Description Protocol) – protokol za uspostavu veze i protokol za opis veze u multimedijalnom podsistemu Interneta – IMS (Internet Multimedia Subsystem) [2]; Signalizacioni protokoli H.225 i Q.931 paketskih multimedijalnih H.323 mreža [3]; Signalizacioni protokol LDP (Label Distribution Protocol) i protokol za rezervaciju resursa RSVP (Resource reSerVation Protocol) u MPLS (MultiProtocol Label Switching) mrežama [4]; Signalizacioni protokoli CR-LDP (Constraint Routing Label Distribution Protocol) i RSVP-TE (Resource reSerVation Protocol – Traffic Engineering) u GMPLS (Generalized MPLS) mrežama [5]; Komplet novog proširivog IP signalizacionog protokola NSIS (Next Steps In Signaling) [6]. 2. SIGNALIZACIONI PROTOKOLI I NjIHOVA NAMENA ATM (Asynchronous Transfer Mode) predstavlja paketsku mrežu sa prenosom ćelija fiksne dužine od 53 bajta (48 bajtova podataka i 5 bajtova za prenos informacija o zaglavlju). ATM obezbeđuje usluge na sloju podataka. Ovom osobinom se ATM tehnologija razlikuje od drugih tehnologija baziranih na mrežama sa paketskom komutacijom (Internet protokol ili Ethernet) koje koriste pakete promenljive dužine (pod nazivom okviri ili ramovi) na drugom sloju. ATM adresiranje – Virtuelni kanal, VC (Virtual Channel) definiše prenos ATM ćelija koje imaju isti identifikator virtuelnog kanala VCI, (Virtual Channel Identifier) koji se nalazi u zaglavlju ATM ćelije. Virtuelna putanja, VP (Virtual Path) definiše prenos ATM ćelija sa zajedničkim identifikatorom, pod imenom identifikator virtuelne putanje, VPI (Virtual Path Identifier), smešten takođe u zaglavlju ćelije. Ovakav dvoslojni pristup se može upotrebiti za odvajanje postupka upravljanja putanjama i propusnim opsegom od uspostavljanja pojedinačnih konekcija. Prednosti i nedostaci ATM tehnologije – Velika vrednost ATM tehnologije je dokazana u mrežama širokog prostranstva, WAN (Wide Area Network) i u ADSL tehnici. Nedostatak ove tehnike je potreba definisanja protokola radi obezbeđenja jedinstvenog sloja preko ATM i ne-ATM sloja linka, s obzirom da ATM ne može sam da obavi ovu funkciju, dok IP to obavlja, tako da nema svrhe implementirati ATM u mrežni sloj. ATM ostaje u upotrebi izvesno vreme u međukonekcijama velikim brzinama za realizaciju spajanja PDH/SDH saobraćaja i paketski komutiranog saobraćaja preko jedinstvene infrastrukture. ATM podržava različite vrste saobraćaja zahvaljujući ATM adaptacionim slojevima – AAL (ATM Adaptation Layer). AAL1 se upotrebljava za usluge konstantnog bitskog protoka, AAL2 do AAL4 za promenljivi bitski protok, AAL5 za prenos podataka. Upotreba određenog AAL sloja nije definisana u ATM ćeliji, već se konfiguriše na krajnjim tačkama na bazi virtuelne putanje. Komutirane veze se uspostavljaju postupkom signalizacije u kome pozivajući kraj ukazuje na adresu pozivanog korisnika, vrstu zahtevane usluge i saobraćajne parametre koji su primenjeni na

Transcript of Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

Page 1: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

ANALIZA KARAKTERISTIKA SIGNALIZACIONIH PROTOKOLA

PAKETSKIH MREŽA

CHARACTERISTIC ANALYSIS OF THE SIGNALIZATION PROTOCOLS IN THE PACKET NETWORKS

Boban Pavlović1, Milojko Jevtović2 1Vojna akademija u Beogradu,

2Jugoslovenska inženjerska akademija u Beogradu

Sadržaj – U radu su prikazane osnovne karakteristike, prednosti i nedostaci signalizacionih protokola paketskih mreža. Takođe je ukazano na mogućnosti njihovog međusobnog povezivanja u cilju obezbeđenja prenosa preko heterogenih mreža. Abstract – In this paper are presented signalization protocols’ basic characteristics, advantages and shortcomings which rely in the packet transfer networks. Also, it is signified about possibilities for each other connection which would providing transfer data along heterogeneous networks. 1. UVOD Za potrebe paketskih mreža razvijeno je više sistema signalizacije zasnovanih na tehnici signalizacije porukama, odnosno na korišćenju skupova signalizacionih protokola. Među signalizacionim protokolima, sa stanovišta primene su najznačajniji:

• ATM (Asynchronous Transfer Mode) signalizacioni protokol CCITT No. 7 u širokopojasnim mrežama integrisanih službi (B–ISDN – Broadband Integrated Service Digital Network) [1];

• SIP (Session Initiation Protocol) i SDP (Session Description Protocol) – protokol za uspostavu veze i protokol za opis veze u multimedijalnom podsistemu Interneta – IMS (Internet Multimedia Subsystem) [2];

• Signalizacioni protokoli H.225 i Q.931 paketskih multimedijalnih H.323 mreža [3];

• Signalizacioni protokol LDP (Label Distribution Protocol) i protokol za rezervaciju resursa RSVP (Resource reSerVation Protocol) u MPLS (MultiProtocol Label Switching) mrežama [4];

• Signalizacioni protokoli CR-LDP (Constraint Routing – Label Distribution Protocol) i RSVP-TE (Resource reSerVation Protocol – Traffic Engineering) u GMPLS (Generalized MPLS) mrežama [5];

• Komplet novog proširivog IP signalizacionog protokola NSIS (Next Steps In Signaling) [6].

2. SIGNALIZACIONI PROTOKOLI I NjIHOVA NAMENA ATM (Asynchronous Transfer Mode) predstavlja paketsku mrežu sa prenosom ćelija fiksne dužine od 53 bajta (48 bajtova podataka i 5 bajtova za prenos informacija o zaglavlju). ATM obezbeđuje usluge na sloju podataka. Ovom osobinom se ATM tehnologija razlikuje od drugih tehnologija baziranih na mrežama sa paketskom komutacijom (Internet protokol ili Ethernet) koje koriste pakete promenljive dužine (pod nazivom okviri ili ramovi) na drugom sloju. ATM adresiranje – Virtuelni kanal, VC (Virtual Channel) definiše prenos ATM ćelija koje imaju isti identifikator virtuelnog kanala VCI, (Virtual Channel Identifier) koji se nalazi u zaglavlju ATM ćelije. Virtuelna putanja, VP (Virtual Path) definiše prenos ATM ćelija sa zajedničkim identifikatorom, pod imenom identifikator virtuelne putanje, VPI (Virtual Path Identifier), smešten takođe u zaglavlju ćelije. Ovakav dvoslojni pristup se može upotrebiti za odvajanje postupka upravljanja putanjama i propusnim opsegom od uspostavljanja pojedinačnih konekcija. Prednosti i nedostaci ATM tehnologije – Velika vrednost ATM tehnologije je dokazana u mrežama širokog prostranstva, WAN (Wide Area Network) i u ADSL tehnici. Nedostatak ove tehnike je potreba definisanja protokola radi obezbeđenja jedinstvenog sloja preko ATM i ne-ATM sloja linka, s obzirom da ATM ne može sam da obavi ovu funkciju, dok IP to obavlja, tako da nema svrhe implementirati ATM u mrežni sloj. ATM ostaje u upotrebi izvesno vreme u međukonekcijama velikim brzinama za realizaciju spajanja PDH/SDH saobraćaja i paketski komutiranog saobraćaja preko jedinstvene infrastrukture. ATM podržava različite vrste saobraćaja zahvaljujući ATM adaptacionim slojevima – AAL (ATM Adaptation Layer). AAL1 se upotrebljava za usluge konstantnog bitskog protoka, AAL2 do AAL4 za promenljivi bitski protok, AAL5 za prenos podataka. Upotreba određenog AAL sloja nije definisana u ATM ćeliji, već se konfiguriše na krajnjim tačkama na bazi virtuelne putanje. Komutirane veze se uspostavljaju postupkom signalizacije u kome pozivajući kraj ukazuje na adresu pozivanog korisnika, vrstu zahtevane usluge i saobraćajne parametre koji su primenjeni na

Page 2: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

izabranoj usluzi. Mreža donosi odluku o dozvoli pristupa kojom se potvrđuje da su zahtevani resursi dostupni i da postoji putanja za konekciju. ATM definiše dve različite ATM ćelije: ćelija na međumrežnom spoju, NNI (Network-Network Interface) i ćelija na interfejsu korisnik – mreža, UNI (User-Network Interface). Većina ATM linkova koristi UNI format ćelije (slika 1). Osnovna razlika između NNI i UNI ćelije je u četiri bita GFC polja koji su dodati VPI polju zaglavlja NNI ćelije, proširujući VPI polje na 12 bita. Na osnovu toga, NNI ATM međukonekcija može adresirati skoro 212 virtuelnih putanja i 216 virtuelnih kanala (u određenim slučajevima, pojedini virtuelni kanali i putanje su rezervisane).

Slika 1. Format ATM ćelije

SIP – Session Initiation Protocol predstavlja signalizacioni protokol široko primenjen za uspostavljanje i raskidanje multimedijalnih komunikacionih sesija, kao što su prenos govora i video pozivi preko Interneta. Ostale dostupne primene obuhvataju video konferenciju, raspodelu multimedijalnog toka, trenutno slanje poruka, prikaz informacija i online igre. U novembru 2000. godine, SIP je prihvaćen kao 3GPP signalizacioni protokol i postao je stalni element IMS arhitekture za prenos multimedijalnih usluga na bazi IP u ćelijskim sistemima.

Slika 2. Najvažniji protokoli i međusobne relacije u IP

mreži SIP protokol je namenjen za stvaranje, promenu i raskidanje sesije između dva elementa (unicast) ili između više

elemenata (multicast), sastavljene iz jednog ili više multimedijalnih tokova. SIP protokol se nalazi na sloju sesije referentnog OSI modela ili na aplikacionom sloju u TCP/IP modelu (slika 2). SIP je definisan nezavisno od donjeg transportnog sloja i može raditi na TCP (Transport Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) ili SCTP (Stream Control Transmission Protocol). Poslednja verzija protokola usvojena od strane IETF SIP radne grupe je preporuka RFC 3261 [7]. Telefonske mreže na bazi SIP protokola se mogu primeniti u velikom broju naprednih funkcija u sistemu signalizacije broj 7 (SS7), iako su ova dva protokola međusobno veoma različiti. SS7 predstavlja centralizovani protokol sa složenom centralizovanom mrežnom arhitekturom i klasičnim krajnjim elementima (tradicionalne telefonske slušalice). SIP je peer-to-peer protokol (protokol jednakih). Za razliku od tradicionalnih mreža kod kojih se upravljački deo signalizacije nalazi unutar mreže, SIP je primenjen na komunikacionim tačkama (krajevima mreže). SIP je uključen samo u signalizacioni deo komunikacione sesije i predstavlja nosilac za SDP protokol koji opisuje multimedijalni sadržaj (slika 3). SIP protokol unosi veliko poboljšanje u odnosu na MGCP (Media Gateway Control Protocol) koji prevodi audio signale u IP pakete. Pošto je MGCP zatvoreni standard (predviđen samo za prenos govora), to je proširivanje sa novim signalizacionim mogućnostima veoma složeno, dok SIP ima mogućnost lakog proširenja postojećih usluga. Međutim, SIP protokol ima izvesne nedostatke. Pre svega, on nije protokol kojim se opisuje određena sesija, niti omogućava kontrolu poziva. SIP takođe ne pruža kvalitet usluga (QoS) i interoperabilnost sa protokolom za kvalitet govora RSVP (Resourse reSerVation Protocol). SIP sesija se sastoji iz četiri glavne komponente: SIP korisnički agent, SIP registarski server, SIP proksi server i SIP redirekcioni server.

Slika 3. Uloga SIP i SDP protokola

SIP signalizacione poruke se dele u dve grupe – poruke zahteva i odgovora (slika 4 i slika 5).

• Poruke zahteva obuhvataju sledeće postupke: - REGISTER – za registraciju telefona, odn. uređaja; - INVITE – početak nove sesije (poziva); - BYE – završetak sesije koja je uspostavljena;

Page 3: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

- CANCEL – kraj sesije na koju nije odgovoreno; - ACK – potvrda.

• Odgovori su numerički, odgovaraju HTTP prikazu: - 1xx Privremen – 100: pokušaj, 180: zvono; - 2xx Uspešan – 200: OK; - 3xx Preusmeravanje – 301: stalno, 302: privremeno; - 4xx Neuspeh – 404: nije pronađen, 410: nedostupan,

403: zabranjen pristup; - 5xx Otkaz na serveru – 503: usluga nedostupna; - 6xx Opšti otkaz – 600: potpuna zauzetost.

Slika 4. Neuspeli pokušaj komunikacije dva korisnika

Slika 5. Uspešno uspostavljena komunikacija

Protokol opisa sesije, SDP (Session Description Protocol) predstavlja format za opisivanje parametara multimedijalnog prenosa. Standard se prvi put pojavio u aprilu 1998. godine, dok je naredna izmenjena specifikacija objavljena u julu 2006. godine. SIP i SDP čine celinu pri prenosu informacija u toku jedne sesije. SIP predstavlja mehanizam poruka za uspostavljanje multimedijalnih sesija, dok je SDP struktuirani jezik koji služi za opis tih sesija. SDP ne govori o sadržaju multimedijalnog formata već obezbeđuje dogovor između dve krajnje tačke u vezi medijuma prenosa i formata. Na ovaj način, SDP ima mogućnost podrške dolaznih formata i medijuma, obezbeđujući različitim sistemima međusobnu kompatibilnost.

H.323 standard multimedijalnih mreža predstavlja tehnologiju koja omogućava audio prenos u realnom vremenu, video i prenos podataka preko paketski orijentisanih mreža. On definiše komponente, protokole i procedure obezbeđujući multimedijalni prenos preko paketske mreže (slika 6).

Slika 6. Mrežna arhitektura i komponente

H.323 se može primeniti u različitim vrstama prenosa – prenos govora (IP telefonija); istovremeni audio i video prenos (videotelefonija); audio prenos i prenos podataka; video prenos i prenos podataka; u multimedijalnim komunikacijama u višeodredišnim vezama. H.323 zahteva da terminali moraju obavezno imati podršku za prenos govora, dok su prenos podataka i videa, opcioni. Gatekeeper (u daljem tekstu gejtkiper) ima ulogu mapiranja adresa (IP u E.164 telefonske adrese i obrnuto), kontrolu pristupa, upravljanje pristupom i kontrolu dodeljivanja prenosnih kapaciteta određenim vezama. Funkcionalnost H.323 mreže definiše se preko četiri odvojena signalizaciona kanala (slika 7): • RAS (Registration, Admission and Status) kanal

obezbeđuje mehanizam sa komunikaciju krajnje tačke sa pripadajućim gejtkiperom. RAS protokol je specificiran u H.225.0.

• SSS (Call Signaling Channel) kanal za signalizaciju poziva prenosi informaciju za uspostavljanje i raskidanje poziva između dve krajnje tačke. Na ovom kanalu se koristi protokol tipa Q.931 koji je specificiran u H.225.0 i H.450.x.

Slika 7. Izgled H.323 stek protokola

Page 4: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

• H.245 (Control Channel) kontrolni kanal koristi se za prenos upravljačkih kontrolnih poruka u toku poziva. Njima se definišu parametri prenosa upotrebljenih medija u komunikaciji (govor, video, podaci). Posle uspostavljenog H.245 kontrolnog kanala, definišu se logički kanali prenosa.

• Logički prenosni kanal medijuma (Logical Channel for Media) – definiše logički put prenosa audio, video i informacija sa drugog medijuma. Svaki medijum se prenosi preko definisanog para jednosmernih kanala za svaki smer prenosa po jedan, pri čemu koristi RTP (Real Time Protocol) i RTCP (Real Time Control Protocol).

Q.931 ISDN signalizacioni protokol mrežnog sloja -definisan ITU-T preporukom, Q.931 predstavlja ISDN upravljački protokol za uspostavu veze. Ovaj protokol ne obezbeđuje kontrolu toka ili retransmisiju s obzirom da su niži slojevi pouzdaniji. Konekcijski orijentisana priroda ISDN dodeljuje propusne opsege od 64 kb/s. Q.931 izvršava uspostavljanje i raskidanje konekcije i koristi se kao deo VoIP H.323 skupa protokola (H.225.0) kao i u mobilnim telefonima. Q.931 je protokol trećeg sloja i namenjen je za uspostavljanje, održavanje i oslobađanje mrežnih konekcija između dva krajnja terminalna uređaja DTE (Data Terminal Equipment) na D kanalu. Način uspostavljanja veze je prikazan na slici 8, dok je značenje osnovnih poruka sledeće: • SETUP – ukazuje na uspostavljanje konekcije, • CALL PROCEEDING – ukazuje da se poziv obrađuje na

strani odredišnog terminala, • ALERTING – govori pozivajućem delu konekcije da

odredišni terminal daje indikaciju zvona, • CONNECT – šalje odgovor pozivajućem kraju da je

zahtevano odredište odgovorilo na poziv, • DISCONNECT – slanje zahteva za prekidom konekcije

od strane entiteta koji zahteva prekid, • RELEASE – slanje odgovora na zahtev raskida kojim se

ukazuje da je poziv raskinut, • RELEASE COMPLETE – poruka koju šalje prijemnik

da označi da je raskinut poziv.

Slika 8. Uspostavljanje veze u H.323 mreži

Struktura Q.931 protokola je prikazana na slici 9:

Slika 9. Struktura Q.931 protokola

• Diskriminator protokola (1 oktet) – identifikacija protokola trećeg sloja. Ukoliko je u pitanju zaglavlje Q.931 protokola, podrazumevana vrednost je 0816,

• Dužina CRV polja (1 oktet) – ukazuje na dužinu polja, CRV (Call Reference Value),

• Referentna vrednost poziva (CRV) dužine 1 ili 2 okteta – koristi se za jedinstvenu identifikaciju svakog poziva na mrežnom interfejsu korisnika. Ova vrednost se postavlja na početku poziva i postaje dostupna za sledeći poziv kada je prethodni završen.

• Vrsta poruke (1 oktet) – identifikuje vrstu poruke (na primer SETUP, CONNECT itd.), čime se ukazuje na zahtevane i dozvoljene dodatne informacije.

• Obavezni i opcioni informacioni elementi (promenljive dužine) –postavljaju se zavisno od vrste poruke.

Tehnika višeprotokolske komutacije labela – MPLS radi na OSI sloju koji je smešten između drugog sloja (sloja linka podataka) i trećeg (mrežnog) sloja, pri čemu se često naziva protokol sloja 2½. Ona je projektovana da bi obezbedila jedinstvenu uslugu prenosa podataka za tehniku komutacije kola i paketsku komutaciju. Može se upotrebiti za prenos različitih vrsta saobraćaja, uključujući IP datagrame, kao i ATM, SONET i Ethernet ram. MPLS ima mogućnost da zameni tradicionalne tehnologije, kao što su Frame Relay i ATM. Ova tehnika ne zahteva upotrebu ATM ćelija u jezgru buduće generacije mreža, budući da moderne optičke mreže (kakvim se smatraju posle 2001) su toliko brze (iznad 10 Gb/s) tako da paketi pune dužine (1500 bajtova) ne uzrokuju značajno kašnjenje u realnom vremenu. Sa druge strane, MPLS izvršava kontrolu opterećenja i upravljanje saobraćajem (Traffic Engineering) a koji su prvobitno učinili Frame Relay i ATM privlačnim za velike mreže. Model integrisanih usluga, IntServ ili RSVP je namenjen za aplikacije u realnom vremenu (IP telefonija, video po zahtevu) koje zahtevaju garantovani propusni opseg i stroge zahteve po pitanju signalizacije. Pre početka slanja podataka, aplikacija definiše zahteve u pogledu širine opsega, vrste saobraćaja i dozvoljenog kašnjenja. Na osnovu njih, mreža donosi odluku da li je u mogućnosti da ispuni pomenute zahteve da bi se uspostavio prenos podataka. Model diferenciranih usluga, DiffServ posmatra pakete na osnovu klase usluge, Cos (Class of Service) iz zaglavlja IP paketa. Provajderi usluga sa korisnicima definišu Ugovore o

Page 5: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

nivou usluga, SLA (Service Level Agreement) u kome se preciziraju svi relevantni parametri saobraćaja i između ostalog i količina saobraćaja koju korisnik može poslati u mrežu. Na taj način, saobraćaj postaje kontrolisan od početka komunikacije i biva tretiran na bazi dodeljene klase.

Slika 10. Izgled MPLS labele

MPLS svoj najveći dobitak postiže pomoću kratkih labela na drugom sloju (slika 10). Da bi obezbedio eksplicitnu podršku QoS, MPLS koristi određene elemente iz IntServ i DiffServ. Na taj način, protokol distribucije labela, LDP se može zasnivati na protokolu za rezervaciju resursa RSVP. Pomoću labela i određenih EXP bita iz zaglavlja labele, paketi iz iste klase FEC mogu biti podvrgnuti različitom DiffServ tretmanu. Protokol distribucije labela LDP (Label Distribution Protocol) je protokol u kome dva LSR rutera razmenjuju informacije o labelama u MPLS okruženju. Ova dva čvora predstavljaju elemente LDP pri čemu je razmena dvosmerna. LDP se koristi za definisanje i održavanje LSR baze podataka koja se upotrebljava za usmeravanje saobraćaja kroz MPLS mrežu. Koristi se za prenos unutrašnjih labela (VC labela) ili spoljašnjih u MPLS okruženju. Za unutrašnju distribuciju labela se koristi tLDP (targeted LDP) koji se nalazi na TCP portu 646. Funkcija LDP protokola se zasniva na informacijama rutiranja koje dobija od IGP (Interior Gateway Protocol). Informaciona baza usmeravanja, FIB (Forwarding Information Base) definiše putanje kroz mrežu. Za razliku od tehnike upravljanja saobraćajem na putanji koja koristi ograničenja i definisanje eksplicitnih putanja radi ostvarivanja LSP konekcija s kraja na kraj mreže, LDP se koristi jedino za signalizaciju best-effort putanja. Generalizovana komutacija labela GMPLS (Generalized MPLS) predstavlja jedno od mogućih rešenja u svetu konvergencije prenosa različitih vrsta informacija kome se teži, a u cilju obezbeđivanja odgovarajućih telekomunikacionih usluga koje se zahtevaju od mreža baziranih na IP protokolu [8]. Prenos multimedijalnih informacija u realnom vremenu sa određenim kvalitetom usluga kroz heterogene mreže koje nisu isključivo paketski orijentisane, predstavlja zadatak koji je postavljen pred GMPLS skup protokola. GMPLS obezbeđuje opštu kontrolnu ravan koja bi omogućila prenos i komutaciju preko različitih vrsta mreža: paketskih, mreža baziranih na prenosu informacija

vremenskim kanalima TDM (Time Division Multiplexing) i optičkih mreža. GMPLS proširuje MPLS skup protokola kako bi obezbedio mogućnosti signalizacije i usmeravanja uređajima koji komutiraju u bilo kom od gore navedenih domena prenosa. Ovo je omogućeno kompletnim razdvajanjem kontrolne ravni i ravni podataka različitih mreža, baziranjem na IP rutiranju i modelima adresiranja. Protokoli koji se koriste u GMPLS su većim delom proširene verzije već postojećih protokola. Konkretno, signalizacioni protokoli su prošireni u RSVP–TE, a koristi se i CR–LDP. CR–LDP predstavlja proširenje LDP protokola u cilju lakšeg usmeravanja LSP, jer omogućava uspostavljanje eksplicitnih putanja sa ili bez rezervacije resursa. Za otkrivanje krajnjih tačaka u komunikaciji koristi UDP protokol, dok se sesija između krajnjih LSR rutera i raspodela labela uspostavlja preko TCP. Na ovaj način je obezbeđena pouzdana komunikacija upravljačkih poruka. Tok signalizacionih poruka pri uspostavljanju LSP putanje uz upotrebu CR–LDP je prikazan na slici 11.

Slika 11. Tok uspostavljanja LSP preko CR–LDP

Osnovni RSVP protokol se koristi za razmenu poruka rezervacije resursa u mreži za IP prenos podataka. Proširenje za LSP putanje u vidu RSVP–TE omogućava distribuciju MPLS labela. RSVP koristi IP podatke ili UDP na krajevima mreže za komunikaciju između krajnjih LSR. Ne postoji eksplicitni zahtev po pitanju održavanja TCP sesija, što može dovesti do gubitka kontrolnih poruka. Tok signalizacionih poruka pri uspostavljanju LSP putanje uz upotrebu RSVP–TE je prikazan na slici 12.

Slika 12. Tok uspostavljanja LSP preko RSVP–TE

Signalizacioni protokoli, RSVP–TE i CR–LDP, kojima se uspostavlja LSP sa mogućnošću upravljanja saobraćajem, dobili su bitna poboljšanja koja se ogledaju u sledećem: • promena labele za prihvatanje mreža koje nisu paketski

orijentisane (generalizovana labela); • uspostavljanje bidirekcionih LSP; • signalizacija za uspostavu back-up putanje (zaštita

informacija); • otpremanje dodeljene labele preko predložene labele; • podrška komutaciji talasnog opsega – istovremena

komutacija skupa bliskih talasnih dužina.

Page 6: Analiza Karakteristika Signalizacionih Protokola Paketskih Mreza

NSIS (Next Steps in Signaling) - mreže buduće (sledeće) generacije – NGN predstavljaju mreže sa komutacijom paketa koje koriste širokopojasne tehnologije prenosa sa definisanim kvalitetom usluga – QoS za fiksni i mobilni širokopojasni pristup. NGN je IP bazirana mreža gde se SIP protokol koristi za upravljanje pozivima i sesijama. IMS je standard originalno razvijen od strane 3GPP/3GPP2. Definisan je kao novi sistem koji omogućava konvergenciju prenosa podataka, govora i tehnologije mobilne mreže preko IP arhitekture. Fiksni pristup (preko digitalne linije pretplatnika – DSL, kablovskih modema, Ethernet), mobilni pristup (WCDMA, CDMA2000, GSM, GPRS) i bežični pristup (WLAN, WiMAX) su podržani. Ostali stariji sistemi kao što su telefonska usluga preko analognog sistema, POTS (Plain Old Telephone Service), H.323 i VoIP nekompatibilan IMS podržani su preko odgovarajućeg međumrežnog prolaza (Gateway). Nedostatak prethodnih vrsta signalizacije je što su putanje prenosa podataka već unapred određene, nezavisno od primenjene signalizacije. Ključni problemi RSVP protokola: • teško primenljiv za QoS signalizaciju u raznorodnim

žičnim/bežičnim mrežama koje koriste različite modele obezbeđenja QoS,

• dizajniran kada je mobilnost bila u početnoj fazi (mobilni sistem nije podržan),

• projektovan za IP višestruko okruženje (koje nije široko primenjeno danas, kako je očekivano)

NSIS (Next Steps In Signaling) označava proceduru u kojoj signalizacija direktno komunicira sa čvorovima duž putanje toka podataka. Osnovni mehanizam kojim se ovo postiže je podela signalizacionog protokola u dva nivoa: opšti (niži) nivo i viši nivo definisan za svaku različitu signalizacionu aplikaciju. Osnovni zadatak rada na NSIS signalizacionom protokolu je definisanje oba nivoa protokola.

Slika 13. Elementi arhitekture NSIS protokola

U cilju postizanja modularnog rešenja za NSIS zahteve, skup NSIS protokola se može posmatrati kroz dva sloja (slika 13):

1) sloj aplikacije signalizacije, NSLP (NSIS Signaling Layer Protocol) – definiše funkcionalnost protokola kroz format poruka podržavajući odgovarajuću aplikaciju signalizacije. 2) sloj prenosa signalizacije, NTLP (NSIS Transport Layer Protocol) – odgovoran za prenos signalizacionih poruka koji podržava funkcije nižeg sloja (nezavisne od aplikacije signalizacije). Radna grupa koju je formirao IETF za razvoj novog protokola pogodnog za upravljanje stanjem na putanji podataka (RFC 4080: NSIS osnovni radni dokument). NSIS protokol se može, između ostalog, koristi za ostvarenje QoS s kraja na kraj veze, podržavajući heterogene žične/bežične mreže. 3. ZAKLjUČAK Signalizacioni protokoli paketskih mreža, a posebno mreža baziranih na Internet protokolu (IP), imaju veoma značajan uticaj na konvergenciju multimedijalnog podsistema Interneta, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GPRS (General Packet Radio Service) i ATM mreža. U radu je data uporedna analiza karakteristika signalizacionih protokola s ciljem da se ukaže na probleme povezivanja heterogenih paketskih mreža sa mrežama zasnovanim na komutaciji kola/kanala. Paketske mreže koriste različite nekompatibilne signalizacione protokole i različite načine adresiranja. Problem uspostave veza preko mreža sa različitim signalizacionim protokolima može se rešiti upotrebom konvertora signalizacije i adresa ili „tunelovanjem“ veza preko određene mreže. LITERATURA [1] Jevtović, M. Telekomunikacione ATM mreže, Izdavač

Grafo-Žig, Beograd, 2001;

[2] 3 GPP TS 24.229: IP Multimedia Call Control Protocol based on SIP and SDP;

[3] ITU-T Recommendation H.323 V5 (5/2003): Packet-Based Multimedia Communications Systems;

[4] Jevtović, M. Multimedijalne telekomunikacije, Izdavač Grafo-Žig, Beograd, ISBN 86-903281-6-5, 342 strane, 2004;

[5] IETF RFC 3471 Generalized MultiProtocol Label Switching (GMPLS) Signaling Function Description, January 2003;

[6] Xiaoming, F., Bader, A., Kappler, K., and Tschofenig, H. "NSIS: A New Extensible IP Signaling Protocol Suite", IEEE Communication Magazine, October 2005;

[7] IETF RFC 3261, SIP: Session Initiation Protocol, June 2002;

[8] IETF RFC 3945, GMPLS: Generalized MultiProtocol Label Switching