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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。

历史

第一版的 H.323 由 ITU 公布于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.310,H.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]

协议

H.323是一个系统的规范,它使用多个ITU-T和IETF协议。H.323系统的核心是:

  • H.225.0 注册(Registration),同意(Admission)和状态(Status, 简称RAS),这是一个H.323终端和Gatekeeper之间提供地址解析和准入控制服务。
  • H.225.0调用信令,这是两个H.323实体之间的任何使用,以创建沟通。
  • H.245的控制协议的多媒体通信(multimedia communication),它描述的消息和程序,用于能力交换,打开和关闭逻辑通道音频,视频和数据,控制和适应症。
  • 实时传输协议(RTP),这是用于发送或接收任何两个实体之间的多媒体信息(语音,视频或文本)

许多H.323系统还实现了在各个定义的其他协议ITU-T建议提供补充服务支持。

  • H.235系列介绍,包括信令和媒体的安全范围内的H.323安全。
  • H.239描述了双流使用的视频会议,视频直播,其他静止图像。
  • H.450系列介绍各种辅助服务。
  • H.460系列的定义,可能是由一个端点或Gatekeeper来实现选择性扩展,包括ITU-T建议书, H.460.17 , *H.460.18,和 H.460.19网络地址转换(NAT)/防火墙(FW)穿越。

除了这些ITU-T建议,H.323还实现各种IETF 的RFC, 为媒体传输和媒体打包,包括实时传输协议 (RTP)。

H.323结构

H.323系统定义以提供丰富的多媒体通信功能的多个网络元素。这些元素是终端(Terminals),多点控制单元(MCU)的,Gateway ,Gatekeeper和边框元素(Border Elements)。终端,多点控制单元和网关往往统称为端点(endpoints)。

H.323网络元素

终端

图1 - 一个完整且复杂的 H.323 协议堆栈
图1 - 一个完整且复杂的 H.323 协议堆栈

终端(Terminals)在H.323网络里是最基本的要素,因为这些设备,用户通常会遇到。他们可能会在一个简单的IP电话(IP phone)或一个功能强大的high-definition视频会议系统的形式存在。

H.323终端里面是一些被称为协议堆栈(Protocol stack),实现H.323系统中定义的功能。 协议栈将包括ITU - T的建议 H.225.0和H.245,以及RTP或以上描述的其他协议中定义的基本协议的运行情况。

图1中,描绘了一个提供支持语音、视频和各种形式的数据通信的完整复杂堆栈。在现实中,大多数的H.323系统不会实现这么多种的功能,但是这个堆栈的布局逻辑对于理解这些协议的关系很有帮助。

多点控制单元

多点控制单元 (MCU)是负责管理多点会议,并称为两个逻辑实体组成的多点控制器( MC )和多点处理器(MP)。在更实际的术语,MCU不像今天在PSTN中使用的会议桥(conference bridges)。然而,最显著的区别是H.323的MCU的可能是能够在除了传统的会议桥进行正常的音频混合,视频混合或切换。一些MCU还提供多点数据协作功能。这意味着终端用户的是,放入一个 H.323 MCU进行视频通话,用户可能会看到会议的所有其他参与者,而不是只听到他们的声音。

Gateways

网关设备,使H.323网络和其他网络,如PSTN或ISDN网络,之间的沟通。 如果在对话中的一方是利用一个终端,是不是一个 H.323终端,然后调用必须通过一个网关,以使双方的沟通。

Gatekeepers

Gatekeeper在H.323网络终端是一个可选组件,Gatekeeper和MCU包提供了多项服务。这些服务包括端点注册、地址解析、接入控制、用户验证,等等。看门人运行的各项职能,地址解析是最重要的,因为它能使两个端点接触没有任何端点知道对方的其他端点的IP地址。

Gatekeepers可能被设计成工作在两个信令模式之一,即“直接路由”和“gatekeeper routed”模式。直接路由模式是最有效和最广泛部署的的的模式。在这种模式下,端点使用RAS协议,以了解远程端点的IP地址和一个电话是直接创建与远程设备。在Gatekeeper routed模式下,调用信令要经由gatekeeper确认通过。 而后者需要Gatekeeper有更多的处理能力,这也给Gatekeeper在调用和能力提供辅助服务,代表端点的完全控制。

H.323端点使用RAS协议,沟通与把关。 同样,gatekeeper使用RAS与其他gatekeeper沟通。

注册到一个endpoint守在H.323的端点的集合被称为一个“zone”。这种设备的集合并不一定必须有一个相关的物理拓扑。相反,一个区域可能是完全合乎逻辑的,是由网络管理员任意定义。

Gatekeeper有能力邻居一起,使调用解决区域之间可能发生。 周边方便使用的拨号计划, 作为全球拨号计划。 拨号计划促进“跨区域”拨号,以便在不同的区域中的两个端点,仍然可以互相沟通。

边框元素和同行的元素

边界元素(Border Elements)和同行元素(Peer Elements)类似Gatekeeper, 都是可选实体,但不直接管理端点(endpoint),并提供一些RAS协议中未描述的服务。边框或同行元素的作用是通过了一个“管理域”(administrative domain)定义。

管理域是所有区域的集合,服务提供商的控制下的一个人或组织。在服务提供商网络中可能有数百或数以千计的网关设备、电话、视频终端,或其他H.323网络元素。

H.323 网络信号

H.323 是使用二进制协议 ,它允许网络元素高效的消息处理。该协议的ASN.1中的定义和使用在电在线的有效信息编码压缩编码规则(PER,Packed Encoding Rules)的消息编码形式。下面是一个在H.323系统中的各种通信流量的概述.

H.225.0 调用信号

端点远程端点的地址,一旦解决,将使用H.225.0调用信令,以创建与远程实体通信. H.225.0 messages are:

  • 安装和设置承认(Setup and Setup acknowledge)
  • Call Proceeding
  • 连接(Connect)
  • Alerting
  • Information
  • Release Complete
  • Facility
  • Progress
  • 状态和状态查询(Inquiry)
  • 通知(Notify)

RAS信号

端点使用RAS协议进行沟通。同样,Gatekeeper使用RAS与同行进行交流。RAS是一个相当简单的协议,只是一些消息组成。即:

  • Gatekeeper请求,拒绝,并确认消息(GRX)
  • 注册(Registration)请求,拒绝,并确认消息(RRX)
  • 注销(Unregister)请求,拒绝,并确认消息(URX)
  • 同意(Admission)要求,拒绝,并确认消息(ARX)
  • 带宽(Bandwidth)请求,拒绝,并确认消息(BRX)
  • 放开(Disengage)要求,拒绝,并确认(DRX)
  • 位置请求,拒绝,并确认消息(LRX)
  • 信息的请求,ACK,NACK,并响应(IRX)
  • 非标准消息
  • 未知消息(Unknown message)回应
  • 正在进行的请求(Request in progress, RIP)
  • 资源可用性指示和确认(RAX)
  • 服务控制指示和响应(SCX)
  • 确认同意序列(Admission confirm sequence, ACS)

替代

H.323的扩展性在超大型应用中存在问题。例如H.323不能与SS7集成,或补充SS7必须提供的强大功能。建置H.323的成本也是一个问题。

IETF 发明会话发起协议(SIP),也可以通过IP语音和视频通信的标准,SIP只使用6个指令管理调用控制信息。也有其他的ITU-T建议用于视频会议和可视电话服务-H.320(使用ISDN)和 H.324(使用普通模拟电话线和3G手机)。一些供应商(如Skype),还可以使用自己的封闭专有格式。Access Grid提供了大致相似的功能,强调是open source以及multicast。EVO还提供通过Java的功能,包括对H.323的支持。媒体网络网关控制协议(MGCP)是另一种解决方案。

H.323系统ITU-T建议书

ITU-T H.323核心建议书
ITU-T H.235系列建议书
ITU-T H.450系列建议书
ITU-T H.460系列建议书
ITU-T H.500系列建议书

参考资料

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

参见

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H.323
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