Информационная безопасность в IP-сетях телефонии. Защита от прослушивания разговоров — строим безопасную SIP телефонию своими руками

Несмотря на солидный возраст технологии VoIP и ее широкое распространение в корпоративном и государственном секторе, использование данной технологии вызывает ряд серьезных проблем, связанных с безопасностью: относительно несложно установить прослушивание VoIP-звонков, относительно несложно изменить содержание VoIP-звонков, система VoIP подвержена DoS-атакам.

Существующие решения проблемы

Использование патентованных (закрытых) аудио кодеков

Некоторые производители предлагают решать вопросы безопасности IP-телефонии путем использования закрытых аудио кодеков. Вся защита строится на том, что злоумышленнику неизвестен алгоритм кодирования звука, но как только алгоритм становится известным, система перестает быть безопасной. Современные тенденции таковы, что большинство производителей использует открытые аудио кодеки. Таким образом, данный способ защиты потерял свою эффективность.

Использование VLAN

При построении системы IP-телефонии принято выделять отдельную сеть VLAN, к которой подключаются все IP-телефоны. Данный способ обладает рядом недостатков:

• Если злоумышленник получит доступ к VLAN системы IP-телефонии, то ему будет доступны для прослушивания все телефонные переговоры.
• Данное решение никак не может обеспечить безопасность системы IP-телефонии, построенной между двумя и более территориально распределенными офисами.

Шифрование и криптографическая аутентификация VoIP

Данный способ обеспечения безопасности на сегодняшний день является наиболее надежным. Защита современных систем IP-телефонии может быть реализована с помощью различных протоколов таких как SRTP, ZRTP и IPSec. Однако, каждый из этих протоколов обладает рядом существенных недостатков:

• SRTP, ZRTP используют «слабую» криптографию — ключи шифрования недостаточной длины или некриптостойкие алгоритмы шифрования.
• IPSec — требует проведения предварительного обмена ключами, часто блокируется различными интернет-провайдерами, в ряде случаев в силу ограничения технологии не позволяет установить защищенное соединение.
• Помимо частных недостатков, все упомянутые способы криптографической защиты IP-телефонии обладают общим недостатком — отсутствие сертификатов ФСБ РФ и ФСТЭК РФ. Из этого следует, что существующие способы защиты IP-телефонии нельзя использовать в государственных учреждениях.

Решение обеспечения безопасности VoIP от ОАО «ИнфоТеКС»

Основой защиты VoIP является VPN-решение ViPNet CUSTOM, которое обладает следующим функционалом:

• Шифрование и фильтрация сигнального и голосового трафика всех участников сети IP-телефонии.
• Обеспечивает беспрепятственное прохождение VoIP-трафика через устройства NAT.
• Поддержка виртуальных адресов, в том числе в протоколах SIP, H.323 и Cisco SCCP (Skinny Client Control Protocol), является решением проблемы пересечения пространства IP-адресов удаленных офисов.

Преимущества

• Позволяет организовать защиту гетерогенных систем IP-телефонии.
• Позволяет организовать защищенное взаимодействие между двумя и более локальными сетями с пересекающейся IP-адресацией без изменения топологии этих сетей.
• Обеспечивает защиту мобильных пользователей IP-телефонии.
• Обеспечивает прохождении VPN-трафика в случае использования NAT или противодействия со стороны провайдера.
• Наличие сертификатов ФСБ и ФСТЭК.

Осталось в прошлом то время, когда операторы с опасением относились к использованию IP-телефонии, считая уровень защищенности таких сетей низким. Сегодня уже можно говорить о том, что IP-телефония стала неким стандартом де-факто в телефонных коммуникациях. Это объясняется удобством, надежностью и относительно невысокой стоимостью IP-телефонии по сравнению с аналоговой связью. Можно утверждать, что IP-телефония повышает эффективность ведения бизнеса и позволяет осуществлять такие ранее недоступные операции, как интеграция с различными бизнес-приложениями.

Если говорить о недостатках и уязвимостях IP-телефонии, прежде всего следует отметить те же «болезни», какими страдают другие службы, использующие протокол IP. Это подверженность атакам червей и вирусов, DoS-атакам, несанкционированному удаленному доступу и др. Несмотря на то, что при построении инфраструктуры IP-телефонии данную службу обычно отделяют от сегментов сети, в которых «ходят» не голосовые данные, это еще не является гарантией безопасности. Сегодня большое количество компаний интегрируют IP-телефонию с другими приложениями, например с электронной почтой. С одной стороны, таким образом появляются дополнительные удобства, но с другой — и новые уязвимости. Кроме того, для функционирования сети IP-телефонии требуется большое число компонентов, таких, как серверы поддержки, коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, IP-телефоны и т. д. При этом для поддержки функционирования IP-сети часто используются неспециализированные ОС. К примеру, большинство IP-УАТС построено на базе обычных и хорошо известных операционных систем (Windows или Linux), которые теоретически обладают всеми уязвимостями, характерными для данных систем.

В некоторых IP-УАТС применяется СУБД и веб-серверы, имеющие свои элементы уязвимостей. И хотя для универсальной операционной системы или стека протоколов можно использовать давно известные средства защиты — антивирусы, персональные межсетевые экраны, системы предотвращения атак и т. п., отсутствие «заточенности» таких средств под работу с приложениями IP-телефонии может негативно сказаться на уровне защищенности.

Среди основных угроз, которым подвергается IP-телефонная сеть, можно выделить:

• регистрацию чужого терминала, позволяющую делать звонки за чужой счет;
• подмену абонента;
• внесение изменений в голосовой или сигнальный трафик;
• снижение качества голосового трафика;
• перенаправление голосового или сигнального трафика;
• перехват голосового или сигнального трафика;
• подделка голосовых сообщений;
• завершение сеанса связи;
• отказ в обслуживании;
• удаленный несанкционированный доступ к компонентам инфраструктуры IP-телефонии;
• несанкционированное обновление ПО на IP-телефоне (например, с целью внедрения троянской или шпионской программы);
• взлом биллинговой системы (для операторской телефонии).

Это далеко не весь перечень возможных проблем, связанных с использованием IP-телефонии. Альянс по безопасности VoIP (VOIPSA) разработал документ, описывающий широкий спектр угроз IP-телефонии, который помимо технических угроз включает вымогательство через IP-телефонию, спам и т. д.

И все же основное уязвимое место IP-телефонии — это набивший оскомину человеческий фактор. Проблема защищенности при развертывании IP-телефонной сети часто отодвигается на задний план, и выбор решения проходит без участия специалистов по безопасности. К тому же специалисты не всегда должным образом настраивают решение, даже если в нем присутствуют надлежащие защитные механизмы, либо приобретаются средства защиты, не предназначенные для эффективной обработки голосового трафика (например, межсетевые экраны могут не понимать фирменный протокол сигнализации, использующийся в решении IP-телефонии). В конце концов, организация вынуждена тратить дополнительные финансовые и людские ресурсы для защиты развернутого решения либо мириться с его незащищенностью.

Что же строить?

Не будет открытием и то, что чем надежнее защищена IP-телефонная сеть, тем меньше вероятность взлома и злоупотреблений в такой сети. Прозвучит банально, но думать об обеспечении безопасности необходимо уже на этапе подготовки проекта IP-телефонии и именно на этом этапе необходимо договориться о том, какие механизмы защиты целесообразнее использовать в сети. Будет ли это набор встроенных механизмов? А может, особенности функционирования данной IP-сети таковы, что необходимы дополнительные и «навесные» средства защиты?

С точки зрения управляемости и производительности наиболее предпочтительной кажется такая архитектура IP-телефонии, где все компоненты защиты встроены в элементы самой сети. Если рассматривать IP-телефонную сеть без использования дополнительных средств защиты, то, применяя встроенные в сетевые коммутаторы защитные механизмы, можно добиться построения относительно стойкой защиты от атак на периметр. Встроенный функционал позволяет обеспечить:

• возможность создания виртуальных локальных сетей (VLAN) с использованием встроенных возможностей коммутаторов;
• применение встроенных механизмов фильтрации и контроля доступа;
• ограничение и представление гарантируемой полосы пропускания, что позволяет эффективно подавлять DoS-атаки;
• ограничение числа устройств с различными MAC-адресами, подключенными к одному порту;
• предотвращение атак на расходование пула адресов DHCP-сервиса;
• предотвращение засорения таблиц ARP и «воровство» адресов;
• предотвращение атак с анонимных адресов;
• применение списков контроля доступа, ограничивающих адреса узлов, которые могут передавать данные IP-телефонам.

Кроме того, встроенная в архитектуру IP-сети система управления вызовами, которая может подключаться к специальной выделенной локальной сети, изолированной от рабочей сети организации, представляет собой дополнительный «рубеж» в защите. К недостаткам можно отнести то, что встроенные в сетевое оборудование защитные функции не всегда обеспечивают надлежащий уровень безопасности и для его поднятия могут потребоваться дополнительные вложения в модернизацию оборудования.

Несмотря на использование в основе своей протокола IP, IP-телефония далеко не всегда может быть адекватно защищена традиционными решениями. Связано это с тем, что они не учитывают ее специфики — передачи трафика в реальном времени, контроля качества и трафика на прикладном уровне и т. д. Идеально, когда приложения IP-телефонии и их безопасность неразрывно связаны и интегрированы между собой в единую платформу, включающую и сетевую инфраструктуру. Это позволяет повысить эффективность защиты и снизить издержки на нее. В противном случае приходится строить четыре независимых или практически непересекающиеся инфраструктуры: ЛВС, IP-телефонная сеть, безопасность ЛВС и инфраструктура безопасности IP-телефонии.

Применение специализированных межсетевых экранов значительно повышает безопасность IP-телефонной сети, например, при помощи фильтрации трафика с учетом состояния соединения (stateful inspection ), что позволяет пропускать только необходимый трафик и соединения, установленные в определенном направлении (от сервера к клиенту или наоборот). Кроме того, межсетевой экран предоставляет возможности по:

• фильтрации трафика управления установкой IP-телефонных соединений;
• передаче трафика управления через NAT и сетевые туннели;
• TCP-перехвату, который обеспечивает проверку закрытия TCP-сессий, что позволяет защищаться от ряда атак типа отказа в обслуживании (DoS).

При проектировании сети, в которой предполагается использование дополнительных средств защиты, например системы обнаружения или предотвращения атак, следует особое внимание уделить выбору производителя таких средств, поскольку вопрос об управлении гетерогенной IP-сетью не всегда может быть решен эффективно и быстро и практически всегда требует серьезных дополнительных вложений.

Предпочтителен выбор того производителя, на оборудовании которого уже функционирует сеть, так как поддержку и управление устройствами можно осуществлять в этом случае централизованно и с меньшими затратами.

Защита от прослушивания

Виртуальные ЛВС снижают в известной степени риск прослушивания телефонных разговоров, однако в случае перехвата речевых пакетов анализатором восстановление записи разговора для специалиста дело нехитрое. Главным образом, виртуальные ЛВС способны обеспечить защиту от внешних вторжений, но защитить от атаки, инициированной изнутри сети, могут быть не способны. Человек, находящийся внутри периметра сети, может подключить компьютер прямо к разъему настенной розетки, сконфигурировать его как элемент виртуальной ЛВС системы IP-телефонии и начать атаку.

Наиболее совершенный способ противодействия подобным манипуляциям — использование IP-телефонов со встроенными средствами шифрования. Кроме того, дополнительную защиту обеспечивает шифрование трафика между телефонами и шлюзами. На сегодняшний день практически все производители, такие как Avaya, Nortel и Cisco, предлагают встроенные средства шифрования для информационных потоков и сигнализации. Шифрование трафика является наиболее логичным решением для защиты от прослушивания разговоров, но такая функциональность несет и ряд трудностей, которые необходимо учитывать при построении защищенной связи. Основной проблемой может быть задержка, добавляемая процессом зашифровывания и расшифровывания трафика. При работе в локальной сети подобная проблема, как правило, не дает о себе знать, но при связи через территориально-распределенную сеть способна доставлять неудобства. К тому же шифрование сигнализации, происходящее на прикладном уровне, может затруднить работу межсетевых экранов. В случае применения потокового шифрования задержки гораздо ниже, чем при использовании блочных шифров, хотя полностью от них избавиться не удастся. Вариантом решения проблемы могут служить более быстрые алгоритмы или включение механизмов QoS в модуль шифрования.

QoS

Принято считать, что основное назначение механизмов QoS (Quality of Service ) — обеспечение должного качества связи. Но не стоит забывать, что они играют важнейшую роль и при решении задач безопасности. Для передачи речи и данных из логически отдельных виртуальных ЛВС используется общая физическая полоса пропускания. При заражении узла вирусом или червем может произойти переполнение сети трафиком. Однако если прибегнуть к механизмам QoS, настроенным соответствующим образом, трафик IP-телефонии будет попрежнему иметь приоритет при прохождении через общие физические каналы, и DoS-атака окажется безуспешной.

Защита от подмены телефонов и серверов управления

Многие элементы IP-телефонии имеют динамическую адресацию, что позволяет злоумышленникам использовать это в своих целях. Они могут «выдать себя» за IP-телефон, сервер управления звонками и т. д. Для защиты от устройств, пытающихся замаскироваться под авторизованные IP-телефоны или несанкционированно подключенных к сетевой инфраструктуре, можно воспользоваться правилами контроля доступа на маршрутизаторах и межсетевых экранах. Кроме того, могут пригодиться средства строгой аутентификации всех абонентов инфраструктуры IP-телефонии. Для подтверждения подлинности абонентов могут применяться различные стандартизированные протоколы, включая RADIUS, сертификаты PKI x.509 и т. д.

Защита от DoS-атак

Атаки типа «отказ в обслуживании» на приложения IP-телефонии (например, на серверы обработки звонков) и среду передачи данных представляют собой довольно серьезную проблему. Если говорить об атаках на среду передачи данных, отметим, что за передачу данных в IP-телефонии, как правило, отвечает протокол RTP (Real-Time Protocol ). Он уязвим для любой атаки, которая перегружает сеть пакетами или приводит к замедлению процесса их обработки конечным устройством (телефоном или шлюзом). Следовательно, злоумышленнику достаточно «забить» сеть большим количеством RTP-пакетов либо пакетов с высоким приоритетом обслуживания, которые будут конкурировать с легитимными RTP-пакетами. В таком случае для защиты можно использовать как встроенные в сетевое оборудование механизмы обеспечения информационной безопасности, так и дополнительные решения:

• разделение корпоративной сети на непересекающиеся сегменты передачи голоса и данных, что предотвращает появление в «голосовом» участке распространенных атак, в том числе и DoS;
• специальные правила контроля доступа на маршрутизаторах и межсетевых экранах, защищающих периметр корпоративной сети и отдельные ее сегменты;
• систему предотвращения атак на сервере управления звонками и ПК с голосовыми приложениями;
• специализированные системы защиты от DoS- и DDoS-атак;
• специальные настройки на сетевом оборудовании, предотвращающие подмену адреса и ограничивающие полосу пропускания, не позволяющую вывести из строя атакуемые ресурсы большим потоком бесполезного трафика.

Защита IP-телефонов

IP-телефоны содержат целый ряд специальных настроек, препятствующих несанкционированному доступу к ним. К таким настройкам относятся, например, доступ к функциям телефона только после предъявления идентификатора и пароля или запрет локального изменения настроек и т. д. С целью предотвращения загрузки на IP-телефон несанкционированно модифицированного программного обеспечения и конфигурационных файлов, их целостность может контролироваться цифровой подписью и сертификатами X.509.

Защита от мошенничества в IP-телефонной сети

Среди основных типов мошенничества, встречающегося в IP-телефонной сети, можно отметить кражу услуг, фальсификацию звонков, отказ от платежа и другие виды. Защититься от мошенничества в сетях IP-телефонии можно, используя возможности сервера управления IT-инфраструктурой. Так, для каждого абонента можно заблокировать звонки на определенные группы номеров; заблокировать звонки с нежелательных номеров; заблокировать возможность переадресации звонков на различные типы номеров — городские, мобильные, междугородные и международные; отфильтровать звонки по различным параметрам. Все действия могут осуществляться независимо от того, с какого телефонного аппарата абонент осуществляет звонок, — это реализуется путем аутентификации каждого абонента, получающего доступ к IP-телефону. В случае если пользователь не проходит процесс подтверждения своей подлинности, он может звонить только по заранее определенному списку номеров, например, только по внутренним номерам телефонов и в экстренные муниципальные службы.

Стандарты в IP-телефонии

Сегодня протокол SIP приходит на смену протоколам H.323, при этом многие разработчики устройств, поддерживающих SIP, фокусируют свои силы на увеличении числа функций, а не на безопасности. В отличие от стандарта H.323, в рамках которого разработана спецификация H.235, описывающая различные механизмы безопасности, протокол SIP практически лишен каких бы то ни было серьезных защитных функций. Это заставляет сомневаться в безоблачном будущем IP-телефонии, которое многие эксперты связывают именно с протоколом SIP. Определенные надежды возлагаются на сформированный в июле 2005 года альянс по безопасности IP-телефонии , целью которого является проведение исследований, повышение осведомленности, обучение и разработка бесплатных методик и инструментов для тестирования в области защищенности IP-телефонии. Но пока единственным результатом работы данного альянса стало создание таксономии атак и уязвимых мест IP-телефонии.

Заключение

В заключение хотелось бы еще раз отметить, что основной постулат эффективной системы безопасности IP-телефонии — на этапе проектирования думать о том, каким образом будет строиться система защиты такой сети, с целью максимального соответствия особенностям IP-коммуникаций в организации. Не следует забывать и о том, что IP-телефония — это приложение, которое работает в IP-сети, и адекватные меры по защите IP-сети в целом лишают злоумышленника дополнительных возможностей по организации прослушивания, реализации DoS-атак и использованию ресурсов сети в качестве лазейки в IP-телефонную сеть.

Среди первоочередных требований к обеспечению безопасности IP-телефонной сети следует назвать необходимость разделения голосовых и обычных данных. То есть IP-телефония должна быть отделена от сети, где передаются другие данные при помощи VLAN. Сегментация позволяет создать дополнительный рубеж, предупреждающий атаки и злоупотребления, в том числе и те, источник которых находится во внутренней сети. Кроме того, при проектировании IP-телефонной сети важно обеспечить соответствующую полосу пропускания и не забывать о применении механизмов QoS для приоритизации IP-телефонного трафика.

И наконец, использование средств защиты, ориентированных на особенности работы IP-телефонии, поможет избежать не только «дыр» в безопасности построенной сети, таких как «непонимание» средствами защиты IP-трафика, но и дополнительных финансовых расходов на модернизацию существующего оборудования или приобретение новых защитных устройств.

Цель этой статьи обсудить две наиболее распространенных уязвимости, которые присутствуют в текущих реализациях VoIP.

"Наша связь безопаснее обычной телефонной линии"

Технология VoIP прочно вошла в нашу жизнь. Многие действующие операторы связи начали предоставлять услуги VoIP; появились новые провайдеры VoIP. Помимо проблем с качеством предоставляемых услуг, проблема безопасности (как и её отсутствие) недопонимается многими поставщиками услуг VoIP.

Цель этой статьи обсудить две наиболее распространенных уязвимости, которые присутствуют в текущих реализациях VoIP. Первая уязвимость позволяет перехватить пользовательскую подпись (Subscription) и соответствующие соединения. Вторая уязвимость позволяет прослушивать VoIP-соединения. Хотя VoIP реализован с помощью нескольких протоколов, эта статья фокусируется на уязвимостях, связанных с протоколом SIP (Session Initiation Protocol – протокол инициации соединения), являющимся стандартом IETF (RFC 3261). Эти два вида атак (помимо других атак, типа DoS) уже обсуждались в различных исследовательских статьях, но не признавались в качестве реально действующих.

Эксперты считают, что эти виды атак станут более очевидными с дальнейшим развитием и пониманием VoIP. В следующем разделе мы кратко рассмотрим протокол SIP, который используется для создания и уничтожения мультимедийных соединений (включая VoIP).

Кратко о SIP

Протокол инициации соединений (SIP, IETF RFC 3261) широко используемый стандарт, который используется в VoIP для установления и разрывания телефонных звонков. На Рис. 1 с высокого уровня показаны сообщения SIP во время телефонного разговора. Пояснение следует ниже.

Рис. 1: Установление и разрывание связи.

Шаг 1, устройство пользователя (User Agent в терминологии SIP) регистрируется у регистратора доменов, который отвечает за содержание базы данных со всеми пользователями для соответствующего домена. Регистрация пользователя необходима для связи с удаленной стороной. Когда Bob хочет позвонить Alice, он посылает запрос INVITE прокси-серверу. Прокси-серверы отвечают за маршрутизацию SIP-сообщений и определение местоположения пользователей. Когда прокси получает запрос INVITE, он пытается найти вызываемую сторону и ретранслирует соединение вызывающему, проходя при этом несколько шагов, типа DNS-lookup. Атака на перехват регистрационной подписи происходит как раз на первом шаге.

Перехват регистрации

На Рис. 2 показано типичное регистрационное сообщение и ответ от регистратора, используемый для анонсирования точки связи. Это показывает, что устройство пользователя принимает звонки.

Запрос REGISTER содержит заголовок Contact , указывающий IP-адрес устройства пользователя. Когда прокси получает запрос на входящий звонок (INVITE), он произведет поиск, чтобы узнать, как связаться с соответствующим пользователем. В нашем случае пользователь с телефоном 210-853-010 доступен по адресу 192.168.94.70. Прокси перенаправит запрос INVITE на этот адрес.

На Рис. 3 показан измененный запрос REGISTER, который отправил хакер.

Рис. 3: измененный вариант запроса REGISTER

В этом случае все заголовки и параметры остаются неизменными, кроме заголовка Contact. В этом заголовке был изменен IP-адрес (192.168.1.3), который теперь указывает на устройство хакера. Этот запрос отправляется SIP регистратору по адресу 192.168.1.2. Хакер легко может генерировать подобный запросы, используя программу SiVus, показанную на Рис. 4:

Рис. 4: Подмена регистрации SIP с помощью SiVUS.

Атака перехвата работает следующим образом:

1. Блокировать регистрацию законного пользователя. Это достигается одним из следующих способов:
   • DoS-атака против устройства пользователя
   • Дерегистрация пользователя (ещё одна атака, в этой статье не рассматривается)
   • Генерация множества запросов REGISTER в более короткий промежуток времени, чтобы вызвать race-condition и отменить регистрацию законного пользователя
2. Послать запрос REGISTER с IP-адресом хакера.

Рис. 5 показывает подход к осуществлению этой атаки:

Рис. 5: Обзор атаки перехвата регистрации

Сама возможность этой атаки обусловлена следующими причинами:

1. Сообщения посылаются в открытом виде, что позволяет хакеру перехватывать, модифицировать и отсылать их в своих целях.
2. Текущая реализация сообщений протокола SIP не позволяет проверять целостность данных, поэтому изменение сообщений никак не обнаруживается.

Эта атака может быть реализована даже в том случае, если SIP-прокси при регистрации требует авторизацию, т.к. сообщения отправляются в открытом виде. Под угрозой могут оказаться как компьютеры корпоративных сетей, так и домашние ПК. К примеру, домашняя сеть с плохо настроенной точкой беспроводного доступа, может быть скомпрометирована хакером, перехватывающим и модифицирующим сообщения (даже если используются WEP и WPA). В случае успеха хакер может производить звонки за счет пользователя или переадресовывать соединения. В корпоративной сети хакер может переадресовывать звонки неавторизованной стороне. Например, звонки акционеров могут быть направлены агенту, не авторизованному для проведения определенных транзакций с клиентами. Естественно, звонки могут перенаправляться и в злонамеренных целях, которые зависят только от фантазии хакера. В некоторых случаях эта атака может оказаться полезной для сотрудников, которые не желают быть потревоженными и направляют звонки на автоответчик.

Эта атака может быть предотвращена с помощью SIPS (SIP поверх TLS) и авторизации SIP-запросов и ответов (что может включать проверку целостности). Фактически, использование SIPS и авторизации может предотвратить другие виды атак, включая прослушивание.

Прослушивание

Прослушивание в VoIP немного отличается от прослушивания данных в обычных сетях, но принцип тот же. Прослушивание в VoIP подразумевает перехват служебных сообщений и соответствующих потоков мультимедийных данных. Служебные сообщения используют протоколы и порты, отличные от мультимедийных данных. Мультимедийные потоки обычно передаются по UDP, используя протокол RTP (Real Time Protocol – протокол реального времени).

На Рис. 6 показаны действия, необходимые для прослушивания с помощью Ethereal:

Рис. 6: Перехват мультимедийных данных с помощью Ethereal.

Действия, необходимые для перехвата и декодирования голосовых данных:

• Перехват и декодирование RTP-пакетов.
• Анализ сессии.
• Сохранение данных в виде звукового файла.

Некоторые из вас скажут, что прослушивание можно подавить, используя свитчи, которые запрещают трансляцию трафика на всю сеть, таким образом ограничивая доступ к трафику.

Можно отбросить этот аргумент, если использовать ARP-спуфинг для осуществления атаки man-in-the-middle. Мы не будем рассматривать ARP-спуфинг в этой статье, на эту тему уже написано много статей. Основная суть в том, что хакер вещает подмененные MAC-адреса, заставляя соответствующие пакеты проходить через свой компьютер. Это позволяет прослушивать данные между двумя пользователями. На Рис. 7 показан пример атаки подмены таблиц ARP:

Рис. 7: Атака ARP-спуфинг.

С помощью подмены ARP-таблиц хакер может перехватывать, анализировать и прослушивать VoIP-соединения.

На Рис. 8 показано использование программы Cain для осуществления атаки man-in-the-middle и перехвата VoIP-трафика.

Рис. 8: Использование Cain для осуществления man-in-the-middle.

Заключение

Ожидается, что описанные выше уязвимости будут использованы в ближайшем будущем в личных и финансовых целях (например, мошенничество).

Инвестиции в производство и исследования, а также широкое распространение услуг VoIP за последние три года показывает, что VoIP прочно вошла в нашу жизнь. В то же время вопросы безопасности становятся более очевидными с ростом количества пользователей. IETF внесло несколько улучшений в стандарты VoIP, которые должны обеспечить защиту VoIP-трафика. Самыми очевидными являются использование TLS поверх SIP для защиты служебных данных и SRTP (Secure Real Time Protocol) для защиты мультимедийных данных. Основная проблема в том, что большинство провайдеров медленно адоптируют эти протоколы и иногда путают безопасность в пакетных сетях с безопасностью телефонных сетей.

В системе IP-телефонии должны обеспечиваться два уровня безопасности: системный и вызывной.

Для обеспечения системной безопасности используются следующие функции:

Предотвращение неавторизованного доступа к сети путем применения разделяемого кодового слова. Кодовое слово одновременно вычисляется по стандартным алгоритмам на инициирующей и оконечной системах, и полученные результаты сравниваются. При установлении соединения каждая из двух систем IP-телефонии первоначально идентифицирует другую систему; в случае по крайней мере одного отрицательного результата связь прерывается.

• Списки доступа, в которые вносятся все известные шлюзы IP-телефонии.
• Запись отказов в доступе.
• Функции безопасности интерфейса доступа, включая проверку идентификатора и пароля пользователя с ограничением доступа по чтению/записи, проверку прав доступа к специальному WEB-серверу для администрирования.
• Функции обеспечения безопасности вызова, включая проверку идентификатора и пароля пользователя (необязательно), статус пользователя, профиль абонента.

При установлении связи шлюза с другим шлюзом своей зоны производится необязательная проверка идентификатора и пароля пользователя. Пользователь в любое время может быть лишен права доступа.

Действительно, при разработке протокола IP не уделялось должного внимания вопросам информационной безопасности, однако со временем ситуация менялась, и современные приложения, базирующиеся на IP, содержат достаточно защитных механизмов. А решения в области IP-телефонии не могут существовать без реализации стандартных технологий аутентификации и авторизации, контроля целостности и шифрования и т. д. Для наглядности рассмотрим эти механизмы по мере того, как они задействуются на различных стадиях организации телефонного разговора, начиная с поднятия телефонной трубки и заканчивая сигналом отбоя.

1. Телефонный аппарат.

В IP-телефонии, прежде чем телефон пошлет сигнал на установление соединения, абонент должен ввести свой идентификатор и пароль на доступ к аппарату и его функциям. Такая аутентификация позволяет блокировать любые действия посторонних и не беспокоиться, что чужие пользователи будут звонить в другой город или страну за ваш счет.

2. Установление соединения.

После набора номера сигнал на установление соединения поступает на соответствующий сервер управления звонками, где осуществляется целый ряд проверок с точки зрения безопасности. В первую очередь удостоверяется подлинность самого телефона - как путем использования протокола 802.1x, так и с помощью сертификатов на базе открытых ключей, интегрированных в инфраструктуру IP-телефонии. Такая проверка позволяет изолировать несанкционированно установленные в сети IP-телефоны, особенно в сети с динамической адресацией. Явления, подобные пресловутым вьетнамским переговорным пунктам, в IP-телефонии просто невозможны (разумеется, при условии следования правилам построения защищенной сети телефонной связи).

Однако аутентификацией телефона дело не ограничивается - необходимо выяснить, предоставлено ли абоненту право звонить по набранному им номеру. Это не столько механизм защиты, сколько мера предотвращения мошенничества. Если инженеру компании нельзя пользоваться междугородной связью, то соответствующее правило сразу записывается в систему управления звонками, и с какого бы телефона ни осуществлялась такая попытка, она будет немедленно пресечена. Кроме того, можно указывать маски или диапазоны телефонных номеров, на которые имеет право звонить тот или иной пользователь.

В случае же с IP-телефонией проблемы со связью, подобные перегрузкам линий в аналоговой телефонии, невозможны: при грамотном проектировании сети с резервными соединениями или дублированием сервера управления звонками отказ элементов инфраструктуры IP-телефонии или их перегрузка не оказывает негативного влияния на функционирование сети.

3. Телефонный разговор.

В IP-телефонии решение проблемы защиты от прослушивания предусматривалось с самого начала. Высокий уровень конфиденциальности телефонной связи обеспечивают проверенные алгоритмы и протоколы (DES, 3DES, AES, IPSec и т. п.) при практически полном отсутствии затрат на организацию такой защиты - все необходимые механизмы (шифрования, контроля целостности, хэширования, обмена ключами и др.) уже реализованы в инфраструктурных элементах, начиная от IP-телефона и заканчивая системой управления звонками. При этом защита может с одинаковым успехом применяться как для внутренних переговоров, так и для внешних (в последнем случае все абоненты должны пользоваться IP-телефонами).

Однако с шифрованием связан ряд моментов, о которых необходимо помнить, внедряя инфраструктуру VoIP. Во-первых, появляется дополнительная задержка вследствие шифрования/дешифрования, а во-вторых, растут накладные расходы в результате увеличения длины передаваемых пакетов.

4. Невидимый функционал.

До сих пор мы рассматривали только те опасности, которым подвержена традиционная телефония и которые могут быть устранены внедрением IP-телефонии. Но переход на протокол IP несет с собой ряд новых угроз, которые нельзя не учитывать. К счастью, для защиты от этих угроз уже существуют хорошо зарекомендовавшие себя решения, технологии и подходы. Большинство из них не требует никаких финансовых инвестиций, будучи уже реализованными в сетевом оборудовании, которое и лежит в основе любой инфраструктуры IP-телефонии.

Самое простое, что можно сделать для повышения защищенности телефонных переговоров, когда они передаются по той же кабельной системе, что и обычные данные, - это сегментировать сеть с помощью технологии VLAN для устранения возможности прослушивания переговоров обычными пользователями. Хорошие результаты дает использование для сегментов IP-телефонии отдельного адресного пространства. И, конечно же, не стоит сбрасывать со счетов правила контроля доступа на маршрутизаторах (Access Control List, ACL) или межсетевых экранах (firewall), применение которых усложняет злоумышленникам задачу подключения к голосовым сегментам.

5. Общение с внешним миром.

Какие бы преимущества IP-телефония ни предоставляла в рамках внутренней корпоративной сети, они будут неполными без возможности осуществления и приема звонков на городские номера. При этом, как правило, возникает задача конвертации IP-трафика в сигнал, передаваемый по телефонной сети общего пользования (ТфОП). Она решается за счет применения специальных голосовых шлюзов (voice gateway), реализующих и некоторые защитные функции, а самая главная из них - блокирование всех протоколов IP-телефонии (H.323, SIP и др.), если их сообщения поступают из неголосового сегмента.

Для защиты элементов голосовой инфраструктуры от возможных несанкционированных воздействий могут применяться специализированные решения - межсетевые экраны (МСЭ), шлюзы прикладного уровня (Application Layer Gateway, ALG) и пограничные контроллеры сеансов (Session Border Controller). В частности, протокол RTP использует динамические порты UDP, открытие которых на межсетевом экране приводит к появлению зияющей дыры в защите. Следовательно, межсетевой экран должен динамически определять используемые для связи порты, открывать их в момент соединения и закрывать по его завершении. Другая особенность заключается в том, что ряд протоколов, например, SIP, информацию о параметрах соединения размещает не в заголовке пакета, а в теле данных. Поэтому устройство защиты должно быть способно анализировать не только заголовок, но и тело данных пакета, вычленяя из него все необходимые для организации голосового соединения сведения. Еще одним ограничением является сложность совместного применения динамических портов и NAT.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1 Построение сети IP-телефонии

1.1 Транспортные технологии пакетной коммутации

1.2 Уровни архитектуры ІР-телефонии

1.3 Различные подходы к построению сетей IP-телефонии

1.3.1 Сеть на базе протокола Н.323

1.3.2 Сеть на базе протокола SIP

1.3.3 Сеть на базе MGCP

1.4 Сравнение подходов к построению сети ІР-телефонии

1.5 Варианты систем ІР-телефонии (сценарии)

2. Типы угроз в IP-телефонии и методы борьбы с ними

2.1 Типы угроз в IP-телефонии

2.2 Методы криптографической защиты информации

2.3 Защита от прослушивания

2.4 Защищенность сети доступа

2.5 Технологии аутентификации

3. Обеспечение безопасности с точки зрения проверки прав доступа к ресурсам (ААА). Сравнение протоколов TACACS+ и RADIUS

3.1 Непрямая аутентификация

3.2 Технологии ААА на основе протокола TACACS+

3.2.1 Протокол TACACS+

3.2.2 Свойства протокола TACACS+

3.2.3 Процессы ААА в протоколе TACACS+

3.3 Технологии ААА на базе протокола RADIUS

3.3.1 Протокол RADIUS

3.3.2 Свойства и возможности протокола RADIUS

3.3.4 Процесс аудита на базе протокола RADIUS

3.3.5 Сравнение возможностей протоколов TACACS+ и RADIUS

3.3.6 Технические несоответствия с теоретическими характеристиками протоколов TACACS и RADIUS

Заключение

Список использованных источников

Введение

У IP-телефонии есть достаточное количество преимуществ, чтобы вскоре распространиться по всей нашей стране; учитывая экономические аспекты и послание Президента Республики Казахстан Нурсултана Абишевича Назарбаева народу Казахстана «Новое десятилетие, новый экономический подъем, новые возможности Казахстана»: «Лидирующие экономики мира будут функционировать в более сложных, конкурентных условиях и предпримут превентивные меры по подготовке к следующему экономическому циклу, наращивая производительность рабочей силы, инвестирование в инфраструктуру и телекоммуникации, укрепляя финансовые системы, повышая эффективность государственного управления, а также создавая благоприятные условия для развития бизнеса».

VoIP -- система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям. Сигнал по каналу связи передаётся в цифровом виде и, как правило, перед передачей преобразовывается (сжимается) с тем, чтобы удалить избыточность.

Осталось в прошлом то время, когда операторы с опасением относились к использованию IP-телефонии, считая уровень защищенности таких сетей низким. Сегодня уже можно говорить о том, что IP-телефония стала неким стандартом в телефонных коммуникациях. Это объясняется удобством, относительной надежностью и относительно невысокой стоимостью IP-телефонии по сравнению с аналоговой связью. Можно утверждать, что IP-телефония повышает эффективность ведения бизнеса и позволяет осуществлять такие ранее недоступные операции, как интеграция с различными бизнес-приложениями.

Если говорить о недостатках и уязвимостях IP-телефонии, прежде всего, следует отметить те же «болезни», какими страдают другие службы, использующие протокол IP. Это подверженность атакам червей и вирусов, DoS-атакам, несанкционированному удаленному доступу и др.

Несмотря на то, что при построении инфраструктуры IP-телефонии данную службу обычно отделяют от сегментов сети, в которых «ходят» не голосовые данные, это еще не является гарантией безопасности. Сегодня большое количество компаний интегрируют IP-телефонию с другими приложениями, например с электронной почтой. С одной стороны, таким образом появляются дополнительные удобства, но с другой -- и новые уязвимости. Кроме того, для функционирования сети IP-телефонии требуется большое число компонентов, таких, как серверы поддержки, коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, IP-телефоны и т. д..

Среди основных угроз, которым подвергается IP-телефонная сеть, можно выделить:

Регистрацию чужого терминала, позволяющую делать звонки за чужой счет;

Подмену абонента;

Завершение сеанса связи;

Отказ в обслуживании;

Удаленный несанкционированный доступ к компонентам инфраструктуры IP-телефонии;

Несанкционированное обновление ПО на IP-телефоне (например, с целью внедрения троянской или шпионской программы);

Взлом биллинговой системы (для операторской телефонии).

Это далеко не весь перечень возможных проблем, связанных с использованием IP-телефонии. Альянс по безопасности VoIP (VOIPSA) разработал документ, описывающий широкий спектр угроз IP-телефонии, который помимо технических угроз включает вымогательство через IP-телефонию, спам и т. д.

И все же основное уязвимое место IP-телефонии -- это набивший оскомину человеческий фактор. Проблема защищенности при развертывании IP-телефонной сети часто отодвигается на задний план, и выбор решения проходит без участия специалистов по безопасности. К тому же специалисты не всегда должным образом настраивают решение, даже если в нем присутствуют надлежащие защитные механизмы, либо приобретаются средства защиты, не предназначенные для эффективной обработки голосового трафика (например, межсетевые экраны могут не понимать фирменный протокол сигнализации, использующийся в решении IP-телефонии). В конце концов, организация вынуждена тратить дополнительные финансовые и людские ресурсы для защиты развернутого решения либо мириться с его незащищенностью .

1 . Построение сети IP -телефонии

1.1 Транспортные технологии пакетной коммутации

Большинство производителей, располагающих широким ассортиментом продукции для пакетной телефонии, занимают «технологически нейтральное» положение и предоставляют покупателю возможность самому выбирать ту технологию, которая лучше всего соответствует его интеграционной стратегии. Основные технологии пакетной передачи речи - Frame Relay, ATM и маршрутизация пакетов IP - различаются эффективностью использования каналов связи, степенью охвата разных участков сети, надежностью, управляемостью, защитой информации и доступа, а также стоимостью .

Рисунок 1.1. Речь по АТМ

Рисунок 1.2. Речь по Frame Relay

Рисунок 1.3. Речь по IP

Транспортная технология ATM уже несколько лет успешно используется в магистральных сетях общего пользования и в корпоративных сетях, а сейчас ее начинают активно использовать и для высокоскоростного доступа по каналам xDSL (для небольших офисов) и SDH/Sonet (для крупных предприятий).

Главные преимущества этой технологии - ее зрелость, надежность и наличие развитых средств эксплуатационного управления сетью. В ней имеются непревзойденные по своей эффективности механизмы управления качеством обслуживания и контроля использования сетевых ресурсов. Однако ограниченная распространенность и высокая стоимость оборудования не позволяют считать ATM лучшим выбором для организации сквозных телефонных соединений от одного конечного узла до другого. Технологии Frame Relay суждено было сыграть в пакетной телефонии ту же роль, что и квазиэлектронным АТС в телефонии с коммутацией каналов: они показали пример эффективной программно управляемой техники, но имели ограниченные возможности дальнейшего развития.

Пользователями недорогих услуг Frame Relay, обеспечивающих вполне предсказуемую производительность, стали многие корпоративные сети, и большинство из них вполне довольны своим выбором. В краткосрочной перспективе технология передачи речи по Frame Relay будет вполне эффективна для организации мультисервисного доступа и каналов дальней связи. Но сети Frame Relay распространены незначительно: как правило, на практике используются некоммутируемые соединения в режиме точка-точка .

Технология передачи речевой информации по сетям с маршрутизацией пакетов IP привлекает, в первую очередь, своей универсальностью - речь может быть преобразована в поток IP-пакетов в любой точке сетевой инфраструктуры: на магистрали сети оператора, на границе территориально распределенной сети, в корпоративной сети и даже непосредственно в терминале конечного пользователя. В конце концов, она станет наиболее широко распространенной технологией пакетной телефонии, поскольку способна охватить все сегменты рынка, будучи при этом хорошо адаптируемой к новым условиям применения. Несмотря на универсальность протокола IP, внедрение систем IP-телефонии сдерживается тем, что многие операторы считают их недостаточно надежными, плохо управляемыми и не очень эффективными. Но грамотно спроектированная сетевая инфраструктура с эффективными механизмами обеспечения качества обслуживания делает эти недостатки малосущественными. В расчете на порт стоимость систем IP-телефонии находится на уровне (или немного ниже) стоимости систем Frame Relay, и заведомо ниже стоимости оборудования ATM. При этом уже сейчас видно, что цены на продукты IP-телефонии снижаются быстрее, чем на другие изделия, и что происходит значительное обострение конкуренции на этом рынке.

1.2 Уровни архитектуры IP-телефонии

Архитектура технологии Voice over IP может быть упрощенно представлена в виде двух плоскостей. Нижняя плоскость - это базовая сеть с маршрутизацией пакетов IP, верхняя плоскость - это открытая архитектура управления обслуживанием вызовов (запросов связи).

Нижняя плоскость, говоря упрощенно, представляет собой комбинацию известных протоколов Интернет: это - RTP (Real Time Transport Protocol), который функционирует поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), расположенного, в свою очередь, в стеке протоколов TCP/IP над протоколом IP.

Таким образом, иерархия RTP/UDP/IP представляет собой своего рода транспортный механизм для речевого трафика. Здесь же отметим, что в сетях с маршрутизацией пакетов IP для передачи данных всегда предусматриваются механизмы повторной передачи пакетов в случае их потери.

При передаче информации в реальном времени использование таких механизмов только ухудшит ситуацию, поэтому для передачи информации, чувствительной к задержкам, но менее чувствительной к потерям, такой как речь и видеоинформация, используется механизм негарантированной доставки информации RTP/UDPD/IP. Рекомендации ITU-Т допускают задержки в одном направлении не превышающие 150 мс. Если приемная станция запросит повторную передачу пакета IP, то задержки при этом будут слишком велики .

Теперь перейдем к верхней плоскости управления обслуживанием запросов связи. Вообще говоря, управление обслуживанием вызова предусматривает принятие решений о том, куда вызов должен быть направлен, и каким образом должно быть установлено соединение между абонентами.

Инструмент такого управления - телефонные системы сигнализации, начиная с систем, поддерживаемых декадно-шаговыми АТС и предусматривающих объединение функций маршрутизации и функций создания коммутируемого разговорного канала в одних и тех же декадно-шаговых искателях. Далее принципы сигнализации эволюционировали к системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам, к многочастотной сигнализации, к протоколам общеканальной сигнализации №7 и к передаче функций маршрутизации в соответствующие узлы обработки услуг Интеллектуальной сети.

В сетях с коммутацией пакетов ситуация более сложна. Сеть с маршрутизацией пакетов IP принципиально поддерживает одновременно целый ряд разнообразных протоколов маршрутизации .

Такими протоколами на сегодня являются: RIP - Routing Information Protocol, IGRP - Interior Gateway Routing Protocol, EIGRP - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, IS-IS - Intermediate System-to- intermediate System, OSPF - Open Shortest Path First, BGP - Border Gateway Protocol и др. Точно так же и для IP-телефонии разработан целый ряд протоколов.

Наиболее распространенным является протокол, специфицированный в рекомендации Н.323 ITU-T, в частности, потому, что он стал применяться раньше других протоколов, которых, к тому же, до внедрения Н.323 вообще не существовало.

Другой протокол плоскости управления обслуживанием вызова - SIP - ориентирован на то, чтобы сделать оконечные устройства и шлюзы более интеллектуальными и поддерживать дополнительные услуги для пользователей.

Еще один протокол - SGCP - разрабатывался, начиная с 1998 года, для того, чтобы уменьшить стоимость шлюзов за счет реализации функций интеллектуальной обработки вызова в централизованном оборудовании. Протокол IPDC очень похож на SGCP, но имеет много больше, чем SGCP, механизмов эксплуатационного управления (ОАМ&Р). В конце 1998 года рабочая группа MEGACO комитета IETF разработала протокол MGCP, базирующийся, в основном, на протоколе SGCP, но с некоторыми добавлениями в части ОАМ&Р.

Рабочая группа MEGACO не остановилась на достигнутом, продолжала совершенствовать протокол управления шлюзами и разработала более функциональный, чем MGCP, протокол MEGACO .

1.3 Различные подходы к построению сетей IP-телефонии

Чтобы стало понятно, чем конкретно отличаются друг от друга протоколы, кратко рассмотрю архитектуру сетей, построенных на базе этих протоколов, и процедуры установления и завершения соединения с их использованием .

1.3 .1 Сеть на базе протокола Н.323

Первый в истории подход к построению сетей IP-телефонии на стандартизованной основе предложен Международным союзом электросвязи (ITU) в рекомендации Н.323. Сети на базе протоколов Н.323 ориентированы на интеграцию с телефонными сетями и могут рассматриваться как сети ISDN, наложенные на сети передачи данных.

В частности, процедура установления соединения в таких сетях IP-телефонии базируется на рекомендации Q.931 и аналогична процедуре, используемой в сетях ISDN.

Рекомендация Н.323 предусматривает довольно сложный набор протоколов, который предназначен не просто для передачи речевой информации по IP-сетям с коммутацией пакетов. Его цель - обеспечить работу мультимедийных приложений в сетях с негарантированным качеством обслуживания. Речевой трафик - это только одно из приложений Н.323, наряду с видеоинформацией и данными.

Вариант построения сетей IP-телефонии, предложенный Международным союзом электросвязи в рекомендации Н.323, хорошо подходит тем операторам местных телефонных сетей, которые заинтересованы в использовании сети с коммутацией пакетов (IP-сети) для предоставления услуг междугородной и международной связи. Протокол RAS, входящий в семейство протоколов Н.323, обеспечивает контроль использования сетевых ресурсов, поддерживает аутентификацию пользователей и может обеспечивать начисление платы за услуги.

На рисунке 1.4 представлена архитектура сети на базе рекомендации Н.323. Основными устройствами сети являются: терминал (Terminal), шлюз (Gateway), привратник (Gatekeeper) и устройство управления конференциями (Multipoint Control Unit- MCU).

Рисунок 1.4. Архитектура сети Н.323

Терминал Н.323 - оконечное устройство пользователя сети IP-телефонии, которое обеспечивает двухстороннюю речевую (мультимедийную) связь с другим терминалом Н.323, шлюзом или устройством управления конференциями .

Шлюз IP-телефонии реализует передачу речевого трафика по сетям с маршрутизацией пакетов IP по протоколу Н.323. Основное назначение шлюза - преобразование речевой информации, поступающей со стороны ТФОП, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP. Кроме того, шлюз преобразует сигнальные сообщения систем сигнализации DSS1 и ОКС7 в сигнальные сообщения Н.323 и производит обратное преобразование в соответствии с рекомендацией ITU H.246.

В привратнике сосредоточен весь интеллект сети IP-телефонии.

Сеть, построенная в соответствии с рекомендацией Н.323, имеет зонную архитектуру (рисунок 1.5). Привратник выполняет функции управления одной зоной сети IP-телефонии, в которую входят: терминалы, шлюзы, устройства управления конференциями, зарегистрированные у данного привратника. Отдельные фрагменты зоны сети Н.323 могут быть территориально разнесены и соединяться друг с другом через маршрутизаторы.

Рисунок 1.5. Зона сети Н.323

Наиболее важными функциями привратника являются:

Регистрация оконечных и других устройств;

Контроль доступа пользователей системы к услугам IP-телефонии при помощи сигнализации RAS;

Преобразование вызываемого пользователя (объявленного имени абонента, телефонного номера, адреса электронной почты и др.) в транспортный адрес сетей с маршрутизацией пакетов IP (IP адрес + номер порта TCP);

Контроль, управление и резервирование пропускной способности сети;

Ретрансляция сигнальных сообщений Н.323 между терминалами.

В одной сети IP-телефонии, отвечающей требованиям рекомендации ITU Н.323, может находиться несколько привратников, взаимодействующих друг с другом по протоколу RAS.

Кроме основных функций, определенных рекомендацией Н.323, привратник может отвечать за аутентификацию пользователей и начисление платы (биллинг) за телефонные соединения. Устройство управления конференциями обеспечивает возможность организации связи между тремя или более участниками .

Рекомендация Н.323 предусматривает три вида конференции (рисунок 1.6): централизованная (т.е. управляемая MCU, с которым каждый участник конференции соединяется в режиме точка-точка), децентрализованная (когда каждый участник конференции соединяется с остальными ее участниками в режиме точка-группа точек) и смешанная.

Преимуществом централизованной конференции является сравнительно простое терминальное оборудование, недостатком - большая стоимость устройства управления конференциями.

Для децентрализованной конференции требуется более сложное терминальное оборудование и желательно, чтобы в сети IP поддерживалась передача пакетов IP в режиме многоадресной рассылки (IP multicasting). Если этот режим в сети не поддерживается, терминал должен передавать речевую информацию каждому из остальных участников конференции в режиме точка-точка.

Устройство управления конференциями состоит из одного обязательного элемента - контроллера конференций (Multipoint Controller - МС), и, кроме того, может включать в себя один или более процессоров для обработки пользовательской информации (Multipoint Processor - МР). Контроллер может быть физически совмещен с привратником, шлюзом или устройством управления конференциями, а последнее, в свою очередь, может быть совмещено со шлюзом или привратником.

Рисунок. 1.6. Виды конференции в сетях Н.323

Контроллер конференций используется для организации конференции любого вида. Он организует обмен между участниками конференции данными о режимах, поддерживаемых их терминалами, и указывает, в каком режиме участники конференции могут передавать информацию, причем в ходе конференции этот режим может изменяться, например, при подключении к ней нового участника.

Так как контроллеров в сети может быть несколько, для каждой вновь создаваемой конференции должна быть проведена специальная процедура выявления того контроллера, который будет управлять данной конференцией.

При организации централизованной конференции, кроме контроллера МС, должен использоваться процессор МР, обрабатывающий пользовательскую информацию. Процессор МР отвечает за переключение или смешивание речевых потоков, видеоинформации и данных. Для децентрализованной конференции процессор не нужен .

Существует еще один элемент сети Н.323 - прокси-сервер Н.323, т.е. сервер-посредник. Этот сервер функционирует на прикладном уровне и может проверять пакеты с информацией, которой обмениваются два приложения.

Прокси-сервер может определять, с каким приложением (Н.323 или другим) ассоциирован вызов, и осуществлять нужное соединение. Прокси-сервер выполняет следующие ключевые функции:

Подключение через средства коммутируемого доступа или локальные сети терминалов, не поддерживающих протокол резервирования ресурсов (RSVP). Два таких прокси-сервера могут образовать в IP-сети туннельное соединение с заданным качеством обслуживания;

Маршрутизацию трафика Н.323 отдельно от обычного трафика данных;

Обеспечение совместимости с преобразователем сетевых адресов, поскольку допускается размещение оборудования Н.323 в сетях с пространством адресов частных сетей;

Защиту доступа - доступность только для трафика Н.323.

Протокол RAS (Registration Admission Status) обеспечивает взаимодействие оконечных и других устройств с привратником.

Основными функциями протокола являются: регистрация устройства в системе, контроль его доступа к сетевым ресурсам, изменение полосы пропускания в процессе связи, опрос и индикация текущего состояния устройства. В качестве транспортного протокола используется протокол с негарантированной доставкой информации UDP.

Протокол Н.225.0 (Q.931) поддерживает процедуры установления, поддержания и разрушения соединения. В качестве транспортного протокола используется протокол с установлением соединения и гарантированной доставкой информации TCP.

По протоколу Н.245 происходит обмен между участниками соединения информацией, которая необходима для создания логических каналов. По этим каналам передается речевая информация, упакованная в пакеты RTP/UDP/IP.

Выполнение процедур, предусмотренных протоколом RAS, является начальной фазой установления соединения с использованием сигнализации Н.323. Далее следуют фаза сигнализации Н.225.0 (Q.931) и обмен управляющими сообщениями Н.245. Разрушение соединения происходит в обратной последовательности: в первую очередь закрывается управляющий канал Н.245 и сигнальный канал Н.225.0, после чего привратник по каналу RAS оповещается об освобождении ранее занимавшейся полосы пропускания .

Сложность протокола Н.323 демонстрирует рисунок 1.7, на котором представлен упрощенный сценарий установления соединения между двумя пользователями. В данном сценарии предполагается, что конечные пользователи уже знают IP-адреса друг друга. В обычном случае этапов бывает больше, поскольку в установлении соединения участвуют привратники и шлюзы.

Рассмотрим шаг за шагом этот упрощенный сценарий.

1) Оконечное устройство пользователя А посылает запрос соединения - сообщение SETUP - к оконечному устройству пользователя В на ТСР-порт1720;

2) Оконечное устройство вызываемого пользователя В отвечает на сообщение SETUP сообщением ALERTING, означающим, что устройство свободно, а вызываемому пользователю подается сигнал о входящем вызове;

3) После того, как пользователь В принимает вызов, к вызывающей стороне А передается сообщение CONNECT с номером ТСР-порта управляющего канала Н.245;

4) Оконечные устройства обмениваются по каналу Н.245 информацией о типах используемых речевых кодеков (G.729, G.723.1 и т.д.), а также о других функциональных возможностях оборудования, и оповещают друг друга о номерах портов RTP, на которые следует передавать информацию;

5) Открываются логические каналы для передачи речевой информации;

6) Речевая информация передаётся в обе стороны в сообщениях протокола RTP; кроме того, ведется контроль передачи информации при помощи протокола RTCP.

Рисунок 1.7. Упрощённый сценарий установления соединения в сети Н.323

Приведенная процедура обслуживания вызова базируется на протоколе Н.323 версии 1. Версия 2 протокола Н.323 позволяет передавать информацию, необходимую для создания логических каналов, непосредственно в сообщении SETUP протокола Н.225.0 без использования протокола Н.245.

Такая процедура называется «быстрый старт» (Fast Start) и позволяет сократить количество циклов обмена информацией при установлении соединения. Кроме организации базового соединения, в сетях Н.323 предусмотрено предоставление дополнительных услуг в соответствии с рекомендациями ITU H.450.X .

Следует отметить еще одну важную проблему - качество обслуживания в сетях Н.323. Оконечное устройство, запрашивающее у привратника разрешение на доступ, может, используя поле transportQoS в сообщении ARQ протокола RAS, сообщить о своей способности резервировать сетевые ресурсы.

Рекомендация Н.323 определяет протокол резервирования ресурсов (RSVP) как средство обеспечения гарантированного качества обслуживания, что предъявляет к терминалам требование поддержки протокола RSVP. К сожалению, протокол RSVP используется отнюдь не повсеместно, что оставляет сети Н.323 без основного механизма обеспечения гарантированного качества обслуживания. Это - общая проблема сетей IP-телефонии, характерная не только для сетей Н.323.

1.3.2 Сеть на базе протокола SIP

Второй подход к построению сетей IP-телефонии, предложенный рабочей группой MMUSIC комитета IETF в документе RFC 2543, основан на использовании протокола SIP - Session Initiation Protocol .

SIP представляет собой текстоориентированный протокол, который является частью глобальной архитектуры мультимедиа, разработанной комитетом Internet Engineering Task Force (IETF).

Эта архитектура также включает в себя протокол резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP, RFC 2205), транспортный протокол реального времени (Real-Time Transport Protocol, RTP, RFC 1889), протокол передачи потоков в реальном времени (Real-Time Streaming Protocol, RTSP, RFC 2326), протокол описания параметров связи (Session Description Protocol, SDP, RFC 2327), протокол уведомления о связи (Session Announcement Protocol, SAP). Однако функции протокола SIP не зависят от любого из этих протоколов.

Сразу следует отметить, что хотя на сегодня наиболее широкое распространение получил протокол Н.323, всё большее количество производителей старается предусмотреть в своих новых продуктах поддержку протокола SIP.

Пока это - единичные явления и серьезной конкуренции протоколу Н.323 они составить не могут. Однако, учитывая темпы роста популярности протокола SIP, весьма вероятно, что в ближайшем будущем решения на его базе займут значительную нишу рынка IP-телефонии.

Подход SIP к построению сетей IP-телефонии намного проще в реализации, чем Н.323, но меньше подходит для организации взаимодействия с телефонными сетями. В основном это связано с тем, что протокол сигнализации SIP, базирующийся на протоколе HTTP, плохо согласуется с системами сигнализации, используемыми в ТфОП. Поэтому протокол SIP более подходит поставщикам услуг Интернет для предоставления услуги IP-телефонии, причем эта услуга будет являться всего лишь частью пакета услуг.

Тем не менее, протокол SIP поддерживает услуги интеллектуальной сети (IN), такие как преобразование (мэппинг) имён, переадресация и маршрутизация, что существенно для использования SIP в качестве протокола сигнализации в сети общего пользования, где приоритетной задачей оператора является предоставление широкого спектра телефонных услуг.

Другой важной особенностью протокола SIP является поддержка мобильности пользователя, т.е. его способности получать доступ к заказанным услугам в любом месте и с любого терминала, а также способности сети идентифицировать и аутентифицировать пользователя при его перемещении из одного места в другое.

Это свойство SIP не уникально, и, например, протокол Н.323 тоже в значительной степени поддерживает такую возможность. Сейчас настал момент, когда эта возможность станет главной привлекательной чертой сетей IP-телефонии нового поколения. Данный режим работы потребует дистанционной регистрации пользователей на сервере идентификации и аутентификации .

Перейдем непосредственно к архитектуре сетей, базирующихся на протоколе SIP (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8. Пример сети на базе протокола SIP

Сеть SIP содержит основные элементы трех видов: агенты пользователя, прокси-серверы и серверы переадресации.

Агенты пользователя (User Agent или SIP client) являются приложениями терминального оборудования и включают в себя две составляющие: агент пользователя - клиент (User Agent Client - UAC) и агент пользователя - сервер (User Agent Server - UAS), иначе известные как клиент и сервер соответственно.

Клиент UAC инициирует SIP-запросы, т.е. выступает в качестве вызывающей стороны. Сервер UAS принимает запросы и возвращает ответы, т.е. выступает в качестве вызываемой стороны.

Кроме того, существует два типа сетевых серверов SIP: прокси-серверы (серверы-посредники) и серверы переадресации.

Серверы SIP могут работать как в режиме с сохранением состояний текущих соединений (statefull), так и в режиме без сохранения состояний текущих соединений (stateless).

Сервер SIP, функционирующий в режиме stateless, может обслужить сколь угодно большое количество пользователей, в отличие от привратника Н.323, который может одновременно работать с ограниченным количеством пользователей.

Прокси-сервер (Proxy-server) действует «от имени других клиентов» и содержит функции клиента (UAC) и сервера (UAS). Этот сервер интерпретирует и может перезаписывать заголовки запросов перед отправкой их к другим серверам (рисунок 1.9). Ответные сообщения следуют по тому же пути обратно к прокси-серверу, а не к клиенту.

Рисунок 1.9. Сеть SIP с прокси-сервером

На рисунке 1.9 представлен алгоритм установления соединения с помощью протокола SIP при участии прокси-сервера:

1) Прокси-сервер принимает запрос соединения INVITE от оборудования вызывающего пользователя;

2) Прокси-сервер устанавливает местонахождение клиента с помощью сервера определения местоположения (location server);

3) Прокси-сервер передает запрос INVITE вызываемому пользователю;

4) Оборудование вызываемого пользователя уведомляет последнего о входящем вызове и возвращает прокси-серверу сообщение о том, что запрос INVITE обрабатывается (код 100). Прокси-сервер, в свою очередь, направляет эту информацию оборудованию вызывающего пользователя;

5) Когда вызываемый абонент принимает вызов, его оборудование извещает об этом прокси-сервер (код 200), который переправляет информацию о том, что вызов принят, к оборудованию вызывающего пользователя;

6) Вызывающая сторона подтверждает установление соединения передачей запроса АСК, которое прокси-сервер переправляет вызываемой стороне. Установление соединения закончено, абоненты могут обмениваться речевой информацией .

Сервер переадресации (Redirect server) определяет текущее местоположение вызываемого абонента и сообщает его вызывающему пользователю (рисунок 1.10). Для определения текущего местоположения вызываемого абонента сервер переадресации обращается к серверу определения местоположения, принципы работы которого в документе RFC 2543 не специфицированы.

Алгоритм установления соединения с использованием протокола SIP при участии сервера переадресации выглядит следующим образом:

1) Сервер переадресации принимает от вызывающей стороны запрос соединения INVITE и связывается с сервером определения местонахождения, который выдает текущий адрес вызываемого клиента;

2) Сервер переадресации передает этот адрес вызывающей стороне. В отличие от прокси-сервера, запрос INVITE к оборудованию вызываемого пользователя сервер переадресации не передает;

3) Оборудование вызывающего пользователя подтверждает завершение транзакции с сервером переадресации запросом АСК;

5) Оборудование вызываемого пользователя уведомляет последнего о входящем вызове и возвращает вызывающему оборудованию сообщение о том, что запрос INVITE обрабатывается (код 100);

6) Когда вызываемый абонент принимает вызов, об этом извещается оборудование вызывающего пользователя (код 200).Установление соединения закончено, абоненты могут обмениваться речевой информацией.

Рисунок 1.10. Сеть SIP с сервером переадресации

Существует также и безсерверный вариант соединения, когда один терминал может передать запрос другому терминалу непосредственно .

Сигнализация SIP дает возможность пользовательским агентам и сетевым серверам определять местоположение, выдавать запросы и управлять соединениями.

INVITE - запрос привлекает пользователя или услугу к участию в сеансе связи и содержит описание параметров этой связи. С помощью этого запроса пользователь может определить функциональные возможности терминала своего партнера по связи и начать сеанс связи, используя ограниченное число сообщений и подтверждений их приема.

АСК - запрос подтверждает прием от вызываемой стороны ответа на команду INVITE и завершает транзакцию.

OPTIONS - запрос позволяет получить информацию о функциональных возможностях пользовательских агентов и сетевых серверов. Однако этот запрос не используется для организации сеансов связи.

BYE - запрос используется вызывающей и вызываемой сторонами для разрушения соединения. Перед тем как разрушить соединение, пользовательские агенты отправляют этот запрос к серверу, сообщая о намерении прекратить сеанс связи.

CANCEL - запрос позволяет пользовательским агентам и сетевым серверам отменить любой ранее переданный запрос, если ответ на нее еще не был получен .

1. 3.3 Сеть на базе MGCP

Третий подход к построению сетей IP-телефонии, основанный на использовании протокола MGCP, также предложен комитетом IETF, рабочей группой MEGACO.

При разработке этого протокола рабочая группа MEGACO опиралась на сетевую архитектуру, содержащую основные функциональные блоки трех видов (рисунок 1.11):

Шлюз - Media Gateway (MG), который выполняет функции преобразования речевой информации, поступающей со стороны ТфОП с постоянной скоростью передачи, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP (кодирование и упаковку речевой информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование);

Контроллер шлюзов - Call Agent, которой выполняет функции управления шлюзами;

Шлюз сигнализации - Signaling Gateway (SG), который обеспечивает доставку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, к контроллеру шлюзов и перенос сигнальной информации в обратном направлении.

Таким образом, весь интеллект функционально распределенного шлюза сосредоточен в контроллере, функции которого могут быть распределены между несколькими компьютерными платформами .

Рисунок 1.11. Архитектура сети на базе протокола MGCP

Шлюз сигнализации выполняет функции STP - транзитного пункта сети сигнализации ОКС7. Сами шлюзы выполняют только функции преобразования речевой информации. Один контроллер управляет одновременно несколькими шлюзами.

В сети могут присутствовать несколько контроллеров. Предполагается, что они синхронизованы между собой и согласованно управляют шлюзами, участвующими в соединении. Вместе с тем, MEGACO не определяет протокола для синхронизации работы контроллеров.

В ряде работ, посвященных исследованию возможностей протокола MGCP, для этой цели предлагается использовать протоколы Н.323, SIP или ISUP/IP. Сообщения протокола MGCP переносятся протоколом без гарантированной доставки сообщений UDP. Рабочая группа SIGTRAN комитета IETF в настоящее время разрабатывает механизм взаимодействия контроллера шлюзов и шлюза сигнализации.

Шлюз сигнализации должен принимать поступающие из ТфОП пакеты трех нижних уровней системы сигнализации ОКС7 (уровней подсистемы переноса сообщений МТР) и передавать сигнальные сообщения верхнего, пользовательского, уровня к контроллеру шлюзов. Шлюз сигнализации также должен уметь передавать по IP-сети приходящие из ТфОП сигнальные сообщения Q.931.

Основное внимание рабочей группы SIGTRAN уделяется вопросам разработки наиболее эффективного механизма передачи сигнальной информации по IP-сетям.

Следует отметить, что существует несколько причин, по которым пришлось отказаться от использования для этой цели протокола TCP. Рабочая группа SIGTRAN предлагает использовать для передачи сигнальной информации протокол Stream Control Transport Protocol (SCTP), имеющий ряд преимуществ перед протоколом ТСР, основным из которых является значительное снижение времени доставки сигнальной информации и, следовательно, времени установления соединения - одного из важнейших параметров качества обслуживания.

Если в ТфОП используется сигнализация по выделенным сигнальным каналам (ВСК), то сигналы сначала поступают вместе с пользовательской информацией в транспортный шлюз, а затем передаются в контроллер шлюзов без посредничества шлюза сигнализации .

Отметим, что протокол MGCP является внутренним протоколом для обмена информацией между функциональными блоками распределенного шлюза, который извне представляется одним шлюзом. Протокол MGCP является master/slave протоколом. Это означает, что контроллер шлюзов является ведущим, а сам шлюз - ведомым устройством, которое должно выполнять все команды, поступающие от контроллера Call Agent.

Вышеописанное решение обеспечивает масштабируемость сети и простоту управления сетью через контроллер шлюзов. Шлюзы не должны быть интеллектуальными устройствами, требуют меньшей производительности процессоров и, следовательно, становятся менее дорогими. Кроме того, очень быстро вводятся новые протоколы сигнализации или дополнительные услуги, так как эти изменения затрагивают только контроллер шлюзов, а не сами шлюзы.

Третий подход, предлагаемый организацией IETF (рабочая группа MEGACO), хорошо подходит для развертывания глобальных сетей IP-телефонии, приходящих на смену традиционным телефонным сетям.

Рассмотрим алгоритмы установления и разрушения соединения с использованием протокола MGCP. Первый пример охватывает взаимодействие протокола MGCP с протоколом ОКС7 (рисунок 1.12).

Рисунок 1.12. Установление и разрушение соединения с использованием протокола MGCP (Пример 1)

1) От телефонной станции АТС-А к шлюзу сигнализации SG1 по общему каналу сигнализации поступает запрос соединения в виде сообщения IAM протокола ISUP. На рисунке 1.12 шлюз сигнализации SG1 и SG2 совмещены с транспортными шлюзами TGW1 и TGW2 соответственно. Шлюз SG1 передает сообщение IAM к контроллеру шлюзов, который обрабатывает запрос и определяет, что вызов должен быть направлен к АТС-Б посредством шлюза TGW2.

2) Контроллер резервирует порт шлюза TGW1 (разговорный канал). С этой целью он передает к шлюзу команду CreateConnection. Отметим, что порт шлюза TGW1 может только принимать информацию (режим «recvonly»), так как он еще не осведомлен о том, по какому адресу и каким образом ему следует передавать информацию.

3) В ответе на эту команду шлюз TGW1 возвращает описание параметров сеанса связи.

4) Приняв ответ шлюза TGW1, контроллер передает команду CRCX второму шлюзу TGW2 с целью зарезервировать порт в этом шлюзе.

5) Шлюз TGW2 выбирает порт, который будет участвовать в соединении, и подтверждает прием команды CRCX. При помощи двух команд CRCX создается однонаправленный разговорный канал для передачи вызывающему абоненту акустических сигналов или речевых подсказок и извещений. В то же время, порт шлюза TGW2 уже может не только принимать, но и передавать информацию, так как он получил описание параметров связи от встречного шлюза.

7) На сообщение IAM станция АТС-Б отвечает подтверждением АСМ, которое немедленно пересылается к станции АТС-А.

8) После того как вызываемый абонент примет вызов, АТС-Б передает к контроллеру шлюзов сообщение ANM.

10) Шлюз TGW1 выполняет и подтверждает изменение режима.

11) Контроллер передает сообщение ANM к АТС-А, после чего начинается разговорная фаза соединения.

12) Завершение разговорной фазы происходит следующим образом. В нашем случае вызвавший абонент Б дает отбой первым. АТС-Б передает через шлюз сигнализации сообщение REL к контроллеру шлюзов.

13) Приняв сообщение REL, контроллер шлюзов завершает соединение с вызванным абонентом.

14) Шлюз подтверждает завершение соединения и передает к контроллеру собранные за время соединения статистические данные.

15) Контроллер шлюзов передает сообщение RLC к АТС-Б с целью подтвердить разъединение.

16) Параллельно контроллер завершает соединение с вызвавшей стороной

17) ШлюзТGW1 подтверждает завершение соединения и передает к контроллеру собранные за время соединения статистические данные.

18) АТС-А подтверждает завершение соединения передачей сообщения RLC, после чего соединение считается разрушенным .

Рисунок 1.13. Установление и разрушение соединения с использованием протокола MGCP (Пример 2)

Второй пример иллюстрирует взаимодействие протокола MGCP с протоколами ОКС7 и Н.323 (рисунок 1.13).

1) С телефонной станции АТС-А к шлюзу сигнализации SG1 по общему каналу сигнализации поступает запрос соединения (сообщение IAM). На рисунке 1.13 шлюз сигнализации SG1 также совмещен с транспортным шлюзом TGW1. Шлюз SG1 передает сообщение IAM контроллеру шлюзов, который обрабатывает запрос и определяет, что вызов должен быть направлен к оконечному устройству вызываемого пользователя - терминалу Н.323.

2) Контроллер шлюзов резервирует порт шлюза TGW1 (разговорный канал). С этой целью он передает к шлюзу команду CreateConnec-tion. И в этом примере порт шлюза TGW1 может только принимать информацию (режим «recvonly»).

3) В ответе на принятую команду шлюз TGW1 возвращает описание параметров связи.

4) Приняв ответ от шлюза TGW1, контроллер передает к привратнику сети Н.323 сообщение ARQ с alias адресом вызываемого абонента.

5) В ответ на сообщение ARQ привратник передает сообщение ACF с указанием транспортного адреса своего сигнального канала.

6) Контроллер передает запрос соединения SETUP на транспортный адрес сигнального канала привратника, при этом используется процедура Fast Start. Привратник пересылает сообщение SETUP к вызываемому терминалу.

7) Вызываемый терминал передает запрос допуска к ресурсам сети ARQ.

8) В ответ на запрос ARQ привратник передает подтверждение запроса ACF.

9) Вызываемый терминал передает сообщение ALERTING, которое привратник маршрутизирует к контроллеру шлюзов. При этом вызываемому пользователю подается визуальный или акустический сигнал о входящем вызове, а вызывающему пользователю подается индикация того, что вызываемый пользователь не занят и получает сигнал о вызове.

10) Контроллер преобразует сообщение ALERTING в сообщение АСМ, которое немедленно пересылается к АТС-А.

11) После того как вызываемый пользователь примет входящий вызов, контроллер получит сообщение CONNECT.

12) Контроллер шлюзов меняет в шлюзе TGW1 режим «recvonly» на полнодуплексный режим.

13) Шлюз TGW1 выполняет и подтверждает изменение режима соединения.

14) Контроллер передает сообщение ANM к АТС-А, после чего начинается разговорная фаза соединения, в ходе которой оборудование вызвавшего пользователя передает речевую информацию, упакованную в пакеты RTP/UDP/IP, на транспортный адрес RTP-канала терминала вызванного абонента, а тот передает пакетированную речевую информацию на транспортный адрес RTP-канала терминала вызвавшего абонента. При помощи канала RTCP ведется контроль передачи информации по RTP каналу.

15) После окончания разговорной фазы начинается фаза разрушения соединения. Оборудование пользователя, инициирующего разрушение соединения, должно прекратить передачу речевой информации, закрыть логические каналы и передать сообщение RELEASE COMPLETE, после чего сигнальный канал закрывается.

16) Контроллер шлюзов передает сообщение RELEASE к АТС-А с целью завершения соединения.

17) Кроме того, контроллер передает к шлюзу команду DLCX.

18) Шлюз подтверждает завершение соединения и передает к контролеру собранные за время соединения статистические данные.

19) После вышеописанных действий контроллер и оконечное оборудование извещают привратник об освобождении занимавшейся полосы пропускания. С этой целью каждый из участников соединения посылает привратнику по каналу RAS запрос выхода из соединения DRQ, на который привратник должен передать подтверждение DCF.

20) От АТС-А приходит подтверждение разъединения RLC, после чего соединение считается разрушенным .

Следует заметить, что алгоритм взаимодействия протоколов SIP и MGCP не сильно отличается от вышеописанного алгоритма.

Рабочая группа MEGACO комитета IETF продолжает работу по усовершенствованию протокола управления шлюзами, в рамках которой разработан более функциональный, чем MGCP, протокол MEGACO.

Международный союз электросвязи в проекте версии 4 рекомендации Н.323 ввел принцип декомпозиции шлюзов. Управление функциональными блоками распределенного шлюза будет осуществляться контроллером шлюза - Media Gateway Controller - при помощи адаптированного к Н.323 протокола MEGACO, который в рекомендации Н.248 назван Gateway Control Protocol.

Сообщения протокола MEGACO отличаются от сообщений протокола MGCP, но процедуры установления и разрушения соединений с использованием обоих протоколов идентичны, поэтому описание процедуры установления соединения на базе протокола MEGACO здесь не приводится.

1.4 Сравнение подходов к построению сети IP-телефонии

ip телефония криптографический аутентификация tacacs+

В настоящее время для построения хорошо функционирующих и совместимых с ТфОП сетей IP-телефонии подходят протоколы Н.323 и MGCP. Как уже отмечалось, протокол SIP несколько хуже взаимодействует с системами сигнализации, используемыми в ТфОП .

Подход, основанный на использовании протокола MGCP, обладает весьма важным преимуществом перед подходом, предложенным ITU в рекомендации Н.323: поддержка контроллером шлюзов сигнализации ОКС7 и других видов сигнализации, а также прозрачная трансляция сигнальной информации по сети IP-телефонии.

Основным недостатком третьего из приведенных в данном параграфе подходов является незаконченность стандартов.

Функциональные составляющие распределенных шлюзов, разработанные разными фирмами-производителями телекоммуникационного оборудования, практически несовместимы.

Функции контроллера шлюзов точно не определены. Не стандартизированы механизмы переноса сигнальной информации от шлюза сигнализации к контроллеру и в обратном направлении.

К недостаткам можно отнести также отсутствие стандартизированного протокола взаимодействия между контроллерами. Кроме того, протокол MGCP является протоколом управления шлюзами, но не предназначен для управления соединениями с участием терминального оборудования пользователей (IP-телефонов).

Это означает, что в сети, построенной на базе протокола MGCP, для управления терминальным оборудованием должен присутствовать привратник или сервер SIP.

Стоит также отметить, что в существующих приложениях IP-телефонии, таких как предоставление услуг международной и междугородной связи, использовать протокол MGCP (также, как и протокол SIP) нецелесообразно в связи с тем, что подавляющее количество сетей IP-телефонии сегодня построено на базе протокола Н.323. Оператору придется строить отдельную сеть IP-телефонии на базе протокола MGCP (или SIP), что связано со значительными капиталовложениями. В то же время, оператор связи, имеющий оборудование стандарта Н.323, может присоединиться к существующим сетям IP-телефонии .

В последнем из упомянутых подходов (в проекте версии 4 рекомендации Н.323) ITU-Т ввел принцип декомпозиции шлюзов, использованный в третьем подходе.

Управление функциональными блоками распределенного шлюза будет осуществляться контроллером шлюза - MGC (Media Gateway Controller) при помощи протокола MEGACO/H.248. В проекте версии 4 рекомендации Н.323 предусмотрена также возможность прозрачной передачи сигнализации ОКС7 и других видов сигнализации по сетям IP-телефонии и обработка сигнализации всех видов привратником без преобразования в сигнальные сообщения Н.225.0.

Приведенных в этой главе сведений отнюдь не достаточно для окончательных выводов относительно перспектив использования того или другого протокола IP-телефонии, хотя первое впечатление уже может сложиться. В следующих главах авторы постараются представить более глубокие сведения по данной тематике, однако обязуются не навязывать читателю какую-либо одну точку зрения, а дать ему все необходимое для того, чтобы он мог сам сделать надлежащие выводы.

1.5 Варианты систем IP-телефонии (сценарии)

Существуют три наиболее часто используемых сценария IP-телефонии:

- «компьютер-компьютер»;

- «компьютер-телефон»;

- «телефон-телефон».

Сценарий «компьютер-компьютер» реализуется на базе стандартных компьютеров, оснащенных средствами мультимедиа и подключенных к сети Интернет .

Компоненты модели IP-телефонии по сценарию «компьютер-компьютер» показаны на рисунке 1.14. В этом сценарии аналоговые речевые сигналы от микрофона абонента А преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), обычно при 8000 отсчетов/с, 8 битов/отсчет, в итоге - 64 Кбит/с.

Отсчеты речевых данных в цифровой форме затем сжимаются кодирующим устройством для сокращения нужной для их передачи полосы в отношении 4:1, 8:1 или 10:1. Алгоритмы сжатия речи подробно рассматриваются в следующей главе. Выходные данные после сжатия формируются в пакеты, к которым добавляются заголовки протоколов, после чего пакеты передаются через IP-сеть в систему IP-телефонии, обслуживающую абонента Б.

Когда пакеты принимаются системой абонента Б, заголовки протокола удаляются, а сжатые речевые данные поступают в устройство, развертывающее их в первоначальную форму, после чего речевые данные снова преобразуются в аналоговую форму с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и попадают в телефон абонента Б.

Для обычного соединения между двумя абонентами системы IP-телефонии на каждом конце одновременно реализуют как функции передачи, так и функции приема.

Под IP-сетью, изображенной на рисунке 1.14, подразумевается либо глобальная сеть Интернет, либо корпоративная сеть предприятия Intranet. Описанию протоколов, используемых в IP-сетях, в том числе протоколов передачи речевой информации по IP-сети.

Рисунок 1.14 Сценарий IP-телефонии "компьютер-компьютер"

Для поддержки сценария «компьютер - компьютер» поставщику услуг Интернет желательно иметь отдельный сервер (привратник), преобразующий имена пользователей в динамические адреса IP. Сам сценарий ориентирован на пользователя, которому сеть нужна, в основном, для передачи данных, а программное обеспечение IP-телефонии требуется лишь иногда для разговоров с коллегами.

Эффективное использование телефонной связи по сценарию «компьютер-компьютер» обычно связано с повышением продуктивности работы крупных компаний, например, при организации виртуальной презентации в корпоративной сети с возможностью не только видеть документы на Web-сервере, но и обсуждать их содержание с помощью IP-телефона.

Подобные документы

Рассмотрение особенностей разработки комплекса по автоматизации анализа попыток внешних проникновений и контроля локальных соединений для сервера телефонии. Общая характеристика протокола SSH, основные версии. Анализ обычной парольной аутентификации.

курсовая работа , добавлен 22.02.2013


Перспективы развития IP-телефонии (Интернет-телефонии). Сеть Интернет и протокол IP. История развития IP-телефонии. Преимущества использования IP-телефонии. Показатель качества IP-телефонии. Система расчетов за услуги IP-телефонии биллинга и менеджмента.

курсовая работа , добавлен 16.05.2008


Структура протокола TCP/IP. Взаимодействие систем коммутации каналов и пакетов. Характеристика сети с коммутацией пакетов. Услуги, предоставляемые ОАО "МГТС" с использованием сети с пакетной коммутацией. Расчет эффективности внедрения проектируемой сети.

дипломная работа , добавлен 22.05.2012


Основные понятия IP телефонии, строение сетей IP телефонии. Структура сети АГУ. Решения Cisco Systems для IP-телефонии. Маршрутизаторы Cisco Systems. Коммутатор серии Catalyst 2950. IP телефон. Настройка VPN сети. Способы и средства защиты информации.

дипломная работа , добавлен 10.09.2008


Зарождение концепции многоуровневой иерархической структуры сети телефонной связи. Электронная технология, позволившая перевести все средства телефонии на элементную базу. Развитие IР-телефонии, обеспечивающей передачу речи по сетям пакетной коммутации.

реферат , добавлен 06.12.2010


Использование IP-адреса в протоколе TCP/IP, его роль в организации подключения к сети Интернет. Понятие маски подсети. Данные, необходимые для настройки протокола TCP/IP. Механизм тестирования его конфигурации и соединения с сетями с помощью утилит.

презентация , добавлен 02.11.2014


Согласование различных сценариев IP-телефонии. Осуществление передачи голоса и видеоизображения с помощью IP-телефонии. Способы осуществления просмотра изображения, которое передается собеседнику. Размер звуковых буферов и задержка вызова абонента.

контрольная работа , добавлен 20.02.2011


Основы IP-телефонии: способы осуществления связи, преимущества и стандарты. Разработка схемы основного канала связи для организации IP-телефонии. Функции подвижного пункта управления. Разработка схемы резервного канала связи для организации IP-телефонии.

курсовая работа , добавлен 11.10.2013


Технология IP-телефонии и Wi-Fi. Необходимость внедрения мобильной офисной сети IP-телефонии, план ее проектирования. Настройка сервера Yeastar MyPBX 400 для подключения к оператору Зебра телеком. Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

дипломная работа , добавлен 19.02.2013


История деятельности Московской городской телефонной сети. Структура протокола TCP/IP. Взаимодействие систем коммутации каналов и пакетов. Характеристика сети с коммутацией пакетов. Услуги перспективной сети, экономическая эффективность ее внедрения.