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PROTOCOLO H323 TURMA: RC 1° SEMESTRE

SÃO PAULO 2009

Flávio Cavalcante OliveiraRA: 9100451
José Alexandre RosaRA: 9100137

Flávio Cesário Alonso RA: 4202147 Hudson Caetano dos Santos RA: 9100185 Vinicius Francisco dos Santos RA: 9100170

DEFINIÇÃO DE PROTOCOLO2
O QUE É UM PROTOCOLO?2
INTRODUÇÃO3
A IMPORTÂNCIA DO H.3234
BENEFÍCIOS DO PROTOCOLO H3234
PADRÕES DE CODEC4
INTEROPERABILIDADE4
INDEPENDÊNCIA ENTRE REDES4
INDEPENDÊNCIA DE PLATAFORMA E APLICAÇÃO4
SUPORTE MULTIPONTO5
ADMINISTRAÇÃO DE LARGURA DE BANDA5
FLEXIBILIDADE5
CONFERÊNCIA INTER REDES5
ARQUITETURA DO PROTOCOLO H3235
O H.323 EM RELAÇÃO A OUTROS PADRÕES DA FAMÍLIA H.32X5
VISÃO GERAL DA ARQUITETURA6
Terminais7
Gateways7
Gatekeeper8
PROTOCOLOS DEFINIDOS PELO PADRÃO12
CONCLUSÃO13

O que é um protocolo?

Um protocolo é uma convenção ou padrão que controla e possibilita uma conexão, comunicação ou transferência de dados entre dois sistemas computacionais. De maneira simples, um protocolo pode ser definido como "as regras que governam" a sintaxe, semântica e sincronização da comunicação. Os protocolos podem ser implementados pelo hardware, software ou por uma combinação dos dois.

O padrão H.323 provê uma base tecnológica para comunicações de dados, áudio e vídeo, para redes baseadas no protocolo IP. O H.323 permite também que produtos de multimídia e aplicações de fabricantes diferentes possam interoperar de forma eficiente e que os usuários possam se comunicar sem preocupação com velocidade da rede.

H.323 é uma recomendação da União Internacional de Telecomunicações (ITU – organismo que define padrões para comunicações multimídia para redes locais de computadores). Estas redes incluem TCP/IP e IPX em cima de Ethernet, Fast Ethernet e Token Ring.

A especificação H.323 foi aprovada em 1996 pelo Grupo de Estudo 16 do ITU e sua versão 2 foi aprovada em janeiro de 1998. O H.323 é parte de uma série padrões de comunicações que permitem vídeo conferência através de redes. Conhecido como H.32X, esta série inclui especificações H.320 e H.324, para comunicações ISDN e de PSTN, respectivamente. Este tutorial apresenta uma visão geral do padrão H.323, seus benefícios, arquitetura e aplicações.

A IMPORTÂNCIA DO H.323

A recomendação H.323 tem como uma de suas características a flexibilidade, pois pode ser aplicada tanto a voz, quanto a vídeo conferência multimídia, entre outros. Aplicações H.323 estão se tornando populares no mercado corporativo por várias razões, dentre elas podemos citar:

·O H.323 define padrões de multimídia para uma infra-estrutura existente, além de ser

projetada para compensar o efeito de latência em LANs, permitindo para que os clientes possam usar aplicações de multimídia sem mudar a infra-estrutura de redes.

·As redes baseadas em IP estão ficando mais poderosos, além da largura de banda para

redes com arquitetura Ethernet estarem migrando de 10 Mbps para 100 Mbps, e a Gigabit Ethernet está fazendo progressos no mercado.

·PCs estão se tornando plataformas de multimídia mais poderosas devido a processadores

mais rápidos, conjunto específicos de instrução e chips aceleradores multimídia poderosos.

·H.323 provê padrões de interoperabilidade entre LANs e outras redes.
·O fluxo de dados em redes pode ser administrado. Com o H.323, o gerente de rede pode

restringir a quantia de largura de banda disponível para conferências. O suporte a comunicação Multicast também reduz exigências de largura de banda.

·A especificação H.323 tem o apoio de muitas empresas de comunicações e organizações,

incluindo Intel, Microsoft, Cisco e IBM. Os esforços destas companhias estão gerando um nível mais alto de consciência no mercado.

BENEFÍCIOS DO PROTOCOLO H323

Padrões de Codec – H.323 estabelece padrões para compressão e descompressão de dados de áudio e vídeo, assegurando que equipamentos de fabricantes diferentes tenham uma área de apoio comum.

Interoperabilidade - Usuários necessitam se comunicar sem se preocupar com a velocidade.

Além de assegurar que o receptor pode descompressar a informação, o padrão H.323 estabelece métodos para que os clientes que recebem os dados possam se comunicar equalizando velocidades com o remetente. O padrão também estabelece ligação de chamada comum e protocolos de controle.

Independência entre Redes - O H.323 é projetado para rodar em cima de arquiteturas de redes comuns. Como a tecnologia de redes evolui, e como técnicas de administração de largura de banda melhoram, as soluções baseadas no H323 poderão tirar proveito dessas velocidades aumentadas.

Independência de Plataforma e Aplicação - O H.323 não está amarrado a um hardware ou sistema operacional. As plataformas H.323 estarão disponíveis em muitos tamanhos e formas,

incluindo computadores pessoais habilitados para vídeo conferência, plataformas dedicadas e TVs a cabo.

Suporte Multiponto - Embora o H.323 possa apoiar conferências de três ou mais usuários sem requerer uma unidade de controle multiponto (MCU), este pode definir uma arquitetura mais poderosa e flexível para ser gerente de conferências de multiponto.

Administração de Largura de Banda - Tráfego de vídeo e áudio demandam alta largura de banda, o que poderia congestionar uma rede corporativa. Gerentes de redes podem limitar o número de conexões simultâneas H.323 dentro da rede, ou até mesmo a largura de banda disponível para aplicações H.323. Estes limites asseguram que um tráfego crítico não será rompido.

Flexibilidade - Uma conferência H.323 pode incluir usuários com tecnologias diferentes. Por exemplo, um terminal somente com capacidade de áudio pode participar em uma conferência com terminais que têm capacidades de dados e/ou vídeo. Além disso, um terminal multimídia H.323 pode compartilhar dados de uma vídeo conferência com um terminal de dados T.120, enquanto compartilhando voz, vídeo e dados com outros terminais H.323.

Conferência Inter Redes - Muitos usuários querem uma conferência de uma LAN para uma rede distante. Por exemplo, o H.323 estabelece meios de unir sistemas de mesa baseados em LAN com sistemas de grupo baseados em ISDN. Usuários de H.323 usam tecnologia de codec comum para padrões de vídeo conferência diferentes para minimizar a demora e prover bom desempenho.

ARQUITETURA DO PROTOCOLO H323

A especificação do padrão H.323 prevê a existência de quatro tipos de componentes com funções distintas em uma comunicação multimídia: Terminais, Gateways, Gatekeepers e Multipoint Control Units (MCUs). Desses componentes os principais são os Terminais e os Gatekeepers, que serão vistos com mais detalhes.

O H.323 em relação a outros padrões da família H.32x

A família H.32x de recomendações da ITU-T especifica serviços de comunicação multimídia entre uma variedade de redes distintas, são elas [1]:

• H.320 sobre Redes Digitais de Serviços Integrados (Integrated Services Digital Network - ISDN); • H.321 e H.310 sobre Redes Digitais de Serviços Integrados de Banda larga (Broadband Integrated Services Digital Networks - B-ISDN); • H.322 sobre LANs que provêem serviço com garantia de QoS;

• H.324 sobre Redes de Comutação por Circuito (Switched Circuit Network - SCN).

Uma das principais motivações para o desenvolvimento do padrão H.323 foi a interoperabilidade com outras redes de serviços multimídia. Esta interoperabilidade foi alcançada através do uso degateway, possibilitando, por exemplo, o estabelecimento de conferências entre participantes da Internet, da ISDN, da rede telefônica e de uma rede ATM.

Na figura abaixo, podem ser observados os componentes do padrão H.323 e a interoperabilidade com outros padrões da família H.32x.

Visão Geral da Arquitetura

A Recomendação H.323 cobre as exigências técnicas para serviços de comunicações de áudio e vídeos em redes que não provêem uma garantia de Qualidade de Serviço (QoS). Referências H.323 a especificação T.120 habilitam conferências que incluem uma capacidade de dados específica. O âmbito de H.323 não inclui a própria rede ou a camada de transporte que, pode ser usada para conectar várias redes. A figura abaixo, apresenta um sistema H.323 e seus componentes.

O padrão H.323 define quatro componentes principais para um sistema de comunicações baseados em redes: Terminais, Gateways, Gatekeepers, e Unidades Controle Multiponto (MCU).

Terminais

Terminais são representados pelas estações cliente da rede que provêem comunicação em temporeal e em duas direções. A figura abaixo, descreve os componentes de um terminal. Todos os terminais têm que apoiar comunicações de voz; vídeo e dados são opcionais. O H.323 especifica os modos de operação requeridos para que diferentes terminais de áudio, vídeo e/ou dados trabalhem juntos. Acredita-se que o H.323 seja o padrão dominante da próxima geração de telefones de Internet, terminais de áudio conferência, e tecnologias de vídeo conferência.

Todos os terminais H.323 também têm que apoiar H.245, que são usados para negociar o uso de canal e velocidades. São requeridos três outros componentes: Q.931 para sinalização e configuração de chamadas; um componente chamado Registration/Admission/Status (RAS) que é um protocolo usado para comunicação com um Gatekeeper; e um suporte para RTP/RTCP para sequenciamento de pacotes de áudio e vídeo.

Componentes opcionais em um terminal H.323 são codificadores de vídeo, os protocolos de conferência de dados T.120, e as habilidades de MCU (descritas mais adiante).

Gateways

O Gateway é um elemento opcional em uma conferência H.323. Gateways provêem muitos serviços, onde o mais comum provê uma função de tradução entre os terminais de conferência H.323 e outros tipos terminais. Esta função inclui tradução entre transmissão formata e entre procedimentos de comunicações. Além disso, o Gateway também traduz entre codecs de áudio e vídeo e executa configuração de chamada. A figura abaixo, mostra um Gateway H.323/PSTN.

Em geral, o propósito do Gateway é refletir as características de uma estação de rede para um estação SCN e vice-versa. É provável que as aplicações primárias de Gateways sejam:

·Estabelecer vínculos com terminais de PSTN analógicos.
·Estabelecer vínculos com terminais remotos H.320, através de redes baseadas em
ISDN
·Estabelecer vínculos com terminais remotos H.323, através de redes baseadas em

Gateways não são requeridos se não são necessárias conexões para outras redes, isto é, desde que as estações possam se comunicar diretamente com outras estações. Terminais se comunicam com Gateways que usam os protocolos H.245 e Q.931.

Com o transcoder apropriado, Gateways H.323 podem dar suporte a terminais que obedeçam as especificações H.310, H.321, H.322, e V.70.

Muitas funções de Gateway pertencem ao projetista. Por exemplo, o número atual de terminais H.323 que podem se comunicar pelo Gateway não está sujeito a padronização. Semelhantemente, o número de conexões de SCN, o número suportado de conferências independentes simultâneas, a função de conversão de áudio/vídeo/dados e inclusão de funções de multipontos pertencem ao fabricante. Incorporando tecnologia de Gateway na especificação H.323, o ITU posicionou o H.323 como a cola que une o mundo de estações de conferência baseado no padrão.

Gatekeeper

Um Gatekeeper é o componente mais importante de uma rede H.323. Ele age como o ponto central para todas as chamadas dentro de sua zona e provê serviços de controle de chamada para estações registradas. Em muitas implementações, um Gatekeeper H.323 age como um interruptor virtual.

Gatekeepers executam duas funções de controle de chamada importantes. A primeira é tradução de endereço dos apelidos de terminais de rede e gateways para endereços IP ou IPX, como definido na especificação da RAS. A segunda função é administração de largura de banda, que também é designada dentro da RAS. Por exemplo, se um gerente de rede especificou um limite para o número de conferências simultâneas na rede, o Gatekeeper pode recusar fazer mais algumas conexões uma vez que o limite é alcançado. O efeito é limitar a largura de banda total da conferência, para alguma fração do total disponível; a capacidade restante permanece para e-mail, transferência de arquivo, e outras atividades da rede. A coleção de todos os Terminais, Gateways e MCUs administrados por um único Gatekeeper é conhecida como uma Zona H.323 e mostrado na figura abaixo.

Um opcional, mas valiosa característica de um gatekeeper, é sua habilidade para rotear chamadas H.323. Pelo roteamento de uma chamada através de um gatekeeper, um serviço pode ser controlado mais efetivamente. Provedores de Serviço precisam desta habilidade para faturar as chamadas registradas pela suas redes. Este serviço também pode ser usado para redirecionar uma chamada para outra estação se uma estação chamado está indisponível. Além disso, o gatekeeper é capaz de rotear chamadas H.323 podendo ajudar nas decisões que envolvam balanceamento entre gateways múltiplos. Por exemplo, se uma chamada é roteada por um gatekeeper, este gatekeeper pode redirecionar a chamada para um dos muitos gateways baseados em alguma lógica de roteamento proprietária.

Enquanto um Gatekeeper é logicamente separado das estações H.323, os fabricantes podem incorporar funcionalidades de Gatekeeper na implementação físico de Gateways e MCUs.

Um Gatekeeper não é requerido em um sistema H.323. Porém, se um Gatekeeper está presente, os terminais têm que fazer uso dos serviços oferecido por eles. RAS define estes como endereços de tradução, controles de admissões, controles de largura de banda e administradores de zona.

Gatekeepers também podem representar um papel em conexões multiponto. Para apoiar conferências de multiponto, usuários empregariam um Gatekeepers para receber Canais de Controle H.245 de dois terminais em uma conferência de ponto-para-ponto. Quando a conferência troca para multiponto, o gatekeeper pode redirecionar o Canal de Controle H.245 para um Controlador Multiponto, o MC. O Gatekeeper não necessita processar a sinalização H.245; só precisa passar ela entre os terminais ou entre os terminais e o MC.

Redes que contém Gateways também podem conter um Gatekeeper para traduzir endereços E.164 entrantes em Endereços de Transporte. Porque uma Zona é definida por seu Gatekeeper, entidades H.323 que contêm um Gatekeeper interno, exigem um mecanismo para desabilitar a função interna, de forma que quando há entidades múltiplas H.323 que contêm um Gatekeeper em uma rede, as entidades podem ser configuradas na mesma Zona.

Principais Funções do Gatekeeper

Tradução de Endereços - Tradução de alias de endereço para Endereços de Transporte que usam uma tabela que é atualizada com mensagens de registro. Também são permitidos outros métodos para atualizar a tabela de tradução.

Controle de Admissões - Autorização de acesso de rede que usa Requisição de Admissão, mensagens de Confirmação e Rejeição (ARQ/ARC/ARJ). O acesso a rede pode estar baseado em autorização de chamada, largura de banda, ou algum outro critério. Controle de admissões também pode ser uma função nula que admite todos os pedidos.

Controle de Largura de Banda - Suporte para requisição de largura de banda, mensagens de Confirmação e Rejeição (BRQ/BCF/BRJ), que pode estar baseado em administração de largura de banda. Controle de largura de banda também pode ser uma função nula que aceita todos os pedidos para mudanças de banda.

Gerenciamento de Zona - O Gatekeeper provê as funções para terminais, MCUs, e Gateways que são registrados na sua Zona de Controle.

Unidade de Controle Multiponto (MCU)

A Unidade de Controle Multiponto (MCU) apóia conferências entre três ou mais estações. Como elemento do H.323, um MCU consiste em um Controlador Multiponto (MC), que é obrigatório, e zero ou mais Processadores de Multiponto (MP). O MC dirige negociações H.245 entre todos os terminais para determinar velocidades comuns para processos de áudio e vídeo. O MC também controla recursos de conferência determinando se os fluxos de áudio e vídeos serão multicast.

O MC não trata diretamente qualquer tipo de fluxos de mídia. Isto é atribuição do MP que mistura, chaveia, e processa áudio, vídeo e/ou bits de dados. Facilidades MC e MP podem existir em um componente dedicado ou podem ser parte de outros componentes H.323.

Conferências Multipontos são dirigidas para uma variedade de métodos e configurações H.323. A Recomendação usa os conceitos de conferências centralizadas e descentralizadas, como mostrado na figura a seguir.

Conferências Multipontos centralizadas exigem a existência de uma facilidade MCU para uma conferência de multiponto. Todos os terminais enviam áudio, vídeo, dados e fluxos de controle para o MCU em um estilo ponto-para-ponto. O MC administra a conferência usando funções de controle H.245 que também definem as capacidades para cada terminal. O MP faz o mixer de áudio, distribuição de dados e funções de chaveamento/mixer de vídeo, executadas em conferências de multiponto típicas e manda de volta os fluxos resultantes aos terminais participantes. O MP também pode prover conversão entre codecs diferente e taxas de bits, além de poder usar multicast para distribuir vídeo processado. Um MCU típico suporta conferências de multiponto centralizado, e consiste de um MC e um MP de áudio, vídeo e/ou dados.

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