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网关的目标搜索

     无论从技术、文化、构件、目的还是从智能等哪个角度来看,许多人都认为,除非从很基本的底层出发,否则公共交换电话网(PSTN)和计算机互联网之间存在着根本无法调和的差异。即使IP电话的忠实拥护者也承认这两者之间差别很大。虽然二者的简单“结合”是很容易理解的,而且也已屡见不鲜,但实现所有层次上的互操作性(包括提供无缝计费、服务和特性集合等)仍是很遥远的事情。
       要实现电话网与互联网的大范围的结合,使电话网的业务能够在计算机互联网无缝转接,必须对这两者的组件进行改动。举个例子来说,计算机网,即使是私人性质的专用网,也需要采取一定措施来为语音服务提供必要的质量保证;另方面,公共交换电话网则应以特定方式为IP电话提供各种其已有的服务。两个网络的“交接点”究竟在何处仍然是个值得思考的问题,但有一点已经很明确:结合这两个网络所需要做的大部分工作由一个众所周知的设备完成,这个设备就是IP电话网关。
       表面上看来,IP电话网关的基本功能很明了:它将电话机传出的传统的模拟语音信号转变为数字信号并通过计算机网络(如Internet)进行数据传输,直到到达日的网关后,再将数字信号重新转变为模拟语音信号传至另一台电话机。虽然定义十分简单,但却涵盖了系统所需解决的大量问题。
       随着IP电话业的不断发展,软件开发者和硬件生产厂商对两网结合更为关注,这使得网关功能的复杂性充分显露出来。像H.323等规格说明书划分出许多概念,如关守、多点控制单元、电话交换机和IP话机等等,但不同的厂商或标准对这些概念并没有达成一致的定义。市场和竞争厂商使各种构件的角色模糊不清,在涉及IP电话网关这一述语时,通常指的是能完成以下功能的构件。
       通常网关接收到的是双音多频脉冲形式的被叫号码。当主叫键入被叫电话号码时,主叫的话机就会发出这些信号。在标准的PSTN环境下,这十个数字具有特定的含义。
一个北美电话号码的一部分
图8-1一个北美电话号码的一部分
       在图8-1的例子中,主叫本地电话端局的转接器在接收到以“1”开始的电话号码时就知道这是一个长途电话。于是转接器开始连接被叫所在地区的交换局,被叫地区代号为212,这个号码很重要,必须根据它来找出被叫所在地区的交换局。接下来,被叫所在地区的交换局将负责接通555号码的转接器,并要求它接通线路1212。如果电话是从一个专用交换机接出来的话,则还需在以上过程中加入额外的号码,有时一串电话号码可能长达12位。
        在IP电话的网络环境中,网关收到从PSTN传来的双音多频的电话号码后,必须把呼叫连接到计算机网络中去,而在计算机网络中,这一串数字是根本没有内在含义的。因此,网关必须能够将被叫号码与适于接通被叫网关的IP地址相关联。在一个规划较好的IP电话网络中,网关的密集度要能够满足本地端局的需求。但是,网关不同于本地端局的转接器网关所覆盖的转接数与它本身的IP地址毫无联系。
        在规模较小的网络中,通过在主叫端网关进行一个简单的查表操作,将被叫的地区代号或被叫交换局的代号映射成被叫端网关的IP地址就能完成上述功能。如表8-1,其简要说明如下;
表8-1    一个简单的PSTN/ip转换表
PSTN/IP转换表
       1.欲呼叫代号802的地区中的899交换机,应通过IP地址为192.168.16.23的网关进行转接。
       2.欲呼叫代号212的地区中的542和341交换机,应通过IP地址为10.34.56.78的网关进行转接。
       3.欲呼叫代号203的地区,无论哪台交换机,均通过IP地址为10.64.253.10的网关进行转接。
       4.所有其他呼叫均通过IP地址为192.168.16.47的网关进行转接。
       大小不一的网络规模和网关的覆盖面造成这样的表在规模和复杂度上存在极大的差别。这种静态结构的查询表的局限性表现为维护的难度较大。当网关数量增多时,表中项目条数增多,需要维护更新的构件增多,从而导致维护难度将按指数规律增长。当网络结构发生变化或某个网关出现故障而不能工作时,查询表也不能进行自动调整,使得查表这种方法缺少健壮性。
域名解析系统
       为了简化查找被叫网关的过程,可借助于某些协议。最简单的基于协议的查找方法是使用域名解析系统(DNS)。这种方法很早就被Internct用来为客户机寻找服务器。它使用与电话网的地区代号密切相关的名称来作为对应网关的域名。例如,voipprovider.com域名解释器把曼哈顿的网关的域名定212.voipprovider.com.使其他网关能够在域名系统的主机(212)上查出曼哈顿网关的IP地址。使用这种域名解释系统可以给系统带来一定的灵活性,例如,网关的IP地址发生变化,不会影响网关的正常工作。
       可能在这一领域起到一定帮助作用的是IETF草拟的标准的网关定位协议(GLP)。这个协议在PSTN的区号、交换机、电话号码与特定的VoIP网关之间建立全面的关联。给定一个具体的电话号码,GLP能够提供相应的网关或信令服务器的地址(信令服务器能够指示主叫网关接续到正确的地址)。GLP协议借鉴了用于域问路由选择的Internet标准一-边界网关协议(BGP),它通过将边界状态与距离矢量过程相结合的方式,使地区代号和交换可达信息从一个VoIP域传播到另一个VoIP域。共享的呼叫路由选择信息存储在各个域的本地服务器(LS)中,由本地服务器向本地网关提供域间呼叫的路由选择信息。目前生产厂商们正在等待这个协议的正式通过。但也有其他一些厂商不甘于仅仅坐等一个公开标准的出台,而自己研究出了各种具有相同功能的解决方案。
网关定位协议
       尽管基于协议来查找被叫网关的方法很有吸引力,但是查找静态构造表的方法却有一个基于协议的查找方法所无法比拟的好处,即速度较快。由于网关定位协议一定程度地依赖于网络来进行网关定位,提供信息的服务器的上作情况将对这一协议的工作产生很大的影响,网络拥塞和服务器的高负荷都会加大协议的工作时延。在一张巨大的静态表中查询往往只需要少于1s的时间,但通过协议方法在某些情况下却需要5-10s的时间。虽然看起来几秒钟时间并不算长,但请注意这只是连接时延的一部分,当用户发现拨打IP电话的连接时延总是要比拨打普通电话的连接时延长时,自然就会对IP电话产生反感。