Распределенные шлюзы и программные коммутаторы

Масштабируемость коммутации и независимость транспортного уровня от уровня управления вызовами в новом поколении узлов IP-телефонии достигается благодаря применению концепции программного коммутатора. Сам термин «softswitch» получил широкое распространение в названиях продуктов, компаний и неформальных объединений. Ни в одном из современных стандартов нет определения программного коммутатора, но этот маркетинговый термин выделяет в архитектуре распределенного узла IP-телефонии некоторый общий элемент. Данный управляющий элемент отвечает за обработку сообщений протоколов сигнализации, на основании которых происходят соединения: например, протокола Н.225.0 стека Н.323, протокола установления соединений SIP или же протокола сигнализации SS7.

С помощью специального протокола «главный-подчиненный» программный коммутатор управляет транспортными шлюзами, которые, в конечном счете, и осуществляют коммутацию голосовых каналов. Для управления шлюзами сегодня могут использоваться несколько близких по логике работы протоколов: SGCP (Simple Gateway Control Protocol), MGCP (Media Gateway Control Protocol) или MEGACO/H.248. Собственно, стандартом, принятым как IETF, так и ITU-T, является только совместно разработанный ими протокол MEGACO/H.248, однако и предшественники этого стандарта, протоколы SGCP и MGCP, успешно реализуются в продуктах различных производителей. С помощью одного из названных протоколов программный коммутатор выясняет детали текущего состояния соединений и портов шлюза, а также передает ему указания о том, какую пару портов (физических или логических) требуется соединить, и некоторые другие предписания. Таким образом, реализация шлюза может быть весьма простой, а весь интеллект управления соединениями перемещается на уровень программного коммутатора, который в модели распределенной коммутации управляет одновременно несколькими шлюзами. Именно такой вариант показан на рис. 1.

Рис. 1. Масштабируемая архитектура IP-телефонии

В протоколах SGCP, MGCP и MEGACO/H.248 управляющий элемент называется агентом вызова (call agent), однако программный коммутатор — это нечто большее, чем агент управления вызовами. Обычно в продукт с маркой Softswitch производители помещают элементы уровня управления вызовами нескольких стандартов, чтобы такой программный коммутатор мог взаимодействовать с другими зонами телефонной сети по наиболее популярным протоколам сигнализации. Так, в программный коммутатор может входить привратник стандарта Н.323, серверы стандарта SIP (прокси-сервер, сервер переадресации и сервер определения местоположения пользователей), а также шлюзы телефонной сигнализации для преобразования протоколов телефонных сетей в протоколы сигнализации IP-телефонии — те же SIP и Н.225.0 стека Н.323. Широкая поддержка протоколов сигнализации позволяет программному коммутатору находить общий язык практически с любыми типами телефонных сетей, как с традиционными (с коммутацией каналов), так и с пакетными.
Программные коммутаторы — «сердце» современного узла IP-телефонии — осуществляют за единицу времени множество соединений, столько же, сколько телефонные коммутаторы городского и междугородного типов. Высокая степень масштабируемости достигается благодаря распределенной модели коммутации, элементы которой взаимодействуют стандартным образом, что обеспечивает модульное построение узла коммутации.