CONCEPT OF CLOUD TECHNOLOGIES IN THE TELEPHONY

Abstract

The article gives information about the concept of construction a voice networks via cloud technologies. In particular, the possible procedure of their integration in next generation networks is described. The idea of cloudy routing is considered.

Full Text

Процесс конвергенции раздельно существующих сетей и систем в отдельных случаях способен продолжаться до полного их слияния. Примером этого могут служить базовые принципы органи «Инфокоммуникационные технологии» Том 11, № 2, 2013 36 Галактионов К.И., Кузнецов М.В. зации сетей следующего поколения, а технология VoIP, обеспечивающая передачу голоса по IP-сетям, является составной их частью. О ее применимости к задаче обеспечения населения голосовой связью в пределах государства и пойдет речь. В рамках данной статьи принято следующее определение: сети следующего поколения (ССП) - это мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализуют принцип конвергенции услуг электросвязи [1]. Из-за иных принципов организации связи в стороне остается телефонная сеть общего пользования (ТФоП). Соответственно, использование VoIP может стать более перспективным направлением в создании единой ССП, ориентированной на передачу всех видов трафика, чем попытки присоединить к ней сеть классической телефонии. К этому есть следующие предпосылки. 1. Пропускная способность ССП способна вместить в себя передачу голоса в дополнение к другим видам трафика; 2. Обеспечение безопасности и конфиденциальности информации в такой схеме значительно проще; 3. Виртуализация позволяет создать облако маршрутов для передачи голоса между двумя оконечными устройствами. Вполне очевидно, что из двух путей: наращивание числа сервисов на существующей инфраструктуре или создание новой инфраструктуры, изначально способной их передать пользователю, - второй является более надежным, хотя и затратным. При этом возможна ситуация, когда он неизбежен. Защита информации в настоящее время является одним из приоритетных направлений. Здесь необходимо отметить, что в классической телефонии для съема информации в большинстве случаев достаточно физического доступа к линии, тогда как в ССП безопасность выведена на более высокий уровень. Облачные вычисления - это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к вычислительными ресурсным пулам (например, сетям, серверам, системам хранения, приложениям, сервисам), которые могут быть быстро предоставлены или выпущены с минимальными усилиями по управлению и взаимодействию с поставщиком услуг. Отдельные поставщики услуг пытаются ограничить использование облачных технологий в телефонии лишь созданием платформ для организации call-центров на основе интернет-технологий. Примером этого может служить проект «Infratel» [2]. В данной статье речь идет об облачной маршрутизации вызовов до конечного абонента. Под облачной инфраструктурой понимается набор аппаратного и программного обеспечения, имеющего пять основных свойств облачных вычислений. Облачная инфраструктура рассматривается как содержащая и физический уровень, и уровень абстракции. Физический уровень состоит из аппаратных ресурсов, которые необходимы для поддержки облака предоставляемых услуг, и, как правило, включает серверы, системы хранения и сетевые компоненты. Уровень абстракции состоит из программного обеспечения, развернутого на физическом уровне, и содержит все основные свойства облаков. Концептуально уровень абстракции стоит выше физического уровня [3]. Нужно отметить, что и ТФоП имеет отдельные признаки облачного сервиса, в частности, на уровне крупных региональных узлов связи возможны Субъект РФ 'ч Город <!=!> А Город 4? Район ^ > Район Абонент 47 Абонент <!=!> Город <] 1> Район Абопслт С Субі.екі РФ Город <!=î> л 47 Город 47 Абонслт 47 Абонент <!=!> Город Абонент Рис. 1. Связи в ТфОП «Инфокоммуникационные технологии» Том 11, № 2, 2013 Галактионов К.И., Кузнецов М.В. 37 Абонент Абонент Рис. 2. Связи в ССП различные маршруты передачи вызовов междугородной/международной связи, а каждый уровень иерархии представляет собой отдельную полнофункциональную телефонную сеть общего пользования в соответствующем масштабе. Однако на уровне абонента местной телефонной сети выбор отсутствует в принципе. Это связано с ограниченным количеством физических линий, особенно когда их число стремится к единице в случае небольшого населенного пункта. Если же говорить об ССП и IP-телефонии, то даже одна физическая линия способна обеспечить множество виртуальных каналов передачи любого вида трафика. А на уровне региона, и тем более государства, число маршрутов стремится к бесконечности. Связи между абонентами существующей телефонной сети в общем виде представлены на рис. 1. Как видно, в данной модели существует многоуровневая иерархия, в рамках которой связь между двумя абонентами различных субъектов РФ возможна лишь с задействованием всех уровней. Связи между абонентами, использующими классическую телефонию после внедрения ССП с применением облачной маршрутизации, показаны на рис. 2. В случае перехода на цифровые абонентские устройства понятием шлюза можно пренебречь. Ключевым отличием предлагаемой концепции от классической телефонии является ее адаптивность. Фактически, в рамках различных коммерческих и некоммерческих проектов в той или иной степени реализован принцип непосредственного соединения между двумя абонентами. К примеру, Skype использует Р2Р-архитек-туру. Каталог пользователей Skype распределен по компьютерам пользователей сети Skype, что позволяет сети легко масштабироваться до очень больших размеров (в данный момент более 100 млн. пользователей, 15-25 млн. онлайн) без дорогой инфраструктуры централизованных серверов. Кроме того, Skype может маршрутизировать звонки через компьютеры других пользователей. Это позволяет соединяться друг с другом пользователям, находящимся за NAT или брандмауэром, однако создает дополнительную нагрузку на компьютеры и каналы пользователей, подключенных к Internet напрямую. Единственным центральным элементом для Skype является сервер идентификации, на котором хранятся учетные записи пользователей и резервные копии их Рис. 3. Связи в Skype «Инфокоммуникационные технологии» Том 11, № 2, 2013 38 Галактионов К.И., Кузнецов М.В. списков контактов. Центральный сервер нужен только для установки связи. После того как связь установлена, компьютеры пересылают голосовые данные напрямую друг другу (если между ними есть прямая связь) или через Skype-посредник (супер-узел - компьютер, у которого есть внешний IP-адрес и открыт TCP-порт для Skype). В частности, если два компьютера, находящиеся внутри одной локальной сети, установили между собой Skype-соединение, то связь с Internet можно прервать и разговор будет продолжаться вплоть до его завершения пользователями или какого-либо сбоя связи внутри локальной сети. [3] Такой способ связи в общем виде схематично представлен на рис. 3. Описанная выше методика установки соединения в целом применима и к организации голосовой связи в пределах государства, а не в рамках отдельной корпорации. Есть и некоторый прогресс в этом отношении. К примеру, в «Ростелекоме» внедрена система оптимизации маршрутов международных вызовов [4]. Но, безусловно, это решение имеет и ряд сложностей: - плавный переход от существующей телефонной нумерации или ее сохранение для иден- Шлюз ТПлтоз Абонент Абонент Рис. 4. Комплекс облачной маршрутизации тификации абонента, что необходимо для совместимости с существующими сетями; - создание единого пространства динамической маршрутизации; - усложнение системы биллинга. В рамках данной статьи принято, что биллинг в электросвязи - это комплекс процессов и решений на предприятиях связи, ответственных за сбор информации об использовании телекоммуникационных услуг, их тарификацию, выставление счетов абонентам, обработку платежей. И если отойти от технического решения в сторону более комплексного, то модель, представленная на рис. 2, несколько видоизменится (см. рис. 4). Фактически, добавившийся сегмент аналогичен вышеупомянутому центральному элементу сети Skype. Рассматриваемый в данной статье принцип облачной маршрутизации весьма близок по своей сути к понятию оптимальной маршрутизации, применяемому в основном для сетей подвижной связи, где термин «оптимальная маршрутизация» обозначает динамический выбор маршрута в процессе установления соединения в зависимости от местонахождения терминала вызываемого пользователя. Однако данный вопрос актуален также при выносе отдельных сегментов номерной емкости (например, московской сети) в другие регионы, при внедрении переносимости номера, при организации рокадных связей на уровне центральных станций прилежащих сельских районов в пределах МРК, при минимизации издержек в случае использования гибких такс взаиморасчетов и во многих других случаях. Все более массовое проникновение технологий IP-телефонии на всех уровнях иерархии сетей связи включает в себя реализацию и такой функции, как мобильность терминала, отражающей возможность получения пользователем телекоммуникационных услуг в любой точке глобального «IP облака»; многие аспекты оптимальной маршрутизации окажутся небезынтересными и в этом случае [5]. Если учесть, что использование технологии VoIP стирает грань между фиксированной и мо- «Инфокоммуникационные технологии» Том 11, № 2, 2013 _39 бильной голосовой связью, то можно сказать, что облачная маршрутизация распространима на оба этих вида коммуникаций. Подводя итоги, хочется отметить перспективы предлагаемой концепции: - практически неограниченное повышение доступности абонента; - гибкость сети и, как следствие, ее высокая адаптивность к различным факторам; - полная интеграция с сетями следующего поколения. Можно резюмировать, что главным препятствием на пути развития ССП, автоматически мешающим и внедрению IP-телефонии, является инфраструктура - устаревшая существующая и отсутствующая современная. Однако по преодолении данного затруднения есть возможность получить сеть телефонной связи, которая полностью встроена в структуру ССП. Несмотря на заявленные трудности в реализации, такое решение имеет