H323 프로토콜을 중심으로 VoIP 소개 2002.06 정보통신대학원 정보통신공학과 1999722149 장 명 호                                                

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1 H323 프로토콜을 중심으로 VoIP 소개 정보통신대학원 정보통신공학과 장 명 호                                                

2 목 차 VoIP의 소개 H.323 프로토콜 - VoIP 유사 용어와의 관계 - VoIP 장단점 - VoIP 와 PSTN 비교
목 차 VoIP의 소개 - VoIP 유사 용어와의 관계 - VoIP 장단점 - VoIP 와 PSTN 비교 - VoIP 의 구성방법 - VoIP 의 일반적인 구성 - VoIP 게이트웨이 기능 구성도 H.323 프로토콜 - H.323 의 소개 - H.323 의 중요 잇점 - H.323 의 구성요소 - H.323 프로토콜 슈트 VoIP의 미래 - 미래의 표준: SIP 소개 - H.323 vs SIP - VoIP 의 응용

3 VoIP의 소개 VoIP의 정의 - VoIP(Voice over Internet Protocol) 는 인터넷의 IP 프로토콜을 사용하여 음성을 전송하는 기술을 말한다. [IP Telephony] - 인터넷 전화를 이용하여 상대방과 통화하기 위해서는, 아날로그 음성을 디지털신호로 바꾼 후 이를 인터넷 망을 통하여 전송해야 하는데, 이때 디지털 신호 형태로 음성을 송수신하기 위해 사용되는 프로토콜을 통칭해서 VoIP라고 한다. [Nexus_01] VoIP(Voice over Internet Protocol) 는 아날로그 음성을 디지털신호로 바꾸어 인터넷을 통해 전송하는 기술이다.

4 VoIP의 소개 VoIP 유사 용어와의 관계 [IP Telephony]
- VoIP(Voice over Internet Protocol) 는 음성신호를 디지털 신호로 변환후 음성패킷으로 구성하여 IP네트워크를 통해 수신자까지 전달 하는 것을 의미하며 Web-To-Web 서비스를 포함한다. - Internet Telephony는 IP 네트워크와 공중망이 연동되어 음성서비스를 제공하는 것으로 Web-To-Phone,UMS(Unified Message Service)등을 포함한다. - IP Telephony는 위의 두가지 용어를 합친 것으로, 저렴한 음성 서비스를 제공하기위해 IP 네트워크를 이용하며 필요에 따라 기존 통신망과 연동되어 서비스를 제공한다.

5 VoIP의 소개 VoIP 장단점 장단점 내 용 상 세 설 명 장점 단점 회선 통화 요금 절감
내 용 상 세 설 명 장점 회선 통화 요금 절감 인터넷을 통해 통화하므로 통신요금이 줄거나 아예 없음 회선 유지 비용 절감 기존 임대중인 디지털회선을 그대로 이용하므로 별도의 아날로그 회선 임대가 필요없음 다양한 부가 기능 제공 파일전송,화상통화등을 부가적으로 사용가능 회선의 효율적 이용 가능 패킷통신을 하므로 하나의 회선을 여러명이 공유하여 효율적 사용 가능 규모 확장의 용이 신규 전화 회선 필요시 IP할당이나 대역폭을 늘림으로 확장가능 장애 관리 용이 장애를 대비하여 단순 디지털 회선 이중화로 해결 단점 상대적인 음질 저하 기존 전화망 연결시의 음질보다 대역폭 과부하로 인한 전송지연과 패킷 손실문제로 음성단절등 음질저하 프로토콜의 호환성 문제 음성전화통화가 가능하려면 쌍방간 동일한 VoIP 프로토콜을 사용하여야 함 (현재 1996년 H.323을 표준으로 많이 사용중) 사용상의 편이성 저하 상용화된 VoIP제품들의 사용방법이나 기능이 조금씩 틀림 [Nexus_01]

6 VoIP의 소개 VoIP 와 PSTN 비교[Nexus_01] 기능 VoIP PSTN 접근범위 통신방식 통신방법 회선 이용율
인터넷이 가능한 곳 전화 회선이 설치된 곳 통신방식 H.323을 많이 사용 국가별로 틀림 통신방법 패킷음성 아날로그 음성 회선 이용율 다수 사용자 동시 사용 한 명이 독점적 사용 통신 사용료 접속속도 및 회선종류에 따라 다름 거리,시간에 따라 차등 이용방법 복잡 단순 부가서비스 화상,채팅등 다양한 부가서비스 제공 제한적인 부가서비스 제공

7 VoIP의 소개 VoIP 의 구성방법 1. 웹투웹(Web-To-Web 또는 PC-To-PC) Internet PSTN
IWF IWF PSTN 전화통화를 원하는 쌍방이 각자 PC에서 인터넷을 통해 통화가 이루어지는 형태로 PC에는 사운드카드 및 헤드셋이 필요 하다. 보통은 인터넷만을 경유하여 통신이 이루어지며, 특별한 통신망 구조 및 기존 전용선을 사용할 경우 중간에 공중전화망을 통해 연결될 수 있으며, 이때는 게이트웨이역할을 하는 IWF(InterWorking Facility)를 거쳐야 한다.

8 VoIP의 소개 VoIP 의 구성방법 2. 웹투폰(Web-To-Phone 또는 PC-To-Phone) 또는 폰투웹
Internet IWF PSTN 일반 전화와 웹으로 음성통화를 하기위한 구조로 반드시 공중전화망과 인터넷망의 연동이 되어져야 한다. 즉 이 경우에 인터넷 전화번호 체계를 공중전화망에서 인식이 가능하여야 하며,반대로 공중전화망의 전화번계 체계를 웹에서 인식 가능하여야 한다. 보통은 인터넷전화 서비스에서 웹투폰과 웹투웹을 모두 지원하고 있어 이용 요금 절약에 유리하다.

9 VoIP의 소개 VoIP 의 구성방법 3. 폰투폰(Phone-To-Phone) Internet PSTN
IWF IWF PSTN 공중전화망 처럼 전화의 발신측이나 수신측 모두 기존의 전화기를 사용해 통신가능한 방식이다. 인터넷망을 경유하여 국제전화를 하는 경우 시내통화요금으로 통화가 가능하다는 장점이 있다. 보통은 인터넷만을 경유하여 통신이 이루어지며, 특별한 통신망 구조 및 기존 전용선을 사용할 경우 중간에 공중전화망을 통해 연결될 수 있으며, 이때는 게이트웨이역할을 하는 IWF(InterWorking Facility)를 거쳐야 한다.

10 VoIP의 소개 VoIP 의 일반적인 구성(기업통신망 기준) PSTN Internet
PBX PSTN VoIP Gateway VoIP Gateway CTI Internet Internet Phone PBX with VoIP Application 기존 사설전화망과 데이터 네트워크의 통합을 통해 음성과 데이터를 인트라넷으로 활용 네트워크를 효율적으로 이용하고 관리도 쉽다. CTI(Computer Telephony Interface) 및 UMS(Unified Messsage Service) 관련 서비스 제공이 용이하다. 본사. 지점간 시외 및 국제 통화비용을 절감할 수 있다.

11 VoIP의 소개 VoIP 게이트웨이 기능 구성도 PSTN Internet [IP Telephony] 참조
Gateway Function PSTN Internet SG SS7, Q.931 SIGTRAN IP Signaling (H.323, SIP) SSP MGC MGCP,MEGACO Packetized Media (RTP) Bearer Channels MG 게이트웨이는 공중전화망과 IP망의 호 시그널링 변환과 음성,비디오와 같은 미디어 변환기능을 수행한다. SSP(Service Switching Point): SS7 프로토콜 기능을 제공하는 지역교환기 또는 탠덤 교환기로, 전화 호의 생성이나 종료를 위한 음성회선의 연결과 이에 필요로 하는 신호를 전송하는 기능을 수행한다. SG(Signaling Gateway): 공중 전화망의 교환기 상호간 사용되는 신호방식인 SS7이나 Q.931의 신호를 수신하고 MGC에게 변환된 신호를 보내는 역할을 수행한다. SIGTRAN(SIGnaling TRANsport): SS7 시그널을 IP 네트워크에 전달하기위해 요구되는 시그널링 수용 표준 및 변환된 시그널링 패킷을 올바르게 전달하는 프로토콜 표준으로 IETF의 SIGTRAN 소위원회에서 제정) MGC(Media Gateway Controller): 호 처리, 라우팅, 프로토콜 변환등의 기능을 수행하며 MGCP,MEGACO,H.248과 같은 미디어 변환 제어 프로토콜을 이용하여 MG를 제어한다.(MEGACO: Media Gateway Control) MG(Media Gateway): 인터넷에서 만들어진 RTP 패킷을 공중전화망에서 사용되는 미디어로 변환하거나 그 반대로의 변환을 수행한다.(RTP:Real-time Transport Protocol: 멀티미디어 데이터 전송 프로토콜)

12 H.323 프로토콜 H.323의 소개 - H.323은 사업, 연예.오락 그리고 전문적인 분야에서 호환성에 무관하게 오디오, 비디오, 그리고 데이터 통신을 인터넷 같은 IP를 이용한 네트워크상에서 상호 전송할 수 있도록 해주는 일종의 기술 표준이다. [DataBeam] - H.323은 음성 및 영상 데이터를 TCP/IP,UDP 등의 패킷 교환 방식의 네트워크를 통해 전송하기 위해 1996년 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)에 의해 채택된 표준으로 그 자체가 정의된 하나의 규약(protocol)이 아니라 각종 규약들(H.224, H.245 등)을 모아놓은 것으로, 프로토콜 스택이라고 표현하는 것이 정확한 표현이다. [Nexus_02] - H.323 네트워크는 QoS(Quality of Service)를 보장하지 않는 근거리 통신망을 통해 멀티미디어를 전송하는 ITU-T 규정으로 단말기, 장비, 서비스등을 규정하고 있다. QoS는 데이터 지연 및 손실이 예측 가능하도록 하는 네트워크 기술로 통신망 내의 특정경로 및 데이터에 대해 최소한의 성능 및 요구사항을 보장해주는 기술을 말한다. [IP Telephony] 참고) 멀티캐스트와 유니캐스트의 차이점 멀티캐스트(multicast) 기술은 인터넷에서 영상 등 대량의 데이터를 전송하는 기술로, 인터넷의 부하를 줄여 데이터 전송효율을 크게 높일 수 있는 혁신적인 전송방식으로 부각되고 있다. 유니캐스트(unicast) 방식이 서버와 사용자를 1대 1로 연결해 데이터를 전달하는데 반해 멀티캐스트는 데이터를 전송할 대상을 선택하고, 이를 일정 단위로 묶어 복사된 데이터를 나눠 갖게 하는 전송방식이다. 멀티캐스트는 이같은 특성으로 인해 서버의 체증문제를 해결하고 전송효율을 향상시켜 별도의 라우터, 서버 등 장비의 확충 없이 대량의 데이터를 전송할 수 있다. 즉 멀티캐스트 방식을 사용하면 하나의 데이터 패킷이 인터넷을 통해 수많은 수신자에게 동시에 전달되므로 망 자원 이용 측면에서 매우 효율적인데다 멀티캐스트 데이터를 전송하기 위해 송신 측에 요구되는 처리용량 부담을 크게 줄일 수 있다. (디지털타임스   특집기사에서)

13 H.323 프로토콜 H.323의 중요 잇점 - 표준코덱 : [DataBeam]
호환을 원하는 타 제품간의 오디오와 비디오 데이터 스트림을 압축하고 복원하기 위한 표준을 제공함 - 상호호환성 : call setup이나 control protocol을 구축해 줌으로써 송수신 간 상호 연결을 가능하도록 함 - 네트워크 독립성 : H.323은 상용 네트워크상에서 항상 상위에 존재 함으로, 대역폭 향상을 위한 관리 가능 - 플렛폼이나 응용분야의 독립성 : 어떤 하드웨어나 운영 소프트웨어 와 무관함으로, 비디오기능이 있는 PC나, IP가있는 전화기, 케이블TV 셋탑박스 등과 같이 다양한 제품에서 사용 가능 - 멀티포인트 지원 : 추가 MCU(멀티포인트 콘트롤 유닛) 없이도 3-4 의 사용자가 회의를 할 수 있도록 지원가능하고. MCU를 사용 시에는 멀티포인트 컨퍼런스가 가능하도록 더욱 강력하고 융통성 있는 아키텍쳐를 지원 - 대역폭 관리 : 비디오나 오디오 트래픽은 대역폭이나 본사의 네트워크에 장애를 일으킬 수 있는 여지가 있기 때문에 대역폭 관리 기능으로 동시 H.323사용자를 조정해줌으로써 항상 최적의 대역폭을 유지하도록 처리 가능 - 멀티캐스트 지원 : 멀티포인트 컨퍼런스 환경에서 멀티캐스트 기능을 지원( 멀티캐스트는 싱글 패킷을 다시 복제 하지 않고 그룹내의 모든 수신자들이 싱글 데이터 스트리밍을 받음으로써 가능하게 하는 것으로 패킷복제를 통해 multiple point- to –point 송신하는 unicast 보다 좋은 기능이다. - 융통성 : H.323 컨퍼런스는 단말기가 서로 다른 종류라 하더라도 연결이 가능하다. 즉, H.323 멀티미디어 단말기는 비디오 컨퍼런스에서T.120 데이터만 되는 터미날 과 오디오, 비디오, 그리고 데이터를 사용하는 다른 H.323 단말기와 연결 시에는 오디오만 공유 시켜주기 때문에 서로 통화가 가능 - 다른 네트워크와의 회의 가능 : 예를 들면, H.323은 ISDN으로 연결된 그룹과 LAN으로 연결된 데스크 탑 시스템을 연결 시켜주어 회의가 가능하다.

14 H.323 프로토콜 H.323의 구성요소 1) H.323 단말기(Terminal) System Control RTP
User Data T.120 Video Codec H.261 H.263 Audio Codec G.711 G.723 G.729 LAN Interface RAS Control Q.931 Call Setup H.245 Control Audio 장비 Video 장비 Data 장비 System Control User H.323 단말기는 사용자가 음성통화시 직접 이용하는 단말기로 시스템제어부,음성코덱, 패킷기반의 인터페이스를 갖는다. 화상통화에 필요한 비디오 코덱이나 음성그래프 대화회의(T.120)나 데이터베이스 접근등과 같은 데이터 채널은 옵션임 시스템 제어부는 반드시 호 제어를 위한 H.245를 제공하여야 하며, H.323간 통신을 위해 H.225 규약을 이용한다. H.225는 터미널과 게이트키퍼 사이에 주고받는 메시지(RAS)와 호 신호(Call signaling)에 대한 메시지(Q.931), 실시간 데이터전송(RTP/RTCP)에 대한 내용을 기술하고 있는 규약이다. RAS( Registration/Admission/Status )는 사전 호 제어를 제공하며 게이트키퍼 연결에 사용한다. 네트워크 인터페이스는 TCP/UDP unicast 및 multicast 서비스를 제공하는 패킷방식의 인터페이스를 지원한다.

15 H.323 프로토콜 H.323의 구성요소 2) H.323 게이트키퍼(GateKeeper)
                                    H.323 게이트키퍼는 네트워크상에서 H.323이 제대로 동작하도록 하여 준다. LAN에서의 모든 단말기와 게이트웨이 상에서 주소변환(H.323 aliases or E.164 <-> IP) 제공 지역내의 등록된 H.323 단말기와 게이트웨이, MCU(Multipoint Control Unit)들을 관리한다. RAS(Registration,Admissions and Status) 시그널링을 통해 단말기등 관리할 요소를 등록하고, 해당 요소가 H.323네트워크 사용을 수락하고 거절하는 신호를 제어하며, 대역폭을 늘이거나 줄이도록 신호 메시지를 보내 관리한다. 선택적으로 특정 단말기 및 게이트웨이 접촉 제한을 할 수 있으며, 요구하는 대역폭이 없을 경우 H.323 네트워크 접근 불허, H.323. Zone 내의 사용자들 목록을 유지 관리할 수 있다.

16 H.323 프로토콜 H.323의 구성요소 3) H.323 게이트웨이(Gateway)
                                                                   H.323 게이트웨이는 선택사항으로 음성통화의 경로가 공중전화망을 경유할 때에 필요하다. 게이트웨이의 기능 - 아날로그 PSTN 단말기와의 Link 개설 - ISDN-based switched-circuit networks에 H.323 호환 단말기 Link 개설 - PSTN 네트워크에 H.323 호환 단말기 Link 개설 같은 LAN 내에서 단말기 사이에는 H.245나 Q.931 프로토콜로 게이트웨이와 연결이 됨

17 H.323 프로토콜 H.323의 구성요소 4) MCU (Multi-point Control Unit)
                                    3대이상의 단말기들이 회의를 하기 위해서는 MCU가 반드시 필요하다. MCU는 오디오,비디오 및 데이터를 받아 회의에 참여중인 단말기에 배포하는 MP(Multi-point Processor)와 단말기들을 설정하거나 회의중에 어떤 오디오나 비디오가 전송되어져야 하는지를 조정하는 역할을 수행하는 MC(Multi-point Controller)로 구성된다. H.323에서는 Multipoint Conference를 지원하기위해 위의 그림처럼 다양하게 분산,하이브리드,중앙집중 형태로 구성할 수 있다. 분산의 경우 세 단말기중 하나가 MC의 역할을 수행하여 조정을 하게되며 모든 비디오,오디오 자료는 멀티캐스트 방식으로 전송되어진다. 중앙집중방식은 모든 단말기들이 오디오,비디오,데이터,제어신호등을 모두 MCU에게 보내고, MCU의 MC는 중앙에서 각 단말기에 선정된 H.245조정 기능을 사용하여 관리하고, MP는 오디오 믹싱, 데이터 분배, 그리고 비디오 스위칭/믹싱 기능을 이용하여 결과 스트림을 참여하고있는 단말기에 보내게 된다. 이렇게 MCU가 중앙통제하므로 멀티캐스트외에 유니캐스트방식의 전송이 가능하다. 하이브리드 형태는 앞의 두가지 혼합으로 H.245신호와 그외 오디오,비디오 스트림이 point-to-point방식으로 MCU에 전달되고, 나머지 신호(오디오 또는 비디오)는 멀티캐스트를 통해 참여한 H.323단말기들에게 보내진다.

18 H.323 프로토콜 H.323의 구성요소 5) H.323 Proxy Server
- QoS 관리 가능 (한쌍의 Proxy는 IP 네트워크내에서 전송을 위한 적당한 QoS 협상) - ASR(Application Specific Routing)을 통해 일반 트래픽과 H.323 트래픽 라우팅 가능 - NAT(Network Address Translation)와 호환하여 H.323요소들이 사설주소를 이용하는 네트워크에 사용가능하게 함 - 파이어월과 관련없이 H.323 트래픽에 대한 보안 제공

19 Unreliable UDP Delivery
H.323 프로토콜 H.323 프로토콜 슈트 (Protocol Suit) Reliable TCP Delivery Unreliable UDP Delivery [IP Telephony] H.245 H.225 Audio/Video Stream Call Control RAS RTCP RTP TCP UDP IP Data/Physical Layer 대부분의 H.323 구현 방식은 시그널 전송 방식으로 TCP를 사용하고 있으나, H.323v2에서는 UDP 전송 방식도 가능하다. H.323 프로토콜은 아래의 세 분야로 나누어 볼 수 있다. - RAS(Registration, Admissions and Status) 시그널링: 사전 호 제어 및 단말기와 게이트키퍼간 RAS채널를 설립한다. 이 채널을 통해 등록,수락,대역폭 변경, 상태정보, 최소등의 작업을 수행한다. - 호 제어 시그널링 (Call Control Signaling): H.225 표준을 기초로 하여 신뢰성 있는 호 제어 채널을 수립하고, 전화 호 연결, 유지 및 끊기관련 제어메시지를 초기화 한다. - 미디어 제어 및 전송 (Media Control and Transport): H.245를 통해 H.323 요소들간의 미디어 제어 메시지를 교환하며, 음성,비디오,데이터 및 제어채널정보를 전송하기위해 로지컬채널들을 설립한다.

20 H.323 프로토콜 1. RAS 시그널링 1) 게이트 키퍼 Discovery
게이트 키퍼 Discovery는 지역내의 등록된 H.323 요소들을 수동 또는 자동 방식으로 찾아 내는 과정이다. 수동방식은 게이트 키퍼의 IP를 갖고 있는 단말기들이 해당 게이트키퍼에 등록 시도를 하는 것이다. 자동 방식은 Auto Discovery방식(자기가 연결되어야할 케이트키퍼를 모르는 단말기들이 멀티캐스트 메시지를 통해 게이트 키퍼를 찾게 하는 방식)으로 찾는다. -Discovery multicast 주소: -UDP Discovery Port: 1718 -UDP 등록 및 상태 Port: 1719 Endpoint Gatekeeper GRQ GCF/GRJ 게이트키퍼 Auto Discovery 사용 RAS 메시지 - GRQ(Gatekepper Request) : 게이트키퍼를 찾기위해 단말기들이 multicast 메시지를 보낸다. - GCF(Gatekepper Confirm) : 게이트키퍼의 RAS 채널 전송 주소를 알려준다. - GRJ(Gatekeeper Reject) : 단말기에 게이트키퍼가 등록을 수락하지 않음을 알려준다.

21 H.323 프로토콜 2) 등록(Registration) Endpoint Gatekeeper
등록은 게이트키퍼에게 H.323요소들이 자신의 IP주소와 alias주소를 알려주는 과정이다. 일반적으로 Discover 과정이 지난후 등록이 이루어진다. 다른 Endpoint와 연결하기위해서는 반드시 그 전에 등록이 되어야 한다. RRQ RCF/RRJ URQ UCF/URJ 등록 및 취소 RAS 메시지 - RRQ(Registration Request) : 단말기가 게이트키퍼에게 RAS채널을 통해 등록 요청 메시지 전송 - RCF(Registration Confirm) : 게이트키퍼가 단말기 등록요청을 확인하는 메시지 전송 - RRJ(Registration Reject) : 게이트키퍼가 단말기에게 등록거절 메시지를 전송 - URQ(Unregistration Request) : 단말기가 게이트키퍼에게 RAS채널을 통해 등록 취소 메시지 전송 - UCF(Unregistration Confirm) : 게이트키퍼가 단말기 취소요청을 확인하는 메시지 전송 - URJ(Unregistration Reject) : 게이트키퍼가 단말기에게 취소거절 메시지를 전송

22 H.323 프로토콜 3) 단말기 위치(Endpoint Location) 4) 수락 (Admission) Endpoint
Gatekeeper 단말기 또는 게이트키퍼의 alias 정보만 알고있을때 해당 단말기 또는 게이트키퍼의 주소 정보를 얻는 과정이다. LRQ 메시지는 RAS채널주소 혹은 Discovery multicast 주로로 multicast되어진다. LRQ LCF/LRJ 단말기 위치 RAS 메시지 - LRQ(Location Request) : 게이트키퍼에게 하나 이상의 E.164주소에 대한 주소정보 요청메시지 전송 - LCF(Location Confirm) : 게이트키퍼가 요청된 게이트키퍼의 호 시그널링 채널 또는 RAS채널 주소 를 보내거나 요청된 단말기의 주소를 보낸다. - LRJ(Location Reject) : 게이트키퍼가 위치정보 거절 메시지 전송(단말기 미등록 또는 리소스 부족) 4) 수락 (Admission) H.323네트워크에 대해 단말기 수락 또는 거절 과정이다. 수락 요청시 대역폭을 요구하고,이에 대해 게이트키퍼가 수락확인시 요구 대역폭 조절이 가능하다. 수락 RAS 메시지 - ARQ(Admission Request) : 단말기가 전화 호 초기화를 위해 H.323네트워크 수락요청 - ACF(Admission Confirm) : 게이트키퍼가 H.323 네트워크 수락 확인메시지 전송( 목표 게이트웨이 주소 또는 게이트기퍼의 IP주소 포함) - ARJ(Admission Reject) : 게이트키퍼가 수락 거절 메시지 전송

23 6) 대역폭 제어 (Bandwidth Control)
5) 상태 정보(Status Information) 게이트키퍼가 단말기의 상태(보통 고장여부)를 알아내기 위해 보통 10초에 한번씩 주고 받는 과정이다. 게이트키퍼는 ACF를 주고 받는 전화 호 유지기간 동안 주기적인 상태 메시지를 보낼 것을 요청할 수 있다. 단말기 상태 정보 RAS 메시지 - IRQ(Information Request) : 게이트키퍼가 단말기에게 상태정보를 요청한다. - IRR(Information Request Response) : 단말기가 게이트키퍼에게 IRQ에 대한 응답을 보낸다. - Status Enquiry : 게이트키퍼 또는 단말기가 전화 호 상태를 알기위해 다른 단말기에게 요청한다. 6) 대역폭 제어 (Bandwidth Control) ARQ/ACF/ARJ 메시지가 교환될때 초기에 대역폭 제어가 관리된다. 전화 호 연결동안 대역폭 변경을 위해 주고받는 과정이다. 대역폭 제어 RAS 메시지 - BRQ(Bandwidth Request) : 단말기가 게이트키퍼에게 전화 호 대역폭을 줄이거나 늘이는 요청함. - BCF(Bandwidth Confirm) : 게이트키퍼가 대역폭 제어 요청을 수락하는 메시지를 보낸다. - BRJ(Bandwidth Reject) : 게이트키퍼가 대역폭 제어 요청을 거절하는 메시지를 보낸다.

24 H.323 프로토콜 2. Call Control Signaling(H.225) Endpoint Gatekeeper
H.323 네트워크의 호제어 과정은 ITU-T H.225 표준을 기초로 하고 있으며, H.225는 Q.931 시그널링 메시지를 지원하고 있다. 호 제어 채널로 TCP 포트 1720을 이용하며, 전화 호 연결, 유지 및 끊기를 위해 Q.931 제어메시지를 초기화 함. H.225는 추가적인 서비스를 위해 Q.932 메시지를 이용한다. Setup(1) Call Proceeding(2) Alerting(3) Connect(4) 보편적으로 사용되는 Q931,Q.932 메시지 - Setup : 송신자가 수신자에게 호 설립을 위한 메시지 전송, H.255메시지로 게이트키퍼 TCP 1720으로 보낸다. - Call Proceeding : 게이트키퍼가 송신자에게 호 설립 과정이 진행중이다는 것을 알리는 메시지이다. - Alerting : 게이트키퍼가 송신자에게 수신자가 ringing을 받고 있다는 것을 알리는 메시지이다. - Connect : 게이트키퍼가 송신자에게 수신자가 응답했음을 알리는 메시지이다. - Release Complete : 송신자 또는 수신자가 전화 호의 종료를 시작하는 메시지를 상대편에게 보낸다. - Facility : 부가서비스의 요청 및 확인을 보내는 Q.932 메시지로서, 전화호가 DECS or GKRCS 여부를 알림 참고) 호 종료 순서 호 종료과정은 우선 미디어(음성,비디오,데이터) 전송을 중지하고, 모든 로지컬 채널을 닫고, H.245 세션을 끝낸후 아직 활동중인 호 시그널 채널에 Release Complete 메시지를 보내는 순서로 진행된다. 만약 게이트키퍼가 존재하면, 게이트키퍼에게 RAS 채널을 통해 DRQ/DCF/DRJ 메시지로 호 종료를 알려준다.(DRQ:Disengage Request, 디센게이지 요구)

25 2) GKRCS(GateKeeper Routed Call Signaling)
H.323 프로토콜 참조. Call Signal Routing 1) DECS(Directed Endpoint Call Signaling) 게이트키퍼 초기 등록 및 수락등의 RAS 시그널 메시지만 해당 게이트키퍼와 이루어지고, H.225 및 H.245, 미디어 전송이 모두 단말기간에 이루어지는 형태이다. RAS RAS H.225 H.245 Media 2) GKRCS(GateKeeper Routed Call Signaling) 게이트키퍼 두 단말기간의 모든 시그널 메시지가 게이트키퍼를 통해서 이루어지는 것으로 부가서비스 이용에 유리하다. RAS & H.225,H.245 RAS & H.225,H.245 Media

26 H.323 프로토콜 3. Media 제어 및 전송 1) Media 제어 (H.245) 2) Media 전송 (RTP)
H.245는 H.323 네트워크 요소들간의 미디어 제어 메시지를 교환하며, 음성,비디오,데이터 및 제어 채널 정보를 전송하기위한 로지컬 채널들을 설립한다. H.245 제어 동작을 위한 실행 과정 1) Capabilities 교환 : 두 단말기간 capbilities 교환메시지로 음성,비디오 및 데이터를 위한 단말기의 송신 및 수신능력을 서로 주고 받으며, 음성의 경우 G.729, G.728등 음성코덱도 포함된다. 2) Master-Slave 결정 : 전화 호에서 양쪽 단말기간 주종관계를 결정하여 단말기간 문제 발생시 해결을 용이하도록 한다. 전화 호가 유지되는 동안만 이 관계가 지속된다. 3) Round-Trip 지연 : 두 단말기간 지연을 결정하며, H.245 프로토콜 요소들이 작동하고 있는지 상태 확인 할때도 사용한다. 4) 로지컬 채널 시그널링 : 음성,비디오 및 데이터를 전송할 수 있는 로지컬 채널을 열거나 닫는다. 2) Media 전송 (RTP) RTP는 미디어 전송을 제공하며, 유니캐스트 혹은 멀티캐스트로 음성,비디오 및 데이터를 실시간 전달한다. 미디어 채널은 UDP를 사용하며, RTCP로 데이터 전송을 모니터링하며 서비스를 관리하여 준다. 참고) Fast Connect 한 번의 메시지 교환을 통해 호를 위한 미디어 채널 연결을 가능하게 하기위하여 새로운 H.245 채널을 만드는 대신 H.225 채널 안에 H.245 메시지를 터널링하여 사용하는 것으로 여러 개의 H.245 메시지를 한 개의 H.225 메시지에 넣어 이용 할 수 있다.

27 H.323 프로토콜 H.323 시나리오(직접 호 설립과정) 터미널 A 터미널 B Tcp 1720
Open TCP Channel For Q.931 Tcp 1720 Q.931 Setup Q.931 Call Proceeding Q.931 Alerting Q.931 Connect( Tcp 8741) Open TCP Channel For H.245 Tcp 7844 Tcp 8741 H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites Exchange of Master-slave Determination Messages H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement 터미널 상호간 Talking RTP: UDP RTP: UDP 7770 RTCP: UDP 7771 RTCP: UDP RTP: UDP 9344 RTP: UDP RTCP: UDP RTCP: UDP 9345

28 H.323 프로토콜 기본호 설립 시나리오 설명 Q.931메시지를 전송하기위해 TCP 채널을 열고, 호 연결을 위해 이미 알려진 H.323 호 시그널 채널 포트인 TCP 1720으로 setup 메시지를 보낸다.(유일키인 Call Reference값과 identifier 값을 포함하여 보내진다.) Setup메시지를 받은 수신단말기는 setup timer(일반적으로 4초)가 끝나기전에 Alerting메시지가 보내지며, 수신측에서는 3초이내에 수락 혹은 거절 메시지를 보내야하며, 수락메시지(Connect)에는 H.245채널을 열기위해 사용할 IP주소 및 포트번호(그림상 8741포트)를 송신측이 보내온 유일키값과 같이 넣어 보내주어야 한다. 송신측이 Connect메시지를 통해 받은 주소값과 포트, 그리고 동적할당된 자신의 포트값(그림상 7844포트)과 주소를 이용하여 H.245채널용 TCP채널을 연다. 열려진 H.245채널을 통해 두 단말기간 capability set을 주고 받으며, 수신한 경우 ack메시지를 보낸다. 마스터가 슬레이브를 결정하게 되는데 마스터가 MC와 MP의 기능을 수행하게 된다. 송수신 단말기가 음성,비디오 및 데이터를 전송하기위해 미디어 채널을 열어야 하는데 이 미디어 채널의 데이터는 여러 개의 로지컬 채널로 전송된다. 그러므로 양방향 통신을 위해 2개가 열려져야하는데, 채널을 열기위해 H.245 OpenLogicalChannel메시지(로지컬 채널 번호,데이터 종류, RTCP RR을 보낼 UDP 포트번호(그림상 7771포트), RTP 페이로드 종류, 묶음 처리능력등 포함)를 보내게 되며, 수신측에서는 데이터를 받을 준비가 되면 ACK메시지(RTP데이터를 보낼 UDP 포트번호(그림상 9344포트),RTCP를 보낼 포트번호(그림상 9345포트)포함)를 보낸다. 로지컬 채널이 설립되면 대화가 가능하고, 미디어 데이터는 RTP패킷을 통해 전송되며, RTCP SR은 RTP 스트림을 동기화하고 데이터전송율 및 단말기간 거리 측정에 사용하고, RTCP RR은 RR전송이후의 패킷 손실율, 누적 패킷 손실율, 수신한 가장 높은 패킷 순서 번호등의 정보를 제공하여 네트워크 품질 측정에 사용되며 전송속도 제어에도 이용된다.

29 H.323 프로토콜 H.323 시나리오(DECS방식) 게이트키퍼 터미널 A 터미널 B
H.225 Admission Request(ARQ) H.225 ACF Open TCP Channel For Q.931 Tcp 1720 Tcp 1720 Q.931 Setup Q.931 Call Proceeding H.225 ARQ H.225 ACF Q.931 Alerting Q.931 Connect( Tcp 8741) Open TCP Channel For H.245 Tcp 7844 Tcp 8741 H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites Exchange of Master-slave Determination Messages H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement 터미널 상호간 Talking RTP: UDP RTP: UDP 7770 RTCP: UDP 7771 RTCP: UDP RTP: UDP 9344 RTP: UDP RTCP: UDP RTCP: UDP 9345

30 H.323 프로토콜 H.323 시나리오(GKRCS방식) 게이트키퍼 터미널 A 터미널 B
H.225 Admission Request(ARQ) H.225 ACF Open TCP Channel For Q.931 Tcp 1720 Tcp 1720 Q.931 Setup Open TCP Channel For Q.931 Q.931 Setup Q.931 Call Proceeding Q.931 Call Proceeding H.225 ARQ H.225 ACF Q.931 Alerting Q.931 Alerting Q.931 Connect( Tcp 8741) Q.931 Connect( Tcp 8741) Open TCP Channel For H.245 Tcp 7844 Tcp 8741 H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites H.245 Teminal Capabilites Exchange of Master-slave Determination Messages H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement H.245 Open Audio Logical Channel H.245 Open Audio Logical Channel Acknowledgement 터미널 상호간 Talking RTP: UDP RTP: UDP 7770 RTCP: UDP 7771 RTCP: UDP RTP: UDP 9344 RTP: UDP RTCP: UDP RTCP: UDP 9345

31 VoIP의 미래 미래의 표준 : SIP(session Initiation Protocol) 소개
SIP(Session Initiation Protocol)는 IETF에서 1996년도 부터 제정된 것으로 인터넷 프로토콜인 HTTP와 SMTP의 요소를 수용하고 있는 H.323과 전혀 다른 프로토콜이다. SIP는 SIP UA(User Agent)라 불리는 단말기와 UA로부터 SIP요청을 받아 응답하는 SIP Server로 구성된다. SIP메시지는 HTTP/1.1 형태로 구성되어 있으며, 클라이언트에 의한 요청메시지와 그에 대한 응답메시지로 구성된다. SIP요청을 메쏘드라 하는데 UA간 미디어 세션 설립에 사용되는 Invite, VoIP 네트워크에 등록하기위한 Register, 미디어 세션을 종료하기위한 Bye, invite 요청에 대한 최종 응답의 확인에 사용되는 ACK, 호 설립을 취소하기위한 Cancel, capability를 쿼리하기위한 Option의 6가지 매쏘드를 가지고 있다. SIP응답은 6가지 클래스로 분류되어지는데, 호 진행상태를 나타나는데 사용되는 International,성공(Success,200), invite의 응답으로 Redirect서버가 보내는 Redirect, 특정 클라이언트의 에러내용을 알리는 Client-Error, 서버의 에러를 알리는 Server-Error, 호를 시도할때마다 요청이 실패하는 것을 서버가 알고 있다는 것을 나타내는 Global Error가 있다. 메시지는 두 개의 SIP단말기간 연결, 프로시서버를 이용한 연결, Redirect 서버를 이용한 연결의 세가지 형태가 있을 수 있다. 프록시서버는 SIP URL을 IP주소로 변경하여 주며, 미디어 세션을 설립하거나 종료하는 역할은 하지 않는다. 하지만 Invite 요청 및 응답에 대한 라우팅 역할을 수행한다. Redirect 서버는 수신자가 어느 IP로 접속하였는지에 대한 위치정보만 알려주며, 그 정보를 이용하여 수신쪽에 직접 다시 Invite메시지를 보내도록 한다.

32 VoIP의 미래  H.323 vs SIP [Nexus_04] 비교 항목 H.323 SIP 제정 기관 ITU-T IETF
표준여부 사실상 현재 표준 H.323을 대체하기위해 경쟁중 인코딩(Encoding) ASN.1(Abstract Syntax Notation 1) 장점: 데이터 필드를 전송하는데 필요한 비트 최소화 단점: 별도 인코더,디코더 스택 요구(복잡함) ABNF(Auqmented Backus Naur Format) 장점: 필드 길이 가변적, 파서 생성이 용이 프로토콜 구조 다양한 프로토콜의 집합 단일 프로토콜 전송방법 신뢰성 있는 메시지 전송(TCP) 선호 효율성과 적은 전송지연(UDP) 선호 복잡성 매우복잡(최소 18개의 메시지 전송후 호설립) 간단(4개의 메시지 전송후 호설립) 확장성 낮음(근거리망용으로 개발) 높음(HTTP,DNS와 같은 프로토콜형태 구성) 기능 공중전화망 기능 구현가능 공중전화망외에 새로운 기능제공 가능 (특정 형태 세션과 세션수에 제한 없음) 적용 분야 전화통신 기반 멀티미디어 기반 상용화 및 안정성 기존 적용사례 다수 현재 일부 운용중 [Nexus_04]

33 VoIP의 미래 VoIP의 응용 [Nexus_03]
인터넷폰: 인터넷 망을 통한 음성 통화로 현재 가장 활성화되어있는 응용부분으로 국제전화등을 할때 상당한 비용 효과를 볼 수 있으며, 최근에는 기업 전화망을 대신하는 서비스까지 등장하고 있다. 웹 고객센터:웹상에서 고객이 원하는 정보를 검색하다가 의문이 날 때, 전화번호를 찾고 또 전화를 걸고 하는 수고를 하지 않고, 클릭 한번으로 상담원과 연결할 수 있도록 하는 것으로, 고객의 화면을 상담원이 동시에 보면서 상담하여 효과를 극대화한다. 화상회의 및 화상교육 시스템: 공간 및 시간의 제약을 극복하여 회의 및 교육을 실시하도록 지원하는 시스템으로 기존 문자데이터와 음성데이터를 이중화하여 보내던 제약을 넘어 화상,채팅등 모든 쌍방향 채널을 VoIP를 통해 지원한다. 웹커뮤니티: 기존 문자만이 아닌 멀티미디어의 제공을 통해 보다 다양한 형태의 메시지를 통해 보다 가상공간의 커뮤니티 접근 및 이용을 극대화 할 수 있다. 네트워크 게임: 온라인으로 연결된 가상 게임공간에서 참여하고 있는 게이머가 문자 채팅이 아닌 다양한 멀티미디어 연결을 통해 보다 전략적이고 팀웍을 갖춘 게임진행이 가능하여, 다양한 게임 내용을 지원할 수 있다. [Nexus_03]

34 참고자료 [IP Telephony] “인터넷 전화 : IP Telephony”, 전자신문사, 김상영, [Nexus_01] “무한가능성의 VoIP” Network Times 신상재(넥서스커뮤니티) [Nexus_02] “VoIP를 구현하는 필수요소 H.323” Network Times 신상재 [Nexus_03] “VoIP의 응용 분야 무궁무진” Network Times 신상재 [Nexus_04] “VoIP의 미래와 기술동향” Network Times 신상재 [DataBeam] “A Primer on the H.323 Series Standard version 2.0” DataBeam

35 감사합니다