Рис. 7.36. Использование прокси-сервера и переадресации в протоколе SIP
Сравнительный анализ H.323 и SIP
H.323 и SIP поддерживают как двухстороннюю, так и многостороннюю связь. Оконечным оборудованием могут служить как компьютеры, так и обычные телефоны. И там, и там стороны предварительно договариваются о параметрах, возможно использование шифрования данных и протоколов RTP/RTCP. Сводная сравнительная табл. 7.18 показывает все сходства и различия.
Таблица 7.18. Сравнение H.323 и SIP
Аспект
H.323
SIP
Разработчик
ITU
IETF
Совместимость с телефонной системой
Полная
В большой мере
Совместимость с Интернетом
Присутствует, по прошествии длительного времени
Присутствует
Архитектура
Монолитная
Модульная
Завершенность
Полный стек протоколов
SIP обеспечивает лишь установление соединения
Переговоры относительно параметров
Ведутся обеими сторонами
Ведутся обеими сторонами
Сигналы при вызове
Q.931 поверх TCP
SIP поверх TCP или UDP
Формат сообщений
Двоичный
ASCII
Передача мультимедийных данных
RTP/RTCP
RTP/RTCP
Многосторонняя связь
Есть
Есть
Мультимедийные конференции
Возможны
Невозможны
Адресация
URL или номер телефона
URL
Разрыв связи
Явный или разрыв TCP-соединения
Явный или по тайм-ауту
продолжение #
Таблица 7.18. (продолжение)
Несмотря на схожий набор свойств и характеристик, протоколы разительно отличаются друг от друга концепцией и философией. H.323 — это типичный тяжеловесный стандарт, характерный для телефонной индустрии. Он описывает целый стек протоколов и очень точно указывает, что разрешено, а что запрещено. Такой подход приводит к хорошо определенным протоколам на каждом уровне, тем самым упрощается задача взаимодействия сетей. Однако платой за это оказывается большой, сложный и жесткий стандарт, тяжело адаптируемый к приложениям, которые появятся в будущем.
SIP, наоборот, представляет собой типичный интернет-протокол, работа которого основана на обмене короткими текстовыми строками. Это небольшой модуль, который хорошо взаимодействует с другими протоколами Интернета, однако несколько хуже согласуется с существующими сигнальными протоколами телефонной системы. Поскольку модель системы передачи данных поверх IP, предложенная IETF, использует модульный принцип, она оказывается достаточно гибкой и может легко адаптироваться к новым приложениям. Недостаток этого протокола связан с возможными проблемами межсетевого взаимодействия в тех случаях, когда люди пытаются интерпретировать, что обозначает стандарт.
7.5. Доставка контента
Интернет претендовал на то, чтобы захватить все области коммуникаций, подобно телефонной сети. Сначала академики связывались с отдаленными машинами, регистрируясь через сеть, чтобы выполнять задачи. Люди долго использовали электронную почту, чтобы связываться друг с другом, и сейчас используют еще и видео-, и голосовую IP-телефонию. Однако с ростом Всемирной паутины Интернет стал скорее хранилищем контента, чем средством коммуникации. Многие люди используют Всемирную паутину, чтобы найти информацию, и имеется огромное количество файлообменных сетей, предоставляющих совместный доступ к фильмам, музыке и программам. Смещение акцента на контент было столь явным, что большая часть пропускной способности Интернета сейчас используется для передачи сохраненного видео. Поскольку задачи распространения контента отличны от задач коммуникации, они предъявляют другие требования к сети. Например, если Салли хочет поговорить с Иту, она может позвонить на его мобильный телефон с помощью IP-телефонии. Коммуникация должна быть с определенным компьютером; нет смысла звонить на компьютер Пола.
Но если Иту хочет посмотреть последний матч своей команды по крикету, он будет рад получить это видео с любого компьютера, который может его предоставить. Ему не важно, был ли это компьютер Салли, или Пола, или, наиболее вероятно, неизвестный сервер в Интернете. Таким образом, местоположение не имеет значения для контента, за исключением того, что это воздействует на качество работы (и законность).
Еще одно отличие заключается в том, что некоторые веб-узлы, которые предоставляют контент, стали чрезвычайно популярны. Яркий пример — YouTube. Этот сайт позволяет пользователям делиться созданными ими видео на любую мыслимую тему. Многие люди хотят сделать это. Все остальные хотят увидеть. Посчитано, что YouTube со всеми этими требовательными к пропускной способности видео производит до 10 % всего ежедневного интернет-трафика. Ни один сервер не может обеспечить достаточную мощность и надежность, чтобы управлять таким потрясающим уровнем спроса. Вместо этого YouTube и другие большие поставщики контента строят свои собственный сети распределения контента. Эти сети используют центры хранения данных, расположенные по всему миру, чтобы предоставлять контент чрезвычайно большому количеству клиентов, обеспечивая хорошую производительность и доступность.
Методы, которые используются для распределения контента, со временем развивались. В начале роста Паутины ее популярность вела почти что к ее уничтожению. Растущее число запросов к контенту приводило к тому, что серверы и сети часто были перегружены. Люди начали расшифровывать WWW как World Wide Wait (Всемирное Ожидание). В ответ на потребительский спрос увеличивалась пропускная способность ядра Интернета, и более быстрая широкополосная связь вела к краям сети. Это увеличение пропускной способности было ключевым для улучшения работы, но — только частью решения. Чтобы сократить бесконечные задержки, исследователи развивали и различные архитектуры использования пропускной способности для распределения контента.
Одна из архитектур — CDN (Content Distribution Network — сеть распределения контента). В ней поставщик рассредоточивает совокупность машин в Интернете и использует их, чтобы предоставлять контент клиентам. Это выбор больших игроков. Альтернативная архитектура — сеть P2P (Peer-to-Peer — пиринговая сеть, сеть
равноправных узлов). В ней совокупность компьютеров вносит свои ресурсы в объединенный фонд, чтобы предоставлять контент друг другу, без специально установленных серверов или какого-либо центрального пункта управления. Эта идея захватила воображение людей, потому что, действуя сообща, много маленьких игроков могут создать большой эффект.
В этом разделе мы рассмотрим проблему распределения контента в Интернете и некоторые решения, которые используются на практике. После короткого обсуждения популярности содержимого и интернет-трафика мы опишем, как построить мощные веб-серверы и использовать кэширование для улучшения производительности для веб-клиентов. Затем мы рассмотрим две главные архитектуры для распространения контента: сети CDN и P2P. Как мы увидим, их устройство и свойства весьма различны.
7.5.1. Контент и интернет-трафик
Чтобы проектировать и строить сети, которые работают хорошо, нам нужно понимать, какой трафик они должны нести. При смещении задач в сторону доступа к контенту серверы, например, мигрировали из офисов компаний в центры хранения и обработки данных в Интернете, которые предоставляют большое число машин с превосходной возможностью подключения к сети. Чтобы поддерживать даже небольшой сервер, в настоящее время легче и дешевле арендовать виртуальный сервер в центре хранения и обработки данных в Интернете, чем работать с реальной машиной дома или в офисе с широкополосным подключением к Интернету.
К счастью, важно знать только два факта, касающиеся интернет-трафика. Первый — он быстро изменяется, не только в деталях, но и в целом. До 1994 года большая часть трафика представляла собой традиционную передачу файлов по FTP (для перемещения программ и данных между компьютерами) и электронную почту. Затем появился и начал экспоненциально расти веб. Веб-трафик оставил FTP и электронную почту далеко позади задолго до «пузыря доткомов» в 2000 году. Около 2000 года стартовали Р2Р-сети, предоставляющие музыку, а затем и фильмы. К 2003 году наибольшую часть интернет-трафика занимал Р2Р-трафик, оставивший позади веб. Где-то в конце 2000-х потоковое видео, использующее методы распределения контента, с таких сайтов, как YouTube, начало превосходить P2P. К 2014 году, предсказывает Cisco, 90 % всего интертрафика будет видео в той или иной форме (Cisco, 2010).
