VoIP 네트워크의 핵심, H.323 ②

VoIP 네트워크에서 가장 대표적인 프로토콜인 H.323은 음성과 동영상, 데이터 등에 대한 다양한 기능을 제공하기 위한 각종 프로토콜로 구성돼 있다. 이번에는 H.323을 이용해 멀티미디어 통합 네트워크를 구성하기 위한 각종 구성 요소와 세부 프로토콜에 대해 알아보자.

박찬영 | 배움과나눔 이사
cybahk@learningnsharing.co.kr

게이트키퍼의 기능과 구조
H.323 에서 IP PBX나 CO 스위치 역할을 담당하는 게이트키퍼는 H.323 네트워크의 두뇌로 간주된다. 쉽게 이야기하면 멀티미디어 네트워크에서 예전 아날로그 전화기의 통신을 제어했던 통신업체의 PSTN 스위치에 해당하며 H.323 터미널을 위한 가상 스위치(Virtual Switch)의 역할을 한다.
게이트키퍼가 관리하는 하나의 H.323 게이트웨이와 H.323 터미널(Terminal)들의 집합을 존(Zone)이라고 하는데, 게이트키퍼는 존(zone) 내부로 들어오거나 나가는 것을 감시하거나 외부 존과의 연결 여부를 결정하는 문지기 역할을 담당한다.
게이트키퍼는 H.323 네트워크에서 반드시 필요한 것은 아니지만 H.323 터미널과 H.323 게이트웨이를 위한 주소부여, 권한부여, 인증, 대역폭관리, 회계(Accounting), 비용청구(Billing)등과 같은 중요한 서비스를 제공할 수 있다. 게이트키퍼는 콜 라우팅(Call-Routing) 서비스도 제공할 수 있다. 다음은 게이트키퍼가 반드시 제공하야 하는 필수 기능이다.

· 주소 변환(Address Translation)
· 허가 관리(Admission Control)
· 대역폭 관리(Bandwidth Control)
· 존 관리(Zone Management)

다음은 게이트키퍼의 부가적인 기능이다.

· 접속 제어 신호(Call-Control Signaling)
· 접속 권한 부여(Call Authorization)
· 접속 관리(Call Management)

시스코는 H.323 기능을 IOS에 탑재한 라우터가 H.323 게이트키퍼의 역할을 수행할 수 있다.
한편 마이크로소프트는 H.323 게이트키퍼 역할을 수행하는 소프트웨어는 없고, 마이크로소프트 ISA 서버가 H.323 터미널로부터 오는 신호를 프록시 역할을 수행해 다른 게이트키퍼에게 전달하고 전달받는 역할을 수행할 수 있다.
(그림 1)은 H.323 게이트키퍼의 기능을 도식화한 것이다.
게이트키퍼와 게이트웨이, 터미널, 다른 존의 게이트키퍼들과 통신하기 위한 프로토콜로 H.225, H.245가 있다.
게이트웨이, 터미널, 다른 존의 게이트키퍼와의 통신이나 정보 교환을 통해 여러 가지 부가 서비스를 제공할 수 있는데 그것이 오른쪽의 디렉토리 서비스, 빌링 서비스, 보안 서비스, 정책/통화관리 서비스를 제공할 수 있다.
지금까지 SS7 기반 PSTN CO 스위치가 했던 역할을 VoIP H.323 게이트키퍼가 대신하는 것이다.



게이트웨이의 기능과 구조
기 본적으로 게이트웨이는 상호간 통신을 가능하게 하기 위해 성격이 다른 네트워크나 신호의 변환 작업을 수행한다. H.323 게이트웨이는 H.323 VoIP 네트워크와 다른 H.323 네트워크(Non H.323)와의 프로토콜이나 매체변환을 수행하는 기능을 제공한다. 예를 들면 IP 패킷 기반의 H.323 넷미팅 터미널과 회선 기반의 SCN(Switch Circuit Network)인 PSTN/ISDN 전화기 간에 연결하고 통신하게 한다.
이러한 성격이 다른 네트워크 사이의 연결은 게이트웨이에 의해 연결된 네트워크 사이의 정보를 전달하고, 콜 셋업(Call Setup)과 릴리즈(Release)를 위한 프로토콜의 변경과 다른 네트워크간의 매체형식의 변환에 의해 수행된다.
H.323 네트워크에서 두 개의 H.323 터미널 사이의 통신을 위해 항상 게이트웨이가 항상 요구되는 것은 아니다. 시스코의 경우 아날로그나 디지털 음성 모듈을 가진 라우터나 스위치가 H.323 게이트웨이의 역할을 수행한다.
(그림 2)는 H.323 게이트웨이의 구조적인 모습을 나타내고 있다.
게이트웨이 콜 매니저 밑에 H.323 네트워크 내부의 H.323 게이트키퍼와 H.323 터미널들과 상호작용을 위한 H.225, H.245 프로토콜과 트래픽 전송을 위한 RTP, RTCP 프로토콜이 있다.
인 터네트워킹 콜 제어를 통해 Non-H.323 네트워크와의 상호작용을 제공해준다. 먼저 다른 Non-H.323 네트워크와 가격 체계가 다르므로 이것을 처리하기 위해 빌링 서비스와 상호작용한다. H.323 게이트키퍼가 빌링 서비스를 제공하고 있다면 이것과 상호작용을 하겠지만, H.323 게이트키퍼가 빌링 서비스를 제공하지 않거나 아예 H.323 게이트키퍼가 없는 경우는 H.323 게이트웨이가 그 기능을 대신할 수 있다는 것이다. 왜냐하면 H.323 네트워크에서는 게이트키퍼가 옵션이기 때문이다.
오른쪽 Non-H.323 음성이나 동영상 네트워크인 SCN(Switched Circuit Network)으로 대표되는 PSTN, ISDN과 콜 셋업, 콜 제어를 수행하기 위해 Q.931, LAPN로 알려진 Q.921 시그널링 프로토콜과 해당하는 네트워크에 접속하기 위한 물리적인 인터페이스를 제공한다.



H.323 게이트웨이의 목적은 H.323 기반의 VoIP 네트워크와 기존의 전통적인 SCN 등의 Non-H.323기반의 네트워크와 상호통신이 가능하도록 해주는 것이 목적이라고 했다.
일반적으로 게이트웨이를 필요로 하는 네트워크는 다음과 같다. (그림 3)은 Non-H.32x 네트워크와 H.323 게이트웨이를 통한 상호 연동하는 방식을 보여준다.

· SCN이나 무선 네트워크에 있는 H.324 터미널과 연결
· B-ISDN 환경의 H.310 터미널과 연결
· B-ISDN(ATM) 환경의 H.321 터미널과 연결
· ISDN 환경의 H.320 터미널과 연결
· QoS가 보증된 LAN 환경의 H.322 터미널과 연결
· 모바일 네트워크의 H.324M 터미널과 연결
· DSVD(Digital Simultaneous Voice and Data) 형식의 V.70 터미널과 연결



H.323 터미널
H.323 터미널은 실시간 멀티미디어 통신을 위해 H.323 프로토콜 스택과 멀티미디어 애플리케이션이 수행되고 있는 개인용 컴퓨터나 독립적인 장치가 될 수 있다. 이것은 음성 통신을 반드시 지원해야 하고 선택적으로 동영상나 데이터 통신을 지원할 수 있어야 한다.
H.323 의 기본적인 목표는 다른 멀티미디어 터미널들과의 상호연동이기 때문에 H.323 터미널은 SCN이나 무선 네트워크에 있는 H.324, B-ISDN 환경의 H.310, ISDN 환경의 H.320, B-ISDN(ATM) 환경의 H.321, QoS가 보증된 LAN 환경의 H.322, H.324M(모바일), V.70(DSVD : Digital Simultaneous Voice and Data) 터미널과의 호환성을 유지할 수 있다. H.323 터미널은 다자간 음성이나 화상, 데이터 회의에 사용될 수도 있다.
H.323 터미널에서 제공되어지는 기본 서비스는 음성 통신들이기 때문에 H.323는 IP 텔레포니에서 핵심적인 역할을 담당한다. 그렇기 때문에 H.323 터미널들은 G.711 음성 CODEC을 반드시 지원해야 한다. H.323 터미널의 선택적인 구성요소로는 동영상 CODEC, T.120 데이터 컨퍼런싱 프로토콜, 그리고 MCU 능력이다. 이같은 기능을 가지고 있다면 H.323 단말은 음성, 음성+데이터, 음성+동영상, 음성+데이터+동영상과 같이 다양한 서비스를 선택적으로 지원할 수 있다.
MCU는 세 명이나 그 이상의 H.323 터미널 간의 다자회의를 지원할 수 있도록 한 H.323 터미널로부터의 음성, 동영상, 데이터 스트림을 여러 개의 다른 H.323 터미널에 복사해 주는 역할을 담당한다. 회의에 참여하는 모든 터미널은 MCU에게 하나의 연결을 설립해야 한다.
또한, MCU는 회의용 자원을 관리하고 터미널 간에 사용하게 될 음성과 동영상 CODEC을 결정하기 위해 협상하며 미디어 스트림을 제어한다.
게이트키퍼, 게이트웨이, 터미널, MCU는 H.323 표준에서 논리적으로 분리돼 있는 구성요소지만 하나의 물리적인 장치로 구현될 수 있다.

존과 H.323 네트워크의 확장
H.323 존은 하나의 게이트키퍼에 의해 관리되는 모든 터미널, 게이트웨이, MCU의 집합으로 ISO 네트워크 계층구조와 OSPF/Integrated IS-IS와 같은 라우팅 프로토콜에서 개념적으로 사용하는 Area, DNS에서 Domain, 액티브 디렉토리의 도메인, LDAP에서의 Realm 등과 비슷한 개념이다.
하나의 존은 적어도 하나의 터미널을 포함하고 있어야 하고, 게이트웨이나 MCU는 선택적으로 포함할 수도 있다.
하나의 존은 오직 하나의 게이트키퍼를 갖고 있다. 하나의 존은 네트워크 토폴로지에 독립적이면 라우터나 다른 장치로 서로 연결된 여러 개의 네트워크로 구성될 수 있다.
존들은 H.323이 아닌 네트워크와는 게이트웨이를 통해 연결/확장될 수 있고, H.323 존 간에는 게이트키퍼와 게이트키퍼 사이의 연결을 통해 확장될 수 있다.



H.323 네트워크에서는 하나의 게이트키퍼에 의해 관리되는 터미널, 게이트웨이, MCU의 집합을 존이라고 했다.
H.323 네트워크가 확장이 되기 위해서는 두 가지 측면이 고려되어야 한다. 하나의 H.323 네트워크간의 확장과 Non-H.323 네트워크간의 확장이다. 이전의 H.323 게이트웨이에서 언급한 바와 같이 Non-H.323 네트워크와는 게이트웨이에 의해 확장된다고 했다. 그럼 H.323 네트워크와 H.323네트워크는 어떻게 확장해야 하는지 알아보자. 바로 존과 존을 담당하고 있는 게이트키퍼를 연동시키는 것이다. 이렇게 함으로써 H.323 네트워크는 다른 H.323 네트워크와 Non-H.323 네트워크로 확장될 수 있다.
(그림 5)의 아래쪽 그림들이 전통적인 H.323 네트워크를 나타내고 있다. 위쪽의 그림은 IP 텔레포니 네트워크에서 IP 폰들이 CCM(Cisco CallManager)에 등록되고 CCM이 다시 H.323 게이트키퍼에 연결됨으로써 외부로 확장되는 모습을 나타내고 있다.