LUAN VAN TOT NGHIEP: VOIP

PHẦN A

GIỚI THIỆU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN

KHOA ĐIỆN TỬ -VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI VoIP

GVHD: ThS. HÀ VĂN KHA LY

SVTH: VÕ TẤN NGỌC

MSSV: 07EV031

Tp.HCM, 07/2011

i

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi đến Thầy, Thạc Sĩ Hà Văn Kha Ly lời cảm ơn chân

thành và sâu sắc nhất. Nhờ có sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của Thầy trong

suốt thời gian qua, em đã có thể thực hiện và hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp.

Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn tận tình của Thầy đã giúp em có cái nhìn

thực tế và đúng đắn hơn trong suốt quá trình thực hiện Đề tài, giúp em nhìn ra

được những ưu khuyết điểm của Đề tài và từng bước hoàn thiện hơn và khắc phục

những lỗi mà em đã gặp phải.

Đồng thời,em xin trân trọng cảm ơn các Thầy Cô của Trường Đại Học

VĂN HIẾN nói chung và của khoa Điện Tử_Viễn Thông nói riêng đã dạy dỗ em

suốt quãng thời gian ngồi trên ghế giảng đường Đại học. Những lời giảng của Thầy

Cô trên bục giảng đã trang bị cho em những kiến thức căn bản nhất để giúp em tiến

xa hơn trong tương lai về lĩnh vực điện tử - viễn thông, và những lời nói bên lề của

thầy cô cho em cái nhìn hoàn thiện hơn về xã hội mà em sẽ phải đối mặt khi rời

khỏi ghế nhà trường.

Bên cạnh đó, con cũng chân thành cảm ơn sự động viên và sự hỗ trợ của gia

đình và cha mẹ trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt, con xin gửi lời cảm ơn trân

trọng nhất đến cha mẹ, người đã sinh ra và nuôi dưỡng con nên người. Sự quan

tâm, lo lắng và hy sinh lớn lao của cha mẹ luôn là động lực cho con cố gắng phấn

đấu trên con đường học tập của mình. Một lần nữa, con xin gửi đến cha mẹ sự biết

ơn sâu sắc nhất.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sự hỗ trợ và giúp đỡ của bạn bè trong thời gian

học tập tại Trường Đại Học VĂN HIẾN,

Tp.HCM, ngày 4 tháng 07 năm 2011

VÕ TẤN NGỌC

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đây là đề tài mà em đã quyết tâm thực hiện nó vừa đáp ứng được nguyện

vọng tìm tòi học hỏi thêm của em để định hướng công việc tương lai của em cũng

như việc phát triển nó thành đề tài có thể đáp ứng được yêu cầu của một luận văn

tốt nghiệp.

Đề tài này vừa mang tính chất nghiên cứu, vừa ứng dụng thực tế. Nghiên cứu

ở đây thể hiện ở việc tìm hiểu công nghệ kỹ thuật mới đang và sẽ được ứng dụng

rộng rãi bởi ưu điểm vượt trội trong thời đại máy tính như hiện nay, Ứng dụng thể

hiện ở việc xây dựng một tổng đài điện thoại IP cùng với các dịch vụ ứng dụng của

nó có khả năng đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp một cách linh hoạt, cũng như có

thể thay thế được cho một tổng đài tương tự bình thường.

Luận văn bao gồm 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu về mạng PSTN

Chương 2: Giới thiệu về mạng VoIP

Chương 3: Tổng quan về TCP/IP

Chương 4: Tổng quan về giao thức SIP

Chương 5: Tổng quan hệ thống

Chương 6: Quá trình thực hiện và kết quả

(mô phổng bằng phần mềm 3CX)

Trong quá trình thực hiện, dù em đã rất nỗ lực tuy nhiên cũng không tránh

khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ dạy, góp ý từ Quý Thầy Cô và

bạn bè để đề tài ngày càng thực tế và hoàn thiện hơn. Một lần nữa, em xin chân

thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện

VÕ TẤN NGỌC

iii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………….

Tp.HCM, ngày…… tháng…… năm 2011

Giảng viên hướng dẫn

Hà Văn Kha Ly

iv

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………….……………………………

Tp.HCM, ngày…… tháng…… năm 2011

Giảng viên phản biện

v

MỤC LỤC Phần A: Giới thiệu Trang

Trang bìa.................................................................................................................i

Lời cảm ơn.............................................................................................................ii

Tóm tắt Luận văn.................................................................................................iii

Nhận xét của giảng viên hướng dẩn.....................................................................iv

Nhận xét của giảng viên phản biện........................................................................v

Mục lục.................................................................................................................vi

Danh sách hình vẽ...............................................................................................xii

Danh sách bảng biểu..........................................................................................xiii

Phần B : Nội dung

Lời mở đầu

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MẠNG PSTN.................................................................1

1.1. Đôi nét về hệ thống điện thoại PSTN:.............................................................1

1.2. Các thành phần cơ bản của mạng PSTN:.........................................................2

1.3. Trung kế (trunk)................................................................................................2

1.3.1. Thuê bao:..................................................................................................2

1.3.2. Mạch vòng thuê bao: ..............................................................................2

1.3.3. Hệ thống chuyển mạch (tổng đài):………………………………………..................3

1.3.4. Trung kế…………………………………………………………………………………………….3

1.3.5. Báo hiệu trung kế liên đài……………………………………………..4

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ VoIP........................................................................5

2.1. Giới thiệu chung:..............................................................................................5

vi

2.2. Ưu nhược điểm của VoIP:................................................................................6

2.3. Các kiểu kết nối sử dụng VoIP:........................................................................7

2.4. Các thành phần của mạng VoIP:......................................................................8

2.5. Các giao thức báo hiệu sử dụng trong VoIP:....................................................9

2.5.1 Giao thức H.323.......................................................................................10

2.5.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP :..................................................................12

2.5.3 Giao thức IAX ( Inter-Asterisk eXchange):..............................................26

2.5.4. Giao thức MGCP:...................................................................................27

2.6. Các Codec mã hóa trong VoIP:......................................................................27

2.7. Kết nối giữa mạng VoIP và mạng PSTN:......................................................28

2.8. Các ứng dụng của VoIP..................................................................................29

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP...............................................................31

3.1. Giới thiệu về TCP/IP......................................................................................31

3.2. Các thuộc tính của TCP/IP.............................................................................32

3.3. Nguyên tắc hoạt động của TCP/IP.................................................................34

3.3.1. Hoạt động Tầng ứng dụng......................................................................35

3.3.2. Hoạt động Tầng Internet.........................................................................37

3.3.3. Hoạt động Tầng Giao diện mạng............................................................38

3.4. Khuôn dạng các gói tin của giao thức TCP/IP...............................................39

3.4.1. Gói tin UDP-User Datagram Protocol....................................................39

3.4.2. Gói tin TCP ( Transmission Control Protocol).......................................40

3.4.3. Gói tin IP ( Internet Protocol).................................................................42

3.5. Địa chỉ IP........................................................................................................43

vi

CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC SIP..............................................46

4.1 Giới thiệu:........................................................................................................46

4.2 Thiết lập, thay đổi và kết thúc phiên làm việc đa phương tiện........................46

4.3 Tính cơ động cho người dùng..........................................................................46

4.4 Các thành phần SIP..........................................................................................49

4.4.1 User Agents:..............................................................................................49

4.4.2 Redirect Server..........................................................................................51

4.4.3 Proxy Server..............................................................................................52

4.4.4 Registrars...................................................................................................54

4.4.5 Location Servers........................................................................................54

4.5. Định dạng bản tin SIP.....................................................................................55

4.5.1 SIP request................................................................................................55

4.5.2 SIP response..............................................................................................56

4.5.3 SIP Headers...............................................................................................58

4.5.4 SIP Bodies.................................................................................................64

CHƯƠNG V: TỔNG QUAN HỆ THỐNG..............................................................67

5.1. Nhu cầu thực tế...............................................................................................67

5.2. Mô hình tổng quát...........................................................................................67

5.3 Chức năng cơ bản của hệ thống......................................................................69

CHƯƠNG VI: GIỚI THIỆU VỀ 3CX PHONE SYSTEM.......................................71

6.1. Giới thiệu........................................................................................................71

6.2. Cài đặt 3CX....................................................................................................73

6.3. Cấu hình Server 3CX:.....................................................................................85

vi

6.4. Cấu hình SIP cho Nokia E63:.........................................................................86

6.5. Thực hiện cuộc gọi :.......................................................................................87

Phần C : Phụ lục và tài liệu tham khảo

vi

Danh sách hình vẽ

Hình 1.1 Hệ thống mạng PSTN……………………………………………… 1

Hình 1.2 Báo hiệu kênh riêng………………………………………………...4

Hình 2.1 Các thành phần mạng VoIP................................................................ 8

Hình 2.2 Quá trình thực hiện cuộc gọi giữa hai máy IP Phone.........................9

Hình 2.3 Tầng hoạt động của các giao thức....................................................10

Hình 2.4 Giao thức báo hiệu H.323..................................................................10

Hình 2.5 Giao thức báo hiệu SIP......................................................................13

Hình 2.6 Các thành phần trong mạng SIP........................................................14

Hình 2.7 Cuộc gọi SIP điển hình......................................................................23

Hình 2.8 Kết nối mạng PSTN và mạng VoIP...................................................28

Hình 3.1 Mạng máy tính đơn giản....................................................................31

Hình 3.2 Hoạt động Tầng ứng dụng.................................................................34

Hình 3.3 Hoạt động Tầng chuyển tải................................................................37

Hình 3.4 Hoạt động Tầng Internet....................................................................38

Hình 3.5 So sánh mô hình TCP/IP với OSI......................................................39

Hình 3.6 Chi tiết các Tầng hoạt động giao thức TCP/IP..................................40

Hình 3.7 Cấu trúc gói tin UDP.........................................................................40

Hình 3.8 Gói tin TCP trong một Ethernet frame..............................................41

Hình 3.9 Gói tin IP trong một Ethernet frame..................................................42

Hình 3.10 Phân lớp địa chĩ IP............................................................................44

Hình 4.1 Thuê bao đăng ký vị trí hiện tại tới sip server...................................47

vii

Hình 4.2 Proxy sip server.................................................................................48

Hình 4.3 Hinh thang SIP...................................................................................48

Hình 4.4. Các thành phần SIP...........................................................................49

Hình 4.5 Các thiết bị User Agents...................................................................50

Hình 4.6 Hoạt động của Redirect server..........................................................51

Hình 4.7 Hoạt động của Proxy Server............................................................53

Hình 4.8 Group Addresses..............................................................................54

Hình 4.9 Khuông dạng SIP Resquest.............................................................55

Hình 4.10 Resquest line chứa đường dẩn đến host kế tiếp...............................56

Hình 4.11 SIP không đảm bảo các đáp ứng tạm thời được nhận.....................57

Hình 4.12 Header Contact Group Proxy Server xác định được vị trí thuê bao

………………………………………………………………………………….60

Hình 4.13 Minh hoạ cách làm việt của Router và Record-Router ..................62

Hình 4.14 Các header To không thay đổi trong suốt phiên.............................63

Hình 5.1 Mô hình kết nối minh hoạ...............................................................68

Hình 6.1 Sơ đồ kết nối thiết bị.......................................................................72

vii

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.................................6

Bảng 2.2 Lớp thông tin......................................................................................16

Bảng 2.3 Lớp thành công...................................................................................16

Bảng 2.4 Lớp chuyển hướng.............................................................................16

Bảng 2.5 Lớp lỗi client......................................................................................17

Bảng 2.6 Lớp lỗi Server.....................................................................................18

Bảng 2.7 Lớp lỗi toàn cục..................................................................................19

Bảng 2.8 Ý nghĩa các trường trong bảng tin SIP...............................................21

Bảng 2.9 So sánh giao thức H.323 và SIP.........................................................24

Bảng 2.10 Các codec điển hình...........................................................................27

viii

LỜI MỞ ĐẦU

Mạng điện thoại truyền thống PSTN đã tồn tại trên 100 năm nay, trở nên

quen thuộc, hiệu quả và thực hiện tốt những gì nó được xây dựng, mang đến cho

người sử dụng trên toàn cầu nhiều tiện ích với một cơ sở hạ tầng vững chắc và rộng

khắp. Tuy nhiên, mạng PSTN cũng bộc lộ nhiều hạn chế như số lượng các dịch vụ,

sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá thành cao….Hơn nữa, ngày nay,

dữ liệu đã bắt kịp và qua mặt thoại, trở thành lưu lượng truyền thông số một trên

nhiều mạng được xây dựng cho thoại. Dữ liệu có những đặc tính khác với thoại như

nhu cầu sử dụng băng thông lớn hơn và không cố định. Với sự cạnh tranh ngày càng

tăng, mạng PSTN không thể tạo và sử dụng các đặc điểm đủ nhanh. Mạng PSTN

được xây dựng trên một cơ sở hạ tầng, trong đó chỉ các nhà cung cấp thiết bị mới có

thể phát triển các ứng dụng cho thiết bị đó. Điều đó có nghĩa là Data/Voice/Video

không thể cùng tập trung trên mạng PSTN với cấu trúc hiện thời.

Trên cơ sở đó, mạng VoIP ra đời và ngày càng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu

đặt ra như chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng các dịch vụ thoại lẫn phi thoại…

Hiện nay, xu hướng gọi điện thoại IP đang là lựa chọn thay thế cho cách gọi truyền

thống thông qua mạng điện thoại thông thường PBX. Công nghệ VoIP ra đời đã

giúp cho các doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể chi phí liên lạc giữa các phòng ban

cũng như giữa các chi nhánh của công ty (giảm từ 80-90% chi phí). Chính vì vậy,

một sự kết hợp giữa mạng điện thoại truyền thống (PSTN) với mạng máy tính

(VoIP) đã đem lại một thế giới viễn thông đa dạng và hùng mạnh không ngờ. Tuy

nhiên để chuyển hết toàn bộ mạng điện thoại PSTN vào mạng máy tính (VoIP) thì

ngày đó cũng còn khá xa, bởi lẽ VoIP cũng đặt ra những thách thức cho các nhà

thiết kế hệ thống để có thể cung cấp một chất lượng thoại có thể chấp nhận được

hay thậm chí tương đương với điện thoại truyền thống. Chẳng hạn như vấn đề độ trễ

hay tiếng vọng, những vấn đề ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác âm thanh….

Đề tài Luận văn của em lấy tên là “HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI VoIP”, sẽ

trình bày các ý tưởng cho việc thực hiện một hệ thống tích hợp này, và đồng thời

bước đầu triển khai một hệ thống tích hợp đơn giản với các dịch vụ phổ biến thông

dụng của một tổng đài Analog thông thường.

ix

PHẦN B

NỘI DUNG

HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI VoIPTrang 0


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MẠNG PSTN

1.1 Đôi nét về hệ thống điện thoại PSTN:

Mạng PSTN (Public Switch Telephone Network) là mạng cung cấp dịch vụ

thoại truyền thống. Mạng PSTN được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật chuyển mạch

kênh, cung cấp hoàn toàn một kênh 64 kbit/s cho bất kì một cuộc gọi nào giữa hai

thuê bao. Các dịch vụ thoại trên mạng PSTN là các dịch vụ theo hướng có kết nối,

kết nối giữa hai đầu cuối phải được thiết lập trước khi cuộc hội thoại có thể bắt đầu.

Quá trình thiết lập cuộc gọi được thực hiện thông qua hệ thống báo hiệu được tích

hợp với các thành phần truyền thoại.

Nhờ có lịch sử phát triển lâu đời và không ngừng được đổi mới mà ngày nay

mạng PSTN có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại có chất lượng cao. Mặc dù còn

tồn tại một số khuyết điểm, nhưng có thể nói đến thời điểm hiện nay chưa có hệ

thống nào có khả năng cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao hơn mạng PSTN.

Hình 1.1: Hệ thống mạng PSTN

Chương 1: Giới thiệu mạng PSTN


1.2 Các thành phần cơ bản của mạng PSTN:

Để cung cấp các dịch vụ thoại đến người sử dụng, mạng PSTN được cấu trúc

từ 3 thành phần cơ bản sau:

- Thuê bao (subscriber)

- Mạch vòng thuê bao (local loop)

- Tổng đài (exchange)

1.3 Trung kế (trunk)

1.3.1 Thuê bao:

Khối thuê bao bao gồm các thiết bị được gắn vào mạng để cung cấp các dịch

vụ của mạng đến người sử dụng. Khối thuê bao là thành phần giao tiếp trực tiếp với

người sử dụng, thực hiện chức năng chuyển đổi các dạng tín hiệu phù hợp cho việc

truyền tải các tín hiệu từ mạng đến người sử dụng và từ người sử dụng đến mạng.

Có nhiều loại thiết bị thuê bao như điện thoại, máy fax, PC,… Điện thoại là

thiết bị thuê bao được sử dụng nhiều nhất trên mạng PSTN.

1.3.2 Mạch vòng thuê bao:

Là thành phần liên kết giữa thuê bao và mạng, cung cấp phương tiện truyền

tải tín hiệu thoại cũng như các thông tin báo hiệu giữa mạng và thuê bao. Các thông

tin báo hiệu giữa thuê bao và mạng bao gồm:

Thông báo trạng thái nhấc, gác máy,…

Các loại âm báo hiệu: dial tone, busy tone, ringback tone,…

Các mạch vòng thuê bao trong mạng PSTN là đường truyền tương tự, hầu

hết là cáp xoắn đôi, có độ dài tối đa vài chục km.

1.3.3. Hệ thống chuyển mạch (tổng đài):

Hệ thống chuyển mạch hay tổng đài là thành phần trung tâm của hệ thống

PSTN có nhiệm vụ thiết lập kết nối cho các cuộc gọi, chuyển lưu lượng từ một

đường liên kết này đến một đường liên kết khác.

Quá trình thiết lập cuộc gọi cho các thuê bao có thể chia làm hai trường hợp:



Thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi kết nối đến cùng một tổng đài.

Thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi kết nối đến các tổng đài khác nhau.

Trong trường hợp đầu, quá trình thiết lập cuộc gọi chỉ xảy ra trong phạm vi

một tổng đài. Trường hợp thứ hai phức tạp hơn, vì cần phải thực thi các quá trình

định tuyến cuộc gọi để có thể thông báo yêu cầu kết nối cuộc gọi đến đầu cuối thuê

bao. Quá trình này liên quan đến việc thực thi các chức năng của hai hay nhiều tổng

đài bao gồm các tổng đài kết nối trực tiếp đến thuê bao và các tổng đài trung gian.

Tuỳ theo chức năng của các tổng đài trong mạng PSTN mà chúng có thể

được gọi tên khác nhau. Các tổng đài kết nối trực tiếp đến thuê bao gọi là các tổng

đài nội hạt (end office). Các tổng đài nội hạt có thể kết nối trực tiếp với nhau hoặc

kết nối qua các tổng đài trung gian (transit),…

1.3.4 Trung kế:

Để thiết lập đường thông tin trên toàn mạng PSTN các tổng đài phải được

kết nối với nhau. Đường kết nối giữa các tổng đài gọi là trung kế. Các trung kế có

nhiệm vụ mang thông tin hội thoại từ tổng đài này sang tổng đài khác trong trường

hợp thiết lập cuộc gọi cho các thuê bao thuộc các tổng đài khác nhau.

1.3.5 Báo hiệu trung kế liên đài

Báo hiệu trung kế gồm hai loại: báo hiệu kênh và báo hiệu kênh chung.

Báo hiệu kênh riêng(CAS)

Báo hiệu kênh riêng là báo hiệu mà trong đó thông tin báo hiệu nàm trong kênh

thoại hoặc trong kênh có liên hệ chặc chẻ với kênh thoại

Hình 1.2: Báo hiệu kênh riêng



Có hai phương pháp truyền báo hiệu kênh là: trong băng(in_band),và ngoài

băng(out-of-band).

- Với phương pháp truyền thoại in-band: việc truyền báo hiệu điều khiển và

tín hiệu thoại hoàn toàn dùng chung một băng tần,cách truyền này có

nhiều lợi điểm,báo hiệu điều khiển có cùng đặc tính điện từ với tín hiệu

thoại,do đó nó có thể đến mọi nơi mà tín hiệu đến được.Do đó sẻ không

có một giới hạn nào về việc sử dụng mạng kể cả những chổ có biến đổi

tương tự - số và số tương tự.

- Với phương pháp truyền out-of-band:lợi dụng việc tín hiệu thoại không

chiếm hết bề rộng băng tần 4khz dành cho nó,người ta tách ra một đoại

tần nhỏ trong phạm vi 4khz để báo hiệu điều khiển.cái lợi chính là báo

hiệu điều khiển nó có thể được truyền đi mặc dù có sự hiện hữu của tín

hiệu thoại hay không nhờ đó có thể liên tục giám sát và điều khiển.tuy

vậy sơ đồ out-bank cần một số thiết bị điện tử nhiều hơn.



CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ VoIP

2.1 Giới thiệu chung:

Sự xuất hiện đầu tiên của Internet vào khoảng năm 1974 đã thực sự mang lại

cho người sử dụng nhiều tiện ích thiết thực. Nó cung cấp một khối lượng lớn thông

tin và dịch vụ như: thư điện tử, máy truy tìm dữ liệu, các dịch vụ thương mại và

chuyển ngân…Bên cạnh đó, Internet cũng mở ra hình thức liên lạc mới cho người

sử dụng, đó là VoIP ( Voice Over Internet Protocol). VoIP được phát triển đầu tiên

vào năm 1995 bởi một công ty tên là Vocatel. VoIP là một công nghệ cho phép

truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng

internet. VoIP là một trong những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất

hiện nay không chỉ đối với nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử

dụng dịch vụ.

Ở điện thoại thông thường, tín hiệu thoại được lấy mẫu với tần số 8 KHz sau

đó lượng tử hóa 8 bit/s và được truyền với tốc độ 64 kbit/s đến mạng chuyển mạch

rồi truyền tới đích. Ở phía thu, tín hiệu này sẽ được giải mã thành tín hiệu ban đầu.

Công nghệ VoIP cũng không hoàn toàn khác với điện thoại thông thường.

Đầu tiên, tín hiệu thoại cũng được số hóa, nhưng sau đó thay vì truyền trên mạng

PSTN qua các trường chuyển mạch, tín hiệu thoại được nén xuống tốc độ thấp rồi

đóng gói, truyền qua mạng IP. Tại bên thu, các luồng thoại sẽ được giải nén thành

các luồng PCM 64 rồi truyền tới thuê bao bị gọi.

VoIP có thể vừa thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng điện thoại kênh

truyền thống (PSTN) đồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Do

các ưu điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên VoIP

hiện nay được triển khai một các rộng rãi.

Dịch vụ điện thoại VoIP là dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc của

VoIP bao gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia

nhỏ các gói nếu cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này

Chương II: Giới thiệu về VoIP


được ráp lại theo đúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại

tiếng nói ban đầu.

Các cuộc gọi trong VoIP dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp cả chuyển mạch

kênh và chuyển mạch gói. Trong mỗi loại chuyển mạch đều có ưu, nhược điểm

riêng của nó.

Bảng 2.1 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói

Một kênh truyền dẫn dành riêng được

thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối

thông qua một hay nhiều nút chuyển

mạch trung gian.

Dòng thông tin truyền trên kênh này

là dòng bit truyền liên tục theo thời

gian. Băng thông của kênh dành

riêng được đảm bảo và cố định trong

quá trình liên lạc (64Kbps đối với

mạng điện thoại PSTN).

Độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời

gian truyền thông tin trên kênh.

Không có kênh dành riêng nào được

thiết lập, băng thông của kênh logic giữa

hai thiết bị đầu cuối thường không cố

định.

Thông tin được chia thành các gói, mỗi

gói được thêm các thông tin điều khiển

cần thiết cho quá trình truyền như là địa

chỉ nơi gửi, địa chỉ nơi nhận... Các gói

thông tin đến nút mạng được xử lý và lưu

trữ trong một thời gian nhất định rồi mới

được truyền đến nút tiếp theo sao cho

việc sử dụng kênh có hiệu quả cao nhất.

Độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển

mạch kênh rất nhiều.

2.2 Ưu nhược điểm của VoIP:

Ưu điểm :

Giá thành rẻ: Đây là ưu điểm nổi bật nhất của VoIP. Công nghệ VoIP

cho phép gọi điện thoại đường dài hoặc điện thoại ra nước ngoài với

giá rẻ nhất hiện nay.



Tính thống nhất : Hệ thống VoIP có thể tích hợp cả mạng thoại, mạng

số liệu và mạng báo hiệu. Các tín hiệu thoại, dữ liệu, báo hiệu có thể

cùng đi trên một mạng IP. Việc này sẽ giảm đáng kể chi phí đầu tư.

Khả năng mở rộng: Hệ thống VoIP có thể được mở rộng thêm nhiều

loại dịch vụ, nhiều tính năng mới.

Nhược điểm :

Chất lượng dịch vụ: Vốn dĩ các mạng truyền số liệu không được thiết

kế để truyền thoại thời gian thực cho nên việc trễ truyền hay việc mất

mát các gói tin hoàn toàn có thể xảy ra và sẽ làm giảm chất lượng dịch

vụ.

Bảo mật : Do mạng Internet là một mạng hỗn hợp và rộng khắp bao

gồm rất nhiều máy tính cùng sử dụng cho nên việc bảo mật các thông

tin cá nhân là rất khó.

2.3 Các kiểu kết nối sử dụng VoIP:

Computer to Computer: là một dịch vụ được sử dụng rộng rãi trên thế

giới, với một kênh truyền Internet có sẵn. Chỉ cần người gọi và người

nghe sử dụng chung 1 VoIP service, headphone và microphone thì cuộc

đàm thoại là không giới hạn.

Computer to Phone: Đây là một dịch vụ thu phí. Bạn phải trả tiền để có

1 tài khoản và một phần mềm. Với dịch vụ này, một máy tính có thể kết

nối với một máy điện thoại thông thường ở bất cứ đâu (tùy thuộc phạm vi

cho phép trong danh sách các quốc gia mà nhà cung cấp cho phép).

Người gọi sẽ bị tính phí trên lưu lượng cuộc gọi.

Ưu điểm: Đối với các cuộc gọi quốc tế, chi phí sẽ giảm nhiều so với

cuộc gọi giữa hai máy điện thoại thông thường, dễ sử dụng.

Nhược điểm: Chất lượng cuộc gọi phụ thuộc vào kết nối Internet và

nhà cung cấp dịch vụ.

Phone to Phone: Đây là một dịch vụ có tính phí. Bạn không cần kết nối

Internet, chỉ cần 1 VoIP adapter kết nối với máy điện thoại thông thường.

Lúc này máy điện thoại trở thành IP phone.



2.4 Các thành phần của mạng VoIP:

Các thành phần cốt lõi của một mạng VoIP bao gồm: Gateway, VoIP Server,

mạng IP, và thiết bị đầu cuối cho người sử dụng.

Hình 2.1: Các thành phần mạng VoIP Gateway: thành phần giúp chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số

(và ngược lại).

VoIP gateway: là các gateway có chức năng làm cầu nối giữa mạng điện

thoại PSTN và mạng VoIP.

VoIP GSM gateway: là các gateway có chức năng làm cầu nối cho các

mạng IP, GSM và cả mạng analog.

VoIP server: là máy chủ trung tâm có chức năng định tuyến và bảo mật

cho các cuộc gọi VoIP.Trong mạng H.323 chúng được gọi là

gatekeeper.Trong mạng SIP chúng được gọi là SIP server.

Thiết bị đầu cuối (End user equipments):

Softphone và máy tính cá nhân.

Điện thoại truyền thống với IP adapter. Adapter là thiết bị có ít nhất 1

cổng RJ11 (để kết nối với máy điện thoại) và cổng RJ45 (để kết nối

với đường truyền Internet hoặc PSTN). IP adapter này có nhiệm vụ

giúp cho điện thoại thông thường có thể kết nối được với VoIP server.

IP phone: là các điện thoại dùng riêng cho mạng VoIP. Các IP phone

không cần IP adapter bởi vì chúng đã được tích hợp sẵn bên trong để

có thể kết nối trực tiếp với VoIP server.



Hình sau mô tả quá trình thực hiện cuộc gọi giữa hai máy IP phone:

Hình 2.2: Quá trình thực hiện cuộc gọi giữa hai máy IP Phone

2.5 Các giao thức báo hiệu sử dụng trong VoIP:

Nguyên lý của VoIP là việc đóng gói dòng tín hiệu audio để có thể truyền đi

trên mạng sử dụng giao thức Internet. Việc này không những phải đảm bảo tín hiệu

ở nơi thu giống dạng tín hiệu nơi phát, mà còn phải đảm bảo thời gian trễ không quá

150 mili giây. Nếu một vài gói truyền bị mất hay trễ thì chất lượng truyền tin sẽ

giảm, nghĩa là 2 người sẽ gặp khó khăn trong quá trình giao tiếp thoại. Giao thức

truyền thoại Internet không được thiết kế cho việc truyền tín hiệu thời gian thực như

thế. Trong các cuộc thoại cổ điển, những cơ chế trong việc giải quyết những gói bị

mất như chờ các gói này đến hay yêu cầu truyền lại, hoặc là xem xét thông tin nhận

được có thể hiểu được không nếu thiếu những gói tin này, thì không được quan tâm.

Những cuộc hội thoại sẽ không được thực hiện tốt do mất đi một vài từ ngữ hay ký

tự, hoặc xảy ra thời gian trễ trong quá trình truyền và nhận.

Vấn đề của việc truyền tiếng nói trên cơ sở đóng gói bắt nguồn từ việc cách

thức chúng ta nói không tương hợp với cách mạng IP truyền dữ liệu. Việc nói và

nghe bị ảnh hưởng bởi trễ của dòng tín hiệu, trong khi giao thức Internet được thiết

kế để cắt nhỏ mọi thông tin, gói gọn những bit thông tin vào trong hàng ngàn

package, và chuyển những package này theo những đường có thể để đến đích.



Một kết nối VoIP bao gồm việc truyền một chuỗi tín hiệu giữa 2 đầu cuối.

Có nhiều giao thức giúp thực hiện chức năng này:

Hình 2.3: Tầng hoạt động của các giao thức2.5.1 Giao thức H.323

Khi đề cập đến mạng IP, tiêu chuẩn quốc tế thường được đề cập đến là

H.323. H.323 là chuẩn dành riêng cho các thành phần mạng, các giao thức và các

thủ tục cung cấp các dịch cụ thông tin Multimedia như: audio thời gian thực, video

và thông tin dữ liệu qua các mạng chuyển mạch gói, bao gồm các mạng dựa trên

giao thức IP:

Hình 2.4: Giao thức báo hiệu H.323

Được tổ chức ITU thiết lập với mục đích là phục vụ các cuộc hội thoại đa

điểm. H.323 nhanh chóng trở thành nền tảng IP cho các thiết bị hội nghị truyền

hình. Dù có nhiều tranh cãi xung quanh việc sử dụng H.323 hay là SIP và trên thực



tế mạng VoIP, H.323 có vai trò thống trị thì trên hệ thống Asterisk, SIP vẫn là sự

lựa chọn số 1.

Hai phiên bản của H.323 được hỗ trợ trong Asterisk được hỗ trợ bởi 2

module chan_h323.so và chan_oh323.so (được hỗ trợ cho các bổ sung mở).

H.323 được phát triển bởi ITU từ tháng 5-1996, để hỗ trợ truyền thoại, video,

dữ liệu ,fax… trong mạng IP trong khi vẫn duy trì kết nối với mạng PSTN truyền

thống. Từ thời điểm đó, H.323 đã có một vài phiên bản với các tính năng bổ sung

cho phép nó hoạt động trong một mạng thuần VoIP và các mạng phân bố khác.

H.323 được xem như một giao thức có nhiều ưu việt hơn SIP nhưng với các

kỹ thuật khác, đôi lúc sự phức tạp của nó lại là một vấn đề so với sự đơn giản của

giao thức SIP.

Về khía cạnh bảo mật: H.323 là một giao thức có tính bảo mật tương

đối cao và không cần nhiều bổ sung cho đặc tính bảo mật của mình. Vì

H.323 sử dụng RTP cho kết nối media, nó không hỗ trợ việc mật mã.

Việc sử dụng VPN hay các phương pháp tunnel khác giữa đầu cuối là

cách thức thông dụng nhất để đảm bảo tính bảo mật. Tất nhiên là nó cũng

gây ra một vài vấn đề. Khi VoIP được sử dụng cho các lĩnh vực đòi hỏi

tính bảo mật cao như ngân hàng, đòi hỏi giao thức VoIP phải hỗ trợ một

phương pháp mật mã mạnh.

H.323 và NAT: H.323 cũng gặp những vấn đề tương tự như SIP khi triển

khai với NAT. Phương pháp đơn giản nhất là cho forward những port

nhất định qua thiết bị tích hợp NAT đối với các client nội bộ. Để tiếp

nhận cuộc gọi, TCP port 1720 phải luôn được forward. Thêm vào đó, port

UDP cho các dữ liệu RTP và RTCP cũng phải được forward. Những

client cũ như MS Netmeeting cũng yêu cầu forward port TCP cho việc

tunnel của giao thức H245. Nếu có một số lượng các client đằng sau thiết

bị có tích hợp NAT, chúng ta phải sử dụng gatekeeper chạy proxy mode.

Gatekeeper sẽ cần một Interface liên lạc với một mạng IP subnet và mạng

Internet. H.323 client trên mạng riêng sẽ đăng ký đến gatekeeper, sau đó

gatekeeper sẽ gọi cuộc gọi thay mặt cho client. Các client bên ngoài



muốn gọi bên trong cũng phải thực hiện thủ tục đăng ký đến proxy

server.Vào thời điểm hiện tại, Asterisk không thể đóng vai trò gatekeeper,

chúng ta phải sử dụng các ứng dụng độc lập như Open H.323 Gatekeeper.

2.5.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP :

SIP (Session Initiation Protcol ) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng

được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện

(multimedia). SIP được IETF đưa ra trong RFC 2543. Nó là một giao thức dựa trên

ý tưởng và cấu trúc của HTTP (HyperText Transfer Protocol) giao thức trao đổi

thông tin của World Wide Web và là một phần trong kiến trúc multimedia của

IETF.

Sự ra đời của SIP đã giúp phát triển mạnh VoIP. Đây là một giao thức thông

dụng của VoIP. Tất cả các user và doanh nghiệp đều có xu hướng hỗ trợ SIP. SIP

còn được trông chờ hỗ trợ cả những chức năng không có trong VoIP như video, âm

nhạc và các dịch vụ multimedia thời gian thực khác. SIP được hỗ trợ bởi module

trong Asterisk là chan_sip.so .

Giao thức SIP hoạt động trên Lớp Ứng Dụng, sử dụng port 5060 để liên lạc.

Nó có thể truyền dữ liệu thông qua lớp vận chuyển UDP hoặc TCP. Hiện tại,

Asterisk chưa hỗ trợ giao thức SIP thông qua TCP, nhưng rất có thể trong tương lai,

Asterisk sẽ hỗ trợ việc này. SIP được dung để “ khởi tạo, thay đổi, và kết thúc phiên

thông tin chẳng hạn như những cuộc gọi Internet.”

Hình 2.5: Giao thức báo hiệu SIP



SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các phiên và để mang các

thông tin mô tả phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên đơn bá (unicast) và quảng bá

(multicast) tương ứng các cuộc gọi điểm tới điểm và cuộc gọi đa điểm. Có thể sử

dụng năm chức năng của SIP để thiết lập và kết thúc truyền dẫn là định vị thuê bao,

khả năng thuê bao, độ sẵn sàng của thuê bao, thiết lập cuộc gọi và xử lý cuộc gọi.

Về khía cạnh bảo mật, SIP sử dụng hệ thống challenge/response để xác nhận

user. Khởi đầu là câu lệnh INVITE được gởi đến proxy để đến các thiết bị đầu cuối

mong muốn. Proxy lúc này sẽ gởi đến một gói tin là 407 Proxy Authorization

Request, chứa các ký tự được cài đặt một cách ngẫu nhiên thường được gọi là

“nonce”. “Nonce” này được sử dụng cùng với password để tạo ra mã MD5 được gởi

ngược trở lại cho lệnh INVITE. Giả sử mã MD5 phù hợp với mã mà proxy tạo ra,

client được xác thực.

DoS (Denial of Service) được xem như phương thức tấn công thông dụng

nhất trên mạng VoIP. Một phiên tấn công DoS sẽ diễn ra khi có một số lượng lớn

các lời mời INVITE không hợp lệnh đến proxy server để làm quá tải hệ thống. SIP

có một vài phương thức để giảm thiểu tác động của DoS nhưng không thể hoàn toàn

phòng ngừa nó.

Một lược đồ hỗ trợ tính bảo mật được cài đặt thêm bởi SIP là mật mã phương

thức truyền tải (TLS- Transport Layer Security). Nó được sử dụng để thiết lập kết

nối giữa người gọi và domain. Yêu cầu được gởi một các bí mật đến đầu cuối, dựa

trên các chính sách bảo mật của mạng. Lưu ý rằng phương thức mật mã không nằm

trong khả năng của SIP và phải được kết hợp một cách độc lập

SIP và NAT: Một trong những vấn đề lớn nhất khi triển khai SIP là

truyền tải thông qua lớp NAT. Bởi vì SIP mật mã thông tin địa chỉ trong

cấu trúc khung của nó. NAT ở lớp mạng sẽ không nhận đúng địa chỉ này

và do đó dòng dữ liệu sẽ không được truyền tải đúng như mong muốn.

Như vậy, các firewall được tích hợp chức năng NAT sẽ loại bỏ các kết

nối SIP này.

Các thành phần trong mạng SIP:



Hình 2.6: Các thành phần trong mạng SIP

SIP Client: là thiết bị hỗ trợ giao thức SIP như SIP phone, chương

trình chat,… Đây chính là giao diện và dịch vụ của mạng SIP cho

người dùng.

SIP Server: là thiết bị trong mạng xử lý các bản tin SIP với các chức

năng cụ thể như sau:

Proxy Server: là thực thể trong mạng SIP làm nhiệm vụ chuyển

tiếp các SIP request tới thực thể khác trong mạng. Như vậy, chức

năng chính của nó trong mạng là định tuyến cho các bản tin đến

đích. Proxy server cũng cung cấp các chức năng xác thực trước khi

cho khai thác dịch vụ. Một proxy có thể lưu (stateful) hoặc không

lưu trạng thái (stateless) của bản tin trước đó. Thông thường,

proxy có lưu trạng thái, chúng duy trì trạng thái trong suốt

transaction (khoảng 32 giây).

Redirect Server: trả về bản tin lớp 300 để thông báo thiết bị là

chuyển hướng bản tin tới địa chỉ khác – tự liên lạc thông qua địa

chỉ trả về.

Registrar server: là server nhận bản tin SIP REGISTER yêu cầu

và cập nhật thông tin từ bản tin request vào “location database”

nằm trong Location Server.

Location Server: lưu thông tin trạng thái hiện tại của người dùng

trong mạng SIP.



Bản tin SIP:

Các loại bản tin SIP

Bản tin yêu cầu (Request): được gửi từ client tới server. RFC 3261

định nghĩa 6 kiểu bản tin request cho phép UA và proxy có thể xác

định người dùng, khởi tạo, sửa đổi, hủy một phiên.

uhđặc tính của phiên trước đó.Trong bản tin này có sử dụng SDP để

định nghĩa về các thông số media của phiên. Một response thành công

có giá trị 200 được trả lại các thông số mà người được gọi chấp nhận

trong phiên media.

Bản tin ACK: xác nhận rằng client đã nhận được response cuối cùng

của bản tin INVITE. ACK chỉ được sử dụng kèm với bản tin INVITE.

ACK được gửi từ đầu cuối đến đầu cuối cho response 200 OK. ACK

cũng có thể chứa phần thân bản tin với mô tả phiên cuối cùng nếu bản

tin INVITE không chứa.

Bản tin OPTIONS: UA sử dụng request này để truy vấn tới server về

khả năng của nó.

Bản tin BYE: UA sử dụng bản tin này để yêu cầu hủy một phiên đã

được thiết lập trước đó.

Bản tin CANCEL: cho phép client và server hủy một request, ví dụ

như INVITE. Nó không ảnh hưởng tới request đã hoàn thành trước đó

mà server đã gửi response.

Bản tin REGISTER: Một client sử sụng REGISTER để yêu cầu

đăng kí vị trí của nó tới AOR (address of record) của người dùng với

SIP server.

Bản tin đáp ứng (Response): server gửi bản tin SIP đáp ứng (SIP

response) tới client để báo về trạng thái của SIP request mà client gửi

trước đó. Các SIP response được đánh số từ 100 đến 699, được chia

thành các lớp nghĩa khác nhau:



Bảng 2.2 Lớp Thông Tin

Mã trả về Mô tả

100 Đang thực hiện kết nối

180 Đang đổ chuông

181 Cuộc gọi đang được chuyển tiếp

182 Được đặt vào hàng đợi

183 Phiên đang được xử lý

Bảng 2.3 Lớp Thành Công


200 Thành công

Bảng 2.4 Lớp Chuyển Hướng


300 Nhiều lựa chọn

301 Chuyển vĩnh viễn

302 Chuyển tạm thời

305 Sử dụng proxy

380 Dịch vụ khác



Bảng 2.5 Lớp Lỗi Client


400 Yêu cầu không hợp lệ

401 Không nhận dạng được

402 Yêu cầu thành toán

403 Bị cấm

404 Không tìm thấy

405 Phướng thức không được phép

406 Không chấp nhận

407 Yêu cầu xác thực Proxy

408 Request timeout

410 Đã dời đi

413 Yêu cầu quá dài

414 URL được yêu cầu quá lớn

415 Không hỗ trợ kiểu media

416 Không hỗ trợ URI

420 Phần mở rộng lỗi

421 Yêu cầu phần mở rộng

423Khoảng thời gian giữa hai sự kiện

quá ngắn

480 Tạm thời chưa sẵn sang

481 Transaction không tồn tại



482 Phát hiện thấy “loop” (chu trình)

483 Quá nhiều “hop”

484 Địa chỉ không đủ

485 Mật mã không rõ rang

486 Đang bận

487 Yêu cầu bị hủy

488 Không thể chấp nhận tại đây

491 Yêu cầu chưa được giải quyết

493 Không giải mã được

Bảng 2.6 Lớp Lỗi Server


500 Lỗi nội tại trong server

501 Chưa được thực hiện đầu đủ

502 Gateway lỗi

503 Dịch vụ không tồn tại

504 Server timeout

505 Phiên bản SIP không được hỗ trợ

513 Bản tin quá lớn



Bảng 2.7 Lớp Lỗi Toàn Cục


600 Bận ở khắp mọi nơi

603 Suy sụp

604 Không tồn tại

606 Không thể chấp nhận

Cấu trúc bản tin SIP:

Bản tin Request:

INVITE sip:[email protected] SIP/2.0

Via:SIP/2.0/UDP

ph1.company.com:5060;branch=z9hG4bK83749.

1

From:Alice

<sip:[email protected]>;tag=1234567

To: Bob <sip:[email protected]>

Call-ID: [email protected]

CSeq: 1 INVITE

Contact: <sip:[email protected]>

Content-Type: application/sdp

Content-Length: ...


mailto:[email protected]


INVITE sip:[email protected] SIP/2.0

v=0

o=alice 2890844526 28908445456 IN IP4

172.18.193.102

s=Session SDP

c=IN IP4 172.18.193.102

t=0 0

m=audio 49170 RTP/AVP 0

a=rtpmap:0 PCMU/8000

Bản tin Response:

SIP/2.0 200 OK

Via:SIP/2.0/UDP

ph1.company.com:5060;branch=z9hG4b

K83749.1

From:Alice


To:Bob


5678


CSeq: 1 INVITE




SIP/2.0 200 OK

Content-Length: ...

v=0

o=bob 3800844316 3760844696 IN IP4

172.18.193.109

s=Session SDP

c=IN IP4 172.18.193.109

t=0 0

m=audio 48140 RTP/AVP 0

a=rtpmap:0 PCMU/8000

Ý nghĩa các trường trong bản tin:

Bảng 2.8: Ý nghĩa các trường trong bản tin SIP

Tiêu đề SIP Mô tả

FromThường là AOR(Address of Record) của người gửi. Nó bao

gồm SIP hoặc SIPS URI và với tùy chọn tên được hiển thị.

To

Mô tả người nhận của bản tin SIP, AOR của người nhận.

Với chức năng forward hay redirect thì không phải là địa

chỉ người nhận. Trường này giống trường From.

Call-ID Định nghĩa series của bản tin SIP. Call-ID phải được xác

định trong mọi bản tin SIP được gửi bởi tất cả các UA trong



một dialog.

Cseq

Chứa một giá trị nguyên và tên phương thức. Trường này

dùng để xác định, sắp xếp, đánh dấu chuỗi SIP request

trong một dialog. Cseq có thể khác nhau giữa bản tin được

truyền lại và truyền mới.

ViaXác định đường đi được chỉ ra request và các response sẽ

được gửi.

ContactChứa SIP hoặc SIPS URI của UA muốn nhận được SIP

request mới.

Allow Liệt kê tập các phương thức SIP được hỗ trợ bởi UA.

Supported Liệt kê tập các phần mở rộng của SIP hỗ trợ bởi UA.

RequireTrường này rất giống như trường Supported nhưng là của

các UA ở xa cần thiết cho một transaction được xử lý.

Content-Type Kiểu của phần thân của bản tin SIP (nếu có phần thân)

Content-

Length

Kích thước của phần thân bản tin SIP. Trường này là bắt

buộc khi bản tin SIP được truyền trên TCP.

Mô tả hoạt động SIP

Để hiểu rõ hoạt động của SIP, xét một mô hình cuộc gọi SIP điển hình như

sau:



Hình 2.7: Cuộc gọi SIP điển hình

Hình trên miêu tả một cuộc gọi SIP điển hình diễn ra qua 16 bước:

Bước 1: User ở UA1 muốn kết nối tới User ở UA2, khi đó UA1 sẽ tạo

một bản tin INVITE và gửi đến Proxy có địa chỉ được xác định trước.

Bước 2: Proxy tiếp nhận được yêu cầu của Softphone nhờ Listen trên

port 20050/UDP và lập tức trả lời bằng một đáp ứng 100(TRYING)

nhằm yêu cầu Client chờ kết nối.

Bước 3: Proxy xem xét yêu cầu INVITE, xác định host mà ở đó User

được gọi đang login vào và chuyển tiếp yêu cầu INVITE đến đó.

Bước 4: UA2 sẽ trả lời Proxy bằng một đáp ứng 100( TRYING)

Bước5: UA2 gửi đáp ứng 180( RINGING) về cho Proxy để báo rằng

đang đổ chuông.

Bước 6: Proxy chuyển tiếp 180( RINGING) về UA1

Bước7: UA1 nhận được 180 lập tức phát âm hiệu RingBack Tone

dạng Color Ring dựa vào cấu hình nhạc chuông được thiết lập sẵn.

Bước 8: User được gọi ở UA2 nhấc máy. UA2 thông báo cho Proxy

tín hiệu nhấc máy bằng 200 (OK)



Bước 9: Proxy chuyển tiếp 200(OK) cho UA1

Bước 10: UA1 gửi yêu cầu ACK cho Proxy nhằm Confirm rằng nó

đã nhận được 200(OK)

Bước 11: Proxy chuyển tiếp ACK cho UA

Bước12: UA1 tạo RTP stream với UA2 và bắt đầu truyền Voice.

Bước 13, 14: Giả sử User ở UA1 gác máy trước, UA1 tạo yêu cầu

BYE và gửi đến UA2 thông qua Proxy

Bước 15, 16: UA2 nhận được yêu cầu BYE của UA1, nó trả lời bằng

đáp ứng 200 (OK), đồng thời kết thúc cuộc gọi.

So sánh giữa giao thức H.323 và giao thức SIP:

Bảng 2.9 So sánh giao thức H.323 và SIP

SIP H.323

Nguồn gốc IETF ITU-T

Quan hệ mạng Ngang cấp Ngang cấp

Khởi điểm Kế thừa cấu trúc HTTP. Kế thừa Q.931, Q.SIG

Đầu cuối SIP H.323

Server

Proxy Server

Redirect Server

Location Server

Registrar Servers.

H.323 Gatekeeper

Khuôn dạng Text, UTF-8 Nhị phân

Trễ thiết lập cuộc

gọi1.5 RTT 6-7 RTT hoặc hơn

Giám sát trạng

thái cuộc gọi

Có 2 lựa chọn:

Trong thời gian thiết

Phiên bản 1 và 2: máy

chủ phải giám sát trong



lập cuộc gọi.

Suốt thời gian cuộc gọi.

suốt thời gian cuộc gọi và

phải giữ trạng thái kết nối

TCP. Điều này hạn chế

khả năng mở rộng và

giảm độ tin cậy.

Báo hiệu

quảng báCó hỗ trợ Không

Chất lượng dịch

vụ

Sử dụng các giao thức

khác như RSVP, OPS,

OSP để đảm bảo chất

lượng dịch vụ.

Gatekeeper điều khiển

băng thông. H.323

khuyến nghị dùng RSVP

để lưu dữ tài nguyên

mạng.

Bảo mật

Đăng ký tại Registrar

server, có xác nhận đầu

cuối và mã hoá.

Chỉ đăng ký khi trong

mạng có Gatekeeper, xác

nhận và mã hoá theo

chuẩn H.235.

Định vị đầu cuối

và định tuyến cuộc

gọi

Dùng SIP URL để đánh

địa chỉ. Định tuyến nhờ

sử dụng Redirect và

Location server.

Định vị đầu cuối sử dụng

E.164 hoặc tên ảo H.323

và phương pháp ánh xạ

địa chỉ nếu trong mạng có

Gatekeeper. Chức năng

định tuyến do Gatekeeper

đảm nhiệm.

Tính năng thoạiHỗ trợ các tính năng

của cuộc gọi cơ bản.

Được thiết kế nhằm hỗ trợ

rất nhiều tính năng hội

nghị, kể cả thoại, hình ảnh

và dữ liệu, quản lý tập

trung nên có thể gây tắc

nghẽn ở Gatekeeper.



Khả năng

mở rộngDễ dàng Hạn chế

2.5.3 Giao thức IAX ( Inter-Asterisk eXchange):

IAX là một giao thức mở, có nghĩa là mọi người đều có thể download và

phát triển nó. Phiên bản hiện tại của nó là IAX2, nhưng tất cả các hỗ trợ cho IAX1

không còn tồn tại nữa. Vì vậy khi nói đến IAX có nghĩa là IAX2. Trong Asterisk,

IAX được hỗ trợ bởi module chan_iax2.

IAX được phát triển bởi Digium với mục đích giao tiếp giữa các server

Asterisk với nhau, vì thế nó được gọi là Inter-Asterisk eXchange. IAX là giao thức

truyền tải (giống như SIP), sử dụng port UDP 4569 cho cả kênh tín hiệu lẫn dòng

dữ liệu RTP.

IAX có khả năng kết hợp nhiều phiên kết nối thành một dòng dữ liệu duy

nhất. Việc kết hợp này làm tăng khả năng sử dụng băng thông. Thêm vào đó việc sử

dụng một header chung duy nhất làm giảm thời gian overhead cho mỗi kênh riêng

lẻ. Giao thức này thích hợp khi có nhiều kênh kết nối giữa hai đầu cuối.

Vì IAX được tối ưu hóa cho thoại, nên trên thực tế nó không ưu việt lắm khi

truyền tín hiệu video. Tuy nhiên, vì nó là một giao thức mở, nên việc mở rộng dành

cho các loại dữ liệu khác ngoài thoại là điều hoàn toàn có thể.

Về khía cạnh bảo mật, IAX có khả năng xác nhận user bằng 3 cách như sau:

Plain text.

Mã hóa MD5.

Mã hóa trao đổi khóa RSA.

IAX2 được thiết kế để tương thích với các thiết bị sử dụng giao thức NAT.

Việc sử dụng duy nhất một port UDP cho cả tín hiệu báo hiệu và truyền dẫn dẫn

đến tăng cườg tính năng bảo mật của firewall. Điều này làm cho IAX là một trong

các giao thức bảo mật tốt nhất cho mạng.



2.5.4 Giao thức MGCP

MGCP- Media Gateway Control Protocol được thiết kế để đơn giản hóa thiết

bị đầu cuối. Việc thực hiện xử lý đều được tiến hành tại media gateway và call

agent. Không giống như SIP, MGCP sử dụng cấu trúc tập trung. Cuộc gọi MGCP

không thể được tiến hành trực tiếp mà phải đi qua controller.

Asterisk hỗ trợ MGCP qua module chan_mgcp.so và đầu cuối được đinh

nghĩa thông qua file cấu hình mgcp.conf. Bởi vì Asterisk cung cấp các cuộc gọi cơ

bản nên nó không thể giả lập MGCP phone. Nếu có một MGCP phone, chúng ta có

thể sử dụng chúng với Asterisk. Tuy nhiên không thể xem MGCP phone như một

sản phẩm của hệ thống Asterisk vì nó đã có những chuẩn riêng.

2.5.5 Các Codec mã hóa trong VoIP:

Các codec có thể hiểu như là các thuật toán được dùng để mã hóa, hoặc nén

các tin hiệu âm thanh dạng tương tự thành dạng số.

Có nhiều thuật toán codec để thực hiện chuyển đổi tín hiệu analog sang tín

hiệu số dạng nhị phân (0,1) như G711, GSM, G729…Ứng với mỗi thuật toán

có những ưu điểm riêng, đặc biệt là việc tối ưu sử dụng băng thông trên đường

truyền. Mục tiêu cuối cùng là các thuật toán đưa ra phải đảm bảo chất lượng cuộc

gọi nhất và tiết kiệm băng thông nhất.

Bảng 2.10 Các codec điển hình

Codec Tốc độ bit dữ liệu (Kbps) Bản quyền?

G.711 64 Kbps Không

G.726 16, 24, 32 hoặc 40 Kbps Không

G.729a 8 Kbps Có

GSM 13 Kbps Không



2.5.6 Kết nối giữa mạng VoIP và mạng PSTN:

Với sự hình thành và phát triển trên phạm vi thế giới, mạng PSTN đã trở

thành mạng viễn thông rộng lớn nhất. Mạng VoIP không thể tự bản thân nó tồn tại

một cách đơn lẻ trên môi tường Internet mà tách khỏi hệ thống viễn thông toàn cầu.

Chính việc giải quyết được bài toán kết nối mạng PSTN và mạng VoIP đã đem lại

thành công rực rỡ cho mạng VoIP như ngày nay.

Dưới đây là một số mô hình cơ bản thể hiện sự kết nối này:

Hình 2.8: Kết nối mạng PSTN và mạng VoIP

Để mạng VoIP có thể kết nối với mạng PSTN, hai thành phần mới cần thiết

có mặt trong mạng VoIP:

Media Gateway: thực hiện nhiệm vụ truyền tải tín hiệu kênh 64kb/s trên

đường Trunk thành các gói RTP truyền trên mạng Internet. Đây chính là

tín hiệu thoại giữa các người dùng đầu cuối với nhau. Media Gateway có

bộ mã hóa với tốc độ bit thấp, có khả năng triệt các khoảng lặng giúp

giảm lưu lượng truyền trên mạng không cần thiết.

Signaling Gateway: được xem như là giao diện của mạng VoIP với

mạng báo hiệu SS7 của PSTN. Nhờ có Signaling Gateway mà thông tin

báo hiệu cuộc gọi có thể nhận từ PSTN tới mạng VoIP và ngược lại.

Signaling Gate truyền bản tin SS7 qua mạng IP thông qua giao thức

Sigtran tới Softswitch. Và ở đây, SoftSwitch sẽ làm nhiệm vụ của mình là

khởi tạo các bản tin thiết lập cuộc trong mạng VoIP.



Cả hai thiết bị này đều có mặt trong hầu hết các giao thức mạng VoIP khi

muốn kết nối với PSTN. Giao thức sử dụng trên Signaling Gateway thì chung cho

hầu hết các giao thức báo hiệu VoIP. Trái lại, với mỗi giao thức khác nhau thì việc

báo hiệu giữa Media Gateway và VoIP Server (Gatekeeper với giao thức H.323;

SIP Server với giao thức SIP) lại khác nhau.

Một điểm quan trọng cần lưu ý nữa là cả hai thiết bị này đều có hai giao

diện: một giao diện với mạng VoIP, một giao diện với mạng PSTN

2.6 Các ứng dụng của VoIP

Các ứng dụng của VoIP:

Mục đích của điện thoại IP là tái tạo khả năng của điện thoại với một chi phí

vận hành thấp hơn nhiều và đưa ra các biện pháp kỹ thuật bổ sung cho mạng PSTN.

Thoại thông minh:

Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử

dụng, cơ động. Trong những năm gần đây, người ta đã cố gắng để tạo

ra thoại thông minh nhưng mọi cố gắng đều thất bại do sự tồn tại của

các hệ thống có sẵn.

Internet sẽ thay đổi điều này. Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu, nó

đã được sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại

toàn cầu. Giữa mạng máy tính và mạng điên thoại tồn tại một mối

liên hệ. Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển các cuộc thoại

một cách tiện lợi hơn. Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát

và điều khiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet.

Dịch vụ điện thoại Web:

“World Wide Web” đã làm cuộc cách mạng trong việc giao dịch giữa khách

hàng với các doanh nghiệp. Ðiện thoại Web hay còn gọi là “bấm số” (click to dial)

cho phép các nhà doanh nghiệp có thể đưa thêm các phím bấm lên trang web để kết

nối tới hệ thống điện thoại của họ. Dịch vụ bấm số là cách dễ nhất và an toàn nhất

để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang web của bạn vào hệ thống điện thoại.

Truy cập các trung tâm trả lời điện thoại:



Truy nhập đến các trung tâm phục vụ khách hàng qua mạng Internet sẽ thúc

đẩy mạnh mẽ thương mại điện tử. Dịch vụ này sẽ cho phép một khách hàng có câu

hỏi về một sản phẩm nào được các nhân viên công ty trả lời trực tuyến.

Dịch vụ Fax qua IP:

Những phương thức này bao gồm việc trò chuyện trực tuyến, vốn cho phép

khách hàng bắt đầu một cuộc nói chuyện bằng các ký tự văn bản thời gian thực với

một nhân viên bán hàng. Sau đó nhân viên bán hàng này có thể xử lý bất cứ câu hỏi

hoặc mối quan tâm nào được nêu ra và trao đổi về các thuộc tính của sản phẩm để

giúp cho việc hoàn tất cuộc mua bán. Những hệ thống như vậy cũng cho phép nhân

viên bán hàng đẩy một địa chỉ Web tới trình duyệt của khách hàng, giúp khách hàng

có thể mục sở thị những thông tin thích hợp. Tuy nhiên giá trị chính của các hệ

thống giao tiếp dựa trên giao thức Internet là cung cấp cho những người đi mua sắm

trên mạng khả năng kích chuột để nói chuyện (click-to-talk). Điều này cho phép các

khách hàng bắt đầu một phiên thoại qua giao thức Internet miễn phí với một đại lý

bán hàng đủ trình độ chuyên môn, người có thể đưa ra những lời khuyên, tư vấn để

củng cố niềm tin cho khách hàng và đưa họ qua các bước cuối cùng của cuộc mua

bán.



CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP

3.1 Giới thiệu về TCP/IP

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một bộ giao

thức cho phép các thiết bị khác nhau có thể truyền thông được với nhau trên mạng

máy tính. TCP/IP được phát triển như một dự án nghiên cứu bắt đầu vào năm 1969

của ARPA (Advanced Research Project Agency) thuộc Bộ quốc phòng Mỹ nhằm

kết nối các máy tính của các trung tâm nghiên cứu lớn trong toàn liên bang, đánh

dấu sự phát triển của mạng ARPA, tiền thân của mạng thông tin toàn cầu Internet

ngày nay. Trong phạm vi một hệ thống mạng, các yêu cầu và dữ liệu từ một máy

tính được chuyển qua bộ phận trung gian (có thể là dây cáp mạng hoặc đường điện

thoại).

Một máy tính tương tác với thế giới thông qua một hoặc nhiều ứng dụng.

Những ứng dụng này thực hiện các nhiệm vụ cụ thể và quản lý dữ liệu ra và vào.

Nếu máy tính đó là một phần của hệ thống mạng, thì một trong số các ứng dụng trên

sẽ có thể giao tiếp với các ứng dụng trên các máy tính khác thuộc cùng hệ thống

mạng. Bộ giao thức mạng là một hệ thống các quy định chung giúp xác định quá

trình truyền dữ liệu phức tạp. Dữ liệu đi từ ứng dụng trên máy này, qua phần cứng

về mạng của máy, tới bộ phận trung gian và đến nơi nhận, thông qua phần cứng của

máy tính đích rồi tới ứng dụng.

Hình 3.1: Mạng máy tính đơn giản

Chương III: Tổng quan về TCP/IP


Các giao thức TCP/IP có vai trò xác định quá trình liên lạc trong mạng và

quan trọng hơn cả là định dạng “hình dáng” của một đơn vị dữ liệu và những thông

tin chứa trong nó để máy tính đích có thể dịch thông tin một cách chính xác. TCP/IP

và các giao thức liên quan tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh quản lý quá trình dữ liệu

được xử lý, chuyển và nhận trên một mạng sử dụng TCP/IP. Một hệ thống các giao

thức liên quan, chẳng hạn như TCP/IP, được gọi là bộ giao thức.

Một chuẩn TCP/IP là một hệ thống các quy định quản lý việc trao đổi trên

các mạng TCP/IP. Bộ lọc TCP/IP là một phần mềm có chức năng cho phép môt

máy tính hoà vào mạng TCP/IP. Mục đích của các chuẩn TCP/IP nhằm đảo bảo tính

tương thích của tất cả các bộ lọc.

3.2 Các thuộc tính của TCP/IP

Địa chỉ logic:

Trên những mạng có định tuyến, người quản trị cần có cách để chia nhỏ

mạng thành những phần nhỏ (gọi là tiểu mạng) và thiết lập các cấp độ để thông tin

có thể di chuyển tới đích một cách hiệu quả. TCP/IP cung cấp khả năng chia tiểu

mạng thông qua địa chỉ logic. Một địa chỉ logic là địa chỉ được thiết lập bằng phần

mềm của mạng. Trong TCP/IP, địa chỉ logic của một máy tính được gọi là địa chỉ

IP. Một địa chỉ IP bao gồm: mã số (ID) mạng, dùng để xác định mạng; ID tiểu

mạng dùng để xác định vị trí tiểu mạng trong hệ thống; ID máy nguồn (chủ), dùng

để xác định vị trí máy tính trong tiểu mạng.

Hệ thống tạo địa chỉ IP cũng cho phép quản trị mạng đặt ra hệ thống số của

mạng một cách hợp lý để khi cần mở rộng có thể dễ dàng bổ sung và quản lý.

Định tuyến:

Bộ định tuyến là thiết bị đặc biệt có thể đọc được thông tin địa chỉ logic và

điều khiển dữ liệu trên mạng tới được đích của nó. Bộ định tuyến phân chia tiểu

vùng từ hệ thống mạng. Dữ liệu cần chuyển tới máy nằm trong cùng tiểu vùng thì

không qua bộ định tuyến. Nếu dữ liệu cần tới máy tính nằm ngoài tiểu vùng của

máy gửi đi thì bộ định tuyến sẽ làm nhiệm vụ của mình. Trong những mạng có quy



mô lớn hơn, chẳng hạn như mạng Internet, sẽ có vô vàn bộ định tuyến cung cấp các

lộ trình khác nhau từ nguồn tới đích.

TCP/IP bao gồm những bộ định tuyến có chức năng xác định cách các bộ

định tuyến tìm lộ trình trong mạng.

Giải pháp địa chỉ dạng tên:

Mọi người chắc chắn sẽ gặp khó khăn khi nhớ các địa chỉ IP như:

172.168.1.3 hay 192.168.1.4. Vì thế TCP/IP cung cấp một địa chỉ dạng ký tự tương

ứng với địa chỉ số, những địa chỉ ký tự này được gọi là tên miền hay DNS (Dịch vụ

tên miền). Một số máy tính đặc biệt được gọi là máy chủ, quản lý tên miền lưu trữ

các bảng hướng dẫn cách gắn tên miền với địa chỉ số.

Kiểm tra lỗi và kiểm soát giao thông:

Bộ giao thức TCP/IP cung cấp các thuộc tính đảm bảo mức độ tin cậy của

việc vận chuyển dữ liệu trên mạng.Những thuộc tính này bao gồm việc kiểm tra lỗi

trong quá trình vận chuyển (để xác định dữ liệu đã tới nơi chính là cái đã được gửi

đi) và xác nhận việc thông tin đã được nhận. Lớp vận chuyển của TCP/IP xác định

các việc kiểm tra lỗi và xác nhận thông qua giao thức TCP. Nhưng giao thức ở cấp

thấp hơn, Lớp Truy Cập Mạng, cũng đóng một vai trò trong toàn bộ quá trình kiểm

tra lỗi.

Hỗ trợ ứng dụng:

Bộ giao thức phải cung cấp giao diện cho ứng dụng trên máy tính để những

ứng dụng này có thể tiếp cận được phần mềm giao thức và có thể vào mạng. Trong

TCP/IP, giao diện từ mạng cho tới ứng dụng chạy trên máy ở mạng cục bộ được

thực hiện thông qua các kênh logic (port). Mỗi cổng có một số đánh dấu

.



Hình 3.2: Hoạt động Tầng ứng dụng

3.3 Nguyên tắc hoạt động của TCP/IP

Bộ giao thức Internet là một tập hợp các giao thức truyền thông được sử

dụng cho mạng Internet và các mạng tương tự khác. Hai trong số những giao thức

quan trọng nhất cùa nó là: Giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) và Giao thức

Internet (IP), đó là hai giao thức mạng đầu tiên được xác định theo theo tiêu chuẩn

này.

Bộ giao thức Internet, cũng giống như nhiều bộ giao thức khác, được xây

dựng thành một tập hợp các tầng. Mỗi tầng giải quyết một loạt các vấn đề liên quan

đến việc truyền tải dữ liệu. Đặc biệt, các tầng có vai trò xác định phạm vi hoạt động

bên trong các giao thức.

Thông thường, một thành phần của một tầng sẽ cung cấp một dịch vụ đã

được định rõ cho các giao thức tầng trên và có thể sử dụng dịch vụ từ các tầng thấp

hơn nó. Xét về logic thì tầng trên được gắn kết với người sử dụng hơn và xử lý với

những dữ liệu trừu tượng hơn, dựa trên các giao thức tầng thấp hơn để dịch dữ liệu

thành các dạng cuối cùng có thể sẽ được truyền tải. Mô hình TCP/IP bao gồm bốn

tầng (RFC 1122). Từ thấp nhất đến cao nhất là các tầng Link, tầng Internet, tầng

Chuyển tải, và tầng Ứng dụng.

Các chương trình sẽ đàm thoại với tầng ứng dụng. Trên tầng Ứng dụng bạn

sẽ thấy được các giao thức Ứng dụng như SMTP (cho e-mail), FTP (truyền tập tin)

và HTTP (cho phép trình duyệt web). Sau khi xử lý yêu cầu chương trình, giao thức

trên tầng Ứng dụng sẽ đàm thoại với một giao thức khác từ tầng Chuyển tải, thường



là TCP. Tầng này có nhiệm vụ nhận dữ liệu được gửi bởi tầng trên, chia chúng

thành các gói tin, sau đó gửi chúng cho các tầng dưới là Internet.

Trên tầng Internet chúng ta có IP (Giao thức Internet) với các gói tin nhận

được từ tầng chuyển tải và cho biết thêm thông tin địa chỉ ảo, tức là địa chỉ của các

máy tính đang gửi dữ liệu và địa chỉ của máy sẽ nhận được dữ liệu. Các địa chỉ ảo

được gọi là địa chỉ IP.

Sau đó, gói tin được gửi tới tầng thấp hơn là Giao diện Mạng. Trên tầng này, những

gói tin đó sẽ được gọi ra các gói dữ kiện.

Tầng Giao diện mạng sẽ nhận được các gói tin gửi bởi tầng Internet và gửi

chúng qua mạng (hoặc nhận chúng từ mạng, nếu máy tính đang nhận dữ liệu).

Những gì có trong tầng này sẽ phụ thuộc vào loại mạng mà máy tính của bạn đang

sử dụng. Ngày nay hầu như tất cả các máy tính đều sử dụng một loại mạng gọi là

Ethernet (có mức tốc độ khác nhau; các mạng không dây cũng là mạng Ethernet) và

do đó bạn sẽ tìm thấy các tầng Ethernet bên trong tầng Giao diện mạng. Các tầng đó

là Logic Link Control (LLC) , Media Access Control (MAC) và Physical, được liệt

kê theo chiều từ trên xuống dưới. Các gói tin truyền qua mạng được gọi là khung dữ

liệu.

3.3.1 Hoạt động Tầng ứng dụng

Tầng này thực hiện việc truyền thông giữa các chương trình và giao thức

chuyển tải. Trên tầng Ứng dụng này, có nhiều loại giao thức khác nhau hoạt động.

Giao thức được biết đến nhiều nhất là HTTP (Giao thức Truyền Siêu Văn bản),

SMTP (Giao thức Truyền Thư Đơn giản), FTP (Giao thức Truyền Tập tin), SNMP

(Giao thức Quản lý Mạng Đơn giản), DNS (Hệ thống Tên Miền) và Telnet (Chương

trình mô phỏng thiết bị đầu cuối, cho phép người dùng login vào máy chủ từ một

máy tính nào đó trên mạng).

Khi bạn yêu cầu chương trình e-mail của mình (được gọi là khách hàng e-

mail) để tải về các e-mail được lưu trữ trên một máy chủ e-mail, nó sẽ yêu cầu tác

vụ này đối với tầng Ứng dụng TCP/IP được phục vụ bởi các giao thức SMTP. Khi

bạn gõ một địa chỉ www trên trình duyệt web của mình để mở một trang web, trình



duyệt của bạn sẽ yêu cầu tác vụ này đến tầng Ứng dụng TCP/IP lớp ứng dụng đang

được phục vụ bởi các giao thức HTTP (đó là lý do tại sao các trang web lại bắt đầu

với "http:// ").

Tầng Ứng dụng đàm thoại với tầng Chuyển tải thông qua một cổng. Các

cổng đã được đánh số và những trình ứng dụng tiêu chuẩn luôn luôn sử dụng cùng

một cổng. Ví dụ, giao thức SMTP luôn luôn sử dụng cổng 2, giao thức HTTP luôn

luôn sử dụng cổng 80 và giao thức FTP luôn luôn sử dụng cổng 20 (để truyền dữ

liệu) và 21 (để kiểm soát).

3.3.2 Hoạt động Tầng chuyển tải

Tầng Chuyển tải nhận được dữ liệu từ tầng Ứng dụng và chia chúng ra thành

nhiều gói. TCP (Giao thức Kiểm soát Truyền phát) là giao thức được sử dụng nhiều

nhất trên tầng Chuyển tải.

Giao thức TCP sẽ lập lại trật tự của các gói tin và kiểm tra xem nội dung của

những gói tin đã nhận đó có nguyên vẹn hay không và gửi một tín hiệu xác nhận tới

máy truyền phát cho biết rằng các gói tin được gửi có nguyên vẹn tại điểm đến

không.

Một giao thức khác hoạt động trên tầng này là UDP (Giao thức Gói dữ liệu

của Người sử dụng). UDP thường được sử dụng khi không có dữ liệu quan trọng

nào đang được truyền đi, thường là trên các yêu cầu DNS (Hệ thống Tên Miền). Vì

giao thức UDP không thực hiện sắp xếp lại cũng không có hệ thống xác nhận nên

nó nhanh hơn TCP. Cả UDP và TCP đều sẽ nhận dữ liệu từ tầng Ứng dụng và thêm

vào một tiêu đề khi truyền dữ liệu. Khi dữ liệu được nhận, tiêu đề đó sẽ được gỡ bỏ

trước khi dữ liệu được gửi đến cổng thích hợp. Trên tiêu đề này có một số thông tin

kiểm soát, đặc biệt là số cổng nguồn, số cổng mục tiêu, số thứ tự (của hệ thống sắp

xếp lại và xác nhận được sử dụng trên TCP) và thông tin kiểm tra tổng (một pháp

tính được sử dụng để kiểm tra xem dữ liệu có nguyên vẹn tại điểm đến hay không).

Tiêu đề UDP chỉ có 8 byte trong khi tiêu đề của TCP có đến 20 hoặc 24 byte (dù

cho phần tùy chọn có được sử dụng tương ứng hay không).



Hình 3.3: Hoạt động Tầng chuyển tải

3.3.3 Hoạt động Tầng Internet.

Trên mạng TCP/IP mỗi máy tính đều được nhận dạng bằng một địa chỉ ảo

duy nhất, được gọi là địa chỉ IP. Tầng Internet có nhiệm vụ thêm một tiêu đề - nó sẽ

thêm vào địa chỉ IP nguồn (người gửi) và địa chỉ IP đích (người nhận).

Trên tất cả các mạng được kết nối Internet đều có một thiết bị, gọi là bộ định

tuyến để làm cầu nối giữa các máy tính trên mạng cục bộ của bạn và mạng

Internet. Khi máy tính của bạn gửi một gói dữ liệu tới Internet, bộ định tuyến được

kết nối với mạng của bạn sẽ xác định trước xem nó biết về máy tính đích (người

nhận) không. Nếu không biết, nó sẽ gửi gói tin đến bộ định tuyến khác. Sau đó, quá

trình này sẽ lặp lại cho đến khi các gói dữ liệu đó đến được điểm đích của nó.

Có một số giao thức hoạt động trên tầng Internet là: IP (Giao thức Internet),

ICMP (Giao thức Thông báo Kiểm soát mạng Internet), ARP (Giao thức Phân giải

Địa chỉ) và RARP (Giao thức Phân giải Địa chỉ ngược). Các gói dữ liệu được gửi

bằng cách sử dụng giao thức IP. Giao thức IP nhận các gói dữ liệu từ tầng Chuyển

tải (giao thức TCP) và chia chúng thành các bó dữ liệu. Mỗi bó dự liệu IP có thể có

kích cỡ tối đa là 65,535 byte, bao gồm cả phần tiêu đề. Phần tiêu đề được thêm vào

giao thức IP có chứa địa chỉ IP nguồn, IP đích và nhiều thông tin kiểm soát khác.



Hình 3.4: Hoạt động Tầng Internet

3.3.4 Hoạt động Tầng Giao diện mạng.

Các bó dữ liệu được tạo ra trên lớp Internet sẽ được gửi xuống tầng Giao

diện mạng. Nếu chúng ta đang gửi dữ liệu, tầng Giao diện mạng sẽ nhận được dữ

liệu từ mạng, và gửi cho tầng Internet nếu chúng ta nhận được dữ liệu.Tầng này

được xác định bởi loại mạng vật lý mà máy tính của bạn kết nối. Hầu hết các máy

tính thường được kết nối với mạng Ethernet.

TCP / IP là một bộ giao thức có nhiệm vụ giao dịch với các tầng từ 3 đến 7

theo mô hình tham chiếu OSI, trong khi đó Ethernet lại là một bộ giao thức giao

dịch với các tầng từ 1 và 2 trong mô hình đó – có nghĩa Ethernet giao dịch về các

khía cạnh vật chất của quá trình truyền dữ liệu.

Tầng Kiểm soát Kết nối Logic (LLC): có nhiệm vụ thêm vào các thông

tin của giao thức đã gửi dữ liệu trên tầng Internet để nó được truyền đi.

Vì vậy, khi nhận được một khung dữ liệu từ mạng, tầng này trên máy tính

nhận cần phải biết được giao thức của tầng Internet có thể phân phối dữ

liệu. Tầngnày được xác định bởi giao thức IEEE 802.2.

Tầng Kiểm soát Truy cập Phương tiện (MAC): có nhiệm vụ lắp ghép

khung dữ liệu sẽ được gửi qua mạng. Tầng này còn phụ trách việc thêm

vào các địa chỉ MAC nguồn và địa chỉ MAC đích. Địa chỉ MAC là địa

chỉ vật lý của một cạc mạng. Cạc mạng của mỗi máy tính đều được ấn

định một địa chỉ vật lý. Địa chỉ này được viết trên bộ nhớ chỉ đọc thẻ



mạng (ROM) và được gọi là địa chỉ MAC.

Hình 3.5: So sánh mô hình TCP/IP với OSI

Các tầng LLC và MAC thêm tiêu đề của chính chúng vào bó dữ liệu mà

chúng nhận được từ tầng Internet.

Hình 3.6: Chi tiết các tầng hoạt động giao thức TCP/IP

3.4 Khuôn dạng các gói tin của giao thức TCP/IP

3.4.1 Gói tin UDP-User Datagram Protocol

UDP hoạt động ở Tầng chuyển tải (Transport layer) của mô hình mạng

TCP/IP. Nó cho phép chương trình ứng dụng truy cập trực tiếp đến gói tin của dịch

vụ chuyển giao giống như dịch vụ mà mà giao thức IP cung cấp. Nó cho phép ứng

dụng trao đổi thông tin qua mạng với ít thông tin điều khiển nhất.



Cấu trúc gói tin UDP:

Hình 3.7: Cấu trúc gói tin UDP

Mỗi gói thông tin UDP gọi là một phần trong Datagram, được phân làm hai

phần Header và Data. Trong đó Header chứa thông tin về địa chỉ cổng nguồn, địa

chỉ cổng đích, độ dài của gói và checksum.

Source Port: số hiệu cổng trạm nguồn gửi tin

Destination Port: số hiệu cổng trạm cuối nhận tin

Length: tổng độ dài, tính theo byte của gói tin (bao gồm cả phần tiêu

đề và phần dữ liệu)

Checksum: đây là trường duy nhất trong gói tin UDP cung cấp cho

mục đích kiểm tra lỗi và sửa lỗi. Nếu giá trị tính checksum được tính

toán bởi trạm đích không khớp với giá trị checksum trong gói tin thì

gói tin sẽ bị loại bỏ.

Thông thường trạm đích thường sử dụng một bộ nhớ đệm để lưu giữ hàng

đợi của các gói tin đến cần xử lí. Một Server khi thông tin với trạm khách thường

không biết trước có bao nhiêu gói tin sẽ đến trong một khảng thời gian, nếu như số

lượng gói tin đến quá khả năng của hàng đợi thì các gói tin đến sau sẽ bị loại bỏ mà

không được xử lí.

3.4.2 Gói tin TCP ( Transmission Control Protocol)

Cấu trúc gói tin TCP:



Hình 3.8: Gói tin TCP chứa trong một Ethenet frame

Source Port (16bit): cổng nguồn trạm gửi

Destination Port (16bit): cổng đíc trạm nhận

Sequence Number (32bit): số thứ tự của gói tin

Acknownledment Number (32bit): Số hiệu của Segment tiếp theo

mà trạm nguồn đang chờ để nhận

Offset (32bit): số lượng các từ 32 bit trong TCP Header

Reserved: để dành, không sử dụng

Flag: cờ dẫn

Window (16bit): cấp phát Credit để kiểm soát luồng dữ liệu. Đây

chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được chỉ ra trong

vùng ACK Number mà trạm nguồn sẵn sàng để nhận.

Checksum (16bit): Mã kiểm tra lỗi sử dụng CRC (Circle Reduntant

Check) cho toàn bộ Segment

Urgent Pointer (16bit): Con trỏ trỏ tới số hiệu của byte đi theo dữ

liệu khẩn, cho phép bên nhận biết được độ dài của dữ liệu khẩn, vùng

này chỉ có hiệu lực khi bit URP được thiết lập.

Option (độ dài thay đổi): khai báo các lựa chọn của TCP, trong đó

có độ dài tối đa của vùng TCP data trong một Segment.

Padding: phần chèn thêm vào Header để đảm bảo Header luôn kết

thúc ở một mốc 32bit, nó bao gồm toàn số 0.

Data: chứa dữ liệu ở tầng trên gửi xuống, có độ dài tối đa ngầm định

536 byte, giá trị này có thể điều chỉnh bằng khai báo trong phần

OPTION.



Một chương trình ứng dụng trong một host truy nhập vào các dịch vụ do

TCP cung cấp thông qua một cổng. Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP tạo thành

một Socket duy nhất trong một liên mạng. Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một

liên kết giữa một cặp Socket. Một Socket có thể tham gia vào nhiều liên kết với các

socket ở xa khác nhau. Trước khi truyền dữ liệu, giữa hai trạm cần phải thiết lập

một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết

được giải phóng.

3.4.3 Gói tin IP ( Internet Protocol)

Cấu trúc gói tin IP:

Hình 3.9: Gói thông tin IP trong một Ethernet frame

Time to live: dài 8bit, dùng để xác định xem datagram này có bị truyền

lặp lại hay không (thông thường nó được gán là 1, nếu bị lặp lại nó sẽ bị

gán lại là 0)

Protocol: dài 8 bit, trường này cho biết lớp giao thức cao hơn nào sẽ

được sử dụng (UDP hay là TCP)

CRC: trường này dùng để kiểm tra sự toàn vẹn của Header

IP Option: chứa các thông tin như bảo mật, dò đường, xác nhận thời gian

Padding: trường điền thêm các số 0 để đảm bảo Header kết thúc tại một

địa chỉ bội của 32.

Source IP Address, Destination IP Address: chứa địa chỉ của Station

gửi và địa chỉ của Station đích.

Gói tin IP chứa một trường checksum để kiểm tra tính toán toàn vẹn của IP

Header. Nếu IP header lỗi, gói tin IP bị loại bỏ và giao thức lớp trên sẽ truyền một

gói tin khác. Tầng IP làm công việc dẫn đường các gói tin qua mạng Internet từ máy



tính này tới máy tính khác, qua các mạng khác nhau cho đến khi nó đến được trạm

đích hoặc bị lỗi. Việc truyền gói tin qua các mạng khác nhau được thực hiện thông

qua một thiết bị kết nối giữa hai mạng gọi là gateway. Khi một thông tin truyền qua

các mạng khác nhau, nó có thể bị chia ra thành các gói nhỏ hơn. Thông tin truyền có

thể quá lớn để có thẻ truyền trên một gói tin trên một mạng khác. Vấn đề này chỉ

gặp khi gateway được nối giữa các mạng vật lí khác nhau. Mỗi kiểu mạng có một

độ dài tối đa gói tin có thể truyền (Maximum Transmission Unit-MTU). Nếu thông

tin nhận được từ mạng này có MTU dài hơn MTU của mạng kia, nó cần phải được

chia nhỏ ra thành nhiều mảnh để truyền.

3.5 Địa chỉ IP

Địa chỉ IP dùng để xác định duy nhất mỗi trạm làm việc trên mạng TCP/IP.

Do đó việc đánh địa chỉ cần đảm bảo không trùng lặp ngay cả khi có một số lượng

lớn các trạm kết nối vào mạng. Địa chỉ trên TCP/IP được phân thành 3 loại:

Địa chỉ vật lí (Địa chỉ MAC):

Địa chỉ này có độ dài 48bit, nó được xác định bởi các thiết bị giao diện mạng

NIC. Mỗi NIC khi sản xuất đã có một địa chỉ vật lí và khi nó được sử dụng để kết

nối các trạm vào mạng thì các trạm sẽ mang địa chỉ vật lí của NIC đó.

Tên Internet (Internet Address):

Mỗi trạm khi kết nối vào mạng đều được cung cấp một tên duy nhất. Đây là

địa chỉ 32bit với Version 4 và 128bit với Version 6 và thường được biễu diễn bởi

các nhóm 8 bit

Tên trạm (Host name):

Việc biễu diễn các địa chỉ Internet dù sao vẫn gây cho người sử dụng khó

nhớ, thay vì mỗi trạm có một địa chỉ Internet thì mỗi trạm sẽ được xác định bằng

các tên, được biễu diễn bằng các chữ cái và được phân cấp một cách dễ nhớ. Trên

thực tế, việc sử dụng tên trạm là khá phổ biến. Bộ giao thức giúp phân giải từ địa

chỉ IP sang địa chỉ vật lí và ngược lại là ARP/RARP (Address Resolution Protocol/

Reversed Address Resolution Protocol) và dịch vụ DNS (Domain Name Services)

được sử dụng để ánh xạ từ địa chỉ IP sang tên Hostname và ngược lại.



Phân lớp địa chỉ IP

Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP 32bit để định vị các máy tính liên kết

với nó. Có hai cách đánh địa chỉ, phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy:

Nếu các máy tính liên kết trực tiếp với mạng Internet thì trung tâm thông

tin Internet (Network Information Center-NIC) sẽ cấp cho máy đó một

địa chỉ IP.

Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet thông qua

một mạng cục bộ thì người quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một

địa chỉ IP. Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân

lớp. Có 5 lớp địa chỉ IP là: A, B, C, D ,E. Sự khác nhau cơ bản giữa các

lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó.

Hình 3.10: Cấu trúc phân lớp địa chỉ IP

Địa chỉ lớp A:

Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng. Như hình trên,

nó được nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của dịa chỉ, có giá trị là 0. Ba

byte còn lại được sử dủng để đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 27 - 2 = 126 địa chỉ

lớp A với số máy tính trong mạng là 224 –2 = 16.777.214 máy cho mỗi địa chỉ lớp

A. Nguyên nhân chỉ có 126 network trong khi dùng 8 bit vì bit đầu tiên mang giá trị

0 dùng để định nghĩa lớp A. Do vậy còn 7 bit đánh từ 0-127, tuy nhiên người ta

không sử dụng một địa chỉ chứa toàn các số 1 hoặc 0 nên chỉ còn lại 126 mạng lớp

A được sử dụng. Địa chỉ lớp A có dạng Network.Host.Host.Host

Địa chỉ lớp B:

Một địa chỉ lớp B được nhận ra bởi 2 bit đầu tiên của byte thứ nhất mang giá

trị 10. Lớp B sử dủng 2 byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng và 2 byte

cuối đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 214 – 2 =16.384 địa chỉ mạng lớp B với 216 –



2 = 65.534 máy cho địa chỉ lớp B. Byte đầu tiên có giá trị nằm trong khoảng từ 128

đến 191. Địa chỉ lớp B có dạng: Network.Network.Host.Host.

Địa chỉ lớp C:

Một địa chỉ lớp C được nhận ra với 3 bit đầu mang giá trị 110. Mạng lớp C

sử dủng 3 byte đầu tiên để đánh địa chỉ mạng và 1 byte cuối cùng đánh địa chỉ máy

trong mạng. Có 221 – 2 = 2.097.150 địa chỉ lớp C, mỗi địa chỉ lớp C có 28 – 2 = 254

máy. Byte đầu tiên của địa chỉ lớp C có giá trị trong khoảng 192 tới 223.

Địa chỉ lớp C có dạng Network.network.network.Host.

Địa chỉ lớp D dùng với mục đích quảng bá (Broadcast, Multicast).

Địa chỉ lớp E dùng cho mục đích nghiên cứu trong tương lai.



CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC

SIP

4.1 Giới thiệu

SIP - Session Initiation Protocol (giao thức khởi tạo phiên) ,hiện là giao thức

được sử dụng phổ biến trong VoIP, được dùng để thiết lập, quản lý và kết thúc

phiên làm việc đa phương tiện. Các đặc tính cơ bản:

4.2 Thiết lập, thay đổi và kết thúc phiên làm việc đa phương tiện

Nó có thể mời thành viên mới vào một phiên hiện hữu hoặc tạo ra một

phiên hoàn toàn mới.

SIP hoàn toàn độc lập với các chủng loại của phiên đa phương tiện được sử

lý và phương pháp xử dụng để mô tả phiên làm việc. SIP hữu hiệu cho

Videoconference, audio calls, gaming sessions. Các phiên làm việc bao gồm RTP

xử lý audio hay SDP (Session Description Protocol ) thường được khai báo để xử lý

video. Tuy nhiên, một số phiên có thể được khai báo với những giao thức được mô

tả khác.

Ví dụ, Bob muốn chơi cờ với Laura, anh ta sử dụng một phiên “Chess”

riêng thay vì sử dụng SDP.

4.3 Tính cơ động cho người dùng

URLs:

- SIP không thể phân phối một phiên miêu tả đến một người nếu người đó

chưa ở một nơi cố định. Thông thường, một User có thể ở vài vị trí, chẳng hạn như

một sinh viên trong phòng máy của trường Đại họccó thể sử dụng nhiều máy khác

nhau trong cùng một ngày. Vì thế, người này có thể ở những địa chỉ IP (Internet

Protocol) khác nhau tùy vào từng máy.

Chương IV: Tổng quan về giao thức SIP


- Người dùng trong môi trường SIP được nhận diện bởi SIP URLs (Uniform

Resource Locators). SIP có định dạng tương tự như một địa chỉ Email bao gồm

username và tên miền. Ví dụ : SIP:[email protected].

Registration:

- Khi một User đăng ký đến một server, nó cũng đăng ký vị trí hiện tại đến

server để có thể phát hiện. Ví dụ, Bob đang làm việc trên laptop tại địa chỉ

131.160.1.112, anh ta đăng ký với tên là Bob kèm theo địa chỉ hiện tại tới server của

công ty là company.com.

Hình 4.1: Thuê bao đăng ký vị trí hiện tại tới SIP server

- Bây giờ Laura muốn liên lạc với Bob với địa chỉ được cung cấp là

[email protected]. Laura sẽ liên lạc tới server và tìm Bob, ở đây

SIP cung cấp hai chế độ hoạt động:

Proxy mode: server sẽ liên hệ với Bob tại 131.160.1.112 và chuyển mô tả

phiên của Laura đến Bob.

Redirec mode: server sẽ báo để Laura “try” đến SIP:

[email protected].




sip:[email protected]


Hình 4.2: Proxy Sip Server

SIP giúp kết nối giữa hai thiết bị cuối, tuy nhiên nó không tham gia vận chuyển

media(…thoại, video). Khi cuộc gọi được thiết lập, giao thức vận chuyển thời gian

thực( RTP – Real-time Transport Protocol) sẽ được sử dụng trong việc vận chuyển

luồng media giữa các điểm đầu cuối. Hình 1.1 mô tả quan hệ giữa SIP và RTP.

Hình 4.3: Hình thang SIP

Khi phone A muốn gọi tới phone B , phone A sẽ đăng kí tới server và server

sẽ tìm tới phone B (SIP). Khi cuộc gọi được thiết lập, hai máy sẽ kiên lạc trực tếp

với nhau. Điều này giúp tiết kiệm tài nguyên cho máy chủ.

Ngoài SIP, còn nhiều chuẩn VoIP được sử dụng như :H.323, MGCP, IAX…


Phone BPhone A


4.4 Các thành phần SIP

Các phiên giao dịch SIP sử dụng hai thành phần chính: SIP User Agent và

SIP Server. Những thành phần này cùng với nhau tạo nên các hệ thống có thể phân

phát những thông điệp đã bao hàm phần nội dung được định nghĩa bởi giao thức

SDP và các đặc trưng của nó để hoàn thành một phiên SIP.

Hình 4.4: Các thành phần SIP

4.4.1 User Agents:

User Agents (UA) là thành phần của SIP tương tác với người dùng. Nó có

chức năng khởi tạo một yêu cầu SIP.

Sau đây là ví dụ về chức năng của SIP User Agent:

Bob muốn tạo cuộc gọi qua Internet bằng máy tính của mình. Bob sẽ dùng

chương trình có chứa User Agents. User tương tác với UA thông qua giao diện

người dùng, thường là tổ hợp các phím chọn. Khi Bob chọn phím “Call Laura”, UA

kích hoạt thông điệp SIP tương ứng để thiết lập cuộc gọi.



Laura cũng có một SIP UA trên máy của mình. Khi UA nhận lời mời từ

Bob, nó thông báo cho Laura biết với hai tùy chọn: Accept và Reject call. Tất cả

tương tác giữa users và SIP được giàn xếp bởi UA.

Hình 4.5: Các thiết bị User Agents

Tuy nhiên, một số hệ thống dùng SIP không kết nối trực tiếp tới users. Chẳng

hạn như Bob có thể chuyển tất cả lời mời phiên từ 0h-7h sáng tới SIP answering-

machine của mình. Thiết bị này sẽ tự động thiết lập phiên làm việc để thực hiện việc

ghi lại tin nhắn. Nó cũng gồm một UA, dù không cần tương tác trực tiếp với user

nhưng vẫn có thể đáp lại hoặc chuyển những lời mời phiên thay cho Bob.

SIP chuyển một mô tả phiên tới SIP UA. Nếu phiên được mô tả là voice, UA sẽ

phân phối tiếp nó đến Media Tool là voice tool để xử lý các vấn đề audio. Tương tự

với các loại phiên khác cũng sẽ được UA chuyển đến media tool thích hợp.

SIP Uas có thể thực thi trên nhiều hệ thống khác nhau. Nó có thể chạy như là

một trong các ứng dụng trên máy tính, hoặc trên thiết bị chuyên dụng như SIP

phone. Loại thiết bị không ảnh hưởng đến SIP, Media Tool có thể đa dạnh tùy loại

phiên nhưng đáp ứng SIP thì không thay đổi.



4.4.2 Redirect Server

Là server nhận yêu cầu SIP, sau đó tiến hành dịch địa chỉ nhận từ người dùng

sang địa chỉ mới và gởi trả về cho ứng dụng khách (client). Hay nói cách khác, nó

cũng cấp địa chỉ mà user có thể đang hiện diện. Sau đây là ví dụ:

Hình 4.6: Hoạt động của Redirect Server

Laura muốn liên lạc với Bob, Laura chọn biểu tượng “Call Bob” trên màn

hình máy tính của mình. UA của Laura đầu tiên sẽ liên lạc với địa chỉ public của

Bob là [email protected], nhưng tên miền company.com có một SIP redirect

server nắm bắt các cuộc gọi đến. UA của Laura sẽ liên hệ tới redirect server này. Và

nó biết rằng Bob đang ở vị trí SIP:[email protected] khi anh ta đang làm việc tại





SIP:[email protected]. Do đó, redirect server sẽ giới thiệu UA của Laura try tới

SIP:Bob131.160.1.112 và SIP:[email protected] thay vì tới company.com.

Group Addresses: Redirect server cũng được dùng cho group address. Ví dụ

như public address của phòng hỗ trợ khách hàng trong công ty là

[email protected] , tại đây Bob làm việc từ 8AM-4PM, Peter từ 4PM-0AM, Mary

từ 0AM-8AM, Redirect server ở company.com có thể trả về những địa chỉ khác

nhau tùy vào những thời điểm khác nhau.

4.4.3 Proxy Server

Là server trung gian dùng để tạo yêu cầu SIP. Các yêu cầu này có thể được

phục vụ ngay tại server hoặc chuyển sang sever khác.

Ví dụ UA của Laura liên lạc SIP:[email protected], nó sẽ tới proxy server

của company.com, tại đây sẽ try tới SIP:[email protected] thay cho UA của Laura.

Nếu university.com cũng có một proxy sever, nó sẽ try tới

SIP:[email protected], nơi Bob đang hiện diện. Như vậy, dù Laura

chỉ liên hệ với một địa chỉ nhưng lại đi qua nhiều proxy giữa các UA.







sip:Bob131.160.1.112



Hình 4.7: Hoạt động của Proxy Server

Forking Proxies: Khi một proxy server tìm thấy nhiều hơn một địa chỉ cho

user, nó được gọi là fork – lời mời. Forking proxies có thể thực hiện đồng thời hoặc

tuần tự tùy vào việc cấu hình.

Group Addresses: Proxy server cũng tạo group address. Proxy server sẽ try

tới tất cả các user cho đến khi tìm được user rảnh.



Hình 4.8: Group Addresses

4.4.4 Registrars

Registrar cho phép đăng ký tới một SIP server. Một registrar thường đi kèm

với một redirect server hoặc proxy server.

4.4.5 Location Servers

Location servers không phải là thành phần SIP, nhưng nó giữ thành phần

quan trọng trong bất kỳ kiến trúc nào có dùng SIP. Một location server sẽ lưu trữ và

trả lại vị trí có thể có cho users.



4.5. Định dạng bản tin SIP

SIP là một giao thức dựa trên text và sử dụng bộ ký tự UTF-8. Một thông

điệp SIP hoặc là một yêu cầu được gửi từ client đến server, hoặc là một đáp ứng

được gửi từ server đến client.

Thông điệp yêu cầu và thông điệp đáp ứng đều có một dòng bắt đầu, một

hoặc vài trường tiêu đề, một dòng trống đánh dấu kết thúc các trường tiêu đề và sau

đó có thể có thêm phần thân. Dòng trống luôn tồn tại ngay cả khi thông điệp không

có phần thân.

4.5.1 SIP request

SIP requests là các thông điệp được gởi từ các máy client đến các server để

yêucầu một SIP operation.

Một SIP request bao gồm: một dòng yêu cầu (request-line), vài header, một

dòng trống (empty line ), và phần thân ( body ) bản tin. Phần thân bản tin có thể tùy

chọn, một số bản tin có thể không cần nó. Bảng 5-4 dưới đây trình bày khuôn dạng

của một SIP Request:

Request-line

Several headers

Empty line

Message body

Hình 4.9: Khuôn dạng của SIP Resquest

Trong đó, dòng yêu cầu ( Request Line ) gồm 3 thành phần: phương thức,

yêu cầu_URI, và phiên bản của giao thức. Phương thức cho biết loại yêu cầu, và sẽ

được giải thích ở những phần sau. Yêu cầu_URI cho biết hop kế tiếp mà SIP

request được định tuyến đến như trình bày trong hình dưới:



Hình 4.10: Request Line chứa đường dẫn đến host kế tiếp

Trong hình trên, tại SIP proxy company.com nhận được một bản tin INVITE

với yêu cầu_URI là :[email protected]. SIP proxy này biết rằng Bob có

thể tới được tại hai địa chỉ, vì vậy nó tạo ra hai bản tin INVITE để gửi đến hai địa

chỉ: university.com và 131.160.1.112.

Cuối cùng, phiên bản của giao thức được chỉ ra bởi SIP/2.0

4.5.2 SIP response

Một SIP Response bao gồm: một dòng trạng thái ( status line ), vài header,

một dòng trống ( empty line ), và phần thân ( thân ) bản tin. Phần thân bản tin có thể

tùy chọn, một số bản tin có thể không cần nó.

Trong đó, dòng trạng thái ( Status Line) gồm 3 thành phần: phiên bản của

giao thức, trạng thái mã, và một cụm từ chỉ lý do. Phiên bản hiện tại là 2.0. Trạng

thái mã báo cáo về trạng thái giao dịch. Như đã được đề cập, trạng thái mã là những

số nguyên từ 100 đến 699 và chia thành 6 nhóm lớp khác nhau. Cụm từ chỉ lý do

chỉ có ý nghĩa cho con người quan sát. Nó không có ý nghĩa cho quá trình xử lý đáp

ứng SIP của máy tính. Một ví dụ về trạng thái đường truyền có thể thể như sau:

SIP/2.0 180 Ringing

Khuôn dạng của SIP Response được trình bày dưới đây:



Bảng 2.11. Khuôn dạng của SIP Response

Status-line

Several headers

Empty line

Message body

Độ tin cậy của sự truyền các đáp ứng: Các đáp ứng cuối cùng phải được

truyền tin cậy giữa server và client bằng cách truyền lại hoặc sử dụng một giao thức

truyền tải đáng tin để bảo đảm cho sự phân phát. Các đáp ứng tạm thời thì không

dùng cách này. Chúng có thể được nhận bởi một client khác hoặc bị mất trong

mạng. SIP đưa ra cách giải quyết này vì nó quan tâm đến một phiên đã được thiết

lập hoặc chưa, và lý do tại sao nó chưa được thiết lập hơn là quá trình thiết lập

phiên diễn ra như thế nào.

Do đó, trong một cuộc gọi SIP, những người gọi sẽ được thông báo chính

xác là cuộc gọi đã được chấp nhận nhưng có thể không biết rõ thời điểm mà người

bị gọi bắt đầu được thông báo.

Hình 4.11: SIP không đảm bảo các đáp ứng tạm thời được nhận



Nếu cần thiết, SIP có thể được mở rộng để phân phát tin cậy các đáp ứng tạm

thời.

4.5.3 SIP Headers

Các SIP Request bao gồm vài header theo sau dòng yêu cầu, trong khi đó các

SIP Response đặt các header này sau dòng trạng thái. Các header cung cấp thông tin

về yêu cầu ( hoặc đáp ứng ) và về phần thân của bản tin chứa chúng. Một số header

có thể được dùng chung cho cả hai loại bản tin, yêu cầu và đáp ứng, một số khác chỉ

được dùng riêng hoặc cho yêu cầu hoặc cho đáp ứng. Header bao gồm tên của

header, đến dấu hai chấm ( : ), cuối cùng giá trị header.

Ví dụ, một header From có dạng như sau:

From: Bob Johnson <sip:[email protected]>

Như ta thấy trong ví dụ trên, một giá trị header có thể có vài trường. Trong ví

dụ này, header From có 2 trường: tên và SIP URL của bên gửi.

Trong RFC 3261, các trường tiêu đề được phân biệt thành các loại: chỉ dùng

cho yêu cầu, chỉ dùng cho đáp ứng, dùng cho yêu cầu và cả đáp ứng và dùng trong

thông điệp SIP.

Các trường tiêu đề dùng trong yêu cầu và đáp ứng: Alert-Info, Allow-

Events, Date, Encryption, Organization, Record-Route, Retry-After, Subject,

Supported, Timestamp, User-Agent và 6 trường tiêu đề phổ biến Call-ID, Contact,

From, To, Cseq, Via.

Các trường tiêu đề dùng trong yêu cầu: Accept, Accept-Contact,

Accept-Encoding, Accept-Language, Authorization, Call-Info, Event, Hide, In-

Reply-To, Join, Priority, Privacy, Proxy-Authorization, Proxy-Require, P-OSP-

Auth-Toke, nP-Asserted-Identity, P-Prefered-Identity, Max-Forwards, Reason,

Refer-To, Refered-By, Reply-To, Replaces, Reject-Contact, Request-Disposition,

Require, Response-Key, Route, Rack, Session-Expires, Subscription-State.



Các trường tiêu đề dùng trong đáp ứng: Authenticaton-Info, Content-

Encoding, Content-Disposition, Content-Language, Content-Length, Content-Type,

Expires, MIME-Version.

Các trường tiêu đề dùng trong phần thân thông điệp: Allow, Content-

Encoding, Content-Disposition, Content-Language, Content-Length, Content-

Types, Expires, MIME-Version.

Sau đây ta sẽ giải thích mục đích của các SIP header quan trọng nhất và đưa

ra cách sử dụng chúng qua các ví dụ đơn giản.

Call-ID: header Call-ID miêu tả một mối quan hệ về báo hiệu SIP được chia

sẻ giữa hai user hoặc nhiều hơn. Nó sẽ nhận ra một lời mời riêng nào đó và tất cả

các giao dịch đến sau liên kết với lời mời đó trong một định dạng như sau:


Nói cách khác, trường này sẽ nhận ra một dãy nối tiếp của một bản tin.

Một server sẽ sắp xếp lại các báo hiệu SIP cho nhiều phiên dịch vụ Call-ID

nhằm kết hợp các bản tin đến cho đúng phiên của của nó.

Contact: header Contact cung cấp một URI nơi mà user có thể liên kết đến

một cách trực tiếp. Tính năng này là quan trọng vì nó sẽ giảm tải cho các SIP server

mà không có trong đường truyền báo hiệu sau khi đã định tuyến bản tin INVITE

đầu tiên.

Ví dụ, Laura gọi Bob bằng bản tin: SIP:[email protected]. Proxy

của company.com sẽ gửi bản tin INVITE đến SIP:[email protected], nơi mà Bob

có ở đó. Bob chấp nhận cuộc gọi. Trạm của Bob gửi lại đáp ứng 200 OK với header

Contact như sau:

Contact: Bob Johnson <sip:Bob131.160.1.112>

Khi trạm của Laura nhận được đáp ứng 200 OK này, nó sẽ gửi ACK đến

trạm của Bob. Vì vị trí của Bob có thể tìm được trong header liên hệ, xác nhận ACK




được gửi trực tiếp đến SIP:[email protected] và xác nhận ACK không phải đi

ngang qua proxy tại company.com như trình bày ở hình 5-15 dưới đây:

Hình 4.12: Header Contact giúp proxy sever xác định được vị trí của thuê bao

Cseq ( Command Sequence ): header Cseq có hai trường: một số nguyên và

tên phương thức.

Thành phần số của Cseq thường được dùng để sắp xếp thứ tự cho các yêu

cầu khác nhau trong phạm vi của một phiên ( định nghĩa bởi một Call-ID riêng ).

Nó cũng được dùng để tạo ra sự phù hợp cho các yêu cầu tùy vào các đáp ứng. Ví

dụ, Bob gửi một bản tin INVITE đến Laura với Cseq sau đây:

Cseq: 1 INVITE

Laurra trả lại một đáp ứng 200 OK có cùng Cseq với bản tin INVITE. Nếu

Bob muốn sửa đổi phiên đã thiết lập này, Bob sẽ gửi một bản tin INVITE thứ hai

( re-INVITE ) với Cseq như sau:

Cseq: 2 INVITE

Nếu sự truyền lại đáp ứng 200 OK bị trễ bởi mạng và đến trạm của Bob sau

khi nó đã tạo ra bản tin INVITE thứ hai thì nó biết rằng đã có một đáp ứng cho bản

tin INVITE đầu tiên nhờ vào header Cseq.



Tên

phương

thức chỉ ra loại đáp ứng ( ACK hay INVITE ) vì chỉ số trong Cseq của ACK và

INVITE là giống nhau.

From: header From bao gồm nơi khởi tạo yêu cầu và một SIP URL:

From: Bob Johnson <sip:[email protected]>

Record-Route và Route: Để truyền báo hiệu cho cả phiên, các proxy trong

tuyến báo hiệu sử dụng hai header. Như ta đã biết, header Contact làm cho các UA

có thể gửi các yêu cầu trực tiếp tới các UA khác. Điều này giúp giảm tải cho các

proxy trong tuyến, các proxy sẽ định tuyến cho bản tin INVITE đầu tiên đến đúng

đích và sau đó cho phép các UA bắt đầu trao đổi báo hiệu. Tuy nhiên, khi một

proxy cần lưu lại tuyến báo hiệu thì sẽ cần có một cơ chế để tách các UA ra khỏi

tuyến báo hiệu bởi chính nó. Cơ chế này bao gồm hai header: Route và Record-

Route.

Một proxy có thể muốn giữ nguyên tuyến báo hiệu sau bản tin INVITE đầu

tiên vì nhiều lý do. Một trong số đó có thể là bảo mật. Trong phạm vi của các proxy

bảo mật, ví dụ tường lửa, thì các bản tin đến phạm vi đó sẽ được lọc. Các bản tin

SIP mà không đi qua được các proxy bảo mật thì sẽ không được chấp nhận cho vào

phạm vi đó. Một lý do khác là cung cấp dịch vụ. Một proxy cung cấp dịch vụ có

liên quan đến phiên cần biết quá trình diễn biến của các phiên đã diễn ra, mục đích

ở đây là khi nào một UA gửi một yêu cầu BYE đến một UA khác.

Hình dưới đây minh họa cách làm việc của hai header Route và Record-

Route. Luara gửi cho Bob một bản tin INVTE. Bản tin này đi qua một SIP proxy

trong tuyến báo hiệu giữa Laura và Bob. Proxy này thêm vào bản tin INVITE một

header Record-Route chứa địa chỉ của nó. Trạm của Bob sẽ nhận được bản tin



INVITE hoàn chỉnh với header Record-Route này và thêm nó vào trong bản tin đáp

ứng 200 OK. Trạm của Bob cũng sẽ thêm vào header Contact trong đáp ứng của nó.

Hình 4.13: Minh họa cách làm việc của Route và Record-Route

Tham số maddr vừa xuất hiện trong Record-Route chứa địa chỉ IP của server,

nó đã được thêm vào để ghi nhớ địa chỉ IP thật của server nhằm phục vụ cho các

đáp ứng trong tương lai.

Trạm của Laura nhận được đáp ứng 200 OK và tạo ra một header Route để

sử dụng cho các đáp ứng tiếp theo. Header Route được tạo ra từ cả hai header

Record-Route và header Contact hiện có trong đáp ứng. Vì chỉ có một proxy cần

được đặt trong tuyến báo hiệu, tất cả các yêu cầu từ Laura đến Bob sau đó, ví dụ

ACK và BYE, sẽ được gửi đến proxy này. Các yêu cầu sẽ chứa một header Route

có ghi địa chỉ Contact của Bob. Theo cách này, proxy sẽ gửi yêu cầu đến địa chỉ

chứa trong header Route.

To: Header To luôn chứa nơi nhận các yêu cầu. Nó thường chứa địa chỉ công

cộng của thiết bị đích. Phân biệt rõ đâu là header To trong bản tin yêu cầu và và đâu

là Request-URI là rất quan trọng. Header To thì dành cho các UA ở xa, nó sẽ được

giữ nguyên trong toàn phiên. Nó không bị thay đổi bởi các proxy.

Còn Request-URI chứa địa chỉ của hop kế tiếp trong tuyến báo hiệu, vì vậy

có thể thay đổi cho mỗi proxy trong tuyến báo hiệu.



Hình 4.14: Các header To không thay đổi trong suốt phiên

Via: Header Via chứa đường dẫn chiếm được bởi yêu cầu ( hình 5-21).

Thông tin này được dùng để lặp vòng trong định tuyến. Nếu có một yêu cầu được

gửi đi bị lặp vòng thì bất cứ proxy nào cũng có thể nhận ra dễ dàng bằng cách xem

xét kỹ các header Via. Nếu một proxy tìm thấy địa chỉ của nó ở đó, nó sẽ biết rằng

nó đã bắt được yêu cầu này. Một dạng của header Via như sau:

Via: SIP/2.0/UDP workstation1234.company.com

Hình 2.16: Các header Via lưu giữ đường dẫn chiếm được bởi một yêu cầu

Các header Via cũng được sử dụng để định tuyến các đáp ứng về phía client,

nơi tạo ra yêu cầu. Theo cách này, một đáp ứng SIP sẽ đi qua các proxy giống như

là một yêu cầu nhưng theo hướng ngược lại.



4.5.4 SIP Bodies

Cả hai loại bản tin yêu cầu và đáp ứng đều có thể có phần thân, sự khác nhau

của các bản tin header được chỉ ra bởi một dòng rỗng ( empty line ). Phần thân của

một bản tin thường là phần miêu tả phiên nhưng cũng có thể bao gồm bất kỳ một

đối tượng không trong suốt nào đó. Bởi vì các SIP proxy không cần thiết phải chú ý

đến phần thân bản tin. Kết quả là các phiên đã được truyền end to end giữa hai UA.

Tất cả thông tin mà các proxy cần để định tuyến cho các bản tin SIP thì chứa trong

dòng yêu cầu và dòng trạng thái đường truyền của các SIP header. Bởi vì phần thân

bản tin chỉ có ý nghĩa cho các UA nên nó có thể được viết thành mật mã end to end

mà không làm giảm bất cứ chức năng nào.

Đôi khi một vài proxy nào đó cũng có thể muốn kiểm tra phần miêu tả phiên.

Ví dụ, một proxy bảo mật ( tường lửa ) cần thông tin về các thông tin đang được

trao đổi để mà có thể ngăn chặn các lưu lượng không được phép.

Cũng như các bản tin e-mail có thể có nhiều hơn một phần đính kèm, các

bản tin SIP cũng có thể có vài phần thân. Ví dụ, Laura có thể gửi một bản tin

INVITE với hai thành phần: thành phần miêu tả phiên và ảnh của Laura. Theo cách

đó, trạm của Bob có thể xem hình của Laura trên màn hình trong khi Bob được cảnh

báo.

4.5.5 So sánh SIP với H323

Các tiêu chuẩn của IETF có thể phối hợp hoạt động với các tiêu chuẩn của

ITU-T ở mức truyền thoại bởi vì ITU-T tích hợp giao thức RTP của IETF trong bộ

giao thức H.323 của nó. Tuy nhiên, hai tổ chức này lại đề nghị các giao thức báo

hiệu khác nhau. ITU-T dùng tiêu chuẩn H.323 trong khi IETF đề nghị SIP. Hiện

nay, tiêu chuẩn nào trong hai tiêu chuẩn này sẽ chiếm ưu thế vẫn là một vấn đề

được tranh cãi.

Mặc dù sự triển khai của SIP bắt đầu trễ hơn, nó dường như đang được chú

ý. SIP được chấp nhận bởi 3GPP, nhiều nhà cung cấp lớn... Nhân tố chính kích

thích điều này là xuất phát từ đặc điểm kỹ thuật: ngay từ đầu, SIP được thiết kế để

có thể mở rộng nhưng vẫn giữ được tính đơn giản.



Các đoạn sau đây sẽ so sánh những điểm chính của hai giao thức này.

Mã hoá

SIP sử dụng mã hoá ký tự trong khi H.323 sử dụng mã hoá nhị phân. Mã hoá

ký tự thường dẫn đến lượng băng thông lãng phí cao hơn. Tuy nhiên, trong các ứng

dụng multimedia, băng thông dùng cho việc truyền media đáng kể hơn nhiều, vì vậy

đây không phải là vấn đề lớn.

Mã hoá ký tự dễ dàng mở rộng, sửa lỗi và xử lý bởi các công cụ xử lý ký

tự.

Độ trễ thiết lập cuộc gọi

Cả hai giao thức có một thời gian thiết lập cuộc gọi khoảng 1.5 RTT. Tuy

nhiên, với H.323, yêu cầu tương thích lùi với các phiên bản cũ có thể tăng thời gian

này đến 7 RTT do kết quả của việc thiết kế giao thức và sự sử dụng TCP.

Độ phức tạp

Độ phức tạp của SIP có thể chấp nhận: nó là một giao thức như HTTP.

Ngược lại, độ phức tạp của H.323 là cao, với việc sử dụng nhiều giao thức khác

nhau (H.240, H.225, H.245).

Kiến trúc

SIP có một kiến trúc module. Nó bao gồm báo hiệu gọi cơ bản, sự định vị

người sử dụng và sự đăng ký. Các chức năng khác (chất lượng dịch vụ, truy cập

danh bạ, phát hiện dịch vụ, mô tả phiên) nằm ở các giao thức trực giao riêng biệt.

Kiến trúc của H.323 là tích hợp. Hỗn hợp các dịch vụ cung cấp bởi các thành phần

H.323 bao gồm trao đổi khả năng, điều khiển hội nghị, các hoạt động bảo trì, báo

hiệu cơ bản, chất lượng dịch vụ, đăng ký và phát hiện dịch vụ. Cách thiết kế này

làm cho việc cập nhật các thành phần khó khăn và tốn kém.

Cách định địa chỉ

SIP có thể dùng bất kỳ URL nào gồm địa chỉ email, H.323, http, E.164...

H.323 sử dụng host (không có tên người sử dụng), các tên alias được phân giải bởi



gatekeeper (chuỗi bất kỳ có phân biệt chữ hoa và chữ thường, ví dụ như địa chỉ

email), các số điện thoại E.164.

Giao thức vận chuyển

SIP dùng UDP và TCP, hầu hết hiện thực dùng UDP. H.323 cũng dùng

UDP và TCP nhưng hầu hết hiện thực dùng TCP. Việc dùng TCP làm cho thời gian

thiết lập cuộc gọi dài hơn.

Định tuyến cuộc gọi liên miền

SIP: định tuyến theo cây dựa vào DNS

H.323: định tuyến tĩnh theo Annex. G

Sự chuẩn hoá dịch vụ

SIP: "Chuẩn hoá giao thức, không phải dịch vụ": Chỉ chuẩn hoá những giao

diện tổng quát và các ví dụ được nêu ra.

H.323: "Chuẩn hoá mọi thứ": Các dịch vụ phổ biến được chuẩn hoá chi tiết (

ví dụ chuỗi H.450).



CHƯƠNG V: TỔNG QUAN HỆ THỐNG

5.1 Nhu cầu thực tế

Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều doanh nghiệp và nhu cầu liên lạc trong

doanh nghiệp và các chi nhánh trong nước hoặc nước ngoài là một nhu cầu có thực.

Trong khi đó chi phí điện thoại đường dài qua mang PSTN là không nhỏ vì thế giải

pháp xây dựng mạng VoIP với chi phí rẻ và chất lượng có thể chấp nhận rất được

các doanh nghiệp quan tâm. Hiện tại khá nhiều các doanh nghiệp trong nước đã

triển khai hệ thống VoIP cho công ty mình và khoản chi phí tiết kiệm so với mạng

điện thoại truyền thống ngày càng hấp dẫn nhiều doanh nghiệp.

Nhu cầu của công ty có thể chia làm 3 loại: điện thoại nội bộ, điện thoại

trong nước và điện thoại quốc tế. Thật vậy,công ty gồm nhiều phòng ban khác nhau,

các phòng ban này đều có nhu cầu liên lạc với nhau và liên lạc với bên ngoài. Bên

cạnh đó, một vài bộ phận thường xuyên liên hệ với khách hàng ở nước ngoài.

5.2 Mô hình tổng quát

Về mặt lí thuyết, có hai cách để triển khai mô hình VoIP: Triển khai IP

telephony toàn mạng và Triển khai lai ghép. Triển khai lai ghép nghĩa là, triển khai

mạng VoIP trên cơ sở công ty đang hoạt động và đã đầu tư hệ thống tổng đài điện

thoại truyền thống, muốn mở rộng liên lạc nhưng muốn tiết kiệm chi phí.

Ví dụ: Giả sử rằng một Công ty có trụ sở đặt tại thành phố Hồ Chí Minh, và

một chi nhánh đặt tại Đà Nẵng, chúng ta hoàn toàn có thể triển khai mô hình VoIP

cho Công ty như sau:

Chương V: Tổng quan hệ thống


Hình 5.1: Mô hình kết nối thiết bị minh họa

Với mô hình như trên thì việc thông tin liên lạc giữa các chi nhánh và trụ sở

chính gần như là miễn phí vì được thực hiện qua môi trường Internet. Tuy nhiên do

hạn chế về mặt thiết bị phần cứng, nên trong Luận văn này em sẽ triển khai mô hình

mạng VoIP (tổng đài IP) trong một phạm vi hẹp hơn, với qui mô nhỏ hơn.

Yêu cầu thiết bị phần cứng bao gồm:

Máy tính Server: dùng làm tổng đài

Card TDM: là thiết bị trung gian phục vụ cho việc đồng bộ và kết nối

hệ thống Analog với hệ thống IP

Switch chuyển mạch để tạo mạng LAN

Thiết bị đầu cuối: Analog phones, Softphone (X-lite, 3CX, Express

Talk..)


ATA Analog Telephone

Adaptors

PC

Soft phone on Pc

Chi nhánh TP HCM

Intern

et Chi nhánh Đà Nẵng

Router

Router

Analog phone


Đường truyền ADSL để thực hiện cuộc gọi ra ngoài Internet và

ngượclại.

5.3 Chức năng cơ bản của hệ thống

Kết nối các cuộc gọi nội bộ và mạng điện thoại cố định:

Máy tính tới máy tính (Computer-to-computer, PC-to-PC): Đây là

cách dễ nhất để sử dụng VoIP. Bạn thậm chí không phải trả tiền cho các

cuộc gọi đường dài. Tất cả những thứ cần là phần mềm (soft phone),

Microphone, Speaker, Sound Card và một kết nối Internet.

Máy tính tới điện thoại (Computer-to-Telephone, PC-to-Phone):Đây

là phương pháp cho phép bạn gọi tới bất kỳ ai (người có điện thoại) từ

máy tính của người sử dụng. Giống như cuộc gọi từ máy tính tới máy tính

nó cũng yêu cầu một phần mềm. Phần mềm này miễn phí nhưng cuộc gọi

có cước phí tương đối ít.

Điện thoại tới máy tính (Telephone-to-Computer, Phone-to-PC): Có

một vài công ty cung cấp các số điện thoại đặc biệt hoặc Card cho phép

người sử dụng máy điện thoại thông thường thực hiện cuộc gọi tới người

sử dụng máy tính. Người sử dụng máy tính phải có phần mềm của nhà

cung cấp được cài đặt và đang chạy trên máy. Chi phí cuộc gọi này

thường rẻ hơn rất nhiều so với cuộc gọi đường dài truyền thống.

Điện thoại tới điện thoại (Telephone-to-telephone, phone-to-phone):

Qua việc sử dụng các IP Gateway, chúng ta có thể kết nối trực tiếp với

bất cứ người nào khác trên thế giới sử dụng điện thoại thông thường.

Người sử dụng phải gọi vào trong IP Gateway của họ sau đó bấm số cần

gọi họ kết nối qua mạng IP.

Đàm thoại nhiều người - Conference call

Khi cần gọi điện tới nhiều người nhưng chỉ để thông báo cho họ cùng

một nội dung. Thật là mất thời gian và bất tiện khi phải lần lượt bấm số của từng

người để gọi. Chức năng Conference call - Đàm thoại nhiều người, sẽ giúp giải

quyết điều này.



Các cuộc đàm thoại nhiều người được thiết lập cho phép người nhận cuộc

gọi tham gia đàm thoại xuyên suốt cuộc gọi đó hoặc có thể được thiết lập để người

nhận cuộc gọi chỉ được phép nghe mà không được nói.

Có thể cho phép người gọi gọi tới những người khác và thêm họ vào tham dự

cuộc đàm thoại.

Một số dịch vụ tự động: Phân phối cuộc gọi tự động với hàng đợi ACD,

Call forwarding, Call transfer, Call pick up, Call parking, Music on hold,

Tương tác thoại (Auto-Attendent hay IVR), Ngăn thực hiện cuộc gọi với

những số không mong muốn (Blacklist), Ứng dụng thời gian thực với

MySQL…



CHƯƠNG VI: GIỚI THIỆU VỀ 3CX PHONE

SYSTEM

6.1 Giới thiệu

Hệ thống Điện thoại 3CX chạy trên Windows là một hệ thống IP PBX bằng

phần mềm thay thế cho các hệ thống PBX / PABX bằng phần cứng truyền thống. IP

PBX của 3CX được phát triển riêng cho Microsoft Windows và được dựa trên

chuẩn SIP – dễ dàng hơn trong việc quản lý ,cho phép sử dụng bất kỳ điện thoại SIP

nào (phần cứng hoặc phần mềm). Một hệ thống IP PBX / PABX bằng phần mềm

cung cấp nhiều lợi ích:

Không cần đường dây điện thoại riêng – các điện thoại sử dụng mạng máy tính

Cài đặt và quản lý dễ hơn thông qua giao diện cấu hình trên web

Hệ thống IP PBX bằng phần mềm rẻ hơn rất nhiều so với hệ thống PBX /

PABX bằng phần cứng

Nhân viên có thể chuyển văn phòng mà không cần chạy lại dây hoặc cấu

hình lại IP PBX

Có thể chọn nhiều loại điện thoại phần cứng chuẩn SIP thay vì phải dùng cố

định một nhà sản xuất

Nghe & Gọi qua đường PSTN (điện thoại thông thường) bằng Gateways

Tiết kiệm chi phí gọi sử dụng các dịch vụ SIP VOIP hoặc WAN

Yêu cầu phần cứng máy server :

3CX Phone System yêu cầu các yếu tố sau:

Windows XP Pro, Vista Business, 7 , 2003 server, 2008 server or 2008R2

Port 5060 (SIP), 5090 (Tunnel - Optional) phải mở

Port 5480, 5481, 5482, 5483, 5484, 5485, 5486, 5487,5488 to be free

Chương VI: Giới thiệu về 3CX Phone System

http://www.3cx.vn/ip-pbx/index.html


Một port dùng cho dịch vụ IIS mặc định là 80 hoặc Abyss mặc định 5481.NET

Framework version 3.5 hoặc hơn

Bộ nhớ RAM 1GB trở lên,CPU Pentium 4 hoặc hơn

Internet Explorer v7 hoặc Firefox 2 trở lên

Nếu sử dụng làm VoIP Provider cần sử dụng địa chỉ IP tĩnh.Cấu hình DNS động

thì không được hỗ trợ.

Sơ Đồ Kết Nối Thiết Bị

Hinh 6.1: Sơ đồ kết nối thiết bị

- Cấu hình router:

Router sử dụng Buffalo HP-G54 hỗ trợ 802.11 b/g



Bật DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

IP pool 192.168.3.11-192.168.3.254/24

Mã hóa WPA Personal

- Cấu hình server 3CX:

Gán IP Static 192.168.3.10/24

Cấu hình IP Phone(SIP Phone) như trên đã trình bày

Cầu hình PC Client : obtain IP từ Router

6.2 Cài đặt 3CX

Thiết bị phần cứng gồm có:

Máy server

Máy client

AP để thiết lập mạng nội bộ

Điện thoại có WIFI hỗ trợ SIP (Nokia E63…)

Phần mềm:

3CX Phone System(v9)

X-Lite 4.0

Cài đặt 3CX lên máy server



Nhấn Next

Chấp nhận các điều khoản về bản quyền,nhấn Next



Chọn đường dẫn,Next

Chọn dịch vụ web server,ở đây ta chọn Abyss(default),tiếp tục Next



Nhấn Install để cài đặt



Sau khi finish phần cài đặt,phần mềm chuyển sang chế độ wizard.Ngôn ngữ chọn

English (3CX chưa hỗ trợ tiếng Việt)

Đến phần Default Local IP Address,đây là địa chỉ của server trong mạng WLAN,ta

tiếp tục nhấn Next



Có 2 tùy chọn,để tạo hệ thống mới chọn Creat new…

Nếu trước đó ta đã backup hệ thống,vì lí do nào đó muốn restore lại như cũ chọn

mục thứ 2.Ở đây ta chọn Creat new…



Hệ thống hỏi là ta muốn độ dài dãy số của mỗi extension(user) là bao nhiêu chữ

số,tùy do mức độ lớn nhỏ của hệ thống,ở đây ta chọn 3 digits

Thiết lập voice mail:khi có user1 gọi đến mà user2 không bắt máy thì hệ thống sẽ

record lại message giọng nói của user1 và gửi đến user2.user2 gọi vào mailbox của

mình để nghe.Ta nhấn Next để tiếp tục



Tạo user.Ta nhấn add



Extension number: số của user

First name: tên user

Authentication ID:tài khoản đăng nhập hệ thống của user

Authentication password: mật mã đăng nhập

MAC Address:đính kèm extension(user) với thiết bị có MAC này

Ta nhấn Add



Tiếp tục nhấn Next,ta có thể tạo thêm user sau khi cài đặt wizard xong

Tiếp tục Next



Thông tin về Provider,ở đây ta chưa ra WAN,chọn skip

Phần đăng kí với 3CX ta nhấn next



Kết thúc cài đặt wizard



6.3 Cấu hình Server 3CX:

Cửa sổ Management Console, tiến hành đăng nhập

Giao diện quản lý của 3CX,ở đây ta có thể tạo mới extension,tạo các rules

inbound,out bound…

Ta tiến hành tạo thêm 3 extension nữa theo bảng thống kê sau:

Extension ID đăng nhập Password Thiết bị đi kèm ex

222 222 222 PC client

333 333 333 Nokia e63

444 444 444 Nokia e71



6.4 Cấu hình SIP cho Nokia E63:

Vào Menu\Tools\Settings\Connection\SIP Settings\Option\Add default

profile

Profile name gõ 3CX,chuyển xuống Service Profile chọn IETF(sử dụng cho

WLAN)

Xuống Default Access point chọn mạng WLAN access point đã thiết lập

Public user name điền vào cú pháp

"<extension_number>@<pbx_ip_address>" ví dụ trường hợp này extension

của máy Nokia là [email protected]

Mục Use Compression chọn No,Registration chọn Always On.Mục Use

security chọn No

Mục Proxy Server:

Proxy server address nhập vào IP của server là 192.168.3.10

Realm nhập 3CXPhoneSystem

Username:điền extension 333

Password 333

Allow Loose Routing chjon Yes

Transport Type chọn giao thức UDP

Port 5060(port SIP)

Registra server:IP của server 3CX 192.168.3.10

Realm nhập 3CXPhoneSystem

Username:điền extension 333

Password 333

Transport Type chọn giao thức UDP




Port 5060(port SIP)

Lùi lại “connection” và enter vào Internet settings

Tạo New Profile 3CX,SIP Profile chọn 3CX

Khởi động lại máy sẽ kết nối extension 333 vào hệ thống 3CX

6.5 Thực hiện cuộc gọi :

Các PC muốn gọi VoIP với nhau cần thông qua 1 phần mềm hỗ trợ SIP,ở

đây dùng X-Lite v4.0 hỗ trợ nền Windows

Giao diện X-Lite:



Cấu hình các thông số cho extension 222(máy client)



Đã thiết lập cuộc gọi



Máy Nokia(333) gọi server(111)

Menu\Call\Internet Call



Đã thiết lập cuộc gọi

Nhận cuộc gọi từ client


Phần C

Phụ lục và tài liệu

tham khảo

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

A

AC Alternating Current

ACD Automatic Call Distributor

ACK Acknowledgement

AOR Address of Record

API Application Programing Interface

ARP Address Resolution Protocol

ATM Asynchronous Transfer Mode

C

CAS Chanel Associated Signaling

CCIS Common Chanel Interoffice Signaling

CCITT Comité Consultatif International Téléphonique et

Télégraphique

CCS Common Channel Signaling

CLI Command-Line Interface

D

DAHDI Digium Asterisk Hardware Device Interface

DC Direct Current

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

DNS Domain Name System

DoS Denial of Service

DTMF Dial Tone Multi Frequency

F

FISU Fill-In Signaling Unit

FTP File Transfer Protocol

FXO Foreign Exchange Office

FXS Foreign Exchange Station

G

GSM Global System for Mobile communications

H

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

I

IAX Inter- Asterisk eXchange

ICMP Internet Control Message Protocol

IETF Internet Engineering Task Force

IN Intelligent Network

IP Internet Protocol

ISDN Integrated Services Digital Network

IVR Interactive Voice Response

L

LAN Local Area Network

LLC Link Logic Control

LSSU Link Status Signaling Unit

M

MAC Media Address Control

MGCP Media Gateway Control Protocol

MS Mobile Station

MSU Message Signaling Unit

N

NAT Network Address Translation

NIC Network Information Center

O

OSI Open System Interconnection

P

PBX Public Branch eXchange

PC Personal Computer

PCM Pulse-Code Modulation

PDD Post Dial Delay

PLMN Public Land mobile Network

PSTN Public Switch Telephone Network

R

RARP Reverse Address Resolution Protocol

RFC Request for Comments

RTCP Real-time Transport Control Protocol

RTP Real-time Transport Protocol

S

SCCP Skinny Client Control Protocol

SDL Signaling Data Link

SDP Session Description Protocol

SIP Session Initiation Protocol

SMTP Simple Mail Transport Protocol

SP Signaling Point

SPC Signaling Point Code

STP Signaling Transfer Point

SU Signaling Unit

T

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TDM Time-Division Multiplexing

TLS Transport Layer Security

U

UA User Agnet

UDP Unit Datagram Protocol

URI Uniform Resource Identifier

V

VoIP Voice over Internet Protocol

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Source: Vnexpress.net.TCP/IP. Collected by Hattori – UDS.

[2] Lê Quốc Toàn. Sách Asterisk. http://my.opera.com/asteriskvn.

[3] Nir Simionovich.Published March 2008. Asterisk Now.

Published by Packt Publishing Ltd.32 Lincoln

RoadOltonBirmingham, B27 6PA, UK.

[4] Jonathan Davidson, James Peters, Manoj Bhatia, Satish

Kalidindi, Sudipto Mukherjee. Voice over IP Fundanmentals, 2nd

Edition. Cisco Press

[5] Packtpub Asterisk the Professionals Guide. Colman Carpenter,

David Duffett, Nik Middleton, Ian Plain. Copyright 2009 Packt

Publishing.

[6] The complete reference SQL third edition - Paul Weinberg James Groff Andrew Oppel.

[7] Sams Teach yourseft SQL in 10 minutes, third edition by Ben Forta.

[8] JasperReports 3.6 Development Cookbook - Bilal Siddiqui[9] Building Telephony Systems with Asterisk -David Gomillion and Barrie Dempster.

[10] http:// www.voip-info.org/

[11] http://www.3cx.com/VOIP/softphone.html

[12] http://my.opera.com/asteriskvn/blog/?id=801186

http://my.opera.com/asteriskvn/blog/?id=801186

http://my.opera.com/asteriskvn

LUAN VAN TOT NGHIEP: VOIP

Documents

Transcript of LUAN VAN TOT NGHIEP: VOIP