Báo cáo báo hiệu và điều khiển kết nối: Đề tài kiến trúc và hoạt động của SIP

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG  BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ KIẾN TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA SIP Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thanh Trà Môn học : Báo hiệu điều khiển kết nối Nhóm : 05 Sinh viên thực : Phan Đức Thuận B17DCVT 347 Lương Tiến Dũng B17DCVT083 Vũ Việt Hồng B17DCVT 152 Khóa : Hệ : 2017 - 2022 ĐẠI HỌC CHÍNH QUY HÀ NỘI – 20/12/2021 Báo hiệu đièu khiển kết nối HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA VIỄN THÔNG I Hà Nội, ngày 21 tháng 11 năm 2021 ĐỀ CƯƠNG BÁO HIỆU VÀ ĐIỂU KHIỂN KẾT NỐI Sinh viên thực : Phan Đức Thuận Vũ Việt Hoàng Lương Tiến Dũng B17DCVT347 B17DCVT152 B17DCVT083 Đề Tài : Kiến trúc hoạt động SIP STT Họ tên Lương Tiến Dũng Phan Đức Thuận Nhiệm vụ Chương I: Giới thiệu chung SIP 1.1 Giao thức SIP gì? 1.2 Cấu trúc tạo nên giao thức SIP gì? 1.3 Công dụng giao thức SIP Tại nên sử dụng giao thức SIP? 1.4 Cách thức hoạt động giao thức SIP, tính giao thức SIP Chương 2: Các yêu cầu thuật ngữ liên quan đến giao thức SIP 2.1Yêu cầu giao thức SIP ? 2.2 SIP hoạt động Skype nhà cung cấp VoIP khác 2.3 Các thuật ngữ khác liên quan đến giao thức SIP 2.3.1 SIP sever 2.3.2 SIP account 2.3.3 SIP phone 2.3.4 Bộ định tuyến SIP ALG Vũ Việt Hoàng Thuận,Dũng,Hoàng Chương 3: Kiến trúc SIP architecture , Call Setup Disconnect Sip Gateway-to-SIP Gateway 3.1 Kiến trúc SIP Architecture Báo hiệu đièu khiển kết nối 3.2 Call Setup Disconnect SIP Gateway-to-SIP Gateway Tài liệu tham khảo: https://vi.wikipedia.org http://dlib.ptit.edu.vn TS Đặng Thế Ngọc, TS Nguyễn Viết Đảm, TS Phạm Thị Thúy Hiền, TS Nguyễn Viết Minh, Bài giảng công nghệ vô tuyến băng rộng, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, NXB 2017 https://www.bkns.vn/giao-thuc-sip-la-gi.html Giảng viên phụ trách duyệt Nhóm trưởng đại diện Thuận Phan Đức Thuận Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIP 1.1.Giao thức SIP gì? 1.2.Cấu trúc tạo nên giao thức SIP gì? 1.2.1.Kiến trúc tổng quan 1.2.2.Thông điệp SIP (SIP messages) 10 1.3.Cơng dụng giao thức SIP gì? 13 1.4.Cách thức hoạt động giao thức SIP, tính giao thức SIP 13 1.4.1.Cách thức hoạt động giao thức SIP 13 1.4.2.Tính giao thức SIP gì? 13 CHƯƠNG 2: CÁC YÊU CẦU VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN ĐẾN GIAO THỨC SIP 15 2.1Yêu cầu giao thức SIP ? 15 2.2SIP hoạt động Skype nhà cung cấp VoIP khác 16 2.3Các thuật ngữ khác liên quan đến giao thức SIP 19 2.3.1SIP sever 19 2.3.2SIP account 20 2.3.3SIP phone 20 2.3.4Bộ định tuyến SIP ALG 21 CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC SIP ARCHITECTURE, CALL SETUP VÀ DISCONNECT GIỮA SIP GATEWAY-TO-SIP GATEWAY 23 3.1Kiến trúc SIP Architecture 23 3.2Call Setup Disconnect SIP Gateway-to-SIP Gateway 25 TỔNG KẾT 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc thơng điệp SIP Hình 2: VoIP Stack Hình 3: SIP server thành phần tổng đài IP Hình 4: ALG hoạt động cổng LAN Hình 5: SIP Architecture Hình 6: Cuộc gọi SIP Gateway-to-SIP Gateway KIỂM TRA TRÙNG LẶP Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IETF Internet Enginnering Task Force SIP Session Initiation Protocol IP Internet Protocol RAS Registration Admission and Status SDP Session Description Protocol HTTP HyperText Transfer Protocol TCP Transmission Control Protocol UDP User Datagram Protocol UA Uer Agent UAS User Agent Server UAC User Agent Client URI Universal Resource Identifier VoIP Voice Over Internet Protocol PBX Private Branch Exchange DSL Digital Subcriber Line P2P Peer to Peer SGCP Simply Gateway Control Protocol IDCP Internet Control Message Protocol MGCP Media Gateway Control Protocol MEGACO Media Gateway Control ITU International Telecommunication Union QoS Quality of Service RTP Realtime Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol PSTN Public Switch Telephone Network IANA Internet Assigned Numbers Authority SSL Secure Sockets Layer TSL Transport Layer Security PGP Pretty Good Privacy Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối S/MIME Multipurpose Internet Mail Extension DECT Digital Enhanced Cordless Telecommunications NAT Network Address Translation ALG Application Layer Gateway Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối LỜI NÓI ĐẦU Cơng nghệ thơng tin ngày đóng vai trị quan trọng lĩnh vực đời sống đặc biệt việc truyền tải thông tin Ngày với phát triển công nghệ thông tin nói chung Internet nói riêng làm thay đổi phần giới Sự phát triển Internet tạo gần gũi vùng miền quốc gia khác khoa học công nghệ nhu cầu thông tin xã hội Nhu cầu trao đổi thông tin người ùng nổ Mạng Internet tốc độ cao giúp trao đổi đa phương tiện dễ dàng tác động mạnh mẽ làm thay đổi phương thức truyền thông thông tin truyền thống Các ứng dụng truyền thông tảng Internet phát triển mạnh mẽ Để đáp ứng phát triển giao thức tiêu chuẩn Internet giới thiệu với mục đích tạo chất lượng dịch vụ tốt Và đời SIP không ngoại lệ Từ tổ chức IETF (Internet Enginnering Task Force) công bố phiên SIP vào năm 1999 SIP trải qua nhiều thay đổi cải tiến Và phiên gần từ năm 2002 Hiện có hàng trăm nhà sản xuất bắt đầu kinh doanh máy chủ điện thoại có khả dùng giao thức SIP SIP đóng vai trị quan trọng nhiều ứng dụng đa phương tiện nhắn tin nhanh video trò chơi trực tuyến v.v Cụ thể gần cộng đồng VoIP phân loại SIP giao thức để kiểm sốt việc truyền tín hiệu qua Internet Bên cạnh ứng dụng điện thoại Internet SIP triển khai lĩnh vực thương mại điện tử Chính vậy, chúng em chọn đề tài “Kiến trúc hoạt động SIP” nhằm tìm hiểu, nghiên cứu giao thức SIP từ cung cấp thêm cho người đọc kiến thức cách hoạt động SIP, cách trao đổi thông tin người sử dụng với thơng qua việc trao đổi âm thanh, hình ảnh gởi file liệu dựa giao thức Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIP 1.1 Giao thức SIP gì? Giao thức SIP - Session Initiation Protocol giao thức báo hiệu sử dụng để thiết lập phiên giao dịch trực tuyến nhiều người tham gia, sửa đổi phiên cuối chấm dứt phiên Nó tìm thấy việc sử dụng chủ yếu giới IP Telephony Việc SIP tiêu chuẩn mở tạo quan tâm lớn thị trường điện thoại nhà sản xuất vận chuyển điện thoại dựa SIP chứng kiến tăng trưởng to lớn lĩnh vực Giao thức Khởi tạo Phiên (SIP) giao thức điều khiển lớp ứng dụng khởi tạo sửa đổi kết thúc phiên đa phương tiện VoIP SIP "mời" nhiều ên tham gia phiên có chẳng hạn hội nghị đa hướng Phương tiện thêm vào xóa khỏi phiên có SIP hỗ trợ dịch vụ ánh xạ tên định hướng ngược cách minh ạch để người dùng trì mã định danh nhìn thấy ên ngồi cho dù họ có iết mạng hay không SIP hỗ trợ năm vấn đề thiết lập kết thúc truyền thơng đa phương tiện • Vị trí người dùng: xác định hệ thống đầu cuối sử dụng để liên lạc người dùng di chuyển đến vị trí khác truy cập hệ thống từ xa Điều tương tự dịch vụ cung cấp ởi RAS H.323 • Sự sẵn sàng người sử dụng: xác định sẵn sàng bên nhận tham gia vào truyền thông • Khả người dùng: xác định phương tiện thông số để sử dụng SIP ằng giao thức SDP để thống thông số truyền thông • Thiết lập phiên: “gọi”, thiết lập thông số phiên gọi bên gọi bên nhận theo báo hiệu trực tiếp hay thơng qua proxy server • Quản lý phiên gọi: bao gồm chuyển kết thúc phiên, thay đổi thông số phiên gọi dịch vụ 1.2 Cấu trúc tạo nên giao thức SIP gì? 1.2.1 Kiến trúc tổng quan Giao thức SIP dựa văn có tương đồng đáng kể với giao thức HTTP Các tin nhắn dựa văn chế phản hồi yêu cầu giúp xử lý cố dễ dàng Việc truyền liệu thực tế thực Giao thức điều khiển truyền (TCP) Giao thức gói liệu người dùng (UDP) lớp mơ hình OSI Giao thức mơ tả phiên (hoặc SDP) kiểm sốt giao thức sử dụng Thuận,Dũng,Hoàng Báo hiệu đièu khiển kết nối Các tin nhắn SIP mô tả danh tính người tham gia gọi cách người tham gia liên lạc qua mạng IP Đóng gói bên tin nhắn SIP đơi thấy khai báo SDP SDP (Giao thức mô tả phiên) xác định loại kênh truyền thông thiết lập cho phiên – thông thường, điều khai báo loại codec có sẵn cách cơng cụ truyền thơng tiếp cận qua mạng IP Khi trình trao đổi thơng điệp thiết lập hồn thành, phương tiện trao đổi giao thức khác, điển hình RTP (Giao thức truyền thời gian thực) SIP phát triển IETF xuất với tên RFC 3261, tính linh hoạt cho phép thay gần hồn tồn giao thức H.323 giới VoIP Cấu trúc chung giao thức SIP bao gồm ba lớp: o Lớp lớp giao dịch người sử dụng TU (Transaction User layer) Đây phần xử lý thành phần SIP UA core, proxy core o Tiếp theo lớp giao dịch Transaction layer Lớp làm nhiệm vụ gửi nhận thông điệp SIP cách tin cậy Khi SIP chạy giao thức vận chuyển không tin cậy UDP, lớp phát lại thông điệp tùy thuộc vào trạng thái bị hạn chế o Bên lớp giao vận Transport layer Giao thức SIP chạy nhiều giao thức vận chuyển không tin cậy (như UDP) tin cậy (TCP, SCTP), giao thức bảo mật (TLS TCP) Một giao dịch bao gồm yêu cầu UAC gởi tất đáp ứng nhận cho đáp ứng Tiêu biểu trường hợp yêu cầu INVITE gởi Một hội thoại thể mối quan hệ hai UA khoảng thời gian Các hội thoại ao gồm phiên gọi Phiên nhiều thành phần có nhiều hội thoại hội thoại cho hai thành phần 1.2.2 Thông điệp SIP (SIP messages) Các thành phần tham gia vào hệ thống dựa SIP áo hiệu cho cách trao đổi tin SIP Đây ý tưởng ản rõ ràng giao thức SIP Bằng cách phân tích cấu trúc tin ta xử lý gọi cách dễ dàng Các thông điệp SIP có cấu trúc chung gồm phần thông điệp dựa text: request line, header, body.( Mô tả hình 1) Phần request line gồm thành phần: phương thức yêu cầu, địa nguồn URI (universal resource identifier) yêu cầu thiết lập phiên, phiên SIP Thuận,Dũng,Hoàng 10 Báo hiệu đièu khiển kết nối CHƯƠNG 2: CÁC YÊU CẦU VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN ĐẾN GIAO THỨC SIP 2.1 Yêu cầu giao thức SIP ? Nếu bạn muốn liên lạc qua SIP, bạn cần có điều sau đây: − Một địa / tài khoản SIP Điều lấy miễn phí từ nhiều nhà cung cấp Chỉ cần đăng ký trực tuyến; bạn có bạn miễn phí Dưới liên kết để giúp bạn có tài khoản SIP miễn phí • Địa SIP gì? • Nhà cung cấp địa SIP miễn phí • Đăng ký địa SIP − Một khách hàng SIP Đây chương trình mà bạn cài đặt máy tính thiết bị di động Nó chứa chức Softphone số tính khác cung cấp giao diện để bạn giao tiếp Có nhiều loại máy khách SIP khác Trong số ứng dụng phổ biến ứng dụng cung cấp miễn phí nhà cung cấp dịch vụ VoIP, để sử dụng với dịch vụ VoIP họ Một số số họ hỗ trợ SIP Nhưng bạn có máy khách xây dựng cho SIP không phụ thuộc vào dịch vụ Bạn sử dụng chúng với tài khoản SIP chí sử dụng chúng mơi trường tổng đài riêng PBX, thường tổng đài 1900, 1800 Bạn xem danh sách máy khách SIP miễn phí phổ biến thị trường cách định cấu hình máy khách SIP − Một kết nối Internet Với băng thông đủ cho giao tiếp thoại video Không cần nhiều cho giao tiếp thoại, đặc biệt bạn sử dụng code nâng cao để tiêu thụ băng thông thấp, bạn cần băng thông vững để liên lạc video Bạn thích kết nối DSL − Thiết bị nghe nói Bạn cần cần để có giọng nói bạn nghe nói, trình bày hình ảnh Tai nghe, tai nghe, micro webcam để liên lạc video − Bạn thân để nói chuyện Có lẽ mục danh sách kiểm tra Bạn có bạn bè, họ cần sử dụng SIP bạn muốn gọi miễn phí Chia sẻ địa SIP giống bạn làm số điện thoại Thuận,Dũng,Hoàng 15 Báo hiệu đièu khiển kết nối 2.2 SIP hoạt động Skype nhà cung cấp VoIP khác VoIP ngành công nghiệp rộng lớn mở rộng SIP phần nó, khối xây dựng (và mạnh mẽ) cấu trúc, trụ cột VoIP Nhưng với SIP, có số giao thức báo hiệu khác sử dụng để liên lạc thoại video mạng IP Chẳng hạn, Skype sử dụng kiến trúc P2P riêng mình, số nhà cung cấp dịch vụ khác Nhưng may mắn hầu hết nhà cung cấp dịch vụ VoIP hỗ trợ SIP dịch vụ họ (nghĩa họ cung cấp cho bạn địa SIP) ứng dụng khách VoIP mà họ cung cấp sử dụng với dịch vụ họ Mặc dù Skype cung cấp chức SIP, bạn muốn thử số dịch vụ ứng dụng khách khác cho SIP, Skype đề xuất trả tiền dành cho doanh nghiệp Có nhiều nhà cung cấp địa SIP máy khách SIP ngồi mà bạn khơng cần Skype để liên lạc SIP Chỉ cần kiểm tra trang web họ, họ hỗ trợ, họ phải nói với bạn Hai thành phần quan trọng ứng dụng điện thoại Internet điều khiển gọi truyền âm dạng gói Ngày nhiều giao thức mở phát triển để giải hai vấn đề kết hợp với để tạo thành VoIP stack Hình 2: VoIP Stack Các giao thức điều khiển gọi phổ biến chia thành hai nhóm: Thuận,Dũng,Hồng 16 Báo hiệu đièu khiển kết nối o Nhóm điều khiển cổng truyền thông: bao gồm SGCP, IDCP, MGCP (Media Gateway Control Protocol), MEGACO (Media Gateway Control) o Nhóm báo hiệu điểm-điểm: H 323 SIP H.323 thực ởi ITU liên kết với giao thức khác tương ứng với ước trình áo hiệu Do tiêu chuẩn giao thức trở nên cồng kềnh phức tạp khó phát triển mở rộng tương lai SIP sau phát triển ởi IETF khơng tiêu chuẩn hóa ý Hiện SIP 3GPP (Third Generation Partnership Project) nhiều nhà cung cấp chấp nhận Yếu tố tiện lợi xuất phát từ triết lý cốt lõi: Ngay từ đầu SIP thiết kế để mở rộng trì đơn giản Giao thức hỗ trợ định dạng văn ản UTF8 kế thừa từ hai giao thức Internet khác HTTP (Hypertext Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) mang lại nhiều ưu điểm nâng cao dung lượng tuyệt vời mà Internet mang lại SIP hệ thống truyền thông hợp SIP thành phần sử dụng với giao thức IETF khác để tạo kiến trúc đa phương tiện hoàn chỉnh RTP truyền liệu thời gian thực cung cấp phản hồi QoS(Quality of Services) giao thức RTSP kiểm soát việc phân phối luồng đa phương tiện giao thức MEGACO kiểm sốt cổng vào PSTN giao thức SDP mơ tả phiên đa phương tiện Do SIP kết hợp với giao thức khác để cung cấp dịch vụ toàn diện cho người dùng Tuy nhiên chức hoạt động SIP khơng phụ thuộc vào giao thức khác SIP không cung cấp dịch vụ Đúng hơn, SIP cung cấp phương tiện để thực nhiều dịch vụ khác Ví dụ SIP xác định vị trí người dùng gửi đối tượng nhận dạng đến vị trí họ Nếu điều sử dụng điểm cuối đồng ý tham số phiên Nếu sử dụng để gửi hình ảnh người gọi mơ tả phiên dịch vụ “ID người gọi” dễ dàng triển khai Như ví dụ cho thấy điều ản thường sử dụng cho nhiều dịch vụ khác SIP không cung cấp dịch vụ kiểm soát hội nghị kiểm soát họp iểu không định cách thức hội nghị kiểm sốt SIP sử dụng để đầu phiên ằng giao thức điều khiển hội nghị khác Một SIP truyền thơng điệp phiên chúng tạo qua mạng khác SIP cung cấp ất kỳ khả dự trữ tài nguyên mạng SIP cung cấp ộ dịch vụ ảo mật ao gồm ảo vệ xác thực (cả người dùng có proxy ngược lại) ảo vệ toàn diện dịch vụ mã hóa SIP làm việc với IPv4 IPv6 Thuận,Dũng,Hoàng 17 Báo hiệu đièu khiển kết nối Do SIP áp dụng cho nhiều hệ thống từ lớn đến nhỏ Mặc dù việc so sánh SIP H.323 cần xem xét trường hợp cụ thể chưa thể đưa kết luận dự đoán SIP giao thức mạng hệ tương lai Chúng ta so sánh cụ thể SIP H323 sau: Khi so sánh giao thức ảnh hưởng đến VoIP, ta thấy H323 hoàn thiện SIP, vấn đề nảy sinh từ thiếu mềm dẻo H323 SIP chưa định nghĩa đầy đủ mở rộng lớn để dễ dàng sử dụng ứng dụng Internet tương lai Kiến trúc H323 SIP H323 bao gồm dịch vụ, dịch vụ khả trao đổi, điều khiển hội nghị, báo hiệu bản, QoS, đăng ký v.v… SIP thành phần chứa báo hiệu gọi bản, vị trí người sử dụng, đăng ký Các tính khác nằm giao thức khác Terminal/Gateway UA Gatekeeper Servers RAS/Q.931 SIP H.245 SDP Chuyển gọi Có Có Chuyển tiếp gọi Có Có Giữ gọi Có Có Conference Có Có Thành phần Giao thức Các kỹ thuật bảo mật dựa H.235 SSL (Secure Sockets Layer) Hỗ trợ xác thực người gọi người nhận qua Hỗ trợ mã hoá xác thực hop-hop SSL/TSL Các khoá mã truyền SDP Hỗ trợ xác thực điểm cuối-điểm cuối PGP (Pretty Good Privacy) S/MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) H323 hỗ trợ nhiều mã hoá, tiêu chuẩn chung riêng, không mã ITU SIP hỗ trợ mã hoá đăng ký với IANA (Internet Assigned Numbers Authority) Bảo mật Mã hố Thuận,Dũng,Hồng 18 Báo hiệu đièu khiển kết nối Phân nhánh gọi Giao thức chuyển vận H323 gatekeeper điều khiển báo hiệu phân nhánh gọi đồng thời đến thiết bị SIP proxy điều khiển báo hiệu phân nhánh gọi đồng thời đến thiết bị Cả tin cậy không tin cậy Các thực thể H323 dùng giao thức tin cậy cho báo hiệu Cả tin cậy không tin cậy Các thực thể SIP dùng giao thức không tin cậy cho báo hiệu Bảng 1: So sánh SIP H323 2.3 Các thuật ngữ khác liên quan đến giao thức SIP 2.3.1 SIP sever SIP server thành phần tổng đài IP chủ yếu liên quan đến việc quản lý tất gọi SIP mạng SIP server gọi Proxy SIP Nhà đăng ký Hình 3: SIP server thành phần tổng đài IP Mặc dù SIP server coi phần quan trọng hệ thống điện thoại IP-PBX dựa SIP, xử lý quản lý phiên; cụ thể hơn, SIP server có thể: • Thiết lập phiên hai (hoặc nhiều) điểm cuối (một hội nghị âm có nhiều hai điểm cuối) • Đàm phán thơng số thông số kỹ thuật phương tiện cho phiên cho điểm cuối giao thức SDP • Điều chỉnh tham số phương tiện thông số kỹ thuật phiên DURING (ví dụ giữ gọi) Thuận,Dũng,Hoàng 19 Báo hiệu đièu khiển kết nối • • • • • • Thay điểm cuối điểm cuối (chuyển gọi) Chấm dứt phiên Quản lý thiết bị điện thoại IP Cấu hình tính tổng đài Kết nối với nhà mạng cung cấp đầu số qua dạng SIP trunking Cấp phát tài khoản SIP (cái máy nhánh) điện thoại IP (SIP phone) đăng ký lên SIP server không thực truyền nhận phương tiện Điều thực máy chủ phương tiện việc sử dụng giao thức RTP Trong bối cảnh môi trường IP-PBX, luôn SIP server Media server đồng hành nằm máy Tuy nhiên, xin lưu ý SIP server có dung lượng lớn (chẳng hạn Nhà cung cấp VoIP lớn) tách máy chủ Media họ sang máy khác để xử lý khối lượng công việc tốt phân phối tải cho nhiều Media server 2.3.2 SIP account Bạn coi tài khoản SIP, Sip Account chìa khóa kích hoạt giải pháp phần cứng phần mềm truyền thông VoIP bạn; thường gọi tác nhân người dùng SIP viết tắt SIP UAS Khi bạn nhập thông tin đăng nhập tài khoản SIP vào SIP UA, bạn thực nhận gọi tác nhân người dùng ID người gọi ưa thích bạn Một tài khoản SIP bao gồm thơng tin sau đây: • Password: mật tài khoản đăng ký • Username: tài khoản đăng ký • Register Name: tên đăng ký • Display Name: tên hiển thị • Label: nhãn hiển thị • server expires: thời gian hết hạn đăng ký thực gửi đăng ký lên lại • Giao thức : UDP hay TCP • Port: port sử dụng để đăng ký • Server host: địa IP domain SIP server Các tài khoản SIP không nhầm lẫn với địa SIP, coi phiên SIP số điện thoại Địa SIP trơng giống địa email (với tính lưu trữ SIP miễn phí chúng tơi, người dùng chúng tơi làm cho địa SIP địa email họ giống hệt nhau) chí cách chúng hoạt động tương tự cách email hoạt động Trong ví dụ đây, địa SIP gắn nhãn ‘Địa ghi’ 2.3.3 SIP phone Thuận,Dũng,Hoàng 20 Báo hiệu đièu khiển kết nối Nói cách đơn giản, SIP Phone điện thoại sử dụng Open SIP để thiết lập quản lý gọi điện thoại Giọng nói thực tế truyền qua mạng dựa IP cách sử dụng Tiêu chuẩn mở khác có tên RTPR Vì giao thức gọi chung VoIP (giao thức thoại qua internet), nên điện thoại đơi cịn gọi Điện thoại VoIP Máy khách VoIP SIP Phone phân loại thành loại chính: • Hardphones Điện thoại bàn Điện thoại SIP Phần cứng • Điện thoại SoftPhones Phần mềm SIP Điện thoại bàn _ Hardphones Một Hardphones trông giống điện thoại thông thường thực hoạt động điện thoại Tuy nhiên, Hardphones xây dựng cách sử dụng thành phần nhận biết mạng, cụ thể thành phần nhận biết IP Hardphones kết nối với Mạng IP cáp ethernet thông thường sử dụng WiFi Điện thoại khơng dây có sẵn thiết bị sử dụng công nghệ không dây tiêu chuẩn công nghiệp khác gọi DECT, để điện thoại liên lạc với trạm gốc giao thức DECT, trạm sở giao tiếp với IP-PBX sử dụng SIP RTP làm giao thức truyền tải Điện thoại di động _ Softphones Một Softphone đơn giản tên chúng ngụ ý – chương trình phần mềm cung cấp chức điện thoại Một lần nữa, Softphone sẽ, giống Hardphones, sử dụng giao thức chuẩn SIP RTP để thiết lập gọi chuyển giọng nói Bất kỳ thiết bị điện tốn như: • Máy tính để bàn (Windows, Mac, Linux) • Máy tính bảng (Android, iOS) • Điện thoại thơng minh (Android, iOS) Có thể chạy chương trình Softphone, cung cấp nhiều tùy chọn để lựa chọn Bất kỳ máy tính thiết bị thơng minh có micrơ loa (hoặc tai nghe) tăng gấp đơi Softphone Điều kiện tiên kết nối dựa IP với Nhà cung cấp VoIP Máy chủ SIP, thường dạng IP-PBX, mua đầu số 1900 Lợi ích SIP Phone Sử dụng Softphone cho phép sử dụng tốt tài nguyên máy tính, lợi ích quan trọng thực dựa phần mềm Giới hạn chức thêm vào Softphone giới hạn trí tưởng tượng nhà phát triển phần mềm, cho phép ta tạo công cụ trực quan mạnh mẽ cho người dùng, tích hợp vào hệ thống khác sử dụng Softphone làm trung gian… 2.3.4 Bộ định tuyến SIP ALG Thuận,Dũng,Hoàng 21 Báo hiệu đièu khiển kết nối Nhiều định tuyến thương mại ngày triển khai SIP ALG (Cổng cấp độ ứng dụng), kèm với tính bật theo mặc định Mặc dù ALG giúp giải vấn đề liên quan đến NAT, thực tế nhiều triển khai ALG định tuyến sai phá vỡ SIP Hình 4: ALG hoạt động cổng LAN Có nhiều giải pháp khác cho máy khách SIP phía sau NAT, số số chúng phía máy khách (STUN, TURN, ICE), giải pháp khác phía máy chủ (Proxy RTP RtpProxy, MediaProxy) ALG hoạt động điển hình định tuyến cổng LAN máy khách Trong số trường hợp, số giải pháp phía máy khách khơng hợp lệ, ví dụ STUN với định tuyến NAT đối xứng Nếu proxy SIP khơng cung cấp giải pháp NAT phía máy chủ, giải pháp ALG có vị trí ALG hiểu giao thức sử dụng ứng dụng cụ thể mà hỗ trợ (trong trường hợp SIP) thực kiểm tra gói giao thức kiểm tra lưu lượng thơng qua Một định tuyến NAT có SIP ALG tích hợp ghi lại thông tin tin nhắn SIP (tiêu đề SIP thân SDP) để truyền tín hiệu âm máy khách phía sau NAT điểm cuối SIP Ví dụ SIP ALG • Người gọi phía sau NAT với IP riêng 192.168.1.33 • Bộ định tuyến người gọi IP 192.0.2.200 • SIP proxy Internet với tên miền Ví dụ.com.vn Thuận,Dũng,Hồng 22 Báo hiệu đièu khiển kết nối CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC SIP ARCHITECTURE, CALL SETUP VÀ DISCONNECT GIỮA SIP GATEWAY-TO-SIP GATEWAY 3.1 Kiến trúc SIP Architecture Đầu tiên, tìm hiểu kiến trúc SIP Architecture: Hình 5: SIP Architecture Session Initiation Protocol (SIP) - ASCII-base application-layer control protocol sử dụng để setup, manage control session gọi endpoint môi trường IP based network, đơi session text, voice, video phối hợp nhiều loại SIP sử dụng cấu trúc HTTP SMTP thông điệp message format, endcoding để trao đổi thông tin SIP cho phép ứng dụng truyền thông hợp gửi nhận Text, Voice Video SIP Protocol thường sử dụng Port 5060 5061 SIP Endpoint thường sử dụng RTP Port dao động từ 10.000 20.000 SIP peer-to-peer protocol, peer session đóng vai trị Called UA (User Agent), UA logical SIP endpoint create manage SIP session UA đóng vai trị client (UAC) server (UAS) Một UA sử dụng giao thức SIP hoạt động phương thức sau: • UAC (User Agent Client – SIP Client): Phát sinh gửi request tới Server UAC softphone application cài đặt PC IP phone, chúng phát sinh gửi request tới Server (Proxy Server) thực gọi Thuận,Dũng,Hoàng 23 Báo hiệu đièu khiển kết nối Một SIP EndPoint (Phone) đóng vai trị UAC (gửi request) UAS (xử lý response) Softphones Cisco SIP IP phones phát sinh SIP requests respond lại requests.UAC ám End User Client Device • UAS (User Agent Server – SIP Server): Tiếp nhận, xử lý hồi đáp request Một Server kiêm nhiều chức logical server Registrar Server với Redirect Proxy server Proxy Server (User Agent Server): Khi Client thực gọi, khơng biết xác địa recipient nên gửi thông điệp request tới Proxy Server Proxy Server xác định location recipient, translate name User thành network address Proxy Server thay mặt Client tiếp tục forward thông điệp request tới Proxy Server tới trực tiếp recipient Proxy Server cung cấp số chức authentication, authorization, network access control, routing, reliable request retransmission, security Stateful Proxy sử dụng User Agent (UAC) với vai trò logical entity gọi (Back-To-BackUser-Agent) User agent nhận request xử lý request với vai trị UAS sau đóng vai trò UAC phát sinh gửi request Downstream: Là direction mà request message di chuyển từ client side tới server side (client > proxy > proxy proxy > proxy > server) Upstream: Là direction mà response flow từ server side gửi tới client side (server > proxy > proxy proxy > proxy > client) Redirect Server: Cung cấp cho client thông tin next hop hops mà message phải qua để Client contact tới next-hop server UAS trực tiếp Redirect Server tiến hành redirect thông điệp request ngược trở SIP Client để thông báo cho Client tiếp tục thực route request tới recipient Redirect Server truy vấn Location Server để lấy thông tin location information Registrar Server: Tiếp nhận REGISTER message từ End User gửi thông tin location User cho Location Server Registrar Server giúp xác định location User hệ thống network SIP End User login station khác hệ thống nên User phải register vị trí location chúng tới Registrar Server User định kỳ refresh vị trí location chúng cách register tới Registrar server Registrar server tiến hành binding User với địa address User, thông tin lưu trữ Location server Proxy server sử dụng để xác định locate User Location Server: Danh sách địa User register tới Registrar Server lưu trữ Location Server Location Server sử dụng số loại giao thức (LDAP) để xác định locate vị trí end user Thuận,Dũng,Hoàng 24 Báo hiệu đièu khiển kết nối 3.2 Call Setup Disconnect SIP Gateway-to-SIP Gateway Hình 6: Cuộc gọi SIP Gateway-to-SIP Gateway PBX A kết nối tới SIP gateway T1/E1 PBX B kết nối tới SIP gateway T1/E1 User B có phone number 555-0100 SIP gateway kết nối tới SIP gateway thông qua IP network Call flow diễn sau: • User A calls User B • User B answers the call • User B hangs up 1) Setup: PBX A tới SIP gateway Call setup thiết lập PBX A SIP gateway Setup trao đổi standard mà User A thực gọi tới User B Thuận,Dũng,Hoàng 25 Báo hiệu đièu khiển kết nối 2) INVITE: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi INVITE request tới SIP gateway INVITE request invitation gửi tới User B tham gia vào call session INVITE request rơi vào tình sau: a Phone number User B insert vào Request-URI field để hình thành SIP URL SIP URL nhận diện address User B có định dạng tương tự email address user@host o User telephone number o Host domain (có khơng có thơng tin hostname) numeric network address o Chẳng hạn Request-URI field INVITE request tới User B có dạng “INVITE sip:555-0100@example.com; user=phone.” b PBX A đóng vai trị call session initiator From field c Unique numeric identifier thiết lập cho gọi insert vào Call-ID field d Transaction number single call leg định danh CSeq field e Media capability User A thiết lập f Port RTP data để nhận lưu lượng SIP gateway nhúng vào 3) Call Proceeding: SIP gateway tới PBX A SIP gateway gửi Call Proceeding message tới PBX A để báo nhận setup request 4) Setup: SIP gateway tới PBX B SIP gateway nhận INVITE request từ SIP gateway thiết lập call setup với User B thông qua PBX B 5) 100 Trying: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi 100 Trying response tới INVITE request gửi SIP gateway 100 Trying response ám INVITE request nhận SIP gateway User B chưa xác định vị trí locate chưa thực tác vụ action nào, chẳng hạn việc truy vấn database consultation xử lý 6) Call Proceeding: PBX B tới SIP gateway PBX B gửi Call Proceeding message tới SIP gateway để báo nhận setup request 7) Alerting: PBX B tới SIP gateway PBX B xác định locate User B gửi Alert message tới SIP gateway User B Phone bắt đầu đổ chuông ringing 8) 180 Ringing: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi 180 Ringing response tới SIP gateway 180 Ringing response ám SIP gateway xác định locate User B 9) Alerting: SIP gateway tới PBX A SIP gateway gửi Alert message tới User A thông qua PBX A Alert message ám SIP gateway nhận 180 Ringing response từ SIP gateway User A nghe ringback tone ám User B alert Tại thời điểm này, one-way voice path thiết lập SIP Thuận,Dũng,Hoàng 26 Báo hiệu đièu khiển kết nối gateway PBX A SIP gateway PBX B Two-way RTP channel thiết lập SIP gateway SIP gateway 10) Connect: PBX B tới SIP gateway User B answers phone PBX B gửi Connect message tới SIP gateway Connect message notifies SIP gateway kết nối connection thiết lập 11) 200 OK: 12) Connect: SIP gateway tới PBX A SIP gateway gửi Connect message tới PBX A Connect message notifies PBX A kết nối connection thiết lập 13) Connect ACK: PBX A tới SIP gateway PBX A báo nhận thông điệp Connect message từ SIP gateway 14) ACK: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi ACK tới SIP gateway ACK xác nhận SIP gateway nhận 200 OK response từ SIP gateway 15) Connect ACK: SIP gateway tới PBX B SIP gateway báo nhận Connect message từ PBX B Call session kích hoạt active two-way voice path thơng qua RTP Tại thời điểm two-way voice path thiết lập SIP gateway PBX A SIP gateway PBX B Two-way RTP channel thiết lập SIP gateway SIP gateway 16) Disconnect: PBX B tới SIP gateway Khi User B hangs up, PBX B gửi Disconnect message tới SIP gateway Disconnect message bắt đầu call session termination process 17) BYE: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi BYE request tới SIP gateway BYE request ám User B muốn giải phóng kết thúc gọi User B muốn kết thúc gọi nên Request-URI field thay SIP URL PBX A From field chứa thông tin SIP URL User B Giá trị cseq value tăng lên đơn vị 18) Release: SIP gateway tới PBX B SIP gateway gửi Release message tới PBX B 19) Disconnect: SIP gateway tới PBX A 20) Release: PBX A tới SIP gateway PBX A gửi Disconnect message tới SIP gateway 21) 200 OK: SIP gateway tới SIP gateway SIP gateway gửi 200 OK response tới SIP gateway 200 OK response notifies SIP gateway SIP gateway nhận BYE request 22) Release Complete: PBX B tới SIP gateway 23) Release Complete: SIP gateway tới PBX A SIP gateway gửi Release Complete message tới PBX A phiên session kết thúc Thuận,Dũng,Hoàng 27 Báo hiệu đièu khiển kết nối TỔNG KẾT Trong trình tìm hiểu thực đề tài hướng dẫn Nguyễn Thanh Trà, nhóm cố gắng nỗ lực để hoàn thành đề tài Kết báo cáo gồm nội dung sau: − Bước đầu hiểu rõ trình bày khái niệm giao thức SIP − Hiểu thêm mơ hình cấu trúc, cách thức hoạt động giao thức − Thực việc thiết lập gọi dựa giao thức SIP Qua báo cáo nhóm phần hiểu thêm giao thức SIP tầm quan trọng lợi ích mà giao thức mạng lại hệ thống Internet nói chung mạng báo hiệu nói riêng Nó giúp nhóm em bạn sinh viên khác trang bị thêm nhiều kỹ năng, kiến thức bên ngồi mơi trường làm việc thực tế sau Tuy nhiên phải nói dù cố gắng nhiều, nhóm em khơng tránh khỏi sai sót việc xây dựng nội dung cách thức trình bày báo cáo hồn chỉnh, em mong nhận bảo đóng góp ý kiến để báo cáo nhóm em hồn thiện Thuận,Dũng,Hoàng 28 Báo hiệu đièu khiển kết nối TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Trọng Minh, “Báo hiệu điều khiển kết nối”, giảng Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, 4/2013 [2] RFC 3261 SIP: Session Initiation Protocol 2002 [3] RFC 2327 SDP: Session Description Protocol 1998 [4] https://vi.wikipedia.org [5] http://dlib.ptit.edu.vn [6] TS Đặng Thế Ngọc, TS Nguyễn Viết Đảm, TS Phạm Thị Thúy Hiền, TS Nguyễn Viết Minh, Bài giảng công nghệ vơ tuyến băng rộng, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, NXB 2017 [7] https://www.bkns.vn/giao-thuc-sip-la-gi.html Thuận,Dũng,Hồng 29 ... khiển kết nối CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC SIP ARCHITECTURE, CALL SETUP VÀ DISCONNECT GIỮA SIP GATEWAY-TO -SIP GATEWAY 3.1 Kiến trúc SIP Architecture Đầu tiên, tìm hiểu kiến trúc SIP Architecture: Hình 5: SIP. .. bày báo cáo hồn chỉnh, em mong nhận bảo đóng góp ý kiến để báo cáo nhóm em hoàn thiện Thuận,Dũng,Hoàng 28 Báo hiệu đièu khiển kết nối TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Trọng Minh, ? ?Báo hiệu điều khiển. .. tuyến SIP ALG Vũ Việt Hoàng Thuận,Dũng,Hoàng Chương 3: Kiến trúc SIP architecture , Call Setup Disconnect Sip Gateway-to -SIP Gateway 3.1 Kiến trúc SIP Architecture Báo hiệu đièu khiển kết nối