HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG -^ O ^ - BÀI TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI Đề tài: ĐẢNH GIẢ VIỆC SỬ DỤNG BỘ GIAO THỨC H.323 TRONG CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG Giảng viên: ThS PHẠM ANH THƯ Sinh viên : TƠ ĐÌNH AN - B18DCVT003 NGUYỄN SỸ DŨNG - B18DCVT065 PHẠM VIỆT ĐỨC - B18DCVT117 VŨ TRỌNG NHÂN - B18DCVT315 PHẠM ĐỨC ANH - B18DCVT024 Hà Nội - 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỘ GIAO THỨC H.323 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Phạm vi hoạt động CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN MẠNG & CHỨC NĂNG CỦA BỘ GIAO THỨC H.323 2.1 Thiết bị đầu cuối (Terminal) 2.2 Gateway 2.3 Gatekeeper 2.3.1 Chức bắt buộc Gatekeeper 2.3.2 Các chức tùy chọn Gatekeeper 2.4 Thiết bị điều khiển đa điểm (MCU) CHƯƠNG 3: THỦ TỤC BÁO HIỆU BỘ GIAO THỨC H.323 3.1 Bộ giải mã âm .10 3.2 Bộ giải mã video 10 3.3 Cơ chế điều khiển báo hiệu 11 3.3.1 H.225.0 11 3.3.2 Tín hiệu điều khiển H.245 11 3.3.3 H.225.0 RAS 11 3.3.4 Q.931 .13 3.5 Thiết lập giải phóng gọi 14 3.5.1 Thiết lập gọi với đầucuốivà Gatekeeper 14 3.5.2 Tương tác với phương tiện đa phương tiện khác Mạng 18 3.5.3 Thiết lập gọi với đầucuốivà Gatekeeper 20 3.6 Dịch vụ bổ sung 20 3.7 Chất lượng bảo mật 21 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VÀ MÔ PHỎNG .23 4.1 H.323 ứng dụng vào dịch vụ hội nghị truyền hình 23 4.1.1 Cấu trúc áp dụng: 23 4.1.2 Chuẩn H.323 - Hệ thống mạng hội nghị truyền hình 23 4.2 H.323 dịch vụ thoại qua IP 24 4.3 H.324 cho mạng điện thoại truyền thống (PSTN) 24 4.4 Liệt kê số công cụ H323 ứng dụng thực tiễn 25 4.5 Mô hoạt động giao thức H.323 .26 4.5.1 Phần mềm cần sử dụng 26 4.5.2 Thực .27 CHƯƠNG 5: THÁCH THỨC VÀ TRIỂN VỌNG 28 5.1 Thách thức 28 5.1.1 Các vấn đề khả tương tác triển khai 28 5.1.2 Thiếu dịch vụ giá trị gia tăng 29 5.2 Triển vọng tương lai 30 5.2.1 H.323 or SIP? 30 5.2.2 Xu hướng thị trườngdoanhnghiệp 31 5.2.3 Xu hướng Thị trường gia đình Doanh nghiệp nhỏ 31 5.2.4 Sự phát triển tương laiở H.323 31 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 34 BÀI TẬP 47 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập môn, chúng em truyền đạt cho kiến thức lý luận chưa có hội va chạm thực tiễn, qua tập lớn kết thúc học phần, chúng em có hội tìm hiểu sâu môn Báo hiệu điều khiển kết nối, mơn học đem lại nhiều lợi ích cho chúng em trường làm việc sau Để đại kết vậy, nhờ dạy thầy nói chung hướng dẫn Cơ Phạm Anh Thư nói riêng, giúp chúng em hoàn thành tốt tập kết thúc học phần Nhưng chưa có nhiều kiến thức ngồi nên cịn có nhiều thiếu sót trình tìm hiểu, nghiên cứu trình bày, chúng em mong nhận đóng góp ý kiến để hồn chỉnh hơn! Chúng em xin chân thành cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU H.323 tập hợp giao thức cho hội nghị thoại, video liệu qua mạng dựa gói Internet Khuyến nghị tại, gọi phiên 2.0, Nhóm Nghiên cứu 16 (SG16) Bộ phận Viễn thông thuộc Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITUT) phê chuẩn Ngăn xếp giao thức H.323 thiết kế để hoạt động bên lớp truyền tải mạng bên Do đó, H.323 sử dụng phương tiện truyền tải mạng dựa gói Ethernet, TCP / UDP / IP, ATM Frame Relay để cung cấp giao tiếp đa phương tiện thời gian thực H.323 sử dụng Giao thức Internet (IP) cho hội nghị liên mạng H.323 số khuyến nghị hội nghị truyền hình ITU-T đưa Các đề xuất khác loạt bao gồm H.310 cho hội nghị qua ISDN băng rộng (B-ISDN), H.320 cho hội nghị qua ISDN băng hẹp, H.321 cho hội nghị qua ATM, H.322 cho hội nghị qua mạng LAN cung cấp chất lượng đảm bảo dịch vụ H.324 cho hội nghị qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) Tiêu chuẩn H.323 thiết kế phép máy khách mạng H.323 giao tiếp với máy khách mạng hội nghị truyền hình khác Nghiên cứu cung cấp tổng quan chi tiết thành phần, giao thức thủ tục định nghĩa H.323 Những thách thức kỹ thuật phải đối mặt với việc áp dụng rộng rãi H.323, phần mở rộng phát triển H.323 triển vọng tương lai H.323 tiêu chuẩn hội nghị truyền hình thảo luận Xu hướng: Sự phát triển bùng nổ Internet triển khai gần phổ biến mạng LAN doanh nghiệp làm cho mạng dựa gói trở nên phổ biến Do đó, cá nhân doanh nghiệp sử dụng tài nguyên để liên lạc âm hình ảnh điều đương nhiên để bù đắp phần giá cước mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) Đa phương tiện qua mạng dựa gói (chủ yếu mạng IP) phát triển nhanh chóng vài năm qua Nghiên cứu ngành cho thấy mức tăng trưởng mức 37% hàng năm dự kiến đạt 39 tỷ đô la vào năm 2002 (http://www.imtc.org/faq.htm) Trong dự báo tương tự, Probe Research ước tính vào năm 2002, 18,5% tổng lưu lượng điện thoại Hoa Kỳ chuyển qua mạng liệu Sự mở rộng nhanh chóng tiềm làm sở cho tầm quan trọng tiêu chuẩn cho phép thống H.323 Tiêu chuẩn hóa: Trong khoảng thời gian 1995-1997, số nhà cung cấp phát triển sản phẩm dịch vụ để phục vụ cho thị trường điện thoại IP Tuy nhiên, sản phẩm dịch vụ dựa giao thức độc quyền ngăn cản khả tương tác rộng rãi H.323 giao thức tiêu chuẩn chấp nhận rộng rãi Điều thúc đẩy nhận thức, tính khả dụng khả chấp nhận cao hội nghị đa phương tiện qua mạng dựa gói Kết nối Internet: H.323 làm cầu nối truyền thông đa phương tiện mạng dựa gói mạng chuyển mạch SCN) Các máy khách dựa tiêu chuẩn hội nghị SCN H.320 (ISDN), H.321 (ATM) H.324 (PSTN) hoạt động liên thông với máy khách H.323 Ví dụ, gọi từ máy khách H.323 đến điện thoại thông thường PSTN Ở cấp độ doanh nghiệp, khả kết nối internet cho phép doanh nghiệp chuyển thoại video từ mạng có sang mạng liệu họ Các dịch vụ tích hợp: H.323 phát triển dịch vụ bổ sung e-mail, thư thoại, fax, chức trung tâm gọi hội nghị truyền hình mơi trường tích hợp Ví dụ: doanh nghiệp thương mại điện tử cung cấp liên kết thoại trực tiếp từ trang web họ đến đại diện bán hàng để trả lời câu hỏi khách hàng Một số dịch vụ chuẩn hóa H.450.X (ví dụ: chuyển gọi, chuyển tiếp gọi) Xuất phát từ lý trên, tác giả lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Đánh giá việc sử dụng giao thức H.323 công nghệ truyền thông’” Kết cấu tiểu luận: Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo Phụ lục phần nội dung đề tài gồm có phần sau: Chương 1: Tổng quan giao thức H.323 Chương 2: Thành phần mạng & chức giao thức H.323 Chương 3: Thủ tục báo hiệu giao thức H.323 Chương 4: Ứng dụng mô Chương 5: Thách thức triển vọng Phần tập BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ST T Từ viết tắt Giải thích thuật ngữ MCU Multipoint Control Unit MC Multipoint Controller MP Multipoint processor ISDN Integrated Services Digital Network SCN Switched Circuit Network QoS Quality of Service RAS Registration Admission Status RTP Real Time Transfer Protocol RTCP Real Time Transport Protocol 10 PSTN Public Switched Telephone Network 11 SS7 Signaling System # 12 BRQ Bandwidth Change Request 13 BCF Bandwidth Charge Coníirmation 14 BRJ Bandwidth Change Reject 15 DCT Discrete Cosine Transform 16 CIF Common Intermediate Format 17 QCIF Quarter Common Intermediate Format 18 MPEG Moving Picture Experts Group 19 TCP Transmission Control Protocol 20 UDP User Datagram Protocol 21 GRQ Gatekeeper Request 22 OSI Open Systems Interconnection 23 ISO International Organization for Standardization 24 QSIG Q Signaling 25 PBX Private Branch Exchange 26 RSVP Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering 27 TLS Transport Layer Security 28 IPX Internetwork Packet Exchange 29 LAN Local Area Network 30 MAN Metropolitan Area Network 31 WAN Wide Area Network 32 PPP Point-to-Point Protocol 33 IGMP Internet Group Management Protocol 34 VVoIP Voice/Video over Internet Protocol 35 VoIP Voice over Internet Protocol 36 ITU International Telecommunication Union 37 ATA Analog Phone Adapter 38 ALG Application Layer Gateway DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Phạm vi hoạt động giao thức H.323 .1 Hình 1: Bố cục liên mạng hỗ trợ H.323 Hình 2: Ngăn xếp giao thức gateway .4 Hình 3: Thành phần Gatekeeper Hình 4: Khối điều khiển đa điểm MCU Hình 1: Ngăn xếp giao thức H.323 mơ hình OSI Hình 3.2: Mơ hình kết nối báo hiệu trongH.323 12 Hình 3: Thiết lập gọi .14 Hình 4: minh họa luồng báo hiệu điều khiển H.323 16 Hình 5: minh họa luồng phương tiện H.323 luồng điều khiển phương tiện 17 Hình 6: Điện thoại IP: H.323 Kết nối với SCN 19 Hình 7: H.323 Tương tác với mạng H.32x khác 19 Hình 8: Thiết lập gọi với đầu cuối Gatekeeper 20 Hình 4.1: Endpoint hệ thống ALG (Application Layer Gateway) 25 Hình 2: Công cụ Beacon ứng dụngH.323 26 Hình 3: Danh sách gói tin sau thực gọi 27 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỘ GIAO THỨC H.323 1.1 Giới thiệu chung H.323 công nghệ tảng để truyền âm thanh, video liệu thời gian thực qua mạng dựa gói Nó định thành phần, giao thức thủ tục cung cấp truyền thông đa phương tiện qua mạng dựa gói (xem Hình 1.1) Mạng dựa gói bao gồm mạng cục dựa IP (bao gồm Internet) trao đổi gói Internet (IPX), mạng doanh nghiệp (EN), mạng khu vực đô thị (MAN) mạng diện rộng (WAN) H.323 áp dụng nhiều chế — âm (điện thoại IP); âm video (videotelephony); âm liệu; âm thanh, video liệu H.323 áp dụng cho truyền thơng đa phương tiện H.323 cung cấp vô số dịch vụ đó, ứng dụng nhiều lĩnh vực - ứng dụng tiêu dùng, kinh doanh giải trí H.323 tiêu chuẩn định thành phần, giao thức thủ tục cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện — âm thanh, video liệu thời gian thực — qua mạng gói, bao gồm mạng dựa giao thức Internet (IP) H.323 phần nhóm khuyến nghị ITU - T gọi H.32X cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện qua nhiều mạng khác 1.2 Phạm vi hoạt động Vùng H.323 tập hợp tất thiết bị đầu cuối, gateway MCU quản lý Gatekeeper (xem Hình 1.1) Một khu vực bao gồm thiết bị đầu cuối bao gồm gateway MCU Một khu có gatekeeper Một vùng độc lập với cấu trúc liên kết mạng bao gồm nhiều phân đoạn mạng kết nối định tuyến thiết bị khác Hình 1: Phạm vi hoạt động giao thức H.323 • Phụ lục E - Giao thức truyền tải tín hiệu gọi đa kênh • Phụ lục F - Loại điểm cuối đơn giản • Phụ lục G - Giao tiếp miền quản trị H.323 Version • Phân tách Gateway • Đăng ký thêm • Đăng ký tiền tố vùng động • Gatekeeper thay • Dung lượng điểm cuối Kể từ phiên H.323 phê duyệt vào năm 1996, có phiên H.323 Phiên phê duyệt vào ngày 17 tháng 11 năm 2000 PHỤ LỤC 2: Đường hầm phần tử thông tin số chuyển hướng Thông báo cài đặt PRI đến chứa Phần tử thơng tin Số chuyển hướng (RDN) (IE) Số gọi ban đầu (OCN) IE Các IE cho biết gọi chuyển hướng (chuyển tiếp) thông báo chứa nội dung sau: • Số đích (DN) gọi ban đầu • Lý gọi chuyển hướng • Thơng tin liên quan khác OCN IE biến thể Nortel RDN IE H.323 Version H.323 Version Gateway chuyển toàn RDN OCN IE từ tin PRI đến vào tin H.225 SETUP IE đóng gói trường nonStandardData phần tử thông tin người dùng với người dùng (UUIE) thơng báo H.225SETUP Trường nonStandardData chứa RDN OCN IE đóng gói tin QSIG tiêu chuẩn toàn cầu, báo hiệu điều khiển đường hầm, chứa OCN RDN Cisco điểm cuối H.323 bên thứ ba khác truy cập thơng tin chuyển hướng cách giải mã trường nonStandardData Theo đặc điểm kỹ thuật H.225, liệu Dữ liệu chuẩn bị bỏ qua điểm cuối bên thứ ba không gây vấn đề khả tương tác Đối với lệnh gọi PRI chuyển hướng định tuyến đến gateway Cisco, gửi H.323 tới gateway khác Cisco thoát gateway PRI, RDN / OCN IE truyền từ gateway nguồn đến gateway đích Thơng báo cài đặt PRI đến truyền qua H.225 mã hóa thành thơng báo cài đặt PRI gửi gateway đích Việc tạo đường hầm cho RDN OCN IE quan trọng ứng dụng máy chủ Nhắn tin Hợp cần biết số điện thoại gọi ban đầu để truy cập thông tin tài khoản xác H.323 Version H.323 Version giới thiệu RDN IE dựa tiêu chuẩn thông báo H.225 SETUP Cisco IOS Release 12.3 (11) T RDN IE gửi dạng Q.931 IE tin H.225 SETUP RDN nonStandardData OCN IE hỗ trợ để tương thích ngược Khi nhận H.225 Q.931 RDN IE nonStandardData IE, RDN H.225 Q.931 giải mã nonStandardData không giải mã PHỤ LỤC 3: Hướng dẫn cài đặt Cài đặt máy ảo Client Trong thực hành cần dùng máy client ảo có nhiệm vụ đầu cuối H323 Việc cài đặt không khác nhiều so với việc cài đặt Windows XP thực tế, nên phạm vi thực hành khơng đề cập lại Lưu ý: Trong q trình thiết lập cài đặt cho máy ảo có địi CD Key, ta nhập dãy số bất kỳ, password không cần đặt đc Ta chọn card mạng cho máy tiếp tục Host-Only (ta cấu hình phần sau) Virtual Machine Settings Hardware Options Device Qconnected Connect at power on Summary Ẽã Memory 512 MB Q: Processors Qhard Disk (IDE) 40 GB @ CD/DVD (IDE) Auto detect Netroork Adapter @ USB Controller Sound Card Network connectỉon OBridged: Connected directly to the physical network Custom (VMnet2) Present Replicate physical netroork connection State o NAT: Used to share the host's F address o Host-only: A private netroork shared with the host Auto detect ộ Printer Present □ Display Auto detect ©Custom: Specitic Virtual network VMnet2 (Host-only) Device status o LAN segment: Add Remove OK Cancel Help * Chú ý: Sau lần khởi động vào hình chính, máy trạm chạy Windows XP tự động cài đặt gói VMWare Tools Đây gói cài đặt cần thiết cho việc giao tiếp máy ảo máy “thật” cách dễ dàng (có thể copy paste dạng kéo - thả, sử dụng máy ảo chế độ Full Screen) Cài đặt phần mềm Polycom PVX Sau tải về, giải nén cài bình thường Khi cài xong , để gọi H323 ta phải cài đặt sau: Nhấn OK đợi loading Tiếp theo, mở Polycom PVX vừa cài đặt Desktop làm theo sau: Phần thông tin đây, bạn điền theo ý muốn cá nhân Ở hình kế tiếp, ta tích hết theo hình sau: Những phần sau cần Next Finish hoàn thành Thực gọi Cuối cùng, ta tiến hành thực gọi UA lấy tin H.323: Ở UA 1, giao diện phần mềm Polycom PVX, ta nhập địa IP UA2 15.15.1.22 hình bên dưới: Đồng thời mở phần mềm Wireshark trước bắt đầu gọi Sau đó, ta nhấn nút Call Khi UA2 nhấc máy, bên bắt đầu đàm thoại Nếu bên muốn cúp máy nhấn Hang Up Xem danh sách gói tin bắt Wireshark q trình gọi Lọc gói tin H.225 Lọc gói tin H245 BÀI TẬP Minh họa thủ tục thiết lập gọi máy điện thoại analog kết nối vào AGW điện thoại SIP Aualcgue Phone SLP Proxy R-MG Các chức giao thức SIP: - - Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) giao thức điều khiển chuẩn hóa IETF (RFC 3261) SIP “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi giải phóng phiên kết nối tương tác đa phương tiện người sử dụng” Nhiệm vụ thiết lập, hiệu chỉnh xóa phiên làm việc đầu cuối người dùng SIP (giữa đầu cuối MGC) Các phiên làm việc hội nghị đa phương tiên, gọi điện thoại điểm-điểm, Cấu trúc SIP tương tự với cấu trúc HTTP (giao thức client-server) Nó bao gồm yêu cầu gởi đến từ người sử dụng SIP client đến SIP server Server xử lý yêu cầu đáp ứng đến client Lớp thứ giao thức lớp cú pháp mã hóa Lớp sử dụng văn phạm ABNF (Augmented Backus-Naur Form) để đưa nguyên tắc mã hóa PTIT 61 khn dạng cú pháp cho tin SIP Khuôn dạng mô tả chi tiết RFC2234 - - - Lớp thứ hai lớp truyền tải Đây lớp thị cho client gửi yêu cầu nhận đáp ứng server nhận yêu cầu gửi đáp ứng Lớp truyền tải gần giống với lớp socket thực thể SIP Lớp thứ ba cấu trúc SIP lớp giao dịch Một giao dịch thuật ngữ SIP yêu cầu gửi client tới server, với tất đáp ứng cho yêu cầu được gửi từ server client Lớp giao dịch xử lý việc tương thích đáp ứng cho yêu cầu Thời gian hết hạn trình phát lại giao dịch lớp ứng dụng xử lý lớp phụ thuộc vào giao thức truyền tải sử dụng Các giao dịch sử dụng lớp truyền tải để gửi nhận yêu cầu đáp ứng Lớp thứ lớp giao dịch người dùng Lớp chứa bốn chế trạng thái giao dịch Các tham số định thời, nguyên tắc phát lại nguyên tắc kết cuối riêng biệt chế Tính tốn Gateway: 2000 thuê bao Lưu lượng thuê bao: 0.1 Erl Thời gian trung bình gọi: 250s Mỗi tin SIP trung bình dài 300 bytes Băng thơng báo hiệu? Giải - Đối với gói tin báo hiệu truyền qua mạng IP cần có số byte cho tiêu đề: Tiêu đề UDP + Tiêu đề IP + Tiêu đề Ethernet = 64 + 160 + 208 = 432 (bit) - Tổng lưu lương AGW = (tổng thuê bao x lưu lượng thuê bao) = 2000 x 0.1 = 200 Er - Số gọi trung bình AGW giờ: 200 x 3600/250 = 2880 (cuộc gọi) - Số gọi trung bình giây: 2880/3600 = 0,8 (cuộc gọi) - Băng thơng báo hiệu: [(số gọi trung bình giây) x (số lượng tin cần thiết để hoàn thành gọi)] x [(số bit tin + tiêu đề để truyền tin qua mạng)] - Số tin SIP trao đổi MGC SIP Proxy để thiết lập gọi thành cơng theo lưu đồ hình vẽ tin Vì vậy: 0,8 x x (300x8 + 432) = 9.0624 Kbps = 0,009 Mbps ... giả lựa chọn nghiên cứu đề tài: ? ?Đánh giá việc sử dụng giao thức H. 323 công nghệ truyền thông? ??” Kết cấu tiểu luận: Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo Phụ lục phần nội dung đề tài gồm... gồm có phần sau: Chương 1: Tổng quan giao thức H. 323 Chương 2: Thành phần mạng & chức giao thức H. 323 Chương 3: Thủ tục báo hiệu giao thức H. 323 Chương 4: Ứng dụng mô Chương 5: Thách thức triển... nghị Thông số bao gồm giao thức điều khiển tin trình thực gọi Các giải pháp h? ??i nghị truyền h? ?nh thoại dựa giao thức H. 323 công nghệ phổ biến thiết lập lĩnh vực công nghiệp h? ??c thuật Tuy nhiên,