TÌM HIÈU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỎNG VOIP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG VOIP SVTH : NGUYỄN THIÊN PHÚ MSSV : 810032D GVHD : Ths ĐẶNG NGỌC MINH ĐỨC TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2009 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức LỜI CẢM ƠN  Em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Ngọc Minh Đức tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu, đồng thời động viên thời gian em nghiên cứu đề tài Em xin cảm ơn tất thầy cô khoa Điện Tử Viễn Thông nhiệt tình dạy dỗ, cung cấp trang bị cho em kiến thức q báu, cám ơn gia đình động viên em suốt thời gian vừa qua, cám ơn bạn góp ý kiến chân thành góp phần giúp em hồn thành luận văn Trong q trình làm luận văn, có nhiều cố gắng luận văn khơng khỏi tránh thiếu sót Kính mong thầy cô khoa bạn tận tình bảo góp ý kiến để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức   NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TPHCM, Tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức   NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TPHCM, Tháng năm 2009 Giáo viên phản biện Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN   1  DANH MỤC VIẾT TẮT   8  DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN   11  DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN   12  CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU   13  Lời mở đầu:   13  Nhiệm vụ Luận văn:   15  Tóm tắt Luận văn:  . 15  CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VOIP   16  2.1.Công nghệ VoIP (Voice over Internet Protocol – thoại qua Internet)   16  2.2.Các kỹ thuật mã hóa nén số VoIP   18  2.3.Một số giao thức sử dụng VoIP:   20  2.3.1.H323:  . 20  2.3.2.MGCP:   21  2.3.3.SIP:   21  2.3.4.RTP:   21  2.3.5.RTCP:   21  2.4.Ưu nhược điểm VoIP so với PSTN:   22  CHƯƠNG 3: GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA PHƯƠNG TIỆN H.323   24  3.1.Giới thiệu giao thức H323:  24  3.2.Những thành phần giao thức H323  . 24  3.2.1.Thiết bị đầu cuối.   25  3.2.2.Gateways.  . 25  3.2.3.Gatekeeper  . 25  3.2.4.Khối điều khiển đa điểm (MCU)  . 26  3.2.5.Base-end servers (BES).   26  Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức 3.3.Những giao thức có liên hệ với H323.   26  CHƯƠNG 4: GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN (SIP)   30  4.1.GIỚI THIỆU VỀ SIP   30  4.1.1.Tổng quan SIP.   30  4.1.2.Các chức SIP:   31  4.2.Bộ phận người dùng SIP máy chủ SIP:   31  4.2.1.Bộ phận người dùng UA (User Agents)   31  4.2.2.Máy chủ SIP:   32  4.2.2.1.Máy chủ ủy quyền (proxy server):  32  4.2.2.2.Máy chủ chuyển tiếp (Redirect server):   34  4.2.2.3.Máy chủ đăng kí (Registrar):   35  4.3.Ví dụ phiên làm việc SIP:   35  4.3.1.Thiết lập gọi trực tiếp hai UA:   35  4.3.2.Cuộc gọi SIP với có mặt máy chủ ủy nhiệm (proxy server):   42  4.3.3.Q trình đăng kí với máy chủ đăng kí (registrar server):   49  4.4.Các loại tin SIP:   50  4.4.1.Bản tin yêu cầu:   50  4.4.2.Bản tin đáp ứng:   52  4.5.So sánh SIP H323   56  4.5.1.Mã hoá 56 4.5.2.Độ trễ thiết lập gọi 56 4.5.3.Độ phức tạp 56 4.5.4.Kiến trúc 57 4.5.5.Cách định địa 57 4.5.6.Giao thức vận chuyển 57 4.5.7.Định tuyến gọi liên miền 57 4.5.8.Sự chuẩn hoá dịch vụ 57 4.6.Các lợi ích SIP 58 4.7.Tương lai SIP: 58 Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức CHƯƠNG 5: ASTERISK  . 59  5.1.Tổng quan ASTERISK:   60  5.1.1.Lịch sử phát triển:   60  5.1.2.Kiến trúc Asterisk   62  5.1.3.Một số tính hệ thống Asterisk:   63  5.1.4.Các ngữ cảnh ứng dụng :   65  5.1.4.1.Tổng đài IP – PBX   66  5.1.4.2.Kết nối IP – PBX với PBX  . 67  5.1.4.3.Kết nối Server Asterisk  . 68  5.1.4.4.Các ứng dụng IVR , Voice Mail , Điện thoại hội nghị :   69  5.1.4.5.Chức phân phối gọi tự động ACD:   70  5.2.Cài đặt Asterisk cấu hình ứng dụng   70  5.2.1.Chuẩn bị cho hệ thống tổng đài Asterisk:  . 70  5.2.1.1.Xem xét quy mô hệ thống tổng đài   71  5.2.1.2.Performance Issues  . 72  5.2.1.3.Phần cứng điện thoại :   74  5.2.2.Cài đặt Asterisk   76  5.2.2.1.Cài đặt hệ thống CentOS   76  5.2.2.2.Cài đặt Asterisk   89  5.2.3 Cấu hình ASTERISK   95  5.3.Mơ hình triển khai ứng dụng Asterisk thực tế :   102  CHƯƠNG 6: GIẢI PHÁP ĐIỆN THOẠI ĐƯỜNG DÀI CHO CÔNG TY VỪA VÀ NHỎ   106  6.1Nhu Cầu:   107  6.2Giải Pháp:   107  6.2.1 Điện thoại nội nước   107  6.2.2Điện thoại quốc tế  . 107  6.3Triển Khai:  . 109  Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức 6.3.1Chuẩn bị sở hạ tầng:  . 109  6.3.2Chuẩn bị phần mềm   110  KẾT LUẬN   111  TÀI LIỆU THAM KHẢO   112  Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức DANH MỤC VIẾT TẮT ACF: Advanced Communications Function ARQ: Automatic Retransmission Request ACK: Acknowledgement AOR: Address Of Record API: Application Programable Interface AGI: Asterisk Gateway Interface ACD: Automatic Call Distribution BES: Base-end servers BSD: Berkeley Software Distribution CentOS: Community ENTerprise Operating System CGI: Common Gateway Interface CRM: Customer Relationship Management Cseq : Command Sequence CELP: Code Excitation Linear Prediction DM: Delta Modulation DNS: Domain Name System DHCP: Dynamic Hots Configuration Protocol DSP: Digital Signalling Processing FDM: Frequency Division Multiplexing FPU: Floating Point Unit FSK: Frequency Shift Keying GSM: Global System Mobile GNU: GNU's Not Unix GPL: General Public Lisence HTTP: Hyper Text Transport Protocol IAX: Inter Asterisk eXchange Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức IRQ: Interrup request IVR: Interactive Voice Response IP: Internet Protocol ISP: Internet Service Provider ISUP: ISDN User Part ISDN: Integrated Services Digital Network IETF: Internet Engineering Task Force ITU: Input Terminal Unit LPC: Local Procedure Call LAN: Local Area Network MGCP: Media Gateway Control Protocol MCU: MultiPoint Control Units MGCP: Media Gateway Control Protocol NGN: Next Generation Networks PSTN: Public Switched Telephone Network PBX: Private Branch eXchange PC: Personal Computer PCM: Pulse Code Modulation PRI: Primary Rate Interface PHP: Personal Home Page QoS: Quality of Service RTP: Real Time Protocol RTCP: Real Time Transport Protocol RSVP: Resource reservation protocol RAS: Registration Adminssion Status SDP: Session Description Protocol SMTP: Simple Mail Transport Protocol SGCP: Simple Gateway Control Protocol SIP: Session Initiation Protocol Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức d IVR: Trả lời tự động  Timeout: Chọn thời gian kết nối, sau khoảng thời gian khơng thực tiếp cho phép tổng đài Tranfer đến máy extension định  Announcement: chạy file audio mục System Recordings  Tạo bỏ bớt Options cách nhấn vào button “Increase Options” “Decrease Option”  Trong Option chọn số bất kỳ, số thực tính định Trang 98 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức e Music on hold: Nhạc chờ  Category: chọn account nhạc  Upload a.wav 0r mp3 file: chọn file âm wav, mp3 máy tính nhấn “Upload”  Thời gian upload nhanh hay chậm tùy thuộc vào dung lượng file upload  Nếu upload file khơng phù hợp khơng upload Trang 99 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức f.System recording: Ghi âm lời chào  Để ghi âm lời chào cho tính IVR có cách : upload file wav PCM 16 bit từ máy tính, ghi âm từ máy extension  Cách ghi âm từ máy extension: máy extension (giả sử 200) nhấn “*77” Sau nghe tiếng bip bắt đầu thu âm, để nghe lại file vừa thu nhấn “*99 “ Ở mục “If you make… extension number”, gõ vào 200 nhấn “Go” Đặt tên file nhấn “save” Trang 100 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Trang 101 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP 5.3 GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Mơ hình triển khai ứng dụng Asterisk thực tế : Chúng ta tiến hành cấu hình thực tế hệ thống Asterisk phục vụ cho người dùng với tính mà hệ thống PBX cung cấp: Hình 5.10: Mơ hình triển khai Asterisk cho ứng dụng thực tế Sau tiến hành cài đặt hệ điều hành Linux ( dùng phiên CentOS 5.1) cài đặt gói cần thiết cho Asterisk: a Trường hợp 1: gọi từ PC to PC Bước 1: tạo extension 100 101 Bước 2: khai báo thông số softphone X-lite sau: Sau cài đặt chương trình ta right click vơ hình softphone->chọn SIP Account settings->nhấn Add khai báo thông số hình sau: Trang 102 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Sau nhấn OK softphone thị “Ready” tức ta đăng ký thành cơng với Asterisk server ta thực gọi.Tương tự extension 101 Bây ta thực gọi hai Extension 100 101 Trang 103 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức b Trường hợp 2: gọi từ PC mạng PSTN mobile Bước 1: Khai báo Outbound Routes Bước 2: Thực gọi đến thuê bao di động c Trường hợp 3: Gọi từ mạng PSTN mobile vào Asterisk Bước 1: Tạo IVR có tên VOIP cho extension 100 101,sau ta vào Inbound Routes để khai báo mục Set Destination Inbound Routes ta chọn IVR VOIP Bước 2: bắt đầu thực gọi Trang 104 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Lúc người gọi nghe lời chào lời hướng dẫn(đã ghi âm trước mục System recording) ,khi người gọi nhấn phím Asterisk chuyển gọi đến máy có extension 100,cịn nhấn phím chuyển đến máy có extension 101.  Trang 105 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức CHƯƠNG 6: GIẢI PHÁP ĐIỆN THOẠI ĐƯỜNG DÀI CHO CÔNG TY VỪA VÀ NHỎ Ngày nay, nhu cầu liên lạc cơng ty khơng bó hẹp nội hay nước mà cịn vươn nước ngồi Lúc vấn đề chi phí chất lượng đặt Như nói phần trước, VoIP với ASTERISK chọn lựa hợp lý với chi phí rẻ chất lượng chấp nhận Trong chương  này,  chúng  ta  xem xét đề giải pháp xây dựng hệ thống Call Center cho phép liên lạc chi nhánh phục vụ cho việc chăm sóc khách hàng với chất lượng chấp nhận chi phí thấp Trang 106 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức 6.1 Nhu Cầu: Nhu cầu công ty chia làm loại : điện thoại nội bộ, điện thoại nước điện thoại quốc tế Công ty gồm nhiều phòng ban khác Các phòng ban nhu cầu công việc nên cần liên lạc với liên lạc bên Hệ thống cần xây dựng thoả mãn yêu cầu 6.2 Giải Pháp: 6.2.1 Điện thoại nội nước Nhu cầu liên lạc nội công ty cao Việc thiết lập tài khoản SIP để cung cấp cho nhân viên trình bày chi tiết chương trước Bên cạnh , việc gọi điện thoại nước nhiều, nhiên nhu cầu sử dụng VoIP để kết nối với PSTN lại khơng cao Có thể xây dựng hai hướng để dự phòng : đường điện thoại PSTN , dùng VoIP kết hợp với CARD PCI gateway có hỗ trợ FXO (chẳng hạn ATA) 6.2.2 Điện thoại quốc tế Việc liên lạc quốc tế chi nhánh công ty nước khác cần ý Chúng ta thấy liên lạc việc kết nối trực tiếp qua đường PSTN hai nước chi phí cao Vì việc dùng VoIP để kết nối giải pháp tối ưu Chúng ta tham khảo mơ sau: Trang 107 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Hình 6.1 Mơ hình tham khảo Theo hình 5.1 , cần phải có call center Pháp để thực liên kết PSTN Pháp với Call Center Việt Nam thông qua đường truyền Internet Vấn đề đầu tư với Call Center Pháp Hai khả sau tính đến : Đầu tư tồn phần: Với giải pháp công ty phải đầu tư xây dựng hệ thống Call Center Pháp Việt Nam Việc cho phép công ty chủ động việc quản lý, mở rộng chi phí cho việc liên lạc thấp Tuy nhiên, chi phí bỏ để xây dựng sở hạ tầng mạng , chi phí nhân cơng bảo trì quản lý hệ thống cao Đầu tư phần: Thay phải bỏ chi phí cao để xây dựng thêm call center nước ngồi, cơng ty cần tận dụng sở hạ tầng mạng sẵn có để thiết lập Call Center thuê nhà cung cấp dịch vụ DID để chuyển hướng gọi khách hàng Việt Nam Công ty phải trả phí cho đường Internet phí thuê bao hàng tháng cho nhà cung cấp dịch vụ DID Chi phí thấp nhiều so với việc phải đầu tư xây dựng Call Center nước ngồi Trang 108 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Hình 6.2: Đầu tư phần Với giải pháp cơng ty giảm lượng đáng kể chi phí lắp đặt, vận hành quản lý Call Center lại phải phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ DID chất lượng chi phí hàng tháng Tuy nhiên, đầu tư phần giải pháp có phần hợp lý cho doanh nghiệp vừa nhỏ 6.3 Triển Khai: 6.3.1 Chuẩn bị sở hạ tầng: Đường truyền INTERNET: Một điều đáng lưu ý sử dụng VoIP băng thông download băng thông upload nên gọi ln tiến hành hai chiều Vì vậy, đường truyền leaseline hợp lý Trang 109 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Theo tính tốn ASTERISK để trì gọi lúc dùng CODEC G.729a hay G.723 cần băng thơng khoảng 128Kbps Do vậy, dùng tồn băng thơng đường leaseline 256Kbps trì tối đa 10 gọi lúc IP phone: Hiện Việt Nam có nhiều thương hiệu điện thoại IP Grandstream, Aastra, Polycom, Alcatel… Tùy vào giá nhà sản xuất mà chất lượng IP phone có khác Softphone: Softphone dùng phổ biến X-Lite (miễn phí) Chất lượng tốt dễ sử dụng Máy chủ: Máy chủ cần trang bị cấu hình tốt Cấu hình đề nghị :  Intel Pentium HT Processor  CPU 2.8 GHz  1024MB RAM  80GB Hard Drive  52x CD-ROM Drive  10/100 Network Adapter 6.3.2 Chuẩn bị phần mềm Như trình bày phần trước, hồn tồn sử dụng gói phần mềm mã nguồn mở (miễn phí) để xây dựng hệ thống IP PBX Tuy nhiên, qua trình xây dựng phát triển, gói tích hợp tồn thành phần cần thiết cho IP PBX đời, Trixbox Trixbox gói chứa ln hệ điều hành CentOS, phần mềm mã nguồn mở ASTERISK FreePBX Việc cài đặt cấu hình dễ dàng thứ tích hợp sẵn Giải pháp tỏ hữu hiệu nhiều so với việc tự kết hợp gói với Trang 110 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức KẾT LUẬN Hệ thống tổng đài IP nội - IP PBX sử dụng Asterisk triển khai ứng dụng rộng rãi thực tế ngày phát triển chứng minh phần tác động VoIP nói chung Asterisk riêng người sử dụng Bên cạnh tiện ích mà Asterisk mang lại cho người sử dụng, đặc biệt yếu tố giá cả, chi phí tiện ích cung cấp cho người sử dụng, Asterisk cịn gặp phải số khó khăn triển khai thực tế, nhiên, khó khăn yếu tố khách quan từ bên ngoài, từ người sử dụng công nghệ, giải pháp mà Asterisk mắc phải nên tương lai, khó khăn hồn tồn khắc phục Cộng đồng mã nguồn mở Asdterisk phát triển mạnh mẽ , thông tin cần tham khảo có sẵn , diễn đàn trao đổi kinh nghiệm phong phú Hơn , Asterisk triển khai ứng dụng phổ biến thực tế minh chứng rõ ràng ưu điểm hệ thống mã nguồn mở miễn phí mà mạnh mẽ Trang 111 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo: [1]“VoIP telephony with Asterisk” Paul Mahle [2]“Tổng quan Asterisk” Tác giả: Lê Quốc Toàn Web tham khảo: [1] http://www.asterisk.org/ [2] http://www.asteriskvoipnews.com [3] http://www.04hcb.net [4] http://dientuvienthong.ucoz.net [5] http://forum.vnoss.org   Trang 112 ... lab.high-voltage.org:5060;branch=z9hG4bKfw19b Max-Forwards: 70 To: G Marconi From: Nikola Tesla ;tag=76341 Call-ID: 123456789@lab high-voltage.org... high-voltage org:5060;branch=z9hG4bK321g Max-Forwards: 70 To: G Marconi ;tag=a53e42 From: Nikola Tesla ;tag=76341 Call-ID: 123456789@lab high-voltage... Outage Contact: Content-Type: application/sdp Content-Length: 158 v=0 o=Tesla 2890844526 2890844526 IN IP4 lab high-voltage.org s=Phone Call c=IN IP4 100