TÌM HIÈU VÀ THIẾT KẺ HỆ THỎNG VOIP

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 : TRẦN ĐÌNH PHÚC MSSV : 710085D GVHD : Ths ĐẶNG NGỌC MINH ĐỨC TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2009 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN 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 Thơng nhiệt tình dạy dỗ, cung cấp trang bị cho em kiến thức quí 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 trình làm luận văn, có nhiều cố gắng luận văn khơng khỏi tránh thiếu sót Kính mong thầy 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 HƢỚNG DẪN TPHCM, Tháng năm 2009 Giáo viên hƣớng 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 DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN .11 DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN 12 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .13 Lời mở đầu: 13 Nhiệm vụ Luận văn: .15 Tóm tắt Luận văn: .15 CHƢƠNG 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 đƣợc 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.Ƣu nhƣợc điểm VoIP so với PSTN: 22 CHƢƠNG 3: GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA PHƢƠNG 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 CHƢƠNG 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 ngƣời dùng SIP máy chủ SIP: 31 4.2.1.Bộ phận ngƣời 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.Quá 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.Tƣơng lai SIP: 58 Trang Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức CHƢƠNG 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.Mô hình triển khai ứng dụng Asterisk thực tế : 102 CHƢƠNG 6: GIẢI PHÁP ĐIỆN THOẠI ĐƢỜNG DÀI CHO CÔNG TY VỪA VÀ NHỎ 106 6.1Nhu Cầu: 107 6.2Giải Pháp: 107 6.2.1 Điện thoại nội nƣớc .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 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 lƣợng file upload  Nếu upload file khơng phù hợp khơng upload đƣợc 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 ngƣời 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) nhƣ cài đặt gói cần thiết cho Asterisk: a Trƣờng hợp 1: gọi từ PC to PC Bƣớc 1: tạo extension 100 101 Bƣớc 2: khai báo thông số softphone X-lite nhƣ sau: Sau cài đặt chƣơng trình ta right click vơ hình softphone->chọn SIP Account settings->nhấn Add khai báo thông số nhƣ 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 đƣợc gọi.Tƣơng 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 Trƣờng hợp 2: gọi từ PC mạng PSTN mobile Bƣớc 1: Khai báo Outbound Routes Bƣớc 2: Thực gọi đến thuê bao di động c Trƣờng hợp 3: Gọi từ mạng PSTN mobile vào Asterisk Bƣớc 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 Bƣớc 2: bắt đầu thực gọi Trang 104 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Lúc ngƣời gọi nghe lời chào lời hƣớng dẫn(đã đƣợc ghi âm trƣớc mục System recording) ,khi ngƣời 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 CHƢƠNG 6: GIẢI PHÁP ĐIỆN THOẠI ĐƢỜNG 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, 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 nƣớc 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 nƣớc Nhu cầu liên lạc nội công ty cao Việc thiết lập tài khoản SIP để cung cấp cho nhân viên đƣợc trình bày chi tiết chƣơng trƣớc Bên cạnh , việc gọi điện thoại nƣớc nhiều, nhiên nhu cầu sử dụng VoIP để kết nối với PSTN lại khơng cao Có thể xây dựng hai hƣớng để dự phòng : đƣờng điện thoại PSTN , dùng VoIP kết hợp với CARD PCI gateway có hỗ trợ FXO (chẳng hạn nhƣ ATA) 6.2.2 Điện thoại quốc tế Việc liên lạc quốc tế chi nhánh công ty nƣớc khác cần đƣợc ý Chúng ta thấy liên lạc việc kết nối trực tiếp qua đƣờng PSTN hai nƣớc chi phí cao Vì việc dùng VoIP để kết nối giải pháp tối ƣu Chúng ta tham khảo mơ hình nhƣ sau: Trang 107 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP Hình 6.1 GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức 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 đƣờng truyền Internet Vấn đề đầu tƣ nhƣ với Call Center Pháp Hai khả sau đƣợc tính đến : Đầu tư tồn phần: Với giải pháp công ty phải đầu tƣ 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 nƣớc 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 hƣớng gọi khách hàng Việt Nam Công ty phải trả phí cho đƣờng Internet phí thuê bao hàng tháng cho nhà cung cấp dịch vụ DID Chi phí thấp nhiều so với việc phải đầu tƣ xây dựng Call Center nƣớc ngồi Trang 108 Tìm hiểu thiết kế hệ thống VOIP GVHD: Ths.Đặng Ngọc Minh Đức Hình 6.2: Đầu tƣ phần Với giải pháp cơng ty giảm đƣợc lƣợng đáng kể chi phí lắp đặt, vận hành quản lý Call Center nhƣng lại phải phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ DID chất lƣợng chi phí hàng tháng Tuy nhiên, đầu tƣ phần giải pháp có phần hợp lý cho doanh nghiệp vừa nhỏ 6.3 Triển Khai: 6.3.1 Chuẩn bị sở hạ tầng: Đƣờng truyền INTERNET: Một điều đáng lƣu ý sử dụng VoIP băng thông download băng thông upload nên gọi ln đƣợc tiến hành hai chiều Vì vậy, đƣờng 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 đƣờng leaseline 256Kbps trì tối đa 10 gọi lúc IP phone: Hiện Việt Nam có nhiều thƣơng hiệu điện thoại IP nhƣ Grandstream, Aastra, Polycom, Alcatel… Tùy vào giá nhà sản xuất mà chất lƣợng IP phone có khác Softphone: Softphone đƣợc dùng phổ biến X-Lite (miễn phí) Chất lƣợng tốt dễ sử dụng Máy chủ: Máy chủ cần đƣợc trang bị cấu hình tốt Cấu hình đƣợc 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 Nhƣ trình bày phần trƣớc, hồn tồn sử dụng gói phần mềm mã nguồn mở (miễn phí) để xây dựng hệ thống IP PBX Tuy nhiên, qua q 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 đƣợc 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 đƣợc triển khai ứng dụng rộng rãi thực tế ngày phát triển chứng minh phần tác động VoIP nói chung Asterisk riêng ngƣời sử dụng Bên cạnh tiện ích mà Asterisk mang lại cho ngƣời sử dụng, đặc biệt yếu tố giá cả, chi phí tiện ích cung cấp cho ngƣời sử dụng, Asterisk gặp phải số khó khăn triển khai thực tế, nhiên, khó khăn yếu tố khách quan từ bên ngồi, từ ngƣời sử dụng khơng phải công nghệ, giải pháp mà Asterisk mắc phải nên tƣơng lai, khó khăn hồn tồn khắc phục đƣợc 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 đƣợc triển khai ứng dụng phổ biến thực tế minh chứng rõ ràng ƣu 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