Đề tài Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên Sip

Đề tài Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên Sip

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập – Tù do – Hạnh phóc ____________________________________ ______________________________________ NHIỆM VÔ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: …………………………….Số hiệu sinh viên: Khoá:………………….Khoa:……………….Ngành: 1. Đầu đề thiết kế TN: 2. Các số liệu ban đầu: 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 4. Các bản vẽ (Ghi rõ các loại bản vẽ về kích thước các bản vẽ): 5. Cán bộ hướng dẫn: Phần:…………………………………… Họ và tên cán bộ: 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày … tháng…… năm 2008 CHỦ NHIỆM KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) KẾT QUẢ ĐIỂM ĐÁNH GIÁ Ngày… tháng… năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký, ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH Ngày… tháng… năm 2008 (Ký tên) LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của công nghệ và dịch vụ Viễn thông ký góp phần nâng cao đời sống xã hội của con người. Thừa kế những thành tựu của ngành công nghệ điện tử, bán dẫn, tin học, quang học, công nghệ thông tin… nền công nghiệp viễn thông TG đã có những bước nhảy vọt kỳ diệu đưa xã hội loài người bước sang 1 kỉ nguyên văn minh mới: Kỷ nguyên thông tin. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của mạng viễn thông trên thế giới, ngành bưu chính viễn thông Việt Nam còng đã đạt được những kết quả quan trọng bước đầu trong công cuộc cách mạng lưới viễn thông Việt Nam. Trong tươi lai không xa mạng NGN (mạng thế hệ tiếp theo) sẽ thay thế mạng hiện tại trong đó chuyển mạch mềm đáp ứng cho cung cấp dịch vụ đa phương tiện băng rộng, có các ứng dụng chính ký tổng đài quá giang gãi (packet, Tandem), tổng đài nội hạt, VOIP, mạng thông tin di động … Có thể nói công nghệ chuyển mạch mềm là 1 trong những vấn đề thời sự hôm nay… Việc tìm hiểu và nghiên cứu triển khai ứng dụng giao thức SP trong VOIP là 1vấn đề quan trọng đối với sinh viên ngành ĐT – VT. Để hoàn thành khoá học với lòng nhiệt thành trở thành cán bộ kỹ thuật VT. Vì vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên Sip”. Tuy được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Phạm Văn Tiến cùng các thầy cô trong khoa ĐT- VT nhưng do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu tham khảo, TG nghiên cứu nên tập đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo cùng các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Văn Tiến cùng các thầy cô trong khoa ĐT – VT của trường Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện giúp đỡ em để em hoàn thành tập đồ án này. Hà Nội, ngày 08 tháng 4 năm 2008 SV thực hiện Ngô Thị Ngọc Anh MỤC LỤC Phần I - Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm 10 Chương I: Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm 10 I. Các khái niệm về chuyển mạch mềm 10 II. So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch truyền thống 12 2.1. Kiến trúc các hệ thống chuyển mạch 12 2.2. Phương thức xử lý cuộc gọi 15 2.3. Các ưu điểm của chuyển mạch mềm 16 Chương II: Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm 20 * Tổng quan về báo hiệu trong chuyển mạch mềm 20 2.1. Giao thức H.323 23 2.2. Giao thức SIP 26 2.3. Giao thức MGCP - Megaco/H248 30 2.4. Giao thức SIGTRAN 30 Phần II - Giao thức khởi tạo phiên SIP 33 Chương I: Định nghĩa và các thành phần của hệ thống SIP 33 1.1. Các định nghĩa và khái niệm cơ bản 33 1.2. Các thành phần của kiến trúc SIP 34 Chương II: Chức năng và tính năng của SIP 36 2.1. Các chức năng của SIP 36 2.2. Các tính năng của SIP 37 Chương III: Hoạt động của SIP 40 3.1. Địa chỉ SIP (SIP Address) 40 3.2. Giao dịch SIP (SIP Transaction) 44 3.3. Lời mời SIP 45 3.4. Quá trình định vị tới máy chủ SIP 46 3.5. Định vị người dùng 47 3.6. Thay đổi một phiên hiện tại 48 3.7. Thiết lập và giải phóng cuộc gọi SIP 48 Chương IV: Bản tin SIP 50 4.1. Bản tin yêu cầu (Request) 50 4.2. Bản tin đáp ứng (Response) 57 4.3. Trường tiêu đề trong bản tin SIP 59 4.4. Mã đáp ứng của bản tin SIP 74 Chương V: Thân bản tin SIP và khuôn dạng bản tin SIP 81 5.1. Thân bả tin SIP 81 5.5.1. Thành phần trong bản tin 81 5.5.2. Kiểu và độ dài thân bản tin 81 5.2. Khuôn dạng bản tin SIP 81 Chương VI: Hoạt động của các thành phần SIP 83 6.1. Hoạt động của SIP Client và SIP Server 83 6.2. Hoạt động của Proxy Server, Location Server và Redirect Server 86 6.3. Hoạt động của UA (UserAgent) 88 Phần III - Xây dựng ứng dụng SIP Phone trong mạng LAN 90 I. Phân tích xây dựng hệ thống VoIP 90 II. Lùa chọn ngôn ngữ: JAVA 90 III. Lưu đồ thuật toán 91 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAA Authenticatio, Authonzation and Accounting Chủ quyền xác minh và tính cước . ABNF Augumented Backus - Nau Form Chuẩn mã hoá văn bản A-F Acouting - Function Chức năng tính cớc AG Access Gateway Cổng truy nhập AGS-F Access Gateway Signa~ng - Function Chức năng báo hiệu cổng truy nhập ALN Advanced lntelligent Netw(lrk Mạng thông minh tiên tiến ' APL Application Programming lnterface Giao diện lập trình ứng dụng AS Applica~ion Server Máy chủ ứng dụng AS-F AS-function Chức năng mày chủ ứng dựng ASN No1 Abstraction Syntax Notation Chuẩn mã hoá nhị phân ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển' giao không đồng bộ BAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng BSSAP Ba se Station Subsystem Application Part Phần ứng dụng phân hệ trạm gốc của hệ thống GSM CA Calr Agent Tác nhân cuộc gọi CAD Computer Aided Designing Thiết kế được hỗ trợ bằng máy tính CAM Computer Aided Manufactoring Sản xuất đợc hỗ trợ bằng mảy tính CAMEL Customered Applicatìon for Mobile Network Lô-gíc Enhanced Logic Lô-gíc cao cấp của những ứng dụng theo yêu cầu khách hàng cho mạng di động CAPEX Cafitale~xpens Chi phí vôn CATV Cable TV Truyền hình cáp CCS7 Common Chanel Signalling number 7 Báo hiệu kênh chung sè 7 DTMF Dual Tong Multi Frequency Âm báo mã đa tần . . DSSI 1 Digital Signalling System number 1 Hệ thống báo hiệu thuê bao sè sè 1 FRS Frame Relay Switch Chuyển mạch chuyển tiếp khung FS Feature Selver Máy chủ chức năng GSM Global System for Mobile Telecommunication Hệ thống thông tin di động toàn cầu HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bàn HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tài siêu văn bản LAO lntegrated Access Device Thiết bị truy nhập tịch hợp LETF lnternet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kỹ thuật lntemet IN Intelligent Network Mạng thông minh INAP IN Application Protocol Giao thức ứng dụng mạng IN lP lnternet Protocol Giao thức lnternet IPDC lp Device Control Điểu khiển thiết bị lp ISC lnternational Softswitch Consortium Tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế ISDN lntegrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ ISP lnternet Service Prov)der Nhà cung cấp dịch vụ 'nternet LSUP LSDN User Part Phần ứng dụng dành cho ngời dùng LSDN ITU , ITU-T lnternational Telecommunication Union ITU - Telecom Sector Liên minh Viễn thông Quốc tế bộ phận tiêu chuẩn hóa viễn thông của LTU IUA ISDN User Adaptation Thích ứng người dùng LSDN IW-F lnterworking- Function Chức năng liên kết mạng JALN Java Application lnterface Network Mạng giao diện ứng dụng với ngôn ngữ Java LAN Local Area Network Mạng cục bộ LDAP Lightweight Directory Access Protocol Giao thức truy nhập thư mục trọng lượng thấp LSI/VLSI Large Scale lntegratednery Large Scale lntegrated circuit Vi mạch cỡ lớn và cực lớn MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động M2UA MTP level 2 User Adaptaion Tương thích với người dùng mức 2 MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị phương tiện MEGACO Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng phương tiện MG Media Gateway Cổng phơng tiện MGC Media Gateway Controler Bé điều khiển cổng phương tiện MGC-F MGC- Function Chức năng MGC MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng lưu lượng MG-F Mg-function Chức năng cổng MG MHS Message Handling Service Dịch vụ xử lý bản tin MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NlF. Nodal lntenNOrking Function Chức năng liên mạng của nót NNL Network-network lnterface Giao diện mạng-mạng OPEX Operation Expense Chi phí vận hành mạng OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ vận hành PBX Private Branch exchange Tổng đài nhánh PDU Protocol Datagram Unit Đơn vị gói giao thức PCM Pulse Co de Mudulation Điều chế xung mã PLMN Public Lanh Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PRL Primary Ra te tnterface Giao diện tốc độ sơ cấp SON Public Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyến mạch công cộng PTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP Radio Access Network Application Part Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến R-F Routing- Function Chức năng định tuyến RFC Request For Comment Yêu cầu dẫn chó . . RGW Residential Gateway Cổng nội hạt . . . RTCP Real Time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực ' SPC Stored Programme Control Điều khiển theo chơng trình lu trữ ' SCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức truyền tâi điều khiển dòng SDP Session Discription Protocol Giao thức mô tả phiên SG Signalling Gateway Cổng báo hiệu SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đơn giản SIP Session lntiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên SIP-T Session lntiation Protocol for Telephony Phần mở rộng giao thức SLP dành cho thoại SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản SS7 Signaling System No7 Hệ thống báo hiệu số 7 STP Signal Transfer Point Điểm truyền tải bảo hiệu SUA SCCP User Adatatton Thích ứng ngời dùng SCCP TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDM Time Division Mutiplexing Ghép kênh theo thời gian TGW Trunk GateWay Cổng trung kế UAC User Agent Client Máy trạm tác nhân ngời dùng UAS User Agent Server Máy chủ tác nhân ngời dùng UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin ngời dùng URL Uniform Resoure Identier Nhận dạng tài nguyên đồng nhất URL Uniform Resoure Locator Bé định vị tài nguyên đồng nhất VOIP Voice over lP Thoại qua mạng lP WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng [...]... GIAO THC SIP Giao thc SIP do nhúm lm vic MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) ca IETF phỏt trin t tiờu chun RFC 2543 õy l giao thc bỏo hiu lớp ng dng cú chc nng mụ t vic khi to, thay i v hy phiờn truyn thụng a phng tin gia cỏc u cui SLP c a ra trờn c s nguyờn lý giao thc trao i thụng tin ca mng lntemet (HTTP) SIP l giao thc ngang cp, hot dng theo nguyờn tc hỏi / ỏp (server/client) V trớ giao. .. dng cỏc giao thc trong mng V trớ v vai trũ ca tng giao thc trờn cú th c minh ha trờn hỡnh 2.2 Hỡnh 2.2 Cỏc giao thc bỏo hiu trong mng chuyn mch mm Giao thc ngang cp H.323, SLP c s dng trao i thụng tin bỏo hiu v iu khin gia cỏc MGC, gia MGC v cỏc mỏy ch Giao thc ch t MGCP, MEGACO/H.248 l giao thc bỏo hiu iu khin gia MGC v cỏc cng kt ni (trong ú MGC iu khin cng kt ni) Giao thc SIGTRAN l giao thc... 2 T hỡnh 2.5 trờn õy chỳng ta thy rng giao thc SIP cú th chy trờn nn c UDP v TCP vi IPV4 hoc IPV6 SIP c thit k c lp vi cỏc giao thc truyn dn mc thp v cú th b sung cỏc tớnh nng mi thụng qua vic thay i cỏc tham số hay tiờu ca cỏc bn tin Cỏc thc th mng ca giao thc SIP bao gm: u cui SIP: Cể th l mỏy in thoi SLP hay mỏy tớnh chy phn mm SLP Mi u cui s c gỏn mt a ch SIP URL nh danh v nhn thc Proxy Server... thc trao i cỏc thụng tin bỏo hiu c quy nh bi cỏc giỏo thc bỏo hiu Cỏc giao thc bỏo hiu c bn trng h thng chuyn mch mm bao gm: H.323 SIP MGCP, MEGACO/H.248 SIGTRAN Hỡnh 2.1 Phõn loi giao thc bỏo hiu trong chuyn mch mm Cỏc giao thc ny cú th phõn thnh hai loi: giao thc ngang cp (H.323, SLP) v giao thc Ch-t (MGCP, MEGACO/H.248) Mi loi giao thc cú u im v nhc im riờng ca mỡnh vi cỏc chc nng khỏc nhau, tn... thit lp ca phiờn liờn lc SIP nờu trờn c minh ha trờn hỡnh 2.6 Hỡnh 2.5 Thit lp v hu cuc gi SIP Cỏc bn tin tr li cỏc bn tin SIP nờu trờn gm cú: 1xx - Cỏc bn tin chung 2xx - Thnh cụng 3xx - Chuyn a ch 4xx - Yờu cu khụng c ỏp ng 5xx - Sự c ca mỏy ch 6xx - Sự c hũa mng Chi tit c th v giao thc bỏo hiu SLP s c trỡnh by trong chng 5 2.3 GiAO THểC MGCP-MEGACO/H.248 Một trong nhng giao thc quan trng nht, l... mch mm l giao thc iu khin cng phng tin MGCP (Media Gateway Control Protocol) Giao thc ny quy nh cỏch thc m MGC iu khin cỏc MG trong vic thit lp kt ni khi m cỏc phn mm iu khin, x lý cuc gi c tỏch khi cỏc MG MGCP c phỏt trin t hai giao thc ban u l: giao thc iu khin cng n gin SGCP (Simple Gateway Control Protocol) v giao thc iu khin thit b Intemet LPDC (lntemet Protocol Device Control) MGCP l giao thc... phỏt trin giao thc tng tự nh MEGACO v gi tờn l giao thc H.248 Chng 6 tip theo s xem xột chi tit v hai giao thc ny 2.4 GiAO THC SIGTRAN Mng NGN l s liờn kt mng v hi t ca cụng ngh thụng tin, mng IP, v intemet vo mng vin thụng S hi t ny t ra yờu cu chuyn tip gia mng PSTN truyn thng v mng IP iu ny c tin hnh nh giao thc truyn ti bỏo hiu SIGTRAN (Signaling Transport) Hỡnh 2.7 trỡnh by ngn xp giao thc SLGTRAN... nhiu hn vi ng dng VoIP Ngn xp giao thc H.323 theo mụ hỡnh OSI: Hỡnh 2.3 Ngn xp giao thc H.323 T ngn xp giao thc H.323 trỡnh by trờn õy ta thy: * H.323 h tr cho lu lng thoi qua cỏc chun mó hoỏ G.7 1 1 , G.722, G.728, G.729, G.723 1 trờn nn giao thc RTP v RTCP thụng qua phng thc chuyn ti khụng tin cy UDP * H.323 h tr lu lng video qua cỏc chun mó hoỏ H.261, H.263 trờn nn cỏc giao thc RTP v RTCP cũng qua... bỏo hiu Chc nng ca giao thc ny l chuyn i bỏo hiu SS7 v IP Cỏc giao thc ngang cp thc hin chc nng mng cp cao hn, quy nh cỏch thc giao tip gia cỏc thc th cựng chớp cựng phi hp thc hin cuc gi hay cỏc ng dng khỏc Trong khi ú cỏc giao thc ch-t l sn phm ca vic phõn b khụng ng u trớ tu mng, phn ln trớ tu mng c tp trung trong cỏc thc th chc nng iu khin (úng vai trũ l ch), thc th ny s giao tip iu khin) vi... by trong chng 7 PHN II- GIAO THC KHI TO PHIấN SIP Chng I: NH NGHA V CC THNH PHN CA H THNG SIP 1.1 Cỏc nh ngha v khỏi nim c bn Call: Mt cuc gi gm tt c cỏc thnh viờn trong phiờn c mi bi mt ti nguyờn chung Mt cuc gi SIP c nhn bit bi mt Call-ID (B nhndng cuc gi) duy nht Cau leg: c nhnbit bi s kt hp ca Call-ID, "To" v "From" Client: L một chng trỡnh ng dng gi i nhng yờu cu ca SIP Client cú th nh hng trc . 23 2.2. Giao thức SIP 26 2.3. Giao thức MGCP - Megaco/H248 30 2.4. Giao thức SIGTRAN 30 Phần II - Giao thức khởi tạo phiên SIP 33 Chương I: Định nghĩa và các thành phần của hệ thống SIP 33 1.1 chọn đề tài: Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên Sip . Tuy được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Phạm Văn Tiến cùng các thầy cô trong khoa ĐT- VT nhưng do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu. giản SIP Session lntiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên SIP- T Session lntiation Protocol for Telephony Phần mở rộng giao thức SLP dành cho thoại SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức