Giới thiệu về voice over IP, các giao thức liên quan

Giới thiệu về voice over IP, các giao thức liên quanBáo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

1 1 VoIP v VoIP v à à c c á á c phương th c phương th ứ ứ c liên quan c liên quan Triệu Thanh Bình Trương Văn Dũng Đỗ Quang Trung 2 T T ổ ổ ng quan v ng quan v ề ề VoIP VoIP z Voice Over IP(VoIP) là tập hợp các giao thức và thiết bị cho phép mã hoá,truyền đi, định tuyến các cuộc gọi thoại qua mạng IP. 2 3 Mô h Mô h ì ì nh m nh m ạ ạ ng VoIP ng VoIP 4 C C á á c h c h ì ì nh th nh th ứ ứ c truy c truy ề ề n tho n tho ạ ạ i i qua IP qua IP z PC to PC z PC to Phone z Phone to Phone ` PC Internet PSTN Phone Fax Gateway 3 5 C C á á c ưu đi c ưu đi ể ể m c m c ủ ủ a VoIP a VoIP z Ưu điểm: – Tiết kiệm chi phí: • Tiết kiệm phí liên lạc • Tiết kiệm chi phí đầu tư và hạ tầng mạng – Quản lý đơn giản: • Chỉ cần phải quản lý một mạng số liệu thống nhất thay vì quản lý2mạng riêng rẽ như trước đây – Sử dụng hiệu quả. • Hiện nay IP là giao thức mạng được sử dụng rộng rãi nhất • Có rất nhiều ứng dụng đang được khai thác trên cơ sở các giao thức của mạng IP. • VoIP có thể kết hợp sử dụng các ứng dụng này để nâng cao hiệu quả sử dụng mạng 6 C C á á c c ứ ứ ng d ng d ụ ụ ng c ng c ủ ủ a VoIP a VoIP : : z Internet Telephone: – Là thiết bị giống như điện thoại thông thường nhưng có thể kết nối vào mạng máy tính đồng thời có thể hỗ trợ hoặc không hỗ trợ kết nói vào mạng điện thoại công cộng PSTN. – Internet Telephone có khả năng truyền và nhận tín hiệu âm thanh trực tiếp từ các mạng số liệu. Internet Telephone còn có thể sử dụng được như một thiết bị truy cập Internet thông thường. Internet Telephone trong tương lai sẽ phát triển mạnh với mô hình nhà cung cấp dịch vụ. z Gateway IP – PSTN: – Kết nối mạng VoIP với PSTN thông thường.Gateway có thể kết nối trực tiếp hai mạng nói trên hoặc có thể sử dụng kết hợp với các PBX. Gateway IP – PSTN có hai cổng, cổng thứ nhất là nối với mạng PSTN và cổng thứ hai là nối với mạng Internet. Gateway có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu cũng như chuyển đổi và xử lý các bản tin báo hiệu sao cho phù hợp các giao tiếp. 4 7 C C á á c c ứ ứ ng d ng d ụ ụ ng c ng c ủ ủ a VoIP a VoIP z Các ứng dụng mở rộng: – Trên cơ sở gateway IP – PSTN, chúng ta có thể phát triển thiết kế gateway IP – Mobile để có thể trực tiếp trao đổi thông tin giữa mạng di động với mạng Internet. Người sử dụng máy di động không chỉ có thể liên lạc được mà còn có khả năng truy cập thông tin và sử dụng các dịch vụ Internet. Có thể mở rộng kết hợp các ứng dụng www với các ứng dụng Web Phone. Ngoài ra có thể phát triển các ứng dụng VoIP như truyền hình hội thảohay điện thoại có hình. 8 Ki Ki ế ế n tr n tr ú ú c c c c ủ ủ a m a m ạ ạ ng VoIP ng VoIP z Theo tiêu chuẩn của tổ chứcETSI,cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể gồm các phần tử sau: – Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP. – Mạng xương sống, mạng truy nhậpIP. – Gateway điều khiển phương tiện (MGWC). – Gateway phương tiện(MGW). – Gateway báo hiệu(SGW). – Gatekepper (GK). – Mạng chuyển mạch (SCN). – Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng điện thoại SCN. – Các dịch vụ đầu cuối (Back-end service). 5 9 Mô h Mô h ì ì nh c nh c á á c giao th c giao th ứ ứ c đư c đư ợ ợ c s c s ử ử d d ụ ụ ng ng trong m trong m ạ ạ ng ng VOIP VOIP 10 C C á á c giao th c giao th ứ ứ c truy c truy ề ề n t n t ả ả i i : : Giao thức RTP, RCTP và RSVP: 1. Real-time Transport Protocol (RTP) • RTP được coi như một giao thức truyền từ đầu cuối đến đầu cuối (end to end) phục vụ truyền dữ liệu thời gian thực như audio và video. RTP thực hiện việc quản lý về thời gian truyền dữ liệu và nhận dạng dữ liệu được truyền. Nhưng RTP không cung cấp bất cứ một cơ chế nào đảm bảo thời gian truyền và cũng không cung cấp b ất cứ một cơ chế nào giám sát chất lượng dịch vụ.Sự giám sát và đảm bảo về thời gian truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụ được thực hiện nhờ hai giao thức RTCP và RSVP. 6 11 C C á á c giao th c giao th ứ ứ c truy c truy ề ề n t n t ả ả i i : : 2. Real-time Transport Control Protocol (RTCP) Mặc dù RTP là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao thức RTCP. RTCP trả về nguồn các thông tin về sự truyền thông và các thành phần đích. Giao thức điều khiển này cho phép gửi về các thông số về bên thu và tự thích nghi với bên phát cho phù hợp với bên phát. Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP tới tất cả những người khác cũng tham gia phiên truyền . 12 C C á á c giao th c giao th ứ ứ c truy c truy ề ề n t n t ả ả i i : : 3. Resource Reservation Protocol (RSVP) Giao thức RSVP được sử dụng như một giao thức báo hiệu hỗ trợ cho RTP. Mục đích của RSVP là cung cấp một cơ chế đảm bảo băng thông cho các hoạt động của các ứng dụng. RSVP gửi tham số chất lượng dịch vụ QoS kết hợp với các dữ liệu thời gian thực được truyền trên mạng TCP/IP. Hỗ trợ giao thức RTP, giao thức RSVP có thể giải quyết các lỗi xảy ra trên đường truyền để đảm bảo các tham số chất lượng. 7 13 C C á á c giao th c giao th ứ ứ c c đi đi ề ề u khi u khi ể ể n t n t í í n n hi hi ệ ệ u trong u trong VOIP: VOIP: 1. Session Initiation Protocol(SIP) 2. H323 3. Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol) 14 C C á á c giao th c giao th ứ ứ c c đi đi ề ề u khi u khi ể ể n t n t í í n n hi hi ệ ệ u trong u trong VOIP: VOIP: 1. Session Initiation Protocol(SIP): SIPlà1giao thức báo hiệu ở lớp ứng dụng dùng để định nghĩa sự khởi tạo,sự thay đổi và kết thúc của sự tương tác,truyền thông đa phương tiện giữa các người dùng. “Session Initiation Protocol - An application layer signaling protocol that defines initiation, modification and termination of interactive, multimedia communication sessions between users” IETF RFC 2543 Session Initiation Protocol 8 15 Ứ Ứ ng d ng d ụ ụ ng c ng c ủ ủ a a SIP SIP 16 Ki Ki ế ế n tr n tr ú ú c c c c ủ ủ a a SIP: SIP: 9 17 User Agent User Agent Là 1 ứng dụng để khởi tạo, nhận và kết thúc cuộc gọi. – User Agent Clients (UAC) – Khởi tạo cuộc gọi. – User Agent Server (UAS) – Nhận cuộc gọi. – Cả UAC và UAS đều có thể kết thúc cuộc gọi. 18 Proxy Server Proxy Server z Là 1 chương trình tức thời hoạt động vừa là client vừa là server. z Chương trình này được sử dụng để tạo ra các yêu cầu (requests) thay cho các client. Một proxy server đảm bảo chức năng định tuyến và thực hiện các quy tắc (policy) (ví dụ như đảm bảo người dùng có được phép gọi hay không). z Proxy Server có thể biên dịch khi cần thiết, sửa đổi1phần của bảntinyêu cầu trước khi chuyển đi. 10 19 Location Server Location Server Được sử dụng bởi SIP redirect hoặc proxy server để lấy thông tin về địa điểm của người được gọi. 20 Registrar Server Registrar Server z Là server chấp nhận các yêu cầu REGISTER z Server này có thể hỗ trợ thêm tính năng xác nhận(authentication) z Đồng thời hoạt động vớiproxyhoặc redirect server để đưa ra các dịch vụ khác. [...]... nhất cách thức hội thoại phù hợp,mở 2 cổng UDP,điều khiển dòng thông tin,quản lý kênh loogic để dữ liệu tiếng nói truyền qua kênh này H.225:Thiết lập cuộc gọi Q.931 – Thiết lập và chấm dứt cuộc gọi RAS – Giao thức trao đổi giữa endpoint và gatekeeper Data/Fax Codec G.711 G.723 G.729 Video Codec H.261 H.263 RTCP T.120 T.38 H.225 H.225 Q.931 RAS TCP UDP H.245 RTP UDP TCP TCP IP 29 Các giao thức liên quan. .. Web.Lấy cú pháp và bản tin từ HTTP Điện thoại,theo giao thức báo hiệu cuộc gợi từ ISDN Client Users Agent thông minh Đầu cuối H323 thông minh Server lõi SIP proxy, redirect, location, and registration servers H.323 Gatekeeper Khả năng chuyển đổi SIP dùng giao thức SDP để trao đổi thông tin.SIP không cung cấp khả năng mở rộng như H323 Hỗ trợ bởi giao thức H.245.H245 cung cấp cấu trúc bản tin chính xác...Redirect Server Là server nhận các yêu cầu SIP, sắp xếp các địa chỉ và trả địa chỉ về phía client Khác với Proxy Server, Redirect server không tự khởi tạo ra các yêu cầu SIP của riêng nó Nó cũng không chấp nhận hay huỷ cuộc gọi giống như User Agent Server 21 SIP Messages – Methods and Responses... UDP H.245 RTP UDP TCP TCP IP 29 Các giao thức liên quan trong H323 H.225/RAS messages over RAS channel H.225/Q.931 (optional) H.225/RAS messages over RAS channel Gatekeeper H.225/Q.931 (optional) H.245 messages (optional) H.245 messages (optional) H.225/Q.931 messages over call signaling channel Terminal H.245 messages over call control channel PSTN Gateway 30 15 Quá trình thiết lập cuộc gọi của H.323... ACK INVITE 180 (Ringing) 200 (OK) ACK RTP MEDIA PATH BYE BYE BYE 200 (OK) 200 (OK) 200 (OK) 26 13 H323 Mô tả các đầu cuối và các thực thể cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện trên mạng chuyển mạch gói Các thực thể H323 có thể cung cấp dịch vụ Audio, Video và dữ liệu thời gian thực 27 Các thành phần của H323 Gatekeeper Multipoint Control Unit Circuit Switched Packet Based Networks Networks Terminal... cơ bản Vị tí điểm cuối và định tuyến cuộc gọi Sử dụng SIP URL đánh địa chỉ Chất lượng dịch vụ(QoS) SIP dựa vào giao thức khác như RSVP để thực hiện và đảm bảo chất lượng dịch vụ Ex:SIP:100@192.168.1.2 Đăng kí: Nếu có GK các điểm cuối đăng kí và yêu cầu chấp nhận với GK Xác nhận :-H235 đưa ra các khuyến nghị cho việc xác nhận và bảo mật trong hệ thống H323 Dùng E.164 hoặc H323ID đặt tên và đánh địa chỉ... H323 - SIP – những điểm tương tự Về chức năng,SIP và H323 là tương tự nhau Cả SIP và H323 đều cung cấp: – Điều khiển,thiết lập và hủy cuộc gọi – Các tính năng cơ bản của cuộc gọi như là chờ cuộc gọi,giữ cuộc gọi,truyền cuộc gọi,chuyển tiếp,gọi lại,xác định cuộc gọi,hủy cuộc gọi – Khả năng trao đổi 33 Bảng 1 - SIP và H.323 Information SIP H.323 Tiêu chuẩn IETF ITU Mối quan hệ Peer-to-Peer Peer-to-Peer... phone, ) nó sẽ đăng kí với proxy/registration server – Khi thay đổi thông tin về Client thí nó phải đăng kí lại với Proxy/Registration Server – Mỗi SIP user client phải tự động đăng kí lại với Proxy/registration server sau một khoảng thời gian – Sau khi đăng kí thì proxy/registration Server sẽ chuyển thông tin về client về location/redirect server Proxy/ Registration Server SIP Phone User Location/... TB gửi bản tin H225 báo cho TA về thiết lập kết nối TB và TA trao đổi bản tin H245 về xác định chủ tớ,điều khiển và trao đổi khả năng và mở kênh logic Hai đầu cuối thiết lập truyền dòng dữ liệu RTP Terminal A Gatekeeper Terminal B 1 ARQ 2 ACF 3 SETUP 4 Call Proceeding 5 ARQ 6 ACF 7.Alerting 8.Connect H.245 Messages RTP Media Path RAS messages Call Signaling Messages 31 Các phiên bản H.323 Version H.323... or Media Gateway Controller (MGC) Call Agent or Media Gateway Controller (MGC) SIP H.323 MGCP MGCP Media Gateway (MG) Media Gateway (MG) Gateway – Cung cấp giao tiếp giữa mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch điện – Gửi thông báo tơi call agent về các sự kiện điểm cuối – Thực thi lệnh từ call agent 37 Quá trình thiết lập cuộc gọi MGCP –Khi máy A nhấc máy Gateway A gửi tín hiệu đến call agent –Gateway . là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao thức RTCP. RTCP trả về nguồn các thông tin về sự truyền thông và các thành phần đích. Giao thức điều khiển này cho phép gửi về các thông. th c phương th ứ ứ c liên quan c liên quan Triệu Thanh Bình Trương Văn Dũng Đỗ Quang Trung 2 T T ổ ổ ng quan v ng quan v ề ề VoIP VoIP z Voice Over IP(VoIP) là tập hợp các giao thức và thiết bị. thông cho các hoạt động của các ứng dụng. RSVP gửi tham số chất lượng dịch vụ QoS kết hợp với các dữ liệu thời gian thực được truyền trên mạng TCP/IP. Hỗ trợ giao thức RTP, giao thức RSVP