công nghệ voip và các tiện ích của nó

Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Hình 1.1 : Hệ thống của tổng đài IP-PBX Hình 2.1: Cổng VoIP-to-PSTN bằng cách sử dụng Asterisk Hình 2.2: Kiến trúc của Asterisk Hình 2.3.: Sơ đồ tổng quát hệ thống Hình 2.4: Mô hình hoạt động SIP Hình 2.5: Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 Hình 2.6 : Giao thức MGCP Hình 2.7: Kết nối IP PBX với PBX Hình 2.8 : Kết nối các server Asterisk Hình 2.9 : Các ứng dụng của tổng đài IP Hình 2.10 : Phân phối cuộc gọi ACD Hình 3.1: Cấu trúc thư mục var Hình 3.2: Mô hình AMI Hình 3.3: Mô Hình kết nối CSDL Hình 3.4: Mô hình hệ thống AGI Hình 3.5: Mô hình quản lí với CSDL và web. Hình 3.6 : Mô hình hoạt động của FastAGI Hình 3.7: Mô hình kết nối của Asterisk.NET Hình 4.1 Script thực thi AGI Hình 5.1: Tạo âm thanh Hình 5.2 : Gọi vào file âm thanh Hình 5.3: Hàm TextToSpeech Hình 5.4: Softphone 3CX Hinh 5.5 : Cấu hình Softphone Hình 5.6 : Kết nối server bằng Putty Hình 1: Mô hình hệ thống hoàn chỉnh. Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT A ATA : Analog Telephone Adaptors Bộ chuyển đổi điện thoại số API : Application Programming Interface Giao diện ứng dụng AGI : Asterisk Gateway Interface Giao diện cổng Asterisk ACD : Automatic Call Distribution Phân phối cuộc gọi tự động C CGI : Computer Graphics International Đồ họa máy tính quốc tế CSDL : Cơ sở dữ liệu F FXO : Foreign Exchange Office Cổng tiếp nhận đường tín hiệu tương tự FXS : Foreign Exchange Station Cổng cung cấp đường tín hiệu tương tự H HTTP : Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản I IP : Internet Protocol Giao thức Internet IP-PBX : Internet Protocol- Tổng đài IP Private Branch Exchange IAX : Inter-Asterisk eXchange Giao thức chuyển đổi IAX IVR : Interactive Voice Response Tương tác thoại ITSP : Internet Telephony Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet IETF : Internet Engineering Task Force Cộng đồng quốc tế mở về mạng ITU : International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông quốc tế ISDN : Interated Services Digital Network Mạng số tích hợp dịch vụ M MGCP : Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng truyền thông MD5 : Message-Digest algorithm 5 Là hàm băm mật mã N NAT : Network Address Translators Biên dịch địa chỉ mạng Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn P PBX : Private Branch Exchange Tổng đài Nhánh Riêng PSTN : Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng R RJ-11 : Registered Jack 11 Kết nối các thiết bị điện thoại RJ-45 : Registered Jack 45 Kết nối các thiết bị trong mạng Ethernet RTP : Real-Time Transport Protocol Giao thức truyền thời gian thực RSA : Resgister Admission Status Báo hiệu đăng kí, cấp phép, thông tin trạng thái RFC : Request for Comment Yêu cầu cho ý kiến RTCP : Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực S SIP : Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SCCP : Signaling connection Control Part Phần điều khiển kết nối tín hiệu SMTP : Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền thông tin đơn giản T TDM : Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian TĐĐTS : Tổng đài điện tử số TLS : Transport Layer Securit Giao thức bảo mật lớp truyền tải TCP : Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền TCP U UDP : User Datagram Protocol Giao thức gói người sử dụng V VoIP : Voice over Internet Protocol Thoại trên IP VPN : Virtual Private NetWork Mạng riêng ảo WAN : Wide Area Network Mạng diện rộng Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn MỞ ĐẦU o0o Công nghệ thoại qua nền Internet dung giao thức IP (Voice Over IP – VoIP), là một công nghệ mà cho phép tạo cuộc gọi bằng cách kết nối băng thông rộng thay vì dùng đường dây điện thoại sử dụng tín hiệu tương tự (analog). Công nghệ Voip dựa trên chuyển mạch gói (thay thế công nghệ chuyển mạch kênh). Nó có thể nén-ghép nhiều kênh thoại trên một đường truyền tín hiệu. Các tín hiệu này được truyền qua mạng Internet, vì thế có thể giảm giá thành đáng kể. Để thực hiện việc truyền tải này, điện thoại IP phải tích hợp sẵn các giao thức báo hiêu chuẩn như SIP hay H.323 để kết nối tới một tổng đài IP của doanh nghiệp hay nhà cung cấp. Và đã có một phần mềm ra đời trên sự kết hợp giữa chuyển mạch VoIP và chuyển mạch TDM. Sản phẩm này là một hệ thống chuyển mạch mềm – mã nguồn mở. Nó được viết bằng ngôn ngữ C,tích hợp chạy trên nền Linux. Đó chính là phần mềm Asterisk. Sản phẩm này thực hiện đầy đủ các tính năng của một tổng đài cùng một số tiện ích mới rất hấp dẫn. Asterisk ra đời vào năm 1999 bởi một sinh viên sinh năm 1977 tên là Mark Spencer. Anh ta viết phần mềm này ban đầu với mục đích hỗ trợ cho công ty của mình trong việc liên lạc đàm thoại. Sản phẩm giúp gia tăng khả năng phục vụ khách hàng và giảm chi phí cho hệ thống thông tin liên lạc trong nội bộ doanh nghiệp Asterisk hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông khác nhau do sự kết hợp công nghệ hiện đại VoIP và công nghệ PSTN . Điều này làm cho nó một công cụ mạnh cho việc xây dựng các gateway và việc chuyển đổi giao thức. Với tổng đài nội bộ, khi khách hàng gọi đến không phải lúc nào cũng có nhân viên bắt máy. Vì thế, hệ thống tổng đài này có một số chức năng như: ghi âm cuộc gọi, chuyển cuộc gọi vào hộp thư thoại.Hệ thống chuyển cuộc gọi tự động bằng cách yêu cầu khách hàng nhấn tổ hợp phím và xuất các thong tin cần thiết (với sự hỗ trợ cảu công nghệ Text To Speech). Và để hiểu thêm về hệ thống Asterisk , chúng ta phải tìm hiểu công nghệ Voip và các tiện ích của nó. Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn LỜI CẢM ƠN o0o Trong kì thực tập tốt nghiệp vừa qua,chúng em đã có cơ hội để tổng kết và áp dụng những kiến thức mà mình đã học. Đồng thời, chúng em đã có thêm những kiến thức cơ bản về các kỹ thuật viễn thông, các kiến thức về lập trình trên phần cứng.Sau một thời gian làm việc với nhau, cùng với sự hướng dẫn và trợ giúp tận tình của thầy Trần Minh Nhật, chúng em hoàn thành đề tài này một cách thuận lợi và gặt hái được một số kết quả khả quan. Chúng em xin chân thành cảm ơn khoa Công nghệ Thông tin II, đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Minh Nhật – giáo viên hướng dẫn đề tài của nhóm, đã tận tình chỉ dạy, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm đề tài. Chúng em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ thông tin II đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho nhóm em hoàn thành đề tài. Chúng em xin chân thành cảm ơn đến các anh chị ở công ty quốc tế Sông Hồng, đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đề tài này. Trên nền tảng những gì đã thực hiện, chúng sẽ tiếp tục phát triển đề tài này đề phần mềm có thể áp dụng trong thực tế. Tuy chúng em đã cố gắng hoàn thành thật tốt đề tài nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót. Kính mong quí Thầy Cô và các bạn góp ý để đề tài hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Tâm Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về VoIP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VOIP I. Giới thiệu VoIP 1. Khái niệm: • VoIP (Voice Over Internet Protocol) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet. • VoIP vừa có thể thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng điện thoại thông thường vừa có thể truyền dữ liệu trên mạng truyền số liệu. Do các ưu điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên VoIP hiện nay đã được triển khai rộng rãi. • Dịch vụ điện thoại VoIP bao gồm việc số hóa tín hiệu tiếng nói, thực hiện nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói nếu cần và truyền gói tin này qua mạng. Tại nơi nhận, các gói tin này được ráp lại theo đúng trình tự bản tin và giải mã để phục hồi lại tiếng nói ban đầu. • Các cuộc gọi trong VoIP dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Trong mỗi loại chuyển mạch đều có ưu và nhược điểm. + Với chuyển mạch kênh dành riêng một kênh có tốc độ truyền dẫn cố định (trong mạng PSTN, tốc độ này là 64Kbit/s) do đó có độ trễ nhỏ và độ chính xác cao nên không thể xảy ra tắc nghẽn. + Với chuyển mạch gói, các bản tin được chia thành các gói nhỏ, sử dụng hệ thống lưu trữ và chuyển tiếp các gói thông tin trong nút mạng. Đối với loại chuyển mạch gói này không tồn tại khái niệm kênh riêng và băng thông hoàn toàn có thể thay đổi được. Tuy nhiên, kỹ thuật này lại cho độ trễ lớn vì trong chuyển mạch này không quy định thời gian mỗi gói tới đích do đó không đáp ứng được tính thời gian thực như trong thoại. • Như vậy để truyền dẫn thoại trong môi trường mạng chuyển mạch gói, VoIP phải kết hợp cả ưu điểm của hai loại chuyển mạch trên. 2. Ưu và Khyết của VoIP: • Ưu điểm: - Đối với điện thoại Internet có các cơ chế để phát hiện khoảng lặng (khoảng thời gian không có tiếng nói) nên sẽ làm tăng hiệu suất mạng. - Điện thoại IP là bước đột phá về công nghệ và dịch vụ, mang lại khả năng gọi đường dài và quốc tế với giá rẻ. - Điện thoại IP còn mang lại lợi ích trong việc phát triển các dịch vụ viễn thông tích hợp và mở rộng . • Khuyết điểm của VoIP: - Không thể thực hiện mọi cuộc gọi qua Internet nếu như người gọi không trực tuyến trên mạng. - Không đảm bảo tính bảo mật. Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về VoIP II. Các thiết bị dùng trong VoIP: 1. VoIP phone • Là thiết bị phần cứng kết nối với VoIP giống như máy điện thoại cố định thông thường. Tuy nhiên để sử dụng cho VoIP cần phải cấu hình trước khi sử dụng. • Một số tính năng khi thực hiện mua thiết bị điện thoại VoIP: − Low Bandwidth: hỗ trợ cho loại Codec nào, thường hiện nay người ta sử dụng G729. − Web Interface: phải có giao tiếp thiết lập cấu hình thân thiện dễ sử dụng. − Audio Interface: xét xem có speaker phone hay không. 2. Softphone • Là một phần mềm được cài trên máy tính, thực hiện tất cả các chức năng giống như thiết bị điện thoại VoIP. Khi sử dụng softphone, để giao tiếp máy tính phải có card âm thanh, headphone và firewall không bị khóa(hoặc tắt firewall). • Đối với hệ thống Asterisk, nên dùng softphone với công nghệ giao thức mới dành cho Asterisk là IAX. 3. Card giao tiếp với PSTN • Để các máy điện thoại nội bộ trong hệ thống Asterisk kết nối và thực hiện cuộc gọi với mạng PSTN, chúng ta cần phải có thiết bị phần cứng tương thích. Thiết bị phần cứng sử dụng cho hệ thống Asterisk do chính tác giả lập công ty Digium phân phối, xuất phát từ ý tưởng phân phối phần mềm Asterisk và hệ thống nguồn mở miễn phí. • Thiết bị phần cứng thường ký hiệu bắt đầu bằng cụm từ TDMxyB trong đó x là số lượng port FXS, y là số lượng port FXO.Giá trị tối đa của cả x và y là 4. 4. ATA (Analog Telephone Adaptors) • ATA là thiết bị kết nối với điện thoại Analog thông thường đến mạng VoIP, một thiết bị ATA gồm có hai loại port: - RJ-11 để kết nối với máy analog thông thường. - RJ-45 để kết nối với mạng VoIP. • ATA là thiết bị FXS chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu số, nó sử dụng cho mạng VoIP để tận dụng thiết bị Analog kết nối VoIP. • Thiết bị ATA sử dụng với giao thức IAX được Digium phân phối và thiết bị ATA này được sử dụng rộng rãi với Asterisk có tên gọi là IAXy. III. Ưu điểm sử dụng tổng đài IP-PBX so với PBX truyền thống. Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về VoIP Hình 1.1: Một hệ thống của tổng đài IP-PBX  Tận dụng được toàn bộ hạ tầng mạng của đơn vị để truyền thông tin thoại, đơn giản hơn nhiều với PBX truyền thống, phải thực hiện đấu nối vật lý đường trung kế giữa 2 tổng đài.  Quản lý tập trung, thông qua giao diện web. quản trị viên có thể giám sát, vận hành, cấu hình từ bất kỳ đâu và bất cứ khi nào  Khả năng nâng cấp hệ thống cao nhất và không giới hạn số lương người dùng.  Có phần mềm Softphone cài trên máy tính, chỉ cần có thêm tai nghe và mic là biến thành điện thoại IP.  Khả năng di động: điện thoại IP có thể kết nối về tổng đài tại bất cứ vị trí nào có mạng là có thể sử dụng được ngay trong khi số điện thoại không hề thay đổi, thậm chí qua cả môi trường Internet.  Cắt giảm chi phí cuộc gọi đến mức thấp nhất giữa các chi nhánh, văn phòng và cuộc gọi quốc tế khi kết hợp với các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại quốc tế (ITSP). Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Chương 2: Tìm hiểu Asterisk ứng dụng VoIP CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU ASTERISK ỨNG DỤNG VOIP I. Giới thiệu Asterisk 1. Vì sao chọn phần mềm Asterisk: • Tiết kiệm chi phí (hoặc chi phí thấp hơn so với các tổng đài khác) • Asterisk được xem như là một tổng đài PBX (Private Branch eXchange) và tích hợp nhiều tính năng mới. • Ngoài những tính năng của một tổng đài PBX thông thường, Asterisk còn được tích hợp cả chuyển mạch TDM và chuyển mạch VoIP, có khả năng mở rộng đáp ứng nhu cầu cho từng ứng dụng như mở rộng giao tiếp với mạng PSTN (Public Switched Telephone Network). • Phát triển trên môi trường mở: − Asterisk có thể chạy trên các hệ điều hành khác như: Mac OS X, FreeBSD, OpenBSD và Microsoft Windowns… − Với một máy tính đã cài hệ điều hành (một trong các hệ điều hành nói trên, ở đây ta xét hệ điều hành Microsoft Windowns) và có thêm phần mềm Asterisk đã cấu hình, khi đó máy tính này sẽ có đầy đủ tính năng của một tổng đài điện thoại và có thể hơn thế. 2. Khái niệm: • Asterisk là phần mềm nguồn mở,1 hệ thống chuyển mạch mềm, được viết bằng ngôn ngữ C, ra đời năm 1999 bởi Mark Spencer, đầu tiên được thiết kế và triển khai trên GNU/Linux nền x86 (của Intel). • Asterisk là một bộ công cụ mã nguồn mở cho các ứng dụng thoại. Là server xử lí đầy đủ các chức năng cuộc gọi, thực hiện tất cả các tính năng của tổng đài PBX. • Tích hợp giao tiếp với mạng PSTN và mạng VOIP cho phép gọi ra bất cứ số điện thoại nào trên mạng PSTN. Hình 2.1: Cổng VoIP-to-PSTN bằng cách sử dụng Asterisk • ứng dụng cho điện thoại: chuyển mạch cuộc gọi, cuộc gọi hội nghị, voicemail, chuyển hướng cuộc gọi, … • Một Asterisk server được kết nối tới một mạng vùng nội hạt sẽ điều khiển các điện thoại trong mạng kết nối đến mạng khác, các điện thoại trong mạng có thể thực hiện cuộc gọi và kết nối Internet thông qua Asterisk server. [...]... dụng VoIP Hình 2.8 : Kết nối các server Asterisk • Ví dụ Công ty Mẹ có trụ sở đặt tại nước Mỹ và có các Chi nhánh đặt tại Việt Nam với hai địa điểm là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Thông qua mạng WAN của Công Ty các cuộc gọi nội bộ giữa các vị trí khác nhau sẽ làm giảm chi phí đáng kể 3 Các ứng dụng IVR,VoiceMail,Conference Call: Hình 2.9 : Các ứng dụng của tổng đài IP • Ứng dụng thực hiện các server... dịch vụ khác Asterisk có độ tin cậy cao và dễ dàng triển khai cho các hệ thống ( từ hệ thống nhỏ đến các hệ thống lớn) • Asterisk hỗ trợ cho nhiều loại điện thoại với công nghệ khác nhau Các công nghệ điện thoại: VoIP, SIP, H.323, IAX Asterisk có thể kết nối với hầu hết loại điện thoại truyền thống mạng ISDN qua luồng T1 và E1 Các hàm API cũng được liên kết nạp vào hệ thống • Hệ thống Asterisk PBX Switching... cách thức họat động của một Dialplan như thế nào • Dialplan là công việc thiết lập cho hoạt động của hệ thống như định hướng các cuộc gọi vào và ra hệ thống, đó là một danh sách các bước hay các lệnh liên tục nhau để thực hiện một tác vụ nào đó mà hệ thống phải thực hiện theo Khác biệt với các hệ thống điện thoại truyền thống tất cả các công việc cấu hình hệ thống đều là từ phía người sử dụng • Hệ thống... vì nó có tính bảo mật khá cao, đặc biệt trong các lĩnh vực đòi hỏi tính bảo mật như ngân hàng • IAX và NAT: + IAX2 được thiết kế để tương thích với các thiết bị sử dụng giao thức NAT Việc sử dụng duy nhất một port UDP cho cả tín hiệu báo hiệu và truyền dẫn dẫn đến tăng cườg tính năng bảo mật của firewall Điều này làm cho IAX là một trong các giao thức bảo mật tốt nhất cho mạng 2 SIP: • Sự ra đời của. .. đầu cuối, dựa trên các chính sách bảo mật của mạng Lưu ý rằng Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Chương 2: Tìm hiểu Asterisk ứng dụng VoIP phương thức mật mã không nằm trong khả năng của SIP và phải được kết hợp một cách độc lập • SIP và NAT: Một trong những vấn đề lớn nhất khi triển khai SIP là truyền tải thông qua lớp NAT Bởi vì SIP mật mã thông tin địa chỉ trong cấu trúc khung của nó NAT ở lớp mạng... mong muốn Như vậy, các firewall được tích hợp chức năng NAT sẽ loại bỏ các kết nối SIP này 3 H.323: • H323 được phát triển bởi ITU từ tháng 5-1996, để hỗ trợ truyền thoại, video, dữ liệu ,fax… trong mạng IP trong khi vẫn duy trì kết nối với mạng PSTN truyền thống Từ thời điểm đó, H323 đã có một vài phiên bản với các tính năng bổ sung cho phép nó hoạt động trong một mạng thuần VoIP và các mạng phân bố... hiện đó là trang bị hệ thống Asterisk và kết nối với hệ thống PBX đang tồn tại qua luồng E1 Hình 2.7: Kết nối IP PBX với PBX • Ngoài ra để tăng khả năng liên lạc với mạng PSTN và VoIP khác, Công Ty sẽ đăng ký kết nối dịch vụ với nhà cung cấp dịch vụ VoIP 2 Kết nỗi giữa các server Asterisk: • Phương pháp trên ứng dụng rất hiệu quả cho các công ty nằm rãi rác ở các vị trị địa lý khác nhau nhằm giảm chi... nén dữ liệu ứng với các chuẩn khác nhau có thể kết hợp liên lạc được với nhau - Tất cả các cuộc gọi định hướng qua hệ thống Asterisk đều thông qua các giao tiếp như: SIP, Zaptel or IAX Mọi cuộc gọi vào và ra ngoài đều được thực hiện thông qua các giao tiếp trên Vì thế hệ thống Asterisk phải đảm trách nhiệm vụ liên kết các giao tiếp khác nhau đó để xử lý cuộc gọi • Chức năng của các giao tiếp chương... /var/lib/asterisk − Chứa đựng tập tin astdb và các thư mục con khác Tập tin astdb chứa thông tin về cơ sở dữ liệu của ASTERISK bao gồm các thư mục chính: o agi-bin/ : Chứa các custom scripts, như là các ứng dụng AGI o Firmware : Chứa các thông tin về các thiết bị gắn kết với ASTERISK o mohmp3 : Chứa tập tin mp3 cho chức năng Music on Hold o sounds : Tất cả các thông báo từ hệ thống ASTERISK đều nằm... eXchange): • IAX là một giao thức mở, ta có thể download và phát triển nó miễn phí • Phiên bản hiện tại của nó là IAX2, nhưng tất cả các hỗ trợ cho IAX1 không còn tồn tại nữa Vì vậy khi nói đến IAX có nghĩa là IAX2 Trong Asterisk, IAX được hỗ trợ bởi module chan_iax2 • IAX được phát triển bởi Digium với mục ích giao tiếp với các server Asterisk khác, vì thế nó được gọi là Inter-Asterisk eXchange IAX là giao . thức truyền thông khác nhau do sự kết hợp công nghệ hiện đại VoIP và công nghệ PSTN . Điều này làm cho nó một công cụ mạnh cho việc xây dựng các gateway và việc chuyển đổi giao thức. Với tổng đài. tìm hiểu công nghệ Voip và các tiện ích của nó. Báo cáo Thực tập tốt nghiệp Đại học Lời cám ơn LỜI CẢM ƠN o0o Trong kì thực tập tốt nghiệp vừa qua,chúng em đã có cơ hội để tổng kết và áp dụng. dễ dàng triển khai cho các hệ thống ( từ hệ thống nhỏ đến các hệ thống lớn) • Asterisk hỗ trợ cho nhiều loại điện thoại với công nghệ khác nhau. Các công nghệ điện thoại: VoIP, SIP, H.323, IAX.