Đề tài tìm hiểu giao thức sip

Giao thức SIP A.Tổng quan giao thức SIP I.Giao thức SIP Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol ) giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng dùng để thiết lập , trì , kết thúc phiên truyền thông đa phương tiện ( multimedia ) có nhiều người tham gia Các phiên multimedia bao gồm thoại internet , hội nghị ứng dụng tương tự có liên quan đến phương tiện truyền đạt ( media ) âm , hình ảnh liệu SIP sử dụng tin mời ( INVITE ) để thiết lập phiên để mang thông tin mô tả phiên truyền dẫn SIP hỗ trợ phiên đơn bá ( unicast ) quảng bá ( multicast ) tương ứng gọi điểm tới điểm gọi đa điểm SIP giao thức để thiết lập phiên truyền thông Các phiên SIP bao gồm :     Hội họp đa phương tiện qua internet Các gọi điện thoại qua internet Các phiên video qua internet Phân phối đa phuong tiên Các phần tử SIP liên lạc thông qua :  Liên lạc cá nhân  Phát quảng bá  Thông qua tổ hợp quan hệ liên lạc cá nhân tổ hợp tất phương tiên Trong môi trường IPv4 IPv6 thông qua :  UDP  TCP  SCTP TLS TCP SIP giao thức mở rộng đơn giản  Các phương tiên ( Methods ) – Định nghĩa phiên truyền thông  Khối mào đầu ( Headers ) – Mô tả phiên truyền thông  Phần thông tin báo ( Message Body ) – SDP , ký tự , XML II.Sự phát triển giao thức SIP Đầu tiên SIP đơn giao thức dùng để thiết lập phiên quảng bá cho Internet2 ( từ đến cuối thập kỉ 90 ) SIP phát triển SIP Working Group IETF Phiên ban hành vào tháng năm 1999 tài liệu RFC 2543 Sau đó, SIP trải qua nhiều thay đổi cải tiến Phiên ban hành IETF RFC 3261 RFC 3261 hoàn toàn tương thích ngược với RFC 2543, hệ thống thực thi theo RFC 2543 hồn tồn sử dụng với hệ thống theo RFC 3261 Một tin SIP có hai phần, phần mào đầu phần thân Phần thân cho phép phục vụ ứng dụng khác cách linh hoạt Ban đầu phần thân dùng để chuyển tải tham số miêu tả phiên SDP codec, địa IP đầu cuối, Phần thân sử dụng để mở rộng ứng dụng khác SIP ví dụ SIPT cho liên vận PSTN-SIP-PSTN MSCML (Media Server Control Markup Language) cho dịch vụ hội nghị Sự phổ cập SIP dẫn tới việc loạt nhóm làm việc liên quan đến SIP thành lập Nhóm SIPPING (Session Initiation Protocol investigation working group) thành lập với mục đích nghiên cứu ứng dụng phát triển yêu cầu mở rộng cho SIP Nhóm SIMPLE (SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions) có nhiệm vụ chuẩn hoá giao thức cho ứng dụng nhắn tin tức thời Các nhóm làm việc khác PINT (PSTN and Internet Internetworking), SPIRITS (PSTN/IN requesting Internet Services) III.Các thành phần mạng SIP 1.Thành phần SIP : bao gồm SIP User Agent ( UA ) SIP server 1.1.SIP User Agent ( người dùng Agent) : SIP UA thiết bị đầu cuối điểm cuối dialog : SIP UA guiử nhận yêu cầu trả lời SIP , điểm cuối luồng đa phương tiện ln Người dùng Equiment ( UE ) – bao gồm ứng dụng thiết bị đầu cuối ứng dụng phần cứng chuyên dụng UA gồm hai phần :  Người dùng Agent Client ( UAC ) : ứng dụng người gọi – khởi tạo request  Người dùng Agent Server ( UAS ) : chấp nhận , gửi lại , từ chối request gửi trả lời cho request đến thay mặt cho người sử dụng UA thực thể SIP mà tương tác với với người sử dụng Nó thường xuyên sử dụng giao diện với người sử dụng Tuy nhiên , vài hệ thống sử dụng SIP không trực tiếp kết nối với người sử dụng Ví dụ : B gửi lại tất lời mời vào phiên nhận từ nửa đếm đến sáng đến máy trả lời SIP B > máy tự động thiết lập phiên thông điệp ghi Nó chứa UA – mà khơng thiết lập trì tương tác với người sử dụng , trả lời mời chuyển lời mời dại diện B 1.2.SIP Server : SIP server : Cần phân biệt SIP Server UA server mơ hình clientserver Ở , SIP server thực thể luận lý , SIP server có chức nhiều loại server hay nói cách khác SIP Server hoạt động server khác trường hợp khác Trong SIP Server có thành phần quan trọng : Proxy Server , Redỉect Server , Location Server , Registrar Server , …  Proxy Sever : Có thể xem Proxy Server router thiết bị đầu cuối SIP mà chuyển tiếp yêu cầu trả lời Tuy nhiên Proxy SIP sử dụng nguyên tắc định tuyến phức tạp tự động chuyển tiếp tin dựa vào bảng định tuyến Chuẩn SIP cho phép Proxy thực hoạt động chẳng hạn xác định tính hợp lệ tin, xác thực người sử dụng, phân nhánh request, phân giải địa chỉ, hủy bỏ gọi chờ Sự linh hoạt proxy SIP cho phép nhà khai thác quản trị mạng sử dụng proxy cho mục đích khác vị trí khác mạng (chẳng hạn Proxy biên, Proxy lõi, Proxy doanh nghiệp) Một Proxy Server thiết kế suốt với UA Các Proxy Server phép thay đổi tin theo số cách cụ thể hạn chế Ví dụ, proxy khơng phép thay đổi phần thân tin SDP tin INVITE Forking proxy: SIP proxy server định tuyến thông điệp đến nhiều đích gọi proxy phân nhánh Forking Proxy định tuyến thơng điệp song song theo thứ tự Ví dụ Forking Proxy song song việc rung chuông đồng thời tất điện thoại nhà Forking Proxy theo thứ tự chứa proxy thử rung chng vị trí khác nhau, rung chng chu kỳ thời gian định người dùng không nhấc máy thử UA  Redirect Server : Truy nhập liệu dịch vụ định vị để tìm địa user gửi trả tin lớp 300 để thông báo thiết bị chuyển hướng tin tới địa khác – tự liên lạc thông qua địa trả  c.Registrar Sever : sever nhận tin SIP REGISTER yêu cầu cập nhật thông tin từ tin request vào “ location database “ nằm Location Sever  d.Location Sever Lưu thông tin trạng thái người dùng mạng SIP 2.Các tin SIP mào đầu đánh số : Dưới tin SIP : INVITE : bắt đầu thiết lập gọi cách gửi tin mời đầu cuối khác tham gia ACK : tin khẳng định máy trạm nhận tin trả lời tin INVITE BYE : bắt đầu kết thúc gọi CANCEL : hủy yêu cầu nằm hàng đợi REGISTER : đầu cuối SIP sử dụng tin để đăng ký với máy chủ đăng ký OPTION : sử dụng để xác định lực máy chủ INFO : sử dụng để tải thông tin âm báo DTMF Những tin trao đổi A B để thiết lập phiên : Khuôn dạng thông điệp : Thông điệp SIP gồm phần: start line, header thông điệp body Client gửi yêu cầu (request) server trả lời response Giao dịch SIP bao gồm yêu cầu từ client, nhiều provisional response final response từ server 3.1 SIP response Status line dòng bắt đầu response Các tin đáp ứng chia thành thành hai nhóm bao gồm loại tin, dùng mã trạng thái nằm dải mã Khuôn dạng thông điệp SIP SIP version Status code Reason Phrase Cấu trúc Response Line SIP response  Provisional (1xx): Bản tin dùng để thị tiến trình khơng kết thúc giao dịch SIP (tìm kiếm, rung chng, xếp hàng)  Final (2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx): Bản tin thị kết thúc giao dịch SIP 1xx: Provisional – nhận yêu cầu tiếp tục xử lý yêu cầu Tìm kiếm, rung chng, xếp hàng đợi, phát trình xử lý chưa thể kết thúc Phía phát cần phải dừng q trình truyền yêu cầu nhận tin 2xx: Success – Các yầu xử lý thành công (nhận, hiểu tiếp nhận) 3xx: Redirection – Cần tiến hành thêm hoạt động để đáp ứng yêu cầu Chúng gửi Redirect Server 4xx: Client Error – Lỗi phía Client, u cầu sai cú pháp khơng đáp ứng yêu cầu Server 5xx: Server Error – Lỗi phía Server, server bị cố khơng đáp ứng yêu cầu hợp lệ 6xx: Global Failure – Lỗi tổng thể, yêu cầu đáp ứng server cụ thể : 1xx: Phản hồi thông tin : 100: thử : máy đựợc gọi tiếp nhận yêu cầu bên gọi gửi tin mang tính chất phản hồi để thử 180: đổ chuông : Máy gọi đổ chuông, gửi tin chuông cho bên gọi 181: gọi chuyển hướng: May gọi lập trình chuyển hướng đến máy khác bận khơng xử lý gọi bên gọi 182 : xếp hàng đợi : chờ đợi có nhiều u cầu đến lúc 183: Phiên tiến hành: Có phiên gọi khác đựơc tiến hành với máy đựợc gọi 2xx: Phản hồi thành công 200 OK phản hồi thành công : dùng bên yêu cầu trả lời thành cơng u cầu bên u cầu: ỏ ví dụ ta dùng hai tin 200 ok Trong tin máy gọi phản hồi lại máy gọi trả lời thành cơng tin chng Cịn tin 200 OK thứ hai máy gọi phản hồi đến máy gọi gọi thành cơng gọi chấp nhận kết thúc gọi 3xx: Phản hồi chuyền hướng 300: có nhiều lựa chọn 301: dời vĩnh viễn 302: tạm thời dời 305: dùng proxy 380: dịch vụ thay 4xx: Yêu câu thất bại 400: yêu cầu sai 401: không quyền: dùng với quan đăng kiểm , proxy phải dùng yêu cầu cấp phép cho proxy 407 402: yêu cầu trả tiền :Dự trữ để phịng tương lai: Ví dụ bạn dùng điện thoại di động, tiền tài khoản bạn gần hết, trước thiết lập gọi theo yêu cầu bạn tổng đài thêm thông báo:"Tài khoản bạn hệt , xin vui lịng nạp thêm để có thê tiếp tục sử dụng" 403: cấm 404: Khơng tìm thấy người dùng:"Th bao q khách vừa gọi Khơng có, xin vui lịng thứ lại" 405: Phương thức không phép 406: Không chấp nhận 407: cần có cấp phép cho proxy 408: u cầu bị hết : Khơng tìm thấy người dùng thời gian cho phép 410: khơng cịn , người dùng tồn khơng cịn sử dụng nữa:"Th bao q khách vừa gọi tạm khóa, mong quý khách vui lòng gọi lại sau" 413: Đơn vị yêu cầu lớn: "cuộc gọi thực được" 414: URI yêu cầu tải :"mạng tải" 415: kiểu phương tiện khơng hỗ trợ: ví dụ : tin nhắn đa phương tiện gửi đến nhận từ số máy di động không hỗ trơn GPRS 416: giản đồ URI không hỗ trợ 420: phần mở rộng không đúng: Sử dụng phần mở rộng giao thức SIP không nên máy chủ không hiểu 421: Yêu cầu có phần mở rộng 423: Quãng ngắn 480: tạm thời không hoạt động 481: gọi/giao dịch không tồn 482: phát thấy lặp 483: nhiều chặng trung tuyến 484:địa không hoàn chỉnh 485: tối nghĩa 486: bận 487: yêu cầu bị chấm dứt 488: Không chấp nhận 491: yêu cầu chờ 493: giải mã : Không thể giải mã phần thân S/MIME 5xx: Lỗi máy chủ 500: lỗi bên máy chủ 501: chưa khai báo: Phương thức yêu cầu SIP chưa đựơc khai báo 502: gateway sai 503: dịch vụ khơng có 505: phiên khơng hỗ trợ: Máy chủ không hỗ trợ giao thức SIP 513: thông điệp lớn RSVP chế báo hiệu dùng để dành riêng tài nguyên mạng RSVP giao thức định tuyến Việc định tuyến IGP (gồm mở rộng TE) CSPF Công việc RSVP báo hiệu trì tài nguyên dành riêng qua mạng Trong MPLS TE, RSVP dự trữ băng thông mặt phẳng điều khiển (control-plane layer); khơng có sách lưu lượng mặt phẳng chuyển tiếp (forwardingplane) Khi sử dụng cho mục đích khác (như VoIP hay DLSW+reservations), RSVP dùng để dành riêng khơng gian hàng đợi cơng có trọng số (WFQ – Weighted Fair Queuing) hay xây dựng ATM SVC - RSVP có ba chức bản: * Thiết lập trì đường (Path setup and maintenance) * Hủy đường (Path teardown) * Báo lỗi (Error signalling) - RSVP giao thức trạng thái mềm (soft-state protocol) Nghĩa cần tái báo hiệu mạng để làm tươi định kỳ cho Với RSVP, yêu cầu bị hủy định xóa khỏi mạng RSVP hay hết thời gian dành riêng (reservation times out) 1.Các loại thơng điệp RSVP : có loại thông điệp RSVP sau : a) Path – sử dụng để yêu cầu tài nguyên dành trước b) Resv – Gửi đáp ứng tin đường để thiết lập trì dự trữ tài nguyên c) PathTear- Sử dụng đề xóa dự trữ tài nguyên khỏi mạng theo hướng d) ResvTear – Sử dụng để xóa bỏ tài nguyên khỏi mạng theo hướng e) PathErr – Thông báo lỗi tin Path f) ResvErr- Thông báo lỗi tin Resv g) ResvConf – Là tin tùy chọn, gửi ngược lại tới phía gửi tin Resv đề xác nhận tài nguyên dự trữ xác định thực cài đặt h) ResvTearConf- Sử dụng để xác nhận dự trữ tài nguyên xác định bị xóa khỏi mạng 2.Mơ hình hoạt động ( Gồm bước ) : R2 R3 R4 PATH RESV Host A R1 PAT H PATH TH PA RES V R5 Host B 128.32.32.69 24.1.70.210 Bước 1: Ứng dung Host A tạo phiên đến máy đích co Ip : 128.32.32.69 RSVP host A Bước : Tại host A , RSVP tạo tin Path gửi đến router gần R1 nhằm đưa đến địa 128.32.32.69 Bước : Bản tin Path tiếp tục thông qua R5 R4 đến đích Host B Bước : Ứng dụng host B tiếp nhận RSVP kiểm tra phiên 128.32.32.69 Kiểm tra xem tin có tồn phiên khơng Bước : Host B sử dụng RSVP tạo tin Resv gửi ngược lại R4 địa gửi 24.1.70.210 Bước : Bản tin Resv tiếp tục thông qua R5 R1 tới Host A Các chức RSVP: 3.1.Thiết lập trì đường đi: a.Thiết lập đường (Path Setup): - Sau đầu đường hầm (tunnel headend) hoàn thành CSPF cho đường hầm cụ thể, gửi thông điệp Path đến nút (next-hop) dọc theo đường tính tốn đến đích LSR gửi thơng điệp Path gọi LSR ngược dịng (upstream router), LSR nhận thông điệp gọi LSR xi dịng (downstream router) LSR ngược dịng duoc goi la trạm trước ( phop – previous hop) - Sau LSR xi dịng nhận thơng điệp Path, kiểm tra định dạng thơng điệp, sau kiểm tra lượng băng thơng mà thơng điệp u cầu Tiến trình gọi điều khiển chấp nhận (admission control) - Nếu việc kiểm tra thành công thông điệp Path phép dành riêng băng thơng u cầu, LSR xi dịng tạo thông điệp Path gửi đến nút kế đối tượng tuyến tường minh (ERO – Explicit Route Object) Thông điệp Path tiếp tục chuyền đến chúng đến nút cuối ERO – đuôi đường hầm MPLS TE (tunnel tail) - Đuôi đường hầm thực điều khiển chấp nhận thông điệp Path giống LSR xi dịng khác Khi nhận đích đến thơng điệp Path trả lời lại thơng điệp Resv Resv đóng vai trị ACK báo cho LSR ngược dịng Resv chứa thơng báo thỏa mãn dành riêng đến cuối đường hầm thông tin nhãn đến (incoming label) cho LSR ngược dòng sử dụng để gửi gói dọc theo TE LSP đến đích b.Duy trì đường (Path Maintenance): - Thoạt nhìn, việc trì đường giống thiết lập đường Mỗi 30 giây đầu đường hầm gửi thông điệp Path đến láng giềng xi dịng Nếu LSR gửi dãy thông điệp Path khơng thấy Resv, nghĩ dành riêng bị gửi thơng điệp ngược dịng (message upstream) báo dành riêng bị - Các thông điệp Path Resv gửi độc lập bất đồng láng giềng với Thông điệp Resv dùng để làm tươi (refresh) dành riêng tồn trả lời cho thông điệp Path 3.2 Hủy đường đi: -Nếu nút (thường đầu đường hầm) định dành riêng khơng cịn cần thiết mạng, gửi thông điệp PathTear dọc theo đường thông điệp Path ResvTear dọc theo đường Resv - Thông điệp ResvTear gửi để hồi đáp cho PathTear báo hiệu đuôi đường hầm PathTear ResvTear gửi để trả lời điều kiện lỗi mạng -Không giống thông điệp làm tươi, PathTear không cần đến hết downstream trước nhận kết 3.3 Báo lỗi: - Thỉnh thoảng, tín hiệu RSVP bị lỗi Các lỗi báo hiệu thông điệp PathErr hay ResvErr Thông điệp lỗi gửi ngược dịng phía nguồn lỗi; PathErr gửi ngược dịng từ nút xi dịng ResvErr gửi xi dịng từ nút ngược dòng II RTP ( Real Time Tranpsport Protocol ) : Giao thức vận chuyển thời gian thực RTP – từ viết tắt Real Time Transport Protocol (Giao thức Vận chuyển Thời gian Thực) đặc tả tiêu chuẩn định dạng gói tin dùng để truyền âm hình ảnh qua internet Tiêu chuẩn khai báo RFC 1889 Nó phát triển nhóm Audio Video Transport Working ban hành lần vào năm 1996 RTP RTCP liên kết chặt chẽ với – RTP truyền liệu thực RTCP dùng để nhận thông tin phản hồi chất lượng dịch vụ 1.RTP (even port-port chẵn) _ RTP cung cấp chức mạng vận chuyển end-to-end cho ứng dụng truyền liệu mà yếu cầu thời gian thực (real-time) âm video Những chức bao gồm nhận diện loại dự liệu, số trình tự, tham số thời gian giám sát tiến trính gởi - RTP thành phần quan trọng VoIP cho phép thiết bị đích xếp điều chỉnh lại thời gian cho gói tin thoại trước gởi đến người dùng - Sequence number tăng thêm gói tin, giá trị khởi đầu ( gói tin ) chọn ngẫu nhiên để nhằm mục đích bảo mật Xem xét giá trị