Đồ án tốt nghiệp xây dựng hệ thống voip trên hệ điều hành android

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ──────── * ─────── ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Xây dựng hệ thống Voip hệ điều hành Android Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh Lớp CNPM-K51 Giáo viên hướng dẫn: ThS Vũ Đức Vượng HÀ NỘI 5-2011 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Vinh Điện thoại liên lạc 01696890500 Lớp: CNPM Email: nkvinh@gmail.com Hệ đào tạo: Đại học quy Đồ án tốt nghiệp thực tại: Thời gian làm ĐATN: Từ ngày Trung tâm phần mềm Viettel 28 /2 /2011 đến 28/5 /2011 Mục đích nội dung ĐATN  Tìm hiểu kiến trúc Voip hệ điều hành cho di động Android  Xây dựng hoàn thiện hệ thống Voip, demo phía client máy Android Các nhiệm vụ cụ thể ĐATN        Tìm hiểu kiến trúc Voip Tìm hiểu hệ điều hành Android Tìm hiểu thư viện hỗ trợ để lập trình Voip Client Android Chọn proxy server để xây dựng hệ thống Dùng thư viện server chọn xây dựng hệ thống Voip Bảo mật cho tài khoản đăng kí với server Tìm hiểu lựa chọn giao thức vượt NAT Lời cam đoan sinh viên: Tôi – Nguyễn Khắc Vinh - cam kết ĐATN công trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn thạc sĩ Vũ Đức Vượng Các kết nêu ĐATN trung thực, chép tồn văn cơng trình khác Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2011 Tác giả ĐATN Nguyễn Khắc Vinh Xác nhận giáo viên hướng dẫn mức độ hoàn thành ĐATN cho phép bảo vệ: Hà Nội, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn Thạc sĩ Vũ Đức Vượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .2 MỤC LỤC KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH .7 LỜI CẢM ƠN .8 MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI MÔI TRƯỜNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP .10 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Các vấn đề cần giải .10 GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Giới thiệu VOIP .10 2.1.1 2.1.2 2.2 Giới thiệu SIP .11 Giới thiệu RTP 12 Đăng ký, thiết lập gọi với SIP proxy server 13 2.2.1 2.2.2 2.3 Đăng ký mới: 13 Thiết lập gọi 15 Cơ Android 19 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.3.8 Activity: 19 Service: 20 Intent: 20 Broadcast Receiver: 21 Notification: 21 SQLLite 21 XML Android: .21 Android Manifest: 21 CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA 21 3.1 Xác thực liệu 22 3.2 NAT ảnh hưởng tới VoIP .22 GIẢI PHÁP VÀ CÔNG CỤ ĐƯỢC LỰA CHỌN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA 22 4.1 Giải pháp xác thực liệu 22 4.2 Giải pháp cho thiết bị nằm NAT 22 4.2.1 4.2.2 4.3 4.4 Giải pháp qua NAT cho tín hiệu SIP 22 Giải pháp truyền gói tin RTP qua NAT .23 Chọn lựa chuẩn xây dựng hệ thống VoIP .24 Lựa chọn thư viện phát triển ứng dụng SIP client 24 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM 4.5 Lựa chọn SIP proxy 24 PHẦN II: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VOIP .25 KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH YÊU CẦU 25 1.1 Mục tiêu hệ thống 25 1.2 Phân tích yêu cầu 25 1.2.1 1.2.2 1.3 Các ràng buộc thiết kế (Design Constraints) 25 Các yêu cầu hiệu (Performance) 25 Thiết kế tổng quan .25 1.3.1 1.4 Thiết kế kiến trúc hệ thống 25 Thực hiện, cài đặt thử nghiệm hệ thống 26 1.4.1 1.4.2 Triển khai phía server: .26 Phía Client .30 1.4.2.2.1 Phân tích cụ thể chức năng: .31 1.4.2.2.2 Các luồng thông tin ứng dụng Voip Android 32 1.4.2.2.3 Thiết kế sở liệu 33 a Bảng Account: .33 b Bảng CallLogs .34 c Bảng Messages: .35 1.4.2.2.4 Thiết kế giải thuật 36 1.4.2.2.5 Kiến trúc ứng dụng Voip Android .39 1.4.2.2.6 Chi tiết cài đặt 40  Voip Android Service: 40  Voip Android Models: 47  Voip Android UI 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC .62 KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ Thuật ngữ Định nghĩa VOIP Voice Protocol VOIP over 3G Voice over Protocol over 3G over Ghi Internet Công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP Internet Công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM Thuật ngữ Định nghĩa Ghi hạ tầng mạng 3G (thirdgeneration) TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian: Thời gian sử dụng đường truyền chia làm nhiều khung Mỗi khung chia thành nhiều khe thời gian(Ts time slot) người sử dụng khe thời gian dành riêng cho để phục vụ cho việc truyền tin IP Internet Protocol End point Các thiết bị đầu cuối: bao gồm IP phone SIP phone SIP UA/ UAS Giao thức mạng sử dụng rộng rãi ngày Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo session UAC/ User Agent/ Uer Agent Nơi gửi nơi đáp trả Client/ User Agent Server tin SIP, thông thường thiết bị SIP phone G7xx G711/ G729, … Các codec dùng số hóa âm Proxy server Server trung chuyển tin SIP Redirect server Server trả lời điểm mà thiết bị phải gửi tin tới Registrar server Server đăng ký cho user agent Thuật ngữ định nghĩa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM DANH MỤC CÁC BẢNG Table 1: Bảng Account .37 Table 2: Bảng CallLogs 38 Table 3: Bảng Messages .39 DANH MỤC CÁC HÌNH Figure 1: Kiến trúc hệ thống Voip 12 Figure 2: Đăng kí với Sip Server thành cơng 15 Figure 3: Thiết lập thành công gọi 17 Figure 4: Cơ chế xác thực username password 24 Figure : Giải pháp qua NAT cho tín hiệu SIP 25 Figure 6: Giải pháp truyền gói tin RTP qua NAT .25 Figure 7: Mơ hình hệ thống cần xây dựng .28 Figure 8: Mơ hình Use case ứng dụng Voip Android .34 Figure 9: Biểu đồ cho chức thêm xem account .39 Figure 10: Biểu đồ cho chức xem xóa lịch sử gọi 39 Figure 11 : Biểu đồ cho chức xem xóa tin nhắn 40 Figure 12: : Biểu đồ cho chức gửi tin nhắn tạo gọi .41 Figure 13 : Biểu đồ cho chức xóa sửa tài khoản 42 Figure 14: Kiến trúc ứng dụng Voip Android 42 Figure 15 Class UAStateReceiver 44 Figure 16 SipService 46 Figure 17 SipNotifications .48 Figure 18 Sơ đồ lớp xử lí Media 50 Figure 19 Class SipMessage 51 Figure 20 Class CallInfo 52 Figure 21 Class IAccount 53 Figure 22 AccountState 54 Figure 23 Sơ đồ lớp cho giao diện thêm account 55 Figure 24 Sơ đồ lớp Voip Android widget 57 Figure 25 Sơ đồ lớp giao diện xử lí gọi Voip Android 58 Figure 26 Sơ đồ lớp giao diện Voip Android 59 Figure 27 Sơ đồ lớp giao diện cài đặt Voip Android 60 Figure 28 Sơ đồ lớp giao diện quản lí tài khoản Voip Android 61 Figure 29 Sơ đồ lớp giao diện quản lí lịch sử gọi Voip Android .62 Figure 30 Sơ đồ lớp chọn tài khoản để gọi gửi tin Voip Android 63 Figure 31 Quản lí tài khoản .66 Figure 32 Màn hình cài đặt gửi tin nhắn .67 Figure 33 Màn hình quản lí gọi .68 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung thầy giáo viện Công nghệ Thông tin, môn Công nghệ Phần mềm nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Vũ Đức Vượng Thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Đồng thời em xin chân thành cảm ơn anh Cao Xuân Tuấn, trưởng phòng R&D, Trung tâm phần mềm Viettel anh Đỗ Đình Thắng trưởng ban cơng nghệ tạo điều kiện sở vật chất giúp em có môi trường tốt để thực đề tài giúp em hoàn thành đề tài Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2011 Người thực Nguyễn Khắc Vinh MỞ ĐẦU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM Giới thiệu đề tài Voice over Internet Protocol (VOIP), gọi IP Telephony, nhanh chóng trở thành thuật ngữ thơng thuộc công nghệ sâu vào doanh nghiệp, tổ chức VOIP thiết kế để thay mạng lưới công nghệ TDM mạng liệu dựa giao thức mạng IP Tiếng nói số hóa truyền gói tin IP Trong doanh nghiệp công ty mạng Internet wifi len lỏi đến phòng ban Mặt khác nhu cầu liên lạc nội doanh nghiệp lớn Sẽ tuyệt vời có hệ thống Voip công ty ,giúp cho việc liên lạc trở nên dễ dàng mà chi phí gần khơng tận dụng hạ tầng mạng IP có sẵn Vì lí em chọn đề tài Xây dựng hệ thống Voip hệ điều hành Android Môi trường thực đồ án tốt nghiệp Địa điểm: Trung tâm phần mềm Viettel, Phòng R&D Thành viên đội thực dự án: Quản trị dự án: Đỗ Đình Thắng Thành viên dự án: Đào Hải Hưng Thành viên dự án: Nguyễn Khắc Vinh Dự án: Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ Voip Bố cục đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp chia thành phần sau: MỞ ĐẦU Giới thiệu đề tài, môi trường thực đồ án, tóm tắt bố cục đồ án tốt nghiệp PHẦN 1: Đặt vấn đề định hướng giải pháp Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM Các nhiệm vụ cần thực đề tài Cơ sở lý thuyết công cụ sử dụng PHẦN 2: Các kết đạt Phân tích yêu cầu Thiết kế hệ thống Cài đặt Đánh giá ưu, nhược điểm hệ thống KẾT LUẬN Kết luận chung: tự đánh giá công việc làm chưa làm được, định hướng phát triển hoàn thiện hệ thống tương lai PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP Tổng quan đề tài 1.1 Các vấn đề cần giải  Tìm hiểu kiến trúc Voip  Tìm hiểu hệ điều hành Android  Tìm hiểu thư viện hỗ trợ để lập trình Voip Client Android  Chọn server để xây dựng hệ thống  Dùng thư viện server chọn xây dựng hệ thống Voip  Bảo mật cho tài khoản đăng kí với server  Tìm hiểu lựa chọn giao thức vượt NAT Giới thiệu tóm tắt sở lý thuyết 2.1 Giới thiệu VOIP Trong mạng VOIP, có giao thức sử dụng Giao thức Signaling Protocol (giao thức báo hiệu): dùng việc khởi tạo quản lý tương tác user session bao gồm voice, video, instant messaging… Giao thức thứ hai speech transmission protocol: giao thức truyền tiếng nói Cả hai giao thức yêu cầu tất thơng tin truyền tải gói tin IP Cho tới có vài chuẩn cho signaling protocols, gồm có H.323, SIP Cịn RTP chuẩn cho speech transmission protocol sử dụng mạng VOIP Tín hiệu tiếng nói số hóa, đóng gói gói tin truyền thơng qua mạng IP Ta cần nhiều gói tin có Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Vinh MSSV 20063773 Khóa 51- CNPM