Mô phỏng cuộc gọi voip trên nền giao thức sip bằng sip p simulator tool

TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - - BÙI ĐÌNH THẮNG CHUN NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG MSSV : DV06056 GVHD : Th.S CHU HỒNG HẢI Niên Khóa 2006 – 2011 Đồ Án Tốt Nghiệp Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới quý thầy, cô giảng viên Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh quý thầy, cô Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thơng nhiệt tình dạy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian học trƣờng Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Th.s Chu Hồng Hải nhiệt tình hướng dẫn bảo nghiên cứu thời gian thực đồ án Qua tiếp thu kiến thức bổ ích quan trọng trình thực đồ án thuận lợi Cuối em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè bạn tập thể lớp DV06, người nhiệt tình động viên, giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu trường thực đồ án tơt nghiệp Xin kính chúc quý thầy, cô dồi sức khỏe thành công! Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 SVTH Bùi Đình Thắng SVTH : Bùi Đình Thắng -1- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần dịch vụ mạng viễn thông việt nam triển cách nhanh chóng Đặc biệt dịch vụ điện thoại qua mạng IP (VoIP) triển khai thực ngày phát triển năm vừa qua dịch vụ mạng VoIP nội tỉnh, liên tỉnh, quốc tế triển khai khắp tỉnh thành nước Triển khai dịch vụ VoIP bước tiến quan trọng tiến trình nâng cấp mạng viễn thơng xây dựng mạng hệ Việt Nam Mạng VoIP đời ngày đáp ứng tốt yêu cầu đặt chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp dịch vụ thoại lẫn phi thoại mạng điện thoại Mặt khác việc sử dụng thiết bị VoIP dễ dàng, tiện lợi cho người dùng với nhiều ứng dụng VoIP cho phép kết hợp gửi liệu, thoại video đường truyền Internet Hầu hết doanh nghiệp Việt Nam nhận thấy lợi ích cơng nghệ trang bị cho tổng đài nội ( PBX-Private Branch eXchange ) để giảm chi phí đáng kể cho doanh nghiệp Tiết kiệm đáng kể chi phí gọi điện thoại đường dài văn phịng Tất doanh nghiệp cần làm bổ sung thêm giải pháp phần cứng phần mềm thích hợp vào hệ thống mạng máy tính sẵn có Khách hàng sử dụng công nghệ VoIP, hoạt động dựa giao thức SIP, với trao đổi gửi tin tới tổng đài PBX thiết bị kết nối tới tổng đài thông qua đường truyền Internet Để đảm bảo hoạt động tổng đài với chất lượng cao, công ty phần mềm đưa phần mềm hỗ trợ kiểm tra đánh giá chất lượng tổng đài cách xác Do nhận thấy phát triển VoIP ln cần có thiết bị, phần mềm hỗ trợ điều nhận quan trọng công việc này, em lựa chọn đề tài :”Mô gọi VoIP giao thức SIP SIP-P simulator Tool” nhằm hiểu rõ cấu trúc hoạt động tổng đài VoIP thực tế khả chất lượng thiết bị tổng đài SIP-P Simulator Tools phần mềm phát triển dựa mã SVTH : Bùi Đình Thắng -2- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp nguồn mở Richard Gayraud [Initial code], Olivier Jacques [code/documentation] với mục đích đánh giá hiệu suất hoạt động tổng đài Với mong muốn vậy, nội dung đề tài: “ Mô gọi VoIP dựa giao thức SIP SIP-P Simulator Tool” gồm chương đề cập đến vấn đề cấu trúc giao thức SIP, hoạt động chức Server , Client, Redirect Server, giao thức báo hiệu VoIP … chức SIP-P:  Chương I  Chương II : Giao thức báo hiệu mạng VoIP  Chương III : Giao thức báo hiệu SIP  Chương IV : Tổng quan SIP-P Tools  Chương V : Chương trình mơ  Chương VI : Kết luận hướng phát triển đề tài : Tổng quan công nghệ VoIP Tuy nhiên thực đề tài khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận nhận xét, đóng góp q báu q thầy bạn để khắc phục thiếu sót hạn chế cịn tồn để hồn thiện đề tài Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 SVTH Bùi Đình Thắng SVTH : Bùi Đình Thắng -3- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC Phần A: Giới thiệu chung Trang Tr ang phụ bì a : Lờ i c ảm n : Lờ i m đ ầu : D anh m ục hì nh ảnh : 11 D anh m ục bảng số liệ u 12 Phần B : Nội dung C HƢ ƠNG : TỔ NG Q U AN VỀ VO IP 13 1.1 Tổ ng quan Vo IP 13 1.2 Cấu hì nh c m ạng điệ n t ho ại IP 14 1.2.1 Thiết bị đ ầu c uối: 16 1.2.2 M ạng tr uy nh ập IP 16 1.2.3 G ate kee per 17 1.2.4 G ate way 18 1.3 Cấu tr úc kết nối m ạng điệ n t ho ại Vo IP 20 1.3.1 Kết nối PC -PC 21 1.3.2 Kết nối PC -M áy t ho ại 21 1.3.3 Kết nối M áy t ho ại - M áy t ho ại 22 1.4 Ho ạt độ ng c m ạng Vo IP 22 1.5 Các ứ ng dụng c Vo IP 23 1.6 Lợi íc h c Vo IP 23 1.7 N hữ ng t hác h t hức c ho Vo IP 24 C HƢ ƠNG : C ÁC G IAO TH Ứ C B ÁO H IỆU TR O NG M ẠNG VO IP 26 2.1 Chuẩn gi ao t hức H 323 26 SVTH : Bùi Đình Thắng -4- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp 2.1.1 Tổng quan H.323 26 2.1.2 Cấu trúc H.323 26 2.1.3 Cấu trúc giao thức H.323: 29 2.1.4 Hoạt động H.323: 29 2.2 Chồ ng gi ao t hức TCP/ U DP M G CP 31 2.2.1 Giao thức TCP 31 2.2.2 Giao thức UDP 32 2.2.3 Giao thức điều khiển Gateway MGCP 33 2.3 Gi ao t hức điề u khiể n t hiết l ập c uộc gọi SIP 35 2.3.1 Chức SIP 35 2.3.2 Vận hành SIP 36 2.3.3 So sánh với H.323 36 C HƢ ƠNG : G IAO TH ỨC B ÁO H IỆU SIP 38 3.1 Gi ới t hiệ u SIP 38 3.2 Kiế n tr úc SIP 39 3.2.1 User Agent (UA) 41 3.2.2 Server 42 3.3 Tổ ng quan ho ạt độ ng c SIP: 43 3.3.1 Địa SIP: 43 3.3.2 Định vị Server SIP: 44 3.3.3 Sự giao dịch SIP (SIP Transaction) : 44 3.3.4 Định vị người dùng: 45 3.3.5 Thay đổi phiên tồn tại: 45 3.4 Các ti n SIP 45 3.4.1 Tiêu đề tin: 46 3.4.2 Yêu cầu (Request) 48 3.4.3 Đáp ứng (Response) 52 SVTH : Bùi Đình Thắng -5- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp 3.5 Ho ạt độ ng c hí nh c SIP : 59 3.5.1 Hoạt động Proxy server: 59 3.5.2 Hoạt động Redirect server: 61 3.6 Mơ hì nh mộ t c uộc gọi SIP điể n hì nh: 62 C HƢ ƠNG : TỔ N G Q U AN VỀ SIP-P SIM U LA TO R TO O L 63 4.1 Tổ ng quan SIP -P 63 4.1.1Giới thiệu 63 4.1.2 Cài đặt SIP-P 63 4.2 Ho ạt độ ng SIP -P 66 4.2.1 Chức SIP-P: 66 4.2.2 Các Scenario hoạt động chuẩn SIP-P: 66 4.3 Điề u khiể n c ác t hô ng số c uộc gọi vớ i SIP -P 75 4.4 Điề u khiể n l u lư ợ ng c uộc gọi : 75 4.5 Thiế t l ập c ác Sce nario 76 4.6 Cấu tr úc Clie nt ( U AC) X M L Sce nario 80 4.7 Cấu tr úc c mộ t Ser ve r ( U AS) Sce nario XM L 85 4.8 Các c hức t hực hiệ n tro ng c ác ti n “se nd” , “rec v” 86 4.8.1 Regular Expresssions: 86 4.8.2 Cú pháp thực thi Regexp: 87 4.8.3 Log a message: 87 4.8.4 Thực thi lệnh Regexp 88 4.8.5 Các lệnh Media PCAP: 89 4.8.6 Các biến Verifyauth: 89 4.8.7 External CSV: 90 4.8.8 Authentication SIP-P: 91 4.8.9 Cấu trúc lệnh SIP-P: 94 4.9 M àn hì nh sử dụng c SIP -P: 96 SVTH : Bùi Đình Thắng -6- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp C HƢ ƠNG : C HƢ Ơ NG TR ÌN H M Ơ P HỎ NG 98 5.1 SIP-P đóng vai trị Client : 99 5.2 SIP -P ng vai trị l Ser ver : 100 5.3 Thự c hiệ n kết nố i hai SIP -P n gi ản vớ i nhau: 101 5.4 Thự c hiệ n c hức Call hol d c SIP -P 103 5.5 Thự c hiệ n c hức c alltr anfer c SIP -P 104 5.6 Thự c hiệ n Mo de 3P CC giữ a hai SIP -P: 105 5.7 Thự c hiệ n kết nố i SIP-P vớ i tổ ng đ ài Asteri s k 107 5.8 Thự c hiệ n c hức Calltr anfe r kết nối vớ i tổ ng đ ài Asteris k 108 5.9 Thự c hiệ n c hức Call hol d kế t nối với tổ ng đ ài As teris k 109 C HƢ ƠNG : KẾ T LU ẬN V À HƢ Ớ NG P H Á T TR IỂN Đ Ề TÀI 110 Kết Luận: 110 H ướ ng phát triể n đề t ài: 110 Tài liệ u t ham khảo 111 SVTH : Bùi Đình Thắng -7- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A ACD Automatic Call Distribution API Application Program Interface AstDB Asterisk Database ATA Analog Telephone Adaptors C CDR Call Detail Record D DISA Direct Inward System Access DND DTMF Do Not Disturb Dual Tone Multi Frequency F FXO Foreign Exchange Office FXS Foreign Exchange Station I IAX Inter Asterisk Exchange ICMP Internet Control Message Protocol IP Internet Protocol ISDN Intergrated Services Digital Network ITU-T International Telecommunication IETF Internet Engineering Task Force ITU International Telecommunication Union IVR Interactive Voice Response SVTH : Bùi Đình Thắng -8- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp EFTA European Commission and the European Free Trade Association ETSI European Telecommunicatons Standards Institute ISP Internet Service Provider L LAN Local Area Network M MCU Multiple Control Unit MGCP Media Gateway Control Protocol N NAT Network Address Translator O OSI Opening System Interconnection P PBX Private Branch Exchange PCM Pulse Code Modulation PSTN Public Switched Telephone Network POTS Plain Old Telephone Service PRI Primary Rate ISDN Q QoS Quality of Service R RAS Remote Access Services RSA Rehabilitation Services Administration RSVP Resource Reservation Protocol RTP Real Time Protocol SVTH : Bùi Đình Thắng -9- GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương IV : Tổng Quan Về SIP-P Simulator Tool Hình 4.11: Statistics screen + Key “3”: Repartition screen: hiển thị phân bổ thời gian đáp ứng thực thời gian thực gọi theo quy định scenario Hình 4.12: Repartition screen SVTH : Bùi Đình Thắng - 97 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng CHƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Trong chương mơ chức SIP-P đóng vai trò Client, Server thực gọi, qua thực kết nối tổng đài SIPP với thực kết nối tới tổng đài Asterisk cấu hình đơn giản cho gọi SIP: Cấu hình Softphone (PhonnerLite) phía client cho Server: + Chọn Configuration PhonnerLite để đặt Proxy cho Softphone: + Chọn User để đặt thô ng số User name, Password, Displayname, Authentication name cho Softphone: SVTH : Bùi Đình Thắng - 98 - GVHD : Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng + Chọn SAVE đê tiến hành đăng kí Softphone với Server SIP-P Asterisk + Cấu hình IP server 192.168.1.100, softphone là: 2000,2001,2002,2003 5.1 SIP-P đóng vai trị Client khởi tạo gọi tới Softphone: Command: /sipp –sf clientfull.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.10 –rsa 192.168.1.10:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 99 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.2 SIP-P đóng vai trị Server nhận gọi từ Softphone: Command: /sipp –sf serverfull.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.10 –rsa 192.168.1.10:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m SVTH : Bùi Đình Thắng - 100 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.3 Thực kết nối hai SIP-P đơn giản với nhau: SIP-P đóng vai trị client SIP-P đóng vai trị Server : Command_client: /sipp –sf uacclient.xml –inf user.csv -i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.50 –rsa 192.168.1.50:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 101 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng Command_server: /sipp –sf uasserver.xml –inf user.csv -i 192.168.1.50 –p 5060 192.168.1.100 –rsa 192.168.1.100:5060 –s 2001 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 102 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.4 Thực chức Callhold SIP-P Command: /sipp –sf callholdrecv.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.10 –rsa 192.168.1.10:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 103 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.5 Thực chức calltranfer SIP-P Command: /sipp –sf tranferserver.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.10 –rsa 192.168.1.10:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 104 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.6 Thực Mode 3PCC hai SIP-P: Command_side A: /sipp –sf call3pccA.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5062 192.168.1.10 –rsa 192.168.1.10:5060 –s 2000 –ap 1234 –m -3pcc 192.168.1.50:5070 SVTH : Bùi Đình Thắng - 105 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng Command_side B: /sipp –sf call3pccB.xml –inf user.csv –i 192.168.1.100 –p 5065 192.168.1.5 –rsa 192.168.1.5:5060 –s 2000 –ap 1234 –m -3pcc 192.168.1.100:5070 SVTH : Bùi Đình Thắng - 106 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.7 Thực kết nối sipp với tổng đài Asterisk, thực gọi tới Softphone đăng kí Asterisk Command: /sipp –sf callasterisk.xml –inf userasterisk.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.101 –rsa 192.168.1.101:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 107 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.8 Thực chức Calltranfer kết nối với tổng đài Asterisk Command: /sipp –sf calltranferasterisk.xml –inf userasterisk.csv –i 192.168.1.100 – p 5060 192.168.1.101 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 108 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương V : Chương Trình Mơ Phỏng 5.9 Thực chức Callhold kết nối với tổng đài Asterisk Command: /sipp –sf callholdasterisk.xml –inf userasterisk.csv –i 192.168.1.100 –p 5060 192.168.1.101 –rsa 192.168.1.101:5060 –s 2000 –ap 1234 –d –m –r –rp 10000 SVTH : Bùi Đình Thắng - 109 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương VI : Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết Luận: Sau hoàn thành đồ án này, với mức độ mô cịn có nhiều hạn chế chất lượng khả phục vụ thực tế nhiều, khả giao tiếp với nhiều Remote khác lúc, khả thực gọi VoIP mang tính chất để kiểm tra chất lượng tổng đài đưa vào hoạt động muốn thực mô SIP-P tổng đài với đầy đủ tính tổng đài VoIP khăn Qua đó, thực đề tài thực chức gọi VoIP thông thường, chức Call, Call hold, Call tranfer, … kết nối Server SIPP , kết nối với Server Asterisk … nắm bắt hình thức tin SIP thực gọi VoIP thê nào, nắm bắt hiệu suất tin thực gọi, nhờ thống kê tỉ lệ gọi, chất lượng gọi yêu cầu cần thiết cho gọi VoIP như: Port, Transport, Call rate, Remote_port … Qua hiểu rõ chất lượng gọi VoIP/ Hƣớng phát triển đề tài: SIPP phần mềm mã nguồn mở, khả để nâng cao chất lượng phục vụ hoạt động SIP-P lớn, cho phép người dùng cấu hình SIP-P theo ứng dụng hoạt động cá nhân Khi ứng dụng vào thiết bị tổng đài thực tế, SIP -P phát huy khả hoạt động chất lượng cao việc đánh giá kiểm soát lưu lượng gọi khả phục vụ cho User đăng kí hoạt động với tổng đài, qua nói lên hiệu suất hoạt động tổng đài đưa vào hoạt động thực tế cơng ty việc phát triển đề tài dựa thiết bị thực thực đầy đủ SVTH : Bùi Đình Thắng - 110 - GVHD : Th.s Chu Hồng Hải Đồ Án Tốt Nghiệp Chương VI : Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài tính tổng đài VoIP, khắc phục nhữn g hạn chế mô đề tài Tài liệu tham khảo [1] Các dịch vụ thời gian thực mạng Internet: KS Trịnh Bảo Khánh [2] Chất lượng dịch vụ thoại qua IP _Ngô Vân Anh - "Thông tin Khoa học kỹ thuật Kinh tế Bưu Điện" 3/2001 [3] Voice over IP: Hoàng Xuân Tùng trường DHBK HN [4] IP Telephone Design and Implementation Issues: William E Witowsky in Telogy Networks, Inc [5] RTP Profile for Audio and Video Conferences: RFC 1890 [6] Session Initiation Protocol (SIP): RFC 2543 [7] Speech Performance: Appendix II to ITU-T Recommendation G.728 [8] Voice over IP (Internet Protocols, Rsvp, IPv6): VoIP Sysco System [9] Voice over IP : Protocols and Standards: Rakesh Arora Website tham khảo [1] http://sipp.sourceforge.net/ [2] http://sipp.sourceforge.net/doc/reference.html [3] http://www.mail-archive.com/sipp-users@lists.sourceforge.net/ [4] http://rfc-ref.org/RFC-TEXTS/1710/chapter4.html [5] http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-sipping-cc-transfer-09 [6] http://www.iptel.org/node/269/print [8] http://www.oracle.com/technetwork/articles/entarch/introduction-sip.html [9] http://www.tech-invite.com/Ti-sip-services.html [10]http://www.flypiggy.org/mtwin/tech-invite/Ti-sip-service-1.html SVTH : Bùi Đình Thắng - 111 - GVHD: Th.s Chu Hồng Hải