Luận văn tốt nghiệp "Nghiên cứu và thiết kế hệ thống VoIPv6"

Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, xuất VoIP gây nên ý đặc biệt lĩnh vực viễn thơng giới, lợi ích mà mang lại lớn Đối với người tiêu dùng, lợi ích mà họ đạt chi phí gọi rẻ đáng kể Cịn nhà sản xuất, cung cấp khai thác mạng, truyền thoại qua mạng Internet mở thách thức hứa hẹn khả lợi nhuận đáng kể Đây bước đột phá việc tiến tới xu mạng viễn thông Cơng nghệ VoIp có nhiều ưu điểm như: giảm cước phí dịch vụ thoại đường dài; hỗ trợ nhiều gọi với băng tần thấp hơn; nhiều tốt dịch vụ nâng cao; sử dụng có hiệu giao thức IP… Tuy nhiên tồn số nhược điểm bảo mật kĩ thuật phức tạp Với tình trạng phát triển nhanhcủa dịch vụ mạng, dải địa IPv4 ngày cạn kiệt, VoIP phát huy mạnh vốn có Để tận dụng hết ưu điểm truyền thoại qua mạng Internet đồng thời giải nhược điểm VoIP hệ cũ IPv4, việc nghiên cứu thử nghiệm truyền thoại qua IPv6 nhiều công ty, tổ chức thé giới ý Ở Việt Nam dù nhiều hạn chế sở hạ tầng nguồn lực song khơng thể nằm ngồi xu phát triển chung giới SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa: điện – điện tử, tận tình dạy bảo dìu dắt em suốt thời gian học tập trường ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Cơng Nghiệp, để em có kiến thức thực hồn thành đề tài Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô giáo Đặng Thị Hương Giang, giáo viên hướng dẫn nhiệt tình giúp đỡ, dẫn cho em suốt trình làm đề tài Và em xin cảm ơn tất bạn lớp điện tử 16 giúp đỡ em nhiều q trình tìm kiếm tài liệu góp ý cho làm em tốt Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình em tạo điều kiện cho em học tập để hôm em hồn thành đề tài Em xin chúc thầy, cô bạn gia đình em sức khỏe hạnh phúc! Hà Nội tháng năm 2010 Sinh viên : Phạm Thị Huyền SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 MỤC LỤC Lời Nói Đầu………………………………………………………… Lời Cảm Ơn………………………………………………………… Mục Lục………………………………………………………………3 Danh Mục Các Từ Viết Tắt………………………………………… Danh mục Các hình Vẽ……………………………………………….8 Chương : Tổng quan VoIP………………………………………9 1.1 Khái niệm VoIP…………………………………………………9 1.2 Đặc điểm điện thoại IP mạng VoIP…………………… 11 1.3 Các hình thức truyền thoại qua IP…………………………… 16 1.4 Cơ chế làm việc VoIP…………………………………… 17 1.5 Các vấn đề chất lượng VoIP……………………………….20 Chương : Kiến trúc hệ thống VoIP…………………………………23 2.1 Kiến trúc giao diện mạng VoIP…………………….23 2.2 Các thành phần mạng VoIP……………………………… 24 Chương : Các giao thức báo hiệu VoIP……………………………32 3.1 Giao thức báo hiệu H.323…………………………………… 32 3.2 Giao thức báo hiệu SIP……………………………………… 43 3.3 So sánh giao thức SIP H.323……………………………….50 3.4 Giao thức SGCP……………………………………………….52 3.5 Giao thức MGCP………………………………………………52 Chương : Tổng quan địa IPv6…………………………………54 SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 4.1 Sự đời IPv6…………………………………………….54 4.2 Sơ lược số đặc điểm IPv6……………………………56 4.3 Địa IPv6………………………………………………… 61 4.4 Hoạt động địa IPv6………………………………… 68 Chương : Thiết kế hệ thống VoIPv6…………………………… 76 5.1 Mô tả hệ thống……………………………………………… 76 5.2 Thực hiện…………………………………………………… 77 5.3 Kết quả……………………………………………………….78 Kết luận…………………………………………………………….82 Tài liệu tham khảo………………………………………………….83 SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt VOIP TCP/IP Từ tiếng anh Voice over Internet Protocol Transport control protocol / Nghĩa tiếng việt Hình thức truyền thoại qua Internet Giao thức truyền sửa lỗi LAN WAN PSTN Internet protocol Local Area Network Wide Area Network Public Switched Telephone Các liệu Mạng vùng cục Mạng rộng Mạng điện thoại công cộng SIP PBX RTP RTCP Network Session Inititation Protocol Private Branche Xchange Real Time Transport Protocol Real Time Transport control Giao thức khởi tạo phiên Tổng đài chi nhánh riêng Vận chuyển thời gian thực Điều khiển truyền thời gian thực RSVP TCP UDP IPv4 IPv6 PC GSM Protocol Reservation Protocol Transmission Control Protocol User Datagram Protocol Internet Protocol version Internet Protocol version Personnal Computer Global System for Mobie Giao thức giữ trước tài nguyên Giao thức điều khiển truyền tin Dữ liệu người sử dụng Giao thức Internet phiên Giao thức Internet phiên Máy tính cá nhân Hệ thống toàn cấu cho điện thoại PCM ETSI Pulse Code Modulation European Telecommunications di động Điều chế mã xung Tiêu chuẩn viễn thông châu âu GK GW SCN ISDN Standards Institute Gatekeeper Gateway Switching Network Integrated Service Digital Cổng quản lý mạng Cổng nối mạng Mạng chuyển mạch Mạng dịch vụ tích hợp số DSL OAM Network Digital Subcribe Line Operation And Maintenance Đăng ký kỹ thuật số dòng Vận hành quản lý bảo dưỡng MGW Management Media Gateway Cổng trung gian SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 DTMF SGW RAS Dual Tone Multi Frequency Singnalling Gateway Registration Admission And Cổng báo hiệu Tình trạng đăng nhập QoS DRQ HTTP IETF UA ACK SDP SMTP ITU Status Quality of Service Data Read Queue Hypertext Tranfer Protocol Internet Engineering Task Force User Agent Acknow Ledgement Sesion Descripion Protocol Simple Mail Tranfer Protocol International Telecommunication Chất lượng dịch vụ Hàng đọc liệu Giao thức chuyển siêu văn Nhiệm vụ kỹ thuật Internet Đại diện người sử dụng Ghi nhận Phiên mô tả giao thức Di chuyển giao thức đơn giản Liên đồn viễn thơng quốc tế RTT OPS OSP CPL NAT ID MAC Union Radio Teletype Operations Per Second Operator Station Test Character Per Line Network Address Translation Information Divce Media Access Control Máy vô tuyến điện báo Hoạt động phụ Nhà điều hành trạm thử nghiệm Ký tự dịng Cơng nghệ thay địa Thiết bị thơng tin mạng Kiểm sốt truy cập phương tiện DNS ISP ARP RFC MSN DAD ICMP Domain Name Server Internet Service Provider Address Resolution Protocol Request For Comments Multicast Solicited Node Duplicate Address Detection Internet Control Manager ment truyền thông Hệ thống tên miền Cung cấp dịch vụ Internet Giao thức phân giải địa Tài liệu chuẩn cho Internet Trưng cầu nút Dị tìm địa trùng lặp Chữa giao thức quản lý Internet NS RA DHCP Protocol Network services Repeat to Address Dynamic Host Configuration Mạng lưới dịch vụ Lặp lại đến địa Giao thức cấu hình địa động MTU Protocol Maximum Transmition Unit Đơn vị tối đa truyền SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mã hóa âm thanh…………………………………………………9 Hình 1.2 Mơ hình truyền thoại qua IP…………………………………… 10 Hình 1.3 Cấu trúc phân lớp hoạt động VoIP………………………… 11 Hình 1.4 Các múc độ đánh giá chất lượng thoại………………………… 21 Hình 3.1 Cấu trúc H.323………………………………………………… 32 Hình 3.2 Sơ đồ khối thiết bị đầu cuối H.323………………………………32 Hình 3.3 Mơ tả hoạt động H.323………………………………………37 Hình 3.4 Tiến trình đăng ký với gatekeeper……………………………….38 Hình 3.5 Tiến trình thiết lập kênh media………………………………… 39 Hình 3.6 Tiến trình thay đổi băng thơng………………………………… 40 Hình 3.7 Thiết lập gọi nội vùng………………………………………41 Hình 3.8 Thiết lập gọi liên vùng…………………………………… 42 Hình 3.9 Tiến trình ngắt kết nối liên vùng…………………………………43 Hinh 3.10 Cấu trúc SIP……………………………………………… 44 Hình 3.11 Thiết lập gọi qua Proxy Server……………………………48 Hình 3.12 Thiết lập gọi qua Redirect Server…………………………49 Hình 4.1 Định dạng IPv6 header………………………………………… 58 SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 Hình 4.2 Địa Unicast tồn cầu…………………………………………63 Hình 4.3 Mơ tả cấu trúc địa link-local…………………………………64 Hình 4.4 Mơ tả cấu trúc địa Site-Local……………………………… 65 Hình 4.5 Mơ tả cấu trúc địa Multicast…………………………………66 Hình 4.6 Mô tả cấu trúc địa Node Solicited………………………… 68 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ VoIP 1.1 Khái niệm VoIP : VoIP (viết tắt Voice over Internet Protocol – nghĩa “truyền giọng nói giao thức IP”) truyền tiếng nói người (thoại) qua mạng thơng tin sử dụng giao thức TCP/IP Nó sử dụng gói liệu mạng LAN, WAN, Internet với thơng tin truyền tải mã hóa âm VoIP công nghệ viễn thông quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà với người sử dụng dịch vụ SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 Hình 1.1: mã hóa âm VoIP công nghệ mà cho phép tạo gọi dùng kết nối băng thơng rộng thay dùng đường dây điện thoại tương tự (analog) Nhiều dịch vụ dùng Voice over IP cho phép bạn gọi người khác dùng loại dịch vụ, nhiên có dịch vụ cho phép gọi người khác dùng số điện thoại số nội bộ,đường dài, di động, quốc tế Trong có dịch vụ làm việc qua máy tính, hay loại điên thoại qua IP(IP phone) đặc biệt Cũng có vài dịch vụ cho phép dùng điện thoại truyền thống qua điều hợp (adaptor) VoIP cho phép thực dùng máy tính qua mạng liệu Internet VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tương tự analog vào tín hiệu số (digital) trước truyền qua Internet, sau chuyển đổi ngược lại đấu nhận Khi tạo gọi VoIP dùng điện thoại với điều hợp, nghe âm mời gọi, quay số xảy sau tiến trình VoIP cho phép tạo gọi trực tiếp từ máy tính dùng loại điện thoại tương ứng hay dùng microphone SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống VoIPv6 VoIP cho phép tạo gọi đường dài qua mạng liệu IP có sẵn thay phải truyền qua mạng PSTN Ngày nhiều công ty thực giải pháp VoIP họ để giảm chi phí cho gọi đường dài nhiều chi nhánh xa Hình 1.2 Mơ hình truyền thoại qua IP Nhìn chung VoIP vừa thực gọi mạng điện thoại kênh truyền thống PSTN, vừa đồng thời truyền sở mạng truyền liệu Do ưu điểm giá thành dịch vụ tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên VoIP ngày triển khai cách rộng rãi Công nghệ chất dựa chuyển mạch gói, nhằm thay công nghệ truyền thoại cũ dùng chuyển mạch kênh Nó ghép nhiều kênh thoại đường truyền tín hiệu, tín hiệu truyền qua mạng Internet, giảm giá thành Ngun tắc VoIP bao gồm việc số hóa tín hiệu tiếng nói, thực việc nén tín hiệu số, chia nhỏ gói cần truyền gói SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 10