Tiểu luận môn họcđề tài tìm hiểu công nghệ voip

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐỀ TÀI:   TÊN LỚP HỌC PHẦN : KỸ THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU NHÓM MÃ LỚP HỌC PHẦN : 2021-2022.1.TIN4143.001   Giảng viên : PGS.TS Võ Thanh Tú   Sinh viên thực : Hồ Văn Minh Thịnh   Mã sinh viên : 18T1021302 HUẾ, THÁNG 11 NĂM 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN TIỂU LUẬN MƠN HỌC ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VOIP   TÊN LỚP HỌC PHẦN : KỸ THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU NHÓM MÃ LỚP HỌC PHẦN   GIẢNG VIÊN   : 2021-2022.1.TIN4143.001 : PGS.TS VÕ THANH TÚ HUẾ, THÁNG 11 NĂM 2021   MỤC LỤC PHẦN : LỜI MỞ ĐẦU PHẦN : NỘI DUNG CHƯƠNG I : Tổng quan VoIP Giới thiệu chung VoIP Các kiểu kết nối sử dụng VoIP Các thành phần mạng VoIP Các định nghĩa liên quan đến VOIP Những điểm thuận lợi VoIP so với PSTN CHƯƠNG II : CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG, NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ CÁC BỘ GIAO THỨC 1.Cách thức hoạt động 2.Nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại VoIP 3.Các giao thức VoIP CHƯƠNG III: TÍNH BẢO MẬT VÀ HƯỚNG KHẮC PHỤC Tính bảo mật VoIP Hướng khắc phục biện pháp giải quyết  PHẦN : ĐÁNH GIÁ VẦ ỨNG DỤNG PHẦN : TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN : PHIẾU ĐÁNH GIÁ TIỂU LUẬN PHẦN : LỜI MỞ ĐẦU • • • • Từ phát minh vào năm 1875 Graham Bell nay, điện thoại, phát triển qua rất  nhiều bước khác nhằm phục vụ cho nhu cầu khác người Chúng ta phủ nhận lợi ích to lớn mà điện thoại mang lại cho sống người đại rút ngắn thời gian liên lạc người với người, tăng khả ếp cận thông n cách nhanh chóng  Khi Internet đời phát triển có thêm nhiều ứng dụng khác e-mail, chat… bên cạnh xuất VoIP, hình thức sử  dụng mạng Internet để thiết lập cách kênh đàm thoại với chất lượng dịch vụ cao  Vậy VoIP gì? Ngun lý hoạt động như  nào? Ứng dụng sống sao? Qua giải đáp câu hỏi  • Nhà phát minh Alexander Graham Bell  PHẦN : NỘI DUNG CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VOIP 1.Giới thiệu chung VoIP: • • • • Voice over Internet Protocol (VoIP) công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, sở hạ tầng sẵn có mạng internet Voip công nghệ viễn thông quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà với người sử dụng dịch vụ Voip vừa thực loại gọi mạng điện thoại kênh truyển thống (PSTN) đồng thời truyền liệu sở mạng truyền liệu Do ưu điểm giá thành dịch vụ ch hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip triển khai rộng rãi Dịch vụ điện thoại voip dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc voip bao gồm việc số hoá n hiệu ếng nói, thực việc nén n hiệu số, chia nhỏ gói cần truyền gói n qua mạng, tới nơi nhận gói n ráp lại theo thứ tự n, giải mã n hiệu tương tự phục hồi lại ếng nói ban đầu Các gọi voip dựa sở sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh chuyển mạch gói   Các kiểu kết nối sử dụng VoIP: a Computer to Computer: • Với kênh truyền Internet có sẵn, Là dịch vụ miễn phí sử dụng rộng rãi khắp nơi giới Chỉ cần người gọi (caller) người nhận ( receiver) sử dụng chung VoIP service (Skype,MSN,Yahoo Messenger,…), headphone + microphone, sound card Cuộc hội thoại khơng giới hạn   b Computer to phone: • Là dịch vụ có phí Bạn phải trả ền để có account + sofware (VDC,Evoiz,Netnam, …) Với dịch vụ máy PC có kết nối tới máy điện thoại thông thường đâu ( tuỳ thuộc phạm vi cho phép danh sách quốc gia mà nhà cung cấp cho phép) Người gọi bị nh phí lưu lượng gọi khấu trừ vào tài khoản có   c Phone to Phone: • Là dịch vụ có phí Bạn khơng cần kết nối Internet mà cần VoIP adapter kết nối với máy điện thoại Lúc máy điện thoại trở thành IP phone Những điểm thuận lợi VoIP so với PSTN: • • Khi bạn dùng đường truyền PSTN,bạn phải trả cho thời gian sử dụng cho nhà cung cấp dịch vụ PSTN*: sử dụng nhiều bạn phải trả nhiều.Thêm vào bạn khơng thể nói với người khác thời điểm Một ên ích đáng kể giá thấp .Vì điện thoại IP truyền qua tài nguyên internet nên giá thành rẻ so với điện thoại PSTN* CHƯƠNG : CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG, NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ CÁC BỘ GIAO THỨC Cách thức hoạt động: • • Hành động nói vào ống nghe hay microphone, giọng nói tạo n hiệu điện từ, n hiệu analog Tín hiệu analog chuyển sang n hiệu số  dùng thuật toán đặc biệt để chuyển đổi Những thiết bị khác có cách chuyển đổi khác VoIP phone hay sofphone, dùng điện thoại analog thơng thường cần Telephony Adapter (TA) Sau giọng nói số hóa đóng vào gói n gởi mạng IP Vậy n hiệu analog số hóa ? * Số hóa n hiệu Analog:    Tín hiệu đện thoại analog (giọng nói người) đặt vào đầu vào thiết bị codec chuyển đổi thành chuỗi số nhị phân đầu    Sau q trình thực trở lại cách chuyển chuỗi số thành dạng analog đầu cuối, với qui trình codec*  Có bước liên quan đến q trình số hóa (digizing) n hiệu tương tự(analog): • Lấy mẫu (Sampling) • Lượng tử hóa (Quanzaon) • Mã hóa (Encoding) • Nén giọng nói (Voice Compression) a Lấy mẫu (Sampling) :  • •   Đây trình chuyển đổi n hiệu dạng chuỗi số Tín hiệu Analog có dạng hình Sin Và tần số âm cho phép đường truyền khoảng từ 300-3400 Hz   Theo lý thuyết Nyquist: n hiệu lấy mẫu đồng thời khoảng định kì có tốc độ hai lần phổ tần số cao nhất, sau nhũng mẫu mang đủ thông n phép việc tái tạo lại xác n hiệu thiết bị nhận Với phổ tần số cao cho thoại 4000Hz hay 8000 mẫu lấy giây, khoảng cách mẫu 125 micro giây b Lượng tử hố (Quanzaon): • • • Tiến trình kế ếp số hóa n hiệu biểu diễn giá trị xác cho mẫu lấy Biên độ chiều cao tối đa mẫu khoãng -> 127 (gọi Posive) -> -127 (gọi Negave) Mẫu sau lấy chia thành bits Trong đó, bit đầu ên biểu diễn dựa vào biên độ “Dương (+) ;Âm (-) 0” bits lại biểu diễn cho độ lớn Mỗi mẫu gán cho giá trị số, tương ứng với biên độ (theo chiều cao) mẫu   Sau thực giới hạn đầu ên biên độ tương ứng với dải mẫu, đến lượt mẫu so sánh với tập hợp mức lượng tử gán vào mức xấp xỉ với Qui định tất mẫu khoảng hai mức lượng tử xem có giá trị   Sau giá trị gán dùng hệ thống truyền Sự phục hồi hình dạng n hiệu ban đầu đòi hỏi thực theo hướng ngược lại Qui định tất mẫu khoảng hai mức lượng tử xem có giá trị Sau giá trị gán dùng hệ thống truyền Quá trình lấy mẫu thực sau 8000 lần/giây Mỗi lượng tử có giá trị bits 8000 x = 64000 bits Tương đương 64 kb/s cho phép đường truyền.Sự phục hồi hình dạng n hiệu ban đầu địi hỏi thực theo hướng ngược lại c   Quá trình mã hóa (Encoding): • Mỗi mức lượng tử chi định giá trị số bit, kết hợp bit lại có 256 mức hay giá trị Bit đầu ên quy ước cho việc đánh dấu giá trị âm dương cho mẫu Bảy bit lại biểu diễn cho độ lớn, bit đầu ên nửa hay nửa dãy, bit thứ hai phần tư hay dưới, bit thứ phần tàm hay ếp tục Nhiễu lượng tử   Ba bước ến trình lặp lại 8.000 lần giây cho dịch vụ kênh thoại, Dùng bước thứ tư tùy chọn để nén hay êt kiệm băng thơng Với tùy chọn kênh mang nhiều gọi đồng thời d. Q trình nén giọng nói (Voice Compression): Để truyền gói n âm cách hiệu quả, ết kiệm băng thông đảm bảo cân tải cho dịch vụ khác mạng LAN/WAN, Người xây đựng mô hình mạng phải cân nhắc kĩ đến vấn đề lựa chọn giao thức đóng gói Mặc dù kỹ thuật mã hóa PCM 64 Kbps hành phương pháp chuẩn hóa, có vài phương pháp mã hóa khác sử dụng ứng dụng đặc biệt Các phương pháp thực mã hóa ếng nói với tốc độ nhỏ tốc độ PCM, nhờ mà tận dụng khả hệ thống truyền dẫn số Vì vậy, mã hóa tốc độ thấp bị hạn chế chất lượng, đặc biệt nhiễu méo tần số - Một số ví dụ hệ thống mã hóa ếng nói tốc độ thấp: • CVSD (Connously variable slope delta modulaton) – Kỹ thuật điều chế dựa chênh lệch biến đổi n hiệu liên tục: kỹ thuật dẫn xuất điều chế dựa chênh lệch (delta), bit đươn dung để mã hóa mẫu PAM lớn nhỏ mẫu trước Vì khơng hạn chế bit, mã hóa hoạt động tốc độ khác vào khoảng 20kbps • ADPCM (Adapve dierenal PCM) – Kỹ thuật điều chế PCM khác biệt thích ứng: kỹ thuật dẫn xuất PCM chuẩn, khác biệt mẫu liên ếp mã hóa, thay tất mẫu mã hóa, truyền đường dây CCITT có đề nghị chuẩn ADPCM 32 Kbps, 24 Kbps, 16 Kbps cho mã hóa ếng nói - Các phương pháp nén theo chuẩn ITU G.711: • Tốc độ G.711: 64 Kps=(2*4 kHz)*8 bit/mẫu • Tốc độ G.726: 32 Kps=(2*4 kHz)*4 bit/mẫu • Tốc độ G.726: 24 Kps=(2*4 kHz)*3 bit/mẫu • Tốc độ G.726: 16 Kps=(2*4 kHz)*2 bit/mẫu   Thông thường, cần khoảng 10us đến 30 us (trung bình 20us) để đặt liệu thoại vào bên gói n, ví dụ phần liệu thoại(voice data) vơí kích thước 160 byte không nén cần khoảng 20us để đặt phần liệu thoại vào bên gói n Số lượng liệu thoại bên gói n cần cân hiệu sử dụng băng thông chất lượng thoại  Packetizing voice Các nhân tố ảnh hưởng chất lượng thoại Trên VoIP: -Chất lượng âm khôi phục qua mạng điện thoại mục êu dịch vụ, êu chuẩn ITU phát triển Có nhân tố ảnh hưởng sâu sắc tới chất lượng dịch vụ thoại: a Trễ:   - Hai vấn đề gây trễ đầu cuối mạng thoại tiếng vang chồng tiếng Tiếng vang trở thành vấn đề trễ vượt 50 ms Đây vấn đề chất lượng đáng kể, nên hệ thống VoIP phải kiểm soát cung cấp  phương tiện loại bỏ tiếng vang Hiện tượng chồng tiếng (giọng người gối lên giọng người kia) trở nên đáng kể trễ chiều (one-way delay) lớn 250 ms b Sự biến thiên độ trễ (Jitter ):   - Jitter biến thiên thời gian trễ gây nên trễ đường truyền khác mạng Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập gói giữ chúng đủ lâu phép gói chậm đến để phát lại (play) thứ tự, làm cho trễ tăng lên c Mất gói:   - Mạng IP khơng thể cung cấp bảo đảm gói tin chuyển tới đích hết Các gói bị loại bỏ tải thời gian tắc nghẽn Truyền thoại nhạy cảm với việc gói, nhiên, việc truyền lại gói TCP thường khơng phù hợp Các cách tiếp cận sử dụng để bù lại gói thêm vào nói chuyện cách phát (play) lại gói cuối cùng, gửi thơng tin dư Tuy thế, tổn thất gói 10% nói chung khơng chấp nhận 3.Các giao thức VoIP (VoIP protocols): - VoIP cần loại giao thức  : Signaling protocol  và Media Protocol • • • Signaling Protocol điều khiển việc cài đặt gọi Các loại signaling protocols bao gồm: H.323, SIP, MGCP, Megaco/H.248 loại giao thức dùng riêng UNISTIM, SCCP, Skype, CorNet-IP,…   Media Protocols: điều khiển việc truyền tải voice data qua môi trường mạng IP Các loại Media Protocols như: RTP ( Real-Time Protocol) ,RTCP (RTP control Protocol) SRTP (Secure Real-Time Transport Protocol)   Signaling Protocol nằm tầng TCP cần độ n cậy cao, Media Protocol nằm tầng UDP Các nhà cung cấp sử dụng giao thức riêng hay giao thức mở rộng dựa giao thức êu chuẩn quốc tế H.323 SIP • Cấu trúc H.323 CHƯƠNG 3: TÍNH BẢO MẬT VÀ HƯỚNG KHẮC PHỤC Tính bảo mật VoIP :   Chính VoIP dựa kết nối internet nên có điểm yếu mối đe doạ vấn đề mà máy nh bạn đối mặt Cơng nghệ cơng nghệ nên có nhiều tranh cãi cơng xảy ra, VoIP bị cơng virut mã nguy hiểm khác, kể cơng chặn việc truyền thông, nghe trộm thực công giả mạo việc thao túng ID làm hỏng dịch vụ bạn Các hành động êu tốn lượng lớn tài nguyên mạng tải le, chơi trò chơi trực tuyến…cũng ảnh hưởng đến dịch vụ VoIP VoIP chịu chung với vấn đề bảo mật vốn có mạng data Những giao thức dành riêng VoIP đời mang theo nhiều vấn đề khác nh bảo mật Một số vấn đề nêu bật đây:  Nghe gọi  ( EavesDropping of phone conversaon): Nghe qua cơng nghệ VoIP có nguy cao có nhiều node trung gian đường truyền người nghe người nhận Kẻ cơng nghe gọi cách tóm lấy gói n IP lưu thơng qua node trung gian   Truy cập trái phép ( Unauthorized access aack) : Kẻ cơng xâm phạm tài nguyên mạng nguyên nhân chủ quan admin Nếu mật mặc định gateway switch khơng đổi kẻ cơng lợi dụng để xâm nhập  Các switch cũ dùng *Telnet để truy cập từ xa, *clear-text  protocol bị khai thác kẻ cơng sni gói n Caller ID spoofng :Caller ID dịch vụ cho phép user biết số người gọi đến Caller ID spoong kỹ thuật mạo danh cho phép thay đổi số ID người gọi số user đặt So với mạng điện thoại truyền thống, việc giả mạo số địên thoại VoIP dễ nhiều, có nhiều cơng cụ website cho  phép thực điều     *clear-text protocol : giao thức truyền thơng khơng  mã hóa thơng tin liên lạc dễ bị nghe trộm   * Telnet : giao thức mạn (network protocol) dùng kết nối với Internet kết nối mạng máy tính cục Hướng khắc phục biện pháp giải quyết:  Đối với vấn đề nghe gọi : việc mã hố gói n theo công nghệ IPSec giúp tránh nghe Công nghệ SRTP dần thay cho RTP để bảo vệ n hiệu âm hình ảnh lưu thơng mạng Đối với việc truy cập trái phép : công nghệ SSH* nên thay cho clear-text protocol, HTTPs nên dùng thay cho HTTP, tốt mật mặc định nên thay đổi hệ thống triển khai Việc nâng cấp hệ thống định kỳ nên xem xét cách đáng Đối vối cấn đề Caller ID spoong : Mơ hình mạng cơng ty có sử dụng VoIP cần phải xem xét Vấn đề tốt làm phân chia máy sử dụng VoIP data làm mạng khác Đối với voice gateway ( nơi có nối ghép PSTN IP ) cần phải chặn gói SIP, H.323 gói liệu gửi đến từ mạng data Việc mã hố gói n Router Gateway sử dụng IPSec lựa chọn tốt cho việc bảo mật Một số hình thức bảo mật khác : Sử dụng cập nhật phần mềm chống virus, cài đặt kích hoạt tường lửa, tận dụng triệt để tùy chọn bảo mật… có ích cho việc tránh khắc phục nhiều lổ hổng phần mềm bảo mật khác SSH*: giao thức mạng dùng để thiết lập kết nối mạng cách bảo mật, sử dụng chế mã hoá đủ mạnh nhằm ngăn chặn tượng nghe trộm, đánh cắp thông tin đường truyền Các công cụ SSH (như OpenSSH, ) cung cấp cho người dùng cách thức để thiết lập kết nối mạng mã hoá để tạo kênh kết nối riêng tư PHẦN : ĐÁNH GIÁ VỀ VOIP VÀ ỨNG DỤNG 1.Ưu nhược điểm cơng nghệ VoIP:   a.Ưu điểm: • • •   Gọi nội miễn phí : Cơng nghệ Voip kết nối hoàn toàn qua intenret nên khái niệm nội khơng cịn bị giới hạn vị trí địa lý   Vận hành quản lý dễ dàng: Có thể áp dụng quản lý từ xa, cần thay đổi văn phịng việc di dời setup lại đơn giản Khơng phụ thuộc vị trí địa lý người dùng : Ở nơi đâu miễn có internet kết nối sử dụng … b Nhược điểm: • • u cầu bắt buộc phải có điện, mạng sử dụng Vì gọi thực thông qua môi trường internet nên đồng nghĩa liệu truyền môi trường internet nên xảy nhiều vấn đề liên quan đến bảo mật liệu, hack cước (ăn trộm cước phí)  2 Ứng dụng:   - Công nghệ VoIP sử dụng vào ứng dụng nội dung âm thanh, video cung cấp tảng Internet Zalo, Facebook, Viber, Telegram,Skype PHẦN : TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] hps://vi.wikipedia.org/wiki/VoIP [2] hps://voip24h.vn/m-hieu-cong-nghe-voip/#31_Cac_ung_dung_OTT [3] hps://123docz.net/trang-chu.htm [4] hps:// quantrimang.com/ipsec-la-gi-174155 [5] hps://vnpro.vn/n-tuc/qua-trinh-so-hoa-n-hieu-trong-voip-1082.html [6] Tài liệu giảng dạy hướng dẫn PGS.TS Võ Thanh Tú   TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC  KHOA… CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ TIỂU LUẬN HỌC KỲ: NĂM HỌC: … Cán chấm thi Cán chấm thi Nhận xét:  Nhận xét : Điểm đánh giá CBChT1: Bằng số: Bằng chữ:   Điểm đánh giá CBChT2: Bằng số: Bằng chữ: