Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi luận văn thạc sĩ ngành: công nghệ thông tin Giao thức thiết lập phiên - SIP mạng hệ sau - NGN đặng hữu hùng Hµ néi 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131449371000000 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội luận văn thạc sĩ Giao thức thiết lập phiên - SIP mạng hệ sau - NGN ngành: công nghệ thông tin đặng hữu hùng Ngời hớng dẫn: ts trịnh văn loan Hµ néi 2006 Mơc lơc Mơc lơc Danh mục từ viết tắt Danh mục hình vẽ Mở đầu Ch¬ng : Tỉng quan vỊ NGN T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 1.1 NGN 1.2 CÊu tróc 1.3 Các phần tö NGN 10 1.3.1 Media Gateway 11 1.3.2 Media Server 12 1.3.3 Server cuéc gäi 13 1.3.4 Server øng dông 13 1.3.5 Môi trờng kiến tạo ứng dụng 14 1.4 Mét sè giao thøc b¸o hiƯu NGN 16 1.4.1 INAP 16 1.4.2 BICC 19 1.4.3 MEGACO/H248 19 1.4.4 HƯ thèng b¸o hiƯu sè 21 1.4.5 H.323 21 1.4.6 SIP - Giao thøc thiÕt lËp phiªn 22 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 Ch¬ng : Giao thøc thiÕt lËp phiªn - SIP 24 T 32 T 32 2.1 Giíi thiÖu 24 2.2 Chức vị trí SIP NGN 24 2.2.1 Các chức SIP 24 2.2.2 VÞ trÝ cđa SIP NGN 25 2.3 Các thành phần mạng SIP 27 2.3.1 UA 27 2.3.2 Server, client 27 2.3.3 Gateway 28 2.3.4 Địa SIP 28 2.4 Các chức SIP 32 2.4.1 Định vị user 32 2.4.2 Tính sẵn sàng user 32 2.4.3 ThiÕt lËp cuéc gäi 32 2.4.4 Các khả user 32 2.4.5 KiĨm so¸t cc gäi 33 2.5 Các tin SIP 33 2.5.1 CÊu tróc b¶n tin cđa SIP : 33 2.5.2 Các tin request 36 2.4.3 Các tin response : 1xx, 2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx 40 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 2.5.4 Các SIP header đợc dùng phổ biến: 48 2.6 Hoạt động cña SIP 51 2.6.1 KÕt nèi TCP 51 2.6.2 Hoạt động SIPserver, SIPclient 51 2.6.3 Hoạt động SIPproxy, Redirect Server 53 2.6.4 Hoạt động UA 55 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 Chơng : Một số giải pháp kết nối tới mạng có 58 T 32 T 32 3.1 KÕt nèi tíi m¹ng PSTN 59 3.2 KÕt nèi tíi m¹ng GSM 60 3.3 KÕt nèi tới mạng riêng ảo 61 3.4 Giải pháp kết nối Alcatel tiÕn tíi NGN 62 3.4.1 Kết nối giai đoạn 1-2 63 3.4.2 KÕt nèi giai đoạn 64 3.4.3 Kết nối giai đoạn 65 3.4.4 KÕt nối giai đoạn 65 3.4.5 Kết nối giai đoạn 66 3.5 Giải pháp kết nối Erisson 66 3.5.1 KÕt nèi gi¶i pháp mạng trung kế Engine 67 3.5.2 Kết nối giải pháp ENGINE Bridgehead 67 3.5.3 Kết nối giải pháp chuyển m¹ch lai 68 3.5.4 KÕt nối giải pháp ENGINE tổng thể 68 3.6 giải pháp hÃng Siemens 69 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 Ch¬ng Giải pháp Surpass kiến trúc mở cung cấp dịch vụ gia tăng Siemens Việt nam 70 T 32 T 32 4.1 Giải pháp Surpass cña Siemens 70 4.2 SIP SURPASS 74 4.3 Thùc tÕ triÓn khai m¹ng NGN - Surpass cđa Siemen t¹i ViƯt nam 79 4.3.1 Phân vùng lu lợng 79 4.3.2 Tỉ chøc líp ứng dụng dịch vụ 80 4.3.3 Tỉ chøc líp ®iỊu khiĨn 80 4.3.4 Tæ chøc líp chun t¶i 81 4.3.5 Tỉ chøc líp truy nhËp 83 4.3.6 KÕt nèi víi m¹ng PSTN 83 4.3.7 KÕt nèi víi m¹ng Internet 85 4.3.8 KÕt nèi víi m¹ng FR, X.25 hiƯn t¹i 86 4.3.9 KÕt nèi víi m¹ng di ®éng GSM 86 4.3.10 Lộ trình chuyển đổi 87 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 T 32 KÕt luËn 90 T 32 T 32 C¸c thuËt ng÷ 91 Tài liệu tham khảo 92 T 32 T 32 T 32 T 32 Danh mơc c¸c tõ viÕt t¾t Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ADSL ASYMMETRIC DIGITAL Đường thuê bao số không SUBSCRIBER LINE đối xứng ATM ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE Chế độ truyền tải không đồng ATM-LSR ATM-LABEL SWITCH ROUTER Router chuyển mạch nhãn ATM BHCA BUSY HOUR CALL ATTEMPT Các gọi thử cao điểm BICC BEARER INDEPENDENT CALL Giao thức điều khiển CONTROL PROTOCOL gọi độc lập tải tin CDMA CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS Đa truy cập phân chia theo mã DSS1 DIGITAL SIGNALLING SYSTEM No1 Hệ thống báo hiệu số ETSI EROPEAN TELECOMMUNICATION Viện tiêu chuẩn Châu âu STANDARD INSTITUTE FR FRAME RELAY Chuyển tiếp khung HDSL HIGH BIT RATE SUBSCRIBER LINE Đường thuê bao tốc độ cao IEEE INSTITUTE OF ELECTRICAL AND Viện nhà kỹ thuật điện ELECTRONICS ENGINEERS điện tử IETF INTERNET ENGINEERING TASK Tổ chức quốc tế cho kỹ FORCE thuật internet IP INTERNET PROTOCOL Giao thức internet ISDN INTEGRATED SERVICE DIGITAL Mạng số liên kết đa dịch vụ NETWORK ISP INTERNET SERVICE PROVIDER Nhà cung cấp dịch vụ internet ISUP ISDN USER PART Phần người sử dụng ISDN ITU INTERNATIONAL Hiệp hội viễn thông quốc tế TELECOMMUNICATION UNION ITU-T INTERNATIONAL Hiệp hội viễn thông quốc tế TELECOMMUNICATION UNION TELECOMMUNICATION LC-ATM LABEL CONTROLLED ATM LDP LSP LSR LABEL DISTRIBUTION PROTOCOL LABEL SWITCHING PATH LABEL SWITCH ROUTER MEGACO MEDIA GATEWAY CONTROL Giao diện ATM điều khiển nhờ nhãn Giao thức phân phối nhãn Đường chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Giao thức điều khiển cổng thiết bị MG MEDIA GATEWAY MGC MGCP MEDIA GATEWAY CONTROLLER MEDIA GATEWAY CONTROL PROTOCOL MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING MULTISERVICE SWITCH FORUM MPLS MSF NGN N-ISDN OSI NEXT GENERATION NETWORK NARROW BAND-ISDN OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION POST PLAIN OLD TELEPHONE SERVICE PPP POINT TO POINT PROTOCOL PSTN PUBLIC SWITCH TELEPHONE NETWORK RAS REMOTE ACCESS SERVER RIP ROUTING INFORMATION PROTOCOL RSVP RESOURCE RESERVATION PROTOCOL SDH SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY SIP SESSION INITIAL PROTOCOL SIGTRAN SIGNALLING TRANSPORT SS7 SIGNALLING SYSTEM No7 STM SYNCHRONOUS TRANSFER MODE SVC SWITCHED VIRTUAL CIRCUIT TCP TRANSPORT CONTROL PROTOCOL TMN UDP TELECOMMUNICATIONS MANAGEMENT NET WORK USER DATA PROTOCOL VCI VIRTUAL CIRCUIT IDENTIFIER VPI VPN WDM VIRTUAL PATH IDENTIFIER VIRTUAL PRIVATE NETWORK WAVE DIVISION MULTIPLEXING WDMA Cổng chuyển đổi phương tiện Thiết bị điều khiển MG Giao thức điều khiển cổng thiết bị Chuyển mạch nhãn đa giao thức Diễn đàn chuyển mạch nhãn đa dịch vụ Mạng hệ sau Mạng ISDN băng hẹp Mơ hình liên kết hệ thống mở Dịch vụ điện thoại đơn giản Giao thức điểm - điểm Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Máy chủ truy nhập từ xa Giao thức thông tin định tuyến Giao thức giành trước tài nguyên (hỗ trợ QoS) Phân cấp số đồng Giao thức khởi tạo phiên Truyền tải báo hiệu Hệ thống báo hiệu số Chế độ truyền tải đồng Kênh ảo có chuyển mạch Giao thức điều khiển truyền tải Mạng quản lý viễn thông Giao thức liệu người sử dụng Trường nhận dạng kênh ảo Trường nhận dạng đường Mạng riêng ảo Ghép kênh phân chia theo bước sóng WAVE DIVISION MULTIPLE ACCESS Đa truy cập phân chia theo bc súng Danh mục bảng hình vẽ Bảng 2.1 Các SIP header đợc dùng phổ biÕn 48 T 32U U T 32 Hình 1.1 Mô hình phân lớp NGN H×nh 1.2 Các phần tử mạng NGN 11 Hình 1.3 Các giao diện kết nối lớp mạng NGN 16 Hình 1.4 Tiến trình chuẩn hoá Megaco 20 Hình 2.1 Vị trí SIP server mô hình NGN 26 Hình 2.2 Kết nối SIP NGN vµ Internet 27 Hình 2.3 Cơ chế hoạt động giao thức SIP 30 H×nh 3.1 Sơ đồ kết nối với mạng PSTN 59 Hình 3.2 Sơ đồ kÕt nèi víi m¹ng GSM 61 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối với mạng riêng ảo 62 H×nh 3.4 CÊu tróc NGN cđa Alcatel 63 H×nh 3.5 KÕt nối giai đoạn 64 H×nh 3.6 KÕt nèi giai ®o¹n 66 Hình 3.7 Kết nối giải pháp ENGINE tổng thĨ 69 H×nh KiÕn tróc m¹ng NGN cđa Siemens 70 Hình 4.2 Cấu hình chung mạng hiQ9200 điều khiển 71 Hình 4.3 Sự xây dựng ứng dụng SURPASS hiQ 4000 73 Hình 4.4 Cấu hình chung mạng hiQ4000 điều khiển 74 Hình 4.5 Cấu hình mạng dịch vụ Call Waiting Internet 75 H×nh 4.6 Surfone Client thùc hiƯn việc đăng ký 76 Hình 4.7 Cuéc gäi CWI 77 H×nh 4.8 Ngêi dïng lùa chọn trả lời điện thoại cố định 78 Hình 4.9 Ngời dùng lựa chọn trả lêi b»ng VoIP 79 Hình 4.10 Cấu hình cấp mạng đờng trục quốc gia 81 H×nh 4.11 CÊu h×nh kÕt nối cấp mạng NGN 82 H×nh 4.12 CÊu h×nh kÕt nèi NGN-PSTN 84 H×nh 4.13 CÊu h×nh kÕt nèi NGN-Internet-PSTN-GSM 86 T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U T 32U T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U T 32U T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U T 32U U T 32 U T 32 T 32U T 32U T 32U U T 32 T 32U U T 32 T 32U T 32U T 32U T 32U U T 32 U T 32 Mở đầu NGN - mạng hệ sau - mạng đảm bảo sở hạ tầng cho viễn thông tin học, cung cấp đa dịch vụ, đa phơng tiện, có yêu cầu trễ không yêu cầu trễ Đối với NGN, khả kết nối đóng vai trò quan trọng định việc cung cấp dịch vụ cách tối u Trong NGN - SIP giao thức thiết lập phiên IETF đa Nó vốn đợc thiÕt kÕ phơc vơ cho IP phone, nhng hiƯn đà lên nh kỹ thuật cho tất dịch vụ, phù hợp với ứng dụng multimedia, đặc biệt messaging SIP có khả liên vận dễ dàng từ PSTN sang IP ngợc lại Các SIP server liên kết với tạo nên môi trờng dịch vụ phạm vi rộng, phối hợp với gateway để đạt tới vùng dịch vụ non-SIP SIP trở thành lực đẩy quan trọng phát triển mạng hệ sau - NGN SIP giao thức dạng text gần gũi với HTTP Định dạng text cho phép dễ dàng mở rộng nội dung tin, dễ theo dõi hoạt động nh tái sử dụng lại mô hình đà thành công với HTTP (VD: mô hình servlet) Tuy nhiên linh hoạt SIP tỷ lệ nghịch với chặt chẽ cú pháp gây nhiều khó khăn đối víi ngêi ph¸t triĨn cha cã kinh nghiƯm SIP tiÕn hành thiết lập gọi, trì, tạo tính di động user dịch vụ điện thoại phức tạp SIP chuẩn mở đợc thiết kế để tồn lâu dài, dễ dàng thích nghi tiến hoá (bản thân SIP định nghĩa thủ tục để thiết lập phiên kết nối cặp SIP client hoạt động dịch vụ nh đặc điểm media tuỳ thuộc vào client dựa chuẩn khác) Tính mở bị hạn chế nhiều chuẩn viễn thông truyền thống thờng chi tiết chặt chẽ, ®Çy ®đ tíi tËn møc øng dơng Nhng thùc tÕ cho thấy SIP đợc phát triển mạnh mô hình ứng dụng SIP có nhiều điểm tơng đồng với mô hình ứng dụng NGN Nhiều hÃng đà đa giải pháp NGN với hầu hết thành phần dựa SIP Quan điểm mở SIP khuyến khích nhà phát triển mạnh dạn chuẩn bị trớc tảng cho đầu cuối họ mà không sợ bị lỗi thời Trớc nhu cầu phát triển không ngừng tin học mạng viễn thông Việt nam, việc nghiên cứu, làm chủ SIP cần thiết Điều phù hợp thiết thực việc chuyển dịch mạng viễn thông truyền thống sang NGN bắt đầu đợc thực Với luận văn này, hy vọng đa đến cho ngời đọc góc nhìn tổng quát SIP, vai trò ứng dụng phát triển NGN Chơng : Tỉng quan vỊ NGN 1.1 NGN NGN- m¹ng hệ sau cung cấp sở hạ tầng nhằm đảm bảo hội tụ viễn thông tin học, cung cấp đa dịch vụ, đa phơng tiện, có yêu cầu trễ không yêu cầu trễ, cố định di động dựa công nghệ chuyển mạch gói Khái niệm mạng hệ sau ( NGN) đợc xuất vào cuối năm 90 để đối mặt với số vấn đề lên viễn thông cạnh tranh nhà khai thác toàn cầu dựa sở bÃi bỏ quy định lạc hậu thị trờng, khai thác lu lợng liệu đợc sử dụng internet, nhu cầu mạnh mẽ khách hàng dịch vụ đa phơng tiện gia tăng nhu cầu ngời sử dụng di động 1.2 Cấu trúc Dựa mô hình OSI gồm lớp: ứng dụng, trình bày, phiên, truyền tải, mạng, liên kết liệu, vật lý NGN đợc phân thành lớp: lớp ứng dụng/ dịch vụ - Application/Service layer, lớp điều khiển - Control layer, lớp truyền tải dịch vụ - Service transport layer, líp truy nhËp - Service access layer Ngoµi có lớp quản lý xuyên suốt qua lớp Mô hình phân lớp NGN đợc mô tả hình 1.1 Lớp ứng dụng Lớp điều khiển Lớp truyền tải Quản lý Lớp truy nhập Hình 1.1 Mô hình ph©n líp NGN