Nghiên ứu ảnh hưởng ủa á ơ hế bảo mật đến hất lượng dịh vụ voip qua mạng không dây

48 3.2.2 Mã hố 51 3.3 WEP 57 3.3.1 Giao thức WEP 58 3.3.2 Các vấn đề với WEP 60 3.3.3 Sự cải tiến của WEP 62 3.4 802.1x và giao thức chứng thực mở EAP 63 3.4.1 Các kiểu xác thực EAP 64 3

B Ộ GIÁO DỤC VÀ Đ ÀO T ẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

B Ộ GIÁO DỤC VÀ Đ ÀO T ẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: Đ Ệ I N TỬ VIỄN THÔNG

CHẾ BẢO MẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

VOIP QUA MẠNG KHÔNG DÂY

LÊ TUẤN MẪN

Danh mục từ viết tắt

Lời mở đầu

2.3 Các yếu tố ả nh hưởng đến chất lượng dịch vụ của VoIP 32

3.2.1 Áp dụng các ưu đ ểi m bảo mật của hệ thống mạng thông thường 48

4.2 Chất lượng dịch vụ VoWLAN với 802.11e 90

4.4 Giải pháp nâng cao hiệu suất VoWLAN bằng cơ chế truyền M-M: 108

AP access point

BSA basic service area

BSS basic service set

BSSID basic service set identification

CCA clear channel assessment

DBPSK differential binary phase shift keying

DCF distributed coordination function

DCLA direct current level adjustment

DIFS distributed (coordination function) interframe space DLL data link layer

DQPSK differential quadrature phase shift keying

DSAP destination service access point

DSM distribution system medium

DSS distribution system service

DSSS direct sequence spread spectrum

DTIM delivery traffic indication message

EIFS extended interframe space

EIRP equivalent isotropically radiated power

ERS extended rate set

ESA extended service area

ESS extended service set

FIFO first in first out

GFSK Gaussian frequency shift keying

IBSS independent basic service set

ICV integrity check value

IDU interface data unit

IMp intermodulation protection

ISM industrial, scientific, and medical

LAN local area network

LLC logical link control

LME layer management entity

LRC long retry count

lsb least significant bit

msb most significant bit

NAV network allocation vector

PCF point coordination function

PDU protocol data unit

PHY physical (layer)

PHY-SAP physical layer service access point

PIFS point (coordination function) interframe space PLCP physical layer convergence protocol

PLME physical layer management entity

PMD-SAP physical medium dependent service access point

PPM pulse position modulation

PRNG pseudo-random number generator

SAP service access point

SDU service data unit

SFD start frame delimiter

SIFS short interframe space

SLRC station long retry count

SME station management entity

SQ signal quality (PN code correlation strength) SRC short retry count

SSAP source service access point

SSID service set identifier

SSRC station short retry count

TBTT target beacon transmission time

WDM wireless distribution media

WDS wireless distribution system

WEP wired equivalent privacy

Từ khi ra đời năm 1985 bởi tổ chức FCC tới nay, mạng không dây đã có

những bước phát triển nhanh chóng Với tốc độ ban đầu chỉ 2Mbps, nhưng hiện nay tốc độ cao nhất có thể lên tới 54Mbps với chuẩn 802.11g, mộ ốc độ có thể t tsánh được mới mạng có dây Không chỉ như vậy, kho ng cách truy n c a m ng ả ề ủ ạkhông dây cũng ngày được cải thiện, từ khoảng cách ban đầu khoảng 100m, tới nay người ta có thể truyề đ ể đ ển i m i m lên tới hơn 30km, vớ ốc độ 9Mbps Quan i ttrọng h n, là hiện nay đã có rất nhiều tổ chức tham gia vào việc chuẩn hoá và ơhợp tác với các hãng sản xuất thiết bị mạng để phát tri n các giao th c m ng ể ứ ạkhông dây mớ ổi n định hơn, tốc độ cao hơn, bảo mật hơn Các thiế ị cầm tay t b

hỗ trợ mạng không dây wifi ang ngày càng ph bi n, t c độ tăng trưởng hàng đ ổ ế ốnăm của mạng không dây hiện đang là 30,9%, một con số rất hấp dẫn

Cùng với s phát triự ển này, xu hướng hội tụ mạng IP ang di n ra m nh mẽ đ ễ ạtrên toàn cầu là một động l c mạnh mẽ, giúp cho việc phát triển các dịch vụ ựthoại qua mạng IP (VoIP) Một hình thức thoại thông minh, giúp kết nối con người dễ dàng hơn, giá thành duy trì cuộc gọi lại thấp hơn rất nhiều Sự phát triển của thoại IP đã được khẳng định thông qua hàng loạt các chuẩn giao thức mới hỗ trợ ra đời Các giao thức hỗ trợ thời gian thực, các giao thức hỗ trợ bảo mật, giao thức báo hiệu, công nghệ mã hoá thoại…

Đ ề ấ ếi u t t y u ph i x y ra, ó là s giao nhau c a các công ngh mớả ả đ ự ủ ệ i Công ngh ệthoại qua mạng IP không dây (VoWLAN) đã và đang được hình thành Sự ra đời của công nghệ này sẽ có khả năng thay th cho m ng i n tho i không dây ế ạ đ ệ ạtruyền thống giá thành cao như hiện nay Công nghệ này là sự mở rộng c a ủ

Tuy nhiên, để triển khai được mạng VoWLAN thì sẽ còn rất nhiều khó khăn

phải giải quyết Chất lượng dịch vụ (QoS) của VoIP thông thường đã là m t vấộ n

đề rất khó kh n, thì c ch truy c p đường truy n ph c t p c a m ng không dây ă ơ ế ậ ề ứ ạ ủ ạlàm cho việc đảm bảo QoS của VoWLAN còn khó khăn h n nơ ữa Cùng vớ đi ó, việc bảo mật cho mạng không dây phức tạp hơn, khó khăn hơn và hao t n tài ốnguyên mạng h n nhiơ ều so với mạng có dây

Do vậy việc để có thể đảm bảo chất lượng thoại qua mạng IP không dây, có

đảm bảo an ninh m ng là m t th thách r t l n i vớạ ộ ử ấ ớ đố i các chuyên gia m ng Và ạ

đây c ng là m t v n đề mấũ ộ ấ u ch t N u có th gi i quy t được v n đề này, thì ố ế ể ả ế ấviệc thay thế mạng i n tho i công c ng đắt ti n hi n nay b ng m ng tho i đ ệ ạ ộ ề ệ ằ ạ ạVoWLAN sẽ là đ ềi u không khó thực hiện

Thông qua đồ án này, tôi muốn cùng mọi người phân tích k hơỹ n nh ng v n ữ ấ

đề phứ ạc t p nói trên, chúng ta có thểđể hình dung rõ h n nh ng thử thách đặt ra ơ ữ

và những xu h ng giướ ải quyết chúng, để chúng ta có thể ến gần hơn đến công tinghệ VoWLAN trong tương lai không xa

Nội dung của đồ án sẽ được chia làm 4 chương:

Ch ương 1: Tìm hiểu về công nghệ ạng không dây m

Đầu tiên, chúng ta sẽ ớ gi i thi u s qua v các công ngh mạng không dây ệ ơ ề ệvới các thành phần cơ bản c a m ng không dây, các yêu c u đặt ra v i ủ ạ ầ ớmạng không dây Sau đó chúng ta sẽ tìm hiểu về các các mô hình mạng không dây và những kỹ thuật được áp dụng cho mạng không dây ở ớ l p vật

lý Cu i chố ương này chúng ta sẽ tìm hiểu về chồng giao thức 802.11 của IEEE giành cho mạng không dây

Trong chương này chúng ta sẽ giới thiệu qua về khái niệm thoại qua mạng

IP (VoIP) , những u i m và nhược đ ểư đ ể i m của VoIP so với hệ thống thoại truyền thống Sau đó chúng ta sẽ tìm hiểu về 3 giao thức báo hiệu của mạng VoIP đang được phổ dụng nh t ó là SIP, H323 và MGCP, s ấ đ ựkhác nhau giữa các giao thức này Cuối chương chúng ta sẽ tìm hiểu n đếcác yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ ủ c a VoIP, các yếu tố như trễ, jitter, mất gói…

Chương 3: Nghiên cứu các phương thức bảo mật cho mạng không dây

Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về về các phương pháp bảo mật mạng không dây, các phương thức tấn công, cách phòng chống Các phương pháp mã hoá WEP, phương pháp nhận thực mở ộ r ng EAP, kỹ thuật mã hoá mạng riêng ảo…

Chương 4: Phân tích chất lượng dị ch v củ ụ a tho i qua m ng IP không dây ạ ạ

tr ường hợp có bảo mậ t

Trong chương này ta sẽ tìm hiểu các cơ chế nâng cao chất lượng dịch vụ

mạng VoWLAN Trước tiên là các cơ chế MAC để đ ều khiển truy cập iđường truyền, tránh xung đột Sau đó là c ch MAC c i ti n, giúp ơ ế ả ếWLAN có thể nâng cao hơn QoS đáp ng cho các ứứ ng dụng thoại Tiếp theo ta phân tích sự ả nh hưởng của các phương pháp bảo mật WEP và IPSec đến chất lượng dịch vụ mạng VoWLAN Cu i cùng ta đưa ra giải ốpháp truy n Multiplex-Multicast cho mề ạng VoWLAN để cải thi n QoS và ệ

số lượng kênh được sử dụng

chắn đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, vậy kính mong các thầy cô cùng

đồng nghiệp đóng góp ch b o, phê bình tài ngày càng được hoàn thiện ỉ ả để đềCuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Đào Ngọc Chiến, cùng bạn bè,

đồng nghiệp, nh ng người thân trong gia đữ ình ã t n tình giúp động viên, tạo đ ậ đỡ

đ ềi u ki n t t nh t đểệ ố ấ tôi hoàn thành tài! đề

Hà nội, ngày 11 tháng 11 năm 2006

Tác giả

LÊ TUẤN MẪN

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY

Mạng không dây được ra đời từ nă m 1985 Sau m t th i gian dài phát tri n, ộ ờ ể hàng loạt các tổ chứ đ c ã nghiên cứu và đưa ra các chuẩ n nh m chuẩ ằ n hoá c ng ũ như cả i thi n các tính n ng củ ệ ă a m ng không dây M t trong nh ng t ch c ó ạ ộ ữ ổ ứ đ

là IEEE Với chồng giao thức 802.11 của mình, IEEE đã góp phần phát triển mạng không dây, thuận tiện hơn cho người sử dụ ng và các nhà s n xu t thi t b ả ấ ế ị Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về các khái niệm cơ bả n c a m ng ủ ạ không dây, các thành phần cơ bả n c a m ng không dây, các yêu c u đặt ra v i ủ ạ ầ ớ mạng không dây Sau đó chúng ta sẽ tìm hiể u v các các mô hình m ng không ề ạ dây và những kỹ thuật được áp dụng cho mạng không dây ở ớ l p vật lý

1.1 Giới thiệu chung

Mạng không dây (Wireless Network hay Wifi) là hệ thống m ng cho phép ạcác thiết bị đầu cuối truy cập đến hệ thống m ng cạ ục bộ, mạng Internet thông qua môi trường truyền sóng Radio Đây là một gi i pháp, có r t nhi u u i m so ả ấ ề ư đ ểvới các kết nối mạng có dây (wire line) truyền thống Người dùng vẫn có thể duy trì kết n i vố ới toàn mạng khi di chuyển trong vùng phủ sóng Mạng không dây mang lại những thuận lợi đáng kể như:

- Đơn giản hoá việc triển khai hệ thống, không phải khoan tường, đi dây

- Các nút mạng không bắt buộc phải đặt tại những vị trí cố định, có thể thay đổi tuỳ thộc vào yêu cầu của người dùng

- Trước đây tốc độ của m ng không dây là m t v n đề, tuy nhiên v i s phát ạ ộ ấ ớ ựtriển hiện tại, tốc độ có thể lên tới 54Mbps, hoàn toàn có thể chấp nhận được

- Không phải bỏ chi phí mỗi khi dịch chuyển vị trí làm việc của nhân viên khi

- Tăng năng suất làm việc của các nhân viên, khi họ không còn bị phụ thuộc vào 1 vị trí tại bàn làm việc như trước

3.1 5.2

6.7 10.2 15.6 19.8 23.6 25.6

0 5

- Dễ dàng thiết lập ở những vị trí mà mạng có dây không thể thực hiện được

hoặc rất khó khă để thực hiện n

Ngày nay với sự toàn cầu hoá, mạng Internet quốc tế đ ã trở thành thông dụng, việc sử dụng m t i m truy c p (Access Point) để kế ốộ đ ể ậ t n i gi a m ng không dây ữ ạ

và hữu tuyế đn ã được nhi u tổ chứề c biết đến Việc truy cập Internet ở mọi th i ờ

đ ểi m, mọ ơ ừở i n i, t trong nhà, ngoài vườn hay các n i công c ng hay trong c ở ơ ộ ơquan, xí nghiệp, trường họ đc ã tạo nên những tiệ ợi ln l ớn cho ngườ ử ụi s d ng Kết nối mạng không dây đang ngày càng tăng và đã trở thành một nhu cầu thiết yếu tại các văn phòng, khách sạn, các hội nghị, hội thảo…Theo thống kê tại

Mỹ thì tốc độ tăng trưởng số người dùng mạng không dây tăng trung bình 30,9% một năm (từ năm 2001 đến 2008)

Hình 1.1: S phát tri ự ển mạ ng WLAN t ừ ă n m 2001-2008 theo nghiên cứu tại Mỹ

Đây là m t con s áng m ng cho các nhà cung c p thi t b m ng không dây Lý ộ ố đ ừ ấ ế ị ạ

do cho việc tăng trưởng m nh mạ ẽ này là:

- Số lượng thiết b đầu cu i được tích h p s n kh năị ố ợ ẵ ả ng k t n i m ng không ế ố ạdây ngày càng phổ bi n (laptop, PDA, …) ế

- Nhu cầu thay đổi vị trí, di chuyển liên tục, của người dùng ngày càng tăng do yêu cầu của công việc hiện đại

- Các ứng dụng được tích hợp và tương thích trong môi trường mạng không dây ngày càng đa dạng (Ví dụ như đ ệ i n thoại IP, VPN …)

- Các chuẩn kết nối mạng không dây ra đời, ngày càng chặt chẽ, cho phép các thiết bị mạng c a các hãng hoàn toàn có th đồng b vớủ ể ộ i nhau, t ng kh năng ă ảlựa chọn của khách hàng

Hiện nay, 4 ứng dụng được sử dụng nhiều nhất trong WLAN đó là: đ ệi n thoại IP, truy cập internet, thư đ ệ i n tử ậ, l p lịch

1.2 Các thành phần cơ bản của mạng LAN không dây

Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về các thành phần thiết bị trong một

mạng không dây thông thường Bao gồm thiết bị truy cập đầu cuố đ ểm phát i, isóng truy cập (AP), các phân đ ạo n mạng WLAN…

Hình 1.2: Mô hình mạng không dây cơ ả b n

1.2.2 Card mạng không dây:

Thiết bị đầu cuối tiêu biểu nhất là card mạng không dây Khi kêt nối Card vào máy tính xách tay, máy để bàn (giao tiếp bằng PCMCIA, PCI) hay thiết bị PDA (giao tiếp bằng khe SD), các thiết bị đó sẽ có thể truy cập vào mạng không dây Mới đây trên thị trường xuất hiện thêm WLAN Adapter có chuẩn USB có kích thước nhỏ gọn

Hình 1.3: Các loại card mạng không dây

Khi sử dụng Card, người s dụử ng ph i l u ý r ng các thi t b WLAN ph i ả ư ằ ế ị ảđồng bộ ề v chu n thì mớẩ i khai thác được t i a hi u qu c a nó Ngh a là Access ố đ ệ ả ủ ĩPoint dùng chuẩn nào thì Card dùng chuẩ ấn y Ví dụ nếu Access Point dùng chuẩn 802.11g thì Card phải có cùng chuẩn 802.11g thì mới t đạ được tốc độ 54Mbps Nếu không thì tốc độ s r t xuống chuẩn thấp nhất ẽ ớ

Với các thiết bị đầu cuối không dây, ta có thể sử dụng card không dây tách

rời hoặc cũng có các thiết bị đó đã được tích hợp sẵn card không dây

1.2.3 Access Point

Access Point là bộ thu phát tín hiệu chắc chắn c n phầ ải có trong mạng không dây Nhiệm vụ của nó là k t n i vào môi trường m ng có s n (LAN hay Internet ế ố ạ ẵADSL) sau đó nó sẽ cấp phát địa ch cho các thi t b không dây đầu cu i nh ỉ ế ị ố ưLaptop, PDA… Nó cũng hoạt động tốt như đ ể i m giữa truy cập của mạng không dây và là đ ểi m kết nối giữa mạng không dây và mạng có dây

Hình 1.4: Một Access point đ ể i n hình

Access Point hỗ trợ nhiều tính năng như bảo m t, qu n lý Vài Access Point ậ ả

hỗ trợ cả hai b ng t n 2,4Ghz và 5Ghz, trong khi a s ch hỗ ợă ầ đ ố ỉ tr mộ ăt b ng t n ầTrong môi trường có nhiều Access Point, tính năng chuyển vùng cho phép người

sử dụng tự do di chuyển mà vẫn duy trì kết nối mạng

Trên thị trường hiện nay đã có nhiều Access Point của các hãng n i ti ng nhổ ế ư Cisco, Linksys, Netcom… với nhiều loại tốc độ khác nhau từ 11Mbps (802.11 b) cho đến cao nhất 54Mbps (802.11g) Nắm được tâm lý tiết kiệm của người sử dụng, hiện nay Access Point đều hỗ trợ tính năng làm Hub với 4 cổng RJ45

1.2.4 Bridge:

Bridge được thiết kế để nối hai hay nhiều mạng với nhau (thường ở những toà nhà khác nhau) Bridge cung cấp kết n i tố ốc độ cao, khoảng cách xa nhưng không có vật cản giữa đường Tốc độ c a kế ối kiểu này cao hơn những đường ủ t nE1/T1 mà không cần thuê kênh riêng đắt tiền với đ ềi u kiện truyền theo kiểu nhìn thẳng trực tiếp (Line of sight)

Hình 1.6: Các loại anten cho AP và Bridge

Có rất nhiều loại Anten sử dụng cho Access Point và Bridge hi n nay, tu ệ ỳtheo yêu cầu sử ụ d ng Anten cầ ựa chọn l n cẩn thận để đảm bảo được thông số ề v

khoảng cách hoặc vùng phủ sóng theo mô hình WLAN của người dùng Ngoài ra

phải chọn Anten cho băng tần 2,4Ghz và 5Ghz, dải tần thích hợ được sử dụng p cho m i quỗ ốc gia Mỗi Anten có hình dáng, độ tăng ích, kho ng cách, độ rộng ảkhác nhau Liên quan đến hướng phủ sóng, có hai loại Anten đẳng hướng và Anten có hướng

1.3 Nh ững yêu cầu cơ ản của hệ thống WLAN b

Ta đã biết được rằng hiện nay nhu cầu xây dựng hệ thống mạng không dây WLAN là rất lớn Tuy nhiên ta cần phải hiểu rõ các yêu cầu của khách hàng khi xây dựng một h thệ ống WLAN là gì? Các nhu cầ đu ó chính là: khả năng đảm bảo chất lương dịch vụ, bảo mật, tính linh hoạt, khả năng quản trị

1.3.1 Yêu cầu về chất lượng dịch vụ:

Để có thể thu hút được khách hàng, áp ng được ngày càng nhi u d ch v đ ứ ề ị ụtích hợp trên mạng không dây, đặc biệt là dịch vụ thoại thì yếu tố chất lượng dịch vụ là yếu tố hàng đầu mà WLAN phải quan tâm Nó phả đi áp ng được ứQoS cho người dùng tương đương như ớ v i mạng có dây Chất lượng dịch vụ của mạng không dây tức là đề cập đến các vấn đề như:

- Băng thông mạng

- Tỷ lệ mất gói, độ trễ của các gói tin

- Độ biến thiên trễ (Jitter), hay còn gọi là độ ổn định của mạng

1.3.2 Tính bảo mật của hệ thống:

An ninh của hệ thống WLAN là mộ ấn đề rất v t quan tr ng và luôn được đặt ọlên hàng đầu Với mộ ệ ống Wire-line ta có thể dễt h th dàng ki m soát vi c c m ể ệ ắdây vào mạng, nhưng với WLAN ta không thể ng n c n viă ả ệc thu phát sóng

Radio trong khu vực phủ sóng của mạng mình Chính vì vậy mà bảo mật là vấn

đề rất không th thi u được trong mộ ệ ốể ế t h th ng WLAN

Việc đảm bảo an ninh trong mạng WLAN khó hơn nhiều so với mạng LAN thông thường Bởi vì mạng WLAN chịu các hình thức tấn công như một m ng ạLAN thông thường + các hình thức tấn công đặc thù riêng của mạng truyền sóng Radio

1.3.3 Tính linh hoạt của hệ thống:

Hệ thống mạng WLAN cũng như một hệ thống mạng b t k luôn òi h i tính ấ ỳ đ ỏlinh hoạt của hệ thống trong sử ụ d ng, bảo trì, nâng cấp

- Một hệ thống WLAN tốt phải có khả năng cung c p c ch chuy n vùng ấ ơ ế ể(roaming) giữa các AP (Access Point) Đ ềi u này đảm bảo cho người dùng kết nối của người dùng luôn được duy trì liên tục, kể cả khi họ di chuyển từ vùng phủ sóng của AP này sang vùng phủ sóng của AP khác

- Hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực trên mạng không dây như Voice, Video, hội thảo trực tuyến…

- Có thể tận dụng được các hệ thống mạng LAN có sẵn của doanh nghiệp

- Khả năng dễ dàng mở rộng hệ thống trong tương lai

1.3.4 Khả n ăng quản trị ủa hệ thống: c

- Khách hàng luôn muốn một hệ thống với khả năng quản lý dễ dàng, hiệu quả

- Quản trị trên một nền tảng cơ sở giống như hệ thống mạng LAN có sẵn

- Triển khai dễ dàng, quản trị đơn giản

- Khả năng đ ều khiển tần số sóng ra-điô (RF - Radio Frequence) i

1.4 Các mô hình mạng không dây

Về cơ bản liên kết không dây sẽ thay thế cho liên kết dây s d ng b c x i n ử ụ ứ ạ đ ệ

t ừ ở tần s radio (trên d i UHF- dưới d i Microwave) hay t n s hồố ả ả ầ ố ng ngo i ạ(1012 – 1014) giữa các đ ểi m thu phát Có nhiều mô hình kết n i mố ạng LAN không dây nhưng đều d a trên các mô hình cơ ảự b n sau:

1.4.1 K ết nối không dây giữa đ ểm - đ ểm: i i

Kết nối giữa đ ểm và đ ểm là kết nối giữa hai thiết bị dùng để chuyên trở dữ i iliệu Ví dụ như một đầu cu i t i m t máy ch Mainframe ho c t PC t i máy in ố ớ ộ ủ ặ ừ ớhay Modem hoặc tới máy notebook, hay giữa hai thiết bị liên mạng để kết n i ốhai mạng với nhau

Đây là d ng đơn gi n nh t c a mạạ ả ấ ủ ng không dây vì nó ch liên quan đến hai ỉthiết bị, mỗi thiết bị được gắn với một bộ thu phát, dữ liệu được chuyển thành

dạng sóng đ ện từ và phát sang thiết bị kia, ở nơi i nh n, d li u được khôi ph c ậ ữ ệ ụ

và đưa tới máy thu

Ở hình dưới, liên k t không dây được s dụế ử ng làm c u n i hai m ng LAN ầ ố ạ Ởmỗi mạng, thiết bị cầu xem xét d li u trên m i m ng mà nó được n i t i, n u ữ ệ ỗ ạ ố ớ ếgặp gói dữ liệu có địa chỉ của nút mạng ở phía bên kia, nó phát dữ liệu sang thiết

bị cầu bên C u hình này dùng cho k t n i m ng gi a hai m ng cách xa nhau ấ ế ố ạ ở ữ ạnhư ở hai toà nhà, nơi mà không thể đ i dây trực tiếp

Hình 1.7: kế ố đ ể đ ể t n i i m i m

Mở rộng k t n i trên, có th k t n i gi a các toà nhà dùng k t n i không dây, ế ố ể ế ố ữ ế ố

mỗi toà nhà phải có anten định hướng trong đó có một toà nhà trung tâm là đ ểm itruy cập mạng, toà nhà này là có mạng lõi kết nối internet và hệ ống máy chủ, th

sử dụng anten đẳng hướng

Ethernet A Bridge không

dây

Ethernet B Bridge không

dây

Hình 1.8: K ết n i c ố ầ u không dây gi ữa 2 mạng LAN

Internet

Hình 1 9: K ết n i c ố ầ u không dây đ đ ể a i m

1.4.2 Kết nối các nút không dây đến mạng LAN có dây

Việc kết nối không dây giữa các nút mạng được trang bị modul giao tiếp không dây với mạng LAN có dây truyền thống là rất phổ biế Đ ền i u này xảy ra

khi một mạng LAN có dây có nhu cầu kết nối không dây (như một máy tính notebook k t n i mế ố ạng những vị trí thay đổi xung quanh một toà nhà) ở

Để thực hi n được i u này, m ng LAN c định được g n m t thi t b ho t ệ đ ề ạ ố ắ ộ ế ị ạđộng như mộ đ ểt i m liên k t gi a các nút không dây và có dây Thi t b liên k t ế ữ ế ị ế

có thể hoạt động như một Bridge hay m t Router chuy n l u lượng tương ng ộ ể ư ứgiữa mỗi phần

Hình 1.10: giao diện giữa LAN và WLAN

Trong vài trường hợp, các nút không dây hoàn toàn có thể hình thành một mạng WLAN độc lập (không có bất kỳ kế ốt n i nào t i LAN có dây) T t c i u ớ ấ ả đ ề

đó được òi h i là cho m i nút có th gửđ ỏ ỗ ể i và nh n d li u t các nút khác i u ậ ữ ệ ừ Đ ềnày có thể được làm bởi sử dụng các c u trúc tương t nh các c u trúc có dây ấ ự ư ấ

đã được đề c p nh c u trúc Bus, Star, Ring ậ ư ấ

Bus: cấu trúc này được dùng khi các nút không dây có th nghe m i thông tin ể ọđược nói bởi các nút khác trong m ng ạ

Các nút trao đổi trực tiếp

Hình 1.11: Mô hình WLAN dạng Bus

Ring: có thể sử dụng nh ng n i mà các nút có th gửở ữ ơ ể i d li u t i nút bên ữ ệ ớcạnh, nút bên cạnh có thể là nhận dữ liệu hoặc chuyển tiếp dữ liệu tới nút khác

Các nút trao đổi với nút bên

Hình 1.12: Mô hình WLAN dạng Ring

Star: được thực hiện ở những nơi mà mỗi nút không dây có thể trao đổi trực

tiếp với Hub trung tâm và từ Hub trung tâm chuyển thông tin tới nút bên cạnh

Các nút trao đổi với nút trung tâm

Hình 1.13: Mô hình WLAN dạng star

Sự lựa ch n c a các c u trúc m ng trên là tu thu c vào lo i k thu t không ọ ủ ấ ạ ỳ ộ ạ ỹ ậdây được sử dụng V i LAN radio s dụớ ử ng k thu t tr i ph , c u trúc Bus s là ỹ ậ ả ổ ấ ẽ

tốt nhất vì sóng đ ện từ sẽ trải ra trên mỗi vùng và cho phép các nút nghe được từimọi nút khác Kỹ thuật dùng tín hiệu hồng ngoại có tính định hướng cao, thích

hợp cho cấu trúc Star Tuy nhiên, một bộ thu phát hồng ngoại có thể được hướng vào một đ ểi m phản xạ thông thường (như đ ể i m giữa của trần nhà trong mộ ăn t vphòng) và tất cả các bộ thu phát phát tới và phản xạ tại cùng m t i m, ta c ng ộ đ ể ũ

có thể ử ụ s d ng cấu trúc Bus

Từ các cấu trúc trên, ta có thể hình thành các mạng không dây hoàn chỉnh

hoặc tích hợp với mạng hữu tuyế để hình thành mạng LAN dùng riêng cho một n

tổ chức hay một cá nhân nhất định

1.5 Một số vấn đề kỹ thuật của mạng không dây

1.5.1 Khoảng cách truyền dẫn:

Khoảng cách truyền dẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó tần số của sóng là yếu tố chính Tuỳ theo từng dải tần mà khoảng cách truyền dẫn là khác nhau

- Dải sóng ngắn (3-30Mhz) hay dải HF: ở dải này, sóng b ph n x bở ầị ả ạ i t ng

đ ệi n ly và b mặề t trái đất do ó chúng có th i được hàng nghìn d m, vượt đ ể đ ặqua tốt các vật cản như các toà nhà, núi nên được dùng trong phát thanh quảng bá

- Dải sóng viba (tần số >3Ghz): bao gồm dải tần siêu cao (SHF) và dải tần cực cao (EHF) được dùng trong thông tin truyền thẳng (Line of sight), chúng không bị bẻ cong quanh b mặề t trái đất nên đạt được các c ly xa thì c n để ự ầ

Khoảng cách truyền dẫn còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như công suất máy phát, độ nhạy máy thu, loại anten được sử dụng, ch t lượng đường truy n, ấ ềchiều cao Anten, phương pháp đ ềi u chế, lượng nhiễu có mặ đ ềt, i u kiện tầng khí quyển Với mạng WLAN, chúng ta quan tâm đến việc gi ng n kho ng cách ữ ắ ảtruyền dẫn nh dùng tần số cao, công suất thấp và Anten được thiết kếư để gi i ớhạn khoảng cách

1.5.2 Kỹ thuật song công:

kỹ thuật song công là kỹ thuật giúp mạng WLAN hoạt động theo 2 chiều: chiều xuống downstream và chiều lên – upstream Trong các hệ thống WLAN hiện nay tồn tại 2 kỹ thuật song công:

• Chia theo tần s ( Frequency Division Duplexing FDD): K thu t này chia di ố ỹ ậtần số sử dụng ra làm 2 kênh riêng bi t, một kênh cho chiều xuống và một ệkênh cho chiều lên

• Chia theo thời gian ( Time Division Duplexing - TDD ): K thu t này m i ỹ ậ ớhơn, cho phép lưu lượng thông theo 2 chiều trong cùng một kênh, nhưng tại các khe thời gian khác nhau

Việc lựa chọn kỹ thuật nào, FDD hay TDD, phụ thuộc vào mục đích sử dụng chính của hệ thống: ng dụng đố ứng ( thoại - voice ) hoặứ i x c không i xđố ứng (

dữ liệu - data) Kỹ thuật FDD sử dụng b ng thông không hi u qu đối v i các ă ệ ả ớ

ứng d ng d li u Trong h th ng s dụụ ữ ệ ệ ố ử ng k thu t FDD, b ng thông cho m i ỹ ậ ă ỗchiều được phân chia cố định Nếu lưu lượng chỉ lưu thông theo chi u xu ng ề ố(downstream ), ví dụ như xem các trang Web, thì băng thông của chiều lên (upstream ) được sử dụng r t ít i u này không x y ra khi hệấ Đ ề ả th ng được s ố ửdụng cho các ứng dụng thoại: hai người nói chuyện thường nói nhiều như nghe,

do đó băng thông của hai chiều lên, xuống được sử dụng x p x nh nhau Đối ấ ỉ ưvới các ứng dụng truyền dữ liệu tốc độ cao hoặc ứng dụng hình thì chỉ có băng thông chiều xuống được sử ụ d ng, còn chiều lên gần như không được sử ụ d ng Đối vớ ỹi k thu t TDD, s lượậ ố ng khe thời gian cho m i chi u thay đổi th ng ỗ ề ườxuyên Khi lưu lượng chiều lên nhiều, số lượng khe thời gian dành cho chi u lên ề

s ẽ được tăng lên, và ngược lại Với sự giám sát số lượng khe thời gian cho m i ỗ

chiều, h thống sử dụng kỹ thuật TDD hỗ trợ cho sự bùng nổ thông lượng truyền ệdẫn đối với cả 2 chiều Nếu một trang Web lớn đang được tải xuống thì các khe thời gian của chiểu lên sẽ được cấp phát cho chiều xuống Nhược đ ểi m chủ yếu của kỹ thuật TDD là việc thay đổi chiều của lưu lượng tốn thời gian, việc cấp phát khe thời gian là vấn đề ph c tạp cho hệ thống phần mứ ềm Hơn nữa, kỹ thuật TDD yêu cầu sự chính xác về thởi gian Tất cả các máy trạm trong khu vực của

một hệ thống sử dụng kỹ thuật TDD cần có một đ ểm thời gian tham khảo để xác i

định chính xác các khe thời gian i u này gi i h n phạm vi a lý bao phủ i Đ ề ớ ạ đị đố

với các hệ thống iđ ểm-tới-đa đ ểm i

1.6 Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 cho WLAN:

1.6.1 Các chuẩn IEEE 802.11 a/b/g::

Bộ tiêu chuẩn 802.11 cho mạng LAN không dây do viện kỹ sư đ ệ i n và i n đ ệ

tử Mỹ (IEEE) phát tri n v i các chu n 802.11 âu tiên vào n m 1993 B tiêu ể ớ ẩ đ ă ộchuẩn này quy định các tiêu chuẩn về tín hiệu và giao thức nhằm đảm bảo tính tương thích cho các thiết bị mạng không dây Nh bộờ tiêu chu n này mà s phát ẩ ựtriển của WLAN có bước nhảy vọt trong những năm gần đây

Sau khi phát triển tiêu chuẩn 802.11 lần đầu tiên, IEEE ti p t c cho ra đời các ế ụchuẩn 802.11b, 802.11a, 802.11g là những chuẩn đang được sử dụng trong th i ờ

đ ểi m hi n nay B ng dưới t ng h p m t s thông tin c bản liên quan đến các ệ ả ổ ợ ộ ố ơchuẩn này

- 802.11 là họ các chuẩn WLAN thời kỳ đầu, tốc độ truyền truyền dữ liệu từ

1-2Mbps

- 802.11a là chuẩn cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ cao 54Mbps, ho t động ạ ở

băng tần 5GHz Do hoạt động ở băng t n cao cho phép gi m b t m t s vấn ầ ả ớ ộ ố

đề về nhi u so v i khi ho t động băễ ớ ạ ở ng t n 2,4GHz Tuy nhiên t i m t s ầ ạ ộ ốquốc gia, băng tần 5GHz bị cấm để tránh xung đột v i các h th ng công ớ ệ ố

cộng cộng Các thiết bị AP hoạt động chế độ Turbo mode có thể lên tới 108Mbps

- 802.11b là chuẩn cho phép truyền dữ liệu tốc độ 11Mbps, hoạt động ở băng tần 2,4Ghz Với băng tần này, chuẩn 802.11b được phát triển rất rộng rãi trên thế giới

- 802.11g: chuẩn này được phát triển từ chuẩn 802.11b, tương thích được với 802.11b Nó hoạt động băở ng t n 2,4GHz, cho phép truy n d li u t i a là ầ ề ữ ệ ố đ54Mbps Chuẩn này đang được sử ụ d ng rộng rãi tương tự như chuẩn 802.11b

Các chuẩn đường

truyền WLAN 802.11 802.11a 802.11b 802.11g

Bảng 1.1: So sánh giữa các chuẩn IEEE 802.11

Chuẩn 802.11b, hiện nay là lựa chọn phổ biến nhất cho việc kết nối mạng không dây Các mạng “b” hoạt động ở phổ tần vô tuyến 2,4Ghz Phổ này bị chia

sẻ bởi các thi t b không được c p phép nh i n tho i không dây, lò vi sóng, ế ị ấ ư đ ệ ạ

đây là nh ng ngu n nhi u ti m n ng Các thi t b “b” có ph m vi hi u l c trong ữ ồ ễ ề ă ế ị ạ ệ ựnhà từ 100 đến 150 feet (từ 30,48m – 45,72m) và hoạt động ở tốc độ dữ ệ li u lý thuyết tối đa là 11Mbps, nhưng trên thực tế chúng chỉ đạt thông lượng tố đa từ 4 i

đến 6 Mbps Chuẩn 802.11b không nhanh truyền nhữđủ để ng hình nh có nét ả độcao Lợi thế chính của 802.11b là chi phí phần cứng thấp

Chuẩn 802.11a hoạt động ở phổ vô tuyến 5Ghz Tốc độ lý thuyết tố đa của i

nó là 54Mbps, nhưng thực t chế ỉ đạt đượ ừ 21 – 22 Mbps Phạm vi hoạt động c tcủa nó trong nhà ngắn hơn phạm vi của chuẩn “b” chỉ từ 25 – 75 feet (t 7,62m ừ

đến 22,86m) Nhưng chu n “a” ho t ẩ ạ động tốt trong khu v c ông đự đ úc, v i s ớ ốlượng kênh không gối lên nhau trong dải 5 Ghz tăng Một lợi ích mà chuẩn 802.11a mang lại là băng thông hoạt động tương đối lớn cho phép truyền hình

ảnh và nh ng t p tin l n tr nên d dàng ữ ậ ớ ở ễ

Gần đây chuẩn 802.11g được phê duyệt, hoạt động trong dải tần số 2,4 G hz như những chuẩn “b” nhưng với tốc độ dữ ệ li u b ng t c độ củằ ố a chu n “a” ẩ54Mbps Giống các sản phẩm theo chuẩn “b”, các thiết bị theo chuẩn “g” có một

phạm vi hoạt động trong nhà từ 100-150 feet Tốc độ cao của chuẩn “g” cũng giúp cho việc truyền hình ảnh và âm thanh trở nên dễ dàng 802.11g được thiết

k ế để tương thích ng c vớượ i chu n 802.11b và cùng chia s ph 2,4 Ghz Vi c ẩ ẻ ổ ệnày làm cho các sản phẩm của 2 chuẩn này có thể phối hợp hoạt động được với nhau Dẫn đến các nhà s n xuả ất cho ra đời các sản phẩm kết hợp của “a” và “g” Khi khoảng cách đến Access Point càng xa thì các sản phẩm chuẩn 802.11

chạy với tố độ giảm xuống để duy trì kết nốc i Tiêu chu n 802.11g có đặ đ ểẩ c i m truyền sóng giống như 802.11b vì nó cũng truyền trên băng tần 2,4 Ghz Vì 802.11b và 802.11g cùng chia sẻ đặc i m truyềđ ể n sóng nên cả hai có khoảng cách phủ sóng tương đương nhau Vì rằng tín hi u RF 5Ghz không truyềệ n xa tốt như tín hiệu RF 2,4Ghz nên chuẩn 802.11a có khoảng cách bị giới hạn so với 802.11b và 802.11g

1.6.2 Các chuẩn 802.11 khác:

- 802.11d: Chuẩn qui định cơ chế Roaming khi thiết bị không dây di chuyển từ vùng phủ sóng này sang vùng phủ sóng khác

- 802.11e: chuẩn về đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng không dây,

khả năng phân loại dịch vụ, thiết lập các cơ chế ư u tiên dựa trên ứng dụng, hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực như video, voice

- 802.11f: các khuyến cáo dùng để qui chuẩn thiết bị không dây của các hãng khác nhau, để chúng có thể dùng chung được

- 802.11i: Chuẩn cho mã hoá dữ liệu, tăng khả năng áp ng yêu c u b o m t đ ứ ầ ả ậtrong mạng không dây yêu an ninh

- 802.1x: Cơ chế xác thực và đ ều khiển truy nhập dựa trên giao thức EAP i(Extensible Authentication Protocol) M t trong nhộ ững phần quan trọng h ỗtrợ cho bảo mật chung của mạng WLAN

Hai chuẩn khác mới được IEEE phê duyệt là 802.11e và 802.11i, chúng được thiết kế để cải ti n các m ng chu n 802.11g hi n t i Chu n 802.11e cho phép ế ạ ẩ ệ ạ ẩphân các mức độ u tiên lưu thông để các dữ liệu thời gian thư ực (như các luồng tín hiệu hình hay cuộc gọi VoIP) sẽ được truyền trước các dữ liệu kém quan trọng h n như Email hoặc trang Web Một số sảơ n ph m s dụẩ ử ng m t ph n c a ộ ầ ủchuẩn này (gọi là WMM: Wi-fi Multimedia) sẽ bắt đầu xuất hiện vào năm 2005 Chuẩn 802.11i tăng khả năng b o m t b ng cách thêm vào mã hoá và các ả ậ ằ

đ ềi u khi n truy nh p Các s n ph m s d ng chu n này (g i là WPA2 – Wireless ể ậ ả ẩ ử ụ ẩ ọProtect Access 2) đã xuất hiện vào đầu năm 2005 Hầu hết các Access Point hiện tại được nâng cấp lên chuẩn mới, nhiều hãng cho biết đang có kế hoạch cung

cấp phiên nâng cấp lên WPA2 cho các sản phẩm 802.11g cũ G n ây hi p h i ầ đ ệ ộWi-fi thông báo đang thử nghiệm cấp chứng nhận khả năng tương thích c a các ủsản phẩm chuẩn WMM và WPA2, tương tự như cách đánh giá và cấp chứng nhận tính tương thích cho các sản phẩm 802.11g Rất nhiều tính năng mới của 802.11i đã được sử dụng trong thi t b Wi-fi, và tính n ng áng chú ý nh t là ế ị ă đ ấchuẩn mã hóa tiên tiến (AES: Advance Encryption Standard) một chu n mã hoá ẩmạnh hỗ trợ các khoá 128 bit, 192bit, 256 bit

Chuẩn Wi-fi xuđề ất dựa vào công nghệ MIMO-OFDM cung cấp tốc độ cao hơn bằng cách sử dụng hai anten mỗở i đầu c a thi t b (m t để nh n, m t để ủ ế ị ộ ậ ộphát) thay vì một cái như hiện nay

Một số nhà sản xuất cũng đưa ra các phiên bản cải tiến của 802.11g mà họtuyên bố có thể truyền dữ liệu lên đến 108Mbps hay 125Mbps Công nghệ SuperG 108Mbps hay công nghệ High Speed Mode được nhiều hãng nghiên cứu chế tạo Mặc dù các chu n 802.11b và 802.11g tương thích được với nhau nhưng ẩchế độ hoạt động cải tiến trên thì không tương thích được

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ THOẠI QUA MẠNG IP

Hiện nay khả nă ng tích h p a d ch v trên m ng IP, hay còn g i v i tên là h i ợ đ ị ụ ạ ọ ớ ộ

vụ mạng IP (IP convergence) đang là một trong những vấn đề thiết thực trong cuộc sống Đã rất nhiều nhà sản xuất thiết bị mạ ng cho ra đời các s n ph m ả ẩ trong đó tích hợp sẵn khả nă ng cung c p các d ch v tích h p nh tho i, truy n ấ ị ụ ợ ư ạ ề hình, VPN, hội thảo trực tuyến…Trước khi đi vào vấn đề chính là khả năng tích hợp thoại qua mạng WLAN, trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu đến công nghệ tích hợp thoại qua mạng IP (VoIP) Trong chương này chúng ta sẽ giới thiệu qua về khái niệm VoIP, nhữ ng u i m và nhược đ ể ư đ ể i m của VoIP so với hệ thống thoại truyền thống Sau đó chúng ta sẽ tìm hiể u v 3 giao th c báo hi u c a m ng ề ứ ệ ủ ạ VoIP đang được phổ dụ ng nh t ó là SIP, H323 và MGCP, sự khác nhau giữa ấ đ các giao thức này Cuối chương chúng ta sẽ tìm hiểu đến các yếu t ố ả nh h ưởng đến chấ t lượng d ch v c a VoIP, các y u tố như ị ụ ủ ế tr , jitter, m t gói… ễ ấ

2.1 Khái niệm đ ệ i n thoại IP:

Truyền tín hiệu thoại trên giao thức IP (hay đ ệi n thoại IP, đ ệi n thoại Internet, VoIP) là công nghệ truyền thoại qua mạng thông tin sử dụng b giao th c ộ ứTCP/IP Nó sử dụng các gói d li u IP (trên m ng LAN, WAN, Internet) v i ữ ệ ạ ớthông tin được truyền tải là mã hoá của âm thanh

Công nghệ này dựa trên chuyển mạch gói, nh m thay th công ngh truy n ằ ế ệ ềthoại cũ dùng chuyển mạch kênh Nó nén (ghép) nhiều kênh thoại trên một đường truyền tín hi u, và nh ng tín hi u này được truy n qua mạng internet ệ ữ ệ ềcông cộng, vì thế có thể giảm giá thành, đặc biệt là trường h p kợ ết nối liên tỉnh hoặc quốc tế

Để thực hi n vi c này, i n tho i IP, thường được tích h p s n các nghi th c ệ ệ đ ệ ạ ợ ẵ ứbáo hiệu chuẩn như SIP hay H.323, kết nố ới t i mộ ổt t ng ài IP (IP PBX) c a đ ủdoanh nghiệp hay của nhà cung cấp dịch vụ Đ ệ i n tho i IP có th d ng nh m t ạ ể ở ạ ư ộ

đ ệi n tho i thông thường (ch khác là thay vì n i v i m ng i n tho i qua đường ạ ỉ ố ớ ạ đ ệ ạdây giao tiếp RJ11 thì đ ệi n thoại IP nối trực tiếp vào mạng LAN qua cáp Ethernet, giao tiếp RJ45) hoặc phần mền (soft-phone) cài trên máy tính

Hiện nay, dịch vụ đ ệ i n thoại IP đã phát triển rất đa dạng bao gồm các dịch vụ truyền thoại, fax, multimedia, qua những mạng IP được quản lý về chất lượng dịch vụ (QoS)

2.1.1 So sánh sự khác biệt giữa thoại truyền thống và thoại IP:

Với công nghệ thoại truyền thống, 1 kênh thoại được thiết lập dựa trên kỹthuật chuyển mạch kênh Khi thực hiện 1 cuộc gọi, thì một kênh truyền dẫn giành riêng được thiết lập giữa 2 thiết bị đầu cuối thông qua 1 hay nhiều nút chuyển mạch trung gian Băng thông của kênh truyền được duy trì cố định (64Kbps) trong suốt quá trình đàm thoạ đ ềi, i u này gây lãng phí băng thông mạng Với kỹ thuật này, độ trễ thông tin là rất nhỏ, xấp xỉ bằng th i gian lan ờtruyền của tín hiệu (propagation time)

Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuy n m ch gói (Packet Switching ể ạNetwork) sử dụng h th ng l u tr và truy n (store-and-forward system) t i các ệ ố ư ữ ề ạnút mạng, i m chuyển mạch Thông tin được chia thành các gói tin, mỗi gói đ ểđược thêm các thông tin đ ềi u khi n c n thi t cho quá trình truy n nh là địa ch ể ầ ế ề ư ỉ

nơi gử địa chỉ nơi, i nh n Các gói tin x p hàng t i các nút m ng, và s được ậ ế ạ ạ ẽchuyển mạch khi đường truyền rỗi hoặc theo m t quy định về ưộ u tiên nào đó

Đ ềi u này giúp ti t ki m được b ng thông t i a cho m ng, khi đường truy n ế ệ ă ố đ ạ ềkhông được sử dụng cho k t n i này thì s được t n d ng để truy n các gói tin ế ố ẽ ậ ụ ềkhác

2.1.2 Ưu đ ể i m và nhược đ ể i m của đ ệ i n thoại IP:

VoIP ra đời khai thác triệt để hi u quệ ả của m ng toàn c u là m ng Internet ạ ầ ạCác tiến bộ ủ c a công nghệ mang đến cho đ ệi n thoại IP những u ư đ ểi m sau:

- Giảm chi phí cuộc gọi: VoIP cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ, chi phí cho một cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy nh p ậinternet Giá thành cuộc gọi sẽ không phụ thuộc vào khoảng cách

- Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong đ ệi n tho i IP, ạtín hiệu thoại, s liố ệu và ngay cả báo hiệu u đề được hộ ụ trên một mạng IP i tduy nhấ Đ ềt i u này sẽ tiết kiệm được chi phí đầ ư để xây dựu t ng những mạng riêng rẽ, ti t kiệm được chi phí quản lý, v n hành Ta có thế ậ ể tích hợp y đầ đủ các tính năng xử lý công việ đc, àm thoại, giải trí … trên 1 thiết bị đầu cuối duy nhất

- Khả năng m rộở ng và tính m m d o (Scalability and flexibility): các h ề ẻ ệtổng đài thường là những hệ thống kín, rất khó để thêm vào đó những tính năng Còn với các hệ thống VoIP thì các thiết bị có thể mở rộng dễ dàng bằng cách nâng cấp phần mềm, hoặc cắm thêm các modul mở ộ r ng…

- Cho phép cung cấp thêm các tính năng gia tăng mà không mất phí: Các tính năng mở rộng nh hộư p th tho i, chuy n hướng cu c g i, hi n th số ư ạ ể ộ ọ ệ ị

người gọi, khoá số đến … thường phải mua trong các hệ thống đ ệi n thoại của PSTN, tuy nhiên những tính năng này lại được đi kèm với các dịch vụ VoIP

- Bổ xung các tính năng mà đ ện thoại thông thường không thể có được, đặc ibiệt là khả năng tích h p a d ch v Trong m t cu c g i người s dụng có ợ đ ị ụ ộ ộ ọ ửthể vừa nói chuy n, v a xem hình, v a s dụệ ừ ừ ử ng các d ch v khác nh truy n ị ụ ư ềfile, chia sẻ ữ d liệu

2.1.3 Những thách thức đặt ra cho VoIP:

Tuy mang trên mình rất nhi u u i m, tính n ng vượt tr i, nh ng VoIP c ng ề ư đ ể ă ộ ư ũ

phải đương đầu với nhiều thách thức phải vượt qua:

- Thếu sự đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS), bởi vì bất cứ hệ ố th ng m ng ạnào cũng có thể ị b nghẽn mạch vào những giờ cao đ ểi m, i u này đồng nghĩa với đ ềtín hiệu thoại bị ngắt quãng, chấ ượng đàm thoạ ị giảm t l i b

- Do công nghệ PSTN đã được ra đời hàng nhiều thập kỷ qua, còn công nghệVoIP là một công nghệ mới ra đời Do v y h th ng các giao th c chu n, th ng ậ ệ ố ứ ẩ ốnhất giữa các hãng còn hạn chế

- Khả năng tương tác gi a h th ng PSTN hi n t i và h th ng m ng VoIP ữ ệ ố ệ ạ ệ ố ạcũng là một vấn đề lớn phải quan tâm

- Thiếu băng thông dùng cho việc truyền tín hiệu đảm bảo được chất lượng dịch vụ tốt cũng là một vấn đề

- Phải đảm bảo được các chỉ tiêu cần thiết bao gồm giảm thiểu các cuộc gọi bị

từ chối, trễ lan truyền trên mạng, khả năng m t gói và đứt liên k t, th i gian tr ấ ế ờ ễtrong quá trình đóng gói và mở gói các gói tin thoại

- Quá trình đ ều khiển cuộc gọi phải trong suốt với người sử dụi ng, đảm b o ảcho việc thuận tiện với b t kấ ỳ ngườ ử ụi s d ng nào

- Vấn đề bảo m t, do m ng Internet là m t m ng có tính r ng kh p và h n h p ậ ạ ộ ạ ộ ắ ỗ ợ(hetorogenous network) Trong đó có rất nhiều loại máy tính khác nhau cùng các

dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung m t c sở hạ tầộ ơ ng Do v y để đảm b o ậ ảrằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng như số liên l c truy nh p s d ng d ch ạ ậ ử ụ ị

vụ của người dùng được giữ bí mật là rất khó

- Các cơ chế quản lý hệ thống, cấp địa chỉ, thanh toán đảm bảo khả năng qu n ả

lý như ủ c a các h thệ ống PSTN

2.2 Các giao thức báo hiệu và đ ề i u khiển VoIP:

Để có thể hộ ụi t số, tích h p các ng d ng tho i, multimedia trên m ng IP, ợ ứ ụ ạ ạcần đòi hỏi phải có những chính sách mạng, những giao thức chuẩn mới giúp cho việc đồng bộ giữa các sản phẩm của các hãng khác nhau Hiện nay đã có một số tổ ch c ã phát tri n và đưa ra các chu n và được qu c t công nh n ứ đ ể ẩ ố ế ậTiêu biểu trong số đ ó là 3 chuẩn H.323, SIP, MGCP

2.2.1 H.323:

Chuẩn H.323 là khuyến nghị được Hiệp Hội Vi n Thông Quốc Tế ễ(International Tele-communication Union - ITU) đề xuất, cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu đồng thời qua các mạng IP, bao gồm

cả Internet Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương

tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạ động cùng với nhau, cho phép ngườt i dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích H.323 đề ra các tiêu chuẩn cho truyền thông đa phương tiện qua các mạng không đảm bảo truyền thông tuỳ thuộc chất lượng dịch vụ (non-Guaranteed Quality of Service) Những mạng máy tính ngày nay đa phần đều là các mạng loại này bao gồm các mạng gói sử dụng giao th c TCP/IP ho c IPX d a trên các ứ ặ ựcông nghệ Ethernet, Fast Ethernet và Token Ring Do vậy H.323 là một chuẩn

rất quan trọng cho rất nhiều ứng dụng cộng tác mới cũng như các ứng dụng truyền thông đa phương tiện trên mạng nội bộ

Ứng d ng c a chu n này r t r ng bao g m c các thi t b ho t động độc l p ụ ủ ẩ ấ ộ ồ ả ế ị ạ ậ(stand-alone) cũng như những ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoạ đ ểi i m- i m cũng như cho truyền đ ểthông hội nghị H.323 còn bao gồm cả chức năng i u khiển cuộđ ề c gọi, quản lý thông tin đa phương ti n và quệ ản lý băng thông đồng thời còn cung c p giao di n ấ ệgiữa mạng LAN và các mạng khác

Các thành phần của H.323:

- Thiết b đầu cu i H.323 (H.323 Terminal): Là một trạm cuối trong mạng ị ố

LAN, đảm nhận việc cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực

- H.323 Gateway: Cung cấp khả năng truyền thông giữa hệ thống H.323 và các

hệ thống chuyển mạch kênh khác (PSTN/ISDN)

Hình 2.1: Các thành phần c a h ủ ệ thống H.323

- Gatekeeper: Là một thành phần không bắt buộc Nó thực hiện các chức năng quản lý hoạt động của hệ thống Khi có mặt gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký v i gatekeeper T t ớ ấ

cả các đ ểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng ký với gatekeeper i

tạo thành một vùng H.323 (H.323 zone) do gatekeeper đó quản lý

Hình 2.2: Miền H.323 (H.323 Zone)

- Đơn vị đ ề i u khi n liên k t a i m (MCU - Multipoint Control Unit): Thực ể ế đ đ ể

hiện chức năng tạo kết nối đa đ ểi m hỗ trợ các ứng dụng truyền thông nhiều bên Thành phần này cũng là tuỳ chọn

2.2.2 SIP (Sessiong Initiation Protocol):

Sip hay còn được gọi là giao thức khởi đầu phiên là giao thức báo hiệu dùng thiết lập, duy trì và kết thúc các cuộc gọi SIP là một giao thức đ ềi u khiển tầng

ứng d ng, nó độc l p v i các giao th c khác Chính vì v y ây là m t giao th c ụ ậ ớ ứ ậ đ ộ ứkhả mở ỗ ợ, h tr các d ch v ánh x tên và các d ch v gián ti p m t cách trong ị ụ ạ ị ụ ế ộsuốt SIP cung cấp các khả năng sau:

- Định vị người dùng: Cho phép xác định vị trí người dùng tiến hành hội thoại

- Xác định phương thức giao tiếp và các tham số tương ứng cho hội thoại