Các giao thức truyền thông đa phương tiện, chồng giao thức và ứng dụng công nghệ VOIP

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

-BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM

MÔN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN IT4682Đề tài: Các giao thức truyền thông đa phương tiện,

chồng giao thức và ứng dụng công nghệ VOIP -Bùi Anh LượngGVHD: Nguyễn Thị Hoàng Lan

HÀ NỘI – 2023

MỤC LỤC

I Tổng quan về chồng giao thức truyền thông đa phương tiện (2 người)2

A Khái niệm và vai trò của chồng giao thức 2 Khái niệm và vai trò của chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet là gì? 2 Một số loại giao thức quan trọng trong chồng giao thức truyền thông đa phương tiện 3 B Các thành phần trong chồng giao thức 3 C Chức năng và nhiệm vụ của các giao thức trong phiên truyền thông tương tác 4

II Tổng quan về truyền thông trong cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm (cả nhóm)5

III Chồng giao thức được sử dụng và sơ đồ tiến diễn của phiên truyền thông trong cuộc gọiVOIP tương tác điểm - điểm theo công nghệ SIP (3 người)6A Công nghệ VOIP và ứng dụng SIP trong truyền thông đa phương tiện6

1 Mối quan hệ giữa VoIP và SIP 6 2 Các ứng dụng của SIP trong truyền thông đa phương tiện bao gồm 7 B Sơ đồ tiến diễn phiên truyền thông liên cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm công nghệ SIP 7 C Các giao thức trong chồng giao thức SIP và vai trò trong phiên truyền thông VOIP 8

IV Chồng giao thức được sử dụng và sơ đồ tiến diễn của phiên truyền thông trong cuộc gọi

A Giới thiệu về công nghệ H.323 và ứng dụng trong VOIP 10 B Sơ đồ tiến diễn phiên truyền thông cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm theo công nghệ

V Chồng giao thức được sử dụng và sơ đồ tiến diễn của phiên truyền thông trong cuộc gọiVOIP tương tác điểm - điểm theo công nghệ WebRTC (3 người)13

A Giới thiệu về công nghệ WebRTC và ứng dụng trong VOIP 13 B Sơ đồ tiến diễn phiên truyền thông cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm theo công nghệ

C Các giao thức và thành phần trong chồng giao thức WebRTC và vai trò của chúng trong phiên

Chồng giao thức này bao gồm một loạt các thành phần, bao gồm: 15 Các giao thức được sử dụng: 16

VI Liên hệ thực tế: cuộc gọi điểm - điểm dùng WhatsApp16

A Giới thiệu ứng dụng WhatsApp 16 B Tổng quan về các giao thức hoạt động của WhatsApp 17 C Mô tả quy trình cuộc gọi điểm - điểm trên WhatsApp 17 C Phân tích chồng giao thức phiên truyền thông cuộc gọi trong ví dụ cụ thể 19

8: Các giao thức truyền thông đa phương tiện, chồng giao thức và ứng dụng công nghệ VOIP

I Tổng quan về chồng giao thức truyền thông đa phương tiện (2 người)

Nguyễn Trung KiênNguyễn Đức Lâm

A Khái niệm và vai trò của chồng giao thức

Truyền thông đa phương tiện qua Internet là lĩnh vực quan trọng trong kết nối và truyền tải các dạng thông tin đa phương tiện như âm thanh, hình ảnh, và video thông qua mạng Internet Để đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất trong việc truyền tải dữ liệu đa phương tiện, chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet (Multimedia Internet Protocols) được sử dụng.

Khái niệm và vai trò của chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet là gì?

1 Khái niệm chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet là một tập hợp các giao thức mạng được sử dụng để quản lý và điều khiển việc truyền tải dữ liệu đa phương tiện qua mạng Internet Chồng giao thức này đảm bảo tính tin cậy, hiệu suất và khả năng tương thích trong việc truyền tải âm thanh, hình ảnh và video qua mạng.

2 Vai trò của chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều khiển việc truyền tải dữ liệu đa phương tiện qua mạng Internet Các giao thức trong chồng giao thức này đảm bảo tính tin cậy, hiệu suất và khả năng tương thích trong việc truyền tải âm thanh, hình ảnh và video qua mạng Hiểu và áp dụng chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet là rất quan trọng trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện và kết nối mạng hiện đại.

Một số loại giao thức quan trọng trong chồng giao thức truyền thông đa phương tiện

a Giao thức truyền tải dữ liệu:

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet cung cấp các giao thức như TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol) để truyền tải dữ liệu đa phương tiện TCP đảm bảo tính tin cậy và đồng bộ hóa dữ liệu trong khi UDP cung cấp truyền tải không tin cậy nhưng có hiệu suất cao hơn.

b Giao thức truyền tải âm thanh:

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet cung cấp các giao thức như RTP (Real-time Transport Protocol) để truyền tải âm thanh thời gian thực RTP đảm bảo độ trễ thấp và chất lượng âm thanh cao trong việc truyền tải âm thanh qua mạng c Giao thức truyền tải hình ảnh:

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet hỗ trợ các giao thức như HTTP (Hypertext Transfer Protocol) để truyền tải hình ảnh HTTP cho phép truyền tải các tệp hình ảnh thông qua giao thức web thông thường.

d Giao thức truyền tải video:

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet sử dụng các giao thức như RTSP (Real-time Streaming Protocol) và MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) để truyền tải video qua mạng Các giao thức này đảm bảo tính liên tục và đồng bộ hóa trong việc truyền tải video thời gian thực và video dựa trên mạng.

B Các thành phần trong chồng giao thức

Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet (Multimedia Internet Protocols) là một tập hợp các thành phần quan trọng để quản lý và điều khiển truyền tải dữ liệu đa phương tiện như âm thanh, hình ảnh và video qua mạng Internet Báo cáo này sẽ trình bày về các thành phần cơ bản trong chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet.

1 Các thành phần trong Chồng giao thức truyền thông đa phương tiện qua Internet ● TCP (Transmission Control Protocol): Là giao thức truyền tải dữ liệu tin cậy, đảm bảo

tính toàn vẹn dữ liệu, đồng bộ hóa và kiểm soát lỗi trong quá trình truyền tải ● UDP (User Datagram Protocol): Là giao thức truyền tải dữ liệu không tin cậy, thích hợp

cho truyền tải dữ liệu thời gian thực với tính nhạy cảm về độ trễ 2 Giao thức truyền tải âm thanh (Audio Streaming Protocols)

RTP (Real-time Transport Protocol): Là giao thức truyền tải âm thanh thời gian thực qua mạng Internet Nó đảm bảo tính liên tục, đồng bộ hóa và điều khiển độ trễ thấp cho việc truyền tải âm thanh.

3 Giao thức truyền tải hình ảnh (Image Streaming Protocols)

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Là giao thức truyền tải hình ảnh thông qua mạng Nó cho phép truyền tải các tệp hình ảnh qua giao thức web thông thường.

4 Giao thức truyền tải video (Video Streaming Protocols)

● RTSP (Real-time Streaming Protocol): Là giao thức truyền tải video thời gian thực qua mạng Nó hỗ trợ việc điều khiển và quản lý phát video, cho phép người dùng tương tác với nội dung video trong quá trình phát.

● MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP): Là giao thức truyền tải video dựa trên mạng qua HTTP Nó cho phép điều chỉnh tỷ lệ bit và chất lượng video dựa trên điều kiện mạng, giúp cải thiện trải nghiệm người dùng trong việc xem video trực tuyến 5 Giao thức truyền tải đa phương tiện tích hợp (Integrated Multimedia Protocols)

● SIP (Session Initiation Protocol): Là giao thức quản lý phiên giao tiếp đa phương tiện, giúp thiết lập, duy trì và kết thúc các cuộc gọi âm thanh và video qua mạng ● SDP (Session Description Protocol): Là giao thức mô tả thông tin về phiên giao tiếp đa

phương tiện, bao gồm các thông số kỹ thuật như định dạng, độ phân giải và bitrate của âm thanh và video.

C Chức năng và nhiệm vụ của các giao thức trong phiên truyền thông tương tác

1 Giao thức truyền tải dữ liệu (Transport Protocols)

TCP (Transmission Control Protocol): Chức năng chính của TCP là đảm bảo tính tin cậy trong việc truyền tải dữ liệu Nó cung cấp cơ chế đồng bộ hóa và kiểm soát lỗi để đảm bảo dữ liệu được gửi và nhận một cách chính xác và không bị mất.

2 Giao thức quản lý phiên (Session Management Protocols)

SIP (Session Initiation Protocol): Nhiệm vụ của SIP là khởi tạo, duy trì và kết thúc phiên truyền thông giữa các thiết bị và ứng dụng Nó cho phép thiết lập các cuộc gọi âm thanh, video và hội nghị qua mạng Internet.

3 Giao thức truyền tải âm thanh (Audio Streaming Protocols)

RTP (Real-time Transport Protocol): Chức năng chính của RTP là truyền tải dữ liệu âm thanh thời gian thực qua mạng Nó đảm bảo độ trễ thấp, đồng bộ hóa và phân định dữ liệu âm thanh thành các gói tin để gửi đi và nhận lại.

4 Giao thức truyền tải hình ảnh (Image Streaming Protocols)

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Chức năng của HTTP trong truyền tải hình ảnh là cho phép yêu cầu và truyền tải các tệp hình ảnh thông qua giao thức web thông thường 5 Giao thức truyền tải video (Video Streaming Protocols)

● RTSP (Real-time Streaming Protocol): Nhiệm vụ của RTSP là quản lý và điều khiển việc truyền tải video thời gian thực Nó cho phép người dùng tương tác với nội dung video, bao gồm việc điều chỉnh độ phân giải, tiến độ phát và tùy chọn phát lại.

● MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP): Chức năng chính của MPEG-DASH là điều chỉnh tỷ lệ bit và chất lượng video dựa trên điều kiện mạng Nó đảm bảo trải nghiệm xem video tốt nhất cho người dùng bằng cách cung cấp các phiên bản video với chất lượng khác nhau để phù hợp với khả năng kết nối mạng.

II Tổng quan về truyền thông trong cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm(cả nhóm)

Tổng quan

VoIP (viết tắt của Voice over Internet Protocol, nghĩa là Truyền giọng nói trên giao thức IP) là công nghệ truyền tiếng nói của con người (thoại) qua mạng máy tính sử dụng bộ giao thức TCP/IP thay vì qua mạng điện thoại truyền thống VOIP chuyển đổi giọng nói thành dạng tín hiệu số, nén và mã hóa tín hiệu này, sau đó truyền qua mạng Internet Tại đầu cuối, tín hiệu được giải mã và chuyển đổi trở lại thành giọng nói để người nghe có thể hiểu.

Công nghệ VOIP cung cấp nhiều lợi ích so với hệ thống điện thoại truyền thống, bao gồm chi phí thấp hơn, tích hợp dịch vụ linh hoạt, khả năng di động và tính năng phong phú Nó đã thúc đẩy sự phát triển của các ứng dụng như Skype, WhatsApp, Zoom và nhiều hệ thống liên lạc doanh nghiệp dựa trên VOIP.

VOIP có thể được sử dụng trên nhiều thiết bị khác nhau như điện thoại di động, máy tính, điện thoại IP và hệ thống truyền thoại IP Để sử dụng VOIP, bạn cần một kết nối Internet ổn định và một ứng dụng, phần mềm hoặc hệ thống hỗ trợ VOIP.

Hai vấn đề chính của VOIP

1 Thiết lập báo hiệu lập tức tới người nhận cuộc gọi:

Báo hiện cuộc gọi cơ bản có nghĩa là thiết lập kết nối giữa người gọi và người nhận Có thể sử dụng SIP hoặc H.323 để thực hiện báo hiệu cuộc gọi.

2 Chuyển lưu lượng thoại thực qua lại giữa người gọi và người nhận:

Sau khi đã thiết lập cuộc gọi, một bộ giao thức khác sẽ được sử dụng để truyền dữ liệu thoại thực tế giữa người gọi và người nhận Giao thức phổ biến nhất cho chức năng này là RTP chạy trên UDP.

Một phần quan trọng khác của việc triển khai VOIP là chuyển đổi giọng nói thành tín hiệu số, sau đó nén, truyền qua mạng, tới đầu bên kia thì chuyển ngược lại thành dạng tương tự Quá trình này gọi là CODECS (Coder-Decoder), thường thì để codecs giọng nói bằng G.711 và G.729.

Ưu điểm

● Miễn phí gọi nội bộ: người dùng sẽ được miễn phí hoàn toàn chi phí gọi nội bộ Ưu điểm này phù hợp cho những doanh nghiệp nhiều phòng ban, chi nhánh,…

● Dễ dàng quản lý: ban quản lý có thể giám sát và vận hành từ xa việc thiết lập lại cũng không mất quá nhiều thời gian và vô cùng dễ dàng

● Nhiều tính năng mới vượt trội: VoIP giúp người dùng có thể ghi âm cuộc gọi, quản lý lịch sử gọi, phân bổ cuộc gọi thông minh,…

● Nghe gọi hàng loạt: người dùng có thể nghe gọi hàng loạt nhiều cuộc gọi ở cùng một thời

Over The Top App (OTT) là những ứng dụng, nội dung có chứa âm thanh, video,… hoạt động dựa trên nền tảng internet và không chịu sự can thiệp từ bất kỳ cơ quan và nhà cung cấp nào Và điểm chung chính là các ứng dụng này đều thực hiện cuộc gọi dựa trên công nghệ VoIP.

III Chồng giao thức được sử dụng và sơ đồ tiến diễn của phiên truyềnthông trong cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm theo công nghệ SIP (3người)

Đinh Thị Khánh Linh (15%)Hà Thị Linh

Tạ Quang Linh (15%)

A Công nghệ VOIP và ứng dụng SIP trong truyền thông đa phương tiện 1 Mối quan hệ giữa VoIP và SIP

Trong VOIP, giao thức SIP (Session Initiation Protocol) được sử dụng để thiết lập, duy trì và chấm dứt các cuộc gọi và phiên truyền thông SIP là một giao thức tiêu chuẩn cho việc tạo, điều khiển và kết thúc các phiên truyền thông trên IP Nó hỗ trợ truyền thông đa phương tiện bao gồm giọng nói, video, tin nhắn và dữ liệu Mức độ phủ sóng của SIP khá lớn, là giao thức khá phổ biến và được sử dụng khá rộng rãi.

Đây có thể coi là sợi dây kết nối, trao đổi thông tin giữa các phần cứng Không dừng lại ở việc ra lệnh, điều hành các tin nhắn được gửi giữa các thiết bị đầu cuối SIP còn có khả năng

xác định cú pháp, ngữ nghĩa của cuộc đàm thoại Tính chuẩn mực của SIP được công nhận Doanh nghiệp sử dụng SIP trên các ứng dụng, thiết bị, tạo nên một giao thức hữu ích.

2 Các ứng dụng của SIP trong truyền thông đa phương tiện bao gồm

- Cuộc gọi điện thoại qua mạng Internet:

- SIP cho phép bạn thực hiện cuộc gọi điện thoại qua Internet, giúp tiết kiệm chi phí và tăng tính linh hoạt.

- Bằng cách sử dụng các thiết bị SIP, bạn có thể gọi điện thoại từ máy tính, điện thoại di động hoặc các thiết bị kết nối Internet khác.

- Hội nghị truyền hình:

- SIP hỗ trợ truyền thông video, cho phép tổ chức hội nghị truyền hình từ xa cho phép nhiều người tham gia cùng một cuộc hội nghị, chia sẻ màn hình và tương tác trực tiếp qua video.

- Tích hợp hệ thống khác:

- SIP có thể tích hợp với các hệ thống khác như trung tâm dữ liệu, hệ thống điều khiển, tổng đài điện thoại và ứng dụng truyền thông khác giúp tạo ra các giải pháp truyền thông đa phương tiện phong phú và linh hoạt.

- SIP được sử dụng rộng rãi trong các dịch vụ tổng đài IP.

- Cho phép các tính năng như quay số nhanh, chuyển tiếp cuộc gọi, giữ cuộc gọi và ghi âm cuộc gọi.

- Truyền thông đa phương tiện qua Internet of Things (IoT):

- SIP có thể được sử dụng để kết nối và truyền thông giữa các thiết bị IoT, mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển ứng dụng IoT có tính năng truyền thông đa phương tiện.

B Sơ đồ tiến diễn phiên truyền thông liên cuộc gọi VOIP tương tác điểm - điểm côngnghệ SIP

1 Caller (người gọi) gửi một yêu cầu INVITE đến máy chủ SIP A.

2 Máy chủ SIP A tiếp nhận yêu cầu và gửi một yêu cầu INVITE đến máy chủ SIP B.

3 Máy chủ SIP B nhận yêu cầu INVITE và gửi một phản hồi 180 Ringing cho người gọi để thông báo rằng cuộc gọi đang được thiết lập.

4 Máy chủ SIP B tiếp nhận yêu cầu và gửi một phản hồi 200 OK để xác nhận rằng cuộc gọi đã được chấp nhận.

5 Người gọi và người được gọi thiết lập kết nối truyền thông để truyền tải âm thanh và video 6 Sau khi kết nối truyền thông được thiết lập, người gọi và người được gọi có thể truyền tải âm thanh và video cho nhau thông qua kết nối truyền thông.

7 Khi cuộc gọi kết thúc, người gọi hoặc người được gọi có thể gửi một yêu cầu BYE đến máy chủ SIP tương ứng.

8 Máy chủ SIP nhận yêu cầu BYE và gửi một phản hồi để xác nhận kết thúc cuộc gọi 9 Cuộc gọi được chấm dứt và người dùng được thông báo về việc kết thúc cuộc gọi.

C Các giao thức trong chồng giao thức SIP và vai trò trong phiên truyền thông VOIP

Trong chồng giao thức SIP (Session Initiation Protocol), có một số giao thức khác nhau được sử dụng để thực hiện các chức năng và vai trò khác nhau trong phiên truyền thông VOIP (Voice over IP) Dưới đây là một số giao thức quan trọng và vai trò của chúng:

- UDP (User Datagram Protocol):

- UDP là giao thức vận chuyển không đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và không đảm bảo việc xác nhận gói tin, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu nhanh chóng và thời gian thực, trong khi có thể bỏ qua việc mất gói tin trên mạng.

- Trong chồng giao thức SIP, UDP thường được sử dụng để truyền tải dữ liệu âm thanh trong cuộc gọi VOIP.

- UDP TCP (Transmission Control Protocol):

- TCP là giao thức vận chuyển đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và xác nhận gói tin TCP cung cấp kiểm soát lỗi và đảm bảo việc gửi/nhận đúng các gói tin SIP.

- Trong chồng giao thức SIP, TCP được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu độ tin cậy cao, ví dụ như quá trình thiết lập và chấm dứt cuộc gọi.

- RTP (Real-time Transport Protocol):

- RTP là giao thức vận chuyển dùng để truyền tải dữ liệu đa phương tiện thời gian thực, chẳng hạn như âm thanh và video RTP cung cấp độ trễ thấp, đồng bộ hóa và điều khiển chất lượng trong việc truyền tải dữ liệu đa phương tiện.

- Trong chồng giao thức SIP, RTP được sử dụng để đóng gói và truyền tải dữ liệu âm thanh và video trong cuộc gọi VOIP.

- RTCP (Real-time Transport Control Protocol):

- RTCP là giao thức dùng để kiểm soát và theo dõi việc truyền tải dữ liệu đa phương tiện qua RTP RTCP hỗ trợ việc thu thập thông tin thống kê và giám sát hiệu suất mạng và dịch vụ VOIP.

- Trong chồng giao thức SIP, RTCP được sử dụng để gửi thông tin về chất lượng, độ trễ, đồng bộ hóa và sự tham gia của các thành phần trong cuộc gọi VOIP - RSVP (Resource Reservation Protocol):

- RSVP là một giao thức được sử dụng để đặt và quản lý tài nguyên mạng, đảm bảo chất lượng dịch vụ (Quality of Service - QoS) trong các mạng IP.

- SDP (Session Description Protocol):

- SDP cung cấp mô tả chi tiết về phiên truyền thông, khả năng truyền thông, cấu hình truyền và giao tiếp thông tin giữa các UA, chẳng hạn như loại dữ liệu truyền, địa chỉ IP và cổng sử dụng.

- SDP đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết lập và quản lý phiên truyền thông VOIP, đảm bảo tính khả dụng và chất lượng của cuộc gọi.

- DNS (Domain Name System):

- Giao thức DNS được sử dụng để ánh xạ tên miền (ví dụ: example.com) thành địa chỉ IP tương ứng của máy chủ SIP (ví dụ: 192.168.1.1).