Tiểu luận:" Tìm hiểu Hệ thống VOIP trên asterisk" pdf

Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk TRƯỜNG KHOA……………. TIỂU LUẬN Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk - 1 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk MỤC LỤC Phần I 3 Tổng quan về công nghệ VoIP 3 I. Khái niệm 4 IV. Các giao thức trong mạng VoIP 6 1. Giao thức H323 6 2. Giao thức khởi tạo phiên SIP 13 2.1 Các thành phần trong hệ thống SIP 14 3.Real-time Transport Protocol (RTP) 19 4.Real-time Transport Control Protocol (RTCP) 20 5. Resource Reservation Protocol (RSVP) 22 Phần II 24 Tổng quan về Asterisk 24 Phần III 27 Triển khai hệ thống Asterisk 27 Mô hình triển khai hệ thống : 27 IV.Một số ứng dụng với Asterisk 31 1.Ứng dụng hộp thư thoại (Voicemail) 31 - 2 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk Phần I Tổng quan về công nghệ VoIP Ứng dụng VoIP đầu tiên được phát triển năm 1995 bởi một công ty của Israeli tên là VocalTel . Ứng dụng này là phần mềm điện thoại internet chạy trên máy tính cá nhân giống như điện thoại PC ngày nay sử dụng card âm thanh, microm loa. Ý tưởng của nó là sử dụng các phương pháp nén tín hiệu thoại rồi chuyển chúng vào các gói IP và truyền qua mạng Internet. Ứng dụng VoIP đầu tiên này nói chung còn gặp phải nhiều vấn đề như : trễ , chất lượng còn thấp và không tương thích với các mạng ngoài. Mặc dù vậy, sự ra đời của nó cũng là một bước đột phá quan trọng. Kể từ đó đến nay, công nghệ VoIP phát triển ngày càng nhanh. - 3 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk I. Khái niệm VoIP ( Voice Over IP ) là công nghệ cho phép truyền thông tin thoại từ nơi này sang nơi khác thông qua các mạng sử dụng giao thức IP ( Internet Protocol ) để truyền tải thông tin. VoIP cũng thường được biết đến dưới một số tên khác như : điện thoại Internet, điện thoại IP, điện thoại dải rộng ( Broadband Telephony ) vv… Ở điện thoại thông thường, tín hiệu thoại được lấy mẫu với tần số 8 KHz sau đó lượng tử hóa 8 bit/mẫu và được truyền với tốc độ 64 KHz đến mạng chuyển mạch rồi truyền tới đích. Ở phía thu, tín hiệu này sẽ được giải mã thành tín hiệu ban đầu. Công nghệ VoIP cũng không hoàn toàn khác với điện thoại thông thường. Đầu tiên , tín hiệu thoại cũng được số hóa , nhưng sau đó thay vì truyền trên mạng PSTN qua các trường chuyển mạch , tín hiệu thoại được nén xuống tốc độ thấp rồi đóng gói , truyền qua mạng IP . Tại bên thu, các luồng thoại sẽ được giải nén thành các luồng PCM 64 rồi truyền tới thuê bao bị gọi. II. Ưu nhược điểm 1. Ưu điểm . - Gọi điện thoại giá rẻ : Đây là ưu điểm nổi bật nhất của VoIP. Sử dụng công nghệ VoIP có thể gọi điện thoại đường dài hoặc điện thoại ra nước ngoài với giá rẻ tương đương với giá gọi nội hạt. - Tính thống nhất : Hệ thống VoIP có thể tích hợp cả mạng thoại , mạng số liệu và mạng báo hiệu. Các tín hiệu thoại, dữ liệu, báo hiệu có thể cùng đi trên một mạng IP. Việc này sẽ giảm đáng kể chi phí đầu tư - Khả năng mở rộng : Hệ thống VoIP có thể được mở rộng thêm nhiều loại dịch vụ , nhiều tính năng mới . 2. Nhược điểm - Chất lượng dịch vụ : Do các mạng truyền số liệu vốn dĩ không được thiết kế để truyền thoại thời gian thực cho nên việc trễ truyền hay việc mất mát các gói tin hoàn toàn có thể xảy ra và sẽ gây ra chất lượng dịch vụ thấp . - Bảo mật : Do mạng Internet là một mạng hỗn hợp và rộng khắp bao gồm rất nhiều máy tính cùng sử dụng cho nên việc bảo mật các thông tin cá nhân là rất khó. - 4 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk III. Các thành phần trong mạng VoIP Mạng VoIP phải có khả năng thực hiện các chức năng mà mạng điện thoại công cộng thực hiện, ngoài ra phải thực hiện chức năng của một gateway giữa mạng IP và mạng điện thoại công cộng. Thành phần của mạng điện thoại IP có thể gồm các phần tử sau đây: - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP ( Terminal) : Có thể là một phần mềm máy tính ( softphone) hoặc một điện thoại IP (hardphone). - Mạng truy nhập IP: Là các loại mạng dữ liệu sử dụng giao thức TCP/IP, phổ biến nhất là mạng Internet. - Gateway: Là thiết bị có chức năng kết nối hai mạng không giống nhau, hầu hết các trường hợp đó là mạng IP và mạng PSTN. Có 3 loại gateway là: Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại và Gateway báo hiệu. - 5 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk - Gatekeeper: Có thể xem gatekeeper như là bộ não của hệ thống mạng điện thoại IP. Nó cung cấp chức năng quản lý cuộc gọi một cách tập trung và một số các dịch vụ quan trọng khác như là: nhận dạng các đầu cuối và gateway, quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ (từ địa chỉ IP sang địa chỉ E.164 và ngược lại), đăng ký hay tính cước Mỗi gatekeeper sẽ quản lý một vùng bao gồm các đầu cuối đã đăng ký, nhưng cũng có thể nhiều gatekeeper cùng quản lý một vùng trong trường hợp một vùng có nhiều gatekeeper. IV. Các giao thức trong mạng VoIP 1. Giao thức H323 Khi đề cập đến thoại IP, tiêu chuẩn quốc tế thường được đề cập đến là H.323. Giao thức H.323 là chuẩn do ITU-T SG16 phát triển cho phép truyền thông đa phương tiện qua các hệ thống dựa trên mạng chuyển mạch gói, ví dụ như Internet. Nó được ITU- T ban hành lần đầu tiên vào năm 1996 và gần đây nhất là năm 1998. H.323 là chuẩn riêng cho các thành phần mạng, các giao thức và các thủ tục cung cấp dịch vụ thông tin multimedia như : audio thời gian thực, video và thông tin dữ liệu qua các mạng chuyển mạch gói , bao gồm các mạng dựa trên giao thức IP. Tập giao thức H.323 được thiết kế để hoạt động trên tầng vận chuyển của các mạng cơ sở. Tuy nhiên, khuyến nghị H.323 rất chung chung nên ít được coi là tiêu chuẩn cụ thể. Trong thực tế, hoàn toàn có thể thiết kế một hệ thống thoại tuân thủ H.323 mà không cần đến IP. Khuyến nghị này chỉ đưa ra yêu cầu về “giao diện mạng gói” tại thiết bị đầu cuối. Ban đầu, H.323 dự định dành cho X.25, FrameRelay sau đó là ATM, nhưng giờ đây lại là TCP/IP, trong khi đó có rất ít H.323 được vận hành trên mạng X.25 và ATM. 1.1. Cấu trúc của H.323. - 6 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk 1.1.1. Thiết bị đầu cuối. - Thực hiện các chức năng đầu cuối : thực hiện gọi hoặc nhận cuộc gọi. 1.1.2. Gatekeeper Một miền H.323 trên cơ sở mạng IP là tập hợp tất cả các đầu cuối được gán với một bí danh. Mỗi miền được quản trị bởi một Gatekeeper duy nhất, là trung tâm đầu não, đóng vai trò giám sát mọi hoạt động trong miền đó. Đây là thành phần tuỳ chọn trong hệ thống VoIP theo chuẩn H.323. Tuy nhiên nếu có mặt Gatekeeper trong mạng thì các đầu cuối H.323 và các Gateway phải hoạt động theo các dịch vụ của Gatekeeper đó. Gatekeeper hoạt động ở hai chế độ : - Chế độ trực tiếp: Gatekeeper chỉ có nhiệm vụ cung cấp địa chỉ đích mà không tham gia vào các hoạt động kết nối khác. - Chế độ chọn đường : Gatekeeper là thành phần trung gian, chuyển tiếp mọi thông tin trao đổi giữa các bên. Gatekeeper phải thực hiện các chức năng sau: • Chức năng dịch địa chỉ : Gatekeeper sẽ thực hiện chuyển đổi địa chỉ hình thức (dạng tên gọi hay địa chỉ hộp thư ) của một đầu cuối hay Gateway sang địa chỉ truyền dẫn (địa chỉ IP). Việc chuyển đổi được thực - 7 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk hiện bằng cách sử dụng bản đối chiếu địa chỉ được cập nhật thường xuyên bởi các bản tin đăng ký. • Điều khiển truy cập : Gatekeeper cho phép một truy cập mạng LAN bằng cách sử dụng các bản tin H.225 là ARQ/ACF/ARJ. Việc điều khiển này dựa trên sự cho phép cuộc gọi, băng thông, hoặc một vài thông số khác do nhà sản xuất quy định. Nó có thể là chức năng rỗng có nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu truy nhập của đầu cuối. • Điều khiển độ rộng băng thông :Gatekeeper hỗ trợ các bản tin BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông. Nó có thể là chức năng rỗng nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu thay đổi băng thông. • Quản lý vùng: Ở đây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm thiết bị đầu cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thực hiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác. Các chức năng không bắt buộc của Gatekeeper: • Điều khiển báo hiệu cuộc gọi: Gatekeeper có thể lựa chọn hai phương thức điều khiển báo hiệu cuộc gọi là: hoàn thành báo hiệu cuộc gọi với các đầu cuối và xử lý báo hiệu cuộc gọi chính bản thân nó, hoặc Gatekeeper có thể ra lệnh cho các đầu cuối kết nối một kênh báo hiệu cuộc gọi hướng tới nhau. Theo phương thức này thì Gatekeeper không phải giám sát báo hiệu trên kênh H.225. • Cho phép cuộc gọi : Thông qua việc sử dụng báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ các cuộc gọi không được phép. Những nguyên nhân từ chối bao gồm hạn chế tới hoặc từ một đầu cuối cụ thể, hay các Gateway, và hạn chế truy nhập trong các khoảng thời gian nhất định. • Quản lý băng thông : Gatekeeper có thể hạn chế một số các đầu cuối H.323 cùng một lúc sử dụng mạng.Thông qua việc sử dụng kênh báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ các các cuộc gọi từ một đầu cuối do sự hạn chế băng thông. Điều đó có thể xảy ra nếu Gatekeeper thấy rằng không đủ băng thông sẵn có trên mạng để trợ giúp cho cuộc gọi. Việc từ - 8 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk chối cũng có thể xảy ra khi một đầu đang tham gia một cuộc gọi yêu cầu thêm băng thông. Nó có thể là một chức năng rỗng nghĩa là mọi yêu cầu truy nhập đều được đồng ý. • Quản lý cuộc gọi : Một ví dụ cụ thể về chức năng này là Gatekeeper có thể lập một danh sách tất cả các cuộc gọi H.323 hướng đi đang thực hiện để chỉ thị rằng một đầu cuối bị gọi đang bận và cung cấp thông tin cho chức năng quản lý băng thông. 1.1.3. Khối điều khiển đa điểm MCU . Khối điều khiển đa điểm (MCU) đwợc sử dụng khi một cuộc gọi hay hội nghị cần giữ nhiều kết nối hoạt động. Do có một số hữu hạn các kết nối đồng thời, nên các MCU giám sát sự thoả thuận giữa các đầu cuối và sự kiểm tra mọi đầu cuối về các khả năng mà chúng có thể cung cấp cho hội nghị hoặc cuộc gọi. Các MCU gồm hai phần: Bộ điều khiển đa điểm (MC) và Bộ xử lý đa điểm (MP). Bộ điều khiển đa điểm (MC) có trách nhiệm trong việc thoả thuận và quyết định khả năng của các đầu cuối. Trong khi đó bộ xử lý đa điểm được sử dụng để xử lý đa phương tiện (multimedia), các luồng trong suốt quá trình của một hội nghị hoặc một cuộc gọi đa điểm. Bộ xử lý đa điểm ( MP ) có thể không có hoặc có rất nhiều vì chúng có trách nhiệm trộn và chuyển mạch các luồng phương tiện truyền đạt và việc xử lý các bit dữ liệu âm thanh và hình ảnh. MC không phải tương tác trực tiếp với các luồng phương tiện truyền đạt, đó là công việc của MP. Các MC và MP có thể cài đặt như một thiết bị độc lập hoặc là một phần của các phần tử khác của H.323. 1.2. Tập giao thức H323 - 9 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk 1.2.1 Báo hiệu RAS Cung cấp các thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK. Kênh báo hiệu RAS được thiết lập giữa các đầu cuối và các GK trước các kênh khác. Nó độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh điều khiển H.245. Các bản tin RAS được truyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực hiện việc đăng ký, cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi. Báo hiệu RAS gồm những quá trình sau: - Tìm GateKeeper. - Đăng ký : Đăng ký là một quá trình cho phép GW, các đầu cuối và MCU tham gia vào một vùng và báo cho GK biết địa chỉ truyền vận và địa chỉ bí danh của nó. - Định vị đầu cuối - Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ huỷ quan hệ 1.2.2 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225 Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu cuộc gọi được dựa trên khuyến nghị H.225 của ITU. Khuyến nghị này chỉ rõ cách sử dụng và trợ giúp của các bản tin báo hiệu Q.931. Sau khi khởi tạo thiết lập cuộc gọi. Các bản tin điều khiển cuộc gọi và các bản tin giữ cho kênh báo hiệu cuộc gọi tồn tại (keepalive) được chuyển tới các cổng. Các bản tin Q.931 thường được sử dụng trong mạng H.323: - 10 - [...]... H323, IAX, MGCP các công nghệ điện thoại cho hệ thống chuyển mạch mạch TDM như T1, E1, ISDN và các giao tiếp đường truyền thoại Analog Khi khởi động hệ thống Asterisk thì chức năng Dynamic Module Loader thực hiện nạp driver của thiết bị, nạp các kênh giao tiếp, các format, codec và các ứng dụng liên quan, đồng thời các hàm API cũng được liên kết nạp vào hệ thống Sau đó hệ thống PBX Switching Core của... thực hiện các cuộc gọi trên mạng nội bộ của công ty Không gói gọn thông tin liên lạc - 24 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk trong công ty mà các ứng dụng giao tiếp với mạng PSTN hoặc mạng VOIP cho phép gọi ra bất cứ số điện thoại nào có trên mạng PSTN I Kiến trúc Asterisk Về cơ bản kiến trúc của Asterisk là sự kết hộp giữa nền tảng công nghệ điện thoại và ứng dụng điện thoại cho VOIP như SIP, H323,... thoại nào Một số tính năng của hệ thống voiceMail: - Khi người gọi không được trả lời, máy không được kết nối mạng hay máy điện thoại đang bận, hệ thống đều có thông điệp riêng để thông báo tình trạng của máy thuê bao được gọi và phát thông điệp mời để lại tin nhắn - Khi thông điệp được nhận, hệ thống VoiceMail có thể gửiemail để thông báo - Có thể kiểm tra VoiceMail trực tiếp trên máy điện thoại - Những... Architecture ) Thông thường để cấu hình hệ thống Asterisk chúng ta thực hiện trên các tập tin dạng text như sip.conf, iax.conf extentions.conf sau đó để tập tin cấu hình có hiệu lực ta cần phải phải thực hiện lệnh reload Một nhu cầu thực tế là khi cấu hình hệ thống asterisk, chẳng hạn như cho người sử dụng khai báo một thuê bao online mà không cần phải reload lại hệ thống asterisk thì thực hiện như thế... - 16 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk - 1xx Informational (vd 100 Trying, 180 Ringing) - 2xx Successful (vd 200 OK, 202 Accepted) - 3xx Redirection (vd 302 Moved Temporarily) - 4xx Request Failure (e.g 404 Not Found, 482 Loop Detected) - 5xx Server Failure (e.g 501 Not Implemented) - 6xx Global Failure (e.g 603 Decline) 2.3 Quá trình thiết lập cuộc gọi - Theo kiểu Proxy : - 17 - Hệ thống VoIP và... biến một PC rẻ tiền thông thường chạy Linux thành một hệ thống điện thoại doanh nghiệp mạnh mẽ Asterisk là một bộ công cụ mã nguồn mở cho các ứng dụng thoại và là một server xử lý cuộc gọi đầy đủ chức năng Asterisk là một nền tảng tích hợp điện thoại vi tính hoá kiến trúcb mở Nhiều hệ thống Asterisk đã được cài đặt thành công trên khắp thế giới Công nghệ Asterisk đang phục vụ cho nhiều doanh nghiệp Asterisk... vậy, khi thuê bao quay số 123 hệ thống sẽ trả lời sau đó phát ra một bài nhạc ngẫu nhiên trong thư mục mp3music trong vòng 15 giây sau đó gác máy 3 Ứng dụng phân phối cuộc gọi tự động ACD ( Automatic Call Distrubution ) Hệ thống hàng đợi phân phối cuộc gọi tự động cho phép trả lời cuộc gọi một cách hiệu quả hơn và có thể giúp giảm giá thành , tăng chất lượng phục vụ Hệ thống hàng đợi phân phối cuộc... thêm agent trả lời cuộc gọi - Có thể thống kê được một số thông số như : tỉ lệ cuộc gọi bị bỏ lỡ, thời gian gọi trung bình Việc thống kê này sẽ giúp ước lượng được số lượng agent trả lời đồng thời giúp tăng chất lượng phục vụ khách hàng Kiến trúc hệ thống ACD - 33 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk Các chiến lược phân phối cuộc gọi : - ringall : phân phối đến tất cả các agent đang rỗi cho đến khi... nào thuộc các giao thức trên Mặt khác, SIP có thể hoạt động kết hợp với các giao thức báo hiệu khác như H.323 SIP là một giao thức theo thiết kế mở do đó nó có thể được mở rộng để phát triển thêm các chức năng mới Sự linh hoạt của các bản tin SIP cũng cho phép đáp ứng các dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm cả các dịch vụ di động 2.1 Các thành phần trong hệ thống SIP - 14 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk... make make install - 28 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk - Cài đặt gói Asterisk cd /usr/src/asterisk-1.4.12 /configure make make install - Cài đặt gói Asterisk Addon : cd /usr/src/asterisk-addons-1.4.2 make make install 2 Cài đặt Softphone: Softphone được sử dụng ở đây là phần mềm X-Lite Tiến hành download X-Lite 3.0 tại www.counterpath.com và cài đặt III - Cấu hình hệ thống Asterisk 1 Cấu hình . Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk TRƯỜNG KHOA……………. TIỂU LUẬN Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk - 1 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk MỤC LỤC Phần I 3 Tổng quan về công nghệ VoIP. 24 Phần III 27 Triển khai hệ thống Asterisk 27 Mô hình triển khai hệ thống : 27 IV.Một số ứng dụng với Asterisk 31 1.Ứng dụng hộp thư thoại (Voicemail) 31 - 2 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk. quan trọng. Kể từ đó đến nay, công nghệ VoIP phát triển ngày càng nhanh. - 3 - Hệ thống VoIP và tổng đài Asterisk I. Khái niệm VoIP ( Voice Over IP ) là công nghệ cho phép truyền thông tin thoại