đồ án tốt nghiệp tìm hiểu về công nghệ ipv6

Bởi vì tại thời điểm đa ra giao thức IP, những nhà thiết kế và quy hoạch mạng đã cho rằng con số 4 tỷ nút mạng các địa chỉ IP của máy tính có thể cùng trao đổi thôngtin với nhau là quá đ

1.2 Công nghệ IP version 6 (IP phiên bản 6).

IP version 6 (IPv.6) là phiên bản mới của giao thức Internet vốn đãtrở nên hết sức phổ biến với chúng ta ngày nay, là giao thức InternetProtocol (IP hay TCP/IP) Sự ra đời của IPv.6 bắt nguồn từ chỗ ngời taphát hiện ra những vấn đề nảy sinh trong mạng IP khi mà Internet đã pháttriển vợt bậc Bởi vậy IPv.6 đợc đa ra nh một giải pháp cho những vấn đềtrên cũng nh để tạo ra giao thức u việt hơn giao thức TCP/IP

Chúng ta có thể nhận thấy rằng bằng cách sử dụng giao thức IPphiên bản 4 hiện nay rõ ràng không đạt hiệu quả cao Bởi vì tại thời điểm

đa ra giao thức IP, những nhà thiết kế và quy hoạch mạng đã cho rằng con

số 4 tỷ nút mạng (các địa chỉ IP của máy tính) có thể cùng trao đổi thôngtin với nhau là quá đủ cho mạng truyền thông cho dù có phân các nútmạng trên thành các lớp A, B, C đi chăng nữa Tuy nhiên gần 75% trong

số địa chỉ này đã bị chiếm giữ bởi những ngời khổng lồ trong viễn thông

nh MIT hay AT&T Các công ty này đều có ở vị trí A trong các phân lớp

IP, mỗi hãng hiện nay đang điều khiển khoảng hơn 16 triệu địa chỉ Bởivậy các công ty khác ngày nay chỉ có thể chia sẻ với nhau những địa chỉthuộc lớp C mà thôi

Ngợc lại với IPv.4 (chỉ sử dụng 32 bít dể đánh địa chỉ), IPv.6 sử dụng

đến 128 bít do đó có thể đa số địa chỉ IP lên tới 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ Nóicác khác nếu mỗi ngời trên hành tinh chúng ta đều sở hữu một mạngIPv.6 với 18 tỷ nút thì IPv.6 vẫn thừa khả năng để đánh địa chỉ cho tất cảcác nút đó

Vấn đề thứ hai xảy ra đối với giao thức IPv.4 là khó khăn của việcchọn đờng trong một hệ thống mạng luôn thay đổi nh Internet Vấn đề

này càng trở nên rõ ràng khi chúng ta xét đến các chức năng của internettại những mức ứng dụng cao nhất Hiện tại, ngời ta sử dụng hai giải phápsau để giải quyết vấn đề trên:

 Sử dụng những kỹ thuật để chuyển đổi địa chỉ (Network AddressTranslation) để cải thiện khả năng đánh địa chỉ

 Sử dụng cơ chế chọn đờng liên mạng kiểu không phân lớp(Classles Interdomain Routing) để giải quyết vấn đề chọn đờng

Tuy nhiên, cả hai giải pháp trên mới chỉ là tạm thời Bởi vậy ngời ta

đã đa ra IPv.6 để giải quyết triệt để các vấn đề trên

Khả năng đánh giá địa chỉ cũng nh chọn đờng chỉ là hai trong số rấtnhiều tính năng của IPv.6 Những khả năng này phát triển dựa trên nhữngnhu cầu của các doanh nghiệp cho môt cấu trúc mạng có khả năng chuyển

đổi cao, tăng cờng bảo mật và toàn vẹn dữ liệu, tích hợp với các tiêuchuẩn chất lợng dịch vụ có khả năng tự động cấu hình mạng, tích hợp vớicông nghệ di động, truyền thông dữ liệu

Tại hội nghị thờng niên của SIGCOMM năm 1999, bà Sandy Fraser giám đốc kỹ thuật của AT&T đã bày tỏ mối quan tâm của mình tới cấutrúc mạng Internet hiện nay Liêu có đủ khả năng để đáp ứng tốc độ pháttriển của Viễn thông và Công nghệ truyền thông nh hiện nay hay không?Tại sao chúng ta cha chuyển đổi từ IPv.4 sang IPv.6 ? Phải chăng tổ chứcchịu trách nhiệm nghiên cứu và phát triển Internet IETF đang tỏ ra cứngnhắc trong hoạt động của mình?

-Một trong những vấn đề xung quanh việc phỏ cập IPv.6 là chúng takhông thể xác định đợc khi nào chúng ta mới có thể đặt dấu chấm hết chocác địa chỉ kiểu IPv.4 Những ngời lạc quan cho rằng IPv.4 sẽ chỉ còn tồntại trong vài thập kỷ nữa mà thôi Bởi vì có một thức tế là những quốc giachỉ đợc phân phối địa chỉ IPv.4 nh: Trung Quốc, Nhật Bản lại đang lànhững nớc có nhu cầu về địa chỉ IP tăng mạnh trong thời gian tới Nhữngnhà cung cấp dịch vụ IP thế hệ mới nh: Công nghệ điện thoại số di động

và những nhà cung cấp thiết bị mạng cũng nói rằng hộ cần tới hàng triệu

địa chỉ IP cho hàng triệu thiết bị tới của họ Chúng ta cũng cần ghi nhậnnhững động thái tích cực từ phía IETF, nhóm nghiên cứu về giao thức IPthế hệ mới của tổ chức này đang cố gắng đa ra những đặc tả về IPv.6 cũng

nh thiết lập ra một diễn đàn mới nhằm mục đích phát triển giao thức này

1.3 Chuyển đổi từ IPv.4 sang IPv.6.

Một yêu cầu tối cần thiết với IPv.6 là trớc khi có thể chuyển đổi hoàntoàn mạng Internet sang sử dụng IPv.6, thì giao thức này phải “chungsống hoà bình” với IPv.4 Thực tế thì IPv.6 hoàn toàn có thể hỗ trợ khảnăng này, chúng ta có thể nâng cấp cấu trúc mạng theo kiểu nâng cấptừng nút mạng rồi mới nâng cấp router, hay ngợc lại nâng cấp router lênIPv.6 rồi mới nâng cấp nút mạng Thậm chí chúng ta có thể chỉ nâng cấpmột số nút mạng và router, số còn lại giữ nguyên.

Cho đến khi nhà cung cấp dịch vụ có thể xây dựng đợc BackboneIPv.6 riêng và bắt đầu cung cấp các dịch vụ IPv.6, các nút mạng đầu cuốivẫn trao đổi thông tin qua mạng IPv.4 điều này có thể đợc thực hiện dễdàng bởi các gói tin IPv.6 đợc đóng gói trong phần dữ liệu của IPv.4 Tạimột điểm dừng, gói tin IPv.4 sẽ đợc phân tích để lấy lại gói tin IPv.6 rồitiếp tục đợc gửi cho tới điểm đích

1.4 Những thuận lợi của mạng IP thế hệ mới sử dụng IPv.6.

Với việc đáp ứng đợc các nhu cầu doanh nghiệp về khả năng tơng tácdữ liệu đa phơng tiện cũng nh hỗ trợ cho các ứng dụng truyền thông chấtlợng cao, IPv.6 đang là giải pháp đầy triển vọng cho các liên mạng củacác doanh nghiệp nói riêng cũng nh toàn Internet nói chung

 Tính tin cậy và khả chuyển:

Môt trong những khác biệt quan trọng giữa mạng Internet ngày nay

và mạng Internet trong tơng lai sẽ là độ tin cậy của nó Internet sẽ trỡ nênluôn sẵn sàng khi chung ta muốn sử dụng nó Ngời dùng sẽ dễ dàng kếtnối vào mạng mà không cần thực hiện một loạt các thủ tục quay số đăngnhập phức tạp nh ngày nay nữa và họ có thể truy nhập vào bất cứ side nàohay môt ứng dụng nào trên mạng mà không phải quan tâm đến những vấn

đề nh biến đổi thông lợng mạng dẫn đến mất kết nối

để:

 Bảo đảm tính bí mật của dữ liệu đợc gửi đi trên mạng Internet

 Bảo đảm rằng những thông điệp đợc gửi đi và nhận về hoàn toàn chínhxác.

 Lu trữ và bảo đảm an toàn cho các thông tin cá nhân trên mạng

 Cung cấp chữ ký điện tử cho các văn bản lu hành trên mạng

 Bảo đảm rằng các giao dịch sẽ đợc thực hiện đúng với thời gian quy

có tính khả thi Một điểm lợi khác của IPv.6 là cung cấp trờng flow labelcũng có thể đợc dùng để xác định giải thông ngay cả khi phần dữ liệu góitin đã bị mã hoá Nhờ thông tin trong trờng flow label, chúng ta có thểxác định đợc những gói tin nào cần phải đợc thao tác một cách đặc biệt

Ví dụ nh: dữ liệu hình ảnh, âm thanh có thể gắn với một nhãn flow labelcũng có thể đợc sử dụng để gắn cho một luồng dữ liêụ những mức u tiên

về đảm bảo an toàn về độ trễ hay về chi phí truyền thông

IPv.4 không hỗ trợ những cơ chế đã đăng ký và quản lý thuê bao tốt

mà những cơ chế này lại rất cần thiết trong mạng di động để các agent cóthể đợc thông tin về vị trí mới của các nút di động

Các nút mạng di động thờng gặp nhiều khó khăn để xác định xemchúng có cùng thuộc một mạng IPv.4 hay không

Trong IPv.4 các nút mạng di động thờng không thể thông báo cho

đối tác truyền thông của nó sự thay đổi vị trí

Cấu trúc IPv.6 cho phép hỗ trợ tối đa cho việc thiết lập và quản lýcác nút mạng di động Việc tăng cờng khả năng xử lý về lựa chọn địa chỉ

đích tự động cấu hình, routing header, đóng gói gói tin, đảm bảo an toàn

và có thể truyền thông anycast đáp ứng đợc yêu cầu của mạng di động

2 Các dịch vụ của Internet

2.1 Th điện tử (E-mail).

Là dịch vị cơ bản, đợc sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất Ngờigửi nạp thông tin cần soạn thảo trên máy tính, khi khai báo địa chỉ máytính của ngời nhận trong Internet, rồi thực hiện một số thao tác đơn giảntheo mẫu hớng dẫn Bức th điện tử đợc tự động chuyển đến và lu trữ tronghộp th của ngời nhận Khi bật máy tính của mình, cũng thực hiện một sốthao tác hớng dẫn đơn giản, ngời nhận sẽ thấy trên màn hình xuất hiệncác th điện tử mới đợc chuyển đến Cách gửi th điện tử thuận tiện hơnnhiều so với gửi th qua hệ thống bu điện trớc đây hoặc qua FAX, lại rẻhơn và nhanh hơn nhiều lần Dịch vụ th điện tử là một phơng thức đángtin cậy để gửi và nhận các thông điệp này tới đúng địa chỉ và còn nguyênvẹn

2.2 Dịch vụ trao đổi các tệp dữ liệu cũng đợc thực hiện tơng tự đối với th điện tử Dịch vụ trao đổi tệp FPT (File Transfer Protocol: Giao thức

chuyển tệp) cho phép chuyển tệp từ một máy tính này tới một máy tínhkhác Phần nhiều ngời ta dùng dịch vụ FTP chép tệp trên một máy chủ từ

xa vào máy tính của mình Việc xử lý này gọi là tải xuống (Downloading)

và ngợc lại gọi là đa lên mạng (uploading)

2.3 Thông tin dới dạng tiếng nói và hình ảnh đợc truyền đi thông qua dịch vụ siêu văn bản (Hypertext) nh MO-SAIC và WWW (World Wide Web).

2.4 Dịch vụ Telnet: Cho phép thiết lập một phiên làm việc dạng trạm

đầu cuối (terminal session) với một máy tính từ xa Ví dụ, chúng ta có thể

sử dụng Telnet để kết nối với một máy chủ ở một miền khác của thế giới.Chỉ khi nối kết đợc thiết lập, chúng ta mới có thể thâm nhập vào (log in)máy tính đó theo nh lệ thờng (tất nhiên chúng ta phải có tài khoản ngờidùng (User Account) hợp lệ và mật khẩu (Password) Telnet còn cho phéphai chơng trình phối hợp làm việc bằng cách trao đổi dữ liệu trên Internet

2.5 Usenet: Là loại dịch vụ trong đó các loại thông tin mà chỉ có thể

trao đổi trong một nhóm ngời theo kiểu hội thảo chuyên đề, thông quadịch vụ gọi là nhóm tin tức (New Groups) Internet có hơn 1000 nhóm

khác nhau với phạm vi và chủ đề rất rộng, nh các sở thích công việc, sởthích và cách sống

2.6 Truy nhập thông tin từ xa (Remote Login): Xâm nhập vào một

máy tính bất kỳ trên mạng để tìm kiếm các thông tin cần biết và đợc phép.Hiện nay trong Internet có rất nhiều kho dữ liệu đồ sộ luôn luôn mở cửaphục vụ miễn phí cho mọi ngời

3.Các ứng dụng công nghệ IP tại Việt Nam.

ở Việt Nam, công nghệ IP đã đợc ứng dụng phục vụ công tác hoạt

động giảng dạy và nghiên cứu từ khá sớm chủ yếu dới dạng các mạng cục

bộ LAN tại các công sở, trờng học, viện nghiên cứu Cho đến cuối năm

1997, công nghệ IP cho mạng WAN bắt đầu đợc phát triển rộng rãi với sự

ra đời và phát triển của Internet tại Việt Nam Đến nay hệ thông mạng IP

đã trở nên phổ biến trên toàn quốc tuy nhiên khả năng đáp ứng về chất l ợng cũng nh dải thông vẫn còn hạn chế (Hầu hết là 10Mbps cho mạngLAN và 2Mbps cho mạng WAN back bone)

-Hiện nay, mạng truy nhập VNN đã có mặt tại 61 tỉnh thành phố, đợcchia làm 3 vùng tơng thích với mạng PSTN đang tồn tại Ba vùng này đợckết nối bằng backbone 2MBps, tại Hà Nội có các cổng kết nối ra Internetquốc tế Mỗi vùng có một Inter Domain Router HN- gateway cisco 7531.Nhìn sơ đồ hình 1.1 chúng ta có thể nhận thấy rằng mạng này đợccấu tạo nên từ 5 phân lớp chính, phân lớp trên cùng chính là mạngInternet quốc tế Các nhà cung cấp dịch vụ Internet trong nớc sẽ truy nhậptới mạng Internet quốc tế bằng những cổng riêng sử dụng đờng truyền tốc

độ cao Tại mỗi cổng truy nhập Internet quốc tế các nhà cung cấp dịch vụ

có thể đặt một Domain router làm nhiệm vụ định tuyến cho toàn bộ thuêbao trong nớc muốn truy nhập Internet quốc tế qua cổng trên Vì mộtRouter tại một cổng truy nhập quốc tế có thể là không đủ cho nhu cầuthuê bao cả nớc, các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng nhiều Domainrouter, nếu một trong các router này bị quá tải, công việc của nó có thể sẽ

đợc chia sẻ trong một router khác còn rỗi Domain router có thể đợc kếtnối với các router phân cấp, các router có nhiệm vụ chuyển đổi giao diệnmạng WAN - LAN Mỗi router này đợc kết nối một Access server tại

điểm truy nhập của các mạng PSTN Bu điện tỉnh Từ đây các kết nốiInernet giữa các thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ sẽ đợc thiết lập

Điểm truy nhập phía thuê bao

Access Server

PSTN nội tỉnh PSTN nội tỉnh PSTN nội tỉnh

Điểm truy nhập dịch vụ

Đ ờng kết nối internet quốc tế

Backbone

Internet domain router

Mạng Internet quốc tế

Hình 1.1: Cấu trúc mạng Internet tại Việt Nam.

4 Mạng điện thoại công cộng trên mạng Viễn thông Việt Nam

Dịch vụ thoại là một trong những dịch vụ cơ bản của Viễn thông, do

đó về cấu trúc thì mạng điện thoại công cộng nằm trong cấu trúc mạngViễn thông bao gồm mạng nội hạt, mạng liên tỉnh, mạng quốc tế và kếthợp thành ba miền trung tâm: Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh

Mạng viễn thông là tổ hợp các nút mạng đợc nối với nhau bằng các

đờng truyền dẫn Nút mạng đợc phân thành nhiều thứ cấp và từ đó kết hợpvới các đờng truyền tạo thành các cấp mạng khác nhau Nút mạng thờng

là các tổng đài, đờng truyền là các tuyến truyền dẫn

ở mạng lới, các thuê bao đợc đấu nối vào các tổng đài nội hạt hoặccác tổng đài nhánh.Thông qua mạng lới, các thuê bao đợc đấu nối với nhau

dể thực hiện các dịch vụ thông tin nh điện thoại, truyền số liệu, Fax và cácdịch vụ khác

Để tạo kết nối giữa các thuê bao với nhau, các nút mạng phải trao

đổi thông tin trên cơ sở thông tin yêu cầu dịch vụ và địa chỉ mạng lới(danh bạ) của các thuê bao, mạng lới trao đổi thông tin địa chỉ và dịch vụgọi là mạng báo hiệu

Nút mạng cấp 1: bao gồm các nút mạng quốc tế (Gateway QT) cácnút mạng này làm nhiệm vụ giao tiếp và kết nối mạng quốc gia với mạngquốc tế Chúng bao gồm thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn đểtạo tuyến kết nối cho thiết bị chuyển mạch về các nút mạng quốc gia và điquốc tế Thiết bị thuyền dẫn thờng là cáp quang và vệ tinh.

Nút mạng cấp 2: là nút mạng chuyển tiếp quốc gia Nó bao gồm cáctổng đài đờng dài và hệ thống truyền dẫn đờng trục Các tổng đài làmnhiệm vụ chuyển mạch để kết hợp với các hệ thống truyền dẫn tạo ratuyến nối đờng dài cho các thuê bao qua mạng cấp 4 và cấp 5

Nút mạng cấp 3: Là nút mạng chuyển tiếp nội hạt hoặc nội tỉnh.Chúng bao gồm những tổng đài Tandem cũng nh các hệ thống truyền dẫn

để kết nối các tổng đài Tandem với các nút cho cuộc gọi từ thuê bao trongkhu vực nội hạt hoặc nội tỉnh với nhau và các cuộc gọi liên tỉnh quốc tếchiều đi và chiều đến Các hệ thông truyền dẫn làm nhiệm vụ tạo đờngtruyền nối các tổng đài Tadem các với nút 2 và 4, chúng thờng là hệ thốngcáp quang hay viba

Nút mạng cấp 4: Là nút mạng nội hạt, bao gồm các hệ thống tổng

đài nội hạt (Local Exchange) và hệ thống đấu nối các tổng đài nội hạt vớicác tổng đài Tandem, và các tổng đài nội hạt với các tổng đài nhánh (tông

đài vệ tinh và các tổng đài độc lập dung lợng nhỏ, còn gọi là tổng đài thuêbao) Các hệ thống ở đây là các hệ thống truyền dẫn cáp quang và vibadung lợng nhỏ

Nút mạng cấp 5: Đây là nút mạng gắn liền với truy cập thuê bao vàkết nối trực tiếp với các thuê bao.Chúng thờng là tổng đài độc lập dung l-ợng nhỏ kết nối với các nút mạng phía trên qua đờng truyền trung kế sửdụng báo hiệu

Các kiểu nối mạng chủ yếu trong mạng Viễn thông hiện nay là cácmạng hình sao, mắt lới, mạng hỗn hợp Mạng Viễn thông đợc kết nối vớinhau bởi các đờng nối cơ bản và các đờng nối trực tiếp lu lợng cao Các đ-ờng nối cơ bản tạo ra mạng đảm bảo lu thoát lu lợng cơ bản và định hìnhmạng sao cho mọi thuê bao trên mạng có thể đợc thiết lập tuyến nối vớinhau Ngoài ra các tuyến nối trực tiếp lu lợng cao hình thành giữa hai nútmạng có lu lợng hấp dẫn (nhiều thuê bao), đảm bảo hiệu suất sử dụng vàchất lợng truyền dẫn cao cũng nh các ý nghĩa về mặt kinh tế

Dịch vụ thoại công cộng hiện nay đang sử dụng công nghệ số hoátruyền thống yêu cầu tốc độ 64Kbps thờng đợc gọi là mạng thoại PCM 64

Kbps PCM là tín hiệu điều xung mã, tín hiệu thoại PCM trong suốt thờigian đàm thoại và chiếm toàn bộ băng tần Đây là bản chất của việc ghépkênh phân chia theo thời gian (TDM) sử dụng trong mạng chuyển mạchkênh.

Dới đây là sơ đồ cấu trúc mạng điện thoại công cộng.

II Công nghệ Voice over IP

1 Khái niệm về công nghệ Voice over IP (VoIP)

Công nghệ Voice over IP (VoIP) hay điện thoại Internet là một dịch

vụ điện thoại sử dụng mạng công nghệ IP kết hợp với khả năng tính toán

và sử lý dữ liệu của các thiết bị đầu cuối để thực hiện truyền tải các cuộc

đàm thoại Trong đó luồng thông tin sẽ đợc truyền trong các gói(packets) Các thuật ngữ nh IP telephony, Internet telephony, packet-voice, packetized voice và Voice over IP đợc sử dụng với nghĩa tơng tựnhau

Voice over IP (VoIP) là sự phân bố thời gian thực của tín hiệu thoại

(và có thể là các kiểu số liệu của các thiết bị multimedia khác) giữahai hoặc nhiều bên tham gia qua mạng dùng giao thức Internet và trao đổithông tin yêu cầu để điều khiển sự phân phối này VoIP là cơ hội tốt đểthiết kế các hệ thống truyền thông multimedia toàn cầu có thể thay thế cơ

sở hạ tầng mạng hiện tại mà không làm trở ngại đến di sản công nghệ cũhàng thế kỷ trớc

Hình 2.1: Mô hình cung cấp dịch vụ thoại IP theo chuẩn H.323.Trong đó:

 H.323 Gatekeeper: Giám sát cổng theo chuẩn H.323

 PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

2 Sự khác nhau giữa VoIP và mạng chuyển mạch điện thoại công cộng chung (GSTN).



PSTN

H.323 Gatekeeper

H.323 GateWay H.323 GateWay

VoIP có một số khía cạnh khác với GSTN cả thuật ngữ, cấu trúc vàcác giao thức Sự khác nhau là ảnh hởng đến thiết kế của các dịch vụVoIP.

Về cơ bản VoIP dựa vào mô hình đầu cuối đến đầu cuối (end to end)cho sự phân phối dịch vụ Các giao thức báo hiệu nằm giữa các hệ thống

đầu cuối bao hàm trong các cuộc gọi; Các bộ định tuyến mạng xem cácgói báo hiệu này giống nh bất kỳ số liệu khác Tuy nhien để VoIP có thểlợi dụng các bộ định tuyến báo hiệu hoặc proxy để hỗ trợ chức năng nhxác định vị trí ngời sử dụng Trong trờng hợp này, các proxy chỉ sử dụngcho đinh tuyến của các thông điệp báo hiệu khởi động Các thông điệpbáo hiệu khởi động tiếp theo có thể trao đổi end to end, do tính liên tiếpcủa mô ình báo hiệu end to end, trạng thái cuộc gọi end to end đợc xem

nh là sự minh hoạ của nhiều đặc trng điện thoại

Internet bản thân nó là da dịch vụ và độc lập dịch vụ Nó cung cấptruyền tải mức gói end to end cho các dịch vụ nào đã triển khai tại các hệthống đầu cuối qua giao thức và phần mềm ở tầng cao hơn Điều này làm

nó dẫn đầu trong khả năng mềm dẻo và mở rộng VoIP tách rời thiết lậpcuộc gọi với giữ trớc tài nguyên Trong Internet các giao thức RSVP (giaothức thiết lập tài nguyên dự trữ) dùng để giữ trớc tài nguyên,các giao thứcnày là độc lập ứng dụng, sự giữ trớc có thẻ xảy ra trớc hoặc sau khi bắt

đầu của đóng số liệu thức tế Khi giao thức này dùng sau khi dòng số liệuthức tế đã bắt đầu, số liệu đợc xem nh với sự cố gắng tốt nhất (best effort)

Do đó dẫn tới VoIP có thể đợc dùng cho một cuộc gọi mà không cần giữtrớc tài nguyên trong mạng khi khả năng của mạng là đủ

Mặc dù khả năng bào hiệu của hệ thống đầu cuối GSTN (GeneralSwitching Telephone Network) bị giới hạn Các địa chỉ của GSTN (là số

điện thoại) là quá tải với ít nhất bốn chức năng: nhận diện điểm đầu cuối,nhận diện dịch vụ, nhận diện ai trả cớc cho cuộc gọi và nhà cung cấp dich

vụ truyền tải GSTN cũng trói buộc nguồn gốc cuộc gọi với việc thanhtoán cớc phí, ngoại trừ nh thay đổi một số địa chỉ (nh số 800) trong mạngthông minh hoặc các đặc trng nhân công cụ thể (collect call) Các địa chỉVoIP đa vào công thức giống nh dạng URL (Uniform Resource Loctor-

đơn vị định vị tài nguyên), chúng đợc sử dụng duy nhất để nhận diện điểm

đầu cuối và nhận diện chỉ dẫn dịch vụ cơ bản Các chức năng khác nhthanh toán cớc và chọn nhà cung cấp dịch vụ truyền tải là dễ dàng hơn, lợidụng bởi các giao thức nh RSVP và RTSP theo các địa chỉ

VoIP đa ra mức tự do lớn hơn để tìm các chức năng giữa các servermạng với ngời đợc cung cấp và các hệ thống đầu cuối đã khai thác Ví dụ:vì báo hiệu end to end, các dịch vụ điện thoại nh phân biệt chuông dựatrên cuộc gọi khẩn cấp, lựa chọn đầu cuối trên cơ sở phơng thức và mãthành mật mã xác nhận, nhận diện ngời gọi (them vào đặc trng sẵn có của

điện thoại truyền thông nh quay số nhanh và nhận diện ngời gọi) có thểhoàn thành một cách bình thờng bởi ngay cả với hệ thông VoIP riêng rẽ,chính vì vậy nó cho nhiều kết quả mềm dẻo hơn

Hệ thống diện thoại dùng các giao thức báo hiệu khác nhau giữamột ngời dùng và mạng (User Network Interface- UNI) giống nh so sánhgiữa các phần tử mạng (Network-Network Interface – NNI) Điều nàytạo ra một số đặc trng nào đó (nh sự chuyển dịch các số) là không sẵnsàng đối với đầu cuối ngời dùng, hoặc dẫn đến phân lớp đầu cuối ngờidùng nh là “mạng”, với các ứng dụng an toàn mở rộng trong quá trìnhtruy nhập đến cơ sở dữ liệu và tài nguyên mạng Sự phân biệt giữa UNI vàNNI là không tồn tại trên Internet, cả hai tại mức truyền tải số liệu và báohiệu SIP có thể thiết lập các cuộc gọi giữa hai hệ thống đầu cuối mộtcách dễ dàng tạo một “kênh” trên sự gộp các RTP (Realtime Protocol) lại.Tính mở, đa dịch vụ, end to end một cách tự nhiên của Internet cũng

có nghĩa rằng các thành phần khác nhau của dịch vụ điện thoại sẽ đợccung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại khác nhau hoàn toàn

Điều này thuận tiện cho đầu vào cũng nh sự cạnh tranh cao hơn trên thị ờng của các dịch vụ Internet nh là VoIP

tr-Sự khác biệt của các chức năng cũng nh sự đơn giản tiện lợi cho cáckhả năng chuyển đổi số Do một tổ chức có thể cung cấp ánh xạ tên dịch

vụ, một ngời sử dụng có thể thay đổi các nhà cung cấp dịch vụ mà khôngcần thay đổi trong tên Tự động hoã các dịch vụ trang trắng, cho phép cáctầng khác gián tiếp làm giảm hơn nữa vấn đề di chuyển số

3 Các đặc trng của VoIP.

Sự khác nhau về kiến trúc đợc mô tả trong phần trớc dẫn đến một sốlợi điểm từ khía cạnh cả ngời dùng và nhà cung cấp dịch vụ truyền tải,tiến tới “các cuộc điện thoại rẻ tiền hơn”:

 Chất lợng có thể điều chỉnh đợc: Trong khi VoIP hiện tại chất lợngcòn phụ thuộc từng phần (tin-can Quality) dù mã hoá và giải mã tốc độ bítthấp, riêng từng phần không có lý do (ngoại trừ thiếu của băng thông) Bởivì Internet không phải là một mạng dịch vụ cụ thể, phơng thức trao đổi là

đợc bình chọn hoàn toàn bởi các hệ thống đầu cuối Do vậy, các hệ thống

đầu cuối có thể điều khiển số lợng nén trên cơ sở băng thông của mạnghoặc nội dung để truyền

 Sự an toàn: Internet có tiếng là không an toàn, ngay cả một mắc rẽnghe trộm một hộp điện thoại dễ dàng hơn là một router Hiện tại SIP(Session Initiation Protocol) có thể mã thành mật mã của những phơngthức truyền thông Trên toàn trình đợc mã hoá thành mật mã đảm bảotruyền thông an toàn

 Nhận diện ngời sử dụng: Các dịch vụ điện thoại truyền thông đơngiản và ISDN đa ra nhận diện ngời gọi chỉ ra một số (rất hiếm khi là tên)của ngời gọi, những trong khi cầu nối hội thoại nhiều bên, không xác định

đợc ai đang nói Giao thức trao đổi thời gian thực RTP dùng cho VoIP hỗtrợ dễ dàng để chỉ ra ngời nói trong cả đa phát đáp (Multicast) và các cấuhình ghép nối và có thể truyền thông tin chi tiết hơn theo mong muốn củangời gọi

 Giao diện ngời sử dụng: Các hệ thống đầu cuối VoIP có nhiều khảnăng báo hiệu phong phú hơn, giao diện đồ họa cung cấp bởi VoIP có thểthay đổi dễ dàng cho phù hợp hơn và đa ra các đặc trng chỉ dẫn phong phúhơn

 Liên kết điện thoại - máy tính: Khả năng kết nối từ điện thoại vàomáy tính hiện nay đã có rất phong phú các sản phẩm để giải quyết kết nốiphức tạp này

 Đặc trng có mặt nhiều nơi: VoIP không chịu ảnh hởng bởi các vấn

đề cơ sở hạ tầng mạng cố định Ngày nay giao thức Internet là đợc dùngquốc tế và vì vậy các dịch vụ đợc định nghĩa rộng bởi các hệ thống đầucuối

 Đa phơng tiện (multimedia): Tăng thêm các phơng tiện truyềnthông phụ trợ nh video, whiteboards chia sẻ, hoặc các ứng dụng chia sẻ là

dễ hơn nhiều trong môi trờng Internet so với mạng điện thoại truyềnthông đơn giản và ISDN Làm các giao thức báo hiệu đơn giản hơn, cácvấn đề nh phân phối kênh –B và đồng bộ là không tồn tại trong Internet.Lợi ích cho các nhà truyền tải:

 Triệt và nén im lặng: gửi âm thanh nh các gói làm nó dẽ dàng triệttiêu đi trong thời gian im lặng, vì thế thu nhỏ băng thông tiêu tốn, đặc biệttrong hội thoại nhiều bên tham gia hoặc hệ thống thông báo thoại Khônggiống nh GSTN, nói chung triệt im lặng qua các liên kết giữa toàn cầu vì

VoIP thực hiện triệt im lặng tại các điểm đầu cuối Các mạng gói là thíchhợp hơn nhiều để ghép kênh, sự nén đợc dùng tại các hệ thống đầu cuối

để thu nhỏ băng thông thiêu thụ qua toàn thể mạng, tất nhiên nén cũnggóp phần cản trở tới việc nâng cao chất lợng dịch vụ thoại Tuy nhiên đã

có bộ mã hoá và giải mã tốc độ thấp, chúng đa ra cả chất lợng tuyệt hảo

và băng thông thu nhỏ so GSTN Vì vậy sự triệt im lặng và bù nén để tănghiệu quả của chuyển mạch gói

 Chia sẻ thuận lợi: Đặc trng của mạng IP là chia sẻ tất cả các tàinguyên của mạng các kênh truyền thông không tạo ra cố đinh nh cácmạng thoại riêng, mạng số liệu và mạng báo hiệu riêng rẽ

 Các dịch vụ tiên tiến: Sử dụng giao thức đơn giản hơn cho việc pháttriển và triển khai các dịch vụ điện thoại tiên tiến ở trong môi trờngchuyển mạch gói hơn là trong môi trờng GSTN Chúng thực hiện đầy đủcác chức năng của các giao thức nh báo hiệu ngời dùng đến mạng báohiệu số 7

 Tách biệt của thoại và điều khiển luồng: Trong điện thoại, luồngbáo hiệu truyền tải trên mạng tách biệt, phải duyệt tất cả các chuyển mạchtrung gian để thiết lập mạch Trong khi đó gửi gói trong Internet khôngyêu cầu thiết lập, điều khiển cuộc gọi, Internet có thể tập trung ở trênchức năng cuộc gọi (hơn là trên kết nối) Ví dụ nó dễ dàng để tránh địnhtuyến tam giác khi gửi hoặc chuyển giao các cuộc gọi

4 Kiến trúc của họ giao thức H.323.

4.1.Giới thiệu về kiến trúc của họ giao thức H.323.

Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh

và số liệu một cách đồng thời qua mạng IP và mạng Internet Tuân theochuẩn H.323, các sản phẩm và ứng dụng đa phơng tiện từ nhiều hãngkhác nhau có thể hoạt động cùng với nhau, cho phép ngời dùng có thểthông tin qua lại mà không phải quan tâm đến vần đề tơng thích

Là một khuyến nghị đợc Hiệp Hội Viễn Thông Quốc Tế (ITU) đềxuất, H.323 đề ra các tiêu chuẩn cho truyền thông đa phơng tiện qua cácmạng không đảm bảo truyền thông tuỳ thuộc chất lợng dịch vụ (non-Guaranteed Quality of Server) Những mạng máy tính ngày nay đa phần

đều là loại mạng này bao gồm các mạng gói sử dụng giao thức TCP/IPhoặc IPX dựa trên các công nghệ Ethernet, Fast Ethernet và TakenRing

Do vậy H.323 là một chuẩn rất quan trọng cho rất nhiều ứng dụng cộng

tác mới cũng nh các ứng dụng truyền thông đa phơng tiện trên mạng nộibộ.

Đến nay H.323 đã phát triển thông qua 2 phiên bản Phiên bản thứnhất đợc thông qua vào năm 1996, phiên bản này đa ra điểm hội tụ chocông nghiệp và hạn chế sự phát triển của nhiều sản phẩm không tơngthích trên tỉ lệ lớn Giao thức H.323 đợc phát triển bằng việc sử dụng hoặc

đa vào cân đối với công nghệ đang tồn tại để đủ khả năng và sự phù hợp:RTP/RTCP, và các chuẩn mã hoá dùng lại mà không cần thay đổi; H.323

và H.245-dịch vụ bổ xung, là đợc cải tiến bao gồm ghép nối để lợi dụngmức trung bình đang tồn tại và đạt đợc chất lợng dịch vụ (QoS) Cho phépngời quản trị mạng điều khiển (mạng) các tài nguyên sử dụng bởi các cấuhình H.323 và các giao thức liên quan tạo ra phiên bản năm 1998 đã tăngthêm các khuyến nghị liên quan mới (H.235: cơ cấu an ninh; H.332: mởrộng cho các hội thoại nhóm lớn; H.450.x) ứng dụng của chuẩn này rấtrộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng nhnhững ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trờng máy tính cá nhân,

có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng nh cho truyền thông hộinghị H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lýthông tin đa phơng tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấpgiao diện giữa mạng LAN và các mạng khác

4.2 Chồng giao thức H.323 (H.323 Protocol Stack)

Khuyến nghị của ITU-T về chuẩn H.323 đã đa ra cấu trúc giao thứccho các ứng dụng H.323 bao gồm các khuyến nghị:

 H.245: khuyến nghị về báo hiệu điều khiển truyền thôngMultimedia

 H.225.0: đóng gói và đồng bộ các dòng thông tin đa phơng tiện(thoại, truyền hình, số hiệu) Khuyến nghị này bao gồm giao thứcRIP/RTCP (giao thức vận chuyển thời gian đọc/giao thức điềukhiển vận chuyển thời gian đọc) và các thủ tục điều khiển cuộc gọiQ.931

 Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (PCM 64 kbps); G:722; G.723,G.728, G.729

 Các chuẩn nén tín hiệu video:H.261, H.263

 I-120: Các chuẩn cho các ứng dụng chia sẻ số liệu

Hình 2: Cấu trúc giao thức ứng dụng H.323

4.3 Các thuận lợi khi tuân theo chuẩn H.323

- Thống nhất các chuẩn codec: H.323 sử dụng các tiêu chuẩn néndãn tín hiệu audio và video do ITU đề xuất Điều này đảm bảo các thiết bị

từ các hãng sản xuất khác nhau có thể giao tiếp đợc với nhau

- Đảm bảo sự hoạt động qua lại (Interoperability): Giúp cho ngời sửdụng không phải quan tâm đến tính tơng thích của thiết bị Để đảm bảobên thu giải mã đúng tín hiệu media H.323 cung cấp một cơ cấu cho phépbên thu báo cho bên phát các kiểu mã hoá, nén tín hiêuh mà nó hỗ trợ

- Độc lập đối với nền phần cứng và hệ điều hành

- Hỗ trợ kết nối đa điểm và truyền thông multicast

- Độc lập đối với kiến trúc mạng

- Có khả năng quản lý băng thông

5 Các phần tử của mạng VOIP.

5.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VOIP

Theo ETSI[12], cấu hình chuẩn của mạng VOIP bao gồm các phần

tử sau:

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP: điện thoại, Fax, PC…

- Mạng truy nhập IP: PPP Acces Server

- Mạng SCN (Switched Circuit Network): Hub, router…

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng SCN

T.120

RAS Call Cotroll H.245

RTP/RTCP

UDP TCP

IP

Hình2: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VOIP’

- Giao diệnA: A là giao diện giữa đầu cuối H.323 và gatekeeper Các

thông tin chuyển qua giao diện A phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thong

tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 nh trong khuyến nghị H.323

- Giao diện B: B là giao diện giữa đầu cuối của H.323 và Media

Gateway Các thông tin chuyển qua giao diện B phải hỗ trợ luồng dữ liệu

giữa thiết bị đầu cuối H.323 và Media Gateway, bao gồm giao thức RTP,

có thể coi RPCP nh trong khuyến nghị H.225.0 và H.245 nh đợc trình bày

trong khuyến nghị H.323

- Giao diện C: C là giao diện giữa Media Gateway Contooller và

Gatekeeper Các thông tin chuyển qua giao diện C phải hỗ trợ báo hiệu

cuộc gọi và thông tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 nh đợc trình

bày trong khuyến nghị H.323

- Giao diện D: D là giao diện giữa hai gatekeeper Các thông tin

chuyển qua giao diện D phải hỗ trợ các chức năng sau:

+ Tìm kiếm: là cơ chế để một gatekeeper tìm kiếm một gatekeeper

khác

+ Thông tin trao đổi: khi mà một gatekeeper thông báo cho một

gatekeeper khác là nó hỗ trợ quay số kiểu khác để các thiết bị có thể sử

dụng dịch vụ

+ Xác nhận: khi hai gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng lẫn

nhau để chấp nhận trao đổi thông tin

+ Bảo mật: khi hai gatekeeper bảo mật các thông tin trao đổi

+ Xác nhận với Proxy: khi một gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận

dạng của một phần tử với một gatekeeper khác Chức năng này thờng đợc

sử dụng trong điều kiện phải đăng ký và xác nhận với Proxy

+ Đăng ký với Proxy: khi một gatekeeper đăng ký đại diện cho một

JN

+ Quy tắc chấp nhận: khi một gatekeeper đợc phép yêu cầu cho phépmột vài hoạt động đại diện cho một phần tử hoặc một gatekeeper khác.+ Cho phép Proxy: khi một gatekeeper cho phép một phần tử hoạt

động (thực hiện cuộc gọi, đại diện cho một phần tử khác) trao đổi thôngtin với một gatekeeper khác

+ Báo hiệu cuộc gọi: xác định kênh và bản tin báo hiệu đợc truyềngiữa hai gatekeeper

+ Tính cớc: trao đổi thông tin tính cớc với nhau

- Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb Ea là giao diệngiữa Media Gateway và Switched Circuit Network Eb là giao diện giữaSignalling Gateway và Switched Circuit Network Các thông tin chuyểnqua giao diện E phải hỗ trợ:

+ Tại giao diện Ea: phải hỗ trợ các luồng dữ liệu kết nối giữa mạng

IP và mạng Switched Circuit

Tại giao diện Eb: phải hỗ trợ báo hiệu giữa mạng IP và Mạng SCN

- Giao diện F: là giao diện giữa Backend và service và MediaGateway contooller

- Giao diện G: là giao diện giữa Backend service và Gatekeeper

- Giao diện H: là giao diện giữa đầu cuối H.323 hoặc gatekeeper vàmạng truy cập IP

- Giao diện I: là giao diện giữa mạng truy nhập IP và phần còn lạicủa mạng IP

- Giao diện J: là giao diện giữa Singnalling Gateway và MeđiaGateway Contooler

- Giao diện N: là giao diện giữa Media Gateway Contooler và MediaGateway Các thông tin trao đổi qua giao diện N phải hỗ trợ các chứcnăng sau:

+ Tạo, thay đổi, xoá một luồng dữ liệu kết nối qua MGW

+ Xác định các thông số kỹ thuật đợc sử dụng của luồng dữ liệutruyền qua Media Gateway khi thiết lập một kết nối và sau đó là trongsuốt khoảng thời gian kết nối đó tồn tại

+ Yêu cầu chèn các âm và thông báo vào luồng dữ liệu theo yêu cầutrự tiếp của Media Gateway Controller hoặc bởi chỉ thị chèn các âm hoặcthông báo bắt đầu và kết thúc khi phát hiện một số sự cố trong bản thânMedia Gateway