đồ án tốt nghiệp tìm hiểu các giao thức trong voip đh sư phạm kỹ thuật hưng yên

Tìm hiểu các giao thức trong VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Tìm hiểu các giao thức trong VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Các tác giả: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Phiên bản trực tuyến: http://voer.edu.vn/c/5cfab6af MỤC LỤC 1. Lời mở đầu 2. Danh mục các từ viết tắt 3. Chương 1: Tổng quan về VOIP 3.1. Tổng quan về VOIP 4. Chương 2: Bộ giao thức TCP/IP 4.1. Mô hình TCP/IP 4.2. Giao thức IP 4.3. Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol – UDP) 4.4. Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol – TCP) 4.5. Quá trình đóng gói tin trong VoIP 5. Chương 3: Chuẩn H.323 5.1. Chồng giao thức H.323 5.2. Các thành phần trong hệ thống H.323 5.3. Bộ giao thức RTP/RTCP 5.4. Báo hiệu và xử lý cuộc gọi 5.4.1. Chuyển đổi địa chỉ 5.4.2. Các kênh điều khiển 5.4.3. Các thủ tục báo hiệu 6. Chương 4: Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol) 6.1. Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol) 7. Chương 5: Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ 7.1. Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ 8. Chương 6: Bảo mật trong VoIP 8.1. Bảo mật trong VoIP 9. Chương 7: Mô hình mô phỏng hệ thống VoIP 9.1. Mô hình mô phỏng hệ thống VoIP 10. Kết luận 11. Tài liệu tham khảo Tham gia đóng góp 1/134 Lời mở đầu Lý do chọn đề tài Trên thế giới, công nghệ điện thoại IP đã được thương mại hóa từ năm 1995, với lợi thế giá cước thấp chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận đã làm nhiều nhà kinh doanh viễn thông quan tâm. Tại Việt Nam, dịch vụ này cũng đã và đang triển khai các dịch vụ thoại trên nền IP. Tuy nhiên, việc triển khai các dịch vụ này vẫn còn nhiều hạn chế do vấn đề kỹ thuật và hạ tầng mạng chưa đáp ứng kịp. Qua một thời gian sử dụng, nhờ giá cước rẻ hơn hẳn so với dịch vụ thoại truyền thống, dịch vụ này thực sự đã mang lại những lợi ích to lớn cho người sử dung. Nhận thấy khả năng phát triển dịch vụ này trong tương lai và được sự quan tâm động viên của các thầy giáo trong Bộ môn Mạng máy tính – Khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên hướng tới làm chủ công nghệ VoIP. Vì vậy em đã lựa chọn đề tài “Tìm hiểu các giao thức trong VoIP” để làm đồ án tốt nghiêp. Khách thể và đối tượng nghiên cứu • Các mô hình truyền thoại trên thế giới và ở Việt Nam. • Các dịch vụ ứng dụng trên nền IP. • Tài liệu mô tả các chuẩn đóng gói và truyên tin trên mạng Internet, các tiêu chuẩn nén, mã hóa và giải mã tín hiệu. Giới hạn và phạm vi VoIP là một công nghệ mới với nhiều ứng dụng của nó đã và đang được triển khai nhằm cung cấp các dịch vụ truyền thoại trên Internet. Tuy nhiên các kỹ thuật để triển khai VoIP rất phức tạp nó là tổ hợp các giao thức truyền thoại truyền thống và các giao thức truyền tin trên mạng Internet. Trong đề tài này em chủ yếu tập trung tìm hiểu các giao thức chính được sử dụng trong VoIP từ đó tiến tới làm chủ công nghệ này và triển khai một số mô hình ứng dụng VoIP. Tuy nhiên vì thời gian tìm hiểu hạn chế, nhân lực chỉ có một người nên bài toán xây dựng mô hình ứng dụng VoIP thực tế trong doanh nghiệp và những sự cố phát sinh trong việc triển khai VoIP là chưa giải quyết được. Mục đích và nhiệm vụ Trong đề tài này em chủ các giao thức chính được sử dụng trong VoIP • Giao thức thiết lập và điều khiển cuộc gọi: H.323, SIP 2/134 • Giao thức truyền tin trên mạng TCP/IP • Các giao thức nén và giải nén thông tin • Tìm hiểu các dịch vụ sử dụng công nghệ VoIP trên thế giới và ở Việt Nam Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài Trước hết em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Duy Tân và thầy giáo Vũ Xuân Thắng – Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên – Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm đồ án. Em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã hết lòng dạy bảo, giúp đơ em trong nhưng năm học Đại học, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong cuộc sống và tương lại. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đinh và bạn bè đã giúp đơn, động viên em hoàn thành đồ án này. Hưng Yên, tháng 8 năm 2009 Sinh viên Đinh Bá Trịnh 3/134 Danh mục các từ viết tắt DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Ý nghĩa 1 ACD Automatic Call Distribution 2 ACELP Algebraic Code Excited Linear Prediction 3 ACF Admission Confirmation 4 ACK Acknowledgment 5 ACR Admission Control Routine 6 ADPCM Adaptive Difference PCM 7 ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line 8 ARJ Admission Reject 9 ARP Address Resolution Protocol 10 ARQ Admission Request 11 ASCII American Standard Code for Information Interchange 12 ATM Asynchronous Transfer Mode 13 AVT Audio/Video/Transport 14 BCF Bandwidth Change Confirmation 15 B-ISDN Broadband-Integrated Services Digital Network 16 BRJ Bandwidth Change Reject 17 BRQ Bandwidth Change Request 18 CIF Common Intermediate Format 19 CQ Custom Queuing 20 CRTP Compress Realtime Transport Protocol 21 CRV Call Reference Value 22 CT Computer Telephony 4/134 23 CTI Computer Telephony Intergration 24 DCF Disengate Confirmation 25 DHCP Dianmic Host Configuaration Protocol 26 DNS Domain Name Service 27 DRQ Disengage Request 28 DS0 Digitl Signal Level 0 29 DSCP Diff Serv Code Point 30 DTMF Dial Tone Multi Frequency 31 EAN Enterprise Area Network 32 ECTF Enterprise Computer Telephony Forum 33 ETSI European Telecommunications Standards Institude 34 FIFO First In First Out 35 GSM Global System for Mobile 36 GSTN General Switched Telephone Network 37 GT Global Transit 38 HTTP Hypertext Transfer protocol 39 IETF Internet Enginerring Task Force 40 IP Internet Protocol 41 IPX Internetwork Protocol Exchange 42 IRQ Information Request 43 IS Integrated Service 44 ISDN Integrated Services Digital Network 45 ISP Internet Service Provider 46 ISUP ISDN User Part 47 ITSP Internet Telephone Service Provider 48 ITU International Telecommunication Union 49 ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization 5/134 50 IVR Interactive Voice Response 51 LAN Local Area Network 52 LCF Localtion Confirmation 53 LDAP Link Access Procedure On Channel 54 LFI Link Fragment and Interleaving 55 LRJ Location Reject 56 LRQ Location Request 57 MC Multipoint Controller 58 MCS Multipoint Communications System 59 MCU Multipoint Control Unit 60 MGCP Media Gateway Control Protocol 61 OSI Open Systems Interconnection 62 PBX Private Branch Exchange 63 PCM Pulse Code Modulation 64 PQ Priority Queuing 65 PSTN Public Switched Telephone Network 66 QoS Quality of Service 67 RAS Registration, Admission and Status 68 RSVP Resource Reservation Protocol 69 RTCP Real Time Control Protocol 70 RTP Realtime Transport Protocol 71 SAP Service Access Point 72 SCN Switched Circuit Network 73 SDP Session Descripsion Protocol 74 SIP Session Initiation Protocol 75 SS7 Signaling System 7 76 TCP Transmisstion Control Protocol 77 TDM Time Division Multiplexing 6/134 78 ToS Type of Service 79 UDP User Datagram Protocol 80 VoIP Voice over IP 81 VPN Virtual Private Network 82 WAN Wide Area Network 83 WFQ Weighted Fair Queuing 7/134 Chương 1: Tổng quan về VOIP Tổng quan về VOIP Dịch vụ điện thoại IP là dịch vụ ứng dụng cao cấp cho phép truyền tải các cuộc đàm thoại sử dụng hạ tầng mạng IP. Nguyên tắc VoIP gồm việc số hóa tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số hóa, chia tín hiệu thành các gói và truyền những gói số liệu này trên nền IP. Đến nơi nhận, các gói số liệu được ghép lại, giải mã ra tín hiệu analog để phục hồi âm thanh. Trong dịch vụ điện thoại IP có thể có sự tham gia 3 loại đối tượng cung cấp dịch vụ như sau: • Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP • Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP • Nhà cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển mạch kênh Để có thể sử dụng được dịch vụ điện thoại IP, người sử dụng cần thông qua mạng Internet và các chương trình ứng dụng cho điện thoại IP. Trong khi các nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp sự truy cập Internet cho khách hàng của họ thì các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại ITSP cung câp dịch vụ điện thoại IP cho khách hàng bằng cách sử dụng các chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP. Có thể nói rằng dịch vụ truy cập Internet cung cấp bởi các ISP chưa đủ để cung cấp dịch vụ điện thoại thông qua dịch vụ điện thoại IP. Người sử dụng cần phải truy nhập vào nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP khi sử dụng điện thoại IP. Họ không thể gọi hoặc nhận các cuộc đàm thoại thông qua dịch vụ điện thoại IP nếu chỉ có truy cập vào mạng Internet. Để phục vụ cho việc truyền thông giữa những người sử dụng trên các máy tính đầu cuối của mạng Internet, các công ty phần mềm đã cung cấp các chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP thực hiện vai trò của ITSP. Đối với người sử dụng trên mạng chuyển mạch kênh, họ sẽ truy nhập vào ISP hoặc ITSP thông qua các điểm truy nhập trong mạng chuyển mạch kênh. VoIP dựa trên sự kết hợp của mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói là mạng IP. Mỗi loại mạng có những đặc điểm khác biệt nhau. Trong mạng chuyển mạch kênh một kênh truyền dẫn dành riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian. Dòng thông tin truyên trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian. Băng thông của kênh dành riêng được đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng điện thoai PSTN), và độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời gian truyên thông tin trên kênh. Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền tại nút mạng. Thông tin được chia sẻ thành các gói, mỗi gói được thêm các thông tin điều kiển cần thiết cho quá trình truyền như là địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nới nhận… Các 8/134 [...]... đến tất cả các thành phần, cả vật lý và logic, được yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý Nó bao gồm các chi tiết kỹ thuật thiết lập mạng, bao gồm tất cả các chi tiết trong các lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong mô hình OSI Hình 2.2 diễn tả một vài giao thức phổ biến được đặc tả bởi các lớp mô hình tham chiếu TCP/IP Vài giao thức lớp ứng dụng được dùng phổ biến nhất bao gồm: Giao thức truyền... giữa một mô hình và một giao thức thực sự được dùng trong thiết kế mạng Mô hình OSI sẽ được dùng để mô tả các giao thức TCP/IP Lớp ứng dụng (application layer) Lớp ứng dụng của mô hình TCP/IP kiểm soát các giao thức lớp cao, các chủ đề về trình bày, biểu diễn thông tin, mã hóa và điều khiển hội thoại Bộ giao thức TCP/IP tổ hợp tất cả các ứng dụng liên quan đến các chủ đề vào trong một lớp và đảm bảo... quan đến các chủ đề về chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển luồng và kiểm soát lỗi Một trong những giao thức của nó, giao thức điều khiển truyền (TCP), cung cấp các phương thức mềm dẻo và vượt trội để tiến hành các hoạt động truyền thông trên mạng ít lỗi, lưu thông tốt và tin cậy TCP là một giao thức thiên hướng kết nối (connection – oriented) Nó duy trì một đối thoại giữa nguồn và đích trong. .. cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của các doanh nghiệp Với tất cả các tiềm năng của web, điện thoại vẫn là một phương tiện kinh doanh quan trọng trong nhiều nước Điện thoại web hay “bấm số” (click to dial) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể đưa thêm các phím bấm lên trang web để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ Dịch vụ bấm số là cách dễ nhất và an toàn nhất để đưa thêm các kênh... (FTP) • • • • HTTP SMTP DNS TFTP Các giao thức lớp vận chuyển phổ biến nhất bao gồm: • TCP • UDP Giao thức chính của lớp Internet là: • IP 21/134 Lớp truy nhập mạng liên quan đến bất kỳ công nghệ đặc biệt nào được dùng trên một mạng Các giao thức TCP/IP phổ biến Bất kể các dịch vụ ứng dụng mạng nào được cung cấp và giao thức vận chuyển nào được dùng, chỉ có một giao thức Internet đó là IP Đây là một... dùng một số lớp trong mô hình TCP/IP có tên giống như các lớp bên mô hình OSI, nhưng các lớp này trong hai mô hình không tương ứng một cách chính xác Đáng chú ý nhất là lớp ứng dụng có các chức năng khác biệt trong mỗi mô hình Các nhà thiết kế TCP/IP cảm thấy rằng lớp ứng dụng nên bao gồm các chi tiết của lớp phiên và lớp trình bày trong mô hình OSI Họ tạo ra lớp ứng dụng khống chế luôn các hoạt động... đường dẫn tốt nhất xuyên qua mạng cho các gói di chuyển tới đích Giao thức chính hoạt động tại lớp này là Internet Protocol (IP) Sự xác định đường dẫn tốt nhất và chuyển mạch gói diễn ra tại lớp này Các giao thức sau đây hoạt động tại lớp Internet của mô hình TCP/IP • IP cung cấp connectionless, định tuyến chuyển phát gói theo best-offort IP không quan tâm đến nội dung của các gói nhưng tìm kiếm đường... truyền của mạng Nó bao gồm các chi tiết của công nghệ LAN và WAN và tất cả các 25/134 chi tiết được chứa trong lớp vật lý và lớp liên kết số liệu của mô hình OSI các driver cho các ứng dụng, các modem card và các thiết bị khác hoạt động tại lớp truy nhập mạng này Lớp truy nhập mạng định ra các thủ tục để giao tiếp với phần cứng mạng và truy nhập môi trường truyền Các tiêu chuẩn giao thức modem như SLIP (Serial... cách tự động bởi hệ điều hành và sau đó các driver thích hợp sẽ được cài đặt Nếu là phiên bản hệ điều hành cũ thì người dùng phải chỉ định driver cho card mạng Các nhà sản xuất card mạng cung cấp kèm theo driver chứa trong đĩa CD-ROM hay đĩa mềm khi đóng gói sản phẩm bán cho khách hàng 26/134 Giao thức IP Mục đích của giao thức IP là kết nối các mạng con thành dạng Internet để truyền dữ liệu Giao thức. .. như một giao thức đa năng cho phép bất kỳ máy tính nào ở bất cứ nơi đâu đều có thể truyền thông vào bất cứ thời điểm nào So sánh mô hình TCP/IP và mô hình OSI ta có các điểm tương đồng và các điểm khác biệt • • • • • • Các điểm tương đồng: Cả hai đều phân lớp Cả hai đều có lớp ứng dụng, từ đó chúng có thể có các dịch vụ rất khác biệt Cả hai đều có lớp mạng và lớp vận chuyển gần giống nhau Các chuyên viên . Tìm hiểu các giao thức trong VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Tìm hiểu các giao thức trong VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Các tác giả: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Phiên. nhiệm vụ Trong đề tài này em chủ các giao thức chính được sử dụng trong VoIP • Giao thức thiết lập và điều khiển cuộc gọi: H.323, SIP 2/134 • Giao thức truyền tin trên mạng TCP/IP • Các giao thức. đã lựa chọn đề tài Tìm hiểu các giao thức trong VoIP để làm đồ án tốt nghiêp. Khách thể và đối tượng nghiên cứu • Các mô hình truyền thoại trên thế giới và ở Việt Nam. • Các dịch vụ ứng dụng