Nghiên cứu tổng đài VOICE IP và cài đặt hệ thống tổng đài VOICE IP cho mạng LAN

LỜI CÁM ƠN Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình, nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới tập thể các thầy giáo, cô giáo khoa Công nghệ thông tin của trường Đại học Lạc Hồng đã đào tạo cho chúng tôi những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Trước hết chúng tôi xin chân thành cảm những người thân trong gia đã luôn gần gũi, động viên và tạo mọi điều kiện tốt để chúng tôi hoàn thành luận văn này. Nhóm nghiên cứu xin được gửi lời tri ân sâu sắc nhất đến thầy Ths Nguyễn Hoàng Liêm và anh Ks Trần Vũ đã hướng dẫn tận tình và quan tâm, động viên chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Chúng tôi cũng vô cùng cảm ơn sự nhiệt tình của các nhóm bạn đã giúp đỡ nhóm nghiên cứu chúng tôi rất nhiều trong quá trình tìm kiếm tài liệu và góp ý cho bài làm của chúng tôi được tốt hơn. Mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này, nhưng do kiến thức còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong quý thầy cô và bạn bè thông cảm và đóng góp ý kiến cho nhóm nghiên cứu. Chúng tôi xin gửi lời chúc sức khỏe và thành đạt tới tất cả quý thầy cô cùng các bạn. Biên Hòa, Tháng 11 năm 2013 Nhóm sinh viên thực hiện Phạm Minh Dũng - Lâm Thị Hải Lý MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Lịch sử nghiên cứu 2 2.1. Trên thế giới 2 2.2. Trong nước 2 3. Mục tiêu nghiên cứu 3 4. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3 5. Phương pháp nghiên cứu 3 6. Những đóng góp của đề tài và những vấn đề chưa thực hiện được 3 7. Kết cấu của đề tài: 3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 1.1. Khái niệm VoIP: 5 1.2. Các mô hình mạng VoIP: 7 1.2.1. Mô hình PCto PC: 7 1.2.2. Mô hình PC to Phone: 8 1.2.3. Mô hình Phone to Phone: 8 1.3. Giao thức vận chuyển của VoIP 9 1.3.1. Mô hình TCP/IP: 9 1.3.1.1. Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) 10 1.3.1.2. Giao thức IP (Internet Protocol) 12 1.3.2. Giao thức UDP (User Datagram Protocol) 16 1.3.3. Giao thức RTP (Real – time Transport Protocol) 16 1.4. Giao thức báo hiệu SIP: 19 1.4.1. Các thành phần của SIP: 20 1.4.1.1 User Agent – UA: 20 1.4.1.2. Network Servers: 20 1.4.2. Các loại thông điệp SIP 21 1.4.3. Giao thức đặc tả phiên SDP (Session DescriptionProtocol): 22 1.4.5. Mô tả cuộc gọi thông qua SIP: 25 1.5. Hệ thống Asterisk 27 1.5.1. Giới thiệu Asterisk 27 1.5.2. Lịch sử của Asterisk 27 1.5.3. Kiến trúc Asterisk 29 1.5.4. Một số tính năng cơ bản của Asterisk 32 1.5.4.1. Hộp thư thoại (Voicemail) 32 1.5.4.2. Chuyển hướng cuộc gọi (Call Forwarding) 32 1.5.4.3. Hiển thị số đang gọi đến (Caller ID) 32 1.5.4.4. Hội thoại (Conference Call) 33 1.5.4.5. Tổng đài trả lời tự động 33 1.5.4.6. Thời gian (Time and Date) 33 1.5.4.7. Call Parking 33 1.5.4.8. Remote Call Pickup 33 1.5.4.9. Quản lý cuộc gọi (Privacy Manager) 34 1.5.4.10. Backlist 34 1.5.4.11. Chi tiết cuộc gọi (Call Detail Records) 34 1.5.4.12. Ghi âm cuộc gọi (Call Recording) 34 1.5.5. SIP trong Asterisk 30 1.5.6. Một số lệnh cơ bản trong Asterisk 32 1.5.7. Dial Plan 35 1.5.7.1. Context 36 1.5.7.2. Extensions 36 1.5.7.3. Priority 37 1.5.7.4. Application 37 1.5.7.5. Biến trong Dial Plan 38 1.5.7.6. Pattern Matched 39 1.5.7.7. Một số extensions đặc biệt. 41 1.6. Tiểu kết 41 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI 42 2.1. Về phần cứng 42 2.2. Về phần mềm 42 2.3. Chức năng của hệ thống: 42 2.4. Xây dựng hệ thống tổng đài 43 2.4.1. Mô hình tổng thể: 43 2.4.2. Các bước cài đặt 44 2.4.3. Cấu hình cho tổng đài Asterisk 47 2.4.3.1. Cấu hình qua giao diện FreePBX GUI 47 2.4.3.2. Xây dựng tính năng Voicemail 55 2.4.3.3. Xây dựng tính năng hội thoại (Conference Call) 58 2.4.3.4. Cấu hình tính năng Music On Hold: 60 2.4.3.5. Xây dựng tính năng tổng đài trả lời tự động (IVR) 62 2.4.4. Kết nối hai tổng đài Asterisk. 64 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 68 3.1. Cấu hình softphone đăng kí tới tổng đài 68 3.2. Thực hiện cuộc gọi giữa các extension cùng tổng đài 70 3.3. Thực hiện cuộc gọi từ các extension ra ngoài mạng PSTN 70 3.4. Thực hiện cuộc gọi mạng PSTN vào tổng đài Asterisk 71 3.5. Thực hiện cuộc gọi giữa các extension thông qua đường Trunk 72 3.4. Để lại tin nhắn thoại Voicemail 73 3.5. Truy cập vào hộp thư thoại 73 3.6. Tham gia vào một cuộc hội thoại Conference Call 75 3.7 Đánh giá hệ thống 76 3.8. Những vấn đề về bảo mật cần cân nhắc trong VOIP 78 3.8.1. Lỗ Hổng Bảo Mật trong Hệ thống VoIP. 78 3.8.1.1. Tấn công phát lại (Replay attack): 78 3.8.1.2. Tấn công từ chối dịch vụ (DoS): 78 3.8.1.3. Tấn công ARP 78 3.8.1.4. Lỗ hổng với IP phone và Softphone 80 3.8.1.5. Spam trong VoIP 80 3.8.2. Một Số Giải Pháp Bảo Mật Cho Hệ Thống VoIP 81 3.8.2.1. VLAN 81 3.8.2.2. Firewalls 83 3.8.2.3. VPN (Virtual private network) 83 3.9. Giải pháp xây dựng tổng đài VoIP cho trường Đại học Lạc Hồng. 84 TỔNG KẾT 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2 PHỤ LỤC 3 DANH MỤC VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải thích AA Automated Attendant AH Authenticaion Header API Application programming interface ARP Address Resolution Protocol GSM Global System for Mobile Communications HTTP Hypertext Tranfer Protocol IAX Inter – Asterisk eXchange ICMP Internet Control Message Protocol IETF Internet Engineering Task Force IGMP Internet Group Message Protocol IP Internet Protocol IPSec Internet Protocol Security ISDN Integrated Services Digital Network ITU International Telecommunication Union ITU–T ITU Telecommunication Standardization Sector IVR Interactive Voice Respone L2F Layer two Forwarding L2TP Layer 2 Tunneling Protocol LAN Local Area Network MAC Media Access Control MC Multipoint Controller OSI Open Systems Interconnection PBX Private Branch Exchange PC Personal computer PPP Point – to – Point Protocol PPTP Point – to – Point Tunneling Protocol PSTN Public Switched Telephone Network QOS Quality of Service RAS Registration, Admission and Status RR Receiver Report RSVP Resource Reservation Protocol RTP Real – time Transport Protocol SPIT Spam over Internet Telephony SR Sender Report SRTCP Secure RTCP SRTP Secure Real Time Transport Protocol TCP Transmission Control Protocol TDM Time – division multiplexing UAC User Agent Client UAS User Agent Server UDP User Data Protocol UNISTIM Unified Network Stimulus URG Urgent URI Uniform resource identifier VOIP Voice over IP VPN Virtual private network WAV Waveform Audio File Format WWW World Wide Web DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình ảnh Mô tả Trang Hình 1.1 Mô hình PC to PC 8 Hình 1.2 Mô hình PC to Phone 8 Hình 1.3 Mô hình Phone to Phone 9 Hình 1.4 Mối liên hệ giữa mô hình OSI và mô hình TCP/IP 10 Hình 1.5 TCP header 11 Hình 1.6 Các cột trong IPv4 header 13 Hình 1.7 Các cột trong IPv6 header 15 Hình 1.8 Tiêu đề UDP 16 Hình 1.9 Phần cố định của RTP header 18 Hình 1.10 Phần mở rộng của RTP header 19 Hình 1.11 Mô hình thực hiện việc gọi điện giữa 2 máy sử dụng một proxy server. 26 Hình 1.12 Kiến trúc Asterisk. 29 Hình 2.1 Mô hình tổng thể tổng đài Asterisk. 43 Hình 2.2 Cài đặt Asterisk – Chọn gói cài đặt Asterisk 44 Hình 2.3 Cài đặt Asterisk – Chọn time zone 44 Hình 2.4 Cài đặt Asterisk – thiết lập mật khẩu user Root 45 Hình 2.5 Cài đặt Asterisk – Thiết lập ổ cứng 45 Hình 2.6 Cài đặt Asterisk – Quá trình cài đặt 46 Hình 2.7 Cài đặt Asterisk – Quá trình cài đặt hoàn tất 47 Hình 2.8 FreePBX GUI 47 Hình 2.9 Login vào FreePBX 48 Hình 2.10 Giao diện web của FreePBX – Tình trạng của hệ thống FreePBX 48 Hình 2.11 Thêm một extensions 49 Hình 2.12 Thông tin cho extensions mới (1) 50 Hình 2.13 Thông tin cho extensions mới (2) 50 Hình 2.14 Chọn extenion muốn chỉnh sửa 51 Hình 2.15 Chỉnh sửa extension 52 Hình 2.16 Một user SIP hoàn chỉnh. 53 Hình 2.17 Menu Voicemail Admin 53 Hình 2.18 Voicemail Admin 54 Hình 2.19 SIP Trunk hai tổng đài 64 Hình 2.20 Đặt tên cho đường trunk (231) 64 Hình 2.21 Thông tin Peer và User của đường Trunk (231) 65 Hình 2.22 Outbound Routes (231) 65 Hình 2.23 Thông tin Peer và User của đường Trunk (232) 66 Hình 2.24 Outbound Routes (232) 66 Hình 3.1 Chương trình softphone X-Lite 68 Hình 3.2 Của sổ SIP Account 68 Hình 3.3 Đăng kí tài khoản thành công 69 Hình 3.4 Gọi giữa hai extension cùng tổng đài 70 Hình 3.5 Gọi từ extension ra PSTN 70 Hình 3.6 Gọi từ PSTN vào các extension 71 Hình 3.7 Gọi giữa hai extension thông qua SIP Trunk 72 Hình 3.8 Để lại tin nhắn Voicemail 73 Hình 3.9 Nghe lại tin nhắn Voicemail 74 Hình 3.10 Tham gia hội thoại 75 Hình 3.11 Tình trạng tổng đài 76 Hình 3.12 Network usage 77 Hình 3.13 CPU usage 77 Hình 3.14 Memory usage 77 Hình 3.15 ARP spoofing 79 Hình 3.16 ARP redirection 79 Hình 3.17 Voice VLAN 81 Hình 3.18 VLAN phân theo chức năng 82 Hình 3.19 Trường Đại học Lạc Hồng khi chưa sử dụng VoIP 84 Hình 3.20 Trường Đại học Lạc Hồng khi sử dụng VoIP 85 Hình 3.21 Định tuyến cuộc gọi tối ưu 86 Hình 3.22 Đường trunk tới Gateway sử dụng SIM 87 Hình 3.23 Đường trunk tới Gateway sử dụng line điện thoại 87 Hình 3.24 Đường route gọi ra ngoài theo nhà mạng Vinaphone 88 DANH MỤC BẢNG Bảng Mô tả Trang Bảng 1.1 Một số lệnh cơ bản trong Asterisk 35 Bảng 1.2 Pattern Match 39 Bảng 1.3 Một số extensions đặc biệt. 41 Bảng 3.1 Thông số server 76 Bảng 3.2 ARP cache của A 79 Bảng 3.3 Giá cước điện thoại cố định 85 Bảng 3.4 Chi phí tiết kiệm khi dùng VoIP 85 Bảng 3.5 Giá cước điện thoại di động 89 Bảng 3.6 Chi phí tiết kiệm khi dùng SIM 89 Bảng 3.7 Chi phí đầu tư 90 -1- PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, cùng với sự phát truyển của kinh tế – xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng cao. Bởi vậy ngành điện tử viễn thông có một vai trò đặc biệt quan trọng, nhất là trong thời buổi bùng nổ thông tin như hiện nay. Các hệ thống viễn thông trở thành phương tiện rất hữu ích cho việc trao đổi thông tin. Thông tin càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, nó đặt nên một vấn đề là truyền đạt thông tin như thế nào để thông tin đi được nhanh nhất, chính xác nhất và chi phí sử dụng phải thấp nhất. Công nghệ truyền giọng nói qua mạng Internet ra đời như là một cuộc các mạng của hệ thống viễn thông. Voice over IP (VoIP) có thể thực hiện tất cả các dịch vụ gọi thông thường như trên mạng điện thoại công cộng (PSTN) và nhiều dịch vụ nâng cao khác như chuyển tiếp cuộc gọi, voice mail, tổng đài trả lời tự động (IVR) Đối với những doanh nghiệp có nhiều chi nhánh đã có sẵn hạ tầng mạng Internet và các trang thiết bị liên lạc nội bộ sử dụng trong tổng đài PBX (Private Branch eXchange: Tổng đài điện thoại nội bộ) việc triển khai hệ thống VoIP này sẽ không đòi hỏi doanh nghiệp đó phải đầu tư gì nhiều về cơ sở hạ tầng và trang thiết bị, mà khả năng mở rộng là rất lớn và dễ dàng khi doanh nghiệp có nhu cầu mở thêm một chi nhánh mới, trong khi đó việc mở rộng tổng đài PBX và phát triển mạng nội bộ mới là khá tốn kém. VoIP ngày càng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu mà người tiêu dùng đặt ra như chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp các dịch vụ thoại lẫn phi thoại. Với những ưu điểm của mình công nghệ VoIP sẽ ngày một phát triển trong tương lai. Việc tìm hiểu và xây dựng các ứng dụng trên công nghệ VoIP là điều cần thiết và sẽ mang lại những lợi ích to lớn.Trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu chúng tôi nhận thấy tầm quan trọng của VoIP trong đời sống hiện nay và tính thực tiễn cao của nó [...]... Bên cạnh đó vì là tổng đài có sẵn nên khó có thể nào tích hợp thêm các dịch vụ khác bên ngoài -3- 3 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu tổng đài Voice IP và cài đặt hệ thống tổng đài VoiceIP cho mạng nội bộ của công ty hoặc tổ chức 4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu về hệ thống tổng đài VoIP sử dụng giao thức báo hiệu SIP, sau đó xây dựng thử nghiệm hệ thống với phần... Asterisk trên hệ điều hành Linux - Nghiên cứu, cài đặt và cấu hình cho phép hệ thống tổng đài Asterisk trong mạng IP có thể gọi ra ngoại mạng điện thoại thông thường và ngược lại 6 Những đóng góp của đề tài và những vấn đề chưa thực hiện được Đề tài đã thực hiện thành công các cuộc gọi từ mạng IP tới mạng điện thoại thông thường và ngược lại Tạo tiền đề cho việc xây dựng hệ thống tổng đài VoIP đầy đ và hoàn... đề tài: Nghiên cứu tổng đài Voice IP và cài đặt hệ thống tổng đài VoiceIP cho mạng LAN làm đề tài tốt nghiệp 2 Lịch sử nghiên cứu 2.1 Trên thế giới Theo tài liệu tư vấn khách hàng và định hướng phát triển công nghệ của nhiều tập đoàn hàng đầu thế giới như Avaya, Siemens, Cisco, AudioCodes, AlcatelLucent, đều tập trung vào phát triển trên nền tảng IP, trong đó các dịch vụ, ứng dụng thoại VoIP được... trên nền hệ điều hành Linux 5 Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu giao thức báo hiệu của VoIP So sánh các giao thức báo hiệu đã tìm hiểu được từ đó lựa chọn giao thức báo hiệu phù hợp để ứng dụng vào hệ thống - Tìm hiểu giao thức vận chuyển tín hiệu thoại của VoIP - Tìm hiểu cách thức tấn công trong mạng VoIP từ đó có thể đưa ra các giải pháp nhằm bảo mật hệ thống VoIP - Nghiên cứu, cài đặt và cấu hình... pháp nghiên cứu cũng như những đóng góp mới của đề tài Bên cạnh đó cũng chỉ ra mặt hạn chế mà đề tài chưa thực hiện được để giúp mọi người có cái nhìn rõ hơn Phần nội dung chính: gồm 3 chương Chương 1: Cơ sở lý thuyết Trình bày tổng quan về hệ thống tổng đài VoIP, các giao thức vận chuyển, báo hiệu trong VoIP, Asterisk Chương 2: Thiết kế và xây dựng hệ thống tổng đài Nêu cách xây dựng hệ thống tổng đài. .. tổng đài và các chức năng của tổng đài như: Voicemail, Conference Call … Chương 3: Kết quả đạt được Các chức năng đạt được sau khi hoàn thiện tổng đài và vấn đề bảo mật của hệ thống tổng đài Phần kết luận: Kết luận chung cho toàn bộ đề tài Đánh giá, nhận xét tổng quan, hướng phát triển của đề tài trong tương lai -5- CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm VoIP: Voice over Internet Protocol (VoIP) là... Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet VoIP là một trong những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay không chỉ đối với các nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ VoIP có thể thiết lập cuộc gọi như hệ thống mạng PSTN và gửi Fax qua mạng dữ liệu dựa trên IP với chất lượng dịch... gọi và nhiều nữa Tích hợp đa dịch vụ sẽ tiết kiệm chi phí đầu tư nhân lực, chi phí xây dựng các mạng riêng lẻ  Khả năng mở rộng: Nếu như các hệ tổng đài điện thoại thường là những hệ thống kín, việc thêm đường điện thoại hoặc thêm số máy nhánh thường đòi hỏi phải nâng cấp những phần cứng đắt tiền.Trong một số trường hợp, -6- bạn yêu cầu hệ thống điện thoại phải được thay thế mới hoàn toàn .Hệ thống tổng. .. hình PC to PC Với mô hình này cho phép thiết lập cuộc gọi từ mạng máy tính được trang bị phần mềm truyền thoại trên mạng đến bất kì máy điện thoại nào trên mạng PSTN và ngược lại PSTN INTERNE T Gateway Hình 1.2: Mô hình PC to Phone Để thực hiện được cuộc gọi qua mạng nói trên, hệ thống phải được trang bị các gateway là thành phần giao tiếp giữa mạng VoIP với mạng PSTN truyền thống Gateway sẽ thực hiện... cả các host trong mạng và trong liên mạng đều được cung cấp một địa chỉ IP duy nhất Theo giao thức IPv4, mỗi địa chỉ IP gồm 32 bit và được chia làm 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D, E Các lớp A,B,C được sử dụng để định danh các host trên các mạng Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicast, còn lớp E được dành cho những ứng dụng cho tương lai • Định tuyến (Routing): giúp xác định đường đi cho gói tin khi . và cài đặt hệ thống tổng đài VoiceIP cho mạng nội bộ của công ty hoặc tổ chức. 4. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu về hệ thống tổng đài VoIP sử dụng giao. VoIP - Nghiên cứu, cài đặt và cấu hình Asterisk trên hệ điều hành Linux. - Nghiên cứu, cài đặt và cấu hình cho phép hệ thống tổng đài Asterisk trong mạng IP có thể gọi ra ngoại mạng điện thoại. bày tổng quan về hệ thống tổng đài VoIP, các giao thức vận chuyển, báo hiệu trong VoIP, Asterisk. Chương 2: Thiết kế và xây dựng hệ thống tổng đài Nêu cách xây dựng hệ thống tổng đài và các