xây dựng và thiết kế một hệ thống thoại đáp ứng trong thực tế cho các doanh nghiệp nhỏ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 1 - LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ đề tài tốt nghiệp này, chúng em đã được sự giúp đỡ của rất nhiều người. Việc cám ơn sau khi hoàn thành đề tài tốt nghiệp là một điều tất yếu. Trước hết chúng em xin được cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Viễn Thông và nhất là cô Phạm Thị Xuân Phương, người đã chịu trách nhiệm hướng dẫn đề tài này. Cô đã tạo hướng đi, hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành tốt công việc được giao. Những kiến thức mà chúng em có được trong quá trình hoàn thành luận văn chắc chắn sẽ giúp ích rất nhiều cho chúng em sau này. Kế đến, chúng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã khích lệ tinh thần, hỗ trợ kinh phí trong quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn các thành viên cộng đồng mã nguồn mở, những người tiên phong luôn muốn làm cho thế giới hoàn thiện hơn về công nghệ, đã không ngần ngại chia sẽ kỹ thuật cũng như công nghệ. Một lần nữa xin cảm ơn tất cả mọi người! TPHCM, tháng 8 năm 2008 Nguyễn Thanh Hiếu Nguyễn Thanh Phước ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 2 - MỤC LỤC: MỤC TIÊU, YÊU CẦU VÀ HƯỚNG GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 10 Chương 1: CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI VÀ BÁO HIỆU TRONG 12 MẠNG VoIP 12 1.1 VoIP là gì? 12 1.2 Giao thức TCP/IP 13 1.2.1 Giới thiệu về mạng IP 13 1.2.2 Giao thức IP (Internet Protocol) 15 1.2.3 Địa chỉ IP 17 1.2.4 Định tuyến - Routing 18 1.2.5 Giao thức TCP (Transport Control Protocol) 18 1.2.6 UDP (User Data Protocol) 19 1.3 RTP (Real Time Protocol) 20 1.4 RTCP (Real-time Transport Control Protocol) 23 1.5 RSVP (Resource Reservation Protocol) 24 1.6 Bộ giao thức H.323 26 1.7 SIP (Session Initation Protocol) 29 1.8 MGCP ( Media Gateway Control Protocol) 32 1.9 NAT (Network address translator) 35 1.10 Giao thức IAX (Inter Asterisk eXchange) 35 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ASTERISK 37 2.1 Giới thiệu 37 2.2 Kiến trúc asterisk 38 2.3 Một số tính năng cơ bản 40 2.3.1 Voicemail (hộp thư thoại) 41 2.3.2 Call Forwarding(chuyển cuộc gọi) 41 2.3.3 Caller ID (hiển thị số gọi) 42 2.3.4 Automated attendant (chức năng IVR) 42 2.3.5 Time and Date 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 3 - 2.3.6 Call Parking 43 2.3.7 Remote call pickupe 43 2.3.8 Privacy Manager 43 2.3.9 Backlist 43 2.4 Các ngữ cảnh ứng dụng 43 2.4.1 Tổng đài voip IP PBX 43 2.4.2 Kết nối IP PBX với PBX 43 2.4.3 Kết nối giữa các server Asterisk 44 2.4.4 Các ứng dụng IVR, VoiceMail, Điện Thoại Hội Nghị 44 2.4.5 Chức năng Phân phối cuộc gọi tự động ACD (Automatic Call Distribution) 44 Chương 3: MỘT SỐ KHÁI NIỆM TRONG HỆ THỐNG ASTERISK 45 3.1 PBX - Private Branch Exchange 45 3.1.1 Âm hiệu mời quay số (Dial tone): 45 3.1.2 Âm hiệu báo bận (Busy tone): 46 3.1.3.Âm hiệu hồi âm chuông (Ring back tone): 47 3.1.4.Tín hiệu chuông (Ring tone): 47 3.1.5 Tín hiệu số quay: 48 3.2 PSTN – Public Switched Telephone Network 49 3.3 TDM – Time Division Multiplexing 50 3.4 Các hình thức báo hiệu giao tiếp TDM 50 3.4.1 FXO và FXS 50 3.4.2 Báo hiệu Analog giữa đầu cuối và tổng đài 51 3.4.3 Báo hiệu giữa các tổng đài 51 3.5 Thiết Bị VoIP 52 3.5.1 Voip Phone 52 3.5.2 Softphone 52 3.5.3 Card giao tiếp với PSTN 53 3.5.4 ATA Analog Telephone Adaptors 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 4 - 3.6 Codecs 54 3.7 QoS – Quality of Service 55 3.7.1 Độ trễ 55 3.7.2 Độ trượt(Jitter) 56 Chương 4: CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH ASTERISK 60 4.1 Cài đặt asterisk 60 4.2 Tổ Chức Thư Mục của Asterisk 62 4.2.1 /etc/asterisk/ 62 4.2.2 /usr/lib/asterisk/modules/ 63 4.2.3 /var/lib/asterisk 63 4.2.4 /var/spool/asterisk/ 64 4.2.5 /var/run/ 65 4.2.6 /var/log/asterisk/ 65 4.2.7 /var/log/asterisk/cdr-csv 66 4.3 Một số lệnh thao tác trên hệ thống asterisk 66 4.4 Tập tin cấu hình 67 4.5 Các kiểu ảnh hưởng trong tập cấu hình 68 4.5.1 Simple Group 69 4.5.2 Option inheritance 69 4.5.3 Complex Entity 70 4.6 Giới Thiệu DialPlan 70 4.6.1 Extentions 71 4.6.2 Priorities – Thứ tự thực hiện 72 4.6.3 Aplications – Các hàm ứng dụng 73 4.6.3.1 Ứng dụng Playback() và Goto() 73 4.6.3.2 Ứng dụng GotoIf( ) 75 4.6.4 Contexts - Ngữ cảnh 76 4.6.5 Chỉ định Pattern 78 4.6.6 Include 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 5 - 4.6.7 Sử dụng Database Asterisk 81 4.6.8 Các biểu thức căn bản: 82 Chương 5: MÔ HÌNH THỰC HIỆN 86 5.1 Một số mô hình sử dụng trong thực tế 86 5.1.1 Mô hình đơn site 86 5.1.2 Mô hình đa site xử lý cuộc gọi phân tán 87 5.1.3 Mô hình đa site xử lí cuộc gọi tập trung 88 5.1.4 Mô hình đa site xử lý cuộc gọi kết hợp 89 5.2 Mô hình triển khai hệ thống Asterisk 91 5.3 Cấu hình phần cứng 92 5.3.1 Cấu hình thiết bị Grandstream 488 92 5.3.2 Lắp đặt Card X100P và cấu hình 95 5.4 Khai báo kênh SIP 97 5.5 Khai báo kênh IAX 100 5.6 Cấu hình Softphone 101 5.6.1 Cấu hình Softphone Xlite 101 5.6.2 Cấu hình Softphone Zoiper 102 5.7 Xây dựng IP-PBX 103 5.7.1 Cuộc gọi nội bộ giữa hai thuê bao sử dùng cùng giao thức báo hiệu 104 5.7.2 Cuộc gọi nội bộ giữa hai thuê bao sử dùng khác giao thức báo hiệu 106 5.7.3 Cuộc gọi ra ngoài PSTN 107 5.8 Xây dựng các dịch vụ 108 5.8.1 IVR (Interactive voice response) 108 5.8.2 Voicemail (hộp thư thoại) 110 5.8.3 Call Forwarding (chuyển cuộc gọi) 112 5.8.3.1 Chuyển cuộc gọi tức thời 112 5.8.3.2 Chuyển cuộc gọi khi bận 113 5.8.3.3 Chuyển cuộc gọi khi không trả lời 115 5.8.4 Call Transfer 116 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 6 - 5.8.5 Call Parking 117 5.8.6 Call Pickup 120 5.8.7 Meetme (chức năng hội nghị) 121 5.8.8 DND (Do not Disturb - Dịch vụ chống làm phiền ) 127 5.8.9 DISA (Direct Inward System Access) 128 5.8.10 Asterisk RealTime Architecture 131 5.8.11 CDR (Call Detail Record) 135 5.9 Dial Plan-Liên kết các dịch vụ 139 PHỤ LỤC 149 PHỤ LỤC 1: CÀI ĐẶT FEDORA CORE 5 149 PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ CÂU LỆNH SỬ DỤNG TRONG MYSQL VÀ PHP 158 PHỤ LỤC 3: HƯỚNG DẪN PHẦN MỀM BẮT GÓI ETHEREAL 159 PHỤ LỤC 4: CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT: 162 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 7 - BẢNG CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Mô hình tổng quan 11 Hình 1.1 Mô hình tham chiếu OSI và mô hình TCP/IP 14 Hình 1.2: Đóng gói dữ liệu của user thành khung Ethernet 14 Hình 1.3: Tiêu đề gói dữ liệu IP 15 Hình 1.4: Các lớp của địa chỉ IP 17 Hình 1.5: Ví dụ về điều khiển luồng dùng cửa sổ trượt 19 Hình 1.6: Định dạng gói tin UDP 20 Hình 1.7: Cấu trúc gói tin RTP 21 Hình 1.8: Cấu trúc gói tin RTCP 24 Hình 1.9: Mối quan hệ giữa Flowspec và Fliterspec 26 Hình 1.10: Các giao thức sử dụng trong H.323 26 Hình 1.11: Một số bản tin RAS thông dụng 27 Hình 1.12: Các thông điệp Q.931 thông dụng 27 Hình 1.13: Các thành phần của H.323 28 Hình 1.14: Tiến hành cuộc gọi trong H.323 28 Hình 1.15: Các thành phần trong SIP 29 Hình 1.16: Tiến hành cuộc gọi trong SIP với proxy server 31 Hình 1.17: Các thành phần cơ bản trong MGCP 32 Hình 1.18: Tiến hành cuộc gọi trong MGCP 33 Hình 1.19: Minh họa hoạt động của NAT 35 Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát 38 Hình 2.2: Sơ đồ khối của asterisk 39 Hình 3.1: Âm hiệu Dial tone 46 Hình 3.2: Âm hiệu báo bận 46 Hình 3.3: Âm hiệu ring back tone 47 Hình 3.4: Âm hiệu rung chuông 47 Hình 3.5: Ma trận nút nhấn 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 8 - Hình 3.6 a) Máy điện thoại vai trò FXO kết nối với FXS (PSTN), Hình b) PBXkết nối với FXO và FXS, Hình c) ATA đóng vai trò như FXS để kết nối với máy điện thoại vai trò FXO 51 Hình 3.7: Điện thoại VoIP 52 Hình 3.8: Điện Thoại Softphone 53 Hình 3.9 Card TDM22B gồm 4 port 2 FXS và 2 FXO 53 Hình 3.10: Thiết bị ATA 54 Hình 3.11: Các thuật toán codec 55 Hình 3.12: Nguyên nhân gây ra jitter 57 Hình 4.1: Cấu trúc thư mục 65 Hình 4.2: Một ví dụ về file cấu hình 68 Hình 4.3: Các kiểu ảnh hưởng trong tập tin cấu hình 68 Hình 5.1: mô hình đơn site 86 Hình 5.2: Mô hình đa site phân tán 88 Hình 5.3: Mô hình đa site tập trung 89 Hình 5.4: Mô hình đa site kết hợp 90 Hinh 5.5: Mô hình triển khai hệ thống asterisk 91 Hình 5.6: Grandstream 488 93 Hình 5.7: Giao diện cổng phone của Grandstream 488 94 Hình 5.8: Giao diện cổng line của Grandstream 488 95 Hình 5.9 : Card X100P 95 Hình 5.10: Cấu hình điện thoại x-lite 101 Hình 5.11: Khai báo user điện thoại x-lite 102 Hình 5.12: Cấu hình điện thoại zoiper 102 Hình 5.13: Khai báo user điện thoại zoiper 103 Hình 5.14: Mô hình thực hiện cuộc gọi nội bộ cùng giao thức 104 Hình 5.15: Các bản tin trong cuộc gọi nội bộ 105 Hình 5.16: Mô hình thực hiện cuộc gọi nội bộ khác giao thức 106 Hình 5.18: Các bản tin cuộc gọi ra ngoài PSTN 108 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 9 - Hình 5.19: Mô hình minh họa thực hiện dịch vụ IVR 109 Hình 5.20: Các bản tin khi thực hiện chuyển cuộc gọi tức thời 113 Hình 5.21: Các bản tin khi thực hiện chuyển cuộc gọi khi bận 114 Hình 5.22: Các bản tin thực hiện chuyển cuộc gọi khi không trả lời 116 Hình 5.23: Các bản tin khi thực hiện dịch vụ transfer 117 Hình 5.24: Các bản tin khi thực hiện dịch vụ call parking 120 Hình 5.25: Các bản tin khi thực hiện dịch vụ call pickup 121 Hình 5.26: Mô hình thực hiện hội nghị 122 Hình 5.27: Các bản tin khi thực hiện chức năng hội nghị 127 Hình 5.28: Mô hình thực hiện dịch vụ DISA 129 Hình 5.29:Các gói tin khi thực hiện dịch vụ DISA 131 Hình 5.30: Giao diện web chi tiết cuộc gọi 139 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG ĐÀI IP SVTH: NGUYỂN THANH HIẾU GVHD: Ths. PHẠM THỊ XUÂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH PHƯỚC - 10 - MỤC TIÊU, YÊU CẦU VÀ HƯỚNG GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Ngày nay với việc phát triển bùng nổ của công nghệ mạng. Hầu hết các công ty đều xây dựng một mạng LAN hay một mạng WAN riêng cho mình. Việc tích hợp mạng thoại dựa trên hạ tầng mạng sẵn có sẽ làm giảm chi phí lắp đặt cũng như sử dụng khi gọi nội bộ. Việc nghiên cứu một vài mô hình ứng dụng mạng điện thoại trên cơ sở đã có mạng hạ tầng sẵn có để áp dụng triển khai cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ là một điều cần thiết. Hiện nay, trên thực tế đã có rất nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đã xây dựng mạng điện thoại trên nền tảng IP cho riêng mình sử dụng các server tổng đài của các hãng khác nhau. Đề tài sẽ xây dựng và thiết kế một hệ thống thoại đáp ứng trong thực tế cho các doanh nghiệp nhỏ. *Mục tiêu Mục tiêu đặt ra là hệ thống thoại thực hiện sẽ có một server tổng đài thực hiện xử lí các cuộc gọi trong mạng nội bộ và đi ra ngoài. Các thuê bao nội bộ trong mạng gọi cho nhau mà doanh nghiệp không phải tốn một chi phí về cước viễn thông nào. Hơn nữa, hệ thống sẽ được xây dựng các dịch vụ như voicemail, chuyển cuộc gọi, hội nghị v.v. mà chỉ có ở những tổng đài số đắt tiền. *Yêu cầu Các điện thoại trong mạng LAN có thể gọi cho nhau, cũng như gọi ra ngoài PSTN, gọi ra ngoài internet thông qua một nhà cung cấp dịch vụ VoIP. Tất cả đều được xử lí thông qua một server. Các thuê bao ở ngoài gọi vào sẽ nghe được lời chào của doanh nghiệp đã được định trước. Các thuê bao nội bộ có thể sử dụng được nhiều dịch vụ như mong muốn. Xây dựng một trang web hiển thị chi tiết các cuộc gọi đã gọi. Sử dụng một cơ sở dữ liệu cần thiết để hệ thống có thể đáp ứng theo thời gian thực. * Hướng giải quyết đề tài: Chọn lựa server là phần mềm mã nguồn mở chuyển mạch asterisk được cài trên cơ sở hệ điều hành linux. Hai PC sử dụng hai softphone có hai giao thức báo hiệu khác nhau. Một analogphone thông qua ATA tham gia vào hệ thống. Hai [...]... trên c các router trong m ng RSVP thi t l p và duy trì k t n i duy nh t cho m t lu ng d li u, xác l p m t h th ng qu n lý th t các gói và t o modun i u khi n qu n lý các ngu n tài nguyên c a các nút m ng khác nhau RSVP ưa ra m t mô hình t i ưu liên k t các d li u t m t ngu n t i nhi u ích RSVP óng vai trò qu n lý m t cách l p các host ích t thích nghi các tham s ch t lư ng gi a kh năng cung c p và nhu... Server Proxy Server Hình 1.15: Các thành ph n trong SIP - Các user agent: Nó bao g m các client phát ra thông i p và các server áp ng thông i p ó Trong các trư ng h p thì c hai u n m trong m t user agent - Proxy server: Chúng ưa các thông i p n các server khác, cũng có th là nhi u proxy server ho c chúng ưa tr c ti p n u cu i - Redirect server: Chúng nh n ư c các yêu c u SIP và ánh x thông i p t không... NAT Trong Giao th c RTP như chúng ta ã bi t ó là tho i ư c chuy n trên hai ư ng khác nhau là ư ng phát và ư ng thu, V n NAT n m ch tín hi u tho i t bên ngoài vào bên trong qua giao th c RTP không th c hi n ư c còn chi u ngư c l i thì th c hi n t t Hay nói cách khác v n NAT làm cho các cu c g i t Internet àm tho i vào các máy n i b qua NAT thì không nghe ư c, còn trong trư ng h p các cu c g i t các. .. ch p nh n nh ng yêu c u ăng ký t các user agent Register thư ng là vùng ph cùng v i proxy server và redirect server Tuy nhiên nó cũng h u d ng cho vi c di ng c a user và cho vi c nh n th c c a user cũng như thu ti n d ch v Tính ch t này cũng ư c s d ng cho các rãnh (track) user * Các b n tin trong giao th c SIP và ph n h i: - INVITE: B t u th c hi n cu c g i b ng cách g i b n tin m i u cu i khác tham... Hình 1.12: Các thông i p Q.931 thông d ng * Các thành ph n c a H.323: - Terminal: là các u cu i trong m ng, có th là i n tho i IP ho c là các PC… - Gateway: th c hi n chuy n li u Nó i gi a các nh d ng audio, video và d ng th i th c hi n vi c thi t l p và hu b cu c g i trong m ng IP và m ng chuy n m ch (Switched Circuit Network – SCN) - Gatekeeper: cung c p vi c i u khi n c p cu c g i n các u cu i c... ch ngu n và IP header ph i mang tên tương t Các a ch ích Các trư ng tương ng trong a ch IP có Hình 1.4: Các l p c a Nó có th nh n ích M i dài 32 bit a ch IP a ch cho 4 tri u host v i kho ng cách dài này M t a ch IP ư c vi t như là giá tr 4 byte và ư c ngăn b i d u ch m, ví d như là 10.1.13.5 Lý do c a vi c trình bày này là do s phân c p t ch c trong Internet M i a ch IP bao g m ph n m ng và ph n host... này Trong giao th c H323, vi c truy n các lu ng voice ch là 1 trong các ng d ng c a nó, và ph n chính c a giao th c chính là vi c chia s d li u và video * Các giao th c s d ng trong H.323: Tính năng Giao th c Call Signalling H.225 Media Control H.245 Audio Codecs G.711, G.722, G.723, G.728, G.729 Video Codecs H261, H263 Data Sharing T.120 Media Transport RTP/RTCP Hình 1.10: Các giao th c s d ng trong. .. i u khi n các gateway thông qua các thành ph n i u khi n n m bên ngoài m ng MGCP s d ng mô hình k t n i tương t như SGCP d a trên các k t n i cơ b n gi a thi t b u cu i và gateway Các k t n i có th là k t n i i m- i m ho c k t n i a i m * Các thành ph n cơ b n trong MGCP: Hình 1.17: Các thành ph n cơ b n trong MGCP - u cu i (Endpoints): Tương ng v i i m liên m ng gi a m ng chuy n m ch m ch và m ng chuy... miêu t các báo hi u thích h p và các s ki n c a giai o n thi t l p cu c g i Bây gi thì gateway A và gateway B có miêu t phiên c n thi t thi t l p các phiên RTP mà các audio v n chuy n qua ó - ph n k t thúc c a cu c g i, m t trong các u cu i nh n ra s chuy n ti p gác máy Trong ví d này, user trên gateway A gác máy B i vì call agent ã yêu c u gateway ph i thông báo s ki n này nên gateway thông báo cho call... NGHI P T NG ÀI IP các ng d ng mà nh ng thông tin này không ư c nh nghĩa trong các ch d n c a giao th c RTP - Payload Type (7 bit): ch rõ lo i thông tin ư c ch a trong các gói - Serquence Number (16 bit): cung c p s th t c a các gói Cách này như m t cơ ch giúp bên thu có th thu úng th t các gói tin, nh n ra gói tin b m t Các gói tin b m t s không ư c truy n l i, chúng s kh c ph c b ng cách s d ng m t . thống thoại đáp ứng trong thực tế cho các doanh nghiệp nhỏ. *Mục tiêu Mục tiêu đặt ra là hệ thống thoại thực hiện sẽ có một server tổng đài thực hiện xử lí các cuộc gọi trong mạng nội bộ và đi. nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đã xây dựng mạng điện thoại trên nền tảng IP cho riêng mình sử dụng các server tổng đài của các hãng khác nhau. Đề tài sẽ xây dựng và thiết kế một hệ thống. nghiên cứu một vài mô hình ứng dụng mạng điện thoại trên cơ sở đã có mạng hạ tầng sẵn có để áp dụng triển khai cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ là một điều cần thiết. Hiện nay, trên thực tế đã có