giao thức khởi tạo phiên sip (session initiation protocol)

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 I.GIỚI THIỆU 2 I.THÀNH PHẦN CỦA SIP 3 1.User Agent ( UA) 4 2.Máy chủ mạng (Network Server ) 5 II.CÁC BẢN TIN CỦA SIP 8 III.HOẠT ĐỘNG CỦA SIP 11 1.Thiết lập và huỷ cuộc gọi SIP 11 IV.TÍNH NĂNG CỦA SIP 15 4.Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới 17 V.MÔ PHỎNG 18 1.Mô Hình: 18 2.Cài đặt và cấu hình: 19 1 I. GIỚI THIỆU Giao thức khởi tạo phiên (Session Initiation Protocol) là một giao thức báo hiệu được sử dụng để thiết lập các phiên trong mạng IP, một phiên có thể đơn giản là một cuộc gọi điện thoại 2 chiều, một thông báo danh sách các tin nhắn hoặc một hội nghị sử dụng truyền thông đa chiều.  SIP (Session Initiation Protocol-Giao thức khởi tạo phiên) là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà có thể thiết lập, chuyển đổi và kết thúc các phiên đa phương tiện như các cuộc điện thoại Internet. SIP cũng có thể mời các thành phần tham gia tới các phiên đang tồn tại, như các cuộc hội thảo multicast. SIP hỗ trợ trong suốt việc ánh xạ tên và tái định hướng các dịch vụ, mà hỗ trợ tính di động của con người. SIP được phát triển bởi IETF, được coi là 1 phần của cấu trúc hội thảo đa phương tiện Internet, được thiết kế để tương thích với các giao thức khác như TCP, UDP, IP, DNS…Giao thức báo hiệu cho phép hai hay nhiều đầu cuối thiết lập các phiên truyền đa phương tiện. Chức năng chính của giao thức báo hiệu: • Xác định điểm thiết bị hay ứng dụng đầu cuối • Liên lạc tới điểm đầu cuối xác định sự sẵn sàng để thiết lập phiên kết nối • Trao đổi các thông tin media để cho phép phiên kết nối được thành lập • Thay đổi các phiên đã tồn tại • Ngắt các kết nối đã tồn tại  SIP cũng có khả năng mở rộng các dịch vụ và cung cấp các thông tin về trạng thái online hoặc offline. Các chức năng đó bao gồm: • Công khai và upload trạng thái xuất hiện • Phân phát các yêu cầu về thông tin trạng thái xuất hiện • Truyền các instant messages. 2 Về đặc điểm SIP có nét tương đồng với H.323 cả hai đều có khả năng thiết lập và truyền các cuộc gọi trong mạng internet. Tuy nhiên, khác với H.323, SIP là một giao thức ngang hàng nên nó có thể xử lý được thông tin trong cấu trúc mạng phức tạp, điều này không thể có được ở các mạng ứng dụng chuẩn H.323. Tại Việt Nam, chuẩn SIP mới được đưa vào ứng dụng trong dịch vụ điện thoại Internet quốc tế kể từ cuối năm 2005. Tiên phong cho ứng dụng này là dịch vụ Voice777 của Trung tâm Viễn thông Thế hệ mới Việt Nam với nhiều tính năng vượt trội đã tạo nên một làn sóng trong ngành viễn thông nước nhà. Năm 2006, Công ty Điện toán và Truyền số liệu (VDC) và Saigon Postel cũng đang đầu tư công nghệ và đường truyền để cho ra đời những dịch vụ mới sử dụng giao thức SIP. I. THÀNH PHẦN CỦA SIP Giao thức SIP gồm hai thành phần chính là:  Đại lý trạm người dùng (user agent )  Máy chủ mạng (Network Server ) 3 Hình 1: Cấu trúc của SIP 1. User Agent ( UA) - User Agent ( UA) là một hệ thống cuối cùng hoạt động trên nhân danh của người dùng, User Agent phải có khả năng thiết lập một session của phương tiện này với các user agent khác. UA bao gồm User Agent Client (UAC) khởi tạo cuộc gọi và User Agent Server (UAS) trả lời cuộc gọi. UAS và UAC chỉ là các thực thể logic + UAC là 1 phần của User Agent mà gửi yêu cầu và nhận các đáp ứng nhận + UAS là một phần của User Agent mà nhận yêu cầu và gửi các đáp ứng. - User Agent (UA) có thể là máy điện thoại SIP hoặc máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP. ( Điện thoại SIP giống như Điện thoại VoIP hoặc điện thoại mềm,đây là các điện thoại cho phép thực hiện các cuộc gọi bằng cách sử dụng công nghệ VoIP giao thức truyền giọng nói qua Internet, điện thoại SIP chạy trên phần cứng giống như điện thoại để bàn nhưng có thể nhận và thực hiện các cuộc gọi qua internet thay vì hệ thống PSTN truyền thống, điện thoại SIP cũng có thể chạy trên phần mềm. Các tùy chọn này cho phép mọi máy tính được sử dụng như điện thoại qua tai nghe có micrô hoặc card âm thanh. Ngoài ra, cần phải kết nối 4 băng thông rộng và kết nối với nhà cung cấp VOIP hoặc máy chủ SIP). Các điểm cuối internet mà sử dụng SIP để tìm kiếm lẫn nhau và để điều chỉnh các đặc trưng tính chất phiên được gọi là user agents (UA). 2. Máy chủ mạng (Network Server ) Máy chủ mạng bao gồm: • Máy chủ ủy quyền (Proxy server) Là một chương trình trung gian, hoạt động như là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác. Các yêu cầu được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến các server khác. Một proxy có thể dịch và nếu cần thiết có thể tạo lại các bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến server khác hoặc một UA. Trong trường hợp này trường Via trong bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu. SIP cho phép sự cấu thành của cơ sở hạ tầng của các host mạng gọi là proxy servers. User Agents có thể gửi các thông tin tới một proxy server. Proxy servers là các thực thể rất quan trọng trong cơ sở hạ tầng SIP. Chúng cho phép trong việc định tuyến các lời mời session phụ thuộc vào vị trị hiện thời của người được mời, sự nhận thực, sự tính toán và một vài chức năng quan trọng nữa. Nhiệm vụ quan trọng nhất của Proxy server là định tuyến các lời mời phiên tới người được gọi. Lời mời phiên này thường sẽ để ý rất kỹ sự thiết lập các proxy cho đến khi mà nó tìm được 1 proxy mà biết được vị trí thực sự của người được gọi Proxy sẽ forward lời mời phiên một cách trực tiếp tới người được gọi mà người được gọi đó sau đó sẽ hoặc chấp nhận hoặc khước từ lời mời phiên. Có 2 loại SIP Proxy servers cơ bản là stateless và stateful • Stateless Servers Stateless server đơn giản được xem như là những người chuyển tiếp thông tin. Họ chuyển tiếp thông tin một cách độc lập với nhau. Mặc dù các thông tin được sắp xếp theo kiểu giao dịch nhưng stateless proxies không quan tâm tới vấn 5 đề này. Chúng đơn giản nhưng nhanh hơn stateful Proxy servers. Chúng có thể được sử dụng như các load balancer đơn giản, các người dịch thông tin, và các bộ định tuyến. Một trong những hạn chế của stateless proxies là chúng không có khả năng truyền lại các thông tin và thực hiện công việc định tuyến cao cấp. • Stateful servers Chúng phức tạp hơn. Trong lúc nhận yêu cầu, stateful proxies tạo ra một trạng thái và giữ nó cho đến khi sự giao dịch là kết thúc. Vì stateful proxies phải đảm bảo trạng thái này trong suốt quá trình giao dịch, nên sự hoạt động của chúng là giới hạn. Khả năng kết hợp các thông tin SIP thành các phiên giao dịch đưa ra cho stateful proxies một vài đặc điểm thú vị. Stateful proxies có thể thực hiện chia nhánh, nghĩa là trong khi nhận một tin thì 2 hoặc nhiều hơn các tin khác sẽ được gửi đi. Stateful proxies có thể “hấp thụ” việc truyền lại bởi vì chúng biết, từ trạng thái của các phiên giao dịch, nếu chúng đã nhận được cùng một thông tin rồi. Stateful proxies có thể thực hiện các phương pháp phức tạp hơn để tìm ra các user. Hầu hết các SIP proxies ngày nay là stateful vì cấu hình của chúng thường là rất phức tạp. Chúng thường thực hiện việc tính toán, chia nhánh, và tất cả những đặc trưng đó đòi hỏi một stateful proxy. • Máy chủ định vị (Location Server) : Là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí có thể của thuê bao bị gọi cho các phần mềm máy chủ ủy quyền và máy chủ chuyển đổi địa chỉ. • Máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server): Là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối. Không giống như máy chủ ủy quyền, máy chủ chuyển đổi địa chỉ không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ yêu cầu nào. Máy chủ chuyển đổi địa chỉ cũng không nhận hoặc huỷ cuộc 6 gọi. Là thực thể mà nhận yêu cầu và gửi trả lại câu trả lời với 1 danh sách vị trí hiện tại của một user đặc biệt được gọi là redirect server. Một Redirect server nhận yêu cầu và tìm kiếm người nhận trong vùng cơ sở dữ liệu, sau đó nó tạo ra một danh sách các vị trí hiện thời của user và gửi chúng tới người tạo yêu cầu. Người tạo yêu cầu sau đó trích một danh sách các đích và gửi các yêu cầu khác một cách trực tiếp đến chúng. Khi một user agent hay một proxy server nhận được 1 request nó sẽ gửi đáp ứng response. Mỗi một request phải có một đáp ứng ngoài trừ các request ACK. Các responses là giống với các request ngoại trừ dòng đầu tiên. Dòng đầu tiên của response mang theo version của giao thức (SIP/2.0), mã reply (reply code)và cụm từ reason. Reply code là một số nguyên từ 100 đến 699 và để phân ra các loại response • Máy chủ đăng ký (Register Server): Là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký, trong nhiều trường hợp máy chủ đăng ký đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhận người sử dụng. Thông thường máy chủ đăng ký được cài đặt cùng với máy chủ ủy quyền và máy chủ hay địa chỉ hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao. Mỗi lần đầu cuối được bật lên ( ví dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với máy chủ. Nếu đầu cuối cần thông báo cho máy chủ về địa điểm của mình thì bản tin REGISTER cũng được gửi đi. Nói chung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ. Chúng ta đã đề cập đến SIP proxy tại proxy.b.com biết vị trí hiện thời của Bob nhưng không đề cập đến làm thế nào để có thể học được vị trí hiện thời của user. User agent của Bob (điện thoại SIP) phải đăng kí với một một bộ phận gọi là Register. Register này là một thực thể SIP đặc biệt, chúng nhận những đăng kí từ các users, trích ra những thông tin về vị trí như địa chỉ IP, cổng, hay username… và lưu trữ những thông tin này vào trong 1 vùng cơ sở dữ liệu. Mục đích của vùng cơ sở dữ liệu này là ánh xạ sip:bob@b.com thành những thứ tương tự như sip:bob@1.2.3.4:5060. Vùng cơ sở dữ liệu sau đó được sử dụng bởi 7 proxy server của B. Khi Proxy này nhận được một lời mời cho sip:bob@b.com, nó sẽ tìm kiếm vùng cơ sở dữ liệu. Nó tìm ra sip:bob@1.2.3.4:5060 và gửi lời mời tới đó. Registrar thực chất chỉ là một thực thể logic Hình 2 chỉ ra một sự đăng kí SIP điển hình. Một thông tin đăng kí mang theo địa chỉ của bản ghi sip:jan@iptel.org và liên hệ với địa chỉ jan@1.2.3.4:5060 mà ở đó 1.2.3.4 là địa chỉ IP của điện thoại, được gửi tới Registrar. Registrar trích thông tin này ra và lưu trữ nó vào trong vùng cơ sở dữ liệu. Nếu mọi chuyện đều thuận lợi thì Registrar gửi một đáp ứng là 200 OK tới điện thoại và quá trình đăng kí được kết thúc. Hình 2 Tổng quan về đăng kí SIP Mỗi sự đăng kí đều có một vòng đời giới hạn. Sự kết thúc của trường header hoặc kết thúc của các tham số có liên quan đến trường header xác định trong bao lâu thì sự đăng kí có hiệu lực. Tác nhân user phải refresh lại sự đăng kí của nó. II. CÁC BẢN TIN CỦA SIP 8 • INVITE : khởi tạo một phiên ( bắt đầu thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi bản tin mời đầu cuối khác tham gia) • ACK: bản tin này khẳng định máy trạm đã nhận được bản tin trả lời bản tin INVITE • BYE : yêu cầu kết thúc phiên • CANCEL : hủy yêu cầu nằm trong hàng đợi • REGISTER : đầu cuối SIP sử dụng bản tin này để đăng ký với máy chủ đăng ký • OPTION : sử dụng để xác định năng lực của máy chủ • INFO : sử dụng để tải các thông tin như âm báo DTMF • Giao thức SIP có nhiều điểm trùng hợp với giao thức HTTP. Các bản tin trả lời các bản tin SIP nêu trên gồm có :  1xx – các bản tin chung • 100 Đang thử • 180 Đang đở chuông • 181 Cuộc gọi đang được chuyển hướng • 182 Đang xếp hàng đợi • 183 Phiên đang tiến hành  2xx – thành công • 200 OK • 202 được chấp nhận: dùng để tham chiếu  3xx - chuyển địa chỉ • 300 Có nhiều lựa chọn • 301 Đã dời đi vĩnh viễn • 302 Đã tạm thời dời đi • 305 Dùng Proxy • 380 Dịch vụ thay thế 9  4xx – yêu cầu không được đáp ứng • 400 Yêu cầu sai • 401 Không được quyền: Chỉ sử dụng bởi cơ quan đăng kiểm. Các proxy phải sử dụng yêu cầu cấp phép cho proxy 407 • 402 Yêu cầu trả tiền (Dự trữ để dùng trong tương lai) • 403 Cấm • 404 Không tìm thấy: Không tìm thấy người dùng • 405 Phương thức không được phép • 406 Không được chấp nhận • 407 Cần có sự cấp phép cho proxy • 408 Yêu cầu bị hết giờ không tìm thấy người dùng trong thời gian cho phép • 410 Đã không còn: Người dùng đã từng tồn tại, nhưng không còn ở đây nữa • 413 Đơn vị yêu cầu quá lớn • 414 URI của yêu cầu quá dài • 415 Kiểu phương tiện không được hỗ trợ • 416 Giản đồ URI không được hỗ trợ • 420 Phần mở rộng không đúng: sử dụng phần mở rộng của giao thức SIP không đúng, máy chủ không hiểu được • 421 Yêu cầu có phần mở rộng • 423 Quãng quá ngắn • 480 Tạm thời không hoạt động • 481 Cuộc gọi/Giao dịch không tồn tại • 482 Phát hiện thấy lặp • 483 Quá nhiều chặng trung chuyển • 484 Địa chỉ không hoàn chỉnh 10 [...]... dụng SIP SIP có thể hoạt động cùng với nhiều giao thức như : • RSVP (Resource Reservation Protocol) : Giao thức giành trước tài nguyên mạng • RTP (Real-time transport Protocol) : Giao thức truyền tải thời gian thực 15 • RTSP (Real Time Streaming Protocol) : Giao thức tạo luồng thời gian thực • SAP (Session Advertisement Protocol) : Giao thức thông báo trong phiên kết nối SDP (Session Description Protocol). .. Protocol) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa • phương tiện MIME (Multipurpose Internet Mail Extension - Mở rộng thư tín Internet đa • mục đích) : Giao thức thư điện tử • HTTP (Hypertext Transfer Protocol) : Giao thức truyền siêu văn bản • COPS (Common Open Policy Service) : Dịch vụ chính sách mở chung • OSP (Open Settlement Protocol) : Giao thức thỏa thuận mở 2 Đơn giản và có khả năng mở rộng  SIP có rất... được thiết lập IV TÍNH NĂNG CỦA SIP SIP được thiết kế phục vụ cho mục đích lâu dài của điện thoại Internet và hội nghị đa phương tiện Rất nhiều sự quan tâm được tập trung vào việc phát triển SIP để đảm bảo giao thức này trở thành cơ sở cho thông tin trên Internet Dưới đây là một số đặc điểm nổi bật tổng quát của SIP 1 Tích hợp với các giao thức đã có của IETF  Các giao thức khác của IETF có thể xây... chuyển mạch SIP có thể dễ dàng nâng cấp  Simplicity (đơn giản) không giống như các giao thức khác cho Internet và thoại, SIP sử dụng các bản tin dạng text nên có thể dễ dàng đọc được Thêm vào đó các giao thức vốn có vẫn được sử dụng ví dụ như HTTP Điều này làm cho giao thức này trở nên rất dễ khắc phục sự cố và tích hợp với các ứng dụng khác  Extensibility (Khả năng mở rộng): Người thiết kế giao thức không... họ 4 Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới  Là giao thức khởi tạo phiên trong mạng chuyển mạch gói SIP cho phép tạo ra những tính năng mới hay dịch vụ mới một cách nhanh chóng Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi (Call Processing Language) và Giao diện cổng kết nối chung (Common Gateway Interface) là một số công cụ để thực hiện điều này SIP hỗ trợ các dịch vụ thoại như chờ cuộc gọi, chuyển tiếp cuộc... Không được chấp nhận • Các bản tin SIP có khuôn dạng text, tương tự như HTTP Mào đầu của bản tin SIP cũng tương tự như HTTP và SIP cũng hỗ trợ MIME (một số chuẩn về email) III HOẠT ĐỘNG CỦA SIP 1 Thiết lập và huỷ cuộc gọi SIP 11  Phiên gọi SIP giữa 2 điện thoại không qua Proxy Hình 3 Mô tả một phiên gọi SIP giữa 2 điện thoại không qua Proxy • Máy gọi gửi một tín hiệu mời ( INVITE) • Máy được gọi gửi... Chưa khai báo: phương thức yêu cầu SIP này chưa được khai báo ở đây • 502 Gateway sai • 503 Dịch vụ không có • 504 Máy chủ bị hết giờ • 505 Phiên bản không được hỗ trợ: máy chủ không hỗ trợ phiên bản giao thức SIP này • 513 Thông điệp quá lớn • 6xx - sự cố toàn mạng • 600 Tất cả mọi nơi đều bận • 603 Từ chối • 604 Không tồn tại ở bất cứ đâu • 606 Không được chấp nhận • Các bản tin SIP có khuôn dạng text,... Extensibility (Khả năng mở rộng): Người thiết kế giao thức không thể đoán trước được tất cả các yêu cầu cho giao thức Điều này cho phép việc cải tiến và mở rộng giao thức trong khi vẫn đảm bảo hoạt động nhịp nhàng với phiên bản 16 cũ Thêm vào đó, các tuỳ chọn không được sử dụng sẽ bị loại bỏ để giao thức không bị cồng kềnh 3 Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối Do có máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng ký... thuận mở 2 Đơn giản và có khả năng mở rộng  SIP có rất ít bản tin, không có các chức năng thừa nhưng SIP có thể sử dụng để thiết lập những phiên kết nối phức tạp như hội nghị… Đơn giản, gọn nhẹ, dựa trên khuôn dạng văn bản, SIP là giao thức ra đời sau và đã khắc phục được điểm yếu của nhiều giao thức trước đây Các phần mềm của máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng kí, máy chủ chuyển đổi địa chỉ, máy chủ... xách tay, điện thoại SIP  Support for Mobility (Hỗ trợ sự di động): Mô hình SIP cho phép người sử dụng có thể di chuyển từ thiết bị đầu cuối này sang thiết bị đầu cuối khác mà không nhất thiết phải cùng loại Giao thức này đưa ra sự hỗ trợ rất mạnh cho việc uỷ nhiệm, tái định hướng, do đó người sử dụng có thể tuỳ ý lựa chọn việc che dấu hay không vị trí thực tế của họ 4 Dễ dàng tạo tính năng mới cho . cấu hình: 19 1 I. GIỚI THIỆU Giao thức khởi tạo phiên (Session Initiation Protocol) là một giao thức báo hiệu được sử dụng để thiết lập các phiên trong mạng IP, một phiên có thể đơn giản là một. truyền thông đa chiều.  SIP (Session Initiation Protocol -Giao thức khởi tạo phiên) là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà có thể thiết lập, chuyển đổi và kết thúc các phiên đa phương tiện. Reservation Protocol) : Giao thức giành trước tài nguyên mạng. • RTP (Real-time transport Protocol) : Giao thức truyền tải thời gian thực. 15 • RTSP (Real Time Streaming Protocol) : Giao thức tạo