Tìm hiểu giao thức SIP và xây dựng ứng dụng minh họa

i LI CM N Li đu tiên em xin chân thành cm n thy Hunh Minh Quang là ngi đã tn tình hng dn, ch bo em trong lúc thc hin đ tài. Nhng ý kin ca thy là vô cùng quý giá đi vi em không nhng trong lúc thc hin đ tài này mà còn là kinh nghim hu ích cho em sau này. Em cng xin chân thành cm n các thy cô trong khoa Tin Hc trng đi hc M TP.HCM đã nhit tình dy d và cung cp cho em nhng kin thc hu dng trong cuc sng. Xin cm n bn bè, anh ch em đã đng viên và chia s thông tin cho em trong khi thc hin đ tài. Cui cùng con xin cm n ba m đã chm sóc, nuôi dng con thành ngi. Mc dù đã c gng nhng vi nhng hiu bit gii hn chc chn s không tránh khi nhng thiu sót. Rt mong thy cô và các bn cm thông và ch bo. Sinh viên thc hin Lu Mnh Hùng iii Mc lc Li cm n i Nhn xét ca giáo viên hng dn ii Mc lc iii Phn I Gii thiu đ tài 1 Chng 1 Tng quan, vai trò và ý ngha ca SIP 1 1.1. Tng quan 1 1.2. Vai trò và ý ngha ca SIP 2 1.3. Các loi dch v s dng SIP 3 1.3.1. Các dch v qun lý phiên c bn 3 1.3.2. Các dch v điu khin nâng cao 4 1.3.3. Các dch v đa phng tin 4 1.3.4. Các dch v hi ngh 5 1.4. Mc tiêu ca lun vn 5 Phn II C s lý lun 6 Chng 2 Cu trúc mng SIP 6 2.1. a ch SIP 6 2.2. Chc nng SIP 6 2.2.1. Cài đt, chnh sa và kt thúc phiên 6 2.2.2. nh v ngi dùng 8 2.3. Các thành phn 9 2.3.1. User Agents (UAs) 9 2.3.2. Proxy server 9 2.3.3. Redirect Server 10 2.3.4. Registrars 11 2.3.5. Location service 11 Chng 3 T chc ca giao thc SIP 12 3.1.Thông đip SIP 12 3.1.1.Khái nim Dialog 12 3.1.2.Yêu cu 14 3.1.3.Các câu tr li 15 3.1.4.Field header 17 3.2.SIP identity 24 3.3.Giao thc SDP 25 Chng 4 Mã tình trng SIP 28 4.1.Nhóm 1 (1xx Provisional Codes) 28 4.2.Nhóm 2 (2xx Successful Status Codes) 29 4.3.Nhóm 3 (3xx Redirection Status Codes) 30 4.4.Nhóm 4 (4xx Client Failure Status Codes) 31 4.5.Nhóm 5 (5xx Server Failure Status Codes) 37 4.6.Nhóm 6 (6xx Global Failure Status Codes) 38 Chng 5 Th tc đng ký và thành lp phiên trong mng SIP 40 5.1. Th tc đng ký 40 5.1.1 .ng ký c bn 40 5.1.2. Khai báo s kin 41 5.2. Thành lp mt phiên trong SIP 42 5.2.1. Truy cp mng 42 iv 5.2.2. Khi to cuc gi 42 5.2.3. Yêu cu t máy khách 44 5.2.4. Tr li t máy ch 44 5.2.5. nh tuyn SIP 45 5.3. Chnh sa phiên SIP 46 5.4. Chm dt phiên SIP 46 Chng 6 Bo mt SIP 47 5.1. Các tn công mng 47 6.1.1. Registration Hijacking 47 6.1.2. Session Hijacking 47 6.1.3. Impersonating a Server 47 6.1.4. Tampering with Message Bodies 47 6.1.5. Tearing Down Sessions47 6.1.6. Denial of Service and Amplification 48 6.1.7. Bots and DDoS Attacks 48 6.2. Gii pháp bo mt 48 6.2.1. Network-layer security (IPSec) 48 6.2.2. Transport-layer security(TLS) 49 6.2.3. SIPS URI scheme 50 6.2.4. HTTP authentication 51 6.2.5. S/MIME 52 Phn III Cài đt giao thc và xây dng ng dng minh ha giao thc SIP 55 Chng 7 Cài đt giao thc và xây dng ng dng LEO 55 7.1. Th vin lp SIP 55 7.1.1. Các thành phn ca th vin 55 7.2. Mô t ng dng 56 7.2.1. Tng quan v ng dng 56 7.2.2. Môi trng xây dng 56 7.3. Cu trúc ng dng 56 7.3.1. Thành phn ca ng dng 56 7.4. Giao din ngi dùng và cu hình 56 7.4.1. Giao din ngi dùng 56 7.4.2. Cu hình 58 7.5. X lý logic ca ng dng 59 Nhn xét đánh giá 60 Tài liu tham kho 61 1  tài: Tìm hiu giao thc SIP và xây dng ng dng minh ha Phn I: Gii thiu đ tài Chng 1: Tng quan, vai trò và ý ngha ca SIP 1.1. Tng quan: S quan tâm đi vi internet và các dch v truyn thông đa phng tin ngày càng tng. Nhng ngi s dng internet trc đây ch đ lt web bây gi li say mê các dch v nh chat (Instant Messaging), game trc tuyn, gi đin thoi và trao đi Video trên mng. Có nhiu dch v cung cp trên mng internet da trên mng IP, có th chia làm 3 nhóm theo quan đim ca ngi s dng là: • Dch v Infotainment: là dch v ngi dùng có th truy cp thông tin và các ng dng gii trí t các máy ch t xa ví d nh Web. • Dch v Streaming: cho phép ngi dùng truy cp trc tuyn hoc download các media (phim, nhc,v.v). • Dch v Communication: cho phép ngi này giao tip vi ngi khác s dng các media khác nhau nh đin thoi hay gi th. 2 Dch v Communication có th chia làm 2 loi: dch v trc tuyn và dch v không trc tuyn. • Trong dch v trc tuyn chúng ta cn phi ni kt đng thi đ vic truyn thông có th xy ra ngay lp tc nh đin thoi, chi c hay chat. • Trong dch v không trc tuyn không cn thit phi kt ni cùng lúc đ truyn thông xy ra nh gi th đin t. Không nh nhng loi dch v khác, tín hiu đóng vai trò quan trng trong dch v truyn thông đa phng tin trên mng IP. SIP (Session Initiation Protocol) là giao thc tín hiu mc ng dng nên vai trò ca nó rt quan trng trong các dch v truyn thông đa phng tin. SIP không thay th các dch v khác đang tn ti nh HTTP, SMTP, POP3, IMAP4 mà nó đc thit k đ b sung cho nhng dch v và các giao thc đang tn ti nh web hay th đin t và khi kt hp vi nhng giao thc này, SIP ha hn mt h thng truyn thông trên mng IP bao gm tt c các dch v có th thc hin trong th gii thc. 1.2. Vai trò và ý ngha ca SIP: Gi s có hai ngi cn truyn thông ging nói trên internet là A và B, c hai ngi đu có máy tính kt ni internet, microphone, loa chng trình chuyn đi âm thanh thành tín hiu s, đóng gói và gi đi thông qua giao thc RTP và ngc li. Khi A nói vào microphone, ging nói s đc chuyn đi thành tín hiu s và đc chng trình máy tính gi đn B thông qua giao thc RTP.  gói d liu âm thanh đn đc B, gói d liu phi cha đa ch ca B. Khi máy ca B nhn đc gói d liu s chuyn đi gói thành tín hiu s và phát ra loa. 3 Có mt s vn đ cn xem xét nh sau: • Khi mt bên mun báo hiu cho bên kia là s bt đu giao tip thì làm th nào? • Bên gi yêu cu cng mun bit là yêu cu ca mình đc thc hin cha, bên nhn đang chp nhn yêu cu và đã chp nhn cha đ bên gi bt đu nói. • Phng thc mã hóa d liu media ca bên gi và bên nhn có ging nhau không? • Nu thay vì mt ngi s dng máy tính th nht thì h mun s dng máy tính th hai có đa ch IP khác thì làm sao? Nhng vn đ trên chng t cn nhng thông tin thêm đ điu khin cách truyn thông thc hin. Nhng thông tin điu khin này là các tín hiu và đc gi gia 2 máy tính ca A và B theo giao thc tín hiu. SIP là giao thc vn chuyn nhng loi thông tin này. 1.3. Các loi dch v s dng SIP: 1.3.1. Các dch v qun lý phiên c bn: SIP có th s dng trong các loi truyn thông đa phng tin sau: Voice communication: Truyn thông ging nói. 4 Video communication: Truyn thông video. Instant Messaging communication (IM): Trao đi tin nhn trc tuyn. Text over IP: Trao đi vn bn thi gian thc. Peer-to-peer gaming: game trc tuyn. Whiteboarding: S dng mt bng v đ trao đi thông tin gia nhng ngi dùng. File transfer: Chia s file. Ngoài ra có th kt hp nhng dch v này mt s nh: • Voice và video. • Voice và IM. • Voice và Real-Time Text. • Voice và File Transfer. • Voice và Gaming. • Voice và Whiteboarding. 1.3.2. Các dch v điu khin nâng cao: Mt s dch v SIP cung cp thêm là: • Xác đnh ngi khi to phiên: SIP bao gm thông tin đnh danh ca ngi gi có th đc th hin đn ngi nhn. Ngc li SIP cng có th ngn đnh danh ca ngi gi th hin cho ngi nhn. • Xác đnh có multimedia trong phiên hay không? Khi to cng có th bao gm ni dung đa phng tin trong yêu cu khi to phiên đ cnh báo cho ngi nhn. Ni dung đa phng tin có th là nhc chuông, hình nh,v.v. • Chn cuc gi: ng dng chn cuc gi có th cn c vào các tham s khác nhau. Chng hn nh da vào ngi khi to, ni đn, ni dung đa phng tin hay nhng tham s khác nh ngày gi. • Gi cuc gi: Dch v này d dàng s dng vi SIP/SDP vì SDP đã cung cp đnh ngha cho vic hot đng và không hot đng ca media đc gi hoc đc nhn. • Chuyn cuc gi. Dch v này d dàng s dng bng cách chnh sa các tham s SIP cái th hin ni đn ca cuc gi khi các điu kin phù hp din ra (chng hn ngi nhn không tr li) 1.3.3. Các dch v đa phng tin: Mt s dch v: • Voice mail: Cho phép ngi gi có th đ li tin nhn ca h đ ngi nhn có th nghe li sau. 5 • Music on hold: Cho nghe nhc khi ch đi. • Ringback tones: Chuông cnh báo cuc gi đn. • Do not disturb: Ngi gi đc chuyn đn mt menu vi mt s tham s đc cu hình. 1.3.4. Các dch v hi ngh: • Multiparty call: Nhiu ngi cùng hi thoi. • Dial-in conferences: Nhng ngi tham gia quay 1 s đnh trc tham gia. • Dial-out conferences: Server đc cu hình đ bt đu hi ngh  thi gian xác đnh. 1.4. Mc tiêu ca lun vn: Vi tm quan trng ca h thng SIP nh ta đã thy mc tiêu ca lun vn là tìm hiu giao thc SIP và cài đt giao thc, xây dng ng dng minh ha giao thc SIP. Vi mc tiêu tìm hiu giao thc SIP lun vn s trình bày v h thng SIP bao gm cu trúc mng SIP, chc nng SIP, các thành phn h thng SIP. Bên cnh đó nó miêu t cách thc t chc ca h thng SIP, th tc đng ký trong mng SIP. Ngoài ra nó còn trình bày vn đ bo mt trong mng SIP. Vi mc tiêu cài đt giao thc, xây dng ng dng minh ha lun vn s tp trung vào cài đt giao thc vi các lp h tr cho hot đng mng SIP. Bên cnh đó là ng dng nh s dng th vin lp giao thc đã cài đt nhm minh ha rõ nét hn mt ng dng ca SIP. 6 Phn II: C s lý lun Chng 2: Cu trúc mng SIP 2.4. a ch SIP: Trong mng SIP mt ngi s dng đc xác đnh thông qua SIP URI. SIP URI là mt URI (Universal Resource Identifier) cha đng thông tin đ khi to và duy trì mt phiên truyn thông vi các tài nguyên. Ví d SIP URI: sip:client1@abc.com Mt SIP URI là lc đ sip: bao gm 2 phn đc chia bi ký hiu @. • Phn ngi dùng chn đ xác đnh tài nguyên đc cp đa ch. Trong ví d trên là: client1. • Phn 2 dùng xác đnh ngun cung cp tài nguyên. Nó có th là tên domain hoc đa ch IP và port.Ví d trên là: abc.com. SIP URI có th ch ngi s dng ,server và mt s loi sau: • nh danh chung ca ngi dùng nh sip:client1@abc.com • a phng ca ngi dùng. • Server SIP nh: sip:193.53.24.3 • Mt nhóm ngi dùng. • Mt dch v. 2.5. Chc nng SIP: SIP là giao thc tín hiu nó gii quyt 2 khía cnh ch cht là: • Cài đt, chnh sa và kt thúc phiên. • nh v ngi dùng. 2.5.1. Cài đt, chnh sa và kt thúc phiên: Chc nng chính ca SIP là khi to phiên truyn thông đa phng tin. S dng SIP mt ngi có th gi tín hiu mun truyn thông ca h đn mt ngi khác và ngi đó có th chp nhn hay t chi li mi đó. SIP cng có th s dng đ chnh sa phiên. Ví d nh thêm mt thành phn media mi vào phiên. Chc nng cui cùng ca vic qun lý phiên là chm dt phiên. Bt k ngi nào tham gia vào phiên có th s dng SIP đ chm dt vic truyn thông và vic gi nhn media. Mt phiên có th din ra nh sau: 7 ̇ Bên mun thành lp cuc gi s gi yêu cu cho bên nhn. H thng SIP s chuyn li mi này đn bên nhn. ̇ Khi yêu cu đc chuyn nó s mt chút thi gian đ bên nhn chp nhn hoc t chi li mi do đó bên gi cn phi đc thông báo là yêu cu đang đc x lý. H thng SIP s chuyn nhng thông tin báo đang đc x lý đn bên gi đ tránh bên gi tip tc gi li yêu cu. ̇ Nu bên nhn yêu cu chp nhn yêu cu thì bên gi cn bit đc thông tin đó đ bt đu thành lp cuc gi. SIP s chuyn thông tin v s chp nhn đn bên gi. ̇ Vic thng nht các tham s đ giao tip nh s mã hóa và gii mã ging nói và video. SIP s s dng vic mô t phiên đ thc hin chc nng này. ̇ Gi s lúc đu phiên có truyn thông c audio và video. Trong khi giao tip mt bên có th mun không truyn video na. Lúc này SIP s chnh sa phiên, mt mô t phiên mi không có video s gi đn bên kia và nu yêu cu đc chp nhn thì lúc này ch còn truyn ging nói. ̇ Sau khi giao tip mt bên mun ngt cuc gi chm dt đàm thoi thì h thng SIP s chm dt phiên. [...]... a giao th c SIP 3.1 Thông i p SIP: Các thành ph n SIP là các thành ph n logic ch không ph i là thành ph n v t lý M t thành ph n v t lý nh Server có th h tr nhi u thành ph n logic Các thành ph n SIP ph i có kh n ng x lý thông i p SIP g i là các l p Có các l p sau: Cú pháp và mã hóa: Là l p c n thi t, cú pháp và mã hóa c n ph i hi u thông d ch ho c x lý các thông i p SIP L p v n chuy n: dùng ph n SIP. .. u b m và sau 200ms nó s g i Provisional Codes VD: SIP/ 2.0 100 TRYING VIA: SIP/ 2.0/UDP 128.10.10.1 FROM: ABC TO: CBA CALL-ID: 82167534@126.18.27.0 CSEQ: 1 INVITE CONTENT LENGTH: 0 4.1.2 Mã 180 Ringing: Mã này c g i b i UAS Nó báo cho user bi t yêu c u ang và UAC s d ng g i chuông báo n ng i g i VD: SIP/ 2.0 180 RINGING VIA: SIP/ 2.0/UDP 128.10.10.1 FROM: ABC ... server s i g i sau VD: SIP/ 2.0 182 QUEUED VIA: SIP/ 2.0/UDP 128.10.10.1 FROM: ABC TO: CBA CALL-ID: 82167534@126.18.27.0 CSEQ: 1 INVITE CONTENT LENGTH: 0 a vào hàng 4.1.5 Mã 183 Session Progress: Mã này c s d ng báo v i ng i t o yêu c u là yêu c u ang x lý VD: SIP/ 2.0 183 SESSION PROGRESS VIA: SIP/ 2.0/UDP 128.10.10.1 FROM: ABC TO: CBA ... u tiên s c lo i b Contact: < sip: abc@5.4.3.2 > 20 Nh hình trên yêu c u BYE c nh tuy n tr c ti p gi a hai ng dùng trên c s SIP URI trong Contact header i 3.1.4.6 Record-Route and Route: C hai header Record-Route và Route ch a ng danh sách các SIP URI M i danh sách ch a m t chu i các proxy Các SIP URI này ch a a ch IP hay tên mi n và port Các header ROUTE c s d ng b i UA và proxy nh tuy n yêu c u theo... media c a thân thông i p Thông i p SIP có th ch a i t ng SDP trong thân thông i p 3.1.4.10 Content-Length: Header Content-Length ch rõ kích c thân thông i p 23 Content-Length: 349 3.1.4.11 Content-Encoding: Ch rõ lo i mã hóa gì c s d ng trong thân thông i p 3.2 SIP identity: Tài nguyên trong m ng SIP nh d ng c a các URI nh sau: c xác nh thông qua SIP URI và SIPS URI sip: user:password@host:port;uri-parameters?headers... SIP khác t o các thông i p và g i trên m ng L p giao d ch: ch u trách nhi m qu n lý, truy n l i các câu tr l i c u n các thành n các yêu Các ng i dùng giao d ch: ch u trách nhi m t o các thông i p nh INVITE, h y b giao d ch, xác nh a ch Trong các l p trên 2 l p u là c n thi t ph i có 3.1.1 Khái ni m Dialog: Khi 2 thi t b giao ti p v i nhau chúng trao i nh ng thông i p (là các giao d ch) Ví d m t i n... r ng SDP Có th phân lo i thu c tính m c phiên và m c media ̇ Sendrec: Ng i g i mu n g i và nh n media ̇ Recvonly: Ng i g i ch nh n không g i media ̇ Sendonly: Ng i g i ch g i không nh n media ̇ Inactive: ng i g i không g i và không nh n media 27 Ch ng 4: Mã tình tr ng SIP Mã tình tr ng th hi n tình tr ng giao ti p tình tr ng c phân thành 6 lo i: h u ích và d qu n lý h n mã 4.1 Nhóm 1 (1xx Provisional... câu tr l i n yêu c u và trao i các thông i p khác (xem nh là m t dialog v i thi t b khác) M t phiên có th có nhi u dialog nh hình sau: 12 M i dialog c n m t dialog ID b t ngu n t SIP header Khi UAC g i yêu c u nó mong ch câu tr l i Câu tr l i c n nh ng header nh TO, FROM CALL ID Header TO và FROM c n tham s TAG s d ng tính dialog ID Dialog ID là duy nh t trong UAC và UAS SIP là giao th c d ng text có... thi t b c a ng i dùng và nh danh chung c l u vào b ng ch a d li u Khi có cu c g i n thi t b c a ng i dùng, cu c g i s nh tuy n n server k t h p v i thi t b ó, truy v n DNS có a ch IP và g i tín hi u n ng i dùng 8 2.6 Các thành ph n: 2.6.1 User Agents (UAs): M t UA bao g m 2 thành ph n: User Agent Client (UAC) và User Agent Server (UAS) UAC ch u trách nhi m t o yêu c u SIP m i và nh n câu tr l i UAS... nh n b i UAC UAC nh n mã 200 OK s g i ACK n UAS và phiên c thành l p VD: SIP/ 2.0 200 OK VIA: SIP/ 2.0/UDP 128.10.10.1 zyx.com:5060;branch=z9hG4bK63x2f FROM: ABC tag=9hz34567sl TO: cba tag=1df789jkf SUPPORTED: INVITE, ACK, BYE, CANCEL, OPTIONS, MAX FORWARDS: 70 CALL-ID: 82167534@126.18.27.0 CSEQ: 1 INVITE CONTACT: ABC CONTENT TYPE: application/sdp . ca h thng SIP nh ta đã thy mc tiêu ca lun vn là tìm hiu giao thc SIP và cài đt giao thc, xây dng ng dng minh ha giao thc SIP. Vi mc tiêu tìm hiu giao thc SIP lun vn. 6.2.3. SIPS URI scheme 50 6.2.4. HTTP authentication 51 6.2.5. S/MIME 52 Phn III Cài đt giao thc và xây dng ng dng minh ha giao thc SIP 55 Chng 7 Cài đt giao thc và xây dng. Tìm hiu giao thc SIP và xây dng ng dng minh ha Phn I: Gii thiu đ tài Chng 1: Tng quan, vai trò và ý ngha ca SIP 1.1. Tng quan: S quan tâm đi vi internet và các