Giải pháp mở rộng hệ thống VOIP với giao thức SIP và các phần mềm mã nguồn mở cho hạ tầng nghiệp vụ ngành thuế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THANH LONG GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THANH LONG GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu mạng máy tính Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG XUÂN TÙNG Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đạt luận văn sản phẩm riêng cá nhân tôi, không chép lại người khác Trong toàn nội dung luận văn điều trình bày cá nhân tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích dẫn hợp pháp Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, ngày 26 tháng 03 năm 2015 Nguyễn Thanh Long MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG HIỆN TRẠNG MẠNG VOIP NGÀNH THUẾ 12 1.1 Mô hình kết nối mạng VoIP ngành Thuế 12 1.2 Hiện trạng sử dụng 13 1.3 Các vấn đề tồn 13 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 14 2.1 Giải pháp nâng cấp hệ thống 14 2.2 Giải pháp mở rộng hệ thống Opensource 14 2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp 15 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ HỖ TRỢ 18 3.1 Giao thức báo hiệu 18 3.1.1 Giao thức SCCP 18 3.1.2 Giao thức báo hiệu H.323 21 3.1.3 Giao thức báo hiệu SIP 28 3.1.4 So sánh lựa chọn giao thức báo hiệu 38 3.2 Phần mềm tổng đài thoại IP hỗ trợ SIP phổ biến 41 3.2.1 Asterisk 41 3.2.2 FreeSWITCH 43 3.3 Lựa chọn công nghệ hỗ trợ triển khai 45 CHƯƠNG TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ 46 4.1 Triển khai giải pháp 46 4.2 Mô hình triển khai 46 4.3 Phần mềm thông số máy chủ 47 4.3.1 Máy chủ tổng đài thoại (FusionPBX FreePBX) 47 4.3.2 Máy chủ solarwinds 48 4.3.3 Phần mềm SIPp 50 4.4 Đánh giá hệ thống 51 4.4.1 Đánh giá lực hệ thống 51 4.4.2 Đánh giá chất lượng gọi 55 4.5 Thực đánh giá chất lượng hỗ trợ 57 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT B2BUA Back-to-back user agent CDR Call Detail Record CMR Call Management Record CNTT Công nghệ Thông tin CT Cục Thuế CUCM Cisco Unified Communications Manager MCU Multipoint Control Unit MOS Mean Opinion Score IVR Interactive Voice Response PBX Private Branch Exchange TCT Tổng cục Thuế RTP Real-time Transport Protocol SCCP Skinny Call Control Protocol SDP Session Description Protocol SIP Session Initiation Protocol VoIP Voice over Internet Protocol WAN Wide Area Network DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng ước lượng chi phí nâng cấp 16 Bảng 3.1 Các tin SCCP đăng ký phone 19 Bảng 3.2 Các tin SCCP kiểm tra trạng thái cảnh báo 20 Bảng 3.3 Các tin SCCP nhấc điện thoại 20 Bảng 3.4 Các tin SCCP thực gọi 21 Bảng 3.5 Các tin yêu cầu SIP 30 Bảng 3.6 Tổng thể tin đáp ứng SIP 30 Bảng 3.7 Chi tiết tin đáp ứng SIP 31 Bảng 3.8 Các thành phần tin yêu cầu SIP 33 Bảng 3.9 Các thành phần tin đáp ứng SIP 33 Bảng 3.10.Bảng so sánh giao thức báo hiệu SIP H.323 38 Bảng 4.1 Bảng thông số máy chủ tổng đài FreePBX 47 Bảng 4.2 Bảng thông số máy chủ tổng đài FusionPBX 48 Bảng 4.3 Bảng chất lượng gọi 49 Bảng 4.4 Bảng thông số máy chủ giám sát Solarwinds 49 Bảng 4.5 Bảng thông số máy chủ chạy SIPp 50 Bảng 4.6 Các tham số thực kiểm thử hiệu 52 Bảng 4.7 Kết kiểm thử hiệu tổng đài FreePBX 52 Bảng 4.8 Kết kiểm thử hiệu tổng đài FusionPBX 53 Bảng 4.9 Bảng kết gọi IP Phone 55 Bảng 4.10.Bảng kết gọi hệ thống CUCM FreePBX 56 Bảng 4.11.Các thông số ghi CDR Reports 57 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình kết nối logic mạng VoIP ngành Thuế 12 Hình 2.1 Mô hình giải pháp nâng cấp hệ thống 14 Hình 2.2 Mô hình giải pháp mở rộng 15 Hình 3.1 Các thành phần mạng SCCP 18 Hình 3.2 Cấu trúc tin SCCP 19 Hình 3.3 Các thành phần mạng H.323 22 Hình 3.4 Sơ đồ khối thiết bị đầu cuối H.323 22 Hình 3.5 Giao thức báo hiệu H.323 24 Hình 3.6 Thiết lập báo hiệu H.323 trực tiếp hai thiết bị đầu cuối 25 Hình 3.7 Thiết lập báo hiệu H.323 định tuyến qua Gatekeeper 26 Hình 3.8 Báo hiệu định tuyến thông qua 02 Gatekeeper 27 Hình 3.9 Báo hiệu trực tiếp hai thiết bị đầu cuối hai vùng dịch vụ 28 Hình 3.10.Các thành phần mạng SIP 29 Hình 3.11.Cơ chế hoạt động theo máy chủ Proxy 35 Hình 3.12.Cơ chế hoạt động theo máy chủ Redirect 36 Hình 3.13.Cơ chế hoạt động theo máy chủ B2BUA 37 Hình 3.14.Sơ đồ tổng quát Asterisk 42 Hình 3.15.Kiến trúc Asterisk 42 Hình 3.16.Kiến trúc FreeSWITCH 45 Hình 4.1 Mô hình triển khai 46 Hình 4.2 Mô hình đánh giá lực hệ thống 51 Hình 4.3 Thời gian đáp ứng cho gọi FreePBX 53 Hình 4.4 Thời gian đáp ứng cho gọi FusionPBX 54 Hình 4.5 Mô hình đánh giá chất lượng gọi 55 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành nội dung luận văn nhận nhiều giúp đỡ từ quan, đoàn thể cá nhân Trước hết xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giảng dạy, trang bị cho kiến thức quý báu suốt trình học tập trường Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Hoàng Xuân Tùng – Người thầy trực tiếp hướng dẫn trình xây dựng hoàn thành luận văn Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình, bạn bè người động viên, giúp đỡ nhiệt tình để hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 26 tháng 03 năm 2015 Học viên Nguyễn Thanh Long MỞ ĐẦU Xu hướng thoại qua IP (VoIP - Voice over Internet Protocol) ngày phát triển mạnh năm qua, lợi ích công nghệ ngày thể rõ Chất lượng gọi dùng công nghệ không thua công nghệ thoại truyền thống mà hỗ trợ nhiều dịch vụ giá trị gia tăng mà điện thoại truyền thống làm hay chi phí đắt Tại việt nam, với phát triển mạnh mẽ mạng Internet với công nghệ cáp quang chi phí ngày giảm nên việc áp dụng Voice over Internet ngày phổ biến Một số nhà cung cấp dịch vụ phát triển hệ thống từ lâu dịch vụ giá trị gia tăng, nhà cung cấp dịch vụ thoại Telco, hệ thống chăm sóc khách hàng Không nằm xu hướng phát triển chung, Tổng cục Thuế đầu tư hệ thống VoIP từ năm 2010 mở rộng vào năm 2011 với chức tổng đài thoại cho Cục Công nghệ Thông tin - Tổng cục Thuế tổng đài nội ngành từ Tổng cục đến 63 Cục Thuế Việc kết nối thông qua mạng hạ tầng truyền thông thông suốt ngành Tài từ cấp trung ương đến địa phương (Cục Chi cục Thuế) Tuy nhiên, đến thời điểm hệ thống phát sinh số vấn đề sau: - Hệ thống hoạt động phiên cũ, không cập nhật tính tối ưu công nghệ Các thiết bị sử dụng hết khấu hao, không hỗ trợ xử lý lỗi từ hãng cung cấp - Một số tính yêu cầu cho công việc chưa đầu tư, số lượng license mua không đủ đáp ứng số lượng người dùng mở rộng đến phòng ban khác - Mô hình ứng dụng ngành Thuế chuyển dần từ phân tán thành tập trung, nên đầu mối hỗ trợ tập trung Tổng cục Thuế Hàng năm, với 10000 gọi hỗ trợ qua điện thoại ứng dụng hệ thống (theo thống kê từ báo cáo hàng năm Cục CNTT) Do đó, vấn đề đáp ứng chất lượng hỗ trợ đòi hỏi ngày cao, hệ thống chưa hỗ trợ cho việc đánh giá Trên sở đó, luận văn đề xuất phương án mở rộng hệ thống VoIP nhằm đáp ứng số yêu cầu sau: Mở rộng số lượng người dùng; Xây dựng số tính đáp ứng cho yêu cầu công việc Sau phân tích chọn phương án mở rộng cách sử dụng giao thức SIP phần mềm mã nguồn mở đáp ứng tốt yêu cầu Tiến hành kiểm thử theo bước đề xuất giải pháp phân tích, rút số kết sau: - Hệ thống mở rộng đáp ứng tốt yêu cầu công việc bao gồm: kết nối tốt đến hệ thống tổng đài chạy Tổng cục Thuế qua giao thức SIP, giúp mở rộng số lượng người dùng; Các thông tin chức ghi âm gọi chi tiết giúp đánh giá chất lượng hỗ trợ người dùng 10 Hình 3.16 Kiến trúc FreeSWITCH 3.3 Lựa chọn công nghệ hỗ trợ triển khai Căn công nghệ có phân tích trên, dự kiến áp dụng công nghệ triển khai sau: - Giao thức báo hiệu: sử dụng giao thức SIP theo phân tích mục 3.1.4 - Phần mềm tổng đài hỗ trợ: chưa có phân tích đánh giá cụ thể phần mềm đáp ứng tốt nên dự kiến cài đặt tổng đài để đánh giá khả phần mềm Để dể dàng cho việc triển khai nhanh chóng hiệu quả, có số phần mềm hỗ trợ giao diện đồ họa cài đặt Asterisk Freeswitch sau:  FreePBX: phần mềm mã nguồn mở cài đặt tảng Asterisk  FusionPBX: phần mềm mã nguồn mở cài đặt tảng Freeswitch Cả hai phần mềm hỗ trợ giao diện đồ họa có chức hoàn toàn miễn phí đáp ứng yêu cầu triển khai 45 CHƯƠNG TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ 4.1 Triển khai giải pháp Dựa giải pháp công nghệ lựa chọn chương chương 3, đưa bước lớn để triển khai giải pháp sau: - Xây dựng tổng đài: cài đặt 02 tổng đài (FreePBX FusionPBX) 02 máy chủ riêng biệt có cấu hình phần cứng - Tích hợp (trunking) hệ thống tổng đài cũ với tổng đài xây dựng để thoại hệ thống - Cài đặt softphone (X-Lite Qutecom) Tổng cục Cục Thuế để chạy thử tính thoại, bao gồm thoại hệ thống cũ hệ thống - Mở cổng firewall Tổng cục Cục Thuế để softphone đăng ký tổng đài - Kích hoạt tính ghi âm cho số điện thoại tạo tổng đài mới, gọi điện thoại qua số lấy thông tin ghi ghi âm, phục vụ cho việc đánh giá chất lượng hỗ trợ người sử dụng Việc triển khai chi tiết cho đầu mục không đưa vào tài liệu này, đưa mô hình thông số chung Ngoài ra, để đánh giá khả đáp ứng hệ thống tổng đài xây dựng, tiến hành thực số đánh giá sau: - Đánh giá lực hệ thống hai tổng đài - Đánh giá chất lượng gọi qua hệ thống tổng đài với trường hợp sau: Các thiết bị IP Phone chạy hệ thống tổng đài cũ; Thiết bị IP Phone hệ thống tổng đài cũ đến softphone chạy hệ thống tổng đài 4.2 Mô hình triển khai IP IP IP IP IP IP Hình 4.1 Mô hình triển khai 46 Mô hình giải pháp bao gồm thành phần: 01 máy chủ tổng đài chạy FreePBX 01 máy chủ tổng đài chạy FusionPBX; 01 máy chủ chạy phần mềm Solarwinds để đánh giá chất lượng gọi; phần mềm softphone hỗ trợ SIP cài đặt máy trạm người dùng để sử dụng thoại (người dùng Tổng cục Cục Thuế) Ngoài ra, sử dụng thêm 01 máy trạm chạy phần mềm SIPp để đánh giá lực tổng đài xây dựng Với mô hình triển khai trên, dự kiến đưa 02 máy chủ cài đặt vào vùng mạng đặt hệ thống tổng đài để dể dàng cho việc triển khai, tránh trường hợp bị firewall chặn cổng kết nối 4.3 Phần mềm thông số máy chủ 4.3.1 Máy chủ tổng đài thoại (FusionPBX FreePBX) - Phần mềm tổng đài FreePBX [8]: mã nguồn mở dựa web GUI (giao diện đồ họa người dùng), điều khiển quản lý tổng đài Asterisk FreePBX cấp phép theo giấy phép GNU General Public thành phần FreePBX Distro (một hệ thống với PBX CentOS linux cài đặt sẵn) FreePBX phiên vào năm 2004 đăng ký công ty Digium Năm 2013 2015, FreePBX tiếp quản công ty Schmooze.Com Sangoma Technologies Corporation Phiên FreePBX là: FreePBX 2.11 - hỗ trợ cho Asterisk 11 FreePBX 12 BETA hỗ trợ cho Asterisk 12 Trong phần triển khai sử dụng phiên FreePBX 2.11 để cài đặt cấu hình tích hợp với hệ thống tổng đài có Tổng cục Thuế, thông số máy chủ FreePBX theo bảng 4.1 bên Bảng 4.1 Bảng thông số máy chủ tổng đài FreePBX Máy chủ Tổng đài FreePBX Server BL460 G1 OS SHMZ release 6.5 (Final) CPU Cores, 2,66 GHz Ram 8Gb HDD x 73Gb IP 10.64.90.250 Netmask 255.255.255.0 Gateway 10.64.90.1 - Phần mềm tổng đài FusionPBX [10]: tương tự FreePBX, FusionPBX dự án mã nguồn mở dựa web GUI phát triển từ năm 2009 nhóm nhà phát triển FusionPBX có tính phong phú, đa 47 tảng, tùy biến cao, khả mở rộng giao diện web nhanh để quản lý FreeSWITCH Dự án bắt đầu với gói FreeSWITCH pfSense, phát triển nhiều hệ điều hành với phiên khác Linux, BSD, Windows, MAC OS X nhiều hệ điều hành khác Việc lưu trữ liệu chuyển từ lưu trữ liệu XML pfSense đến PHP Data Objects (PDO), cung cấp khả sử dụng SQLite, PostgreSQL, MySQL công cụ liệu khác Phiên phát triển 3.8, phần triển khai sử dụng phiên 3.6.3 để cài đặt kiểm tra lực hệ thống, thông số máy chủ FusionPBX theo bảng 4.2 bên Bảng 4.2 Bảng thông số máy chủ tổng đài FusionPBX Máy chủ Tổng đài FusionPBX Server BL460 G1 OS Ubuntu 14.04 CPU Cores, 2,66 GHz Ram 8Gb HDD x 73Gb IP 10.64.90.252 Netmask 255.255.255.0 Gateway 10.64.90.1 4.3.2 Máy chủ solarwinds - Phần mềm Solarwinds: Solarwinds [7] công cụ hỗ trợ đắc lực cho nhà quản trị mạng nhằm phân tích, giám sát, công cụ quản lý việc thực thi hệ thống mạng Trong tài liệu nghiên cứu sử dụng công cụ VoIP and Network Quality Manager (VNQM) nhằm mục đích đánh giá chất lượng dịch vụ VoIP hệ thống tổng đài VoIP Solarwinds kết nối đến tổng đài CUCM: sử dụng giao thức SNMP để lấy thông tin trạng thái máy chủ; thông tin Call Detail Records (CDR) Call Management Records (CMR) để đánh giá chất lượng gọi Các thành phần phục vụ đánh giá chất lượng VNQM gồm:  Latency: độ trễ thước đo khác biệt thời gian người nói người nghe nhận giọng nói Độ trễ mạng nhiều gây khoảng trống nhận thấy mát truyền thoại  Jitter: thước đo thay đổi độ trễ mạng Trong gọi điện thoại VoIP, người dùng trải nghiệm Jitter tiếng ồn tập trung, 48 nhấp chuột Để đảm bảo chất lượng chấp nhận dịch vụ VoIP jitter nên cô lập giải  Packet Loss: gói tin thước đo định lượng mát thông tin qua mạng Mất gói tin tránh khỏi môi trường mạng nên mục tiêu luôn xác định nơi gói tin bị qua trình truyền tải Do đó, bạn hành động để giảm thiểu tổn thất thông tin trì QoS cao cho dịch vụ bạn  Mean Opinion Score (MOS): thước đo tiêu chuẩn chất lượng gọi thể quy mô tăng chất lượng cảm nhận (từ đến 5) MOS tính toán thuật toán tiêu chuẩn ITU liên quan đến codec mạng VoIP giá trị độ trễ, jitter gói tin Độ trễ, jitter gói tin số lượng biến đo thời gian thực để tính toán MOS MOS phản ánh chất lượng gọi theo bảng 4.3 sau: Bảng 4.3 Bảng chất lượng gọi Chất lượng gọi MOS Rất hài lòng 4,3 - 5,0 Hài lòng 4,0 - 4,3 Một số người dùng hài lòng 3,6 - 4,0 Nhiều người dùng không hài lòng 3,1 - 3,6 Gần tất người dùng không hài lòng 2,6 - 3,1 Không đề xuất 1,0 - 2,6 - Thông số máy chủ solarwinds theo bảng 4.4 bên Bảng 4.4 Bảng thông số máy chủ giám sát Solarwinds Máy chủ giám sát solarwinds Server VMware Virtual Platform OS Windows Server 2008 R2 Ent CPU Cores, 2,4 GHz Ram 8Gb HDD 200Gb IP 10.64.90.251 Netmask 255.255.255.0 Gateway 10.64.90.1 49 4.3.3 Phần mềm SIPp - SIPp [4] công cụ mã nguồn mở miễn phí dùng để kiểm tra hiệu suất giao thức SIP Nó bao gồm vài kịch (UAC UAS) dùng để thiết lập tạo phiên đa gọi với phương thức INVITE BYE Nó đọc tập kịch XML để mô tả cấu hình kiểm tra hiệu riêng cho trường hợp SIPp sử dụng để kiểm tra hệ thống thực chạy SIP SIP Proxies, B2BUAs, SIP media servers, SIP PBX , sử dụng để giả lập hàng nghìn gọi hệ thống SIP bạn - Một số tính nâng cao khác bao gồm hỗ trợ cho IPv6, TLS, SCTP, xác thực SIP, kịch có điều kiện, truyền tải UDP, biến đặc biệt cho gọi Nó sử dụng file mở rộng CSV để giả lập người dùng thực tế SIPp gửi lưu lượng media qua RTP, media audio video - Trong luận văn sử dụng SIPp phiên 3.3 để thực đánh giá hiệu tổng đài, thông số máy chủ chạy SIPp: Bảng 4.5 Bảng thông số máy chủ chạy SIPp Máy chủ giám sát solarwinds Server Laptop OS Ubuntu Server 12.04 CPU Cores, 2,6 GHz Ram 8Gb HDD 500Gb IP 10.64.29.117 Netmask 255.255.255.0 Gateway 10.64.29.1 50 4.4 Đánh giá hệ thống 4.4.1 Đánh giá lực hệ thống 4.4.1.1 Mô hình đánh giá Hình 4.2 Mô hình đánh giá lực hệ thống 4.4.1.2 Thực đánh giá Với mô hình ta đánh giá tổng đài FusionPBX FreePBX, kịch đánh giá thực sau: - Luồng liệu: SIPp thực gọi (có xác thực); Thực gọi đến số cố định (số cố định cấu hình trả lời tự động thực kiểm thử lực hệ thống) qua FreePBX (hoặc FusionPBX); Chạy media qua RTP với file g711a.pcap (mặc định có SIPp); Khoảng thời gian thực gọi 60s (giả định với gọi trung bình khoảng phút) - Xác thực gọi: sử dụng file CSV chứa thông tin tài khoản đính kèm (tài khoản tạo hệ thống tổng đài) câu lệnh SIPp để xác thực có yêu cầu Các thông tin gồm: Số gọi đi, IP tổng đài, username, password số gọi đến - Số lượng gọi: Dự kiến có 600 số điện thoại tổng đài bao gồm: 570 số cho Cục Thuế (trung bình Cục Thuế có số, riêng Hà Nội, Hồ Chí Minh Đà Nẵng có 10 số), 30 số cho đội hỗ trợ Tổng cục Thuế Thời gian thực gọi trung bình 60s Do đó, thực đánh giá tải với 10%, 20%, 30% 50% số gọi đồng thời theo cách tính sau:  Với 10% 600 số có 60 số thực gọi đồng thời (60 số gọi vòng 60s)  Với 20% 600 số có 120 số thực gọi đồng thời  Với 30% 600 số có 180 số thực gọi đồng thời  Với 50% 600 số có 300 số thực gọi đồng thời  Với 80% 600 số có 480 số thực gọi đồng thời 51  Với 100% 600 số có 600 số thực gọi đồng thời - Mỗi lần kiểm tra tải thực 1000 gọi để đánh giá xem có gọi thành công hay lỗi Các tham số kịch kiểm thử theo bảng 4.6 Bảng 4.6 Các tham số thực kiểm thử hiệu % Số điện thoại thực gọi Số gọi đồng thời/60s Số gọi Tham số thực (theo thực dòng lệnh SIPp) 10% 60 1000 r = 1, m =1000 20% 120 1000 r = 2, m =1000 30% 180 1000 r = 3, m =1000 50% 300 1000 r = 5, m =1000 80% 480 1000 r = 8, m =1000 100% 600 1000 r = 10, m =1000 Với r: số gọi thực vòng 1s, m tổng số gọi Một số tham số lấy log trình chạy SIPP gồm: - trace_screen: dump trạng thái hình kết trình chạy SIPp, sử dụng để thống kê số gọi thành công, thất bại tham số response time - trace_rtt: thống kê response theo kịch bản, sử dụng để vẽ biểu đồ response time theo số lượng gọi - trace_err: đưa thông tin lỗi gặp phải trình chạy SIPp 4.4.1.3 Kết Kết thực kiểm thử hiệu theo kịch hai tổng đài mã nguồn mở cài đặt sau: - Tổng đài FreePBX: kết kiểm thử hiệu tổng hợp theo bảng 4.7 biểu đồ thời gian đáp ứng cho gọi theo hình 4.3 Bảng 4.7 Kết kiểm thử hiệu tổng đài FreePBX Số gọi đồng thời 60s Tổng số gọi thực Số gọi thành công Số gọi không thành công Trung bình 01 CPU sử dụng 60 1000 1000 4,2% 120 1000 1000 7% 180 1000 1000 12,8% 52 300 1000 1000 22,2% 480 1000 1000 33,6% 600 1000 984 16 38,4% Hình 4.3 Thời gian đáp ứng cho gọi FreePBX - Tổng đài FusionPBX: kết kiểm thử hiệu tổng hợp theo bảng 4.8 biểu đồ thời gian đáp ứng cho gọi theo hình 4.4 Bảng 4.8 Kết kiểm thử hiệu tổng đài FusionPBX Số gọi đồng thời 60s Tổng số gọi thực Số gọi thành công Số gọi không thành công Trung bình 01 CPU sử dụng (max) 60 1000 1000 5,1% 120 1000 1000 12,1% 180 1000 1000 19,3% 300 1000 1000 35,1% 53 480 1000 1000 56,5% 600 1000 895 105 59,6% Hình 4.4 Thời gian đáp ứng cho gọi FusionPBX Đối với trường hợp chạy 600 gọi đồng thời vòng 60s, có số lượng gọi không thành công nên kết kết trường hợp có lượng gọi không thành công mức (trong 03 kiểm thử) Nhìn vào biểu đồ thời gian đáp ứng, ta thấy: FreePBX thời gian đáp ứng trung bình mức 30 - 40ms tốt so với FusionPBX trung bình mức 60 70ms Tuy nhiên, mức cao có số gọi FreePBX thời gian đáp ứng lên đến gần 700ms so với khoảng 350 FusionPBX Kết luận: Với kết đạt theo thống kê trên, kết kiểm thử chưa xác hoàn toàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố (môi trường kiểm thử, cấu hình kiểm thử ) Tuy nhiên, kết luận hai tổng đài phù hợp cho giải pháp ban đầu đưa Để lựa chọn hai tổng đài tiếp tục thực bước tiếp theo, chọn tổng đài FreePBX có thời gian đáp ứng trung bình gọi không thành công so với tổng đài FusionPBX 54 4.4.2 Đánh giá chất lượng gọi 4.4.2.1 Mô hình đánh giá IP IP Hình 4.5 Mô hình đánh giá chất lượng gọi 4.4.2.2 Thực đánh giá Các thành phần mô hình đánh giá theo hình 4.5 gồm: Tổng đài FreePBX; máy chủ chạy Solarwinds; softphone hỗ trợ giao thức báo hiệu SIP; hệ thống tổng đài chạy Tổng cục Thuế với IP Phone Sau hệ thống cài đặt hoàn chỉnh, tiến hành: khai báo kết nối từ Solarwinds vào CUCM để lấy thông tin phục vụ đánh giá (từ SNMP thông tin từ CDR, CMR); tạo tài khoản FreePBX thực trunking hai hệ thống tổng đài (CUCM FreePBX) Trong phần đánh giá thực đánh giá theo kịch bản: thực 10 gọi hai IP Phone hệ thống CUCM thực 10 gọi từ Softphone hệ thống FreePBX đến IP Phone hệ thống CUCM; thông tin thu Solarwinds xử lý để đưa điểm chất lượng theo gọi (sử dụng điểm MOS theo bảng 4.3) 4.4.2.3 Kết Chất lượng gọi thực hai thiết bị IP Phone hệ thống CUCM Call Origin 46468 Bảng 4.9 Bảng kết gọi IP Phone Call Call Jitter Latency Packet Destination Status (ms) (ms) Loss (%) 46336 Success 55 0 MOS (1-5) 4,5 46468 46509 Success 0 4,5 46468 46401 Success 0 4,5 46468 46509 Success 0 0,0 46468 46803 Success 0 4,5 46468 46555 Success 0 4,5 46468 46509 Success 0 4,5 46468 46509 Success 0 4,5 46468 46504 Success 0 4,5 46468 46422 Success 0 4,5 Chất lượng gọi thực softphone hệ thống FreePBX IP Phone hệ thống CUCM Bảng 4.10 Bảng kết gọi hệ thống CUCM FreePBX Call Call Jitter Latency Packet MOS Call Status (ms) (ms) Loss (%) (1-5) Origin Destination 46456 Success 0 4,5 1000 1000 48888 Success 16 0 4,5 1000 46468 Success 0 4,5 1000 46468 Success 0 0,0 1000 46468 Success 0 4,5 1000 48888 Success 0 4,5 1000 48888 Success 0 4,5 1000 48888 Success 0 4,5 1000 48888 Success 0 4,5 1000 48888 Success 0 4,5 Thông tin trường theo bảng trên: - Call Origin: số gọi - Call Destination: số gọi đến - Call status: trạng thái gọi - Các tham số đánh giá chất lượng gọi đính kèm gồm: Jitter, Latency, Packet Loss điểm đánh giá MOS 56 Đối với trường hợp điểm MOS 0,0 bảng 4.9 bảng 4.10 trường hợp mà gọi chưa đến 8s (khi người nhận bắt đầu nhấc máy) nên chưa đánh giá Căn theo bảng chất lượng gọi (bảng 4.3) kết đáp ứng tốt chất lượng gọi (mức hài lòng) Tuy nhiên, việc đánh giá hạn chế thực kiểm thử hệ thống mạng người dùng Tổng cục mà chưa qua môi trường mạng hạ tầng truyền thông ngành Tài 4.5 Thực đánh giá chất lượng hỗ trợ Trong chương 1, đưa số vấn đề tồn cần có giải pháp để khắc phục Trong đó, việc hỗ trợ người dùng (hỗ trợ ứng dụng, hệ thống phần cứng phần mềm) Cục Thuế quan trọng chưa đánh giá xác chất lượng hỗ trợ Để giải vấn đề trên, phần dự kiến giải pháp thực sau: - Lập danh sách đội hỗ trợ người dùng, có kế hoạch đánh số quay số cho cán hỗ trợ cụ thể Kế hoạch quay số đề quy tắc bấm số thực gọi Kế hoạch đánh số quay số ảnh hưởng tới toàn thông số, cấu hình định tuyến hệ thống - Tạo tài khoản (các số điện thoại) cho đội hỗ trợ hệ thống FreePBX, kích hoạt tính record cho tài khoản Các thông tin ghi record hệ thống FreePBX liệt kê theo bảng 4.11 Bảng 4.11 Các thông số ghi CDR Reports Tên trường Recording Chức Đưa ngày, tháng, năm gọi thời gian bắt đầu gọi Là nơi chưa file ghi âm, người quản trị click vào file để nghe lại toàn hội thoại Source Là số điện thoại gọi Destination Là số điện thoại gọi đến Duration Khoản thời gian gọi Call Date - Tiến hành cài đặt softphone cho đội hỗ trợ theo số cấu hình Lên quy trình hướng dẫn sử dụng softphone cho cán hỗ trợ - Thông báo rộng rãi đến toàn Cục Thuế đầu số hỗ trợ trình tự giải đáp vướng mắc cách hỗ trợ cán Tổng cục Thuế 57 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nội dung luận văn tập trung tìm hiểu công nghệ, phần mềm mã nguồn mở giải pháp VoIP nhằm mục đích giải trước mắt vấn đề tồn đọng hệ thống hạ tầng mạng VoIP ngành Thuế Ngoài ra, luận văn tiến hành cài đặt thực đánh giá để đưa lựa chọn tối ưu cho việc triển khai Với kết đạt được, nghĩ giải pháp hoàn toàn khả thi áp dụng tốt thời điểm Lãnh đạo Tổng cục Cục CNTT cho phép triển khai Qua việc nghiên cứu, xây dựng trực tiếp triển khai giải pháp rút nhiều kinh nghiệm nâng cao kỹ công việc cho thân Kết đạt luận văn đáp ứng tốt cho nhu cầu công việc Tuy nhiên, quỹ thời gian nghiên cứu không nhiều kỹ nghiên cứu không tốt nên nội dung luận văn không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Hướng phát triển luận văn: Hiện tại, theo kế hoạch Bộ tài chính, năm 2016 hoàn thiện việc xây dựng trung tâm dự phòng thảm họa cho Tổng cục Thuế Hà Nội Hồ Chí Minh Với kế hoạch này, đưa giải pháp phát triển cho luận văn sau: - Xây dựng tổng đài thoại IP trung tâm dự phòng Hà Nội Hồ Chí Minh - Thực kết nối tổng đài trung tâm liệu dự phòng Việc kết nối thông qua mạng WAN ngành Tài - Khi thảm họa xảy trung tâm liệu toàn kết nối từ IP Phone softphone Cục CNTT Cục Thuế định tuyến vào tổng đài dự phòng Mô hình dự kiến sau: 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2009), Tổng đài Asterisk công nghệ VoIP, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Tiếng Anh [2] Cisco System (2008), Cisco Voice over IP (CVOICE), Volume 1, Version 6.0 Cisco System Learning, pp 12-19 [3] Cisco System (2014), Cisco MediaSense Version 10.5 Data Sheet, Cisco and/or its affiliates, pp [4] Charles P.Wright, Olivier Jacques, Richard Gayraud, Robert Day, Many contributors (21/04/2014) SIPp reference documentation [5] Jonathan Davidson, James Peters, Manoj Bhatia, Satish Kalidindi, Sudipto Mukherjee Voice over IP Fundamentals, 2nd Edition Cisco Press [6] Jonathan Levin (2005), VoIP - Voice over Internet Protocol , Technologeeks, pp 49-55 [7] Solarwinds Incorporated (1995-2014), VoIP and Network Quality Manager Administrator Guide, Version 4.2, pp.35-41 [8] Schmooze Com Inc., The FreePBX Project, http://www.freepbx.org and http://wiki.freepbx.org/display/FD/FreePBX+Distro+Home [9] Packetizer Copyright © 2015, H.323 versus SIP: http://www.packetizer.com/ipmc/h323_vs_sip, Packetizer, Inc A Compare, [10] The FusionPBX Project © Copyright 2008-2015, http://www.fusionpbx.com and http://wiki.fusionpbx.com [11] The FreeSWITCH Project, https://freeswitch.org/ [12] RFC 3261 SIP - Session Initiation Protocol [13] RFC 2327 SDP - Session Description Protocol [14] http://en.wikipedia.org/wiki/Skinny_Call_Control_Protocol [15] http://en.wikipedia.org/wiki/H.323 [16] http://en.wikipedia.org/wiki/Session_Initiation_Protocol 59 [...]... nâng cấp hệ thống 2.2 Giải pháp mở rộng hệ thống bằng Opensource Đối với giải pháp này ta vẫn giữ nguyên hệ thống hiện tại và xây dựng thêm 01 tổng đài thoại bằng mã nguồn mở với các yêu cầu sau: 14 - Kết nối được với hệ thống ngành Thuế đang chạy (các số có thể gọi được cho nhau trên 02 hệ thống) nhằm mở rộng người dùng - Hỗ trợ các giao thức báo hiệu như H323 hoặc SIP (CUCM chỉ hỗ trợ H.323, SIP hoặc... cộng đồng mã nguồn mở đang phát triển và sử dụng, gồm: 3.1 Giao thức báo hiệu Trong tài liệu này tôi chỉ nghiên cứu vào các giao thức báo hiệu đang sử dụng và được hỗ trợ bởi hệ thống VoIP ngành Thuế gồm: giao thức SCCP (giao thức riêng của hãng Cisco), giao thức H.323 và giao thức SIP 3.1.1 Giao thức SCCP SCCP [2][14] là giao thức báo hiệu được phát triển bởi công ty Selsius, được Cisco mua lại vào năm... dựng một hệ thống có thể hỗ trợ mục tiêu trên là yêu cầu tất yếu 13 CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Với các vấn đề còn tồn tại trong chương 1, sau khi tham khảo các công nghệ hiện có và một số tư vấn từ hãng công nghệ Cisco thì trong chương này tôi đưa ra 2 giải pháp phù hợp có thể áp dụng, gồm: 2.1 Giải pháp nâng cấp hệ thống Với giải pháp này ta chỉ cần tiến hành nâng cấp và mở rộng hệ thống hiện... TRẠNG MẠNG VOIP NGÀNH THUẾ Trong chương này tôi đưa ra một số thông tin cơ bản về hiện trạng mạng VoIP ngành Thuế đang sử dụng và các vấn đề còn tồn tại mà luận văn này sẽ tìm hiểu và đưa ra các giải pháp khắc phục 1.1 Mô hình kết nối mạng VoIP ngành Thuế IP IP IP IP IP IP Hình 1.1 Mô hình kết nối logic mạng VoIP ngành Thuế Mạng VoIP ngành Thuế được xây dựng theo công nghệ của hãng Cisco, bao gồm các thiết... thiết bị hội nghị truyền hình dựa trên H.320 và H.324 giao tiếp với hệ thống H.323 Hầu hết mạng di động 3G hiện nay sử dụng giao thức H.324 và có thể giao tiếp với thiết bị đầu cuối H.323 thông qua các thiết bị gateways - Gatekeepers: là thành phần mở rộng trong mạng H.323, nó cung cấp các dịch vụ đến các thiết bị đầu cuối, gateways và các MCU Các dịch vụ chính của gatekeeper bao gồm: đăng ký người... hình giải pháp mở rộng Với mô hình trên ta sử dụng các softphone tại Cục và các Cục Thuế để mở rộng cho người dùng hoặc thay thế các thiết bị hỏng đã hết khấu hao 2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp Với 02 mô hình trên đều có thể đáp ứng được mục đích đề ra ban đầu Tuy nhiên, để có được phương án tối ưu ta cần phân tích ưu nhược điểm của từng phương án: - Đối với phương án 1:  Ưu điểm: Đồng bộ với hệ thống. .. thiết bị và phần mềm mã nguồn mở sẽ không hỗ trợ giao thức này 3.1.1.1 Các thành phần trong mạng SCCP SCCP là giao thức Client - Server nên các thành phần chính trong mạng SCCP của Cisco gồm client là IP Phone và Server là CUCM Phần kết nối ra ngoài PSTN thông qua Voice Gateway IP Hình 3.1 Các thành phần trong mạng SCCP - Thiết bị IP Phone: là các thiết bị đầu cuối trong mạng SCCP, nó được hỗ trợ chạy riêng... hoặc mua mới cho hệ thống do chạy mã nguồn mở miễn phí (riêng phần cứng để cài đặt tổng đài cũng tương đương với phần cứng chạy MediaSense tại phương án 1) 16  Nhược điểm: Chất lượng cuộc gọi không đảm bảo do chưa được kiểm chứng; Năng lực của hệ thống phụ thuộc vào phần cứng của máy chủ và không được đồng bộ như thiết bị của hãng; Độ trễ của hệ thống sẽ tăng lên khi phải đi qua cả hai hệ thống nếu hai... bị tại Cục Thuế: Cục Thuế lớn (Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng) mỗi đơn vị 6 IP Phone, các Cục Thuế còn lại mỗi đơn vị 3 IP Phone; 207 thiết bị tại Cục CNTT Tổng cục Thuế, sử dụng cho cán bộ Thuế và các đội dự án, hỗ trợ Các giao thức báo hiệu đang sử dụng: H.323 - giao thức báo hiệu được sử dụng cho kết nối từ CUCM đến voice gateway; SCCP - giao thức báo hiệu được sử dụng cho việc kết nối từ các IP Phone... bao gồm các thành phần: nâng cấp license hiện có, tính theo công thức license mới của hãng là thiết bị thay cho unit (1500 unit = 500 thiết bị) Mua mới 300 license cho các thiết bị mới License cho MediaSense với record cho 100 devices - Đối với phương án 2:  Ưu điểm: Không cần thời gian tạm dừng hệ thống, không thay đổi các thiết bị IP Phone do hệ thống mới được xây dựng chạy song song với hệ thống ... ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THANH LONG GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền... thoại mã nguồn mở với yêu cầu sau: 14 - Kết nối với hệ thống ngành Thuế chạy (các số gọi cho 02 hệ thống) nhằm mở rộng người dùng - Hỗ trợ giao thức báo hiệu H323 SIP (CUCM hỗ trợ H.323, SIP SCCP... chọn giao thức báo hiệu Như trình bày phần 3.1.1, tài liệu so sánh 02 giao thức báo hiệu H.323 SIP để chọn giao thức phù hợp cho giải pháp mở rộng mạng ngành Thuế (Đối với giao thức SCCP giao thức