Xây dựng hệ thống VoIP cho doanh nghiệp dựa trên phần mềm mã nguồn mở Asterisk

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, Internet trở nên phổ biến, công nghệ mạng ngày hoàn thiện, yếu tố giúp cho dịch vụ ngày phát triển nở rộ đem lại nhiều lợi ích cho sống người Một công nghệ quan tâm Voice Over IP (VoIP) – công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP Với ưu điểm bật tính tính kinh tế , VoIP thu hút quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà người sử dụng đặc biệt doanh nghiệp Sự phát triển doanh nghiệp kéo theo nhu cầu trao đổi thông tin nội với nội với bên ngày tăng Hầu hết doanh nghiệp xây dựng mạng LAN hay WAN cho riêng Một câu hỏi đặt làm để vừa giảm chi phí gọi bên nội bên PSTN vừa tận dụng sở hạ tầng có sẵn mạng IP? Một giải pháp sử dụng doanh nghiệp vừa nhỏ nay, sử dụng phần mềm mã nguồn mở Asterisk tổng đài IP PBX với đầy đủ chức PBX Nhận thấy khả phát triển công nghệ điện thoại dựa IP nhu cầu cần thiết doanh nghiệp ưu Asterisk, đồ án nghiên cứu “Xây dựng hệ thống VoIP cho doanh nghiệp dựa phần mềm mã nguồn mở Asterisk” nhằm xây dựng thiết kế hệ thống thoại đáp ứng thực tế cho doanh nghiệp Nội dung cua đồ án trình bày bốn chương: Chương – Tổng quan VoIP SVTH: Phạm Anh Đức Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K47 Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Chương – Kiến trúc mạng VoIP Chương – Các giao thức truyền tải báo hiệu VoIP Chương – Xây dựng hệ thống VoIP dựa Asterisk TP.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2011 Sinh viên: Phạm Anh Đức SVTH: Phạm Anh Đức Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K47 Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ 10 CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ VOIP 13 1.1 Giới thiệu tổng quan VoIP 13 1.1.1 Hình thành phát triển VoIP 13 1.1.2 Các thành phần mạng VoIP 15 1.2 Các kiểu kết nối VoIP 18 1.2.1 Mô hình PC to PC 18 1.2.2 Mô hình PC to Phone 19 1.2.3 Mô hình Phone to Phone 20 1.3 Đặc tính VoIP .20 1.3.1 Ưu điểm VoIP 20 1.3.2 Nhược điểm VoIP 22 1.4 Ứng dụng VoIP .22 1.4.1 Dịch vụ thoại qua Internet 22 1.4.2 Thoại thông minh 23 1.4.3 Dịch vụ tính cước gọi 23 1.4.4.Dịch vụ Callback Web 24 1.4.5 Dịch vụ Fax qua IP .24 1.4.6 Dịch vụ ADC 24 1.5.1 Trễ 25 SVTH: Phạm Anh Đức Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K47 Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU 1.5.2 Trượt .26 1.5.3 Mất gói tin 26 1.6 Điều khiển liệu VoIP 27 CHƯƠNG – KIẾN TRÚC MẠNG VOIP 29 CHƯƠNG – CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI VÀ BÁO HIỆU TRONG VOIP 42 3.1.1.3 Lớp Internet (Internet Layer) 45 3.1.2.2 IP Datagram 48 49 3.2 Giao thức RTP, RTCP RSTP 54 3.2.1 RTP (Real-time Transport Protocol) 54 CHƯƠNG IV – XÂY DỰNG HỆ THỐNG VOIP DỰA TRÊN ASTERISK .67 4.1 Tổng quan hệ thống Asterisk 67 4.1.1 Giới thiệu chung 67 4.1.2 Kiến trúc Asterisk 68 4.1.3 Những tính Asterisk 70 4.3.1.1 Asterisk tổng đài PBX 70 4.3.1.2 Những tính 71 4.3.1.3 Asterisk hệ thống phân phối gọi tiên tiến 73 4.3.1.4 Asterisk hệ thống IVR (Interactive Voice Response) 73 4.3.2 Các mô hình triển khai hệ thống Asterisk 74 SVTH: Phạm Anh Đức Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K47 Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU 4.3.2.1 Tổng đài VoIP PBX 74 4.3.2.2 Kết nối IP PBX với PBX 75 4.3.2.3 Kết nối Server Asterisk 76 4.3.2.4 Các ứng dụng IVR, VoiceMail, Conference Call .77 4.3.2.5 Chức phân phối tự động ACD 78 4.3.2.6 Hệ thống Call Center 79 4.4 Giao thức IAX (Inter – Asterisk - eXchange) Asterisk .80 4.5 Dialplan Asterisk .82 4.6 Mô hình triển khai hệ thống Asterisk 84 4.6.1 Thiết bị phần cứng .84 4.6.2 Cài đặt phần mềm 85 4.6.2.1 Cài đặt hệ điều hành Fedora 16 (Tham khảo phụ lục 1) 85 4.6.2.2 Cài đặt Asterisk 85 4.6.2.3 Cài đặt Softphone X Lite 86 KẾT LUẬN .91 LỜI CẢM ƠN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 SVTH: Phạm Anh Đức Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K47 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A ACD Automatic Call Distribution Tự động phân phối gọi ACF Admission Confirmation Xác nhận yêu cầu truy nhập ACK Acknowledgement Xác nhận ARJ Admission Reject Từ chối truy nhập ARP Address Resolution Protocol Giao thức ARP ARQ Admission Request Yêu cầu truy nhập ASCCII American Standard Code for Bộ ký tự ASCCII Information Interchange ATA Analog Telephone Adaptors Adaptor dùng cho điện thoại Analog C CODEC Coder/Decoder D DNS Domain Name Service Dịch vụ tên miền DRQ Disengage Request Yêu cầu giải phóng European Technical Standard Institute Viện tiêu chuẩn kỹ thuật châu âu E ETSI G Đồ án tốt nghiệp GW DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Gateway H HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IAX Inter Asterisk eXchange Giao thức IAX Asterisk IETF Internet Engineering Task Force IP Internet Protocol Giao thức Internet IPX Internetwork Protocol Exchange Chuyển đổi giao thức Internetwork IRQ Information Request Yêu cầu thông tin ISDN Integrated Services Digital Nework Mạng số đa dịch vụ ITU-T International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Hiệp hội viễn thông quốc tế IVR Interactive Voice Response Tương tác thoại LAN Local Area Network Mạng nội MCU Multipoint Controller Unit Bộ điều khiển đa điểm Network address translator Thong dịch địa mạng Opening System Interconnection Mô hình liên kết hệ I L N NAT O OSI Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT thống mở P PBX Private Branch eXchange Tổng đài nội PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng RAS Remote Access Services Dịch vụ truy nhập từ xa RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức RSVP RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực RTCP Real-time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực Session initation protocol Giao thức điều khiển phiên truyền Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải User Data Protocol Giao thức UDP Voice over Internet Protocol Giao thức truyền thoại qua Internet R S SIP T TCP U UDP V VoIP Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Đồ án tốt nghiệp 10 DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1-1: Mạng điện thoại mạng Internet tách biệt 13 Hình 1-2: Mạng hội tụ .14 Hình 1-3: Mô hình phân lớp chức 17 Hình 1-4: Mô hình PC to PC 19 Hình 1-5: Mô hình PC to Phone .19 Hình 1-6: Mô hình Phone to Phone 20 Hình 1-7: Các mức độ đánh giá chất lượng thoại 25 Hình 1-8: Qúa trình xử lý liệu thoại hệ thống VoIP .28 Hình 2-1: Cấu hình mạng điện thoại IP 30 Hình 2-2: Mô hình mạng H.323 30 Hình 2-3: Báo hiệu trực tiếp thiết bị đầu cuối 33 Hình 2-4: Báo Hiệu định tuyến thông qua Gatekeeper 33 Hình 2-5: Mô hình mạng SIP 35 Hình 2-6: Kết nối Proxy Server, Registration Server User Agent 37 Hình 2-7: Mạng SIP sử dụng Gateway 40 Hình 3-1: Mô hình OSI TCP/IP 42 Hình 3-2: Lớp ứng dụng 44 Hình 3-3: Lớp vận chuyển 44 Đồ án tốt nghiệp 92 DANH SÁCH HÌNH VẼ PHỤ LỤC 1: CÀI ĐẶT FEDORA 16 Thực khởi động từ đĩa cài Fedora 16, giao diện cài đặt hình dưới: Có thể vài phút để kiểm tra đĩa cài Fedora 16 Chọn “Skip” để bỏ qua việc kiểm tra Đồ án tốt nghiệp 93 DANH SÁCH HÌNH VẼ Màn hình chào Fedora 16 xuất hiện, nhấn “Next” để tiếp tục cài đặt Chọn ngôn ngữ cài đặt: Đồ án tốt nghiệp Chọn chuẩn bàn phím, nên chọn “English” 94 DANH SÁCH HÌNH VẼ Đồ án tốt nghiệp 95 DANH SÁCH HÌNH VẼ Nếu cài đặt Fedora máy tính mới, chưa cài hệ điều hành khác chọn “yes” để format toàn ổ cứng cài hệ điều hành Fedora 16 nên máy tính Tiếp tục trình lập phân vùng dành cho việc cài đặt Fedora 16 Đồ án tốt nghiệp 96 DANH SÁCH HÌNH VẼ Tiếp đến trình cài đặt địa IP, chấp nhận lựa chọn mặc định , nhấn “Next” để tiếp tục: Đồ án tốt nghiệp Chọn múi 97 DANH SÁCH HÌNH VẼ Đồ án tốt nghiệp 98 DANH SÁCH HÌNH VẼ Thiết lập mật gốc cho Fedora 16 Tiếp theo bước chọn gói để cài, chọn gói cần thiết tuỳ vào mục đích sử dụng, để cài đặt máy tính trở thành Asterisk Server, ta nên chọn lựa chọn “Web Server” “Software Development” Đồ án tốt nghiệp Nhấn “Next” để bắt đầu trình cài đặt 99 DANH SÁCH HÌNH VẼ Đồ án tốt nghiệp VẼ Quá trình cài đặt bắt đầu 100 DANH SÁCH HÌNH Đồ án tốt nghiệp VẼ 101 DANH SÁCH HÌNH Quá trình cài đặt kết thúc, khởi động lại hệ thống để hoàn tất việc cài đặt Đồ án tốt nghiệp VẼ 102 DANH SÁCH HÌNH PHỤ LỤC 2: CÀI ĐẶT ASTERISK Các bước cài đặt sau thực với máy tính có kết nối Internet Trước cài đặt Asterisk, ta phải kiểm tra nhân Kernel hệ điều hành ta định cài Asterisk lên lệnh: uname - a Kết trông sau: Linux luser 2.6.17-1.2142_EL #1 Tue Jul 11 22:41:14 EDT 2006 i686 i686 i386 GNU/Linux Chú ý phiên nhân Kernel để sau ta cài đặt Kernel source Thực cài đặt Kernel source lệnh: yum install Quá trình cài đặt diễn vài phút Tiếp theo ta kiểm tra thư viện cần thiết cho việc cài đặt Asterisk, bao gồm: bison bison-devel ncurses ncurses-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel gnutls-devel Đồ án tốt nghiệp VẼ 103 DANH SÁCH HÌNH gcc gcc-c++ Thực kiểm tra lệnh sau: rpm -q bison rpm -q bison-devel rpm -q ncurses rpm -q ncurses-devel rpm -q zlib rpm -q zlib-devel rpm -q openssl rpm -q openssl-devel rpm -q gnutls-devel rpm -q gcc rpm -q gcc-c++ Nếu thư việc chưa cài đặt, ta thưc cài đặt lệnh: yum install bison yum install bison-devel yum install ncurses yum install ncurses-devel yum install zlib yum install zlib-devel yum install openssl yum install openssl-devel yum install gnutls-devel yum install gcc yum install gcc-c++ Đồ án tốt nghiệp VẼ 104 DANH SÁCH HÌNH Sau chắn thư viện cài đặt, ta tiến hành việc cài đặt Asterisk Cài đặt gói Libpri: chuyển đến thư mục chứa gói Libpri sau giải nén make make install Cài đặt gói Zaptel: chuyển đến thư mục chứa gói Zaptel sau giải nén make make install Cài đặt Asterisk: chuyển đến thư mục chứa gói Asterisk sau giải nén /configure make make install make samples Sau cài đặt gói xong, để kiểm tra, ta vào cửa sổ terminal Fedora Core 5, thực lệnh: asterisk -vvvvvr reload Quá trình cài đặt Asterisk kết thúc Đồ án tốt nghiệp VẼ 105 DANH SÁCH HÌNH LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy, Tiến sĩ Võ Trường Sơn trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình suốt trình làm đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – sở 2, thầy cô khoa Điện – Điện tử hết lòng dạy bảo giúp đỡ em năm học Đại Học, giúp em có kiến thức kinh nghiệm quý báu sống tương lai Em xin gửi lời cảm ơn tới quý Công ty Hpt, đặc biệt anh Trần Thanh Hùng – cán kỹ thuật công ty Hpt - giúp em suốt trình thực tập tốt nghiệp tạo điều kiện cho em tiếp cận với thiết bị thực tế số liệu để em hoàn thành đồ án Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ động viên em suốt trình làm đồ án Do hạn chế thời gian, kiến thức thực tế khả dịch thuật nên đề tài không tránh khỏi sai sót Vì vậy, mong nhận ý kiến đóng góp quý báu Thầy bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp VẼ 106 DANH SÁCH HÌNH TÀI LIỆU THAM KHẢO Paul Mahler, “ Asterisk and IP TAsterisk and IP Telephone”, Published 2004 Jonathan Davidson, Sames Perter, Manoj Bhratia, Satish Kalididi, Sudipto Mukherjee, “ Voice over IP Fundamentals, 2nd Edison”, Cisco Press, 2006 David Lovell, “ IP Telephony”, Cisco Press, 2011 "Voice over Internet Protocol", Anixter Inc., 2001 Bùi Xuân Hạnh, “ Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu công nghệ truyền thoại qua Internet sử dụng giao thức TCP/IP”, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 Đỗ Văn Dũng, “Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu mạng VoIP”, Kỹ thuật viễn thông K45, 2009 Website: http://www.voip.com.vn Website: http://www.vntelecom.org