Nghiên cứu cơ chế và giao thức phối hợp các phiên làm việc SIP IMS và XML SOA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Đức Anh NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ VÀ GIAO THỨC PHỐI HỢP CÁC PHIÊN LÀM VIỆC SIP(IMS) VÀ XML(SOA) Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Ts Nguyễn Tài Hưng Hà Nội – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn viết tổng hợp dựa kiến thức học trình nghiên cứu làm việc Các số liệu đưa luận văn kết đạt trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đỗ Đức Anh i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH VẼ viii LỜI NÓI ĐẦU x CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIAO THỨC SIP VÀ ĐIỀU KHIỂN PHIÊN TRONG IMS .1 1.1 Kiến trúc tổng thể IMS 1.2 Điều khiển phiên IMS 1.2.1 Khối chức điều khiển phiên gọi (CSCF-Call Session Control Functions) 1.2.2 Chức điều khiển cổng truyền thông (MGCF-Media Gateway Control Function MGCF) 1.2.3 Chức điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF- Breakout Gateway Control Function) 1.2.4 Khối chức tài nguyên đa phương tiện (MRF-Media Resource Function) .9 1.3 Các giao thức báo hiệu sử dụng IMS 1.4 Giao thức SIP .11 1.4.1 Vai trò SIP mạng viễn thông 11 1.4.2 Lịch sử phát triển 12 1.4.3 Các thành phần SIP 12 1.4.4 Cấu trúc tin SIP 14 ii CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XML MƠ HÌNH SOA 18 2.1 2.1.1 Lịch sử phát triển ý nghĩa XML 18 2.1.2 Quy tắc văn XML 21 2.1.3 Không gian tên – Namespaces 26 2.2 Kiến trúc hướng dịch vụ SOA – Service Oriented Architecture 28 2.2.1 Khái niệm Kiến trúc hướng dịch vụ SOA 28 2.2.2 Bốn nguyên tắc hệ thống SOA .29 2.2.3 Các tính chất hệ thống SOA 30 2.2.4 Lợi ích SOA 37 CHƯƠNG nghiên cứu chế phối hợp giao thức sip xml 42 3.1 XML 18 Cơ chế quản lý phiên SIP 42 3.1.1 SIP dialog 42 3.1.2 SIP transaction 43 3.2 XML Web service 43 3.3 Phân tích khả phối hợp SIP XML Game tương tác 44 3.3.1 Giao diện Game AS đến IMS 46 3.3.2 Giao diện từ Game AS tới Game server 48 3.3.3 Module phối hợp chuyển đổi SIP XML 49 CHƯƠNG Xây dựng hệ thống thử nghiệm chế phối hợp SIP XML 57 4.1 Mô tả dịch vụ Game cờ caro .57 4.2 Thiết kế giải pháp cung cấp dịch vụ 58 4.2.1 Thiết kế chức Game AS 58 iii 4.2.2 Thiết kế chi tiết chức Game AS 59 4.3 Nền tảng hỗ trợ xây dựng dịch vụ .65 4.4 Cấu hình thử nghiệm thực tế .65 4.5 Thử nghiệm dịch vụ .66 4.5.1 Mơ hình thử nghiệm .66 4.5.2 Đo kiểm thử nghiệm .66 4.6 Nhận xét .69 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Từ viết Từ đầy đủ Nghĩa tiếng việt tắt API Application Programing Interface BGCF Breakout Gateway Giao diện lập trình ứng dụng Control Chức điều khiển cổng Function chuyển mạng CGI Common Gateway Interface Giao diện cổng chung C-S Client-Server CSCF Call Session Control Functions Chức điều khiển phiên gọi HSS Home Subscriber Service Máy chủ quản lý thuê bao HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn I-CSCF Interrogation-CSCF Chức bảo vệ cho CSCF IBS Internet Based Services Dịch vụ internet IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống quản lý truyền thông đa phương tiện IP MGCF Media Gateway Control Function Chức điều khiển cổng truyền thông MGW Media Gateway Cổng truyền thông MRF Management Resource Function Chức tài nguyên đa phương tiện MRFC Management Resource Function Điều khiển chức tài nguyên Control đa phương tiện NGN Next Generation Network Mạng hệ P-CSCF Proxy-CSCF Điểm truy cập vào CSCF P-P Peer to Peer Ngang hàng S-CSCF Serving-CSCF Cổng nhận thực CSCF SGW Signaling Gateway Cổng báo hiệu v SIP Session Innital Protocol Giao thức khởi tạo phiên SLF Subscriber Location Function Chức định vị người dùng VoIP Voice over Internet Protocol Giao thức thoại internet vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Các giao diện chuẩn sử dụng IMS .9 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Kiến trúc tổng thể IMS .2 Hình 1-2 Khối điều khiển IMS Hình 1-3 Vai trị SIP mạng viễn thơng .11 Hình 2-1 địa HTML 20 Hình 2-2 Kiến trúc tổng thể SOA 28 Hình 2-3 Tính chất loose-coupling 31 Hình 2-4 Các đối tượng fine-grained .34 Hình 2-5 Các đối tượng coarse-grained 34 Hình 2-6 Các mức độ granularity 35 Hình 3-1 Một Dialod phiên SIP 42 Hình 3-2 Mơ hình phát triển game tương tác dựa IMS 45 Hình 3-3 Giao diện Game AS kết nối đến IMS .46 Hình 3-4 Giao diện Game AS kết nối đến Game Server 48 Hình 3-5 Mơ hình kiến trúc cung cấp dịch vụ Game tương tác .49 Hình 3-6 thủ tục đăng nhập Game Client đến Game Server .51 Hình 3-7 Header tin REGISTER gửi đến Game AS 51 Hình 3-8 Header tin http gửi từ Game AS đến Game server 52 Hình 3-9 thủ tục khởi tạo phiên game .53 Hình 3-10 Dữ liệu tạo phiên chơi Game từ IMS gửi đến Game AS 53 Hình 3-11 Dữ liệu tạo phiên chơi Game 54 Hình 3-12 Thủ tục thay đổi liệu phiên Game .54 Hình 3-13 Dữ liệu vị trí lượt chơi Game tin SIP 55 Hình 3-14 Dữ liệu vị trí lượt chơi Game định dạng XML 55 Hình 3-15 Thủ tục kết thúc phiên Game 56 Hình 4-1 biểu đồ Usercase Game AS 58 Hình 4-2 Biểu đồ chức đăng nhập hệ thống 59 Hình 4-3 Biểu đồ chức đăng xuất khỏi hệ thống 61 Hình 4-4 Biểu đồ chức cấu hình Game .63 viii Hình 4-5 Biểu đồ chức khởi tạo Game .63 Hình 4-6 Biểu đồ chức thay đổi liệu Game 64 Hình 4-7 Biểu đồ chức kết thúc Game 64 Hình 4-8 Mơ hình thử nghiệm điểm đo kiểm .66 Hình 4-9 Giao diện Game Client máy tính .67 Hình 4-10 Bản tin SIP trao đổi IMS GAME AS 68 Hình 4-11 Bản tin HTTP trao đổi Game AS GAME Server 69 ix Nghiên cứu chế giao thức phối hợp phiên làm việc SIP XML - Tạo game, chơi game, kết thúc game: cho phép người chơi chơi game - SIP-XML module: thực việc chuyển đổi liệu từ tin SIP sang định dạng liệu XML 4.2.2 Thiết kế chi tiết chức Game AS 4.2.2.1 Chức xác thực người dùng sd Interactions IMS Game AS Game Serv er REGISTER(timeout = 3600) ADD SUCCESS 200 OK HÌNH 4-2 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ CHỨC NĂNG ĐĂNG NHẬP HỆ THỐNG Thuật toán sử dụng để xác thực người dùng /********************************************************************/ /* Incoming message is REGISTER*/ if (strncmp(rdata->msg_info.msg->line.req.method.name.ptr, "REGISTER", rdata>msg_info.msg->line.req.method.name.slen) == 0){ /* create response message */ pjsip_endpt_respond_stateless(globalPjCfg.endpt, rdata, PJSIP_SC_OK, &status_text, NULL, NULL);//200-OK //anhdd 21.4.2015 pj_http_req; //memset(®_msg, 0, sizeof(MES_DETAIL)); //REG_msg = mod_im_paser_msg(rdata); REG_msg2 = mod_im_parse_msg2(globalPjCfg.pool, rdata); Đỗ Đức Anh – CB120650 – KTTT1 2012B 59 Nghiên cứu chế giao thức phối hợp phiên làm việc SIP XML /* kiem tra contact database */ /* kiem tra xem truong To co imuser hay khong * neu co thi tiep tuc * neu khong co thi bo qua, khong luu */ //iResult = mod_im_check_contact(REG_msg); iResult = mod_im_check_user2(REG_msg2); //if (REG_msg.iExpires != 0){//thuê bao online if (iResult == DB_CONTACT_ONLINE){//thuê bao online /*************************************************/ // /* find & send verification*/ // memset(&MES_msg, 0, sizeof(MES_DETAIL)); // iResult = mod_dbs_load_verification_codes(REG_msg, &MES_msg); // if (iResult == DB_CONTACT_NOT_REGISTERED){ // iResult = mod_im_send_MESSAGE_verification(globalPjCfg.endpt, &mod_im_tu, MES_msg, REG_msg); // if (iResult != PJ_SUCCESS){ // printf("send MESSAGE request error!\n"); // } // } /*************************************************/ /* find & send MESSAGE to Game server- status == -1 */ /**********************************************/ memset(to, 0, 32); memset(sqlCmd, 0, 256); pj_ansi_strncpy(to, REG_msg2.to.value.ptr, REG_msg2.to.value.slen); pj_ansi_sprintf(sqlCmd, "select count(*) from IMMSG join IMUSER on IMMSG.im_idto=IMUSER.im_iduser where IMUSER.im_number='%s' and IMMSG.im_status = -1", to); iResult = mod_dbs_load_count2(sqlCmd, &iMESS_msg_offline_Count); if (iMESS_msg_offline_Count > 0){ iResult = mod_dbs_load_MESS_offline2(globalPjCfg.pool, REG_msg2, MES_msg_offline2, 32); if (iResult != 0){ for (i=0; i