Giao thức sử dụng trong mạng voip

Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP LỜI NÓI ĐẦU Với phát triển nhảy vọt mạng chuyển mạch gói IP khơng đem lại cho dịch vụ đa dạng mà hội cải thiện dịch vụ viễn thông trước với chất lượng tốt giá thành rẻ Đã từ lâu, mạng chuyển mạch kênh ghép phân kênh theo thời gian PSTN có vai trị vơ quan trọng với phát triển xã hội Bên cạnh ưu điểm chất lượng dịch vụ tốt, vùng dịch vụ rộng lớn khắp lãnh thổ,… Thì mạng PSTN bộc lộ nhiều hạn chế số lượng dịch vụ hạn chế, sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá thành cao Trên sở đó, mạng VoIP đời ngày đáp ứng tốt yêu cầu đặt chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp dịch vụ thoại lẫn phi thoại Cũng công nghệ đời thời gian gần đây, vấn đề Giao thức đặc biệt quan trọng Việc nắm Giao thức chìa khóa thành cơng việc triển khai cơng nghệ vào thực tế Chính vậy, nội dung đồ án tốt nghiệp này, em xin giới thiệu “Giao thức sử dụng mạng VoIP” với nội dung sau: Chƣơng 1: Tổng quan mạng VoIP Chƣơng 2: Các giao thức truyền tải VoIP Chƣơng 3: Giao thức báo hiệu VoIP Một vấn đề đặc biệt quan trọng công nghệ, giao thức sinh vần đề tương thích với cơng nghệ giao thức trước Đó nguyên nhân định sống cịn mạng VoIP nội dung chương sau: Chƣơng 4: Kết nối mạng VoIP PSTN Chƣơng 5: Khảo sát giao thức gọi VoIP SIP –PSTN thực tế Do trình độ, thời gian kiến thức thực tế có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo q thầy (cơ) góp ý bạn bè để em hoàn thiện đồ án Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Với lòng biết ơn sâu sắc, Em xin chân thành cảm ơn KS.Đặng Thái Sơn tạo điều kiện tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hoa Lư tạo điều kiện tận tình giúp đỡ em trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công Nghệ trường Đại học Vinh giúp đỡ em suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Văn Thương Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC …………………………………………………… ……………3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chƣơng TỔNG QUAN VỀ MẠNG VOIP 1.1 Mạng VoIP 1.2 Đặc tính mạng VoIP 11 1.2.1 Ưu điểm 11 1.2.2 Nhược điểm 12 1.3 So sánh VoIP điện thoại thông thường …… ……….15 1.3.1 Gọi điện thoại thông thường …………………………… ……………16 1.3.2 Gọi điện sử dụng VoIP…………………………… .….……………17 1.4 Yêu cầu chất lượng VoIP 19 Chƣơng CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI TRONG MẠNG VOIP 20 2.1 Mơ hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP 20 2.2 Giao thức IP 22 2.2.1 Giao thức IP phiên (IPv4) 23 2.2.2 Giao thức IP phiên (IPv6) 26 2.3 Giao thức TCP/IP 28 2.4 Giao thức UDP 32 2.5 Giao thức RTP 32 2.6 Giao thức RTCP…………………………………………… …………39 2.7 Giao thức RSVP………………………………………… .………… 41 Chƣơng GIAO THỨC BÁO HIỆU VOIP 40 3.1 Giao thức báo hiệu H.323 40 Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP 3.1.1 Các thành phần mạng 41 3.1.2 Giao thức H.323 45 3.2 Giao thức báo hiệu SIP 51 3.2.1 Các thành phần mạng SIP 52 3.3 So sánh giao thức H.323 SIP 56 Chƣơng KẾT NỐI GIỮA MẠNG VOIP VÀ PSTN 59 4.1 Vấn đề kết nối VOIP PSTN 59 4.2 Mạng báo hiệu SS7 60 4.2.1 Các thành phần mạng báo hiệu SS7 60 4.2.2 Liên kết mạng SS7 62 4.2.3 Định tuyến mạng SS7 63 4.2.4 Giao thức mạng SS7 65 4.2.5 Bản tin ứng dụng………………………………………………… …68 4.2.6 Các bước thiết lập gọi mạng SS7 68 4.3 Giao thức SIGTRAN 69 4.3.1 M2UA/ M2PA 70 4.3.2 Kết nối mạng VoIP với mạng PSTN 72 Chƣơng KHẢO SÁT GIAO THỨC CUỘC GỌI VOIP SIP – PSTN TRÊN THỰC TẾ 77 5.1 Giới thiệu kiến trúc mạng VoIP nghiên cứu 77 5.2 Giới thiệu chương trình WIRESHARK 79 5.3 Khảo sát gọi VoIP SIP – PSTN thực tế 80 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt VoIP Voice over IP Công nghệ truyền thoại mạng IP PSTN Public Switch Mạng điện thoại cơng cộng Telephone Network PCM Bộ mã hóa mã xung Pulse-Code Modulation SNMP Giao thức quản trị mạng đơn giản Simple Network Management Protocol SIP Giao thức thiết lập phiên Session Initiation Protocol ATM Chế độ truyền không đồng Asynchronous Transfer Mode QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ ToS Type of Service Kiểu dịch vụ IP Internet Protocol Giao thức Internet IPv4 IP version Giao thức Internet phiên IPv6 IP version Giao thức Internet phiên TCP Transmission Control Giao thức điều khiển truyền thông tin Protocol UDP Giao thức Datagram người dùng User Datagram Protocol Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp SCTP Giao thức mạng VoIP Giao thức truyền điều khiển luồng Stream Control Transmission Protocol RTP Giao thức truyền thời gian thực Real-time Transport Protocol RTCP Giao thức điều khiển thời gian thực Real Time Control Protocol Sigtran Giao thức truyền báo hiệu SS7 Signalling Transport mạng IP ITU-T International Hiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ phận Telecommunication chuẩn viễn thông UnionTelecommunication Standardization Sector RAS SAP Register Admission Báo hiệu đăng kí, cấp phép, thơng tin Status trạng thái SessionAnnouncement Giao thức thông báo phiên Protocol SDP Giao thức mô tả phiên Session Description Protocol SS7 Hệ thống báo hiệu số Signaling System No.7 SSP Switch Service Point Điểm dịch vụ chuyển mạch SCP Signal Control Point Điểm điều khiển báo hiệu Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP STP Signal Tranfer Point Điểm truyền báo hiệu MTP Message Tranfer Part Phần truyền tin TCAP Transaction Phần ứng dụng cung cấp giao dịch Capabilities Application Part TUP Telephone User Part Phần người dùng điện thoại ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN ISDN Integrated Services Mạng tích hợp dịch vụ số Digital Network SCCP Phần điều khiển kết nối báo hiệu SignalingConnection Control Part M2UA MTP2 User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng MTP2 M2PA MTP L2 Peer-to-Peer Bộ chuyển đổi tin lớp ngang Adapter hàng M3UA MTP3 User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng MTP3 IUA ISDN User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng ISDN SUA SCCP User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng SCCP Service level Thỏa thuận mức dịch vụ SLA Agreement TCA Tập hợp điều khiển lưu lượng Traffic Control Aggrate Nguyễn Văn Thương 46K - ĐTVT - Khoa Công nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Chƣơng MẠNG VOIP 1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VOIP Đầu năm 1995 công ty VOCALTEC đưa thị trường sản phẩm phần mềm thực thoại qua Internet giới Sau có nhiều cơng ty tham gia vào lĩnh vực Tháng năm 1996, VOLCALTEC kết hợp với DIALOGIC tung thị trường sản phẩm kết nối mạng PSTN Internet Hiệp hội nhà sản xuất thoại qua mạng máy tính sớm đời thực chuẩn hoá dịch vụ thoại qua mạng Internet Việc truyền thoại qua internet gây ý lớn năm qua dần ứng dụng rộng rãi thực tế Có thể định nghĩa: Voice over Internet Protocol (VoIP) công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, sở hạ tầng sẵn có mạng Internet VoIP công nghệ viễn thông quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà với người sử dụng dịch vụ VoIP vừa thực gọi thoại mạng điện thoại kênh truyền thống (PSTN) đồng thời truyền liệu sở mạng truyền liệu Như vậy, tận dụng sức mạnh phát triển vượt bậc mạng IP vốn sử dụng để truyền liệu thơng thường Để hiểu ưu điểm VoIP mang lại, trước hết vào nghiên cứu khác biệt mạng kênh PSTN có với mạng chuyển mạch gói nói chung mạng VoIP nói riêng Kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching): Một đặc trưng bật kĩ thuật hai trạm muốn trao đổi thơng tin với chúng thiết lập “ kênh” (circuit) cố định, kênh kết nối trì dành riêng cho hai trạm truyền tin kết thúc Thông tin gọi suốt Quá trình thiết lập gọi tiến hành gồm giai đoạn: - Giai đoạn thiết lập kêt nối: Thực chất trình liên kết tuyến trạm mạng thành tuyến (kênh) dành riêng cho gọi Kênh Nguyễn Văn Thương 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP PSTN 64kb/s (do mã hóa PCM có tốc độ lấy mẫu tiếng nói 8kb/s mã hóa bit); - Giai đoạn truyền tin: Thơng tin gọi suốt Sự suốt thể qua hai yếu tố: thông tin không bị thay đổi truyền qua mạng độ trễ nhỏ; - Giai đoạn giải phóng (huỷ bỏ) kết nối: Sau gọi kết thúc, kênh giải phóng để phục vụ cho gọi khác Qua đó, ta nhận thấy mạng chuyển mạch kênh có ưu điểm bật chất lượng đường truyền tốt, ổn định, có độ trễ nhỏ Các thiết bị mạng chuyển mạch kênh đơn giản, có tính ổn định cao, chống nhiễu tốt Nhưng ta không nhắc tới hạn chế phương thức truyền liệu như: - Sử dụng băng thơng khơng hiệu quả: Tính không hiệu thể qua hai yếu tố Thứ nhất, độ rộng băng thông cố định 64kb/s Thứ hai, kênh dành riêng cho gọi định Như vậy, tín hiệu thoại “lặng” (khơng có liệu) kênh khơng chia sẻ cho gọi khác; - Tính an tồn: Do tín hiệu thoại gửi nguyên đường truyền nên dễ bị nghe trộm Ngoài ra, đường dây th bao hồn tồn bị lợi dụng để ăn trộm cước viễn thông; - Khả mở rộng mạng kênh kém: Thứ sở hạ tầng khó cấp tương thích với thiết bị cũ Thứ hai, hạn chế hệ thống báo hiệu vốn sử dụng từ trước khơng có khả tùy biến cao Kỹ thuật chuyển mạch gói (Packet Switching): Trong chuyển mạch gói tin chia thành gói tin (packet), có khn dạng quy định trước Trong gói có chứa thơng tin điều khiển: địa trạm nguồn, địa trạm đích số thứ tự gói tin,… Các thơng tin điều khiển tối thiểu, chứa thông tin mà mạng yêu cầu để định tuyến cho gói tin qua mạng đưa tới đích Tại node tuyến gói tin nhận, nhớ sau chuyển tiếp trạm đích Vì kỹ thuật chuyển mạch gói q trình truyền Nguyễn Văn Thương 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP tin định tuyến động để truyền tin Điều khó khăn chuyển mạch gói việc tập hợp gói tin để tạo tin ban đầu Đặc biệt gói tin truyền theo nhiều đường khác tới trạm đích Chính lý mà gói tin cần phải đánh dấu số thứ tự, điều có tác dụng, chống lặp, sửa sai truyền lại hiên tượng gói xảy Các ưu điểm chuyển mạch gói: - Mềm dẻo hiệu suất truyền tin cao: Hiệu suất sử dụng đường truyền cao chuyển mạch gói khơng có khái niệm kênh cố định dành riêng, đường truyền node trạm chia sẻ cho để truyền tin, gói tin hàng truyền theo tốc độ nhanh đường truyền; - Khả truyền ưu tiên: Chuyển mạch gói cịn thứ tự cho gói để truyền theo mức độ ưu tiên Trong chuyển mạch gói số gọi bị từ chối phải chấp nhận nhược điểm thời gian trễ tăng lên; - Khả cung cấp nhiều dịch vụ thoại phi thoại; - Thích nghi tốt có lỗi xảy ra: Đặc tính có nhờ khả định tuyến động mạng Bên cạnh ưu điểm mạng chuyển mạch gói bộc lộ nhược điểm như: - Trễ đường truyền lớn: Do qua trạm, liệu lưu trữ, xử lý trước truyền đi; - Độ tin cậy mạng gói khơng cao, dễ xảy tắc nghẽn, lỗi tin; - Tính đa đường gây lặp tin, làm tăng lưu lượng mạng không cần thiết; - Tính bảo mật đường truyền chung khơng cao Nguyễn Văn Thương 10 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp - Giao thức mạng VoIP M2PA: Điểm báo hiệu IP xử lý MTP3 dịch vụ MTP2 cung cấp - M2UA: MGC truyền tải MTP3 dịch vụ MTP2 cho MTP2 Gateway báo hiệu xử lý 4.3.2 Kết nối mạng VoIP với mạng PSTN 4.3.2.1 Cuộc gọi mạng VoIP (SIP) kết thúc PSTN Chú ý mơ hình này, ta khơng đề cập tới có mặt Proxy Server hay Redirect Server mà coi tin báo hiệu SIP đến thẳng Gateway Thực chất vấn đề đầu cuối SIP quay số, Proxy Server biết gọi ngoại mạng nên xác định Gateway thích hợp để thực gọi Một ý mơ hình này, Gateway đóng vai trị vừa Media gateway Signaling Gateway Hình 4.10 Quá trình thiết lập gọi SIP-PSTN SIP User Agent gửi tin INVITE tới Gateway yêu cầu kết nối với thuê bao PSTN Gateway trả lời tin 100 Trying sau khởi tạo tin SS7 IAM tới mạng PSTN để lập tuyến tới thuê bao bị gọi Chú ý việc gửi Nguyễn Văn Thương 72 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP tin 100 Trying thực trước gửi tin IAM, điều phụ thuộc vào việc cấu hình Gateway Mạng PSTN trả tin ACM sau xác định địa thuê bao bị gọi Bản tin SS7 chuyển thành tin SIP 183 Session Progress Để báo th bao bị được rung chng đây, mạng SIP trọn cách an toàn truyền nguyên trạng thái tín hiệu nhận Gateway đến thuê bao SIP Việc cho phép báo hiệu xác trạng thái diễn đề phịng có trục trặc lúc thực kết nối với PSTN Thông tin truyền luồng RTP chiều – biểu diễn hình vẽ Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, tin SS7 ANM gửi Bản chuyển thành tin 200OK báo hiệu cổng Gateway sẵn sàng cho gọi Sau thuê bao SIP trả lời tin ACK luồng RTP thiết lập chiều Gateway SIP User Agent truyền tải tín hiệu thoại Gateway nhận từ tổng đài mạng PSTN Giả sử thuê bao SIP dập máy trước, gửi tin BYE tới Gateway để giải phóng gọi Gateway gửi tin REL tới tổng đài PSTN để hủy kết nối Sau Gateway gửi tin 200 OK nhận tin RLC, gọi thức chấm dứt 4.3.1.1 Cuộc gọi PSTN kết thúc mạng VoIP Trong mô hình gọi giống với trường hợp gọi xuất phát từ mạng VoIP kết thúc PSTN Nguyễn Văn Thương 73 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Hình 4.11 Q trình thiết lập gọi PSTN - SIP Thơng tin báo hiệu chuyển đổi tương đương tin SS7 SIP Để thông báo trạng thái rung chng mình, th bao SIP gửi trả tin 180 Ringing tới Gateway Bản tin tương ứng với tin SS7 ACM Khi đó, Gateway gửi tín hiệu thoại chiều mơ tả trạng thái thuê bao bị gọi tới thuê bao gọi Việc có tác dụng lớn việc đảm bảo thơng tin trạng thái thiết lập đường truyền kiểm soát thuê bao gọi 4.3.1.2 Cuộc gọi PSTN – PSTN thông qua mạng VoIP Chuẩn SIP-T Do vấn đề làm việc liên mạng SIP PSTN đặt ngày cấp thiết Nên nhóm IETF tập trung nghiên cứu để tìm gia vấn đề cần bổ sung cho giao thức SIP làm việc liên mạng với mạng điện thoại truyền thống PSTN Mặt khác thuộc tính quan trọng mạng điện thoại SIP suốt dịch vụ thoại truyền thống chờ gọi, free phone triển khai với giao thức mạng PSTN báo hiệu số phải cung cấp SIP Nguyễn Văn Thương 74 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Một thuộc tính quan trọng khác mạng điện thoại SIP khả định tuyến yêu cầu SIP Một yêu cầu SIP dùng để thiết lập gọi phải chứa đầy đủ thơng tin header phép định tuyến tới đích Proxy server Các tham số gọi số bị gọi phải truyền tải từ tin báo hiệu số sang yêu cầu SIP SIP-T (SIP Telephone) cố gắng cung cấp phương thức tích hợp báo hiệu thoại vào tin SIP Nó thoả mãn hai thuộc tính thơng qua kỹ thuật đóng gói dịch gateway SIP-ISUP, tin SS7-ISUP đóng gói SIP để thông tin cần thiết cho dịch vụ không bị loại bỏ yêu cầu SIP Tuy nhiên, Proxy server mà chịu trách nhiệm định định tuyến, khơng địi hỏi phải hiểu ISUP, đồng thời thơng cần thiết dịch từ tin ISUP sang mào đầu tương ứng SIP để định yêu cầu SIP định tuyến Trong SIP túy có cơng cụ cần thiết cho việc thiết lập kết thúc gọi Nó khơng có chế để mang thơng tin thời gian gọi truy xuất ISUP INF/INR Do cần phải có cung cấp việc truyền thông tin tuỳ biến lớp ứng dụng Nguyễn Văn Thương 75 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Hình 4.12 Quá trình thiết lập gọi PSTN – PSTN thơng qua mạng SIP Trong hình vẽ mơ tả hoạt động SIP việc thiết lập kết nối hai tổng đài PSTN với nhau(thường để giảm chi phí thiết lập gọi đường dài).Bên cạnh việc ánh xạ sang tin SIP cần thiết để thiết lập báo hiệu hai Gateway tin tin SIP nhúng nội dung tin SS7 Việc giúp không thông tin báo hiệu cần thiết cho việc định tuyến mạng PSTN sau Nguyễn Văn Thương 76 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Chƣơng KHẢO SÁT GIAO THỨC CUỘC GỌI VOIP SIP – PSTN TRÊN THỰC TẾ 5.1 GIỚI THIỆU VỀ KIẾN TRÚC MẠNG VOIP ĐƢỢC NGHIÊN CỨU Trước vào giới thiệu việc thiết lập gọi SIP - PSTN, ta vào giới thiệu thành mạng mà tiến hành khảo sát sau: Hình 5.1 Kiến trúc mạng VoIP nghiên cứu + Các thiết bị cần thiết cho mạng VoIP: - Media Gateway: thiết bị Audio Codec Mediant 1000 có giao diện mạng: Giao diện FXO kết nối với PSTN qua số thuê bao 7689333 o o Giao diện Ethernet kết nối với mạng nội cấp IP 172.16.0.22/24 - SIP Server: đóng vai trị vừa Proxy Server, Registrar Server, Location Server Sip Server có địa IP public 221.148.96.65 Nguyễn Văn Thương 77 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP - SIP Phone: điện thoại Softphone có hỗ trợ giao thức SIP, đăng kí với SIP Server với số thuê bao 7004 có địa IP 172.16.0.99 - Chương trình gọi điện thoại VoIP hỗ trợ giao thức SIP X-Lite, đăng kí với Sip Server với số thuê bao 7010 có địa IP 172.16.0.98 + Các thiết bị mạng IP: - Router: cấu hình với địa IP 123.30.4.2/25 nối với ISP VDC thông qua modem ADSL - Firewall: nhằm bảo vệ mạng VoIP khởi bị công từ bên ngồi Firewall có giao diện mạng khác o Giao diện với mạng Internet với địa 123.30.4.5/25 kết nối với Router để định tuyến gói tin o Giao diện với mạng DMZ (mạng vùng biên): với dải địa 172.16.0.1/24 o Giao diện với mạng nội (được bảo vệ): với dải địa 192.168.1.0/24 (nhưng không nghiên cứu nên không vẽ mơ hình) - Hub: Vì muốn bắt gói tin gửi mạng thiết bị VoIP đơn giản nên ta sử dụng Hub Vì thay Hub Switch không thực Switch thiết bị có xử lý địa MAC nên ta bắt gói tin Card mạng thiết bị Nguyễn Văn Thương 78 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP 5.2 GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRÌNH WIRESHARK Wireshark chương trình bắt gói tin mạng Nó cố gắng bắt tất gói tin hiển thị thơng tin chi tiết Mục đích việc sử dụng Wireshark là: - Quản trị mạng: kiểm tra lỗi mạng - Bảo mật hệ thống: kiểm tra lỗi bảo mật - Phát triển hệ thống: gỡ rối hoạt động giao thức - Các đối tượng khác: học giao thức nội mạng Hình 5.2 Giao diện chương trình Wireshark Wireshark có số ưu điểm sau: - Có thể chạy hệ thống UNIX Windows - Bắt tin trực tuyến card mạng - Hiện gói tin với thơng tin giao thức - Có thể mở lưu lại liệu bắt - Import and Export gói tin từ nhiều chương trình khác Nguyễn Văn Thương 79 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP - Lọc gói tin với nhiều tiêu chí khác - Tìm kiếm gói tin với nhiều tiêu chí - Hiển thị gói tin với màu bật dựa lọc - Tạo nhiều thống kê 5.3 KHẢO SÁT CUỘC GỌI VOIP SIP – PSTN TRÊN THỰC TẾ Ta mơ tả gọi từ th bao SIP 7010 có IP 172.16.0.98 tới số điện thoại 0986482223 Có ý mơ hình gọi là: - Tồn thơng tin báo hiệu SIP thơng tin gọi (trên luồng RTP) định tuyến thông qua SIP-Server Nên thực chất, Gateway SIP Phone có mặt nhau; cơng việc cần thiết thực SIP-Server - Việc báo hiệu SIP có số điểm khác so với chuẩn SIP định nghĩa RFC 3261 Trước vào phân tích gọi, ta đối chiếu với sơ đồ gọi mô tả giao thức gọi RFC 3666 - Session Initiation Protocol (SIP) Public Switched Telephone Network (PSTN) Call Flows Nguyễn Văn Thương 80 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Hình 5.3 Giao thức gọi IETF định nghĩa Dựa kết qua thu được, ta phân tích vẽ lại Giao thức gọi sau: Hình 5.4 Quá trình thiết lập gọi SIP - PSTN Nguyễn Văn Thương 81 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP SIP Phone 7010 gửi tin INVITE tới SIP-Server để yêu cầu thiết lập gọi SIP-Server trả lại tin 100 Trying báo nhận tin INVITE thiết lập gọi SIP-Server nhận thấy gọi PSTN nên chuyển tiếp tin INVITE tới Gateway Sau Gateway nhân tin INVITE, trả lời tin 100 Trying giống trường hợp Gateway gửi tín hiệu DC tới tổng đài nội hạt thơng báo nhấc máy Tổng đài nội hạt tiến hành xác thực thông tin thuê bao gửi tín hiệu mời quay số (tín hiệu 1VF – đơn tần) Khi nhận tín hiệu mời quan số, Gateway tiến hành chuyển thông tin trường To tin INVITE sang tín hiệu DTMF chứa số thuê bao gọi tới tổng đài nội hạt; thông tin khác sử dụng Gateway mạng SIP Gateway gửi tin 183 Session Progress thông báo gọi thực Lúc này, tổng đài nội hạt gửi tin IAM mạng SS7 để thiết lập tuyến nối tổng đài đích Đồng thời phát tín hiệu thực gọi đến thuê bao gọi để người dùng giữ máy Sau nhận tin 183 Session Progress thuê bao SIP 7010 thiếp lập luồng RTP chiều tới SIP-Server Khi Gateway nhận tín hiệu thiết lập gọi từ tổng đài nội hạt Nó gửi tin 200 OK thiết lập luồng RTP hai chiều tới SIP Server chuyển tiếp tới thuê bao 7010 Sau nhận tin luồng RTP thiết lập trước chuyển thành hai chiều gửi tin ACK xác nhận Lúc này, người sử dụng đầu cuối 7010 nghe thấy tiếng tút ngắn 10 Sau tổng đài nội hạt nhận tin ACM thơng báo lập tuyến Nó nhận tín hiệu báo rung chng từ tổng đài đích gửi chuyển tiếp cho thuê bao gọi Nguyễn Văn Thương 82 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP 11 Tín hiệu Gateway gửi tới người dùng người dùng biết thuê bao gọi rung chuông 12 Khi người bị gọi nhấc máy, tin ANM gửi bắt đầu thực gọi Bây thông tin gọi “trong suốt” Hình 5.5 Giao thức hủy gọi SIP - PSTN 13 Giả sử thuê bao SIP dập máy trước, tin BYE gửi luồng RTP điều chỉnh lại theo chiều từ SIP-Server SIP-Phone 14 Sau nhận tin BYE, Gateway gửi tin hiệu DC tới tổng đài nội hạt để thông báo thuê bao dập máy Tổng đài gửi tin REL để hủy tuyến thiết lập trả lời tin RLC từ tổng đài đích 15 Người sử dụng nghe thấy tiếng tút ngắn biết gọi kết thúc liền dập máy Cuộc gọi hoàn tất Nguyễn Văn Thương 83 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP Ở có khái niệm mà cần quan tâm khái niệm Media sớm (Early media) Media sớm đời nhằm giải vấn đề thiết lập gọi mạng SIP PSTN(đặc biệt gọi từ SIP sang PSTN) Do thiết bị đầu cuối SIP phát media gửi tin 200 OK; gọi bắt đầu thực đầu cuối nhận xác nhận ACK Điều làm cho phía bên không nghe phần đầu thoại Ngồi ra, q trình thực gọi, người sử dụng khơng có cách đề biết trạng thái trình thiết lập gọi mà quen thông qua tiếng nghe (tiếng tút ngắn, tút dài, ) Chính lý đó, mà luồng RTP thiết lập “sớm” trước phiên media cho gọi thiết lập để truyền trạng thái trả tổng đài thông báo trạng thái thiết lập gọi cho người dùng Đó luồng RTP thiết lập sau tin ACM mạng SS7 chứa tiếng chuông thu đường trung kế (trong giao thức gọi RFC) Khác so với gọi định nghĩa RFC trình bày trên, gọi thực đường dây thuê bao nên sử dụng báo hiệu in-band (DTMF, 1VF,…) Do đó, q trình thiết lập luồng RTP không chờ nhận tin ACM mà thực sau “quay số” xong đường thuê bao Do đó, nên ta nghe thấy có hai tiếng báo hiệu từ tổng đài Thứ nhất, tiếng tút ngắn nhanh báo thực định tuyến gọi Và thứ hai, tiếng tút dài báo hiệu rung chuông thuê bao PSTN phát từ tổng đài thuê bao bị gọi đường trung kế Nguyễn Văn Thương 84 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu mạng VoIP, em nhận thấy hội hướng phát triển tương lai Việc phát triển dựa cơng nghệ VoIP khơng mang tính chất kinh tế, xã hội to lớn mà hội lớn để Việt Nam có sản phầm mang tính chiến lược hồn tồn khả thi đầu tư hướng Các giao thức VoIP đề cập tới Đồ án tốt nghiệp đầy đủ tồn diện Đồ án sâu tìm hiểu vấn đề mở rộng với nhiều góc cạch cách nhìn khác người xây dựng mạng Sau hoàn thành nội dung đồ án này, em học hỏi nhiều chắp nối tốt kiến thức học lớp mạng viễn thông, giao thức Nó giúp em củng cố phát triển phương pháp luận, cách đặt vấn đề giải vấn đề Do hạn chế thời gian, khuôn khổ đồ án kinh nghiệm thực tiễn em chưa nhiều nên không tránh khỏi sai sót nhầm lẫn Nên đóng góp thầy cô bạn không giúp đồ án em có chất lượng cao mà cịn trang bị cho em kiến thức vững vàng học tập nghiên cứu công tác sau Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Văn Thương 85 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình: “Cơ sở thoại internet ”, Học Viện Bưu Chính Viễn Thơng [2] Giáo trình: “ VoIP ” , Học Viện Bưu Chính Viễn Thơng [3] Giáo trình “ VoIP - Công nghệ truyền tải đàm thoại sử dụng hạ tầng mạng IP”, Học Viện Bưu Chính Viễn Thông [4] Ngô Vân Anh “Chất lượng dịch vụ thoại qua IP - Mơ hình thay đổi” "Thơng tin Khoa học kỹ thuật Kinh tế Bưu Điện" 3/2001 [5] Cisco Systems, Introduction: “Voice over IP Fundamentals” [6] D Grossman, “New Terminology for DiffServ”, IETF Internet Draft, draftietf-DiffServ-new-terms-04.txt, March 2001 [7] “Session Initiation Protocol (SIP)”: RFC 2543 [8] “Quality of Service in IP Networks” : Grenville Armitage [9] “RTP Profile for Audio and Video Conferences” : RFC 1890 Nguyễn Văn Thương 86 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ ... nghiệp Giao thức mạng VoIP Chƣơng CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI TRONG MẠNG VOIP 2.1 MƠ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG QUAN CỦA MẠNG VOIP Trước vào nghiên cứu cụ thể giao thức truyền tải sử dụng mạng VoIP, vào... hai đầu cuối VoIP Chúng ta thấy rõ ràng vai trò thành phần mạng chức giao thức truyền tải sử dụng Báo hiệu VoIP sử dụng giao thức TCP hay UDP tùy thuộc vào giao thức báo hiệu sử dụng (SIP hay... gọi UDP giao thức không tin cậy Nguyễn Văn Thương 21 46kĐT-VT Khoa Công Nghệ Đồ án tốt nghiệp Giao thức mạng VoIP 2.2 GIAO THỨC IP Giao thức mạng IP thiết kế để liên kết mạng máy tính sử dụng phương