Giao thức H.323 bao gồm nhiều hoạt động để hỗ trợ truyền thơng giữa người dùng và các đầu cuối khác, các gateway và MCU. Hình 3.16 trình bày các giai đoạn chính trong quá trình thiết lập cuộc gọi giữa hai điểm cuối H.323.
Giai đoạn 1: Phát hiện Gatekeeper
Hình 3.17 là một ví dụ về hoạt động của H.323: các thơng điệp được trao đổi cho việc phát hiện gatekeeper. Đây là hoạt động bắt buộc đối với mỗi điểm cuối mỗi khi nĩ đăng nhập mạng. Trong giai đoạn 1, đầu cuối gửi một bản tin yêu cầu Gatekeeper (GRQ, Gatekeeper Request). Bản tin này được khảo sát bởi Gatekeeper, nĩ cĩ thể (hoặc khơng thể) đáp ứng với bản tin cơng nhận Gatekeeper (GCF, Gatekeeper Confirmation).
Phát hiện Đăng kí Thiết lập kết nối Thay đổi dung lượng
Thay đổi kênh logic Truyền tải
Kết thúc
Hình 3.16. Các giai đoạn chính của H.323
RAS và Q.931
H.245
Điểm cuối bắt đầu đặt định thời dựa vào việc phát bản tin GRQ. Nếu khơng nhận được đáp ứng, thời gian quá hạn và một GRQ khác được phát đi. Nếu vấn đề này tiếp tục, nhà điều hành mạng phải dàn xếp để quyết định các vấn đề này. Gatekeeper cĩ thể trả lại bản tin GRJ (Gatekeeper Reject) nếu nĩ chọn khơng làm Gatekeeper của điểm cuối.
Tiến trình phát hiện Gatekeeper cĩ thể hoạt động theo hai cơ chế là multicast và unicast.
Theo cơ chế unicast, các bản tin GRQ sẽ được gởi trên cổng 1719 của giao thức UDP với địa chỉ IP mặc định đã được cấu hình cho nĩ.
Trong cơ chế multicast, để tìm kiếm Gatekeeper, các đầu cuối phải phát các bản tin của nĩ theo địa chỉ multicast 224.0.1.41 vì nĩ khơng được cấu hình địa chỉ IP mặc định của Gatekeeper trên mạng. Theo phương thức này, một đầu cuối cĩ thể nhận được nhiều bản tin GCF từ các Gatekeeper trên mạng. Khi đĩ nĩ phải cĩ cơ chế để lựa chọn một trong số các Gatekeeper đĩ.
Giai đoạn 2: Đăng kí với Gatekeeper
Một khi hoạt động phát hiện Gatekeeper xảy ra, các tiến trình đăng kí bắt đầu. Các hoạt động này định nghĩa một điểm cuối tham gia vào một vùng như thế nào và cung cấp cho Gatekeeper số cổng và địa chỉ của nĩ. Hình 3.18 trình bày sự trao đổi bản tin, điểm cuối gửi bản tin yêu cầu đăng kí (RRQ, Registration Request) tới Gatekeeper. Trong giai đoạn 2, Gatekeeper đáp ứng với bản tin cơng nhận đăng kí (RCF, Registration Confirmation) hoặc bản tin từ chối đăng kí (RRJ, Registration Reject).
Hình 3.18. Tiến trình đăng kí RRQ RCF/RRJ Điểm cuối Gatekeeper URQ UCF/URJ URQ UCF 1 2 3 4 5 6
Gateway A Gateway B 1 2 3 4 5 6 7 8
Hình 3.19. Tiến trình thiết lập kênh media
Điểm cuối hoặc Gatekeeper cĩ thể hủy bỏ việc đăng kí và kết thúc sự liên hệ giữa hai thức thể. Các hoạt động trong giai đoạn 3 và 4 trình bày sự hủy bỏ đăng kí từ điểm cuối với bản tin yêu cầu hủy đăng kí (URQ, Unregister Request). Gatekeeper cĩ thể đáp ứng với bản tin cơng nhận hủy đăng kí (UCF, Unregister Confirm) hoặc bản tin từ chối hủy đăng kí (URJ, Unregister Reject). Như trong giai đoạn 5 và 6, Gatekeeper bắt đầu tiến trình hủy bỏ đăng kí với bản tin URQ và điểm cuối đáp ứng lại với bản tin UCF.
Giai đoạn 3: Thiết lập kênh media
Hình 4.9 trình bày các hoạt động thiết lập kênh media. Kênh điều khiển H.245 được thiết lập giữa Gateway A vàGateway B. Gateway A sử dụng H.245 để đưa ra khả năng của nĩ bằng cách gửi bản tin TerminalCapabilitySet đến Gateway B. Các tiến trình như sau:
Bước 1: Gateway A trao đổi khả năng của nĩ với Gateway B bằng cách gửi bản tin TerminalCapbilitySet H.245.
Bước 2: Gateway B cơng nhận khả năng của A bằng các gửi bản tin cơng nhận TerminalCapabilitySetAcknowledge.
Bước 3: Gateway B trao đổi khả năng của nĩ với Gateway A bằng cách gửi bản tin TerminalCapabilitySet.
Bước 4: Gateway A cơng nhận khả năng của Gateway B bằng cách gửi trả lại bản tin TerminalCapabilitySetAcknowledge.
Bước 5: Gateway A mở kênh media với Gateway B bằng cách gửi bản tin OpenLogicalChannel và địa chỉ truyền tải của kênh RTCP (nếu luồng media được quản lý bởi RTCP).
Bước 6: Gateway B cơng nhận sự thiết lập kênh logic của Gateway A bằng cách gửi bản tin OpenLogicalChannelAcknowledge, bản tin này gồm:
Địa chỉ truyền tải RTP được phân phối bởi Gateway B (địa chỉ này sẽ được sử dụng để truyền luồng media RTP).
Địa chỉ RTCP nhận được từ Gateway A.
Bước 7: Gateway B mở kênh media với Gateway A bằng cách gửi bản tin OpenLogicalChannel bao gồm địa chỉ truyền tải của kênh RTCP.
Bước 8: để hồn thành việc thiết lập thơng tin media hai chiều, Gateway A cơng nhận việc thiết lập kênh logic của Gateway B bằng cách gửi bản tin cơng nhận OpenLogicalChannelAcknowledge, bản tin này bao gồm:
Địa chỉ truyền tải RTP được phân phối bởi Gateway A. Địa chỉ RTCP nhận được từ Gateway B.
Giai đoạn 4: Thay đổi băng thơng
Các điểm cuối (hoặc Gateway) cũng cĩ thể yêu cầu thay đổi băng thơng. Gatekeeper phải quản lý các yêu cầu thay đổi băng thơng này (tăng hoặc giảm). Tiến trình trao đổi giữa các bản tin được trình bày trong hình 3.20 Các tiến trình như sau:
Bước 1: Gateway khởi tạo gửi bản tin yêu cầu băng thơng BRQ đến Gatekeeper để yêu cầu băng thơng mong muốn.
Bước 2: Gatekeeper đáp ứng yêu cầu băng thơng với bản tin BCF.
Bước 3: một kênh logic được thiết lập giữa hai Gateway với băng thơng được chỉ định.
Hình 3.20. Hoạt động thay đổi băng thơng
Gateway Gateway 1 2 3 4 5 6 Gatekeeper
Bước 4: một bản tin BRQ được gửi đến Gatekeeper để yêu cầu thay đổi băng thơng của kết nối (giả sử Gateway này khơng thỏa mãn băng thơng đã chỉ định).
Bước 5: Gatekeeper đáp ứng gateway với bản tin BCF để xác nhận băng thơng mới.
Bước 6: kênh logic được thiết lập lại với băng thơng mới.
Giai đoạn 5,6: Thay đổi mức logic và truyền tải.
Mức logic chính là cuộc gọi Gateway nội vùng và Gateway liên vùng, sự thay đổi mức logic chính là chuyển từ cuộc gọi Gateway nội vùng lên liên vùng.
Thiết lập cuộc gọi Gateway nội vùng.
Bước 1: đầu cuối A quay số điện thoại để gọi cho đầu cuối B.
Bước 2: Gateway A gửi cho Gatekeeper một bản tin ARQ, yêu cầu cho phép gọi đến đầu cuối B.
Bước 3: Gatekeeper tìm đầu cuối B và trả lại một bản tin ACF với địa chỉ IP của Gateway B.
Bước 4: Gateway A gửi bản tin thiết lập cuộc gọi Q.931 cho Gateway B với số điện thoại của đầu cuối B.
Bước 5: Gateway B gửi bản tin ARQ cho Gatekeeper, yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi của Gateway A.
Bước 6: Gatekeeper trả lại bản tin ACF với địa chỉ IP của Gateway A.
Bước 7: Gateway B thiết lập một cuộc gọi đến đầu cuối B.
Bước 8: khi đầu cuối B trả lời, Gateway B gửi kết nối Q.931 đến Gateway A.
Hình 3.21. Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper nội vùng 4 8 Gateway A Gatekeeper Gateway B 1 2 3 6 5 7
Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper liên vùng
Bước 1: đầu cuối A quay số điện thoại của đầu cuối B.
Bước 2: Gateway A gửi bản tin ARQ cho Gatekeeper A, yêu cầu cho phép gọi đến đầu cuối B.
Bước 3: Gatekeeper A tìm và khơng tìm thấy sự đăng kí của đầu cuối B. Gateway A tra các số đầu và nhận thấy trùng khớp với Gatekeeper B. Nĩ gửi bản tin LRQ cho Gatekeeper B và bản tin RIP cho Gateway A.
Bước 4: Gatekeeper B tìm và nhận thấy sự đăng kí của đầu cuối B, nĩ gửi trả lại Gatekeeper A bản tin LCF với địa chỉ IP của Gateway B.
Bước 5: Gatekeeper A trả lại bản tin ACF cho Gateway A với địa chỉ IP của Gateway B.
Bước 6: Gateway A gửi bản tin thiết lập cuộc gọi Q.931 đến Gateway B với số điện thoại của đầu cuối B.
Bước 7: Gateway B gửi cho Gatekeeper B bản tin ARQ, yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi của Gateway A.
Bước 8: Gatekeeper B trả lại bản tin ACF với địa chỉ IP của Gateway A.
Bước 9: Gateway B thiết lập một cuộc gọi đến đầu cuối B.
Bước 10: khi đầu cuối B trả lời, Gateway B gửi bản tin kết nối Q.931 đến Gateway A.
Gia đoạn 7: Kết thúc.
Bước 1: đầu cuối B gác máy.
Bước 2: Gateway B gửi bản tin DRQ đến Gatekeeper B để yêu cầu ngắt kết nối giữa A và B.
Hình 3.22. Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper liên vùng
6 10 2 3 8 7 Gatekeeper A Gateway A Gatekeeper B Gateway B 3 4 1 5 9
Bước 3: Gatekeeper B gửi lại bản tin DCF cơng nhận bản tin DRQ.
Bước 4: Gateway B gửi bản tin giải phĩng kết nối Q.931 đến Gateway A.
Bước 5: Gateway A gửi bản tin DRQ đến Gatekeeper A để yêu cầu ngắt kết nối giữa A và B.
Bước 6: Gatekeeper A gửi lại bản tin DCF.
Bước 7: Gateway A gửi bản tin ngắt kết nối đến A.
4.1.4- Mơ hình mạng cơ bản của H.323:
4.2-Giao thức khởi tạo phiên SIP:
Hình 3.23. Ngắt kết nối Gatekeeper liên vùng
Gatekeeper A Gateway A Gatekeeper B Gateway B 1 2 3 4 5 6 7 B A PSTN VN VN LAO TL HK Internet PSTN HK PSTN TL PSTN LAO
Hình 3.24. Mơ hình H.323 cơ bản thơng qua Internet
VN: Việt Nam HK: Hồng Kơng TL: Thái Lan LAO: Lào
4.2.1- Tổng quan:
Giao thức khởi tạo phiên (SIP, Session Initiation Protocol) là một giao thức điều khiển và đã được tiêu chuẩn hĩa bởi IETF (RFC 2543). Nhiệm vụ của nĩ là thiết lập, hiệu chỉnh và xĩa các phiên làm việc giữa các người dùng. Các phiên làm việc cũng cĩ thể là hội nghị đa phương tiện, cuộc gọi điện thoại điểm-điểm, …. SIP được sử dụng kết hợp với các chuẩn giao thức IETF khác như là SAP, SDP và MGCP (MEGACO) để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ VoIP. Cấu trúc của SIP cũng tương tự với cấu trúc HTTP (giao thức client-server). Nĩ bao gồm các yêu cầu được gửi đến từ người sử dụng SIP client tới SIP server. Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến các client. Một thơng điệp yêu cầu, cùng với các thơng điệp đáp ứng tạo nên sự thực thi SIP.
SIP là một cơng cụ hỗ trợ hấp dẫn đối với điện thoại IP vì các lý do sau :
Nĩ cĩ thể hoạt động vơ trạng thái hoặc cĩ trạng thái. Vì vậy, sự hoạt động vơ trạng thái cung cấp sự mở rộng tốt do các server khơng phải duy trì thơng tin về trạng thái cuộc gọi một khi sự thực hiện (transaction) đã được xử lý.
Nĩ cĩ thể sử dụng nhiều dạng hoặc cú pháp giao thức chuyển siêu văn bản HTTP (Hypertext Transfer Protocol), vì vậy, nĩ cung cấp một các thuận lợi để hoạt động trên các trình duyệt.
Bản tin SIP (nội dung bản tin) thì khơng rõ ràng, nĩ cĩ thể là bất cứ cú pháp nào. Vì vậy, nĩ cĩ thể được mơ tả theo nhiều cách. Chẳng hạn, nĩ cĩ thể được mơ tả với sự mở rộng thư Internet đa mục đích MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) hoặc ngơn ngữ đánh dấu mở rộng XML (Extensible Markup Language).
Nĩ nhận dạng một người dùng với bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL (Uniform Resource Locator), vì vậy, nĩ cung cấp cho người dùng khả năng khởi tạo cuộc gọi bằng cách nhấp vào một liên kết trên trang web.
Nĩi chung, SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau : • Định vị trí của người dùng.
• Định media cho phiên làm việc.
• Định sự sẵn sàng của người dùng để tham gia vào một phiên làm việc. • Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc.
4.2.2- Cấu trúc của SIP:
Một khía cạnh khác biệt của SIP đối với các giao thức xử lý cuộc gọi IP khác là nĩ khơng sử dụng bộ điều khiển Gateway. Nĩ khơng dùng khái niệm Gateway/bộ điều khiển Gateway nhưng nĩ dựa vào mơ hình khách/chủ (client/server).
Server : là một chương trình ứng dụng chấp nhận các bản tin yêu cầu để phục vụ các yêu cầu này và gửi trả các đáp ứng cho các yêu cầu đĩ. Server là Proxy, gửi lại (redirect), UAS hoặc Registrar.
Proxy server : là một chương trình trung gian, hoạt động như là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác. Các yêu cầu được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến server khác. Một Proxy cĩ thể dịch và nếu cần thiết, cĩ thể tạo lại bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến server khác hoặc một UA. Trong trường hợp này, trường Via trong bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các Proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu.
Redirect server : là một server chấp nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ trong yêu cầu thành một địa chỉ mới và trả lại địa chỉ này trở về client. Khơng giống như Proxy Server, nĩ khơng khởi tạo một yêu cầu SIP và khơng chuyển các yêu cầu đến các Server khác. Khơng giống như Server đại diện người dùng UAS, nĩ khơng chấp nhận cuộc gọi.
Registrar : là một server chấp nhận yêu cầu REGISTER. Một Registrar được xếp đặt với một Proxy hoặc một server gửi lại và cĩ thể đưa ra các dịch vụ định vị. Registrar được dùng để đăng kí các đối tượng SIP trong miền SIP và cập nhật vị trí hiện tại của chúng. Một miền SIP thì tương tự với một vùng H.323.
UA (User Agent) : là một ứng dụng chứa cả UAC (User Agent Client) và UAS. UAC (User Agent Client): đây là phần người sử dụng được dùng để khởi tạo một yêu cầu SIP tới server SIP hoặc UAS.
UAS (User Agent Server) : là một ứng dụng server giao tiếp với người dùng khi yêu cầu SIP được nhận và trả lại một đáp ứng đại diện cho người dùng.
Hình 4.25 trình bày hai thành phần chính của SIP : User Agent và SIP server. User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt động đại diện cho người dùng. User Agent bao gồm hai thành phần : một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức server được biết như là UAS. UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi. Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP cĩ thể hoạt động ngang hàng khi sử dụng mơ hình client/server.
Server SIP cĩ hai loại : Proxy server và Redirect server.
Proxy server nhận một yêu cầu từ client và quyết định server kế tiếp mà yêu cầu sẽ đi đến. Proxy này cĩ thể gửi yêu cầu đến một server khác, một Redirect server hoặc UAS. Đáp ứng sẽ được truyền cùng đường với yêu cầu nhưng theo chiều ngược lại. Proxy server hoạt động như là client và server.
Redirect server sẽ khơng chuyển yêu cầu nhưng sẽ chỉ định client tiếp xúc trực tiếp với server kế tiếp, đáp ứng gửi lại client chứa địa chỉ của server kế tiếp. Nĩ khơng hoạt động được như là một client, nĩ khơng chấp nhận cuộc gọi.
4.2.3- Địa chỉ và Bản tin SIP.Địa chỉ SIP: Địa chỉ SIP:
Địa chỉ của SIP cịn được gọi là bộ định vị tài nguyên chung URL (Universal Resource Locator), tồn tại dưới dạng user@host. Phần user trong phần địa chỉ cĩ thể là tên người sử dụng hoặc số điện thoại. Phần host cĩ thể là tên miền hoặc địa chỉ mạng. Ví dụ địa chỉ SIP :
sip:ciscopress@cisco.com sip:4085262222@171.171.171.1
Các bản tin SIP:
Cĩ hai loại bản tin SIP : bản tin yêu cầu được khởi tạo từ client và bản tin đáp ứng được trả lại từ server. Mỗi bản tin chứa một tiêu đề mơ tả chi tiết về sự truyền thơng.
User Agent Proxy server Proxy server User Agent
Request Request Request
Hình 4.25(b). Redirect Server Redirect server Registrar Request Return Bộ đăng kí (registrar)
User Agent Proxy server Proxy server User Agent
Request Request Request
SIP cĩ thể sử dụng UDP. Khi được gửi trên UDP hoặc TCP, nhiều sự giao dịch SIP cĩ thể được mang trên một kết nối TCP đơn lẻ hoặc gĩi dữ liệu UDP. Gĩi dữ liệu UDP (bao gồm tất cả các tiêu đề) thì khơng vượt quá đơn vị truyền dẫn lớn nhất MTU (Maximum Transmission Unit) nếu MTU được định nghĩa, hoặc khơng quá 1500 byte nếu MTU khơng được định nghĩa.
Một bản tin SIP cơ bản bao gồm: dịng bắt đầu (start-line), một hoặc nhiều trường tiêu đề, một dịng trống (CRLF) dùng để kết thúc các trường tiêu đề và một nội dung bản tin tùy chọn. Bản tin chung = Dịng bắt đầu Tiêu đề bản tin CRLF
[nội dung bản tin]
Tiêu đề bản tin:
Tiêu đề bản tin dùng để chỉ ra người gọi, người bị gọi, đường định tuyến và loại bản tin của cuộc gọi. Cĩ 4 nhĩm tiêu đề bản tin như sau: