1. Giao thức H.323
1.1 Khỏi quỏt
H.323 là nhúm tiờu chuẩn kĩ thuật cho truyền dẫn: video, audio và dữ liệu thụng qua giao thức mạng Internet IP do hiệp hội viễn thụng quốc tế về tiờu chuẩn hoỏ ITU-T đƣa ra. Cỏc thiết bị, cỏc ứng dụng tƣơng thớch H.323 cú thể thụng tin, liờn kết, xử lớ với nhau. Chuẩn H.323 bao gồm cỏc chức năng nhƣ bỏo hiệu và điều khiển cuộc gọi, giao vận và điều khiển đa truyền thụng (multimedia transport and control), điều khiển độ rộng băng tần cho hội nghị điểm - điểm và hội nghị đa điểm (point-to-point and multipoint conferences). Ngoài khuyến cỏo H.323, cỏc khuyến cỏo thuộc nhúm H. (H-series) cũn cú: H.320 cho mạng số cỏc dịch vụ tớch hợp ISDN, H.324 cho dịch vụ mạng thoại thụng thƣờng POTS (Plain Old Telephone Service) nhƣ là cỏc kĩ thuật giao vận.[7]
Chuẩn H.323 bao gồm cỏc thành phần và cỏc giao thức sau: Dịch vụ (Feature) Giao thức (Protocol) Bỏo hiệu cuộc gọi (Call Signalling) H.225
Điều khiển truyền thụng (Media Control) H.245
Mó hoỏ và giải mó Audio (Audio Codecs) G.711,G.722,G.723,G.728,G.729 Mó hoỏ và giải mó Video (Video Codecs) H.271, H.263
Chia sẻ dữ liệu (Data Sharing) T.120 Giao vận truyền thụng (Media Transport) RTP/RTCP
Mạng H.323 sẽ đƣợc phõn tớch trong ba phần sau:
Cỏc phần tử (tƣơng thớch chuẩn) H.323 (H.323 elements)
Bộ giao thức H.323 (H.323 suite)
Sơ đồ cuộc gọi (trong mạng) H.323 (H.323 call-flows)
1.2 Cỏc phần tử H.323
Hỡnh sau minh hoạ cỏc phần tử trong hệ thống H.323, bao gồm: cỏc gateway, cỏc gatekeeper và cỏc MCU (Multipoint Control Unit: khối điều khiển đa điểm).
Hỡnh 16: Cỏc phần tử mạng H.323
Cỏc thiết bị đầu cuối (hay cỏc điểm cuối: endpoint) hỗ trợ cho hội nghị điểm- điểm và hội nghị đa điểm với nhiều thành phần audio, video, data phối hợp tham gia. Cỏc Gateway liờn kết mạng PSTN hoặc ISDN phục vụ cho cỏc điểm cuối thuộc hai mạng làm việc với nhau. Cỏc Gatekeeper cung cấp cỏc dịch vụ nhƣ: điều khiển tiếp nhận (admission control), thụng dịch địa chỉ (address translation) cho cỏc
Đầu cuối V.70 Đầu cuối thoại Đầu cuối H.320 Đầu cuối thoại Đầu cuối H.324 WAN RSVP WAN RSVP H.323 MCU Đầu cuối H.323 Đầu cuối H.323 H.323 Gatekeeper Đầu cuối H.323 H.323 Gateway WAN RSVP
endpoint hoặc cho gateway. Cỏc MCU cho phộp cỏc thiết bị đầu cuối hay cỏc gateway thiết lập hội nghị trờn cỏc phiờn audio, video và data.[7]
a. Thiết bị đầu cuối
Trong hỡnh 4-1, cỏc phần tử mạng H.323 (cỏc phần tử mạng làm việc theo chuẩn H.323) đƣợc gọi là cỏc thiết bị đầu cuối. Cỏc thiết bị đầu cuối H.323 phải cú khối điều khiển hệ thống (system control unit), truyền thụng, audio codecs (mó hoỏ và giải mó audio), cỏc giao diện làm việc với gúi. Cỏc đũi hỏi mang tớnh chọn lựa bao gồm: video codecs và cỏc ứng dụng dữ liệu ngƣời dựng.
Phạm vi của H.323 (Scope of H.323)
Hỡnh 17: Quan hệ giữa cỏc thành phần trong mạng H.323
Cỏc chức năng và khả năng sau giới hạn trong cỏc thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 terminal):
Khối điều khiển hệ thống (system control unit): cung cấp điều khiển cuộc gọi (H.225, H.245), chuyển thụng điệp và bỏo hiệu cỏc lệnh cho thao tỏc tƣơng ứng của thiết bị đầu cuối.
Truyền thụng (media transmission): định dạng cỏc luồng truyền dẫn nhƣ audio, video, data và cỏc thụng điệp trong giao diện mạng. Nú
Điều khiển h.thống
Thiết lập cuộc gọi Q.931 Điều khiển RAS Điều khiểnH.245
Control
Giao diện LAN RTP Số liệu ng-ời sử dụng T.120 Codec Video H.261 H.263 Codec thoại G.711 G.723 G.729
cũng nhận cỏc luồng audio, video, data và luồng điều khiển từ giao diện mạng.
Mó hoỏ và giải mó Audio (audio codec): mó hoỏ cỏc tớn hiệu từ thiết bị audio hoặc giải mó cỏc tớn hiệu audio từ mạng tới. Cỏc chức năng yờu cầu là mó hoỏ và giải mó tiếng núi theo khuyến cỏo G.711, truyền và nhận cỏc gúi tớn hiệu đó đƣợc nộn theo luật (hoặc luật A. Thờm vào đú là cỏc lựa chọn tiờu chuẩn mó hoỏ, giải mó cú thể đƣợc cung cấp nhƣ: G.722, G.723, G.728, G.729.
Giao diện mạng (network interface): là cỏc giao diện làm việc với gúi dữ liệu (packet-based interface) cú cỏc giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP), giao thức dữ liệu ngƣời dựng mạng (UDP), cỏc dịch vụ điểm-điểm, cỏc dịch vụ đa điểm,...
Mó hoỏ và giải mó video (video codec): khả năng này mang tớnh lựa chọn (cú thể cú hoặc khụng), nếu cú thỡ nú bao gồm mó hoỏ, giải mó video theo chuẩn H.261.
Kờnh dữ liệu (data channel): hỗ trợ cỏc dịch vụ (theo khuyến cỏo T.120) nhƣ: truy nhập cơ sở dữ liệu, truyền tệp (file transfer) và hội nghị truyền thanh (audiographics conferencing) (khả năng này cho phộp thay đổi, sửa chữa cỏc hỡnh ảnh một cỏch đồng thời tại cỏc điểm nhận cuối).
b. Cổng giao tiếp - Gateway
H.323 gateway phản ỏnh những đặc điểm của một điểm cuối chuyển mạch kờnh (Switched Circuit Network Endpoint). Nú thụng dịch giữa cỏc dạng truyền dẫn audio, video và data cũng nhƣ thụng dịch giữa cỏc hệ thống thụng tin, cỏc giao thức thụng tin. Chức năng của Gateway là thiết lập huỷ bỏ cuộc gọi ở cả hai mạng IP và SCN (Switched Circuit Network: mạng chuyển mạch kờnh). Gateway chỉ đƣợc dựng khi cú sự liờn kết giữa mạng IP và mạng SCN vỡ cỏc H.323 endpoint cú thể thụng tin trực tiếp với nhau qua mạng chuyển mạch gúi. Gateway đúng vai trũ nhƣ một H.323 terminal hay một khối điều khiển đa điểm MCU trong mạng H.323 và nhƣ một SCN terminal hay MCU trong mạng chuyển mạch kờnh.[7]
Mạng IP Mạng chuyển mạch kờnh (SCN)
Hỡnh 18: Cỏc thành phần của H.323 Gateway
c. Gatekeeper:
Cỏc dịch vụ của Gatekeeper gồm: dịch vu trƣớc khi thiết lập cuộc gọi (pre- call), dịch vụ điều khiển mức gọi (call-level control) cho cỏc H.323 endpoint. Gatekeeper
đƣợc tỏch biệt một cỏch logic với cỏc phần tử mạng. Gatekeeper thi hành cỏc dịch vụ sau:
Thụng dịch địa chỉ (address translation): Dịch vụ này thụng dịch từ địa chỉ " bớ danh " H.323 alias (vớ dụ: pc@cisco.com) hoặc từ địa chỉ E164 của cỏc điểm cuối thành địa chỉ IP của chỳng.
Điều khiển tiếp nhận (admission control): trao quyền truy nhập (authorized access) tới mạng H.323 bằng cỏch sử dụng cỏc thụng điệp yờu cầu tiếp nhận ARQ (Admission Request) / xỏc nhận tiếp nhận ACF (Admission Confirm) / từ chối tiếp nhận ARJ (Admission Reject) đó đƣợc trỡnh bày trong phần bỏo hiệu RAS (Registration, Admission & Status Signalling).
Điều khiển băng thụng (bandwidth control): dịch vụ này bao gồm quản lý cỏc yờu cầu băng thụng của cỏc điểm cuối thụng qua cỏc dịch vụ (BRQ, BCF, BRJ) sẽ đƣợc trỡnh bày ở phần bỏo hiệu RAS.
Quản lý vựng (zone mangement): hỗ trợ cho cỏc thiết bị đầu cuối đó đƣợc đăng ký, cỏc Gateway, cỏc MCU.
Ngoài cỏc dịch vụ ở trờn, một số dịch vụ sau đõy cú thể đƣợc Gatekeeper hỗ trợ: Đầu cuối H.323 / Chức năng MCU Chuyển đổi/ Chuyển mã Chức năng đầu cuối SCN
Bỏo hiệu điều khiển gọi (call control signalling) sử dụng mụ hỡnh bỏo hiệu cuộc gọi do Gatekeeper định tuyến GKRCS (Gatekeeper Routed Call Signalling).
Nhận thực cuộc gọi (call-authorization): cho phộp Gatekeeper giới hạn khả năng truy cập với cỏc thiết bị đầu cuối và cỏc Gateway xỏc định hoặc giới hạn truy cập dựa trờn cỏc quy định theo thời gian trong ngày (time-of-day policies).
Quản lý băng thụng (bandwidth management): cho phộp Gatekeeper từ chối yờu cầu tiếp nhận (admission request) nếu băng thụng yờu cầu chƣa sẵn sàng
.Quản lý gọi (Call management): bao gồm cỏc dịch vụ vận hành một nhúm cuộc gọi theo danh sỏch. Dựa vào danh sỏch này cú thể biết đƣợc một endpoint đang bận hay rỗi.
d. Khối điều khiển đa điểm và cỏc thành phần (The MCU and Elements)
Bộ điều khiển đa điểm MC (Multipoint Controller) hỗ trợ hội nghị giữa ba điểm hay nhiều hơn. Nú cú thể cú trong cỏc thiết bị đầu cuối, Gateway, Gatekeeper hoặc MCU.
Bộ xử lý đa điểm MP (Multipoint Processor) nhận cỏc luồng audio, video và data rồi phõn tỏn chỳng tới cỏc điểm tham gia hội nghị.
Khối điều khiển đa điểm MCU là một điểm, bao gồm ớt nhất một MC và một hoặc nhiều hơn MP.[7]
2. Giao thức khởi tạo phiờn - SIP
Giao thức khởi tạo phiờn SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức điều khiển bỏo hiệu lớp ứng dụng, dựng để thiết lập, duy trỡ, kết thỳc cỏc phiờn đa truyền thụng. Cỏc phiờn đa truyền thụng gồm: thoại Internet, cỏc hội nghị và cỏc ứng dụng tƣơng tự khỏc (bao gồm: audio, video và data).[7]
SIP hỗ trợ cỏc phiờn điểm - điểm hoặc đa điểm, 5 chức năng giao thức SIP sau dựng để thiết lập và kết thỳc truyền tin:
Định vị thuờ bao (user location), khả năng thuờ bao (user capability), tớnh hiệu lực (sự sẵn sàng trong việc đƣợc quyền sử dụng cỏc dịch vụ: user availability), thiết lập cuộc gọi (call-setup) và xử lý cuộc gọi (call handling).
SIP xõy dựng theo RFC 2543. Là giao thức dựa trờn kớ tự văn bản (textbased protocol). SIP là một phần của kiến trỳc đa truyền thụng thuộc nhúm phỏt triển kĩ
thuật mạng Internet IETF (Internet Engineering Task Force). IETF cũng bao gồm cỏc giao thức sau: Giao thức nguồn dành riờng RSVP (Resource Reservation Protocol: RFC 2005), giao thức truyền vận thời gian thực RTP (Realtime Transport Protocol: RFC 1889), giao thức luồng thời gian thực RTSP (Realtime Streaming Protocol: RFC 2326), giao thức cảnh bỏo phiờn SAP (Session Annoucement Protocol) và giao thức mụ tả phiờn SDP (Session Description Protocol: RFC 2327). Cỏc chức năng của SIP độc lập với nhau, một điều quan trọng khỏc là SIP cú thể giao tiếp, liờn kết với cỏc giao thức bỏo hiệu khỏc nhƣ giao thức H.323.[7]
Mạng thoại IP hiện nay vẫn đang đƣợc phỏt triển và trong tƣơng lai nú sẽ cần thờm nhiều cỏc chức năng bỏo hiệu khỏc. Với khả năng mở rộng của SIP, điều này cú thể đƣợc đỏp ứng.
SIP cú phần mào đầu đa năng, hơn nữa, cỏc chức năng bổ sung khỏc cú thể đƣợc đăng ký với số nhận thực Internet dành riờng IANA (Internet assigned numbers authority). Sự mềm dẻo của thụng điệp SIP cũng cho phộp cỏc phần tử kiến tạo nờn cỏc dịch vụ thoại cao cấp (Advanced Telephony Services) bao gồm cỏc dịch vụ di động.
Do SIP chƣa thực sự đƣợc IETF thụng qua, nờn ở phần này chỉ tập trung vào cỏc khỏi niệm cơ bản của giao thức SIP chứ khụng đi sõu vào tớnh mở rộng hay cỏc dịch vụ của SIP.
Khỏi quỏt về SIP: cỏc thành phần, đỏnh địa chỉ, thụng điệp mời.
Cỏc thụng điệp SIP.
2.1 Khỏi quỏt về SIP
Phần này miờu tả cỏc chức năng cơ bản và cỏc phần tử mấu chốt (key elements) của SIP. Hệ thống SIP cú hai thành phần: cỏc tỏc nhõn ngƣời sử dụng (user agents) và cỏc server mạng. Bờn gọi và bờn nhận đƣợc nhận dạng qua cỏc địa chỉ SIP ; cỏc bờn cần định vị ra server và ngƣời sử dụng.
o Tỏc nhõn ngƣời sử dụng (User Agents):
Cỏc tỏc nhõn ngƣời sử dụng là cỏc ứng dụng hệ thống cuối bao gồm cả mỏy khỏch tỏc nhõn ngƣời dựng UAC (User-Agents Client) và mỏy phục vụ tỏc nhõn ngƣời dựng UAS (User-Agents Server) theo cỏch gọi khỏc là mỏy khỏch và mỏy phục vụ.[7]
Client: khởi tạo cỏc yờu cầu SIP, đúng vai trũ nhƣ tỏc nhõn gọi của ngƣời dựng gọi.
Server: nhạn cỏc yờu cầu của SIP rồi phản hồi đỏp ứng lại thay cho ngƣời dựng. Nú đúng vai trũ nhƣ tỏc nhõn ngƣời dựng đƣợc gọi. o Cỏc mỏy phục vụ mạng (Network Servers)
Cú hai loại Server mạng SIP, đú là: Proxy Server và Redirect Server.
Proxy Server đúng vai trũ đại diện cho cỏc client. Proxy server mang chức năng của cả server và client (mỏy khỏch). Nú dịch và viết lại phần mào đầu của thụng điệp yờu cầu trƣớc khi gửi chỳng đi tới cỏc server khỏc. Việc viết lại mào đầu làm cho Proxy Server cú vai trũ nhƣ nơi tạo ra yờu cầu và đảm bảo cỏc thụng điệp phỳc đỏp sẽ quay lại Proxy Server thay vỡ tới Client.
Redirect Server: nhận cỏc thụng điệp yờu cầu SIP và gửi lại client, cỏc thụng điệp này bao gồm địa chỉ của server kế tiếp. Redirect Server khụng tiếp nhận cuộc gọi cũng nhƣ khụng xử lý hay chuyển tiếp thụng điệp yờu cầu SIP.
o Đỏnh địa chỉ (Addressing):
Địa chỉ SIP hay cũn gọi là địa chỉ định vị tài nguyờn tổng quan URL (SIP Univeral Resource Locator) đƣợc đỏnh theo dạng sau: user@hosts
(ngƣời_sử_dụng@mỏy_chủ) giống nhƣ địa chỉ thƣ điện tử (email address), SIP URL đƣợc xỏc định qua user@hosts, phần user của địa chỉ cú thể là tờn ngƣời sử dụng hoặc số điện thoại ngƣời sử dụng cũn phần hosts cú thể là tờn miền hoặc địa chỉ mạng.
Vớ dụ SIP: ciscopress@cisco.com SIP: 4085262222@171.171.1711 o Định vị mỏy phục vụ (Locating a server):
Một mỏy khỏch client cú thể gửi một thụng điệp yờu cầu SIP theo hai cỏch sau: trực tiếp với 1 proxy server nội hạt đó đƣợc cấu hỡnh với nú hoặc tới địa chỉ IP với cổng tƣơng ứng địa chỉ SIP URL. Theo cỏch thứ nhất gửi một thụng điệp yờu cầu SIP tƣơng đối dễ dàng. Cũn theo cỏch thứ hai sẽ gặp một số rắc rối vỡ những nguyờn sau:
Client phải xỏc định đƣợc địa chỉ IP số hiệu cổng của Server mà thụng điệp sẽ tới.
Nếu số hiệu cổng (port number) chƣa đƣợc liệt kờ trong địa chỉ yờu cầu SIP URL thỡ cổng mặc định là 5060.
Nếu loại giao thức (protocol type) chƣa đƣợc liệt kờ trong SIP URL, client phải cố gắng liờn kết với server thụng qua giao thức UDP sau đú là TCP.
Tiếp theo, client truy vấn DNS Server (Domain Name System: mỏy phục vụ hệ thống tờn miền) để tỡm ra địa chỉ IP của Server đớch. Nếu khụng tỡm đƣợc địa chỉ này, client khụng thể định vị đƣợc server và do đú khụng thể gửi đi thụng điệp yờu cầu.
o Giao dịch SIP (SIP Transaction):
Sau khi phõn tớch địa chỉ, client gửi cỏc thụng điệp yờu cầu (request) tới server và nhận lại một hoặc nhiều thụng điệp đỏp ứng (response).Mọi yờu cầu và đỏp ứng cú liờn quan tới cựng một hoạt động (activity) đều là một phần của giao dịch SIP. Để cho đơn giản và nhất quỏn, cỏc trƣờng trong phần mào đầu (header) của cỏc thụng điệp yờu cầu phải phự hợp với cỏc trƣờng trong phần mào đầu của cỏc thụng điệp đỏp ứng.[7]
Cỏc giao dịch SIP cú thể đƣợc truyền đi trong cỏc gúi UDP hoặc TCP. Nếu sử dụng gúi TCP, mọi thụng điệp yờu cầu và đỏp ứng liờn quan đến phiờn giao dịch SIP cú thể đƣợc truyền trờn cựng một kết nối. Hơn nữa, cỏc giao dịch SIP riờng biệt cũng cú thể đƣợc truyền qua cựng một kết nối TCP. Nếu dựng UDP, thụng điệp đỏp ứng gửi tới địa chỉ lấy từ phần mào đầu của thụng điệp request.
o Định vị ngƣời sử dụng (locating a user):
Trong thực tế một user đớch cú thể di chuyển từ một endsystem (hệ thống cuối) tới nhiều endsystem khỏc, vớ dụ: một user cú thể di chuyển từ một mạng LAN độc lập về nhà thụng qua một kết nối tới ISP (Internet Service Provider: nhà cung cấp dịch vụ Internet) hoặc qua kết nối Internet cụng cộng (public internet) trong khi đang tham gia hội nghị.
Tuy nhiờn, để định vị cỏc dịch vụ, SIP cần điều tiết tớnh mềm dẻo và tớnh di động của cỏc hệ thống IP. Vị trớ cỏc hệ thống cuối này cú thể đƣợc đăng ký với một SIP server hoặc với cỏc server định vị khỏc bờn ngoài phạm vi của SIP. Theo cỏch sau, SIP lƣu trữ danh sỏch cỏc vị trớ dựa trờn cỏc server định vị, cỏc server này cú thể phàn hồi lại danh sỏch cỏc host (mỏy chủ) thớch hợp (multihost possibility). Việc định vị và kết quả của việc định vị một user phụ thuộc loại SIP server đang đợc sử dụng. Một SIP redirect server chỉ đơn giản gửi lại toàn bộ danh sỏch cỏc vị trớ và cho phộp client định vị user một cỏch trực tiếp, cũn một SIP Proxy Server sẽ thử cỏc địa chỉ một cỏch song song cho tới khi cuộc gọi hoàn thành.[7]
2.2 Cỏc thụng điệp SIP (SIP messages)
Cỏc thụng điệp SIP (SIP messages)
Cú hai loại thụng điệp SIP, đú là: thụng điệp yờu cầu (request) do cỏc client tạo ra và thụng điệp đỏp ứng (response) do cỏc server đỏp ứng lại. Phần mào đầu (header) của cỏc thụng điệp này sẽ mụ tả chi tiết sự thụng tin. SIP là giao thức dựa trờn cỏc ký tự văn bản (text-based protocol) với cỳ phỏp và cỏc trƣờng cú trong phần mào đầu của thụng điệp giống hệt giao thức truyền siờu văn bản HTTP (HyperText Transfer Protocol). Cỏc thụng điệp SIP đƣợc truyền đi trờn cựng kết nối TCP hoặc UDP.[7]
o Cỏc mào đầu thụng điệp SIP (message headers)
Cỏc mào đầu của thụng điệp đƣợc dựng để xỏc định bờn gọi, bờn nhận, tuyến và xỏc định loại thụng điệp của cuộc gọi. Sau đõy là 4 nhúm mào đầu của cỏc thụng điệp SIP:
Mào đầu chung (General Header): ỏp dụng cho cỏc thụng điệp yờu cầu (request) và đỏp ứng (response).
Mào đầu thực thể (Entity Header): xỏc định thụng tin về loại thõn thụng điệp và chiều dài.
Mào đầu thụng điệp yờu cầu (Request Headers): cho phộp cỏc client đƣa thờm vào cỏc thuộc tớnh yờu cầu.
Mào đầu thụng điệp đỏp ứng (Response Headers): cho phộp cỏc server đƣa thờm vào cỏc thụng điệp đỏp ứng.
General Headers Entity Headers Request Headers Response Headers
Accept Content-
Encoding
Authorization Allow
Accept-Encoding Content-Length Contact Proxy-Authenticate
Accept-Language Content-Type Hide Retry-After
Call-ID Max-Forward Server
Contact Organization Unsupported
Date Proxy- Authorization www- Authenticate Encryption Proxy-Require Expires Route From Require