3.1.1. Yêu cầu
Việc xây dựng hệ thống thử nghiệm là để nhằm chứng minh tính khả thi của hệ thống tích hợp ENUM và DNS trong việc cung cấp các ứng dụng hội tụ mạng viễn thông và Internet. Do khả năng cung cấp các dịch vụ ứng dụng hội tụ trên môi trường tích hợp ENUM và DNS là rất rộng rãi và thường xuyên được phát triển thêm mới theo thời gian nên mô hình thử nghiệm được xây dựng trong phạm vi của một luận văn ở đây cần phải được tập trung vào một số ứng dụng đơn giản, rõ nét nhất để kiểm nghiệm khả năng áp dụng, triển khai thực tế của hệ thống.
3.1.2. Phƣơng pháp tiếp cận trong thiết lập ứng dụng ENUM
Về bản chất, việc thiết lập một kết nối cho sử dụng các dịch vụ viễn thông, dịch vụ Internet hoặc ứng dụng hội tụ của hai mạng này chính là việc thiết lập một cuộc gọi giữa người gọi (đầu cuối gọi) và số bị gọi. Chính vì vậy việc thiết lập các ứng dụng hội tụ ENUM cũng chủ yếu dựa trên nền tảng phân loại các phương pháp tiếp cận: hoặc do đầu cuối gọi quyết định việc tìm ra, kết nối tới các tài nguyên gắn với số bị gọi hoặc là do đầu cuối bị gọi quyết định các thông tin được cung cấp kèm theo số bị gọi và đối tượng được kết nối đến. Ta sẽ đi sâu phân tích cụ thể với từng phương pháp tiếp cận này.
a. Phƣơng pháp do đầu cuối gọi quyết định
Trong phương pháp này, đầu cuối gọi có hỗ trợ ENUM sẽ thực hiện truy vấn ENUM để tìm các tài nguyên gắn với số bị gọi. Điều kiện ở đây là số bị gọi (để đơn giản trong cách trình bày, trước mắt ta ngầm định là số điện thoại) phải là số có đăng ký các dữ liệu ENUM. Truy vấn DNS sẽ trả về bản ghi NAPTR tương
đầu cuối gọi sẽ dựa vào đó mà lựa chọn phương thức kết nối mong muốn và sau đó sẽ thực hiện các kết nối trực tiếp.
DNS
Web, email
Fax
Tel VoIP
1. Tìm kiếm dữ liệu ENUM tương ứng với số bị gọi
2. Trả về các tài nguyên tương ứng (các phương thức kết nối có thể sử dụng và địa chỉ)
3. Lựa chọn phương thức kết nối và thực hiện kết nối tới địa chỉ tìm được Người gọi Tài nguyên của số bị gọi
Hình 17. Đầu cuối gọi quyết định trong quá trình thiết lập cuộc gọi thông qua truy vấn ENUM
Mô hình này được sử dụng trong trường hợp cơ sở dữ liệu ENUM là chung của cả người gọi lẫn người bị gọi, hoặc hệ thống DNS ENUM là hệ thống toàn cầu (trường hợp áp dụng ENUM toàn cầu).
Ưu điểm phương pháp này là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả mọi đối tượng sẽ làm đơn giản hóa các thao tác mà đầu cuối phải thực hiện. Có thể chế tạo một đầu cuối chung cho toàn bộ các phương thức kết nối và ẩn đi đối với người sử dụng phương thức kết nối cụ thể được thực hiện. Phương pháp này cũng cho phép xóa bỏ ranh giới giữa điện thoại thông thường và VoIP.
Vấn đề phức tạp là ở chỗ hệ thống ENUM-DNS phải là toàn cầu và các đầu cuối gọi cũng như bị gọi phải tương thích hoàn toàn về mặt thủ tục. Ngoài ra các vấn đề về an ninh mạng, an toàn thông tin cá nhân cũng cần phải được quan tâm.
DNS
Web, email
Fax
Tel VoIP
1. Tìm kiếm dữ liệu ENUM tương ứng với số bị gọi
2. Con trỏ trỏ tới proxy/gateway của số bị gọi được trả về
5. Thực hiện kết nối tới địa chỉ tìm được Người gọi Tài nguyên của số bị gọi Proxy/SIP gateway
3. Kết nối tới proxy của số bị gọi
4. Nếu proxy cho phép bởi luật, phương thức kết nối sẽ được trả về
Cập nhật các luật, các phương thức cho phép kết nối
Hình 18. Đầu cuối bị gọi quyết định thông qua việc cập nhật luật vào proxy/gateway địa phƣơng
Phương pháp này được thực hiện thông qua proxy/gateway chuyển đổi thủ tục. Đầu cuối gọi khi truy vấn ENUM sẽ chỉ được trả về địa chỉ của gateway do đầu cuối bị gọi sử dụng. Việc kết nối tới proxy/gateway để xác thực, bắt tay là bắt buộc để có thể kết nối tới số bị gọi.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể xây dựng dựa trên mô hình triển khai diện rộng hiện nay của mạng VoIP. Thực tế các mạng VoIP đang sử dụng các proxy độc lập và không có kết nối chung với nhau, việc đưa hệ thống ENUM DNS và các tổng đài gọi ra hỗ trợ ENUM vào hoạt động có thể giải quyết được các vấn đề gọi từ PSTN vào VoIP đang gặp khó khăn hiện nay. Hơn nữa, hệ thống ENUM DNS chỉ chứa các địa chỉ proxy/gateway sẽ đơn giản và dễ triển khai trong thực tế.
Do sử dụng proxy địa phương nên người bị gọi có thể tạo ra các luật khá mềm dẻo để hạn chế các thông tin được cung cấp và đối tượng được kết nối. Ví dụ có thể chỉ cho phép các thuê bao nội địa được gọi tới bằng SIP, chỉ cung cấp địa chỉ cho các thuê bao quốc tế ...
Nhược điểm là ở chỗ dữ liệu ENUM ứng với các số E.164 không chứa đủ các dữ liệu kết nối cần thiết, chỉ thích hợp với một vài loại dịch vụ. Việc kết nối tới các
Trong một số trường hợp, sử dụng ENUM với mô hình này là thừa, vì đã có các giải pháp khác tương tự được sử dụng. Ví dụ trong triển khai VoIP với SIP, người ta có thể sử dụng các bản ghi SRV để tìm địa chỉ SIP proxy/gateway một cách dễ dàng.
c. Phƣơng pháp kết hợp
Trong thực tế, 2 phương pháp tiếp cận nói trên không hề xung đột nhau và có thể cùng sử dụng được. Hơn nữa, trong cùng bản ghi DNS, người sử dụng có thể lựa chọn dịch vụ nào muốn cung cấp rộng rãi theo phương thức đầu tiên, hay dịch vụ nào hạn chế thông qua proxy theo phương thức thứ 2. Việc kết hợp 2 phương pháp nói trên tạo ra sự mềm dẻo trong triển khai các hệ thống dịch vụ và cung cấp cho người sử dụng khả năng hạn chế các thông tin nhạy cảm được cung cấp ra công cộng.
d. Dòng dịch chuyển cuộc gọi (Call flow) sử dụng ENUM
Đi vào chi tiết, ta xem xét các dòng dịch chuyển của cuộc gọi trong một môi trường điển hình. Để minh họa cho ứng dụng của ENUM ta sử dụng dịch vụ SIP để mô phỏng. Mô hình cuộc gọi sẽ được thực hiện từ 1 đầu cuối có địa chỉ "a@nguon" gọi tới 1 đầu cuối có địa chỉ sip là "b@dich", số ENUM là +844123456. Các đầu cuối nguồn và đích đều được đăng ký với 1 sip proxy hoặc sử dụng chuyển mạch mềm địa phương. Giả thiết việc xác nhận sự có mặt trực tuyến (online) của đầu cuối được thực hiện bằng cách đăng ký vào 1 hệ thống Presence chung.
1. Đăng ký với dịch vụ presence 1. Đăng ký với dịch vụ presence 2. INVITE b@dich 200 OK Via a@nguon INVITE b@dich via sipproxy.dich INVITE b@dich 200 OK
Via sipproxy.nguon – a@nguon a@nguon ENUM DNS sipproxy.nguon sipproxy.dich b@dich 1 3 ACK ACK ACK 4 5 6 7 Presence server 2 Tìm SRV của “dich” sipproxy.dich IP=a.b.c.d t
Hình 19. Cuộc gọi SIP thông thƣờng
Các phần mềm đầu cuối dựa vào hệ thống presence service sẽ nhận biết được trạng thái online của đích cần gọi.
Cuộc gọi được bắt đầu bằng việc đầu cuối a gọi tới sip proxy của mình là "sipproxy.nguon", gửi bản tin "INVITE b@dich".
Đây là bản tin thiết lập cuộc gọi SIP và được proxy xử lý bằng cách đi tìm đích mà nó cần kết nối tới thông qua truy vấn DNS. Theo quy ước, 1 truy vấn tìm bản ghi SRV sẽ được thực hiện đối với tên miền "dich". Nếu bản ghi SRV không có thì 1 truy vấn tìm bản ghi kiểu A (địa chỉ IP) sẽ được sử dụng.
Proxy của a kết nối tới proxy đại diện cho "b@dich", tức là "sipproxy.dich". Bản ghi INVITE được gửi tới proxy đích để thiết lập kết nối tới "b@dich".
Ở trạng thái làm việc bình thường, proxy đích sẽ gửi bản tin INVITE tới đầu cuối đích do nó quản lý, rung chuông đầu cuối này, đồng thời trả về cho nguồn gọi (qua tuyến sipproxy.nguon - a@nguon) bản ghi trạng thái OK biểu thị việc báo hiệu đã được thiết lập.
Nếu b nhấc máy, 1 bản ghi ACK sẽ được trả về lần lượt theo các trạm trên dòng dịch chuyển để báo hiệu kênh kết nối được thiết lập.
+ Cuộc gọi sử dụng ENUM - đầu cuối thực hiện truy vấn ENUM
1. Đăng ký với dịch vụ presence 1. Đăng ký với dịch vụ presence
Tìm NAPTR của +844123456 200 OK Via a@nguon INVITE b@dich via sipproxy.dich INVITE b@dich a@nguon ENUM DNS
sipproxy.nguon sipproxy.dich b@dich
+844123456 1 2 ACK ACK 3 4 5 6 sip:b@dich Tìm SRV của “dich” sipproxy.dich IP=a.b.c.d Presence server t
Hình 20. Cuộc gọi sử dụng ENUM do đầu cuối gọi truy vấn ENUM
Với trường hợp đầu cuối có hỗ trợ ENUM sẵn, sự tồn tại của proxy có thể là không cần thiết (trừ trường hợp dùng để bảo vệ, phân tách mạng). Cuộc gọi lúc đó sẽ được thực hiện thẳng từ đầu cuối (sau khi thực hiện các truy vấn ENUM và DNS cần thiết) tới thẳng proxy, hoặc trực tiếp đầu cuối bị gọi thông qua các địa chỉ IP được trả về trong bản ghi ENUM.
Như vậy đối với giao diện người dùng, địa chỉ người bị gọi đơn giản là số E.164 (ở đây là +844123456) và khả năng sử dụng các đầu cuối kiểu cũ với các phím số là hoàn toàn khả thi.
Lưu ý là việc truy vấn ENUM và DNS không đòi hỏi thêm nhiều sự phức tạp ở phía đầu cuối vì ở đây đầu cuối được coi là đã kết nối với mạng IP (Internet) và thực hiện truy vấn chỉ là việc thực hiện các truy vấn tên miền đơn giản.
+ Cuộc gọi sử dụng chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM
1. Đăng ký với dịch vụ presence 1. Đăng ký với dịch vụ presence
Tìm NAPTR của +844123456 a@nguon
ENUM DNS
Softswitch sipproxy.dich b@dich
+844123456 1 2 4 5 sip:b@dich Tìm SRV của “dich” sipproxy.dich IP=a.b.c.d Call +844123456 Ring tone INVITE b@dich via sipproxy.dich INVITE b@dich 200 OK
Via sipproxy.nguon – a@nguon
ACK Connected tone 3 ACK 6 7 Presence server t
Hình 21. Cuộc gọi qua chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM
Với chuyển mạch mềm, khả năng hỗ trợ đầu cuối đơn giản hơn nhiều. Các giao diện thuê bao có thể cho phép sử dụng các đầu cuối điện thoại truyền thống, quay số theo phương pháp thông thường. Ở đây truy vấn ENUM và việc thiết lập cuộc gọi dựa trên các thông tin dịch vụ từ ENUM đều do chuyển mạch mềm thực hiện như trên hình vẽ.
Sử dụng chuyển mạch mềm cho phép tích hợp ENUM vào hệ thống chuyển mạch sẵn có một cách đơn giản và hiệu quả, trong suốt đối với người sử dụng.
3.1.3. Các kiến trúc hệ thống
a. Xây dựng các ứng dụng nhúng trung gian9
Trong môi trường hỗn hợp, khi ENUM chưa phát triển rộng rãi và các ứng dụng hỗ trợ ENUM chưa được phát triển nhiều thì việc xây dựng các giải pháp plugin có khả năng giải quyết được vấn đề một cách tương đối hiệu quả.
DNS Web, email Fax VoIP Chương trình nhúng (plugin) Người gọi Tài nguyên của số bị gọi Web , em ail Fax VoIP
Hình 22. Kiến trúc hệ thống sử dụng chƣơng trình nhúng để triển khai ENUM
Chương trình nhúng đơn giản là một chương trình có giao diện tích hợp phù hợp với các nhu cầu thông tin của người sử dụng. Ở mô hình đơn giản nhất, chương trình chỉ cần có hộp nhập cho phép người sử dụng nhập vào số ENUM bị gọi (ta giả sử là số điện thoại). Chương trình sẽ thực hiện truy vấn ENUM và xử lý các bản ghi trả về. Thông qua các nút kích hoạt, hoặc các hypertext link, người dùng có thể truy nhập tới các tài nguyên thông tin thông qua việc kích hoạt chương trình truyền thống thường dùng. Ví dụ nếu dữ liệu trả về có địa chỉ trang chủ Web thì người sử dụng có thể gọi chương trình Web browser thường dùng bằng cách nhấn vào nút tương ứng trong ứng dụng.
Ở chế độ trong suốt hơn, ứng dụng plugin có thể được thiết kế chạy ngầm trên hệ thống. Từ đó bất kỳ truy vấn nào có địa chỉ định dạng theo dạng quy ước (chẳng
9
hạn có dạng E.164 như +8445564944) sẽ được chương trình plugin bắt giữ và xử lý trước. Truy vấn ENUM được thực hiện và tùy theo ứng dụng đang sử dụng, plugin sẽ trả về địa chỉ tài nguyên của người bị gọi. Ứng dụng truyền thống sẽ thực hiện tiếp với địa chỉ hợp lệ này. Chế độ này thân thiện nhất đối với người dùng nhưng khó thực hiện hơn do chương trình plugin phải tương thích với từng chương trình ứng dụng khác nhau như Outlook Express, các trình duyệt Netscape, IE, Firrefox,...
Hiện tại, trong mô hình triển khai thử nghiệm ENUM, nhiều quốc gia cũng chọn giải pháp plugin này để Demo khả năng của ENUM. Ví dụ như:
- SIP user agent của Ubiquity (http://www.sipcenter.com).
- AOSA telecom ENUM client (http://www.aosa.at/de/pages/1_4_0.htm)
- Kapsch Carriercom ENUM client software
(http://www.kapsch.net/CarrierCom/de/4627_DEU_HTMLExtranetCD.ht m).
- KRNIC ENUM browser (http://enum.or.kr).
- ...
b. Xây dựng chuyển mạch mềm hỗ trợ ENUM
Hướng quan trọng nhất trong các hướng phát triển ENUM là xây dựng các chuyển mạch hỗ trợ ENUM. Việc đưa ENUM vào các tổng đài sẽ giải quyết được hoàn toàn các vấn đề kỹ thuật gặp phải trong quá trình triển khai. Tuy nhiên để đưa được ENUM vào hỗ trợ trong các tổng đài cần có nhiều điều kiện:
- Tổng đài phải hỗ trợ đa dịch vụ, đặc biệt là hỗ trợ cả dịch vụ thoại thông
thường, phải có khả năng phân hoạch số thoại theo các tiêu chuẩn thông thường (theo E.164).
- Tổng đài phải có kết nối Internet để hỗ trợ truy vấn ENUM.
- Tổng đài có thể hỗ trợ trực tiếp các chuẩn VoIP, trong trường hợp này mô
hình tích hợp trở nên đơn giản và dễ triển khai nhất.
Qua các điều kiện trên, có thể thấy ENUM có thể được đưa vào tích hợp trong chuyển mạch mềm một cách khá đơn giản, còn với các chuyển mạch truyền thống thì tương đối khó khăn, thường phải thực hiện thông qua các gateway trung gian là các chuyển mạch mềm khác.
Kiến trúc của một hệ thống chuyển mạch mềm thông dụng được mô tả như sau
Service authoring 3rd Party applications Application server
Service control
point (SCP) Access control Service session
Service mediation
Unified database
Wireless switch Softswitch SIP proxy
Media gateway Media server
Wireless access PSTN access ADSL access Cable
access IP access Backbone
Wireless phones POTS/ISDN phones H.323 phones SIP phones Soft phones PDA M a n a g e m e n t Applications Services Controls Media Transport End users
Hình 23. Kiến trúc của một Softswitch hỗ trợ đa dịch vụ
Có thể thấy nền tảng báo hiệu của 1 hệ thống chuyển mạch mềm đang được chuyển sang sử dụng SIP. Các điểm chuyển mạch thành phần hỗ trợ SIP được xây dựng và thêm vào như các thành phần bổ trợ, các giao diện ứng dụng khác nhau. Hiện nay các chuẩn giao tiếp giữa các thành phần của hệ thống thông qua SIP đã và đang tiếp tục được chuẩn hóa. Có thể kể đến:
- Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi CPL (Call processing language).
- SPIRIT (Services in the PSTN/IN Requesting Internet Services).
- PINT (PSTN/Internet Internetworking).
- JAIN (Java APIs for Integrated Networks).
- OSA/Palay (Hệ giao diện lập trình API hỗ trợ mạng hội tụ).
Các chuẩn giao tiếp giữa các phân lớp của chuyển mạch mềm thế hệ mới có thể tham khảo ở các công trình nghiên cứu về SIP khác và không phải là nội dung được đề cập kỹ trong luận văn này.
Các khối quản lý (management), dịch vụ (services) cần sửa đổi để hỗ trợ ENUM như 1 dạng địa chỉ hợp nhất. Các thao tác trên cơ sở dữ liệu hợp nhất trước đây được chuyển thành các truy vấn DNS, Directory... tương ứng. Việc sửa đổi này thường rất đơn giản, đôi khi chỉ là thêm 1 module xử lý bổ sung và sửa đổi vài dòng cấu hình (xem phần thử nghiệm thực tế với Asterik softswitch).
Để hỗ trợ ENUM, chuyển mạch mềm phải được đặt ở biên giới kết nối giữa