Đồ án nghiên cứu giao thức trong mạng voip

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề Tài:

NGHIÊN CỨU GIAO THỨC TRONG MẠNG VOIP

GVHD: BÙI THỊ KIM CHI

SVTH: NGUYỄN ĐỖ ANH VIỆT

Lớp: CĐĐTVT 06B

Khóa: 2006-2009

HỒ CHÍ MINH - 2009

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề Tài:

NGHIÊN CỨU GIAO THỨC TRONG MẠNG VOIP

GVHD: BÙI THỊ KIM CHI

SVTH: NGUYỄN ĐỖ ANH VIỆT

Lớp: CĐĐTVT 06B

Khóa: 2006-2009

HỒ CHÍ MINH - 2009

LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin gửi tới cô Bùi Thị Kim Chi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc

đã trực tiếp hướng dẫn , chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm Đồ án tốt nghiệp.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường Cao Đẳng Kĩ

Thuật CAO THẮNG đã hết lòng dạy bảo, giúp đỡ em trong những năm học Cao

Đẳng, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý giá trong chuyên môn và cuộc

sống. Những hành trang đó là một tài sản vô giá nâng bước cho em tới được với những

thành công trong tương lai.

Cuối cùng, em xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ,

động viên em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này.

Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009

Sinh viên

TÓM TẮT NỘI DUNG

Với sự phát triển nhảy vọt của mạng chuyển mạch gói IP hiện nay không chỉ đem

lại cho chúng ta những dịch vụ mới đa dạng mà còn là cơ hội cải thiện các dịch vụ viễn

thông trước kia với chất lượng tốt hơn và giá thành rẻ hơn. Đã từ lâu, mạng chuyển

mạch kênh ghép phân kênh theo thời gian PSTN đã có một vai trò vô cùng quan trọng

với sự phát triển của xã hội. Bên cạnh những ưu điểm về chất lượng dịch vụ tốt, vùng

dịch vụ rộng lớn trên khắp mọi lãnh thổ,… thì mạng PSTN cũng bộc lộ nhiều hạn chế

như số lượng các dịch vụ hạn chế, sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá

thành cao.

Trên cơ sở đó, mạng VoIP ra đời và ngày càng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu đặt ra

như chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp các dịch vụ thoại lẫn phi thoại.

Cũng như các công nghệ ra đời trong thời gian gần đây, thì vấn đề Giao thức là đặc

biệt quan trọng. Việc nắm chắc Giao thức là chìa khóa thành công của việc triển khai

mỗi một công nghệ mới vào thực tế. Chính vì vậy, trong nội dung của bài Khóa luận

tốt nghiệp này, em xin được giới thiệu về “Giao thức sử dụng trong mạng VoIP” với

nội dung chính như sau:

Chương 1: Tổng quan về mạng VoIP.

Chương 2: Các giao thức truyền tải trong VoIP.

Chương 3: Giao thức báo hiệu VoIP.

Một vấn đề đặc biệt quan trong khi mỗi công nghệ, một giao thức mới được sinh

ra là vần đề tương thích với các công nghệ và giao thức trước đó. Đó cũng là một trong

nguyên nhân quyết định sự sống còn của mạng VoIP được đề cập tới tại:

Chương 4: Kết nối mạng VoIP và PSTN.

Và phần cuối cùng là:

Chương 5: Khảo sát giao thức cuộc gọi VoIP SIP – PSTN trên thực tế.

Đây là một minh chứng rõ nét về việc triển khai các giao thức VoIP đã nghiên

cứu trong toàn bộ nội dung bài Luân văn tốt nghiệp vào bài toán viễn thống thực tế.

MỤC LỤC

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VOIP................................................................2

1.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VOIP.......................................................................2

1.2. ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG VOIP.........................................................................4

1.2.1. Ưu điểm.......................................................................................................4

1.2.2. Nhược điểm.................................................................................................5

1.3. YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG ĐỐI VỚI VOIP......................................................6

Chương 2. CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI TRONG MẠNG VOIP........................7

2.1. MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG QUAN CỦA MẠNG VOIP............................7

2.2. GIAO THỨC IP..................................................................................................8

2.2.1. Giao thức IP phiên bản 4 (IPv4)...................................................................9

2.2.2. Giao thức IP phiên bản 6 (IPv6).................................................................12

2.3. GIAO THỨC TCP/IP.......................................................................................13

2.4. GIAO THỨC UDP...........................................................................................20

2.5. GIAO THỨC SCTP..........................................................................................20

2.6. GIAO THỨC RTP............................................................................................25

2.7. GIAO THỨC RTCP.........................................................................................30

Chương 3. GIAO THỨC BÁO HIỆU VOIP................................................................34

3.1. GIAO THỨC BÁO HIỆU H.323......................................................................34

3.1.1. Các thành phần trong mạng........................................................................34

3.1.2. Giao thức H.323.........................................................................................38

3.1.3. Thiết lập cuộc gọi VoIP sử dụng giao thức H.323.....................................43

3.2. GIAO THỨC BÁO HIỆU SIP..........................................................................47

3.2.1. Các thành phần trong mạng SIP.................................................................48

3.2.2. Bản tin SIP.................................................................................................50

3.2.3. Mô tả cuộc gọi SIP.....................................................................................55

3.3. SO SÁNH GIỮA GIAO THỨC H.323 VÀ SIP...............................................57

Chương 4. KẾT NỐI GIỮA MẠNG VOIP VÀ PSTN................................................59

4.1. VẤN ĐỀ KẾT NỐI GIỮA VOIP VÀ PSTN....................................................59

4.2. MẠNG BÁO HIỆU SS7...................................................................................60

4.2.1. Các thành phần trong mạng báo hiệu SS7..................................................60

4.2.2. Liên kết trong mạng SS7............................................................................62

4.2.3. Định tuyến trong mạng SS7.......................................................................62

4.2.4. Giao thức trong mạng SS7.........................................................................64

4.2.5. Các bước thiết lập cuộc gọi trong mạng SS7..............................................69

4.3. GIAO THỨC SIGTRAN..................................................................................70

4.3.1. M2UA/ M2PA...........................................................................................71

4.3.2. M3UA........................................................................................................72

4.3.3. SUA...........................................................................................................73

4.3.4. Kết nối mạng VoIP với mạng PSTN..........................................................74

Chương 5. KHẢO SÁT GIAO THỨC CUỘC GỌI VOIP SIP – PSTN TRÊN THỰC

TẾ................................................................................................................................79

5.1. GIỚI THIỆU VỀ KIẾN TRÚC MẠNG VOIP ĐƯỢC NGHIÊN CỨU............79

5.2. GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH WIRESHARK.............................................80

5.3. KHẢO SÁT CUỘC GỌI VOIP SIP – PSTN TRÊN THỰC TẾ.......................81

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Kí hiệu

viết tắt Viết đầy đủ Ý nghĩa

VoIP Voice over IP Công nghệ truyền thoại trên mạng IP

PSTN Public Switch

Telephone Network Mạng điện thoại công cộng

PCM Pulse-Code

Modulation Bộ mã hóa mã xung

SNMP Simple Network

Management Protocol Giao thức quản trị mạng đơn giản

SIP Session Initiation

Protocol Giao thức thiết lập phiên

ATM Asynchronous

Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

ToS Type of Service Kiểu dịch vụ

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPv4 IP version 4 Giao thức Internet phiên bản 4

IPv6 IP version 6 Giao thức Internet phiên bản 6

TCP Transmission Control

Protocol Giao thức điều khiển truyền thông tin

UDP User Datagram

Protocol Giao thức Datagram người dùng

SCTP Stream Control

Transmission Protocol Giao thức truyền điều khiển luồng

RTP Real-time Transport

Protocol Giao thức truyền thời gian thực

RTCP Real Time Control Giao thức điều khiển thời gian thực

Protocol

Sigtran Signalling Transport Giao thức truyền báo hiệu SS7 trên mạng IP

ITU-T

International

Telecommunication

Union￾Telecommunication

Standardization Sector

Hiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ phận chuẩn

viễn thông

RAS Register Admission

Status Báo hiệu đăng kí, cấp phép, thông tin trạng thái

SAP

Session

Announcement

Protocol

Giao thức thông báo phiên

SDP Session Description

Protocol Giao thức mô tả phiên

SS7 Signaling System

No.7 Hệ thống báo hiệu số 7

SSP Switch Service Point Điểm dịch vụ chuyển mạch

SCP Signal Control Point Điểm điều khiển báo hiệu

STP Signal Tranfer Point Điểm truyền báo hiệu

MTP Message Tranfer Part Phần truyền bản tin

TCAP

Transaction

Capabilities

Application Part

Phần ứng dụng cung cấp giao dịch

TUP Telephone User Part Phần người dùng điện thoại

ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN

ISDN Integrated Services

Digital Network Mạng tích hợp dịch vụ số

SCCP Signaling Connection

Control Part Phần điều khiển kết nối báo hiệu

M2UA MTP2 User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng MTP2

M2PA MTP L2 Peer-to-Peer

Adapter Bộ chuyển đổi bản tin lớp 2 ngang 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

MỞ ĐẦU

Mạng VoIP ra đời như là một cuộc các mạng của hệ thống viễn thông và xã hội.

Với những ưu điểm vượt trội, mạng VoIP đã chứng tỏ được sức sống và tính thực tiễn

cao của nó. Sự phát triển quá nhanh của mạng VoIP cũng đặt ra một vấn đề nan giải đó

là việc chuẩn hóa giữa các giao thức VoIP của nhiều nhà phát triển khác nhau. Mà

trong đó có hai giao thức được nhắc tới nhiều nhất đó là H.323 của ITU-T và SIP của

IETF. Như một tất yếu khách quan, mạng VoIP sẽ được chia thành nhiều miền giao

thức khác nhau. Nên vấn đề quan trọng để có thể triển khai được mạng VoIP vào thực

tế thì phải hiểu được bản chất của các giao thức được sử dụng, đặc biệt là các giao

thức báo hiệu. Tuy vậy mới là điều kiện cần cho sự ra đời còn vấn đề then chốt cho sự

tồn tại và phát triển của mạng VoIP lại là vấn đề kết nối với hệ thống viễn thông vốn

có. Và cụ thể là vấn đề kết nối giữa mạng VoIP và mạng PSTN. Và đây cũng là hai nội

dung chính của bài Luân văn tốt nghiệp này.

Trên cơ sở nhận thức rõ sự quan trọng cũng như cách thức hoạt động của giao

thức trong mạng VoIP, thì phương pháp nghiên cứu của em chủ yếu đi sâu nghiên cứu

thông qua tài liệu quy chuẩn về Giao thức VoIP (RFC của IETF, các tài liệu chuẩn của

ITU-T); đồng thời tham chiếu đến các tài liệu chuyên môn sâu về VoIP để làm rõ các

vấn đề cần giải quyết.

Từ những hiểu biết nghiên cứu lý thuyết khá sâu về chuyên môn, em sẽ tham

chiếu với mô hình thực tế. Từ đó làm rõ các vấn đề vướng mắc mà khi nghiên cứu lý

thuyết chưa thể giải quyết và lảm rõ được.

1