Giao thức truyền voice qua IP

Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Chương 2. Giao thức truyền voice qua IP
2.1. Kiến trúc và các tầng của OSI và IP
2.1.1. Kiến trúc OSI
 Kiến trúc và chức năng các tầng trong OSI
Dựa vào các nguyên tắc trên, mô hình OSI được chia làm 7 tầng, mỗi tầng chỉ
thực hiện một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho
tầng bên dưới và ngược lại. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một
phần đầu đề khác và được xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên sẽ tiếp
diễn cho tới khi gói tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.
• Tầng vật lý (Physical)
Chức năng chính là truyền tải chuỗi bit từ đầu cuối này đến đầu cuối khác. Các
thuật ngữ liên quan như đặc tính điện, tốc độ, môi trường truyền dẫn, mode truyền
tải, chuẩn kết nối…
• Tầng liên kết dữ liệu (Data link)
Chức năng chính là cung cấp khả năng truyền dữ liệu tin cậy qua môi trường
truyền dẫn. Các thuật ngữ liên quan như đơn vị dữ liệu “khung”, địa chỉ MAC, điều
khiển lỗi, điều khiển luồng……
Trang - 9 -
Hình 2.1 Mô hình 7 lớp OSI.
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
• Tầng mạng (Network)
Cung cấp một kết nối và khả năng chọn đường giữa các host trong môi trường
liên mạng. Các thuật ngữ liên quan bao gồm gói tin, tuyến, bảng định tuyến, giao
thức định tuyến, địa chỉ IP…
• Tầng giao vận (Transport)
Cung cấp chức năng tạo, giám sát, giải phóng một kết nối ảo khả dụng từ đầu
cuối đến đầu cuối, phân bổ các phân mảnh đến các ứng dụng. Các thuật ngữ liên
quan như phân mảnh và tái hợp luồng dữ liệu, giám sát lỗi, khôi phục lỗi….
• Tầng phiên (Session)
Thực hiện chức năng thiết lập, quản lý, giải phóng phiên thông tin giữa hai host,

đồng bộ hóa việc hội thoại của quá trình trình diễn và quản lý việc trao đổi thông
tin. Các thuật ngữ liên quan như điều khển hội thoại, điểm đồng bộ……
• Tầng trình diễn (Presentation)
Cung cấp khả năng mã hóa thông tin của lớp ứng dụng để sao cho thông tin này
hoàn toàn có thể đọc được tại đầu còn lại. Các thuật ngữ liên quan như khuôn dạng
dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu, nén dữ liệu, mã hóa dữ liệu…
• Tầng ứng dụng (Application)
Cung cấp ứng dụng trực tiếp cho người ứng dụng sử dụng dịch vụ mạng. Các
thuật ngữ liên quan như truyền file, thư điện tử…
2.1.2. Mô hình TCP/IP
TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp
phương tiện truyền thông liên mạng, hay nói cách khác TCP/IP là một phần mềm
được sử dụng trên Internet để truyền thông tin từ máy này sang máy khác và từ
mạng này sang mạng khác.
Trang - 10 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
 Kiến trúc và chức năng các tầng trong TCP/IP
TCP/IP gồm 4 tầng như sau :
• Tầng ứng dụng
Là phần giao tiếp với người dùng để cung cấp các dịch vụ trên mạng. Lớp ứng
dụng cho phép việc truy xuất các dịch vụ hiện diện trên toàn mạng TCP/IP.
• Tầng truyền tải (Transport)
Nhiệm vụ chính của tầng truyền tải là cung cấp đường thông tin giữa các trình
ứng dụng. Tầng truyền tải phân chia dòng dữ liệu cần truyền đi thành các đơn vị dữ
liệu nhỏ hơn (gói dữ liệu) và chuyển chúng cùng với địa chỉ đích đến tầng thấp hơn
để thực hiện quá trình phân phối dữ liệu trong mạng.
• Tầng Internet (Internet Layer)
Xử lý các tiến trình thông tin giữa các mạng khác nhau. Tầng Internet sẽ thực
hiện các chức năng thiết lập đường đi giữa các mạng cũng như thực hiện việc phân
phối các gói dữ liệu trên mạng.

• Tầng giao tiếp mạng (Network Interface Layer)
Là tầng giao tiếp giữa các cấu trúc luận lý bên trên với các kết nối vật lý bên
dưới, tầng giao tiếp mạng có nhiệm vụ tiếp nhận các gói dữ liệu từ lớp Internet.
Trang - 11 -
Hình 2.2 Cấu trúc các tầng trong TCP/IP.
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
• Sự tương quan giữa OSI và họ giao thức TCP/IP

2.1.3. Giao thức IP
IP là một giao thức liên lạc không kết nối (connectionless), có nghĩa là nó không
cần có giai đoạn thiết lập và hủy bỏ kết nối, nó nhận dữ liệu từ tầng cao hơn, sau đó
gắn thêm một header rồi chuyển xuống tầng thấp hơn. Dịch vụ quan trọng nhất của
IP là gởi các gói tin đến đích một cách chính xác.
0
0
0
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0

8
0
9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2

3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
Version IHL TOS Total length
Identification Flags Fragment offset
TTL Protocol Header checksum
Trang - 12 -
Ứng dụng
SNMP
TFTP
DNS
BOOTP
FTP
TELNET
SMTP
POP

Ứng dụng
Trình bày
Phiên
Vận chuyển UDP TCP Vận chuyển
Mạng IP-ICMP-RAP-RARP Mạng
Liên kết dữ liệu Thiết bị giao diện mạng
Vật lý Phương tiện truyền dẫn
Mô hình OSI Các giao thức Mô hình IP
Bảng 2.1 So sánh mô hình OSI và IP.
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Source IP address
Destination IP address
Options and padding
: : :
Hình 2.3 Mào đầu của gói IP
 Giao thức TCP/IP
TCP là một giao thức điều khiển có liên kết (connection - oriented), nghĩa là cần
phải thiết lập liên kết (logic) giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ
liệu với nhau. TCP cung cấp dịch vụ tầng truyền dẫn có độ tin cậy cao, TCP bao
gồm điều khiển luồng và phát hiện lỗi. Tốc độ gói có thể tăng hay giảm phụ thuộc
mức tải của mạng.
• Khuôn dạng của một TCP segment :
Bít 0-3 Bít 4-7 Bít 8-11 Bít 12-
15
Bít 16-
19
Bít 20-
23
Bít 27-
27

Bít 28-
31
Cổng nguồn Cổng đích
Số trình tự
Số xác nhận
THL Dự phòng Cờ Kích thước cửa sổ
Mã kiểm tra lỗi Con trỏ khẩn
• Thủ tục kết nối TCP
Trang - 13 -
Hình 2.5. Khuôn dạng của một TCP segment
Hình 2.6. Thủ tục thiết lập tuyến.
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Đầu tiên một host khởi động cầu nối bằng cách gởi một gói chỉ ra số tuần tự khởi
động x của nó, với một bit nào đó trong phần header được đặt ở trạng thái chỉ ra yêu
cầu kết nối. Bước 2, host khác nhận gói này ghi lại số tuần tự x, phúc đáp bằng một
báo nhận x+1, và bao hàm cả chỉ số tuần tự khởi động y riêng của nó. Chỉ số báo
nhận x+1 có nghĩa là nó đã nhận tất cả các gói có số tuần tự x đến và đang mong
nhận gói có số tuần tự x+1.
 Giao thức UDP/IP
UDP là một giao thức phi kết nối (connectionless protocol) đảm bảo truyền
thông end-to-end của dữ liệu.UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng kết
nối, không cung cấp cơ chế báo nhận, không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu đến
và có thể dẫn đến tình trạng dữ liệu mất hoặc trùng dữ liệu mà không có thông báo
cho người gởi.
Khuôn dạng của một UDP datagram
2.2. Các giao thức báo hiệu cuộc gọi
2.2.1. H.323
Các khuyến nghị H.32x của ITU-T định nghĩa các thiết bị đầu cuối (terminal)
thoại trực quan và cách thức chúng được vận hành trên các mạng khác nhau. H.320
Trang - 14 -

Source port Destination port
Message length Checksum
DATA
0 15 16 31
Hình 2.7. Khuôn dạng của UDP datagram.
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
dùng cho mạng N-ISDN, trong khi H.321 áp dụng cho mạng B-ISDN (ATM).
H.322 và H.323 áp dụng cho mạng LAN. Sự khác biệt giữa H.322 và H.323 là
H.323 áp dụng trong các mạng LAN không có các đảm bảo về chất lượng dịch vụ
(QoS) còn H.322 cho các mạng LAN với các đảm bảo về QoS. H.323 có thể áp
dụng cho bất kì mạng chuyển mạch gói nào bất chấp lớp vật lí bên dưới. Mạng
được kì vọng có thể cung cấp các kĩ thuật giao nhận đáng tin cậy và không đáng tin
cậy.
H.323 độc lập với mô hình mạng : các terminal H.323 có thể truyền thông qua các
hub, bộ định tuyến, brigde và các kết nối quay số.
Theo mô hình tham chiếu OSI, kiến trúc H.323 được sắp xếp theo sơ đồ sau
Hình 2.8. Kiến trúc H323 trong mô hình OSI
2.2.1.1. Các thành phần chính trong cấu trúc H323
Các thành phần chính trong cấu trúc của H.323 bao gồm: terminal, gateways,
gatekeeper, MCU (Multipoint Control Unit) kết nối với nhau tại endpoint.
• Terminal
Trang - 15 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Được dùng cho truyền thông hai chiều với thời gian thực. Một H.323 terminal có
thể là một máy điện thoại hay một máy PC chạy ứng dụng của H.323 và các ứng
dụng đa phương tiện khác. Nó được sử dụng cho cả tín hiệu thoại, tín hiệu hình và
dữ liệu. H.323 đóng vai trò quan trọng trong điện thoại IP. Mục đích của H.323 tạo
các liên kết hoạt động với các thiết bị truyền thông khác. H.323 tương thích với
H.324 terminal của mạng chuyển mạch công cộng SCN (Switching Circuit
Network), với H.310 terminal trên mạng B-ISDN, H.320 trên ISDN, H.321 trên B-

ISDN và H.322 terminal trên mạng cục bộ QoS LAN.
• Gateway
Gateway thực hiện chức năng chuyển đổi các giao thức cho việc thiết lập và giải
phóng cuộc gọi, chuyển đổi các dạng truyền thông giữa mạng dùng H.323 không
dùng H.323. Trong điện thoại IP, gateway thực hiện việc kết nối giữa mạng IP và
mạng PSTN.
Về phía cổng nối với H.323, gateway dùng giao thức kiểm tra báo hiệu H.245 để
trao đổi khả năng. Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 dùng để thiết lập và giải
phóng cuộc gọi, và giao thức H.225 RAS dùng cho việc đăng ký các endpoint với
gatekeeper. Về phía PSTN, gateway sử dụng giao thức báo hiệu như trong mạng
ISDN và SS7.
Terminal giao tiếp với gateway sử dụng giao thức kiểm tra báo hiệu H.245 và
giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225. Gateway chuyển đổi các giao thức này theo kiểu
trong suốt (transparent) đối với thiết bị liên lạc trên mạng không dùng H.323 và
ngược lại. Gateway cũng tiến hành thiết lập và giải phóng cuộc gọi ở cả hai mạng
H.323 và non-H.323. Việc chuyển đổi khuôn dạng tín hiệu âm thanh, hình ảnh, số
liệu cũng được thực hiện tại gateway. Việc chuyển đổi giữa âm thanh và hình ảnh
có thể không cần thiết nếu như cả hai phía terminal tìm thấy một hình thức giao tiếp
chung.
Gatekeeper nhận dạng được endpoint nào là gateway khi gateway và terminal
đăng ký với gatekeeper. Gateway có thể thực hiện nhiều cuộc gọi đồng thời giữa
Trang - 16 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
mạng H.323 và mạng non-H.323. Một gateway là một thiết bị logic của H.323 và
có thể sử dụng như một phần của gatekeeper hoặc một MCU.
• Gatekeeper
Gatekeeper cung cấp chức năng kiểm tra cuộc gọi cho các H.323 endpoints, như
việc chuyển đổi địa chỉ và quản lý băng thông như được định nghĩa trong RAS.
Gatekeeper trong mạng H.323 có thể tùy chọn. Nếu chúng có mặt trong mạng,
terminal và gateway phải sử dụng các dịch vụ của chúng. Chuẩn H.323 đồng thời

định nghĩa các dịch vụ mà gatekeeper phải cung cấp và xác định các chức năng tùy
chọn khác mà nó có thể cung cấp.
Một chức năng tùy chọn khác của gatekeeper là thực hiện báo hiệu tìm đường
cuộc gọi. Endpoint gởi các tín hiệu báo hiệu cuộc gọi tới gatekeeper để gatekeeper
tìm đường đến endpoint đích. Các endpoint có thể luân phiên gởi trực tiếp các tín
hiệu báo hiệu cuộc gọi tới các end point tương đương . Chức năng này sử dụng để
điều khiển các cuộc gọi cung cấp trong mạng hơn là các cuộc gọi trong mạng.
Gatekeeper là tùy chọn trong hệ thống H.323. Các dịch vụ cung cấp bởi
gatekeeper có thể được định nghĩa bằng RAS và bao gồm cả việc chuyển đổi địa
chỉ, kiểm tra việc tiếp nhận cuộc gọi, kiểm tra băng thông, và quản lý vùng H.323.
Mạng H.323 có Gateway điện thoại IP cần gatekeeper để chuyển đổi số điện thoại
( E.164) sang địa chỉ truyền.
i) Các thành phần gatekeeper quản lý
Trang - 17 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Hình 2.9. Các thành phần do gatekeeper quản lý
ii) Nhiệm vụ của Gatekeeper
• Chuyển đổi địa chỉ.
• Kiểm tra việc tiếp nhận đăng ký.
• Kiểm tra băng thông.
iii) Các chức năng tùy chọn của gatekeeper
• Kiểm tra báo hiệu cuộc gọi.
• Cho phép cuộc gọi.
• Quản lý cuộc gọi.
 MCU (Multipoint Control Unit)
Cung cấp khả năng kết nối với ba hoặc nhiều H.323 terminals hơn nữa. Tất cả
các terminal tham gia cuộc nó chuyện hình thành kết nối với MCU. MCU quản lý
hình thức nói chuyện hội thảo, dàn xếp giữa các terminal nhằm mục đích xác định
việc mã hóa, giải mã tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu hình sử dụng, và cóthể điều
khiển dòng thông tin. Gatekeeper, gateway, terminal là các thành phần riêng biệt

của chuẩn H.323 nhưng có thể được sử dụng như một thiết bị ngoại vi duy nhất.
MCU bao gồm hai thành phần là MC ( Mutipoint Controller) và MP (Multi
Processor) để thực hiện kết hợp giữa tiếng nói và hình ảnh
Trang - 18 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Phân vùng quản lý trong mạng H.323
Hình 2.10. Phân vùng quản lý trong H323
Một vùng H.323 (zone) là tập hợp của tất cả terminal, gateway và MCU được
quản lý bởi một gatekeeper duy nhất. Một vùng phải chứa ít nhất một terminal, có
thể có cả gateway hoặc MCU và có thể hoàn toàn độc lập với sơ đồ kết nối của
mạng. Một vùng có thể bao gồm nhiều phân đoạn mạng khác nhau được kết nối
thông qua các bộ định tuyến và một số thiết bị khác.
2.2.1.2. Các giao thức sử dụng để thực hiện cuộc gọi với chuẩn H.323
Dưới đây là sơ đồ các giao thức được sử dụng
Trang - 19 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Hình 2.11. Các giao thức trong H323
 Các chuẩn mã hóa âm thanh
Mã hóa âm thanh là q trình mã hóa tiếng nói ra từ microphone của terminal
phát H.323 và giải mã tín hiệu nhận được để gởi tới speaker trên terminal thu
H.323. Mã hóa âm thanh thực hiện dựa trên nhiều tiêu chuẩn khác nhau của ITU-T.
Ví dụ chuẩn G.711 ( 64kbps ), G.722 ( 64, 56 và 48 kpbs ), G.723.1 ( 5.3 và 6.3
kbps ), G.728 ( 16kbps ), G.729 ( 8 kbps ).
Dưới đây là trích bảng so sánh các phương pháp CODEC khác nhau :
Hình thức
nén
Tốc độ nén
(64 Kbps)
Công suất
CPU cần thiết

Chất lượng
thoại thu được
Thời gian trễ
thêm do số hóa
G.711 PCM 64 Không
cần thiết
Rất tốt Không đáng kể
G.723 6.4/5.3 Trung bình Tốt (6.4)
Trung
Cao
Trang - 20 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
MP-MLQ bình(5.3)
G.726
ADPCM
40/32/24 Thaáp Toát Raát thaáp
G.728
LD-CELP
16 Raát cao Toát Thaáp
G.729
CS-ACELP
8 Cao Toát Thaáp

 H.225 RAS (Registration, Admission, Status)
RAS là giao thức giữa các endpoints (terminal và gateway). RAS dùng để thực
hiện việc đăng ký tiếp nhận các endpoints tại gatekeeper, kiểm tra trạng thái
endpoint như sự thay đổi băng thông, trạng thái và các thủ tục ngưng kết nối giữa
các endpoints và các gatekeepers. Kênh RAS dùng để trao đổi các thông tin RAS.
Kênh báo hiệu giữa endpoints và gatekeeper được mở ưu tiên hơn tất cả các kênh
khác.

H.225 RAS dùng giữa các endpoint và gatekeeper với các chức năng :
-Tìm gatekeeper phù hợp của endpoint.
-Đăng ký của endpoint.
-Định vị endpoint.
-Tiếp nhận kiểm tra.
-Truy cập mạng vòng.
 H.225 Báo hiệu cuộc gọi (H.225 Call Signalling)
Giao thức H.225 báo hiệu cuộc gọi dùng để thiết lập kết nối giữa hai endpoints
H.323 bằng cách trao đổi các thông điệp của giao thức H.255 trên kênh báo hiệu.
Các thông điệp được trao đổi trực tiếp giữa các endpoints H.323 nếu không có
gatekeeper nào trên mạng. Nếu có một gatekeeper tồn tại, các thông điệp được trao
Trang - 21 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
đổi hoặc trực tiếp giữa các endpoint hoặc giữa các endpoint sau khi đã tìm đường
thông qua gatekeeper.
Có hai cách báo hiệu là :
-Báo hiệu gián tiếp qua gatekeeper.
-Báo hiệu trực tiếp giữa hai endpoint.

 H.245 Điều khiển báo hiệu cuộc gọi
Giao thức kiểm tra báo hiệu H.245 dùng để trao đổi các thông tin kiểm tra hoạt
động của các H.323 endpoint. Các thông điệp này mang thông tin liên quan đến các
vấn đề sau:
-Trao đổi khả năng (thu ,phát) của các endpoint
-Mở và đóng các kênh logic mang dòng thông tin (đơn hướng)
-Các thông tin kiểm tra dòng
-Các lệnh và các chỉ dẫn chung
 Kết hợp giữa giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 và giao thức kiểm tra
báo hiệu cuộc gọi H.245
Mạng điển hình gồm hai terminal H.323 (T1 và T2) kết nối vào cùng một

gatekeeper. T1 và T2 có thể thực hiện cuộc gọi trực tiếp.
 H.323 thiết lập cuộc gọi
1. T1 gửi RAS ARQ message trên kênh RAS đến gatekeeper để thực hiện việc
đăng ký. T1 yêu cầu thực hiện báo hiệu cuộc gọi trực tiếp.
2. Gatekeeper xác nhận đăng ký của T1 bằng cách gửi lại tín hiệu ACF tới T1.
Gatekeeper báo trong ACF cho phép T1 sử dụng báo hiệu cuộc gọi trực tiếp.
3. T1 gởi thông tin báo hiệu cuộc gọi H.225 tới T2 yêu cấu kết nối T2 trả lời
với thông tin xử lý cuộc gọi H.225 .
4. T2 phải đăng ký với Gatekeeper bằng tín hiệu RAS ARQ tới gatekeeper
trên kênh RAS.
5. Gatekeeper xác nhận đăng ký của T2 bằng cách gửi lại tín hiệu ACF tới T2.
Trang - 22 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
6. T2 thông báo cho T1 biết kết nối đã được thiết lập bằng cách gửi thông tin
cảnh báo H.225.
7. T2 xác nhận việc kết nối hoàn tất bằng cách gửi thông điệp kết nối H.225
tới T1.,
8. Cuộc gọi đã được thiết lập.
9. Kênh kiểm tra H.245 được thiết lập giữa T1 và T2. T1 gửi thông điệp H.245
TerminalCapacitySet tới T2 để trao đổi khả năng của nó
10. T2 xác nhận khả năng của T1 bằng cách gửi ngược tín hiệu H.245
TerminalCapacitySetAck đến T1
11. T2 trao đổi khả năng của nó tới T1 bằng cách gửi H.245 Terminal Capacity
Set tới T1.
12. T1 xác nhận khả năng của T2 bằng cách gửi ngược tín hiệu H.245
TerminalCapacitySetAck đến T2.
13. T1 mở kênh thông tin với T2 bằng cách gửi thông điệp H.245 Open Logical
Channel tới T1. Địa chỉ socket của kênh RTCP được gởi kèm trong
message.
14. T2 xác nhận việc hình thành kênh kết nối một chiều từ T1 tới T2 bằng cách

gởi tín hiệu H.245 OpenLogicalChannel Ack về T1 kèm với địa chỉ socket
RTP mà T2 cng cấp cho T1 để T1 gửi dòng thông tin RTP và địa chỉ RTCP
mà T2 vừa nhận được .
15. Tiếp theo T2 sẽ mở kênh thông tin bằng cách tương tự như T1.
16. T1 xác nhận việc hình thành kênh từ T2 tương tự như cách của T2.
Bây giờ kênh thông tin hai chiều đã được thiết lập.
T2 xác nhận khả năng của T1 bằng cách gửi ngược tín hiệu H.245
TerminalCapacitySetAck đến T1.
17. T1 gởi dòng thông tin được đóng gói RTP tới T2.
18. T2 gởi dòng thông tin được đóng gói RTP tới T1.
19. T1 gởi thông điệp kiểm tra RTCP tới T2.
20. T2 gởi thông điệp kiểm tra RTCP tới T1.
Trang - 23 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
 H.323 giải phóng cuộc gọi
1. T2 bắt đầu giải phóng cuộc gọi bằng cách gởi tín hiệu H.245 EndSession
Command tới T1.
2. T1 giải phóng đầu liên lạc và xác định tín hiệu nhận được bằng cách gửi lại
thông điệp H.245 EndSession Command tới T2.
3. T2 hoàn tất việc giải phóng cuộc gọi bằng cách gửi thông điệp H.225
Release complete tới T1.
4. T1 và T2 tách khỏi gatekeeper bằng cách gởi thông điệp RAS DRQ tới
Gatekeeper.
5. Gatekeeper xoá việc đăng ký của T1 và T2 bằng cách gửi thông điệp DCF
tới T1 và T2.

2.2.2. Giao thức SIP và các so sánh với H.323
2.2.2.1. Kiến trúc mạng
SIP định nghĩa 3 dạng thực thể : terminals user agent servers, proxy server và
redirect server.

Trong cả hai cấu trúc H.323 và SIP, một terminal phải hỗ trợ việc truyền thông
thoại, còn truyền thông hình ảnh và dữ liệu là các ứng dụng tùy chọn. Một SIP
server có thể hoạt động ở cả hai chế độ proxy (đại diện) hay redirect (gởi lại) phụ
thuộc vào việc làm thế nào server kế tiếp được kết nối nếu người sử dụng không
được định vị trên server được kết nối. Redirect server thông tin cho người gọi liên
lạc trực tiếp với server khác.
2.2.2.2. Kiến trúc các giao thức
SIP đúng hơn là một môi trường độc lập và có thể được sử dụng với một số giao
thức truyền tải. Thực vậy, bất kì giao thức luồng hay giao thức gói dữ liệu mà phân
phối yêu cầu hay đáp ứng hoàn toàn đầy đủ thì đều có thể được sử dụng. Các giao
Trang - 24 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
thức như là UDP và TCP trong mạng Internet và X.25, ATM AAL5, CLNP, TP4,
IPX hay PP ở một nơi nào đó.
SIP không yêu cầu bất cứ giao thức truyền tải tin cậy nào và các client đơn giản
được thực thi bằng cách sử dụng giao thức truyền tải UDP. TCP sử dụng cho một số
trường hợp khác như bảo mật hay không thể kết nối udp được.
Hình 2.12. Kiến trúc các giao thức
Chức năng của SIP tập trung vào việc báo hiệu, so với H.323 gồm tất cả các
chức năng được yêu cầu cho việc đàm thoại. Giao thức SIP bao gồm báo hiệu cuộc
gọi cơ bản, định vị người sử dụng, việc đăng kí, cũng như một sự mở rộng đối với
việc báo hiệu cấp cao. Các dịch vụ khác như chất lượng dịch vụ, truy xuất thư mục,
phát hiện dịch vụ, mô tả nội dung của phiên và điều khiển đàm thoại… nằm trong
các giao thức riêng biệt. SIP có một kiến trúc modul, trong đó các chức năng khác
nhau được thực hiện với các giao thức khác nhau. Các giao thức có thể được thay
thế một cách dễ dàng và thậm chí các thành phần của H.323 có thể được tích hợp
vào trong môi trường SIP.
SIP sử dụng giao thức mô tả phiên SDP để mô tả các loại khả năng và các dạng
truyền thông được hổ trợ bởi terminal. Các thông điệp SDP chủ yếu được gởi trong
các thông điệp SIP nhưng cũng có thể được gởi theo những đường khác.Các phiên

Trang - 25 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
cũng có thể được thông báo đến một nhóm lớn những người sử dụng các giao thức
IETF khác. Giao thức thông báo phiên (SAP), trước hết được dùng để thông báo
cho các hội thảo chung lớn và các luồng phát thanh quảng bá giống như là truyền
hình hay phát thanh Internet.
2.2.2.3. Cấu trúc của thông điệp
SIP là một giao thức client-server, có cấu trúc thông điệp được tìm thấy trong ngôn
ngữ HTML. Các thông điệp là định dạng văn bản sử dụng tiêu chuẩn ISO 10646
trong mã hóa UTF-8. Các phương thức theo sau đây được sử dụng trong SIP :
• INVITE : mời một user tham gia một cuộc gọi
• BYE : kết thúc một kết nối giữa hai user
• OPTIONS : báo hiệu thông tin đối với các khả năng
• STATUS : thông tin cho server về sự tiến hành báo hiệu
• ACK :được sử dụng cho những trao đổi thông điệp tin cậy
• REGISTER : truyền đạt các thông tin định vị tới một server SIP
2.2.2.4 Thiết lập cuộc gọi
Một cuộc gọi thành công bao gồm một yêu cầu INVITE từ client và một trả lời
ACK từ endpoint được gọi. Một đáp ứng bác bỏ (negative) có thể được gởi với một
đáp ứng trả lời BYE. Yêu cầu INVITE thường bao gồm một mô tả phiên được ghi
trong định dạng SDP. Mô tả phiên cung cấp thông tin về những đặc tính nào và các
dạng truyền thông nào được hổ trợ bởi một client.

Trang - 26 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Hình 2.13. Thông tin một yêu cầu INVITE
Thông điệp INVITE có thể truyền thông qua một số server trên đường đến
người được gọi. Có 3 hình thức server : Proxy server, Redirect server và các agent
server. Proxy server nhận yêu cầu và chuyển tiếp yêu cầu về phía trước đến định
danh của người được gọi. Nó cũng có thể chuyển tiếp các thông điệp đến nhiều

server cùng một lúc, trong các hi vọng của việc liên lạc với user tại một trong các
vị trí hay đối với các nhóm đa hướng. Một header Via theo dõi đường đi của các
yêu cầu, cho phép các đáp ứng tìm thấy đường đi ngược lại của chúng và giúp cho
việc phát hiện các vòng lặp. Một Redirext server chỉ thông tin cho người gọi về
bước đi kế tiếp và người gọi gởi thông điệp yêu cầu mới trực tiếp đến người nhận
được đề nghị. User agent server tồn tại trên host nơi mà user được định vị. Nó thông
tin đến user về cuộc gọi và chờ một đáp ứng để làm một trong các công việc sau:
chấp nhận hay hủy bỏ hay chuyển tiếp về phía trước.
Một hệ thống SIP cũng có thể bao gồm các server định vị nắm giữ một bảng dữ
liệu cơ bản về các vị trí của những user. Điều này sẽ giúp cho user có thể di chuyển
giữa một số các hệ thống đầu cuối khác nhau theo thời gian. Một location server có
thể sử dụng thông điệp finger, rwhois, LDAP hay bất kì giao thức nào khác để xác
định hệ thống đầu cuối nơi mà user có thể được đưa đến. Location server gởi các
thông điệp REGISTER đến các server để thông tin về các thay đổi.
Khi user được liên lạc, một đáp ứng bao gồm một mã đáp ứng và thông điệp
được gởi ngược trở lại đến người gọi. Các mã được cung cấp theo một cơ chế tương
tự như trong HTML. Các mã đáp ứng 1xx xác định tiến trình cuộc gọi và luôn luôn
được theo sau bởi các thông điệp đáp ứng khác xác định kết quả cuối cùng. Các mã
2xx chỉ định các kết quả thành công, 3xx xác định việc gởi lại, 4xx, 5xx và 6xx theo
thứ tự chỉ định client, server và các hư hỏng hoàn toàn. Các đáp ứng luôn luôn được
gởi đến các thực thể mà thực thể đó đã gởi thông điệp đến server chứ không gởi đến
người thiết lập yêu cầu ban đầu. Theo cách này các đáp ứng tìm thấy đường đi
ngược trở lại xuyên qua các bức tường lửa. Thông điệp được lặp lại một cách
Trang - 27 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
thường xuyên cho tới khi trạm đến thừa nhận (báo cho biết đã nhận được) với một
thông điệp ACK. Một đáp ứng xác thực đối với một thông điệp thiết lập bao gồm
một mô tả phiên, nó mô tả các hình thức truyền thông được hỗ trợ. Các định danh
cuộc gọi để chỉ định các thông điệp thuộc cùng một phiên hội thảo.
Các cuộc gọi có các tính chất sau :

 Logical call source : được chứa trong trường From là nơi khởi tạo cuộc gọi,
đó là thực thể yêu cầu cuộc gọi.
 Logical call destination : được chứa trong trường To là một tổ chức nơi mà
người thiết lập cuộc gọi mong muốn liên lạc
 Media destination : là nơi đến của luồng thông tin (audio,video, data) cho
một người nhận (recipient) đặc biệt, nó có thể không giống như một logical
call destination
 Media capabilities : được chỉ định hiện hành sử dụng giao thức mô tả phiên
SDP, nó diễn tả một danh sách các khả năng đối với thông tin audio, video
và chỉ định các địa chỉ nơi đến của luồng thông tin cụ thể.
 Call identifier : được chứa trong trường Call-ID là một định danh độc nhất
được tạo bởi nơi tạo ra cuộc gọi và được sử dụng bởi tất cả những người
tham gia.
Một phần của các tính chất được chứa trong các trường cụ thể và một số tính chất
khác được truyền như là một phần của dung lượng của thông điệp SIP
2.2.2.5. Đàm thoại đa điểm (multipoint conference)
 Hội thoại đa điểm trong H.323
Trong đàm thoại đa điểm với 3 hay nhiều hơn các endpoint tham gia, một thực
thể MCU được yêu cầu. Các MCU có thể là một thành phần của mạng H.323 hay
tồn tại như là một thành phần riêng biệt. Một MCU bao gồm một MC và tuỳ chọn
Trang - 28 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
một số các MP. MC quản lí các thương lượng H.245 giữa tất cả các terminal để xác
định các khả năng chung cho việc xử lí âm thanh và hình ảnh. Nó cũng điều khiển
các tài nguyên hội thảo bằng cách xác định các luồng thông tin audio và video nào
sẽ thực hiện nhiều hướng hay tất cả các luồng thông tin. MP quản lí các luồng
truyền thông bẳng cách trộn, chuyển mạch và xử lí thông tin
Đàm thoại đa điểm có thể được sắp xếp theo cách tập trung hay phân tán. Phiên
bản tập trung yêu cầu sự tồn tại của một MCU để tạo thuận tiện cho một cuộc đàm
thoại đa điểm. Các luồng âm thanh, hình ảnh dữ liệu và điều khiển từ mỗi người

tham gia được gởi đến MCU, ở đó MC quản lí cuộc đàm thoại đa điểm sử dụng các
chức năng H.245 và MP trộn chuyển mạch và phân bố các luồng thông tin. MP
cũng có thể thực hiện chuyển đổi giữa các mã codec khác nhau và chuyển đổi tốc
độ bit. Các luồng thông tin kết quả được gởi ngược trở lại các đầu cuối tham gia
vào.
Phiên bản tập trung có thể thực hiện việc sử dụng kĩ thuật đa hướng. Các
terminal có thể gởi các luồng audio và video đến terminal khác mà không cần gởi
thông qua MCU. Chỉ có dữ liệu điều khiển là được xử lí tại MCU. Các terminal có
thể giải mã và trộn các luồng audio và video đưa vào. Điều này có nghĩa là các
terminal cộng tất cả các luồng âm thanh nhận được và lựa chọn một hay nhiều
nhiều luồng video để thể hiện. Số lượng các luồng thông tin tức thời mà một
terminal có thể có thể giải mã thì được thông báo đến MC sử dụng các kênh điều
khiển H.245. Tổng số các luồng truyền thông đa hướng được giới hạn bởi các khả
năng của từng terminal riêng biệt.
Người ta cũng có thể kết hợp các mô hình để tạo các cuộc đàm thoại đa điểm lai
ghép, ở đó một số luồng truyền thông được xử lí thông qua các thông điệp truyền
thông điểm-điểm đến các MCU và các luồng còn lại được truyền tải thông qua các
kênh đa hướng. Như là một sự luân phiên trong mô hình tập trung, kết quả được
Trang - 29 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
trộn và các luồng truyền thông được xử lí từ MCU có thể được truyền tải đến các
endpoint theo nhiều hướng đảm bảo băng thông của mạng.
 Hội thoại đa điểm trong SIP
Các cuộc đàm thoại nhiều bên trong SIP về cơ bản hoạt động theo cách tương tự
như trong H.323 chỉ khác là không có MCU. Trong SIP, một cầu dẫn (bridge) thực
hiện chức năng tương tự MCU, nhưng nó không bắt buộc trong các cuộc đàm thoại
đa điểm như H.323.
Các cuộc đàm thoại đa điểm trong SIP có thể được nhóm thành 3 nhóm : các
cuộc đàm thoại nhiều hướng (multicast conference), bridged conferences và các
full-mesh conference. Các Full-mesh conference được tập trung trong đó mỗi người

tham gia gởi một luồng truyền thông đến mỗi người tham dự khác và thực hiện việc
trộn các luồng dữ liệu đưa vào bên trong bản thân nó. Phương thức này là thích hợp
đối với các cuộc đàm thoại với 3 hay nhiều hơn các endpoint. Trong một bridged
conference, mỗi người sử dụng được kết nối đến một cầu dẫn, cầu dẫn này trộn
luồng thông tin từ tất cả các user và truyền các luồng kết quả ngược trở lại. Một
phương thức có hiệu quả băng thông nhiều hơn so với các mesh và các bridge là
cuộc hội thảo nhiều hướng, nó có thể được sử dụng trên các mạng được tạo khả
năng đa hướng.
2.2.2.6. Sự phức tạp
H.323 thường bị chỉ trích là quá nặng, quá phức tạp và không linh động. Trái lại với
sự phức tạp của H.323, SIP là một giao thức đơn giản hơn.
Sự phức tạp của H.323 là do nhiều thành phần giao thức mà nó chứa đựng. Các
thành phần này quấn bện vào nhau chặt chẽ và không thể nào sử dụng một cách
riêng biệt hay thay đổi từng cái.
Trang - 30 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
Cũng tương tự như thế, định dạng thông điệp H.323 là một sự thiết lập phức
tạp. Giao thức H.323 dựa trên ASN.1 và PER (packet encoding rules) và sử dụng
dạng biểu diễn nhị phân. Thông thường điều này yêu cầu các bộ phát mã lớn và đắt
tiền để phân tích. Việc mã hóa theo ASN.1 được sử dụng trong H.323 tạo ra các bức
tường lửa và các bộ ủy nhiệm rất phức tạp. Bộ giao thức H.323 bao gồm một số
thành phần hầu như không có sự phân biệt rõ ràng. Điều này cũng khó khăn để tạo
nên mật mã.
H.323 cung cấp nhiều phương thức khác nhau để thực hiện một nhiệm vụ duy
nhất. Điều này góp phần vào sự phức tạp, nhưng trong một số trường hợp lại hữu
ích. Ví dụ như H.245 và H.225 có thể kết hợp sử dụng theo 3 cách khác nhau, đó là
kết nối riêng biệt, H.245 tạo một đường hầm qua H.225 và FastStart trong H.323
phiên bản thứ hai. Tất cả các phương thức này phải được cung cấp bởi tất cả các
thiết bị đầu cuối, các gatekeeper, các gateway và các firewall

2.2.2.7. Khả năng phân thành các modul
Cả hai giao thức H.323 và SIP được sử dụng như là một thành phần của một
thực thể lớn hơn với các giao thức khác nhau. Chúng bao gồm một số phần tử. Các
thành phần thực hiện các dịch vụ như báo hiệu cơ bản, điều khiển đàm thoại, truy
xuất thư mục, chất lương dịch vụ và tìm ra thư mục. Điện thoại Internet và hội thảo
video là một lãnh vực phát triển liên tục, cần thiết có các dịch vụ mới được chỉ định
trong các giao thức. Đặc biệt sự hỗ trợ đối với chất lượng dịch vụ được trông mong
để cải thiện theo thời gian. Vì thế, điều này là một thuận lợi nếu các thành phần
trong mạng phân biệt nhau và có thể được trao đổi ở bên trong và bên ngoài. Ví dụ
sẽ hiệu quả hơn nếu có một cơ chế đơn QoS độc lập về ứng dụng hơn là phát minh
một giao thức QoS cho mỗi ứng dụng.
H.323 là một tiêu chuẩn “umbrella” bao gồm khuyến nghị H.225 cho định dạng
gói hay đồng bộ, H.245 cho việc điều khiển, các bộ codec hình ảnh H.261 và
Trang - 31 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
H.263, các bộ codec âm thanh G.711, G.722. G.728, G.729 và G.723, và chuẩn
T.120 của các giao thức của các cách thức truyền thông đa phương tiện. Kết hợp với
nhau, chúng tạo nên một bộ giao thức được tích hợp hướng theo thứ tự từ trên
xuống. Việc trộn lẫn các dịch vụ bao gồm trao đổi khả năng, điều khiển đàm thoại,
các hoạt động duy trì, báo hiệu cơ bản, chất lượng dịch vụ, việc đăng kí và tìm kiếm
phát hiện thư mục. Giao thức được chia thành một số thành phần, điều này là một
sự thuận tiện. Tuy nhiên, các dịch vụ của các thành phần bị dính chặt vào nhau như
vậy thì tất cả các thành phần được yêu cầu và các thành phần khác thì rất khó thay
thế.
Giao thức SIP bao gồm việc báo hiệu cơ bản, định vị người sử dụng, đăng kí và
như là một sự mở rộng cũng như báo hiệu mở rộng. Các dịch vụ khác như là QoS,
truy xuất thư mục, phát hiện thư mục, mô tả nội dung của phiên và điễu khiển đàm
thoại là trực giao tập trung vào các giao thức riêng biệt. Nó có thể thay thế các
thành phần một cách riêng rẽ. Ví dụ mô tả khả năng H.245 có thể được sử dụng
trong SIP mà không cần các thay đổi về giao thức. Khả năng phân thành modul của

SIP cũng giúp cho nó có thể tạo các kết nối đối với các terminal tương thích H.323.
Một user có thể sử dụng SIP để định vị một user khác và sau đó sử dụng một đáp
ứng gởi lại đến một URL H.323, xác định rằng H.323 sẽ được sử dụng cho việc
truyền thông hiện tại.
2.3 Những giao thức truyền
2.3.1. Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol)
ICMP là giao thức dùng kiểm tra và điều khiển các tin báo chứa thông tin về các
tham số chất lượng và các sự cố xảy ra trong mạng. Các gateway hoặc các host
đích cần kiểm tra lỗi xảy ra khi các datagram được xử lý trên đường truyền và phản
hồi kết quả về host nguồn chẳng hạn khi bộ định tuyến không thể chuyển gói đi tiếp
Trang - 32 -
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP
đến đích, đích đến sẽ nhận được thông tin về sự cố xảy ra nhờ vào giao thức ICMP.
Tin báo ICMP được sử dụng kèm với giao thức IP trong tất cả IP Module.
Cấu trúc tin báo ICMP
1.0.1 Type Code checksum
Unused
Internet header + 64 bit of original datagram
• Type: loại sự cố
Type Name of events
0
3
4
5
8
11
12
13
14
15

16
17
18
Echo Reply
Destination
Unreachable
Source Quench
Redirect
Echo
Time Exceeded
Parameter Problem
Timestamp
Timestamp Reply
Information Request
Address Mask
Request
Address Mask Reply
• Code : Mô tả sự cố
• Internet header : ICMP header tương tự như IP header với các trường:
-Protocol ICMP = 1.
Trang - 33 -