Khi qut v giao thc Voip
B giao thc voip khái quát chia làm hai loại: giao thức signaling và giao thức
media. Phần giao thc signaling là giao thc dùng để điều khiển cài đặt cuc gọi
của voip. Đó cũng là trách nhiệm duy trì tổng thể hoạt đng của mạng lưới (truyền
thông từ router đến router). Giao thc media dùng để truyền tải voice data qua môi
trường mạng IP.
Signaling Protocol nằm ở tầng TCP vì cần đ tin cậy cao, trong khi Media
Protocol nằm trong tầng UDP
Các nhà cung cấp có thể sử dụng các giao thc riêng hay các giao thc mở rng
dựa trên nền của 1 trong 2 giao thc tiêu chuẩn quốc tế là H.323 và SIP. Ví dụ
Nortel sử dụng giao thc UNISTIM (Unified Network Stimulus) Cisco sử dụng
giao thc SCCP ( Signaling Connection Control Part) Những giao thc riêng này
gây khó khăn trong việc kết nối giữa các sản phẩm của các hãng khác nhau.
Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về hai giao thc quan trọng của Voip, đó là giao thc
H.323 và giao thc SIP
I. Singaling Protocols.
1. Giao thc H.323
H.323: là giao thc được phát triển bởi ITU-T ( International Telecommunication
Union Telecommunication Standardization Sector). H.323 phiên bản 1 ra đời vào
khoảng năm 1996 và 1998 phiên bản thế hệ 2 ra đời. Hiện nay là version 5.0,
H.323 ban đầu được sử dụng cho mục đích truyền các cuc hi thoại đa phương
tiện trên các mạng LAN, nhưng sau đó H.323 đã tiến tới trở thành 1 giao thc
truyền tải VoIP trên thế giới. Giao thc này chuyển đổi các cuc hi thoại voice,
video, hay các tập tin và các ng dụng đa phương tiện cần tương tác với PSTN. Là
giao thc chuẩn, bao trùm các giao thc trước đó như H.225,H.245, H.235,…
Các thành phần trong giao thc H.323: Có 4 thành phần chính.
Terminal: Là mt PC hay IP Phone đang sử dụng giao thc H.323
Gateway: Là cầu nối giữa mạng H.323 và các mạng khác có sử dụng các giao thc
như là SIP, PSTN,…Gateway này có vai trò chuyển đổi giao thc cho việc thiết
lập và chấm dt các cuc gọi, chuyển đổi các video format giữa các mạng khác
nhau.
GateKeeper: đóng vai trò là những điểm trung tâm ( focal points) trong mô hình
mạng H.323. Các dịch vụ nền sẽ quyết định việc cung cấp địa chỉ
(addressing),phân phát băng thông (bandwidth),cung cấp tài khoản, thẩm định
quyền ( authentication) cho các terminal và gateway…
Mutipoint control unit (MCU): hỗ trợ việc hi thoại đa điểm (conference)cho các
máy terminal ( 3 máy trở lên )trong mạng H.323
2. Giao thc SIP trong VoIP
Trước đây khi đề cập đến VoIP, tiêu chuẩn quốc tế thường được đề cập đến là
H.323. Giao thc H.323 là chuẩn do ITU-T phát triển cho phép truyền thông đa
phương tiện qua các hệ thống dựa trên mạng chuyển mạch gói, tập giao thc
H.323 bao gồm rất nhiều giao thc con bên trong nó như H.245, H.225,
Q.931 hoạt đng dựa trên H.323 là rất chặt chẽ và phc tạp. Nhưng những năm
trở lại đây thì giao thc SIP lại chiếm ưu thế và dần dần thay thế hẳn H.323, tôi
mở topic này với hi vọng mọi người sẽ cùng bàn luận để có thể hiểu rõ ràng hơn
về giao thc này, vì VoIP là mt trong những dịch vụ sẽ rất phát triển trong tương
lai.
Đầu tiên tôi xin tổng quan về SIP:
I-Tổng quan v SIP
1) SIP là gì:
SIP (Session Initiation Protcol ) là giao thc báo hiệu điều khiển lớp ng dụng
được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện
(multimedia). Các phiên multimedia bao gồm thoại Internet, hi nghị, và các ng
dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt (media) như âm thanh,
hình ảnh, và dữ liệu. SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các phiên
và để mang các thông tin mô tả phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên đơn bá
(unicast) và quảng bá (multicast) tương ng các cuc gọi điểm tới điểm và cuc
gọi đa điểm.
2) Các thành phần trong mạng SIP:
Nói chung SIP gồm 2 thành phần lớn là SIP client (là thiết bị hỗ trợ giao thc SIP
như SIP phone), và SIP server (là thiết bị trong mạng xử lý các bản tin SIP). Trong
SIP server có các thành phần quan trọng như: Proxy server, Redirect server,
Location server, Registrar server
+ Proxy Server: là thực thể trong mạng SIP làm nhiệm vụ chuyển tiếp các SIP
request tới thực thể khác trong mạng. Như vậy, chc năng chính của nó trong
mạng là định tuyến cho các bản tin đến đích. Proxy server cũng cung cấp các chc
năng xác thực trước khi cho khai thác dịch vụ. Mt proxy có thể lưu (stateful)
hoặc không lưu trạng thái (stateless) của bản tin trước đó. Thông thường, proxy có
lưu trạng thái, chúng duy trì trạng thái trong suốt transaction (khoảng 32 giây).
+ Redirect Server: trả về bản tin lớp 300 để thông báo thiết bị là chuyển hướng
bản tin tới địa chỉ khác – tự liên lạc thông qua địa chỉ trả về.
+ Registrar server: là server nhận bản tin SIP REGISTER yêu cầu và cập nhật
thông tin từ bản tin request vào “location database” nằm trong Location Server
+ Location Server: lưu thông tin trạng thái hiện tại của người dùng trong mạng SIP
kỳ sau sẽ nói về bản tin SIP, các bạn góp ý nhá
II-Cc bản tin SIP, mào đầu và đnh số
Dưới đây là các bản tin của SIP :
INVITE : bắt đầu thiết lập cuc gọi bằng cách gửi bản tin mời đầu cuối khác tham
gia
ACK : bản tin này khẳng định máy trạm đã nhận được bản tin trả lời bản tin
INVITE
BYE : bắt đầu kết thúc cuc gọi
CANCEL : hủy yêu cầu nằm trong hàng đợi
REGISTER : đầu cuối SIP sử dụng bản tin này để đăng ký với máy chủ đăng ký
OPTION : sử dụng để xác định năng lực của máy chủ
INFO : sử dụng để tải các thông tin như âm báo DTMF
Giao thc SIP có nhiều điểm trùng hợp với giao thc HTTP. Các bản tin trả lời
các bản tin SIP nêu trên gồm có :
1xx – các bản tin chung
2xx – thành công
3xx - chuyển địa chỉ
4xx – yêu cầu không được đáp ng
5xx - sự cố của máy chủ
6xx - sự cố toàn mạng
Các bản tin SIP có khuôn dạng text, tương tự như HTTP. Mào đầu của bản tin SIP
cũng tương tự như HTTP và SIP cũng hỗ trợ MIME (mt số chuẩn về email)
III-Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP
Trước tiên ta tìm hiểu hoạt đng của máy chủ ủy quyền và máy chủ chuyển đổi
+ Hoạt đng của máy chủ ủy quyền (Proxy Server)
Hoạt đng của Proxy server được trình bày như trong hình ….Client SIP
gửi bản tin INVITE cho để mời tham gia
cuc gọi.
Các bước như sau:
+ Bước 1: gửi bản tin INVITE cho UserB ở miền hotmail.com,
bản tin này đến proxy server SIP của miền hotmail.com (Bản tin INVITE có thể đi
từ Proxy server SIP của miền yahoo.com và được Proxy này chuyển đến Proxy
server của miền hotmail.com).
+ Bước 2: Proxy server của miền hotmail.com sẽ tham khảo server định vị
(Location server) để quyết định vị trí hiện tại của UserB.
+ Bước 3: Server định vị trả lại vị trí hiện tại của UserB (giả sử là
).
+ Bước 4: Proxy server gửi bản tin INVITE tới Proxy server
thêm địa chỉ của nó trong mt trường của bản tin INVITE.
+ Bước 5: UAS của UserB đáp ng cho server Proxy với bản tin 200 OK.
+ Bước 6: Proxy server gửi đáp ng 200 OK trở về
+ Bước 7: gửi bản tin ACK cho UserB thông qua proxy server.
+ Bước 8: Proxy server chuyển bản tin ACK cho
+ Bước 9: Sau khi cả hai bên đồng ý tham dự cuc gọi, mt kênh RTP/RTCP được
mở giữa hai điểm cuối để truyền tín hiệu thoại.
+ Bước 10: Sau khi quá trình truyền dẫn hoàn tất, phiên làm việc bị xóa bằng cách
sử dụng bản tin BYE và ACK giữa hai điểm cuối.
+ Hoạt đng của máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server):
Hoạt đng của Redirect Server được trình bày như hình .
Các bước như sau:
+ Bước 1: Redirect server nhân được yêu cầu INVITE từ người gọi (Yêu cầu này
có thể đi từ mt proxy server khác).
+ Bước 2: Redirect server truy vấn server định vị địa chỉ của B.
+ Bước 3: Server định vị trả lại địa chỉ của B cho Redirect server.
+ Bước 4: Redirect server trả lại địa chỉ của B đến người gọi A. Nó không phát
yêu cầu INVITE như proxy server.
+ Bước 5: User Agent bên A gửi lại bản tin ACK đến Redirect server để xác nhận
sự trao đổi thành công.
+ Bước 6: Người gọi A gửi yêu cầu INVITE trực tiếp đến địa chỉ được
trả lại bởi Redirect server (đến B). Người bị gọi B đáp ng với chỉ thị thành công
(200 OK), và người gọi đáp trả bản tin ACK xác nhận. Cuc gọi được thiết lập.
Ngoài ra SIP còn có các mô hình hoạt đng liên mạng với SS7 (đến
PSTN) hoặc là liên mạng với chồng giao thc H.323.
IV-Tính năng của SIP
Giao thc SIP được thiết kế với những chỉ tiêu sau:
Tích hợp với các giao thc đã có của IETF
Đơn giản và có khả năng mở rng
Hỗ trợ tối đa sự di đng của đầu cuối
Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ
a) Tích hợp với các giao thc đã có của IETF
Các giao thc khác của IETF có thể xây dựng để xây dựng những ng dụng SIP.
SIP có thể hoạt đng cùng với nhìu giao thc như :
- RSVP (Resource Reservation Protocol) : Giao thc giành trước tài nguyên mạng.
- RTP (Real-time transport Protocol) : Giao thc truyền tải thời gian thực
- RTSP (Real Time Streaming Protocol) : Giao thc tạo luồng thời gian thực
- SAP (Session Advertisement Protocol) : Giao thc thông báo trong phiên kết nối
- SDP (Session Description Protocol) : Giao thc mô tả phiên kết nối đa phương
tiện
- MIME (Multipurpose Internet Mail Extension - Mở rng thư tín Internet đa mục
đích) : Giao thc thư điện tử
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) : Giao thc truyền siêu văn bản
- COPS (Common Open Policy Service) : Dịch vụ chính sách mở chung
- OSP (Open Settlement Protocol) : Giao thc thỏa thuận mở
b) Đơn giản và có khả năng mở rng
SIP có rất ít bản tin, không có các chc năng thừa nhưng SIP có thể sử dụng để
thiết lập những phiên kết nối phc tạp như hi nghị… Đơn giản, gọn nhẹ, dựa trên
khuôn dạng văn bản, SIP là giao thc ra đời sau và đã khắc phục được điểm yếu
của nhiều giao thc trước đây.
Các phần mềm của máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng kí, máy chủ chuyển đổi địa
chỉ, máy chủ định vị… có thể chạy trên các máy chủ khác nhau và việc cài đặt
thêm máy chủ hoàn toàn không ảnh hưởng đến các máy chủ đã có. Chính vì thế hệ
thống chuyển mạch SIP có thể dễ dàng nâng cấp.
c) Hỗ trợ tối đa sự di đng của đầu cuối
Do có máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng ký và máy chủ chuyển đổi địa chỉ hệ
thống luôn nắm được địa điểm chính xác của thuê bao. Thí dụ thuê bao với địa chỉ
có thể nhận được cuc gọi thoại hay thông điệp ở bất c địa
điểm nào qua bất c đầu cuối nào như máy tính để bàn, máy xách tay, điện thoại
SIP… Với SIP rất nhiều dịch vụ di đng mới được hỗ trợ.
d) Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới.
Là giao thc khởi tạo phiên trong mạng chuyển mạch gói SIP cho phép tạo ra
những tính năng mới hay dịch vụ mới mt cách nhanh chóng. Ngôn ngữ xử lý
cuc gọi (Call Processing Language) và Giao diện cổng kết nối chung (Common
Gateway Interface) là mt số công cụ để thực hiện điều này. SIP hỗ trợ các dịch
vụ thoại như chờ cuc gọi, chuyển tiếp cuc gọi, khóa cuc gọi… (call waiting,
call forwarding, call blocking…), hỗ trợ thông điệp thống nhất…