Giải pháp bảo vệ thông tin VOIP trên mạng Internet Intranet

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ N ộỉ
KH O A CÔNG NGHỆ
暑
Đào Văn Thành
GIẢI PHÁP BẢO VỆ THÔNG TIN VoIP
TRÊN MẠNG INTẼRNET/INTRANET
Chuyên ngành: Công nghệ Thông tin
Mã số: 1.01.10
LUẬN VĂN THẠC s ĩ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC：
PGS.TS Nguyễn Văn Tam
Hà Nội -12/2003
Trang
MỎ Đ ÀU 6
CHƯƠNG 1: G íớ l THIỆU VẺ TCP/IP 8
1.1. Kiến trúc mạng 8
1.1.1 M ô h in hò s
丨
9
1.1.2 Mô hình mạng TCP / IP 11
1.1.3 Đ óng g ó i 12
1.2 Giao thức Internet (IP) 13
1.2.1 Đ ịa c lìiIP
.
13
1.2.2 Cấu trúc gói số liệu IP 14
1.2.3 Phân mảnh và hợp nhất mảnh 15
1.2.4 Định tuyến IP 16
1.3 Gịao thức gói dữ liệu thuê bao - UDP .

16

t.4Gbo thúc TCP 17
1.4.1 Phần tiêu đề của TCP 18
1.4.2 Thiết lập kết nối
19
1.4.3 Giao (hức kết thúc kết nối 20
1.5 Giao thức chuyển vận thòi gian thực RTP 20
1.5.1 Phần tiêu đề của RTP 21
1.5.2 Giao thức điều khiển RTCP - RTP 22
CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT ĐIỆN THOẠI IP 23
2.1 Các vấn đề co. bản của mạng điện thoại

23
2.1.1 Tín hiệu thoại tương tự và tín hiệu số 23
2.1.2 CSU/DSƯ

.
23
2.2 Tổng quan về V oIP 24
2.2.1 VoIP 24
2.2.2 Hoạt dộng của VolP 24
2.2.3 Thuận lợi khi sử dụng VoIP 24
MỤC LỤC
CÁC TỪ VIÉT TẮT 4
2
2.3 Kỹ thuật điện tlioại 1P 25
2.3.1 Gợi báo hiệu 25
2.3.2 Giao thức bắt đầu cuộc gọi Sll.) 26
2.3 3 H 323

.

29
CHƯƠNG 3: AN TOÀN TRONG MẠNG IP
39
3.1 Vấn đề an toàn thông tin 39
3.1.1 An toàn và sự tin cậy
.
39
3.1.2 Hình thức của an toàn
.

.
40
3.1.3 Sự đe dọa an toàn 41
3.1.4 Tấn công 42
3.1.5 Nhược điểm của TCP / IP 45
3.2 Bức tưòng lửa 47
3.2.1 Chiến lược an toàn 48
3.2.2 Kỹ thuật Firewall 49
3.2.3 Kiến trúc Firew all 51
3.3 Mật mã 54
3.3.1 Chứng thực 54
3.3.2. Hàm băm (hash) 55
3.3.3 Mật mã khoá đối xứng 57
3.3.4. Mật mã khoá không đối xứng
.
59
3.3.5 Chíĩ ký S ố 61
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH s ự AN TOÀN TRONG VOIP 62
4.1 Phân tích mối đe dọa 62
4.1.1 Định nghĩa mối đe dọa 63

4.1.2 Thao tác của dữ liệu kế toán 63
4.1.3 Gọi trực tiếp 64
4.1.4 Giả danh Endpoint 64
4.1.5 Giả danh GK






65
4.1.6 Đóng vai BES 66
4.2 Các kiến trúc giao thức 67
4.2.1 H.323 củaỉTƯ - T

••••"■… 68
4.2.2 SIP của IETF


.
. . .… . .69
4.2.3 MGCP / MEGACO / H.248 của IETF và ITU - T

.

.
70
Mục lục
4.3 Nhũng yêu cầu an toàn cho VoIP 11
4.3.1 Định nghĩa những phần tử cơ bản và chìa khoá của một hệ thống VoIP

71
4.3.2 Những đặc trưng an toàn của VoIP 72
4.3.3 Yêu cầu an toàn chức năng 73
4.3.4 Yêu cầu an toàn kỹ thuật 73
4.4 Những ràng buộc an toàn của VoIP 73
4.4.1 Tính nhạy cảm trễ của VoIP 73
4.4.2 Xác định dạng thông bậo 74
4.4.3 An toàn End to End, Hop to Hop
74
4.4.4 Những ví dụ thực cùa vấn đề an toàn 75
4.4.5 Đề xuất một giải pháp an toàn cho VoIP 76
4.5 Mô hình thử nghiệm 77
4.5.1 Chuyển đổi giữa âm thanh và IP 77
4.5.2 Sử dụng mã mật cho an ninh VoIP 78
KÉT LUẬN 80
T À
丨
U Ệ U THAM KHẢO
.


81
Mục lục
CÁC TỪVIÉT TÁT
Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
AD
Administrative Domain

Vùng quản trị
ACF
Automatic Call Distribution
Xác nhận yêu câu truy nhập
ADC
Analog to Digital Convert
Chuyên đôi từ tương tự sang sô
ANSI
American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ
ARJ
Adminssion Reject
Trừ chôi truy nhập
ARP
Address Resolution Protocol
Giao thức giải quyêt địa chỉ
ARQ
Adminssion Request
Yêu câu truy nhập
ATM
Asynchronous Tranfer Mode
Phương thức truyên dân không đôr
bộ
BES
Back - End Sevice
CBC
Cipher Block Chaining
Mât mã khôi chuôi
CDR

Call Detail Recorde
Ghi chi tiêt cuộc gọi
csu
Channel Service Unit
Đơn vi diclì vu kênh
• • •
DAC
Digital to Analog Convert
Chuyên đôi từ sô sang tương tự
DCF Disengage Confirm
Xác nhận không bận
DDoS
Distribute Denial of Service
Từ chôi phân phôi dịch vụ
des Data Encryption Standard
Tiêu chuân mã dữ liêu
DMZ
Demilitarized Zone
Vùng phi quân sự
DNS
Domain Name Server Hệ thông tên vùng
DoS Denial of Service
Từ chôi dịch vụ
DRQ Disengage Request
Yêu câu giải phóng
DSS Digital Signature Standard
Chuân tín hiệu sô
DSƯ Data Service Unit
Đơn vi dich vu dữ liêu
ECB

Electronic Code Book
Sách mã điện tử
EP
End Point
Điêm cuôi
FDDI
Fiber Distribute Data Interface
Giao diện dữ liệu phân chia quang
FPT
File Transfer Protocol
Giao thức truyên tệp
GCF Gatekeeper Confimation Xác nhân GK
GK Gatekeeper Gác công
GRQ
Gatekeeper Request Yêu cây GK
GW
Gateway
7
Công vào ra
HMAC
Hashed Message Authentication
Code
Mã xác thực thông báo hàm băm
HTML Hypertext Transfer Language Ngôn ngữ siêu văn bản
Các từ viết tắt
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng sô dịch vụ tích hợp
IETF Internet Engineering Task Force
Nhóm làm việc nghiên cứu Interne
1P
Internet Protocol

Giao thức Internet
ISO
International Standard Orgnazation
Tô chức tiêu chuẩn hoá Quốc tể
ITU
International Telecommunication
Union
Hiệp hội viễn thông Quốc tế
ITU-T
International Telecommunication
Union - Telecommunication
Standardization .
Tiêu chuẩn viễn thông của Hiệp hộ
viễn thông Quốc tế
LAN
Local Area Network Mạng cục bộ
MAA Message Authenticator Algorithm Thuật toán xác thực thông báo
MC
Multipoint Control Bộ điêu khiên đa diêm
MCS
Multipoint Communications System
Hệ thống liên lạc đa điểm
MCU MultipointControl Unit Khôi điêu khiên đa điêm
MDC
Media Gateway Controller Điêu khiên công truyên thông
MGCP Media Gateway Control Protocol
Giao thức điêu khiên công kêt nôi
truyền thông
MTU Maximun Transmision Unit
Đơn vị truyên dân cực đại

NAT
Network Address Translate Chuyên đôi địa chỉ
OSI Open System Interconnection
Kêt nôi hệ thông mở
PSTN
Puplic Switch Telephone Network
Mạng chuyên mạch diện thoại công
cộng
RA§
Registration Admission Status Tình trạng quản trị đăng ký
RRJ
Registration Reject
Từ chôi đăng ký
RRQ Registration Request
Yêu câu dăng ký
RSA
Rivest Shamir Adelman
RTCP
Real Time Control Protocol
Giao thức điêu khiên thời gian thực
RTP
Real-Time Transport Protocol
Giao thức truyền dẫn thời gian thực
SGCP
Simple Gateway Control Protocol
Giao thức điêu khiên cổng kết nối
đơn giản
SIP
Session Initiation Protocol
Giáo thức băt đâu phiên họp

TCP
Transfer Control Protocol
A 'ỳ V 1
Giao thức điêu khiên truyên dân
TLS
Transfer Layer Security
An toàn tâng chuyên vận
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức gói dữ liệu thuê bao
URJ
Unregister Reject
Từ chôi yêu câu đăng ký
ÜRQ
Unregister Request
Yêu câu không đăng ký
VoIP
Voice Over IP
Thoại qua IP
WAN
Wide Area Network
Mạng diện rộng
Các từ vỉct tắt
M Ở ĐÀU
Xu hướng truyên thông là tât cà các dịch vụ tích hợp trong một hệ tliông mạng,
từ các dịch vụ truyền dữ liệu dạng văn bàn, hình ảnh…đến các dịch vụ diện thoại,
video, hội thảo qua mạng mang yếu tố thời gian thực. Trong cùng một thời điểm có thể
sử dụng nhiều dịch vụ thông qua một đường truyền. Dịch vụ điện thoại sử dụng công
nghệ IP (VoIP: Voice Over Internet Protocol) đã được áp dụng, khai thác khá nhiều và
chắc chắn còn phát triển mạnh trong thời gian tới. Tại Việt Nam hiện nay đã có các nhà

cung cấp dịch vụ này. Với lợi thế cạnh tranh, VoIP đã cung cấp cho người tiêu dùng
một dịch vụ thoại với giá cả hấp dẫn. VoIP là một công nghệ mà tiếng nói có thể được
chuyển từ những mạng chuyển mạch tới hoặc qua những mạng IP. Kỹ thuật điện thoại
^
f y
VoIP là việc truyên tiêng nói qua giao thức Internet (IP). Internet là nhiêu mạng dược
nối với nhau cùng sử dụng giao thức IP. Do vậy các gói tin tiếng nói rất dễ bị lấy nên
thông tin có thể bị lộ không đảm bảo an ninh.
Để đảm bảo tính bí mật cá nhân cũng như các trao thông tin khác trong việc sử
/
dụng dịch vụ này đòi hỏi phải có một cơ chê bảo mật sao cho chỉ những người thực sự
•» 2
、
\ z
tham gia đàm thoại mới có thê hiêu được nội dung đàm thoại là một yêu câu cân thiêt.
Các giao thức truyên tiêng nói qua IP đã thực hiện tuy nhiên chưa đủ độ an toàn. Hiện
nay đã có một số hãng trên thế giới đưa ra sản phẩm giải quyết vấn
đề
trên. Tuy nhiên
chưa có giài pháp triệt để, hơn nữa với việc sử dụng sản phẩm có sẵn cho việc đảm bảo
an toàn là không đủ tin cậy đôi với các thông tin quan trọng (đặc biệt các thông tin liên
quan đến an ninh quốc gia ). Đe có được sản phẩm sử dụng thực sự tin cậy thì cần
phải hiểu, làm chủ công nghệ và đưa ra giải pháp riêng đảm bảo an toàn cho dịch vụ
VoIP. Luận văn sẽ đề cập đến một số kiến thức cơ bản về IP, những vấn đề chung của
、

*
an toàn, đê cập đên lĩnh vực VoIP, nguyên lý cơ bàn, phân tích sự an toàn cùa VolP và
từ đó đề xuất một giải pháp an ninh cho VoIP, xây dựng một mô hình đảm bảo an ninh
cho VolP trên mạng IntemeƯIntranet.

Đóng góp của luận văn:
Luận văn trình bày tóm tắt lý thuyết mạng IP, các kỹ thuật cơ bản của điện thoại
IP, các giao thức sử dụng cho truyền tiếng nối qua Internet.
Phân tích và nêu ra những nguy cơ mất an toàn trong mạng IP nói chung và
trong VoIP nói riêng từ đó đề xuất một giải pháp an ninh cho VoIP.
Đưa ra một mô hình đảm bảo an ninh cho VoIP trên mạng Intemet/Intranet.
Mỏ. đầu
7
Cẩu trúc của luận văn:
Luận bao gồm 4 chương
• Chương 1 : Một số kiến thức cơ bản về TCP/IP: Chương này giới thiệu một cácl
tóm lược về giao thức TCP/IP, UDP, R I P,
• Chương 2: Kỹ thuật điện thoại IP: Nêu ra một số vấn đề cơ bản của mạng điệr
thoại IP, tổng quan về VoIP, Kỹ thuật điện thoại IP.
/
f y
•
Chương 3: An toàn trong mạng IP: Chương này trình bày một sô vân đê an toàr
trong mạng IP, nêu ra hai giải pháp an toàn chính trong mạng IP đó ]à bức tường
lửa và mật mã.
• Chương 4: Phân tích sự an toàn: Chương này phân tích một số mối đe doạ mấi
an toàn cho VoIP, nêu một số kiến trúc giao thức sử dụng trong VoĩP, một SC
yêu câu, ràng buộc vê an ninh, an toàn của VoIP từ đó đê xuât một giải pháp tôi
K
r \
、 ' %
»
hơn cho vân đê an ninh khi truyên tiêng nói qua IntemeƯIntranet. Đê xuât một
giải pháp an ninh cho VoIP và đưa ra một mô hình an ninh PC to PC sử dụng
giải pháp đề xuất.

Do thời gian nghiên cứu có hạn, hơn nữa đây là đề tài mới, ít tài liệu chắc luận
văn còn nhiều sai sót, rất mong các Thầy cô, các bạn đồng nghiệp góp ý kiến.
Tôi xin chân thành cám ơn các ĩhầy cô trong Khoa Công nghệ Đại học Quốc
Gia Hà Nội đã cung cấp cho tôi nhiều kiến thức cơ bản, đặc biệt tôi xin chân thành cảm
ơn Phó giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Văn Tam người đã nhiệt tình hướng dẫn và góp nhiều
ý kiến quí báu giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Mỏ đầu
Chuông 1: G IỚ I THIỆ U VÈ TC P/IP
Vào đầu năm 1973 Internet được bắt đầu nghiên cứu với mục tiêu phát triển
những giao thức cho phép các máy tính ở những mạng khác nhau cỏ thể được kết nối
với nhau. Giao thức phát triên nhât, được chúng ta biêt đên và sử dụng đó là giao thức
TCP/IP. Bộ giao thức này là cơ sở cho nhiều ứng dụng và dịch vụ như truyền tiếng nói
qua Internet. Chương này sẽ trình bày một số nội dung cơ bản về kết nối mạng và
những giao thức quan trọng nhất để thực hiện VoIP. Bao gồm hai mô hình cho một
kiến trúc mạng, mô hình ISO - OSI và mô hình TCP / IP. Giới thiệu những giao thức
IP, giao thức gói dữ liệu người dùng (ƯDP), TCP và giao thức truyền đảm bảo thời
gian thực (RTP).
1.1. Kiến trúc mạng
Mạng máy tính được xây dựng để kết nối các máy tính với nhau, nó yêu cầu
nhiều phần mềm phức tạp. Để làm đơn giản việc thực hiện của những chương trình
úng dụng một lớp trừu tượng hóa được đưa ra. Những chương trình muốn truy nhập
các hàm mạng phải qua một giao điện. Hình 1.1 mô tả kiến trúc tổng quát của
TCP(UDP)/ÍP[11] ^ 、 1
Telnet FTP
SMTP
DNS SNMP
Transmision Control
Protocol (TCP)
User Datagram
Protocol (UDP)

ARP
RIP
ICMP
Internet Protocol (IP)
Ethernet
Token bus
Token
FDD!
Hình 1.1 Kiến trúc TCP(UDP)/I1)
Giói thiệu về TCP/IP
9
TCP(UDP)/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp
phương tiện truyền thông liên mạng.
Kiến trúc mạng tiêu biểu được phân ra vào trong các lớp. Mỗi lớp đại diện một
khía cạnh khác nhau của hệ thống. Truyền thông với những lớp khác được thực hiện
r t r
qua các giao diện. Hỉnh 1.2 mô tả một ví dụ cho một săp xêp từng lớp câu trúc.
Lớp thấp nhất là lớp phần cứng, nó là cơ sở cho mạng máy tính. Mọi thứ nối tới
phần cứng thuộc về lớp này.
Lớp tiếp theo cung cấp kết nổi giữa các máy (host). Nó thực hiện việc gửi dữ
liệu giữa hai máy tính. Nó cung cấp một giao diện để truy nhập các dịch vụ và sử dụng
lớp phần cứng cho thao tác. Truyền thông của hai ứng dụng trên về các máy khác nhau
yêu cầu một sổ loại kênh giữa quá trình của các ứng đụng [11].
application layer
process-to-proœss channel
host-to-host connectivity
hardware
Hình 1.2 : Một mô hình của các lớp kiến trúc mạng
Có hai mô hình cho các kiến trúc mạng. Tiêu chuẩn mô hình cho nối mạng các
giao thức và các ứng dụng phân tán là mô hình từ Tố chức Quốc tế cho tiêu chuẩn hóa

(ISO). Tuy nhiên, mô hình sử dụng trong Internet là bộ giao thức TCP/IP .
1.1.1 Mô hình OSI
Năm 1978 tổ chức Tiêu chuẩn hoá Quốc tế (International Standard Organization
- ISO) ban hành tập hợp đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành cho việc nối kết
những thiết bị không cùng chủng loại. Vào năm 1984, ISO đưa ra bản sửa đổi mô hình
này và gọi là mô hỉnh tham chiếu mạng hệ mở (Open Systems Interconnection - OSI).
Hệ thống mờ là mô hình của ISO. Nó được chỉ rõ trong tiêu chuẩn ISO/ĨF,C 7498 1.
Giới tbiệu về TCP/IP
10
application layer
presentation layer
session layer
transport layer
network layer
data link layer
physical layer
Hình 1.3 : Mô hình tham chiếu OSI.
Theo mô hình OSI，chức năng hay dịch vụ của một hệ thống truyền thông được
hia làm 7 lớp, tương ứng với mỗi lớp dịch vụ là một lớp giao thức (có thể một hoặc
hiều giao thức) [11]. Các lớp này có thể do phần cứng hay phần mềm thực hiện. Mỗi
ýp trên thực hiện dịch vụ của mình trên cơ sở sử dụng các dịch vụ ở phía dưới và theo
úng giao thức qui định tương ứng. Thường các dịch vụ mức thấp do phần cứng đảm
hiệm, các dịch vụ mức cao do phần mềm đảm nhiệm.
Việc phân lớp không những có ý nghĩa trong việc mô tả, đối chiếu các hệ thống
•uyên thông mà còn giúp ích cho việc thiêt kê các thành phân giao diện mạng. Trong
lỗi lớp bất kỳ có thể thay đổi các thực hiện mà không ảnh hưởng tới các lớp khác,
hừng nào nó còn giữ nguyên giao diện với lớp trên và lớp dưới nó.
Các hàm mạng phân vào trong bảy lớp. Hoạt động của mỗi lớp có thể được thực
iện bởi một hoặc nhiều giao thức. Mô hình OSI là một mô hình tham khảo cho sự
lực thi của các giao thức. Hình 1.3 minh họa mô hình OSI. Mô hinh OSI là kiến trúc

uyền thông mạng thành bảy tầng. Mỗi tầng OSI có những chức năng mạng định rõ.
ác chức năng của mỗi tầng giao tiếp với chức năng của tầng ngay trên hoặc dưới nó.
\Lớp vật lý
Nó định nghĩa môi trường vật lý trên đó dữ liệu được truyền và có trách nhiệm
ý'ì
sự truyền của những tín hiệu qua những mối liên kết truyền thông.
I
Lớp liên kếí dữ liệu
Có trách nhiệm tiếp nhận các khung dữ liệu từ lớp mạng rồi chia nhỏ chúng
ành từng đoạn gồm các bit để cho lớp vật lý vận chuyển. Khi dữ liệu được tiếp nhận
lớp vật lý, các bit sẽ được xây dựng trở lại thành các khung rồi chuyển cho lớp
ạng. Các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu đều được thực
ện ở lớp này.
Giới thiệu về TCP/IP
11
3) Lớp mạng
Có trách nhiệm tìm ra lộ trình tốt nhất để gửi các khung đừ liệu qua liên kết
mạng với công nghệ chuvển mạch thích hợp. Thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và
ghép hoặc tách dữ liệu nếu cần. Lớp này cung cấp địa chỉ logic, cho phép 2 hệ thống
khác biệt nhau trên các mạng logic khác nhau có thể có đường thông với nhau.
4) Lớp chuyển vận
Lớp này bảo đảm cho dữ liệu đi đến đích thành công. Nó thực hiện truyền dữ
liệu giữa 2 nút và thực hiện cả việc kiểm soát lỗi, kiểm soát truyền dữ liệu giữa 2 nút.
Ngoài ra nó còn thực hiện việc ghép kênh hay phân kênh.
5) Lớp phiên
Chịu trách nhiệm thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ một phiên truyền
thông giữa 2 trạm hoặc 2 nút mạng.
6) Lớp trình diễn
Lớp này chịu trách nhiệm tiếp nhận yêu cầu tập tin từ lớp ứng dụng rồi trình các
yêu cầu này cho lớp phiên. Việc chuyển đổi cú pháp dữ liệu như tái định dạng, nén,

giải nén hoặc mã hoá, giải mã dữ liệu đều thực hiện ở lớp này.
7) Lớp ứng dụng
\ r \ \
Chịu trách nhiệm vê giao tiêp với phân mêm ứng dụng. Định nghĩa cách thức
chương trình ứng dụng truy cập các dịch vụ truyền thông, đồng thời nó còn cung cấp
dịch vụ thông tin phân tán như: Thư điện tử, trình duyệt Web
1.1.2 Mô hình mạng TCP
ỉ
IP
application
TCP UDP
IP
link layer
Hình 1.5 : Kiến trúc giao Ihức TCP/IP
Mô hình TCP
I
IP là kiến trúc mạng của Internet. Hình 1.5 niinh họa mô hình
TCP / IP. Các lớp của nó không hoàn toàn phân chia như trong mô hình OSI. Nó có
thể cho các ứng dụng truy nhập các dịch vụ của mỗi lớp.
Lớp liên kết:
gồm có nhiều giao thức mạng khác nhau. So sánh với mô hình OSI ta
thấy rang hoạt động của lớp mạng trong mô hình TCP / IP tương ứng với lớp vật lý và
lớp liên kết (lớp một và hai).
Lớp thử 2:
gồm có IP tương ứng với lớp mạng trong mô hình ISO. Chức năng cùa nó
là cung cấp một mạng trong suốt với một giao diện. Các mạng con có thể gồm có các
công nghệ mạng khác nhau với những giao thức khác nhau.
Giới thiệu về TCP/IP
12
Lớp thứ 3:

cùa TCP / IP tương đương với lớp chuyển vận, lớp 4 của mô hình OSI. Có
hai giao thức khác nhau hình thành lớp này, UDP và TCP. Chúng cung cấp các kênh
lôgíc thay cho các ứng dụng. TCP đề nghị một kết nối dáng tin cậy có thế được thấy
như một kênh dòng - byte ( byte-stream channel), trong khi UDP cung cấp mộl dịch vụ
gói dừ liệu không đáng tin cậy. các byte gửi một dòng TCP đến một đầu cuối khác của
kênh theo thứ tự chúng được gửi. ứng dụng không quan tâm về sự mất mát dữ liệu.
Dịch vụ của UDP gửi những gói dữ liệu của nó (những thông báo riêng lẻ) không có
bât kỳ bảo đảm nào của sự giao nhận. Lớp cuôi cùng là lớp ứng dụng, chứa đựng tính
hoạt động của ứng dụng. •
1.1.3 Đóng gói
Đóng gói mô tả quá trình xây dựng các khung thực tể được gửi dữ liệu mà một
*
> *
ỳ r t
ứng dụng muôn truyên qua mạng ra ngoài. Thông tin bô sung cân thiêt đê gửi dữ liệu
ứng dụng cho nút khác. Đóng gói một ứng dụng được ệiả thiết ờ trên lớp chuyển vận
các TCP/IP và sử dụng TCP như giao thức vận chuyen. Khung trên lớp liên kết là
khung Ethernet. Ethernet là một công nghệ có thể để thực hiện ờ lớp liên kết [3].
application data
1
L—
__
____
t
TCP headGí application data
1
f ĩ
r
IP hỡQdỡr
TCP Sôgmônl

1
^ 1r
Ethernet header
IP datagram
Ethernet traitor
Hình 1.6 : Đóng gói dữ liệu người dùng vào trong một ứng dụng khung Ethernet
Có thể bỏ qua lớp chuyên chờ và trực tiếp truy nhập dịch vụ đề nghị bởi lớp liên
kết. Dữ liệu gửi bởi ứng dụng phải đi qua chồng các giao thức. Các dữ liệu ứng dụng di
qua các lớp được gọi là tải tin (payload) của giao thức. Địa chỉ của lớp vận chuyển là
dừ liệu riêng của nó. Phần tiêu đề TCP tới tài tin và các chuyển tiếp gói tới lớp tiếp
theo, IP sắp thành từng lớp. Một gói TCP cũng được gọi một phân mảnh TCP. 1P nối
vào dữ liệu phần tiêu đề của nó tới các phân mảnh TCP để hình thành một gói dữ liệu
IP và cti qua nó tới lớp liên kết. Giao thức lớp liên kết sắp thành từng lớp
(ở
đây là
Ethernet) xây dựng khung chung và gửi nó đến đích.
Trong đa số các trường hợp phần tiêu đề dữ liệu được thêm ở đầu của gói. Tuy
nhiên, một sô giao thức thêm dữ liệu ở đâu và cuôi của truyền tải. Dữ liệu thêm khi bắt
đầu gọi một phần tiêu đề và dữ liệu nối vào tải tin gọi. Mỗi lớp có dữ liệu phần tiêu đề
của mình. Nó chuyên phần tiêu đề này cùng với tải tin qua tới lớp tiếp theo. Gói đạt
Giói thiệu VC TCP/IP
13
đến độ dài chung của nó ờ lớp liên kết. Ở điểm này nó tạo dữ liệu phần tiêu đề (Vi
phần cuối dữ liệu) của mỗi lớp và dữ liệu của các ứng dụng. Ncu độ dài của toàn bị
gói vượt quá đơn vị giới hạn tối đa truyền(MTU) của lớp liên kết gói được phân
n

thành các đoạn. Việc phân mảnh này được làm bởi IP trên lớp mạng. Sau cùng các gó
được gửi qua mạng tới đích. Ở đích tất cả các giai đoạn của chồng giao thức được thực
hiện nhưng ngược với việc thực hiện ở nguồn. Bắt đầu ở lớp liên kết, lớp liên kết nhật

gói, loại bỏ phần tiêu đề của nó và chuyển tải tin cùa nó cho lớp mạng. Quá trình nà'
cũng được thực hiện trong lớp mạng cũng như trong lớp chuyển vận. Cuối cùng,
ứnị

dụng ở nút cuối nhận được dữ,liệu.
1.2 Giao thức Internet (IP )
Giao thức chính cùa TCP/IP là giao thức IP. Giao thức 1P bao gồm các chức
năng chính sau:
- Định nghĩa cấu trúc các gói số liệu là đơn vị cơ sở của số liệu được trao đổ
trên Internet;
- Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP;
- Truyền số liệu giữa mức chuyển vận và mức truy nhập mạng;
,
?
y f •
- Định tuyên đường đê chuyên tiêp các gói sô liệu trong mạng;
- Thực hiện phân mảnh và hợp nhất các gói số liệu và nhúng / tách chúng trong
các gói số liệu ở mức liên kết.
1.2.1 Địa chỉ IP
DỊa chỉ gồm 4 byte (32bit), người ta chia địa chỉ IP thành 5 lớp địa chỉ khác nhau. Mỗ:
lớp địa chỉ tương ứng với một kích thước mạng khác nhau và số lượng các trạm làrr
vi ộc trong mạng đó. cấu trúc của các lớp địa chỉ IP được mô tả chi tiết trong hỉnh 1.7
7 bits 24 bits
Class A
0 netwofK part host part
14 bits 16 bits
Class B
1 0
network part host part
21 bits 8 bits

Class c 1
1
0
iietworK part
host part
28 bits
Class D
1 1
1 0
multicast group ID
28 bits
Class E 1 1
1 1
{reserved for future use)
Hình 1.7 : Sự phân loại của các địa chỉ IP
Giói thiệu về TCP/IP
14
Bốn bit đầu của địa chi cho ta biết cấu trúc lớp của địa chỉ đirợc sử dụng. Các
bit còn lại được chia làm hai phần:[2]
- Một phần dùng để định danh địa chỉ mạng (netid)
-
Một phần dùng để định danh địa chi các trạm làm việc trên mạng đó (hostid)
Các địa chỉ thuộc lớp A được dành cho các mạng có sổ lượng lớn các trạm làm
việc; trong khi các địa chỉ lớp c cho phép nối một số lượng lớn các mạng con, trong dó
môi mạng con chỉ có một sô trạm làm việc (tôi đa là 256 trạm).
Hồ trợ các chiến lược định tuyến mạng, người ta đưa ra khái niệm mặt nạ mạng
(Network mask). Tương tự như địa chỉ IP, mặt nạ mạng gồm 4 byte. Mặt nạ mạng
1 \
được sử dụng đê xác định vùng nào trên địa chỉ IP là phân địa chỉ mạng và vùng nào là
dịa chi của các thiêt bị. Từ địa chỉ IP thực hiện phép toán logic AND với mặt nạ mạng

\
ỉ > /
đê xác định địa chỉ phân mạng 1P và địa chỉ phân thiêt bị.
1.2.2 Cấu trúc gói số liệu IP
IP là giao thức cung cấp dịch vụ truyền thống theo kiểu “ không liên kết’，hay
t ,
còn gọi là dịch vụ Datagram. Phương thức không liên kêt cho phép cặp đôi tác không
\ f \ r \
cân phải thiêt lập liên kêt trước khi truyên sô liệu và do vậy cũng không cân giải phóng
liên kết khi không còn nhu cầu truyền sổ liệu. Phương thức kết nối “không kết nối” cho
phép thiết kế và thực hiện giao thức trao đổi số liệu đơn giản không có cơ chế phát
hiện và khắc phục lỗi truyền thậm chí nó không đảm bảo việc gói số liệu cỏ đến được
tới đích hay không. Nó cung cấp một dịch vụ trao đổi số liệu không đáng tin cậy. Các
gói dữ liệu được gọi là các gói dữ liệu IP được định nghĩa là các datagram. Mồi
datagram có phần tiêu đề chứa các thông tin cần thiết để chuyển số liệu [2],
V length
TOS
total length
identifier F fragment offset
TTL
protocol header checksum
source IP address
destination IP address
options (if any)
Hình 1.8 : Phần tiêu đề của một gói tin IP
- V: chi phiên bản của IP được dùng (IP4 hay IP6)
- length: chỉ độ dài của phân đầu, tính bằng các từ 32 bit. Nếu không có trường này độ
dài mặc định là 5 từ.
- 丁OS: cho biết các thông tin về loại dịch vụ và mức ưu tiên của gói IP. Tnrờng này
gồm 8 bit. Giá trị mặc định bằng 0.

Giới thiệu về TCP/IP
15
- total length: cho biết độ dài gói IP, gồm cà phần ticu đề, được tính bằng đơn vị byte.
- identifier: từ định danh của gói phân mảnh.
- F: dùng trong qúa trình phân mảnh và hợp nhất doạn của gói IP
- frament offset: cho biết khoảng cách tương đối cùa gói IP với gói bị phân
mảnh (tính
theo 8 byte)
- T I L: cho biết thời gian tối đa mà gói có thể tồn tại
- protocol: chỉ loại sổ liệu giao, thức mức trên được nhúng trong phần số liệu của gói IP
(giá trị 6 cho TCP và 17 cho UDP)
- header checksum: là giá trị bù 1 của tổng các từ 16 bit trong phần tiêu đề của gói IP.
Trường này kiêm tra xem các thông tin tiêu đê cùa gói có bị hỏng do bị lôi tru yên hay
không. IP chi kiểm tra lỗi tiêu đề
- source IP address: địa chi IP của hệ thống gửi
- destination IP address: địa chì IP của hệ thống đích
- options (if any): chứa các thông tin tuỳ chọn như: Source routing, router recording,
timestamping, security.
1.2.3 Phân mảnh và hợp nhất mảnh
Kích thước cực đại lý thuyết của một gói dữ liệu IP là 65535 bytes (64 Kb). IP
có thể được sử đụng bởi những mạng khác nhau với những khả năng khác nhau cho
việc truyền cùa các khung. Độ dài cực đại của một khung do MTƯ đưa ra. Nếu độ dài
của một gói vượt hơn MTU, IP phải chia ra từng mảnh (gói). Gói được chia ra từng
phần vào trong các gói với một kích thước tương ứng tới MTU. Khi cần chuyển một
gói số liệu IP có độ đài lớn hơn MTƯ của một mạng cụ thể, thì phải chia gói số liệu IP
đó thành những gói IP nhỏ hơn, gọi chung là mảnh (fragment). Trong phần tiêu đề của
gói số liệu IP có thông tin về phân mảnh và xác định các mảnh có quan hệ phụ thuộc
để họp thành sau này. IP dùng cờ MF (3 bit thấp của trường F trong phần tiêu đề gói
IP) và trường fragment offset của gói IP (đã bị phân mảnh) để định danh gói IP đó là
một phân mảnh và vị trí cùa phân mảnh này trong gói IP gốc. Các gói cùng trong

chuỗi phân mảnh đề có trường này giống nhau. Cờ MF bằng 1 nếu là gói các gói tin
không phải là gói tin cuối của phân mảnh và bằng 0 nếu là gói cuối của phàn mảnh[2].
Quá trinh hợp nhất diễn ra ngược lại với quá trình phân mảnh. Khi IP nhận được
một gói phân mành, nó giữ phân mảnh đó trong vùng đệm, cho đến khi nhận được hết
các gói IP trong chuỗi phân mảnh có cùng trường định danh. Khi phân mảnh đầu tiên
được nhận, IP khởi động một bộ đếm thời gian (giá trị ngầm định là 15 s) IP phải nhận
hết các phân mảnh kể tiếp trước khi đồng hồ tắt. Nếu không, IP phải huỷ tất cả các
phân mảnh trong hàng đợi hiện thời có cùng trường định danh. Khi nhận được hết các
phân mảnh, IP thực hiện hợp nhất các gói phân mảnh thành gói IP gốc và sau đó xử lý
Giói thiệu về TCP/IP
16
gói số liệu này như một gói số liệu IP binh thường. IP thường chỉ thực hiện hợp nhất
r t t t
các gói tại hệ thông đích nơi gói sô liệu được chuyên đên.
1.2.4 Định tuyến IP
Định tuyến IP dựa trcn nguyên tắc đánh dịa chỉ ỈP như sau:
f r \
- Các trạm làm việc kêt nôi trong một mạng “vật lý” phải có cùng phân địa chỉ
mạng IP. Việc định tuyến IP đồng nghĩa với việc xác định đường tới mạng IP.
* Mỗi kết nối mạng phải có một địa chỉ mức liên kết xác định, ứng với một địa
• r
chỉ mírc liên kêt có một địa chỉ IP và ngược lại.
Việc định tuyến IP dựa trên bảng dịnh tuyến, được lưu trữ tại mồi trạm làm việc và
• , *
•
/
t r
thiêt bị định tuyên. Bảng định tuyên cho biêt các sô liệu sau:
- Địa chỉ mạng đích
- Địa chỉ IP của thiết bị chuyển tiếp

- Cờ cho biết, đối với mỗi địa chỉ mạng đích có thể đạt tới trực tiếp qua kết nối
mạng vật lý hay phải qua thiết bị chuyển tiếp khác.
1.3 Giao thức gói dữ liệu thuê bao - UDP
source port destination port
length checksum
Hình 1.9 : Phần tiêu đề của một gói UDP
UDP là giao thức ở mức chuyển vận, ƯDP đơn giản hơn TCP và thường sử
đụng trong các trường hợp không cần thiết cơ chế đáng tin cậy cúa TCP. UDP cũng là
không hướng kết nối và có phần tiêu đề nhò hơn [2].
、
ì
t \ 1

、
Phân tiêu đê của ƯDP có 4 trường: công nguôn, công đích, chiêu dài và
í , *
checksum UDP. Trường công nguôn và công đích có chức năng tương tự như trong
phần tiêu đề của TCP. Trường length chứa độ dài của mào đầu và dữ liệu UDP, trường
checksum cho phép kiểm tra tính nguyên vẹn của gói, checksum của UDP là tuỳ chọn.
UDP được dùng trong VoIP để mang lưu lượng thoại thực tế (các kênh mang).
TCP không dùng bởi vì điều khiển luồng dữ liệu và truyền lại các gói âm thoại là
không cần thiết. UDP sử dụng để mang tín hiệu âm thanh, nó tiếp tục truyền bất chấp
có hay không khi tổn thất 5% hoặc 50% gói tin.
Nêu TCP được sử dụng cho VoIP, trê sẽ xảy ra trong khi chờ báo nhận, tru yên
lại và chất lượng thoại sẽ không dược chấp nhận. Với VoIP và các ứng dụng đòi hỏi
thời gian thực khác, điều khiển trễ quan trọng hơn là để bảo đảm phân phổi tin cậy của
mỗi -gói tin. TCP sử đụng thêm cho cài đặt cuộc gọi trong hầu hết các giao thức báo
hiệu VoIP.
、¥
Giói thiệu về TCP/IP

17
1.4 Giao thức TCP
TCP là giao thức lớp chuyển vận tầng thứ hai trong bộ TCP / IP. TCP là giao
th ứ c trao đổi số liệu cỏ kết nôi, đảm bảo tin cậy và chính xác giữa hai thực thê cuối
trong mạng. TCP cung cấp một luồng dữ liệu liên tục giữa hai điểm cuối trên mạng. Nó
cung cấp dịch vụ song công tới các lớp ứng dụng có nghĩa răn g dữ liệu có thê tru yên
th e o cả hai hướng.
offered windo w
usable window
1 2 3 4 5 6 i 7 8 9 10 11
I
se nt a nd sent, n ot m ay be m ay n ot
►
ackn ow led ge d ackno w ledge d se nt be s en t
Hình 1.9 : Trực quan hóa của dịch vụ hai cửa sổ trượt
Dữ liệu được gửi vào trong luông và nó sẽ đên một đâu cuôi khác, byte nôi tiêp
b y te ，theo đúng thứ tự. Tuy nhiên, IP không bảo đảm việc giao các gói chuyến đến là
điarợc sắp đúng thứ tự. Bởi vậy, TCP phải có cơ chế của chính mình. Mồi gói TCP thêm
nuột số nối tiếp cho phép đoán nhận những gói bị mất, những gói nhận được sai thứ tự
sẳip xếp hoặc nhận lặp lại gói đã nhận. TC P tách dữ liệu được dự định gửi ra với kích
th ư ớc tốt nhất “các khúc”. Đ ơn vị thông tin này gọi là m ột đoạn. Mỗi đoạn nhận được,
có) sự ghi nhận được gửi tới người gửi. Điều này xác nhận sự tiếp nhận của gói. Nếu
gôi không đến trong một khoảng thời gian nhất định người gửi không nhận một sự ghi
nhiận, người gửi gửi lại gói tin. Nếu những gói đến không đúng thứ tự, thì chúng có thể
đurợc ráp lại đúng thứ tự bởi vì mỗi gói có số nối tiếp trong mỗi gói TCP. Kỹ thuật bảo
đảim sự truyền đáng tin cậy của dữ liệu gọi là cửa sổ trượt. M ột đơn giản hóa phiên bàn
đurợc minh họa trong hình 1.9. Tỉnh trạng cùa máy thu được cho thấy ở trên hinlì chừ
n h ậ t của cửa sổ, của người gửi ở bên dưới. Những chữ số ở giữa đại diện dòng byte.
Người gửi duy trì một bộ đệm cho dữ liệu đã được. N gười nhận có một bộ độm
chio dữ liệu nó nhận. Phần dữ liệu đã đọc sẽ bị xóa khỏi bộ đệm. Người nhận không

quan tâm dữ liệu đến có đúng thứ tự hoặc không đúng thứ tự. Người nhận thông báo
cho người gửi vẫn còn có thể lưu giữ bao nhiêu dữ liệu. Điều này tránh sự tràn của bộ
đệm của bên nhận, sổ này được gọi là kích thước cửa sổ. Thủ tục của việc gửi kích
thiước cửa sổ được gọi quảng cáo
(advertising)
một cửa sổ. Trong ví dụ cùa hình 1.8
kích thước cửa sổ là sáu. Thời hạn trượt tham chiếu tới sự chuyển động cùa cửa sổ
trong dòng dữ liệu. Dòng byte có thể tưởng tượng như một hàng, số bytes nlìận được
b ờ i bên thu tăng lên cửa sổ sẽ đi chuyển sang phải. Cuối cùng cửa sổ cũng di chuyển
samg phải nếu bên thu đọc dữ liệu, thừa nhận nó và thông báo một cửa sổ mới.
Giới thiệu về TCP/IP
18
1.4.1 Phần tiêu đề của TCP
Phàn tiêu đề của TCP chứa đựng các thông tin cần thiết để hoàn thành việc trao
đổi sổ liệu cho nó. Hình 1.10 cho thấy phần tiêu đề của TCP.
source port number
destination port number
sequence number
acknowledgement number
length reserved flags
window size
TCP checksum urgent pointer
options (if any)
Hình 1.10 : Phần tiêu đề (của) một gói TCP
r t > •
- source port number và destination port number: sô hiệu công TCP nguôn và sô hiệu
cổng TCP đích. Hai sổ hiệu cổng này cùng với địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của IP xác
định việc gửi và các ứng dụng nhận được.
- sequence num bensố tuần tự phát, định danh byte đầu tiên của phần sổ liệu thuộc gói
số liệu TCP trong dòng số liệu từ thực thể TCP gửi đén thực thể TCP nhận, số tuần tự

phát là khoảng cách tương đối của byte đầu tiên phần số liệu với phần tiêu đề của dòng
byte, là số không dấu 32 bit, có giá trị từ 0 đến 2
丨
- l .
- acknowledgement number: vị trí tương đối của byte cuối cùng đã nhận đúng bởi thực
thể gửi gói ACK cộng 1. Giá trị của trường này còn được gọi là số tuần tự thu. Giá trị
trư ờng này đúng k h i b it có A C K = 1
- Flags: có 6 b it cờ:
• URG = 1 thông báo giá trị trường Urgent Pointer đúng
• ACK =1 thông báo giá trị trường Acknowledgemet đúng
• PSH =1 thực thổ nhận phải chuyển số liệu này cho ứng dụng tức thời
• RST =1 tái khởi tạo kết nối
• SYN =1 đồng bộ trường sổ thứ tự, dùng để thiết lập kết nối TCP
• FIN =1 thông báo thực thể gửi đã kết thúc gửi số liệu
- window size: độ lớn cửa sổ, qui định tổng sổ byte số liệu thực thể nhận có thể nhận
được (đồng nghĩa với độ lớn bộ đệm thu), tính bắt đầu từ giá trị trường sổ tuần tự nhận.
- TCP checksum: byte kiểm tra, là giá trị bù 1 của tổng các 16 bit trong phần tiêu đề và
phần số liệu TCP.
- urgent pointer: vị trí tương đối của byte trong trường số liệu TCP cần được xử lý đầu
tiên.
- options (if any): tuỳ chọn
Giói thiệu về TCP/IP
19
1.4.2 T h iế t lậ p k ế t nối
Giao thức cho thiết lập một kết nối TCP được thực hiện trên
bất tay 3 bước. Nó được miêu tả trong hình 1.12 và giải thích ở bên
nổi là một quá trình ba giai đoạn :
TCP-A TC：P_B
Syn，Seq=x
Syii, Seq=y

cơ sở phương thức
dưới. Thiết lập kết
ACK(y+l)
Hình 1.11: Thiết lập kết nối
TCP-A TCP_B
Fin, Seq=x
ACK(x+l)
Fin, Seq^y
_____
_____
ACK (y+l)
Hình 1.12 : Ket thúc kết nối
1. Tiến
với cờ SYN =
trình trạm muốn thiết lập một kết nối TCP bằng cách gửi một gói TCP
1，gọi tắt là gói điều khiển SYN, và giá trị khởi tạo số tuần tự ISN cùa
mình. Giá trị ISN là một sổ 4 bytẹ không dấu và dược tăng mỗi khi có một kết nối
được yêu cầu. Trong gói điều khiển SYN này còn chứa số hiệu cổng TCP cùa phần
mêm dịch vụ mà tiên trình trạm làm việc muôn kêt nôi.
2. Sau khi nhận được gói điêu khiên SYN và ở trạng thái săn sàng châp nhận kêt
nổi, thực thể TCP của phần mềm dịch vụ gửi lại gói SYN với giá trị ISN của mình, và
đặt bit cờ ACK=1 để thông báo rằng thực thể dịch vụ đã sẵn sàng nhận được giá trị
ISN của tiến trình trạm.
3. Tiến trình phúc đáp gỏi SYN của thực thể dịch vụ bằng một thông báo trả lời
ACK cuối cùng, khẳng định dã nhận được giá trị ISN của thực thế phàn mềm dịch vụ.
Bang cách này, các thực thể TCP trao đổi một cách tin cậy các giá trị iSN của nhau và
sẵn sàng trao đổi số liệu.
Giói tliiệu về TCP/IP
20
1.4.3 Giao thức kết thúc kết nối

Trong khi cần ba bước để thiết lập một kết nối thì nó cần đến bốn bước để kết
tliúc nó. Khi có nhu cầu kết thúc kết nối, thực thể TCP, ví dụ thực thế A, gửi yêu cầu
kết thúc kết nối vớị cờ FIN = 1. Ỵì kếl nối TCP là song công nên mặc dù nhận đựợc
yêu cầu kết thúc kết nối (thực chất là A thông báo hết số liệu gửi) nhưng thực thể B
vẫn có thể tiếp tục truyền số liệu cho đến khi B không còn số liệu để gửi và B thông
báo cho A bằng yêu cầu kết thúc kết nối với cờ FIN = 1 của mình. Khi thực thể TCP
nhận được thông báo FIN, sau khi đã gửi thông báo FIN của mình, kết nối TCP thực sự
được kết thúc. •
1.5 Giao thức chuyển vận thòi gian thực RTP
Giao thức này hỗ trợ việc truyền dữ liệu mang tính thời gian thực giữa các đầu
cuối (end to end) điển hình như video hoặc âm thanh. Nó là cơ sở cho các giao thức
công nghệ điện thoại VoIP, SIP và H.323 sử dụng nó để chuyển giao dữ liệu tiêng nói.
Từ dữ liệu tiếng nói chúng được đóng gói vào trong chồng TCP / IP theo cấu trúc :
VoĩP data packets
RTP
ƯDP
IP
I,II layers
Các gói dữ liệu VoIP sống trong RTP (thủ tục vận chuyển thời gian thực), ở
trong những gói UDP - IP.
Trước hết, VoIP không sử dụng TCP bởi vì nó quá nặng nề cho những ứng dụng
thời gian thực, vi vậy thay vào đó một UDP (gói dữ liệu) được sử dụng.
Hai là, ƯDP không có điêu khiên qua thứ tự trong đó những gói đên tại nơi đên
hoặc nó mang chúng để ở đó. Cả hai điều đó rất quan trọng tới chất lượng toàn bộ tiếng
nói (làm sao để người nghe cỏ thể hiểu cái gì người khác đang nói) và chất lượng cuộc
nói chuyện (thực hiện một cuộc nói chuyện dễ như thế nào). RTP giải quyết vấn đề cho
phép máy thu đặt các gói lùi lại vào trong đúng thứ tự và không đợi lâu quá cho các
gói. gói đó có thể hoặc mất hoặc mang quá lâu (chúng ta không cần từng gói tiếng nói
đơn, nhưng chúng ta cân một luông liên tục nhiêu và có trật tự). Nhưng RTP cho phép
các ứng dụng ráp những gói RTP. Các trường sử dụng để làm điều đó là sequence

number và timestamp trong phần tiêu đề RTP
RTP thật sự gồm có hai giao thức: Thứ nhất là bản thân RTP, nó mang dữ liệu
với những thuộc tính thời gian thực. Thử hai RTCP, giao thức điòu khiển phiên làm
việc để theo dõi chất lượng của dịch vụ (QoS). RTP và RTCP sừ dụng các cổng lớp
chuyển vận liên tiếp khi chạy trên UDP. Hơn nữa, RTP định nghĩa cho mỗi phân loại
cùa ứng dụng một mô tà sơ lược và một hoặc nhiều hơn một khuôn dạng.
G iói thiệu về TCP/IP
21
1.5.1 Phần tiêu đề của RTP
0 1 2 3
01234567890123456789012345678901
|v=2 |p|x| cc |m| PT I s e q u e n c e n u m b e r
s y n c h r o n i z a t i o n s o u r c e ( S S R C ) i d e n t i f i e r
I c o n t r i b u t i n g s o u r c e ( C S R C ) i d e n t i f i e r s
Hình 1.13 : Phần tiêu đề của gói RTP
Hình 1.13 cho thấy phần tiêu đề của một gói RTP. Ba hàng đầu tiên luôn luôn
có mặt. Trường Contributing sources thì chỉ được sử dụng trong những hoàn cảnh dặc
biệt. Tnrờng hợp chung sẽ là một gói RTP mang dữ liệu đến từ một nguồn. Nhận biết
tìguồn đó được gọi đồng bộ hóa nguồn (SSRC). Một trường hợp đặc biệt chẳng hạn,
nlũều luồng RTP được hoà trộn vào thành một luồng RTP để tiết kiệm băng thông
rộng. Trong trường hợp dó SSRC có thể xác nhận máy trộn. Tất cà các nguồn hợp lại
tạo ra dòng đó được liệt kê trong các trường CSRC.
-
V chỉ báo phiên bản của RTP sử đụng
- p chỉ báo sự lót, một byte chưa được sử dụng
ở
gói dưới cùng để (iạl dến kích thước
g ó i n ga ng n h a u
- X sự cỏ mặt của mở rộng đầu mục
- Trường cc là số nhận dạng CSRC đi theo đầu mục cố định. Trường CSRC được sử

dụng, cho ví dụ, trong trường hợp hội nghị.
- M là bit đánh dấu
- PT kiểu tài tin
Giói (hiệu vềTC lVIP
22
1.5.2 Cỉao thức điều khiển RTC P - RTP
RTCP được sử dụng dể gửi thông tin điều khiển cho tất cả các người tham gia
cùa phiên làm việc. Thông tin được gửi trên cơ sở dịnh kỳ. M ột kết nối riêng biệt (cặp
các cổng) được sử dụng để chuyển giao dữ liệu điều khiển. Giao thức chuyển vận là
UDP giống như trong RTP. RTCP thực hiện bốn chức năng: Trước hết, nó phải chuyển
giao phân phôi thông tin vê chât lượng của dữ liệu. Thứ hai là cung câp xác thực lớp
chuyển vận tiếp tục cho mỗi người tham gia. Chức năng này cho phép chỉ dinh nguồn
của dòng. Hàm thứ ba là khả năng của việc tính toán số thành viên tham gia. Việc này
í *
~
được hoàn thành bởi việc gửi thông tin điêu khiên tới môi thành viên khác. Hàm thứ tư
và là chức năng cuối cùng là sụ hỗ trợ của một điều khiển phiên làm việc tối thiểu.
RTCP định nghĩa một số kiểu gói khác nhau :
• SR là một báo cáo người gửi và chuyên chở dữ liệu thống kê của một người
gửi hoạt động.
• RR là một báo cáo của một máy thu cho những thông tin được thống kê cùa
một người tham gia mà không hoạt động gửi dữ liệu.
• SDES chứa đựng các mục mô tả nguồn
• BYTE chỉ báo kết thúc của sự tham gia
• APP gồm có dữ liệu ứng dụng đặc biệt
Khuôn dạng gói băt đâu với một mâu cô định. Nó được đi theo bởi những phân
tử có cậu trúc của biến độ dài. Gói có một liên kết ranh giới 32 bít. Điều này cho phép
ghép nối vài gói RTCP tới một gói trộn. Những gói dồn này được gửi trong một gói dừ
liệu UDP.
G iói thiệu về TCP/IP

23
Chương 2: KỸ THUẬT ĐIỆN THOẠI IP
Chương này giới thiệu tóm lược các vẩn đề cơ bản nhất của mạng điện thoại,
tổng quan về VoIP sau đó là phần trọng tâm của chương với việc mô tả các giao thức
điều khiển và báo hiệu ứng dụng trên mạng VoIP, trong đó có hai giao thức báo hiệu
chính. Một là thiết bị của ITU - T và được gọi là H.323. H.323 không phải là một giao
thức dơn. Giao thức thứ hai được phát triển bởi IETF gọi là giao thức bắt đầu cuộc gọi
tên là SIP.[5]
2.1 Các vấn đề cơ bản của mạng điện thoại
2.1.1 Tín hiệu thoại tương tự và tín hiệu số
Một số vấn đề về tín hiệu thoại, cụ thể là giọng nói cùa con người.
Giọng nói được đặc tính hoá theo 3 đặc điểm sau:
1. Sự pha trộn giữa các âm biên độ cao và các âm biên độ thấp.
2. Sự pha trộn của các dạng sóng không thay đổi có thể xác định trước cùa âm
tiếng và các dạng sóng ngẫu nhiên của âm câm.
3. Khoảng 60% thời gian hội thoại hai chiều là khoảng lặng.
Bất kỳ công nghệ số hoá âm thanh nào cũng phải xem xét đồng thời các dặc tính
âm thanh này. Trên thực tế, 80% toàn bộ năng lượng tiếng nói nằm trong dải từ 300-
3400Hz.

Một khía cạnh khác là nhiễu trên đường truyền thu được trong thông tin số ít
hơn nhiêu so với tương tự. Ngoài ra với thông tin sô sẽ dê dàng hơn trong việc ghép
kênh, báo hiệu, giám sát đường truyền, mã hoá, VỚi lợi ích của thông tin số, mạng
thơại sử dụng phương pháp điều ché xung mã (PCM) là tất yếu. Một thiết bị mã và giải
mil hay codec được sử dụng để số hoá rất nhiều các cuộc gọi thoại và gửi chúng trên '
đôi dây thoại, tạo thành một đường liên két số sau đó ghép kênh chúng vào hộ trộn.
2.Í.2 CSU/DSU
Một sổ vấn đề về tín hiệu thoại, cụ thể là giọng nói cùa con người. Giọng nói
được đặc tính hoá theo 3 đặc điểm sau:
- Thiết bị chuyển đổi từ tương tự sang số và ngược lại gợi là CSƯ/DSU

- Khối dịch vụ kênh DSƯ
- Thường CSƯ/DSU là một thiết bị duy nhất.
Kỹ thuật điện (hoại IP
2 4
2.2 Tổng quan về VoIP
lỉơn 30 năm về trước Internet chưa hề tồn tại. Truyền thông qua lại chỉ thực
hiện bằng điện thoại thông qua đường điện thoại. Trao đổi dữ liệu dược
1
Ì
1
Ờ rộng cho
khoảng cách dài và không ai nghĩ đến việc trao đổi âm thanh, video.
Một vài năm gần đây chúng ta đã thấy: Máy tính phổ biến rộng rãi, các công
nghệ mới cho truyền thông được ra đời như Internet, con người bắt đầu trao đổi thông
tin với các dịch vụ E mail (thư điện tử), Chat (tán ngẫu), thương mại điện tử
Ngày nay chúng ta có thể thấy mọi người sử dụng máy tính và Internet rất nhiều
cho công việc, giải trí, giao tiêp với nhau, trao đôi sô liệu (video, âm thanh, tài liệu )
trong thời gian thực. Và thỉnh thoảng được sử dụng trong các ứng dụng như hội thảo và
điện thoại Internet.
2.2.1 V oIP
Tiếng nói truyền qua Internet (VoIP: Voice over Internet Protocol) là một công
/
y ■> f
nghệ mà tiêng nói cỏ thê được chuyên từ những mạng chuyên mạcli tới hoặc qua các
mạng IP. Kỹ thuật điện thoại VoIP hoặc kỹ thuật điện thoại IP là việc truyền tiếng nói
qua giao thức Internet (IP).
2.2.2 Hoạt động của VoIP
Nhiều năm trước chúng ta không thể nghĩ các tín hiệu tiếng nói có chuyển sang
clạíĩg sô: trước khi gửi chúng ta có thể số hoá với một ADC (analog to digital
、

r , 1
cOlìYẽỉter), tru yên và cuôi cùng biên đôi nó trở lại tương tự với DAC (Digital to
Analloj? Converter) để dùng.
VoIP làm việc, sổ hoá tiếng nói trong các gói sổ liệu, gửi và chuyển đổi lại
thàn&i íieng nói ở đích.
Khuôn dạng số cỏ thể điều khiển tốt hơn: có thể nén, dịnh tuyến chúng, biến đổi
7 /
f *
đê có nột khuôn dạng tôt hơn, Cũng như chúng ta thây là tín hiệu sô có klìả năng
lọc tjiế>g ồn hơn tín hiệu tương tự .
Mạng TCP/IP tạo ra các gói IP chứa đựng phần tiêu đề (để điều khiển truyền
thông)và tải tin để chuyên chờ dữ liệu: VoIP sử dụng nó để đi qua mạng và tới đích.
Tiếng nói (nguồn)— ADC… Internet DAC—Tiếng nói (dích)
2.2.3 Thuận lọi khi sử dụng VoIP
Khi sử dụng đirờng PSTN, phải trả tiền cho thời gian sử dụng dường truyền
nhưng chỉ có thể nói chuyện với một người ở một thời điểm.Với VoIP chúng ta có thể
nói chiyện với một hay nhiều người (điều cần thiết là người khác cũng phải kết nối
Internet ở cùng thời gian), ở bất kỳ nơi nào (không phụ thuộc chi phí) ở cùng một thời
Kỹ thuật điện thoại IP