Nghiên cứu giải pháp triển khai IP CALL CENTER trên mạng viễn thông Việt Nam

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ









NGUYỄN ANH ðỨC








NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI
IP CALL CENTER
TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ













Hà Nội – 2008



2

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN ANH ðỨC







NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI
IP CALL CENTER
TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM




Ngành: Công nghệ ðiện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật ñiện tử
Mã số: 60 52 70



LUẬN VĂN THẠC SĨ



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

Hà Nội – 2008

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC CÁC BẢNG 10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 11
MỞ ðẦU 12
CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VOIP 14
1.1. Giới thiệu về VoIP 14
1.1.1. Các mô hình truyền thoại qua VoIP 14
1.1.2. Các ñặc ñiểm của VoIP 16
1.2. Mô hình mạng VoIP 19
1.2.1. Mô hình mạng VoIP 19
1.2.2. Hoạt ñộng của mạng VoIP 21
1.3. Các giao thức trong mạng VoIP 23
1.3.1. Giao thức TCP/IP 23
1.3.2. Giao thức UDP (User Data Protocol) 27
1.3.3. Giao thức RTP (Real time Transport Protocol) 28
1.3.4. Giao thức RTCP (Real-time Transport Control Protocol) 29

1.3.5. Giao thức SIP (Session Initial Protocol) 31
1.3.6. Giao thức H.323 37
1.3.7. Giao thức SGCP (Simple Gateway Control Protocol) 42
1.3.8. Giao thức MGCP(Media Gateway Control Protocol) 43
1.3.9. Giao thức Megaco/H.248 43
1.4. Vấn ñề QoS trong VoIP 44
1.4.1. Giới thiệu về QoS 44
1.4.2. QoS trong VoIP và các yếu tố chính có ảnh hưởng tới mạng VoIP 45
CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CALL CENTER 49
2.1. ðịnh nghĩa 49
2.2. Lịch sử phát triển 49
2.3. Lợi ích và khả năng ứng dụng của Call Center 51
2.4. IP Call Center 54
2.4.1. Thành phần hệ thống IP Call Center 55
2.4.2. Lợi lích của IP Call Center 58
2.4.3. Nguyên tắc tổ chức của hệ thống IP Call Center 61
2.4.4. Các bước triển khai IP Call Center 64
2.5. Các giải pháp Call Center trên thế giới và Việt Nam 65
2.5.1. Thị trường thế giới 65
2.5.2. Thị trường Việt Nam 73
2.5.3. Khả năng áp dụng 74
CHƯƠNG 3 - NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN IP CALL CENTER TRÊN MẠNG
VIỄN THÔNG VN 75
3.1. Hiện trạng mạng viễn thông việt nam 75
3.2. Thiết kế tổng thể hệ thống IP Call Center 77
3.2.1. Mô hình hóa hệ thống 77
3.2.2. Nhiệm vụ thiết kế 80
3.2.3. ðề xuất cấu trúc tổng thể của IP Call Center 80

5
3.3. Lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống IP Call Center 82
3.3.1. Giải pháp software-based 82
3.3.2. Giải pháp hardware-based 85
3.3.3. Giải pháp kết hợp 85
3.3.4. So sánh các giải pháp 88
3.4. Xây dựng các công ñoạn ñể triển khai IP Call Center bằng giải pháp kết hợp 89
3.4.1. Lựa chọn giải pháp mã nguồn mở 89
3.4.2. Lựa chọn phần cứng 96
3.4.3. Thiết kế phần mềm Manager Desktop 99
3.4.4. Thiết kế phần mềm Agent Desktop 102
3.5. Thử nghiệm hệ thống IP Call Center 103
3.5.1. IPPBX 104
3.5.2. Media Gateway 104
3.5.3. ðo kiểm 105
3.6. Những vấn ñề còn tồn tại và hướng phát triển trong tương lai 107
KẾT LUẬN 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO 110



6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Số thứ
tự
Thuật ngữ Tên ñầy ñủ tiếng Anh Chú giải
1 ACD Automatic Call
Distribution
Tính năng tự ñộng phân phối cuộc

gọi trong một số hệ thống thoại
2 ADPCM Adaptive Differential Pulse
Code Modulation
Chuẩn nén 32kbps sử dụng ñể
chuyển ñổi tín hiệu số sang tương tự
và ngược lại
3 ADSL Asymmetric Digital
Subscriber Line
ðường thuê bao số bất ñối xứng
4 AMD Advanced Micro Devices Tập ñoàn chuyên sản xuất các thiết
bị vi xử lí
5 ANI Automatic Number
Identification
Tự ñộng xác ñịnh số gọi ñến
6 API Application Programming
Interface
Giao diện lập trình ứng dụng
7 ACF Admission ConFirm Bản tin xác nhận ñăng kí trong giao
thức báo hiệu H.225, họ giao thức
VoIP H.323
8 ANSI/ISO American National
Standard for Information
Systems
Chuẩn quốc gia Hoa Kỳ cho các hệ
thống thông tin
9 ARJ Admission ReJect Bản tin từ chối ñăng kí trong giao
thức báo hiệu H.225, họ giao thức
VoIP H.323
10 ARQ Admission ReQuest Bản tin yêu cầu ñăng kí trong giao
thức báo hiệu H.225, họ giao thức

VoIP H.323
11 AVVID Architecture for Voice,
Video and Integrated Data
Kiến trúc cho thoại, video và dữ
liệu tổng hợp
12 CDR Call Detail Record Bản ghi lưu thông tin cuộc gọi
13 BCG Business Common Gallery Một bộ thư viện xây dựng giao diện
14 BCR Business Communication
Review
Tổ chức chuyên thực hiện các
nghiên cứu và ñánh giá về các sản
phẩm và thị trường mạng
15 DNIS Dialed Number
Identification Service
Dịch vụ xác ñịnh số bị gọi
16 CI Controlled Interation Mô hình phát triển phần mềm ñưa
ra bởi hãng Rational
17 CO Central Office Khối cung cấp ñường thuê bao
analog tới người dùng
18 COSMIC Common Software
Measurement International
Consortium
Liên minh quốc tế ñánh giá phần
mềm chung
19 CPU Central Processing Unit Bộ vi xử lí trung tâm
20 CS Call Server Khỗi xử lí trạng thái cuộc gọi và các
phiên báo hiệu trong mô hình NGN-
PBX của ITU-T

7
Số thứ
tự
Thuật ngữ Tên ñầy ñủ tiếng Anh Chú giải
21 CSTA Computer-Supported
Telecommunications
Applications
Các ứng dụng viễn thông ñược hỗ
trợ bởi máy tính
22 CTI Computer Telephony
Integration
Công nghệ tích hợp giữa máy tính
và ñiện thoại
23 DB Database Cơ sở dữ liệu
24 DNA Dialogic Native NT
Architecture
Một tập các hàm ñiều khiển của
hãng Dialogic, cho phép can thiệp
sâu tới phần cứng
25 DTMF Dual Tone Multi
Frequency
Xung báo hiệu ña tần
26 ETSI European
Telecommunications
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu
27 GK Gatekeeper Khối quản lí báo hiệu trong giao
thức H.323
28 GNU GNU's Not UNIX
29 GPL General Public License

30 GSM codec Global S ystem for Mobile
Communications codec
Chuẩn nén với tốc ñộ 8.3kbps, ñược
sử dụng ñầu tiên trong các mạng di
ñộng GSM
31 GUI Graphic User Interface Giao diện ñồ họa với người dùng
32 GW Gateway Khối xử lí media và kết nối tới
mạng NGN trong mô hình NGN-
PBX của ITU-T
33 ICP Integrated
Communications Platform
Nền tảng giao tiếp hợp nhất
34 IEEE Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Hiệp hội kỹ sư ñiện/ ñiện tử
35 IP Internet Protocol Giao thức truyền thông liên mạng
36 IP-PBX Internet Protocol Private
Branch eXchange
Tổng ñài liên lạc nội bộ sử dụng
giao thức IP
37 IPVS IP Voice Stream Resource Công nghệ cho phép thực thi các
stack VoIP tự phát triển trên nền
phần cứng Dialogic
38 ISDN Integrated Services Digital
Networks
Công nghệ dịch vụ tích hợp số
39 ISO/IEC Information Technology
Open Systems
Interconnection
Công nghệ thông tin – Liên kểt các

hệ thống mở
40 ITU-T International
Telecommunication Union
– Standardization Sector
Liên minh viễn thong quốc tế -
Nhánh chuẩn hoá
41 IVR Interactive Voice Response Hệ thống tương tác với người sử
dụng bằng tiếng nói
42 LAN Local Area Network Mạng nội bộ
43

MFC


Microsoft Foundation
Code

Bộ thư viên phát triển giao diện
cung cấp bởi bộ công cụ Visual
Studio của Microsoft


8
Số thứ
tự
Thuật ngữ Tên ñầy ñủ tiếng Anh Chú giải
44 MGCP Media Gateway Control
Protocol
Giao thức ñiều khiển Media
Gateway, ñược sử dụng trong mạng

NGN
45 MIPS Microprocessor without
Interlocked Pipeline Stages
Một công nghệ vi xử lí chuyên dụng
dành cho các loại máy chủ lớn
46 MMUSIC Multiparty Multimedia
Session Control WG
Nhóm làm việc của IETF, tập trung
vào lĩnh vực xây dựng các tiêu
chuẩn về quản lí phiên truyền thông
ña phương tiện
47 MUTEX Mutual Exclusive
synchronization
Một phương pháp ñồng bộ giữa các
thread trong hệ ñiều hành
48 NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
49 OMG Object Management Group Nhóm quản lý ñối tượng
50 PLOP Pattern Languages of
Programs
Ngôn ngữ mẫu của lập trình
51 PSTN Plain Switch Telephony
Network
Mạng chuyển mạch kênh
52 PIN Personal Identification
Number
Số ñịnh danh cá nhân, thường dùng
trong các dịch vụ kiểu trả trước
53 PBX Private Branch eXchange Tổng ñài liên lạc nội bộ
54 R4 Dialogic R4 framework Một tập các hàm API do hãng
Dialogic cung cấp ñể xây dựng giao

diện ñiều khiển chung giữa các thiết
bị của hãng
55 RAD Rapid Application Develop Mô hình phát triển phần mềm với
tốc ñộ nhanh
56 RAS Registration Admission
and Status
Giao thức quản lí quyền ñăng kí và
trạng thái ñầu cuối, sử dụng trong
chuẩn H.225 của họ tiêu chuẩn
VoIP H.323
57 RFC Request For Comments Tập hợp các tiêu chuẩn liên quan
ñến Internet ñưa ra bởi tổ chức
IETF
58 RIPT Research Institute of Posts
and Telecoms
Viện KHKT Bưu ðiện
59 RIVF Research, Innovation and
Vision for the Future
Hội nghị quốc tế về CNTT, ñược tổ
chức thường niên
60 RPT Real-time Transmission
Protocol
Giao thức truyền dữ liệu thời gian
thực
61 SCCP Signaling Connection
Control Part
Một giao thức ñiều khiển chuyên
dụng của Cisco
62 SDK Software Development Kit Bộ công cụ và thư viện phát triển
phần mềm

63 SMB Small and Medium
Business
Các doanh nghiệp vừa và nhỏ
64 SOAP Simple Object Access
Protocol
Giao thức truy nhập ñối tượng ñơn
giản, thường sử dụng trong các mô
hình client/server
65 STL Standard Template Library Bộ thư viện mở rộng cho ngôn ngữ


9
Số thứ
tự
Thuật ngữ Tên ñầy ñủ tiếng Anh Chú giải
66 SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
67 SRL Standard Runtime Library Thư viện lập trình chuẩn cho thiết bị
của hãng Dialogic
68 TA Terminal Adaptor Bộ kết nối tới các thuê bao analog
và mạng PSTN trong mô hình
NGN-PBX của ITU-T
69 TDM Time Division
Multiplexing
Ghép kênh theo khe thời gian
70 TCP Transmission Control
Protocol
Giao thức truyền thông có ñiều
khiển
71 UII User Input Indication Bản tin do người dùng nhập trong
giao thức VoIP, thường ñược sử

dụng ñể chuyển các kí tự DTMF
trên mạng VoIP
72 VoIP Voice over Internet
Protocol
Thoại qua giao thức IP
73 VOCAL Vovida Open
Communication
Application Library
Thư viện ứng dụng giao tiếp mở
Vovida
74 WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
75 XML eXtensible Markup
Language
Một ngôn ngữ nâng cao phát triển
từ ngôn ngữ siêu văn bản HTML,
cho phép ñịnh nghĩa các kết nối và
giao dịch về dữ liệu và cơ sở dữ liệu



10

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2-1 So sánh Call Center truyền thống với IP Call Center 55
Bảng 3-1 Danh sách các tổ chức mã nguồn mở cho VoIP 84
Bảng 3-2 So sánh các giải pháp phát triển hệ thống IP Call Center 88

11

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1-1 Mô hình PC-to-PC 15
Hình 1-2 Mô hình PC-to-Phone 15
Hình 1-3 Mô hình Phone-to-Phone 16
Hình 1-4 Mô hình mạng VoIP 20
Hình 1-5 Mô hình thông tin truyền thống của doanh nghiệp 22
Hình 1-6 Mô hình thông tin của doanh nghiệp với giải pháp VoIP 22
Hình 1-7 Mô hình kiến trúc TCP/IP so sánh với mô hình tham chiếu OSI 24
Hình 1-8 Cấu trúc của IP Datagram 24
Hình 1-9 Cấu trúc của UDP Datagram 27
Hình 1-10 Cấu trúc gói tin RTP 28
Hình 1-11 Cấu trúc gói tin RTCP 30
Hình 1-12 Mô hình mạng SIP 31
Hình 1-13 Ví dụ một bản tin SIP 34
Hình 1-14 Một số trường mào ñầu SIP 34
Hình 1-15 Thiết lập cuộc gọi SIP ñơn giản 35
Hình 1-17 Thiết lập cuộc gọi SIP qua Proxy Server 36
Hình 1-18 Thiết lập cuộc gọi SIP qua Redirect Server 36
Hình 1-19 Mô hình mạng H.323 ñơn giản 38
Hình 1-20 Các giao thức thuộc H.323 38
Hình 1-21 Chồng giao thức tại ñầu cuối H.323 39
Hình 1-21 Cấu tạo của gateway 40
Hình 1-22 Chức năng của một Gatekeeper 40
Hình 1-23 Quá trình báo hiệu cuộc gọi ñơn giản sử dụng H.225 42
Hình 2-1 Hệ thống Call Center thời kỳ ñầu 49
Hình 2-2 Hệ thống Call Center truyền thống, có trang bị PC 50
Hình 2-3 Hệ thống Call Center có trang bị PC và VRU 50

Hình 2-4 Thành phần hệ thống IP Call Center 56
Hình 2-4 Giải pháp Call Center của Ericsson 66
Hình 2-5 Giải pháp Call Center của Avaya 68
Hình 2-6 Giải pháp Call Center của IBM 70
Hình 2-7 Giải pháp Call Center của Cisco 72
Hình 3-1 Giải pháp IP Centrex của VNPT 76
Hình 3-2 Mô hình giao tiếp giữa các tác nhân với hệ thống 78
Hình 3-3 Thành phần chức năng cơ bản của hệ thống Call Center 81
Hình 3-4 Sơ ñồ khối của Asterisk 90
Hình 3-5 Giải pháp tích hợp card phần cứng trên Asterisk 97
Hình 3-6 Giải pháp tích hợp MediaGateway trên Asterisk 98
Hình 3-7 Giải pháp tích hợp MediaServer trên Asterisk 99
Hình 3-8 Thiết kế module Manager Desktop 101
Hình 3-9 Thiết kế module Agent Desktop 102
Hình 3-10 Cấu hình thử nghiệm IP Call Center 103
Hình 3-11 Phân tích giao thức VoIP 106
Hình 3-12 Giao diện phần mềm giả lập VoIP Sipp 106
Hình 3-13 ðiều khiển hệ thống qua telnet 107



12

MỞ ðẦU
Mọi tổ chức ñều có nhu cầu phải giao tiếp bằng ñiện thoại. Có giải pháp lưu trữ,
quản lý và có nhiều hình thức khai thác các thông tin cuộc gọi sẽ ñem lại nhiều thông
tin quan trọng hỗ trợ công tác quản lý cũng như các quyết ñịnh về tổ chức, sản xuất,
kinh doanh của tổ chức.
Trong một tổ chức, các nguồn lực như vốn, nhân lực, vật tư ñều ñược quản lý.
Trong giai ñoạn kinh tế tri thức, thông tin ñược ñánh giá là một trong các nguồn lực

quan trọng. Trong mỗi tổ chức, một lượng thông tin rất lớn ñược lưu chuyển qua
ñường ñiện thoại, thông tin này cũng cần phải có giải pháp quản lý.
Hiện nay, trong mạng ñiện thoại công cộng PSTN các cơ quan ñơn vị thường sử
dụng tổng ñài nội bộ (PBX) trong liên lạc ñiện thoại. Cần phải có phần mềm riêng
quản lý, tính cước, kết nối máy tính. Cần phải ñầu tư thiết bị riêng ñể ghi âm. Khi cần
cung cấp dịch vụ gọi tự ñộng, trả lời tự ñộng hay trả lời bằng ñiện thoại viên ñều phải
thêm thiết bị, phần mềm. Tổng thể, ñầu tư cho cả hệ thống sẽ rất lớn, sử dụng phức tạp
và khó triển khai.
Với việc cung cấp dịch vụ khách hàng qua trung tâm cuộc gọi(Call Center), các
tổ chức sẽ tiết kiệm ñược rất nhiều chi phí, nhân lực vì ñây là loại dịch vụ tự thực hiện,
ngoài ra, sự nhanh chóng, thuận tiện và khả năng ñáp ứng cao sẽ góp phần tăng thêm
khách hàng cho tổ chức. Với sự ra ñời của công nghệ thoại qua Internet(VoIP) ñã làm
xuất hiện IP Call Center.
Hệ thống IP Call Center cho phép tích hợp ñiện thoại- máy tính, ñảm nhiệm các
yêu cầu cần phải ñáp ứng về liên lạc ñiện thoại. Cơ quan, ñơn vị sử dụng hệ thống
ngoài chức năng quản lý giám sát hệ thống liên lạc nội bộ, còn dễ dàng thuận tiện khi
cần triển khai các dịch vụ khách hàng.
Hệ thống này giúp tự ñộng hoá, quản lý nhiều hoạt ñộng hiện ñang phải triển khai
thủ công như các công việc trực ban, tra cứu danh bạ, liên lạc, giải pháp thông tin, ghi
âm các liên lạc quan trọng làm dữ liệu.
Hệ thống này sẵn sàng, thuận tiện trong việc mở rộng khi có các yêu cầu phát
triển mới về ñường truyền, mở rộng phạm vi, thêm chức năng, dịch vụ.
Mặt khác mạng viễn thông Việt Nam ñã và ñang triển khai mạng NGN, do ñó
việc ñịnh hướng chuyển ñổi mô hình Call Center sang IP Call Center ñang ñược các
hãng, tổ chức quan tâm.
Trên cơ sở ñó, việc nghiên cứu giải pháp thiết kế, chế tạo và triển khai IP Call
Center tại Việt Nam là cấp thiết. Mục tiêu của ñề tài là giới thiệu các khái niệm cũng
như giải pháp thiết kế và triển khai IP Call Center cho các doanh nghiệp có nhu cầu về
dịch vụ khách hàng qua Call Center.

13

ðề tài bao gồm 3 chương:
Chương 1 - nêu lên các khái niệm tổng quan nhất về VoIP: ñịnh nghĩa, các giao thức,
kiến trúc mạng VoIP và ñánh giá QoS trong mạng VoIP.
Chương 2 - nêu lên các khái niệm tổng quan về hệ thống Call Center: ñịnh nghĩa, lịch
sử phát triển, lợi ích và khả năng ứng dụng, ñồng thời cũng tiến hành khảo sát phân
tích các giải pháp Call Center nổi tiếng trên thế giới, và nhu cầu phát triển ở Việt Nam.
Chương 3 – nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp hệ thống IP Call Center sau khi nghiên
cứu, phân tích nhiều hệ thống Call Center ñược thực hiện bởi các hãng viễn thông lớn,
bao gồm: các thành phần chức năng của hệ thống, các giao thức sử dụng. ðề tài ñã
thiết kế, lắp ráp chạy thử trên mạng lưới.
Với khuôn khổ và mục tiêu của ñề tài rộng lớn, nhưng kinh nghiệm của bản
thân còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận ñược
ý kiến ñóng góp, giúp ñỡ quý báu của các thầy cô giáo cùng các bạn bè, các ñồng
nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Nguyễn Cảnh Tuấn, người ñã tận
tình giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
trong khoa ðiện tử – Viễn thông trường ðại Học Công Nghệ, những người ñã hỗ trợ
cho tôi có những kiến thức quý báu.
Cảm ơn sự giúp ñỡ, tạo ñiều kiện của các bạn ñồng nghiệp nơi tôi công tác là
Công ty Cổ phần Truyền Thông ABC.





14

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VOIP
1.1. Giới thiệu về VoIP
Trong những năm gần ñây, số lượng người sử dụng Internet và số lượng máy
chủ cung cấp dịch vụ ñã tăng một cách mạnh mẽ. Song song với việc không ngừng
tăng nhu cầu sử dụng Internet là sự xuất hiện ña dạng của các dịch vụ mới chạy trên
nền tảng kỹ thuật của mạng toàn cầu. Một trong số các dịch vụ mới tỏ ra có rất nhiều
hứa hẹn là Voice over IP.
Voice over IP (VoIP) là mô hình truyền thoại sử dụng giao thức IP (Internet
Protocol), kết hợp với khả năng tính toán và xử lý dữ liệu của các thiết bị ñầu cuối ñể
thực hiện truyền tải các cuộc ñàm thoại với một chất lượng dịch vụ phù hợp và giá
cước hợp lý [2].
VoIP là một trong những công nghệ viễn thông ñang ñược quan tâm nhất hiện
nay không chỉ ñối với nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng
dịch vụ.
Voip có thể vừa thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng ñiện thoại kênh
truyền thống (PSTN) ñồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Do các
ưu ñiểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip hiện nay
ñược triển khai một cách rộng rãi.
Dịch vụ ñiện thoại VoIP là dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc của VoIP
bao gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói
nếu cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này ñược ráp lại theo
ñúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói ban ñầu.
VoIP tạo thuận lợi cho cả các nhà khai thác và người sử dụng có thể tiết kiệm
chi phí bao gồm chi phí cho cơ sở hạ tầng mạng và chi phí liên lạc, nhất là liên lạc
ñường dài. ðối với các nhà cung cấp dịch vụ, VoIP ñược xem như một mô hình mới
hấp dẫn, có thể mang lại lợi nhuận nhờ khả năng mở rộng và phát triển các loại hình
dịch vụ ña dạng với chi phí hạ tầng rất thấp. Vấn ñề quan trọng trong VoIP là cần phải
có những giải pháp kỹ thuật phù hợp ñể có thể tăng dung lượng và nâng cao chất
lượng dịch vụ.
1.1.1. Các mô hình truyền thoại qua VoIP

Trong ñiện thoại thông thường, tín hiện thoại có tần số nằm trong khoảng từ 0
ñến 4 KHz, ñược lấy mẫu với tần số 8KHz. Sau ñó các mẫu sẽ ñược lượng tử hóa với
8 bit/mẫu và ñược truyền với tốc ñộ 64Kb/s ñến mạng chuyển mạch, sau ñó truyền tới
ñích. Ở bên nhận, dòng số 64Kb/s này ñược giải mã ñể ñược tín hiệu thoại tương tự.


15

Thực chất thoại qua mạng IP cũng không hoàn toàn khác hẳn ñiện thoại thông
thường. ðầu tiên tín hiện thoại cũng ñược số hóa, nhưng sau ñó thay vì truyền trên
mạng PSTN qua các trường chuyển mạch, chúng sẽ ñược nén xuống tốc ñộ thấp, ñóng
gói và chuyển qua mạng IP. Tại bên nhận, các gói tin này ñược giải nén thành các
dòng 64Kb/s truyền ñến thuê bao bị gọi. Sự khác nhau ở thoại thông thường và thoại
IP chính là mạng truyền dẫn và khuôn dạng thông tin dùng ñể truyền dẫn[2].
1.1.1.1. Mô hình PC-to-PC
Trong mô hình này, mỗi máy tính cần ñược trang bị một sound card, một
microphone, một speaker và ñược kết nối trực tiếp với mạng Internet. Mỗi máy tính
ñược cung cấp một ñịa chỉ IP và có thể trao ñổi các tín hiệu thoại với nhau thông qua
mạng Internet. Tất cả các thao tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hóa và giải mã,
nén và giải nén tín hiệu ñều ñược máy tính thực hiện. Trong mô hình này chỉ có những
máy tính ñược nối với cùng một mạng mới có khả năng trao ñổi thông tin với nhau.


Hình 1-1 Mô hình PC-to-PC

1.1.1.2. Mô hình PC-to-Phone
Mô hình PC-to-Phone là một mô hình ñược cải tiến hơn so với mô hình PC-to-
PC. Mô hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộc gọi ñến
mạng PSTN thông thường và ngược lại. Trong mô hình này mạng Internet và mạng
PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị ñặc biệt ñó là cổng phương

tiện(Media Gateway).
ðây là mô hình cơ sở ñể dẫn tới việc kết hợp giữa mạng Internet và mạng
PSTN cũng như các mạng GSM hay ña dịch vụ khác.


Hình 1-2 Mô hình PC-to-Phone



16

1.1.1.3. Mô hình Phone-to-Phone
Là mô hình mở rộng của mô hình PC-to-Phone sử dụng Internet làm phương
tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN ñều kết nối với mạng
Internet thông qua các Gateway. Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN sẽ kết nối ñến
Gateway gần nhất. Tại Gateway ñịa chỉ sẽ ñược chuyển ñổi từ ñịa chỉ PSTN sang ñịa
chỉ IP ñể có thể ñịnh tuyến các gói tin ñến ñược mạng ñích. ðồng thời Gateway nguồn
có nhiệm vụ chuyển ñổi tín hiệu thoại tương tự thành dạng số sau ñó mã hóa, nén,
ñóng gói và gửi qua mạng. Mạng ñích cũng ñược kết nối với Gateway và tại Gateway
ñích, ñịa chỉ lại ñược chuyển ñổi trở lại thành ñịa chỉ PSTN và tín hiệu ñược giải nén,
giải mã chuyển ñổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào mạng PSTN ñến ñích.

Hình 1-3 Mô hình Phone-to-Phone

1.1.2. Các ñặc ñiểm của VoIP
VoIP là một dịch vụ truyền thoại qua các mạng IP. Mạng IP ở ñây là mạng dữ
liệu sử dụng vào giao thức TCP/IP cho các chức năng tầng giao vận (Transport Layer)
và tầng mạng (Network Layer). Còn giao thức các tầng thấp hơn (các giao thức truy
cập mạng: Network Access Protocols) có thể là giao thức trong mạng LAN, X.25,
Frame Relay, ATM, hay PPP…Bởi vậy so với ñiện thoại chuyển mạch kênh thông

thường, ñiện thoại IP có nhiều khác biệt. ðể thấy ñược những khác biệt này, trước hết
ta xem xét ñặc ñiểm mạng PSTN, mạng chuyển mạch gói và mạng Internet.
1.1.2.1. Mạng PSTN, mạng chuyển mạch gói và mạng Internet.
Mạng ñiện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network - PSTN) là
mạng truyền thông dựa trên nền tảng kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching).
Chuyển mạch kênh là phương pháp truyền thống trong ñó một kênh truyền dẫn dành
riêng ñược thiết lập giữa hai thiết bị ñầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển
mạch trung gian. Dòng thông tin truyền trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo
thời gian. Băng thông của kênh dành riêng ñược ñảm bảo và cố ñịnh trong quá trình
liên lạc (64Kb/s ñối với mạng ñiện thoại PSTN), và ñộ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ
thời gian truyền thông tin trên kênh (Propagation time).
Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet Switching
Network) sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (Store-and-forward system) tại các nút
mạng. Thông tin ñược chia thành các phần nhỏ (gọi là gói), mỗi gói ñược thêm các
thông tin ñiều khiển cần thiết cho quá trình truyền như là ñịa chỉ nơi gửi, ñịa chỉ nơi


17

nhận. Các gói thông tin ñến nút mạng ñược xử lý và lưu trữ trong một thời gian nhất
ñịnh rồi mới ñược truyền ñến nút tiếp theo sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả cao
nhất. Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng nào ñược thiết lập, băng
thông của kênh logic giữa hai thiết bị ñầu cuối thường không cố ñịnh, và ñộ trễ thông
tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh rất nhiều.
Khi các mạng số liệu trên thế giới ñược liên kết lại, một mạng số liệu lớn ñược
thiết lập, ñó là Internet. Giao thức liên mạng sử dụng trong Internet là giao thức IP
(Internet Protocol). Cũng giống như mạng ñiện thoại PSTN, mạng Internet có quy mô
toàn cầu, phù hợp cho việc khai thác và phat triển các dịch vụ viễn thông trên thế
giới[6].
1.1.2.2. Ưu ñiểm của VoIP

 Tiết kiệm chi phí
Ưu ñiểm nổi bật nhất của thoại IP so với dịch vụ ñiện thoại hiện tại là khả năng
cung cấp những cuộc gọi ñường dài giá rẻ với chất lượng chấp nhận ñược. Nếu
dịch vụ ñiện thoại IP ñược triển khai, chi phí cho một cuộc gọi ñường dài sẽ chỉ
tương ñương với chi phí truy nhập Internet. Nguyên nhân dẫn ñến chi phí thấp
như vậy là do:
1. Tín hiệu thoại ñược truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu
quả cao.
2. Kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc ñộ bít từ 64Kb/s xuống thấp tới 8Kb/s
(theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của ITU-T), kết hợp với tốc ñộ xử lý
nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay, cho phép việc truyền tiếng nói theo thời
gian thực là có thể thực hiện ñược với lượng tài nguyên băng thông thấp hơn
nhiều so với kỹ thuật cũ.
So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua mạng IP ta thấy:
- Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra ñể
duy trì cho một kênh 64Kb/s suốt từ ñầu cuối này tới ñầu cuối kia thông
qua một hệ thống các tổng ñài. Chi phí này ñối với các cuộc gọi ñường dài
(liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn.
- Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN
chỉ phải duy trì kênh 64Kb/s ñến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại ñịa
phương. Nhà cung cấp dịch vụ ñiện thoại IP sẽ ñảm nhận nhiệm vụ nén,
ñóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng ñi qua mạng IP một cách có hiệu quả
nhất ñể tới ñược Gateway nối tới một mạng ñiện thoại khác có người liên
lạc ñầu kia. Việc kết nối như vậy làm giảm ñáng kể chi phí cuộc gọi do
phần lớn kênh truyền 64Kb/s ñã ñược thay thế bằng việc truyền thông tin
qua mạng dữ liệu hiệu quả cao.


18

 Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu
Trong công nghệ VoIP, tín hiệu thoại, số liệu và ngay cả báo hiệu ñều có thể
cùng truyền tải trên cùng một mạng IP. ðiều này sẽ tiết kiệm ñược chi phí ñầu
tư ñể xây dựng những mạng riêng rẽ.
 Quản lý băng thông
Trong ñiện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thông cung cấp cho một
cuộc liên lạc là cố ñịnh (một kênh 64Kb/s) nhưng trong ñiện thoại IP việc phân
chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn nhiều. Khi một cuộc liên lạc
diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp, băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất
lượng thoại tốt nhất có thể. Nhưng khi lưu lượng của mạng cao, mạng sẽ hạn
chế băng thông của từng cuộc gọi ở mức duy trì chất lượng thoại chấp nhận
ñược nhằm phục vụ cùng lúc ñược nhiều người nhất. ðiểm này cũng là một yếu
tố làm tăng hiệu quả sử dụng của ñiện thoại IP. Việc quản lý băng thông một
cách tiết kiệm như vậy cho phép người ta nghĩ tới những dịch vụ cao cấp hơn
như truyền hình hội nghị, ñiều mà với công nghệ chuyển mạch cũ người ta ñã
không thực hiện vì chi phí quá cao.
 Nhiều tính năng dịch vụ
Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra nhiều tính năng mới trong dịch vụ
thoại. Ví dụ cho biết thông tin về người gọi tới hay một thuê bao ñiện thoại IP
có thể có nhiều số liên lạc mà chỉ cần một thiết bị ñầu cuối duy nhất (ví dụ như
một thiết bị IP Phone có thể có một số ñiện thoại dành cho công việc, một cho
các cuộc gọi riêng tư).
 Khả năng Multimedia
Trong một cuộc gọi người sử dụng có thể vừa nói chuyện vừa sử dụng các dịch
vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu, hay xem hình ảnh của người nói
chuyện bên kia.
 Quản lý ñơn giản
VoIP mang lại cho người sử dụng khả năng quản lý dễ dàng hơn. Việc kết hợp
mạng thoại và mạng số liệu có thể giảm bớt gánh nặng cho việc quản lý. Chỉ
cần phải quản lý một mạng số liệu thống nhất thay vì quản lý mạng riêng rẽ như

trước ñây. ðối với doanh nghiệp, tất cả các cuộc gọi nội bộ có thể dùng kỹ thuật
VoIP mà không gặp vấn ñề gì về chất lượng dịch vụ. Còn khi cần gọi ra ngoài
chỉ cần một số kết nối nhất ñịnh ñến mạng PSTN thông qua các Gateway. ðối
với trong gia ñình, áp dụng kỹ thuật VoIP không hề làm thay ñổi cách sử dụng
ñiện thoại truyền thống (chỉ phải quay nhiều số hơn).
 Sử dụng hiệu quả


19

Như chúng ta ñã biết, VoIP truyền thoại qua mạng Internet và sử dụng giao
thức IP. Hiện nay IP là giao thức mạng ñược sử dụng rộng rãi nhất. Có rất nhiều
ứng dụng ñang ñược khai thác trên cơ sở các giao thức của mạng IP. VoIP có
thể kết hợp sử dụng các dứng dụng này ñể nâng cao hiệu quả sử dụng mạng. Kỹ
thuật VoIP ñược sử dụng chủ yếu kết hợp với các mạng máy tính do ñó có thể
tận dụng ñược sự phát triển của công nghệ thông tin ñể nâng cao hiệu quả sử
dụng. Các phần mềm sẽ hỗ trợ rất nhiều cho việc khai thác các dịch vụ của
mạng VoIP. Công nghệ thông tin càng phát triển thì việc khai thác càng có hiệu
quả, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ mới hỗ trợ người sử dụng trong mọi lĩnh vực.
1.1.2.3. Nhược ñiểm của VoIP
 Kỹ thuật phức tạp
Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói là rất khó thực
hiện do mất gói trong mạng là không thể tránh ñược và ñộ trễ không cố ñịnh
của các gói thông tin khi truyền trên mạng. ðể có ñược một dịch vụ thoại chấp
nhận ñược, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tín hiệu ñạt ñược những yêu cầu
khắt khe như tỉ số nén phải lớn (ñể giảm thiểu ñược tốc ñộ bit), có khả năng suy
ñoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc. Tốc ñộ xử lý của các bộ Codec
(Coder and Decoder) phải ñủ nhanh ñể không làm cuộc ñàm thoại bị gián ñoạn.
ðồng thời cơ sở hạ tầng của mạng cũng cần ñược nâng cấp lên các công nghệ
mới như Frame Relay, ATM… ñể có tốc ñộ cao hơn và/hoặc phải có một cơ

chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service). Tất cả các ñiều này làm cho
kỹ thuật thực hiện ñiện thoại IP trở nên phức tạp và không thể thực hiện ñược
trong những năm gần ñây.
 Vấn ñề bảo mật (Security)
Mạng Internet là một mạng có tính rộng khắp và hỗn hợp (hetorogenous
network). Trong ñó có rất nhiều loại máy tính khác nhau cùng các dịch vụ khác
nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do vậy không có gì ñảm bảo rằng
thông tin liên quan ñến cá nhân cũng như số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ
của người dùng ñược giữ bí mật.
1.2. Mô hình mạng VoIP
1.2.1. Mô hình mạng VoIP
ðể có thể là một dịch vụ ñộc lập, cần phải có một mô hình VoIP toàn diện, có
khả năng ñáp ứng ñược các yêu cầu sau:
 Hoạt ñộng song song cùng với mạng chuyển mạch kênh có thể mang dịch vụ
thoại IP ñến cho ñông ñảo người sử dụng và tận dụng ñược ưu thế chi phí thấp
của việc truyền tín hiệu trên mạng chuyển mạch gói.


20

 Thực hiện ñược các chức năng cơ bản của một dịch vụ viễn thông như tính
cước, quản lý cuộc gọi…
 Có thể thực hiện những chức năng mới của thoại IP.

Hình 1-4 Mô hình mạng VoIP

ðể hoạt ñộng cùng với mạng chuyển mạch kênh, mô hình buộc phải bao gồm hệ
thống báo hiệu của mạng ñiện thoại. Có như vậy nó mới có khả năng thiết lập ñược
một kết nối thông suốt giữa hai ñầu cuối thông qua mạng IP. Trong mô hình, hệ thống
báo hiệu ñược sử dụng là SS7 nhưng trong thực tế hệ thống báo hiệu có thể là những

hệ thống báo hiệu khác như R2MF, ISDN[6]
Các thành phần trong hệ thống VoIP gồm:
 Media Gateway
Chuyển ñổi khuôn dạng thông tin: từ dạng thông tin ghép kênh theo thời gian
(TDM) trong mạng chuyển mạch kênh sang dạng gói trong mạng IP và ngược
lại.
Thực hiện các quá trình xử lý cần thiết khác như: Nén tín hiệu thoại (voice
compression), nén khoảng lặng (silence suppression), triệt tiếng vọng (echo
cancellation).
Cung cấp nhiều giao diện vật lý cần thiết cho kết nối: Giao diện với mạng
chuyển mạch kênh (E1/T1, PRI-ISDN,…), giao diện với mạng IP (Ethernet,
Fast Ethernet, Frame Relay,…).
 Signalling Gateway
Phục vụ cho báo hiệu giữa các Terminal trong mạng chuyển mạch kênh và các
termical trong mạng IP. ðóng gói lại các thông ñiệp SS7 thành các gói phù hợp
với mạng IP, lọc các dòng lưu lượng không phù hợp…Thành phần này kết hợp
hoạt ñộng của mạng IP và mạng báo hiệu SS7.
Signaling

Gateway

TDM
MGCP/MEGACO
PSTN

SS7
SCP

CO
STP

IP Network

SIGTRAN
RTP/IP
SIP/H323
RTP/IP
Media

Gateway

Media

Gateway
Media Server

Call Control
Center



21

 Call Control Center
- Hướng dẫn Media Gateway cách thiết lập, xử lý và kết thúc dòng thông tin
media (thông tin thời gian thực) phục vụ cho cuộc gọi.
- Xử lý thông tin báo hiệu
- Theo dõi trạng thái của tất cả các dòng media ñang truyền trong hệ thống
- Thực hiện nhiều dịch vụ của hệ thống: Tính cước, tạo ra các bản ghi lưu
trữ, các chức năng quản lý mạng, quản lý cuộc gọi…
 Các thành phần khác

Bao gồm các Terminal PSTN (máy ñiện thoại, máy fax), tổng ñài PSTN PBX;
thiết bị trong mạng IP (IP phone, IP PBX).
Signalling Gateway có thể là một thiết bị ñộc lập hoặc ñược tích hợp với Media
Gateway.
Dung lượng của các Gateway có thể biến ñổi tùy thuộc vào những ứng dụng cụ
thể. Từ các Gateway có dung lượng nhỏ phục vụ cho hoạt ñộng của một văn
phòng công ty tới các Gateway công cộng có dung lượng lớn và cực lớn ñể
phục vụ các cuộc gọi tới từng gia ñình.
1.2.2. Hoạt ñộng của mạng VoIP
1.2.2.1. Giải pháp VoIP cho các doanh nghiệp và cho dịch vụ công cộng
 Giải pháp VoIP cho các doanh nghiệp
Thông thường các mô hình thông tin của doanh nghiệp sử dụng hai liên kết,
một cho các dịch vụ thoại qua mạng PSTN và một cho kết nối Internet ñể sử
dụng các dịch vụ như E-mail, Web…Với giải pháp VoIP cho doanh nghiệp, các
doanh nghiệp sử dụng Gateway của riêng họ ñể kết nối các thiết bị ñầu cuối
thoại truyền thống (máy ñiện thoại, fax, PBX) vào Internet. Nhờ vậy, thoại và
các dịch vụ Internet ñược tích hợp vào một ñường truyền chung thay vì phải
dùng hai ñường truyền như trước kia.


22


Hình 1-5 Mô hình thông tin truyền thống của doanh nghiệp
Phone
FAX
Media Gateway
PSTN
Database Server
Mail Server

Web Server
Internet

Hình 1-6 Mô hình thông tin của doanh nghiệp với giải pháp VoIP

 Giải pháp VoIP cho dịch vụ công cộng
Những Gateway có dung lượng lớn ñược nhà cung cấp dịch vụ VoIP bố trí, kết
nối thường xuyên vào mạng IP sẵn sàng cho người sử dụng truy nhập tới ñể sử
dụng dịch vụ VoIP. Những người sử dụng với các máy ñiện thoại thông thường
truy cập ñến Gateway thông qua dịch vụ ñiện thoại tại ñịa phương. Giải pháp
này ñưa dịch vụ VoIP ñến ñược với phần lớn người dùng, cung cấp cho người
dùng những cuộc gọi ñường dài giá rẻ.
1.2.2.2. Thiết lập cuộc gọi
Xét trường hợp người sử dụng truy nhập dịch vụ IP Telephone từ trong mạng
PSTN ñến một người sử dụng khác cũng trong mạng PSTN. ðể cuộc gọi có thể ñược
tạo ra, cần quan tâm ñến ba giai ñoạn báo hiệu thiết lập kết nối:


23

 Giai ñoạn thiết lập kết nối giữa người gọi và Gateway ñược sử dụng ñể truy cập
mạng IP (Gateway 1).
 Giai ñoạn thiết lập cuộc gọi từ Gateway 1 và ñến Gateway ñích (Gateway 2).
 Giai ñoạn thiết lập liên lạc từ Gateway 2 tới máy ñiện thoại của người bị gọi.
Các giai ñoạn thiết lập 1 và 3 sử dụng hệ thống báo hiệu cuộc gọi trong mạng
PSTN như trong dịch vụ ñiện thoại thông thường. Giai ñoạn thiết lập liên kết giữa các
Gateway qua mạng IP sử dụng các thủ tục báo hiệu riêng dành cho các ứng dụng
truyền thông ña phương tiện trong mạng gói.
1.2.2.3. Thông tin thoại trong hệ thống VoIP
Tín hiệu thoại từ người sử dụng ñược chuyển thành tín hiệu PCM ghép kênh theo

thời gian (TDM) truyền ñến qua một hệ thống tổng ñài ñể ñến Media Gateway của
dịch vụ IP Telephony. Media Gateway thực hiện việc triệt tiếng vọng, nén tín hiệu, và
ñóng tín hiệu thoại ñã ñược xử lý thành những gói ñể truyền tới Gateway ñích qua
mạng IP. Media Gateway ñích lại thực hiện việc chuyển ñổi dạng tín hiệu ngược lại ñể
truyền ñến người sử dụng ở ñầu dây bên kia.
1.2.2.4. Nhận xét
Mô hình VoIP trình bày như trên có ưu ñiểm là một mô hình toàn diện cho các
cuộc liên lạc thoại qua mạng IP. Tuy nhiên ñể thực hiện ñược dịch vụ cần giải quyết
ñược các vấn ñề sau:
 Xử lý tín hiệu thoại trong mạng IP
Xử lý tín hiệu thoại trong mạng IP bao gồm các vấn ñề liên quan ñến nén thoại
và ñóng gói tín hiệu thoại ñể truyền ñi trong ñiều kiện của mạng chuyển mạch
gói. Các vấn ñề này bao gồm kích thước gói thoại, các thuật toán mã hóa tín
hiệu thoại giao thức ñóng gói, ñồng bộ hóa tín hiệu và các cơ chế ñảm bảo chất
lượng dịch vụ.
 Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi trong mạng IP
Báo hiệu cuộc gọi trong mạng IP tập trung vào các thủ tục thiết lập cuộc gọi,
kết thúc cuộc gọi, và các thủ tục khác cần thiết cho liên lạc thời gian thực giữa
các ñiểm cuối (end point) trong mạng IP.
1.3. Các giao thức trong mạng VoIP
1.3.1. Giao thức TCP/IP
Hầu hết máy khách (client) và máy chủ (server) trong mạng Internet sử dụng giao
thứ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)[1]. TCP/IP thực chất là


24

một họ giao thức cùng làm việc với nhau ñể cung cấp phương tiện truyền thông liên
mạng. Hình 1-7 mô tả và so sánh kiến trúc TCP/IP và mô hình tham chiếu OSI.

Hình 1-7 Mô hình kiến trúc TCP/IP so sánh với mô hình tham chiếu OSI

1.3.1.1. Giao thức IP
Giao thức mạng IP ñược thiết kế ñể liên kết các mạng máy tính sử dụng phương
pháp truyền và nhận dữ liệu dưới dạng gói.
Giao thức IP thực hiện truyền thông tin dưới dạng các ñơn vị dữ liệu gọi là
datagram. Một datagram bao gồm hai phần chính là header và data với khuôn dạng chi
tiết ñược mô tả trong hình 1-8.

Hình 1-8 Cấu trúc của IP Datagram

 Flag (3bit): Chỉ thị sự phân ñoạn (fragment) của các datagram
Bit 0: không sử dụng và luôn lấy giá trị 0
Bit 1 (DF): DF = 0: có phân ñoạn
DF = 1: không phân ñoạn


25

Bit2 (MF): MF = 0: fragment cuối cùng
MF = 1: không phải fragment cuối cùng
 Fragment Offset (13bit): Chỉ rõ vị trí của ñoạn (fragment) ở trong datagram tính
theo ñơn vị 64bit.
 Time to Live (8bit): Quy ñịnh thời gian tồn tại tính bằng giây của datagram
trong liên mạng tránh tình trạng một datagram ñi vòng quanh trên mạng. Thời
gian này ñược quy ñịnh bởi trạm gửi và ñược giảm ñi (thường là 1 ñơn vị) sau
khi ñi qua mỗi router.
 Protocol (8bit): Chỉ rõ giao thức tầng kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm ñích
(hiện tại thường là TCP hay UDP ñược cài ñặt trên IP). Nếu giá trị của trường
protocol là 6 (theo hệ thập phân) thì giao thức ở tầng kế tiếp sẽ là giao thức

TCP. Còn nếu giá trị của trường protocol là 17 thì giao thức tầng kế tiếp sẽ là
UDP.
 Header Checksum (16bit): Mã kiểm soát lỗi 16 bit theo phương pháp CRC chỉ
cho phần mào ñầu.
 Source Address (32bit): ðịa chỉ của trạm nguồn.
 Destination Address (32bit): ðịa chỉ của trạm ñích.
 Option (ñộ dài thay ñổi): Khai báo các lựa chọn do người sử dụng yêu cầu.
 Padding (ñộ dài thay ñổi): Vùng ñệm ñể ñảm bảo cho phần mào ñầu luôn kết
thúc ở một mốc 32bit.
 Data (ñộ dài thay ñổi): Vùng dữ liệu có ñộ dài là bội số của 8bit và tối ña là
65535 byte.
Các chức năng chính ñược thực hiện ở lớp IP là:
 ðánh ñịa chỉ
Tất cả các host trong mỗi mạng và trong liên mạng ñều ñược cung cấp một ñịa
chỉ IP duy nhất. Theo giao thức Ip version 4 mỗi ñịa chỉ IP gồm 32bit và ñược
chia làm năm lớp từ A ñến E. Các lớp A, B, C ñược sử dụng ñể ñịnh danh các
host trên các mạng. Lớp D ñược sử dụng cho quá trình truyền ña ñiểm còn lớp
E dùng ñể dự phòng.
 ðịnh tuyến
Chức năng giúp lựa chọn ñường ñi tối ưu nhất cho các datagram. Nếu hai host
cần liên lạc không nằm trong một phân mạng, bảng ñịnh tuyến sẽ ñược sử dụng
ñể quyết ñịnh việc chuyển dữ liệu theo ñường nào và các bộ ñịnh tuyến thường
xuyên trao ñổi và cập nhật các thông tin trong bảng ñịnh tuyến. Ngoài ra các bộ


26

ñịnh tuyến còn ñược hỗ trợ bởi các giao thức như Boder Gateway Protocol
(BGP) hay Open Shortest Path First (OSPF).
 Truyền ña ñiểm

Có ba cách truyền các IP datagram ñang ñược sử dụng. Cách thứ nhất là truyền
tới một ñiểm ñích (unicast) nghĩa là các datagram ñược truyền từ một host
nguồn tới chỉ một host ñích. Cách thứ hai là truyền quảng bá (bloadcast) nghĩa
là các datagram ñược gửi ñến tất cả các host còn lại trên mạng. Khi muốn
truyền, các datagram ñến một số host nhất ñịnh trong mạng người ta sử dụng
truyền ña ñiểm.
Ngoài các chức năng nêu trên các module IP còn cung cấp khả năng phân chia và
tập hợp các datagram khi cần thiết truyền qua các mạng yêu cầu datagram kích thước
nhỏ. Các datagram ñược xử lý một cách ñộc lập với nhau không có liên quan gì về mặt
vật lý và lôgic.
1.3.1.2. Giao thức TCP
TCP là giao thức ñiều khiển truyền dẫn có ñộ tin cậy cao ñược thiết kế ñể phục
vụ việc liên lạc giữa hai host và chỉ hỗ trợ phương thức truyền “unicasting”. Trong
ứng dụng truyền thoại VoIP, giao thức TCP ñược sử dụng làm giao thức truyền báo
hiệu chứ không phục vụ việc truyền các tín hiệu thoại. Lý do vì header của TCP lớn và
vì ñảm bảo tính chính xác cao của ñường truyền nên giao thức TCP gây ra thời gian trễ
lớn ảnh hưởng ñến chất lượng các ứng dụng thời gian thực. Và ñể ñảm bảo tính chính
xác và thứ tự nên giao thứ TCP ñược ứng dụng ñể truyền báo hiệu. Giao thức TCP
thực hiện các chức năng chính như sau:
 Thiết lập liên kết
Khi hai thực thể TCP muốn trao ñổi dữ liệu với nhau cần phải thiết lập một liên
kết logic giữa chúng. Liên kết ñược thiết lập phải ñược ñảm bảo về tính chính
xác và ñộ tin cậy khi liên kết không còn ñủ ñộ tin cậy thì liên kết sẽ bị hủy bỏ
và thiết lập lại. Khi hoàn tất việc truyền thông các liên kết sẽ ñược giải phóng.
ðể thực hiện việc thiết lập liên kết các modul TCP sử dụng một cơ chế ñặc biệt
gọi là “bắt tay ba chiều” (three way handshake).
 Bảo ñảm tính chính xác
Giao thức TCP cung cấp các tham số ñể kiểm tra cũng như sửa ñó là sequence
number, ACK (acknowledge) và checksum. Các segment ñược ñánh số hiệu
tuần tự do vậy dễ dàng loại bỏ các segment bị thu ñúp cũng như các segment

không ñược yêu cầu. Các segment sau khi ñược thu sẽ ñược kiểm tra nhờ
checksum, nếu ñược thu ñúng sẽ phát lại tín hiệu ACK khẳng ñịnh. Nếu
segment bị thu lỗi, segment sẽ bị loại bỏ và nó sẽ ñược phát lại. Nhờ ACK mà