Tiểu luận môn công nghệ mạng và truyền thông hiện đại SIP VoIP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



MÔN: CÔNG NGHỆ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG HIỆN ĐẠI
"SIP / VOIP"

Giảng viên: PGS.TS. Lê Trung Quân
Sinh viên:

Trương Hoàng An

– CH1502026

Trương Xuân Vinh – CH1502044

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2016


Mu ̣c lu ̣c
Giao thức SIP ........................................................................................................................................... 4

1.
1.1.

Tổ ng quan ............................................................................................................................................. 4
Kiế n trúc của SIP ............................................................................................................................. 5

1.2.
1.2.1.

SIP User Agent (UA) .................................................................................................................... 6

1.2.2.

SIP Server – UA Server ............................................................................................................... 6

1.2.3.

SIP Proxy Server .......................................................................................................................... 6

1.2.4.

SIP Redirect Server ..................................................................................................................... 7

1.2.5.

SIP Registrar Server / Resigntration Server ............................................................................. 7

1.2.6.

SIP Location Server ..................................................................................................................... 7
Các thông điêp̣ trong giao thức SIP ............................................................................................... 7

1.3.
1.3.1.

SIP Request................................................................................................................................... 7

1.3.2.

SIP Response ................................................................................................................................ 8

1.3.3.

Cấ u trúc thông điêp̣ của giao thức SIP .................................................................................... 10

1.4.

Thiế t lâ ̣p cuô ̣c go ̣i trong SIP .............................................................................................................. 12

1.4.1.

Thư ̣c hiêṇ cuô ̣c go ̣i thông qua Proxy Server ............................................................................ 13

1.4.2.

Thư ̣c hiêṇ cuô ̣c go ̣i thông qua Rediect Server ......................................................................... 13

1.4.3.

Registration ................................................................................................................................ 14
Các giao thức trong SIP................................................................................................................. 15

1.5.
1.5.1.

RSVP ( Reource Revervation Protocol ) : Giao thức chiếm trước tài nguyên mạng. .......... 15

1.5.2.

RTP ( Real Time Tranpsport Protocol ) : Giao thức vận chuyển thời gian thực ................. 16

1.5.3.

RTCP(Real-Time Transport Control Protocol) ...................................................................... 17

1.5.4.

RTSP ( Real Time Streaming Protocol ) : Giao thức tạo luồng thời gian thực .................... 17

1.5.5.

SDP ( Session Description Protocol ) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa phương tiện ....... 17

1.5.6.

MIME ( Multipurpose Internet mail Extension – Mở rộng thư tín Internet đa mục đích.. 17

2.

VoIP..................................................................................................................................................... 18

2.1.

Tổ ng quan VoIP ............................................................................................................................. 18

2.2.

Các đă ̣c tı́nh của VoIP ................................................................................................................... 19

2.2.1.

Ưu điể m ....................................................................................................................................... 19

2.2.2.

Nhược điểm................................................................................................................................. 20

2.2.3.

Những khó khăn khi triển khai dịch vụ ................................................................................... 21

2.3.

Kiế n trúc của VoIP ........................................................................................................................ 21

2.3.1.

Tiến trình hoạt động của VoIP ................................................................................................. 22

2.3.2.

Mô hın
̀ h phân lớp chức năng .................................................................................................... 22

2.4.

Các kiểu kết nối sử dụng VoIP ..................................................................................................... 23

2.4.1.

Computer to Computer ............................................................................................................. 23

2.4.2.

Computer to phone .................................................................................................................... 23


2.4.3.
2.5.
3.

Phone to phone ........................................................................................................................... 24
Vấn đề bảo mật trong VoIP .......................................................................................................... 24

Demo........................................................................................................................................................ 25

3.1.

Kich
̣ bản .............................................................................................................................................. 25

3.2.

Thử nghiêm
̣ thư ̣c tiễn ........................................................................................................................ 28

4.

Tài liêụ tham khảo ................................................................................................................................. 29


1. Giao thức SIP
1.1. Tổ ng quan
Trước đây khi đề cập đến VoIP, tiêu chuẩn quốc tế thường được đề cập đến là H.323. Giao thức
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 thức H.323 bao gồm rất nhiều giao thức con bên trong nó như
H.245, H.225, Q.931...hoạt động dựa trên H.323 là rất chặt chẽ và phức tạp. Nhưng những năm trở
lại đây thì giao thức SIP lại chiếm ưu thế và dần dần thay thế hẳn H.323, vì VoIP là một trong
những dịch vụ sẽ rất phát triển trong tương lai.
Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng được
dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện (multimedia) có một hoặc
nhiều người tham gia. Các phiên multimedia bao gồm thoại thông quan internet, hội nghị thoa ̣i và
các ứng dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền thông (media) như âm thanh, hình
ảnh và dữ liệu.
SIP sử dụng các bản tin Request (INVITE) để thiết lập các phiên hô ̣i thoa ̣i và để mang các thông tin
mô tả các thông số kênh truyề n của phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên đơn người dùng (unicast)
và đa người dùng (multicast) tương ứng các cuộc gọi điểm tới điểm và cuộc gọi đa điểm.
SIP là một giao thức để thiết lập các phiên truyền thông. Các phiên SIP bao gồm :





Hội họp đa phương tiện qua internet.
Các cuộc gọi điện thoại qua internet.
Các phiên video qua internet.

Phân phối đa phương tiê ̣n.

Các phần tử của SIP có thể liên lạc thông qua :




Liên lạc cá nhân – unicast.
Phát quảng bá – broadcast.
Thông qua tổ hợp của các quan hệ liên lạc cá nhân hoặc một tổ hợp của tất cả những phương
tiên trên – multicast.

Trong các môi trường IPv4 và IPv6 thông qua :




UDP
TCP
SCTP hoặc TLS trên nền TCP

SIP là một giao thức mở rộng đơn giản




Các phương tiê ̣n (Methods) – Định nghĩa về phiên truyền thông.
Khối mào đầu (Headers) – Mô tả về phiên truyền thông.
Phần thông tin báo (Message Body) – SDP , ký tự , XML.

Đầu tiên giao thức SIP chỉ đơn thuần là một giao thức dùng để thiết lập phiên quảng bá cho Internet
(từ giữa đến cuối thập kỉ 90). Giao thức SIP được phát triển bởi SIP Working Group trong IETF.
Phiên bản đầu tiên được ban hành vào tháng 3 năm 1999 trong tài liệu RFC 2543. Sau đó, SIP trải
qua nhiều thay đổi và cải tiến. Phiên bản mới nhất hiện nay được ban hành trong IETF RFC 3261.


RFC 3261 hoàn toàn tương thích ngược với RFC 2543, do đó các hệ thống thực thi theo RFC 2543
hoàn toàn có thể sử dụng với các hệ thống theo RFC 3261.
Một bản tin SIP có hai phần, phần mào đầu và phần thân. Phần thân cho phép phục vụ các ứng dụng
khác nhau một cách linh hoạt. Ban đầu phần thân chỉ dùng để chuyển tải các tham số miêu tả phiên
SDP như codec, địa chỉ IP đầu cuối,... Phần thân được sử dụng để mở rộng các ứng dụng của khác
nhau của SIP ví dụ như SIPT cho liên vận PSTN-SIP-PSTN hoặc MSCML (Media Server Control
Markup Language) cho dịch vụ hội nghị.
Sự phổ biế n của SIP đã dẫn tới việc một loạt nhóm làm việc liên quan đến SIP được thành lập.
Nhóm SIPPING (Session Initiation Protocol investigation working group) được thành lập với mục
đích nghiên cứu các ứng dụng và phát triển các yêu cầu mở rộng cho SIP. Nhóm SIMPLE (SIP for
Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions) có nhiệm vụ chuẩn hoá các giao thức cho
các ứng dụng nhắn tin tức thời. Các nhóm làm việc khác là PINT (PSTN and Internet
Internetworking), SPIRITS (PSTN/IN requesting Internet Services).
1.2. Kiế n trúc của SIP

Hı̀nh 1 – Mô hı̀nh kiế n trúc của một hê ̣ thố ng giao tiế p SIP
SIP gồm 2 thành phần lớn là SIP client – UA client (là thiết bị hỗ trợ giao thức SIP như SIP phone),
và SIP server – UA 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...


1.2.1. SIP User Agent (UA)
Mục đích của SIP là làm cho các session có thể thiết lập giữa các UA. Một UA là một hệ thống cuối
cùng hoạt động trên danh nghĩa của người dùng. Một UA phải có khả năng thiết lập một session của

phương tiện này với các UA khác.
Một UA phải duy trì trạng thái trên các cuộc gọi mà nó khởi tạo hoặc tham gia vào. Một trạng thái
nhỏ nhất của các cuộc gọi được thiết lập bao gồm: các thẻ Local và Remote, Call-ID, các trường
Local và Remote CSeq, cùng với việc thiết lập hướng và các thông tin cần thiết của các phương
tiện. Remote Cseq thì lưu trữ các thông tin cần thiết để phân biệt giữa một Re-INVITE và một ReTransmission. Một Re-INVITE được sử dụng để thay đổi các tham số session của một cuộc gọi đã
thực hiện hoặc chưa xử lý. Nó sử dụng như một Call-ID nhưng CSeq thì được gia tăng bởi vì nó là
một Request mới. Một INVITE được truyền lại chứa Call-ID và CSeq giống như INVITE trước.
UA duy trì trạng thái của một cuộc gọi trong thời gian tối thiểu là 32 giây.
Một UA chứa một ứng dụng Client và một ứng dụng Server.

Hı̀nh 2 – Giao tiế p của UAC và UAS
Hai thành phần trên là một User Agent Client (UAC) và một User Agent Server (UAS). UAC bắt
đầu các Request trong khi UAS thì tạo ra các Response. Trong một session, UA thường điều khiển
cả UAC và UAS. Một SIP User Agent cũng phải hỗ trợ SDP để mô tả Media. Một UA phải hiểu rõ
danh sách các trường nhu cầu mở rộng trong một Request. Nếu không biết các trường này có thể bị
lờ đi bởi một UA.
1.2.2. SIP Server – UA Server
SIP servers là các ứng dụng mà nó chấp nhận các SIP Request và Response đến chúng. Không nên
lẫn lộn SIP Server với một User Agent Server hoặc Client-Server. Một SIP Server là một kiểu khác
biệt của thực thể. Bởi vì SIP Server cung cấp các dịch vụ và chức năng với UA, chúng sẽ hỗ trợ cả
TCP, TLS và UDP để truyền tải.
1.2.3. SIP Proxy 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, chức năng chính của nó trong mạng là định tuyến cho các bản tin đến
đích. Proxy Server cũng cung cấp các chức năng xác thực trước khi cho khai thác dịch vụ.
Một 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).
Một Proxy Server khác biệt với một User Agent hoặc Gateway ở ba điểm sau:





Một Proxy Server không đưa ra các Request, nó chỉ đáp ứng các Request từ một User Agent
(A CANCEL Request là một ngoại lệ trong quy tắc này).
Một Proxy Server không có khả năng về Media.
Một Proxy Server thì không phân tích các thông điệp, mà chỉ dựa vào các Header Field.
1.2.4. SIP Redirect Server

Redirect Server: là thực thể trong mạng SIP làm nhiệm vụ 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.
1.2.5. SIP Registrar Server / Resigntration Server
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. Registration Server thường yêu cầu các
User Agent đăng ký để xác thực, vì vậy các cuộc gọi đi vào không bị chiếm đoạt bởi các User
không được xác thực. Phụ thuộc vào sự hiện diện của các trường, Register Request có thể được sử
dụng bởi một User Agent để lấy lại một danh sách của các Registration hiện thời, làm sạch tất cả
Registrations, hoặc thêm vào một Registration URI. Để bảo vệ Registration, TLS phải được sử
dụng như HTTP Digest không cung cấp nhu cầu bảo vệ toàn vẹn.
1.2.6. SIP Location Server
Location Server: lưu thông tin trạng thái hiện tại của người dùng trong mạng SIP.
1.3. Các thông điêp̣ trong giao thức SIP
1.3.1. SIP Request
SIP Requests là các thông điệp được gửi từ các máy Client đến các Server để cần khẩn một SIP
Operation. RFC 3261 xác định các SIP Request hoặc Method làm cho UA và Proxy có thể tới vị trí
của các User và khởi đầu, sửa đổi, Tear-down các session.




INVITE:chỉ ra rằng các Recipient User hoặc các service bị cuốn vào trong một session. Bạn
có thể sử dụng method mày để sửa đổi cấu thành của các session được thiết lập trước. Thân
của Message INVITE phải bao gồm phần mô tả các Media Session được thiết lập hoặc
chỉnh sửa, mã hóa trên SDP. Một Response thành công (200 OK Response)chỉ ra sự sẳn
sàng của các Called Party khi tham gia vào kết quả của một session media. Nó bắt đầu một
session.
ACK: xác nhận UAC đã nhận được Response cuối cùng đến một Request INVITE. ACK
được sử dụng chỉ với các Request INVITE. ACK gửi End-To-End cho một 200 OK
Response. Proxy trước hoặc UAC thì gửi các ACK cho các Response cuối cùng khác. ACK
Request có thể bao gồm một thông điệp với phần mô tả các session cuối cùng nếu Request
INVITE không chứa phần mô tả các session này.














OPTION: UA sử dụng Request OPTION để truy vấn một UAS về khả năng của nó. Nếu
UAS có khả năng truyền các session tới các User, nó đáp ứng khả năng thiết lập của UAS.
BYE: sử dụng BYE để yêu kết thúc các session được thiết lập trước.
CANCEL: làm cho các UAC và Network Server có thể hủy một yêu cầu tiến trình bên

trong, như INVITE. Điều này không ảnh hưởng đến việc hoàn thành các Request mà UAS
đã gửi đi các Response cuối cùng.
REGISTER: client sử dụng REGISTER Request để đăng ký với các thông tin tương ứng
AOR của người dùng và SIP servers.
PRACK: đảm bảo độ tin cậy tạm thời của các Response lớp 1xx.
UPDATE: cập nhật tạm thời các session.
REFER: chuyển giao call đến bên thứ ba sử dụng các thông tin liên quan được cung cấp
trong các Request.
SUBSCRIBE: báo cáo một sự kiện vừa diễn ra, ví dụ như cập nhật sự hiện của các user.
NOTIFY: sử dụng để thông báo sự kiện đã diễn ra.
MESSAGE: một phương thức để chỉ việc mang đi một message.

Hı̀nh 3 – Giao tiế p bằ ng các thông điê ̣p Request và Response
1.3.2. SIP Response
Một server gửi SIP Response tới một Client để chỉ ra trạng thái của một SIP Request mà Client
trước đó đã gửi tới Server. UAS hoặc Proxy thì tạo ra các SIP Responses trong Response đến một
SIP Request mà UAC khởi đầu. SIP Response là các con số từ 100 đến 699. SIP Responses là một
nhóm giống như 1xx,2xx đến 6xx. SIP Response được phân loại như Provisional và Final.


Provisional (1xx): Bản tin này dùng để chỉ thị tiến trình nhưng không kết thúc giao dịch SIP
(tìm kiếm, rung chuông, xếp hàng).












Final (2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx): Bản tin này chỉ thị kết thúc giao dịch SIP.
1xx: Provisional – đã nhận yêu cầu và đang tiếp tục xử lý yêu cầu. Tìm kiếm, rung chuông,
xếp hàng đợi, nó đươ ̣c phát khi quá trıǹ h xử lý chưa thể kế t thúc ngay đươ ̣c. Phıá phát cầ n
phải dừng quá trình truyề n các yêu cầ u khi nhâ ̣n đươ ̣c bản tin này.
2xx: Success – Các yầu đã được xử lý thành công (nhận, hiểu và đã được tiếp nhận).
3xx: Redirection – Cần tiến hành thêm các hoạt động để có thể đáp ứng được các yêu cầu.
Chúng đươ ̣c gửi bởi các Redirect Server.
4xx: Client Error – Lỗi do phía Client, các yêu cầu sai cú pháp hoặc không đáp ứng đúng
yêu cầu của Server.
5xx: Server Error – Lỗi phía Server, server bị sự cố và không đáp ứng được các yêu cầu hợp
lệ.
6xx: Global Failure – Lỗi tổng thể, các yêu cầu không thể được đáp ứng tại bất kỳ server
nào.

Cu ̣ thể :





















100: đang thử : máy đựợc gọi đã tiếp nhận được yêu cầu bên gọi và gửi bản tin này mang
tính chất phản hồi để thử
180: đổ chuông : Máy được gọi đổ chuông, và gửi bản tin chuông về cho bên gọi.
181: cuộc gọi đang chuyển hướng: May được gọi lập trình chuyển hướng đến một máy khác
trong khi nó đang bận hoặc không xử lý cuộc gọi của bên gọi.
182 : đang xếp hàng đợi : chờ đợi vì có nhiều yêu cầu đến cùng lúc 183: Phiên đang tiến
hành: Có phiên cuộc gọi khác đang đựơc tiến hành với máy đựợc gọi
200 OK phản hồi thành công : được dùng khi bên được yêu cầu trả lời thành công yêu cầu
của bên yêu cầu: ỏ ví dụ trên ta dùng hai bản tin 200 ok. Trong đó bản tin đầu tiên do máy
được gọi phản hồi lại máy gọi khi nó trả lời thành công bản tin chuông. Còn trong bản tin
200 OK thứ hai do máy gọi phản hồi đến máy được gọi khi nó đã gọi thành công cuộc gọi
và chấp nhận kết thúc cuộc gọi.
3xx: Phản hồi chuyền hướng
300: có nhiều lựa chọn
301: đã dời đi vĩnh viễn
302: tạm thời dời đi
305: dùng proxy
380: dịch vụ thay thế
4xx: Yêu câu thất bại
400: yêu cầu sai
401: không được quyền: chỉ dùng với cơ quan đăng kiểm, các proxy phải dùng yêu cầu cấp
phép cho proxy 407

402: yêu cầu trả tiền :Dự trữ để phòng trong tương lai: Ví dụ khi bạn dùng điện thoại di
động, tiền trong tài khoản của bạn gần hết, trước khi thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu của bạn
thì tổng đài sẽ thêm một thông báo:"Tài khoản của bạn sắp hệt , xin vui lòng nạp thêm để có
thê tiếp tục sử dụng"...
403: cấm
404: Không tìm thấy người dùng:"Thuê bao quý khách vừa gọi Không có, xin vui lòng thứ
lại"








































405: Phương thức không được phép
406: Không được chấp nhận
407: cần có sự cấp phép cho proxy
408: yêu cầu bị hết giờ : Không tìm thấy người dùng trong thời gian cho phép
410: đã không còn , người dùng đã từng tồn tại nhưng bây giờ không còn được sử dụng
nữa:"Thuê bao quý khách vừa gọi hiện đang tạm khóa, mong quý khách vui lòng gọi lại
sau"
413: Đơn vị yêu cầu quá lớn: "cuộc gọi không thể thực hiện được"
414: URI của yêu cầu quá tải :"mạng quá tải"
415: kiểu phương tiện không được hỗ trợ: ví dụ : tin nhắn đa phương tiện không thể gửi đến
và nhận từ một số máy di động không hỗ trơn GPRS
416: giản đồ URI không được hỗ trợ
420: phần mở rộng không đúng: Sử dụng phần mở rộng của giao thức SIP không đúng nên
máy chủ không hiểu được

421: Yêu cầu có phần mở rộng
423: Quãng quá ngắn
480: tạm thời không hoạt động
481: cuộc gọi/giao dịch không tồn tại
482: phát hiện thấy lặp
483: quá nhiều chặng trung tuyến
484:địa chỉ không hoàn chỉnh
485: tối nghĩa
486: đang bận
487: yêu cầu bị chấm dứt
488: Không được chấp nhận tại đây
491: yêu cầu đang chờ
493: không thể giải mã được : Không thể giải mã phần thân của S/MIME
5xx: Lỗi máy chủ
500: lỗi bên trong máy chủ
501: chưa khai báo: Phương thức yêu cầu SIP này chưa đựơc khai báo ở đây
502: gateway sai
503: dịch vụ không có
505: phiên bản không được hỗ trợ: Máy chủ không hỗ trợ giao thức SIP này
513: thông điệp quá lớn
6xx: Thất bại toàn cục
600: tất cả mọi nơi đều bận
603: từ chối
604: không tồn tại ở bất cứ đâu
606: Không được chấp nhận
1.3.3. Cấ u trúc thông điêp̣ của giao thức SIP

Một SIP message gồm có các phần sau:



Một Start-Line.
Một hoặc nhiều header field.







Một dòng rỗng để chỉ ra kết thúc header field.
Một tùy chọn phần thân của thông điệp.
Bạn phải kết thúc Start-Line,mổi dòng Message-Header,và một dòng rỗng bằng trình tự
Carriage return Line Feed(CRLF).

Start-Line cho một SIP Request là một Request-line. Start-line cho một SIP Response là Status-line.
Request-line chỉ rõ SIP Method, Request-URI và phiên bản của SIP. Status-line thì mô tả phiên bản
của SIP, mã của SIP Response và một tùy chọn Reason Phrase. Reason Phrase là một nguyên văn
mô tả của mã 3 ký từ SIP Response.

Hı̀nh 4 – Cấ u trúc thông điê ̣p Request

Hı̀nh 5 – Cấ u trúc thông điê ̣p Response
Một thông điệp SIP được soạn ra từ các Header Field mà nó truyền tín hiệu và thông tin Routing
đến các thực thể SIP Network. SIP có hình thức giống như HTTP Header(RFC 2616). Các Header
Field được xác định kiểu như Header Field. Mô tả chức năng của các SIP Header:




From: chỉ ra sự giống nhau lúc bắt đầu của các SIP Request. Từ Header thường là AOR của
bên gửi. Nó chứa một SIP hoặc các SIP URI và một tùy chọn hiển thị tên.
To: cho biết mong muốn có người nhận của một SIP Request. Đi đến Header là một AOR
của người nhận. Nó cũng chứa SIP hoặc SIP URI và tùy chọn hiển thị tên.
Call-ID: trường này nhận ra một dãy serie của một message. Call_ID phải giống hệt nhau để
tất cả các SIP Request và SIP Response gửi đi bằng các UA khác nhau với cùng một dialog.




Cseq: được soạn ra của một giá trị số nguyên và tên method. Trường này nhận ra Orders và
tiếp tục các SIP Request trong một dialog. Cseq cũng có sự khác biệt trong việc gửi lại một
message và một message mới.
 Via: chỉ ra cách lấy đường dẫn bởi một request và xác định nơi mà response cần gửi đi.
 Contact: nhận biết một SIP hoặc SIP URI nơi mà UA muốn nhận một SIP Request mới.
 Allow: cho phép danh sách Header của SIP Method nhận hỗ trợ của UA mà tạo ra message.
 Supported: tất cả phần mở rộng của SIP hỗ trợ bởi UA. Phần mở rộng của SIP là các RFC
khác và RFC 3261. Miêu tả các thẻ option giống như 100rel trong RFC 3262.
 Require: về nghĩa nó giống như Supported Header, nhưng sự hỗ trợ của phần mở rộng SIP ở
các UA từ xa phải đến các giao tác để được xử lý.
 Content-type: chỉ ra kiểu của thân message mà đính kèm với SIP Request hoặc Response
phải được hiện ra nếu SIP Message có một thân.
 Content-Length: xác định kích thước của thân message. SIP Request và SIP Response cũng
chứa các Header Field.
1.4. Thiế t lâ ̣p cuô ̣c go ̣i trong SIP
SIP độc lập với kiểu của phiên đa phương tiện được điều khiển và kỹ thuật sử dụng để mô tả phiên.
Nó rất hữu ích cho hội nghị, cuộc gọi audio, whiteboard được chia sẻ và các phiên chơi game. Các
phiên bao gồm các luồng RTP (Real Time Protocol) mang audio và video thường xuyên được mô tả
bằng SDP, nhưng có một vài kiểu phiên khác có thể được mô tả với các giao thức mô tả khác. SIP
được sử dụng để phân phối mô tả phiên giữa các bên tham gia tiềm năng. Khi mô tả phiên được

phân phối, SIP có thể sử dụng để thỏa thuận và sửa các tham số của phiên và kết thúc phiên. Ví dụ
sau đây mô tả tất cả các chức năng này. B muốn có một phiên audio-video với A và dự định dùng
codec PCM (Pulse Code Modulation) để mã hóa voice.
Trong ví dụ này, bên phân phối phiên bao gồm B gửi cho A mô tả phiên với codec PCM. A thích sử
dụng codec ADPCM vì nó tốn ít băng thông hơn, do đó A thuyết phục B sử dụng ADPCM. Cuối
cùng cả hai sử dụng codec ADPCM, nhưng phiên không thể được thiết lập cho đến khi việc thỏa
thuận này kết thúc.
Đột nhiên, ở giữa phiên audio-video, A quyết định muốn bỏ thành phần video. A sửa phiên chỉ có
audio. Khi B quyết định cuộc hội thoại đã kết thúc, phiên được kết thúc. SIP không thể phân phối
mô tả phiên cho các bên tham gia cho đến khi họ được định vị. Người dùng có thể thường xuyên
được liên lạc tại vài vị trí. Khi đó, họ có vài địa chỉ IP khác nhau phụ thuộc vào máy mà họ sử dụng
và muốn nhận phiên đến chỉ tại vị trí hiện tại của họ. Ví dụ, người khác có thể muốn nhận phiên
mời trên máy trạm của họ vào buổi sáng khi người sử dụng đến nơi làm việc, trên máy tính tại nhà
vào buổi tối và trên điện thoại cầm tay khi họ đi du lịch. SIP URI: người sử dụng trong môi trường
SIP được định nghĩa bởi SIP Uniform Resource Identity (URI). Khuôn dạng của SIP URI tương tự
như địa chỉ email, bao gồm username và domain name: sip:
Trong ví dụ trước, nếu chúng ta tra cứu SIP server (điều khiển domain company.com) chúng ta sẽ
tìm thấy người sử dụng có username là B. URI của B có thể là SIP:, chỉ ra rằng
host có địa chỉ IP là 131.160.1.112 có username là B.
Registration (đăng ký): chú ý rằng, người sử dụng đăng ký vị trí hiện tại của họ cho server nếu họ
muốn được tìm thấy. Trong ví dụ trên, B đang làm việc trên laptop của mình có địa chỉ IP là
131.160.1.112. Tên login là B. B đăng ký vị trí hiện tại của mình với server của công ty. Bây giờ A
muốn gọi B. A muốn có địa chỉ SIP Public của B sip: ) vì nó được in trong


business card của B. Vì vậy, khi server tại thanglong.com được liên hệ và hỏi về B, nó biết nơi mà
B có thể liên lạc và kết nối được tạo.
1.4.1. Thực hiêṇ cuô ̣c go ̣i thông qua Proxy Server
Hoạt động của Proxy server được trình bày như trong hình ….Client SIP gửi
bản tin INVITE cho để mời tham gia cuộc gọi.

Hı̀nh 6 – Cuộc gọi thực hiê ̣n thông qua Proxy Server
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.// Từ proxy server của mien hotmail.com nó sẽ đến
location server de dinh vi vị tri hien 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 một trường của bản tin INVITE.
Bước 5: UAS của UserB đáp ứng cho server Proxy với bản tin 200 OK.
Bước 6: Proxy server gửi đáp ứng 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 cuộc gọi, một 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.
1.4.2. Thực hiêṇ cuô ̣c go ̣i thông qua Rediect Server


Hıǹ h 7 – Cuô ̣c go ̣i đươ ̣c thực hiê ̣n thông qua Redirect Server
Các bước như sau:







Bước 1: Redirect server nhân được yêu cầu INVITE từ người gọi (Yêu cầu này có thể đi từ
một 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 đượctrả lại bởi Redirect
server (đến B). Người bị gọi B đáp ứng với chỉ thị thành công (200 OK), và người gọi đáp
trả bản tin ACK xác nhận. Cuộc gọi được thiết lập.
1.4.3. Registration

Hı̀nh 8 – Mô hı̀nh đăng kı́ của User trong SIP

UA đăng kı́ ánh xa ̣ giữa điạ chı̉ IP và Caller ID trong SIP với Registration Server. Registration
Server có nhiê ̣m vu ̣ duy trı̀ mô ̣t cơ sở dữ liê ̣u phu ̣c vu ̣ cho Proxy Server dùng trong viê ̣c route các
thông điê ̣p SIP Request tới đı́ch mô ̣t cách chı́nh xác.

Hı̀nh 9 – Thông điê ̣p Request

Hı̀nh 10 – Thông điê ̣p Response
1.5. Các giao thức trong SIP
Các giao thức khác của IETF có thể sử dụng để xây dựng những ứng dụng SIP. SIP có thể hoạt
động cùng với nhiều giao thức như :










RSVP ( Reource Revervation Protocol ) : Giao thức chiếm trước tài nguyên mạng
RTP ( Real-time tranpsport Protocol ) : Giao thức vận chuyển thời gian thực.
RTSP ( Real Time Streaming Protocol ) : Giao thức tạo luồng thời gian thực.
SAP ( Session Advertisement Protocol ) : Giao thức thông báo phiên kết nối
SDP ( Session Description Protocol ) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa phương tiện.
MIME ( Multipurpose Internet mail Extension – Mở rộng thư tín Internet đa mục đích
HTTP ( Hypertext Transfer protocol ) : Giao thức truyền siêu văn bản.
COPS ( Common Open policy Service ) : Dịch vụ chính sách mở chung
OSP ( Open Settlement protocol ) : Giao thức thỏa thuận mở

1.5.1. RSVP ( Reource Revervation Protocol ) : Giao thức chiếm trước tài nguyên
mạng.


RSVP là một cơ chế báo hiệu dùng để dành riêng tài nguyên trên một mạng. RSVP không phải là
một giao thức định tuyến. Việc quyết định tuyến do IGP (gồm cả các mở rộng TE) và CSPF. Công
việc của RSVP là báo hiệu và duy trì tài nguyên dành riêng qua một mạng. Trong MPLS TE, RSVP
dự trữ băng thông tại mặt phẳng điều khiển (control-plane layer); không có chính sách lưu lượng
trên mặt phẳng chuyển tiếp (forwardingplane). Khi sử dụng cho các mục đích khác (như VoIP hay
DLSW+reservations), RSVP có thể được dùng để dành riêng không gian hàng đợi công bằng có
trọng số (WFQ – Weighted Fair Queuing) hay xây dựng các ATM SVC.
RSVP có ba chức năng cơ bản:




Thiết lập và duy trì đường đi (Path setup and maintenance)
Hủy đường đi (Path teardown)
Báo lỗi (Error signalling)

RSVP là một giao thức trạng thái mềm (soft-state protocol). Nghĩa là cần tái báo hiệu trên mạng để
làm tươi định kỳ cho nó. Với RSVP, một yêu cầu bị hủy nếu nó được chỉ định xóa khỏi mạng bằng
RSVP hay hết thời gian dành riêng (reservation times out).
Có 6 loại thông điệp trong RSVP như sau :










Path – sử dụng để yêu cầu tài nguyên dành trước
Resv – Gửi đáp ứng bản tin đường để thiết lập và duy trì dự trữ tài nguyên.
PathTear- Sử dụng đề xóa dự trữ tài nguyên khỏi mạng theo hướng đi.
ResvTear – Sử dụng để xóa bỏ tài nguyên khỏi mạng theo hướng về.
PathErr – Thông báo lỗi bản tin Path
ResvErr- Thông báo lỗi bản tin Resv
ResvConf – Là một bản tin tùy chọn, gửi ngược lại tới phía gửi của bản tin Resv đề xác
nhận rằng tài nguyên dự trữ xác định thực sự đã được cài đặt
ResvTearConf- Sử dụng để xác nhận dự trữ tài nguyên xác định đã bị xóa khỏi mạng.
1.5.2. RTP ( Real Time Tranpsport Protocol ) : Giao thức vận chuyển thời gian thực

RTP – từ viết tắt của Real Time Transport Protocol (Giao thức Vận chuyển Thời gian Thực) đặc tả
một tiêu chuẩn định dạng gói tin dùng để truyền âm thanh và hình ảnh qua internet. Tiêu chuẩn này
được khai báo trong RFC 1889. Nó được phát triển bởi nhóm Audio Video Transport Working và
được ban hành lần đầu tiên vào năm 1996.
RTP và RTCP liên kết rất chặt chẽ với nhau – RTP truyền dữ liệu thực trong khi RTCP được dùng
để nhận thông tin phản hồi về chất lượng dịch vụ.





RTP cung cấp chức năng mạng vận chuyển end-to-end cho những ứng dụng truyền dữ liệu
mà yếu cầu thời gian thực (real-time) như là âm thanh và video. Những chức năng đó bao
gồm nhận diện loại dự liệu, số trình tự, tham số thời gian và giám sát tiến trính gởi.
RTP là thành phần quan trọng của VoIP bởi vì nó cho phép thiết bị đích sắp xếp và điều
chỉnh lại thời gian cho gói tin thoại trước khi được gởi đến người dùng.

Sequence number được tăng thêm bởi 1 đối với từng gói tin, giá trị khởi đầu ( của gói tin
đầu tiên ) được chọn ngẫu nhiên để nhằm mục đích bảo mật. Xem xét giá trịtrong trường
này, receiver có thể xác định được gói tin bị mất hoặc out of oder tính tóan sác xuất mất gói
hay để điều chỉnh thời gian playout của dữ liệu nhằm đảm bảo chất lượng của dịch vụ.




Timestamp được sử dụng để tính tóan đồng bộ cũng như jitter của dữ liệu, vì vậy giá trị
trong trường này luôn tăng một cách tuyến tính và đơn điệu tùy thuộc theo xung clock lấy
mẫu được sử dụng cho từng lọai dữ liệu ( vd video là 90kHz) bắt ầu từ thời điểm byte đầu
tiên của gói RTP. Giá trị đầu tiên cũng được chọn ngẫu nhiên.
1.5.3. RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)

RTCP giám sát chất lượng của quá trình phân phối dữ liệu và cung cấp tiến trình điều khiển thông
tin. RTCP cung cấp thông tin phản hồi dựa theo điều kiện của mạng:






RTCP cung cấp cơ chế cho những thiết bị liên quan trong phiên (session) RTP trao đổi
thông tin về giám sát và điều khiển phiên.
RTCP giám sát chất lượng của các yếu tố như là đếm gói (packet count), mất gói, độ trễ,
jitter. RTCP truyền gói bằng 1% băng thông của phiên, nhưng ở một tốc độ xác định trong ít
nhất mỗi 5 giây.
Tham số thời gian Network Time Protocol(NTP) dưa vào các xung được đồng bộ.
Tham số thời gian RTP tương ứng thì được tạo ngẫu nhiên và dựa vào tiến trính lấy mẫu gói
dữ liệu. Cả hai NTP và RTP thì được đặt trong gói RTCP bởi người gởi dữ liệu.

1.5.4. RTSP ( Real Time Streaming Protocol ) : Giao thức tạo luồng thời gian thực

Là giao thức điều khiển kiểm soát hệ thống mạng, được thiết kế sử dụng trong hệ thống giải trí và
truyền thông để kiểm soát Streaming media Severs. Giao thức được sử dụng để thiết lập và kiểm
soát các phương tiện truyền thông giữa các điểm cuối phiên. Người dùng đưa ra các lệnh VCR , như
chạy hay tạm dừng , để điều khiển thời gian thực trong việc phát lại các file media từ sever .
1.5.5. SDP ( Session Description Protocol ) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa phương
tiện
Là giao thức cho phép client chia sẻ thông tin về phiên kết nối cho các client khác. Nó đóng một vai
trò quan trọng trong VoIP. SDP không phải là một giao thức lớp vận chuyển, nó không thực sự vận
chuyển dữ liệu giữa các client mà nó chỉ thiết lập cấu trúc thông tin về các thuộc tính của luồng dữ
liệu, dữ liệu thực sự được truyền đi bởi các giao thức SIP, RTSP hay HTTP. Thông tin trong gói
SDP ở dạng ASCII gồm nhiều dòng, mỗi dòng là 1 trường.
Bản tin SDP mang thông tin về phiên kết nối như nhận dạng phiên kết nối, IP người gửi, người
nhận,… Nếu kẻ tấn công bắt được những gói SDP này nó có thể thay đổi giá trị trong các trường rồi
gửi đi. Nhưng điều này hoàn toàn có thể khắc phục bằng phương pháp chứng thực user của SIP.
1.5.6. MIME ( Multipurpose Internet mail Extension – Mở rộng thư tín Internet đa
mục đích
MIME cung cấp cách thức kết hợp nhiều loại dữ liệu khác nhau vào trong một thông điệp duy nhất
có thể được gởi qua Internet dùng Email hay Newgroup. Thông tin được chuyển đổi theo cách này
trông giống như những khối ký tự ngẫu nhiên. Những thông điệp sử dụng chuẩn MIME có thể chứa
hình ảnh, âm thanh và bất kỳ những loại thông tin nào khác có thể lưu trữ được trên máy tính. Hầu
hết những chương trình xử lý thư điện tử sẽ tự động giải mã những thông báo này và cho phép bạn
lưu trữ dữ liệu chứa trong chúng vào đĩa cứng.


2. VoIP
2.1. Tổ ng quan VoIP
Dịch vụ điện thoại IP là dịch vụ ứng dụng cao cấp cho phép truyền tải các cuộc đàm thoại sử dụng
hạ tầng mạng IP. Nguyên tắc VoIP gồm việc số hóa tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số hóa, chia

tín hiệu thành các gói và truyền những gói số liệu này trên nền IP. Đến nơi nhận, các gói số liệu
được ghép lại, giải mã ra tín hiệu analog để phục hồi âm thanh.
Trong dịch vụ điện thoại IP có thể có sự tham gia 3 loại đối tượng cung cấp dịch vụ như sau:




Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP
Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP
Nhà cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển mạch kênh

Để có thể sử dụng được dịch vụ điện thoại IP, người sử dụng cần thông qua mạng Internet và các
chương trình ứng dụng cho điện thoại IP. Trong khi các nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp sự
truy cập Internet cho khách hàng của họ thì các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại ITSP cung câp dịch
vụ điện thoại IP cho khách hàng bằng cách sử dụng các chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại
IP. Có thể nói rằng dịch vụ truy cập Internet cung cấp bởi các ISP chưa đủ để cung cấp dịch vụ điện
thoại thông qua dịch vụ điện thoại IP. Người sử dụng cần phải truy nhập vào nhà cung cấp dịch vụ
điện thoại IP khi sử dụng điện thoại IP. Họ không thể gọi hoặc nhận các cuộc đàm thoại thông qua
dịch vụ điện thoại IP nếu chỉ có truy cập vào mạng Internet. Để phục vụ cho việc truyền thông giữa
những người sử dụng trên các máy tính đầu cuối của mạng Internet, các công ty phần mềm đã cung
cấp các chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP thực hiện vai trò của ITSP. Đối với người sử
dụng trên mạng chuyển mạch kênh, họ sẽ truy nhập vào ISP hoặc ITSP thông qua các điểm truy
nhập trong mạng chuyển mạch kênh.
VoIP dựa trên sự kết hợp của mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói là mạng IP. Mỗi loại
mạng có những đặc điểm khác biệt nhau. Trong mạng chuyển mạch kênh một kênh truyền dẫn dành
riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian.
Dòng thông tin truyên trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian. Băng thông của kênh
dành riêng được đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng điện thoai
PSTN), và độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời gian truyên thông tin trên kênh. Khác với mạng
chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) sử dụng hệ thống lưu trữ

rồi truyền tại nút mạng. Thông tin được chia sẻ thành các gói, mỗi gói được thêm các thông tin điều
kiển cần thiết cho quá trình truyền như là địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nới nhận… Các gói thông tin đến
nút mạng được xử lý và lưu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến 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 được thiết lập, băng thông của kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không cố định,
và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh rất nhiều.
Áp dụng VoIP có thể khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt
trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP. Nhưng VoIP cũng phức tạp và đòi hỏi giải
quyết nhiều vấn đề.


Hı̀nh 11 – Mô hı̀nh truyề n thông thoại VoIP
2.2. Các đă ̣c tı́nh của VoIP
2.2.1. Ưu điể m
VoIP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt trong
phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó được áp dụng trên một mạng toàn cầu là mạng
Internet. Các tiến bộ của công nghệ đã mang đến cho VoIP những ưu điểm sau:




Giảm chi phí cuộc gọi: Ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại hiện tại
là khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với chất lượng chấp nhận được. Nếu
dịch vụ điện thoại IP được triển khai thì chi phí cho một cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương
đương với chi phí truy nhập Internet. Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp như vậy là do tín
hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao. Đồng thời,
kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64Kbps xuống thấp tới 8Kbps kết hợp với tốc
độ 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 được với lượng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ
thuật cũ.

Khả năng mở rộng: Nếu như các hệ tổng đài thường là những hệ thống kín, thì rất khó để
thêm vào đó những tính năng thì các thiết bị trong mạng Internet thường có khả năng thêm
















vào những tính năng mới. Chính tính mềm dẻo đó mang lại cho dịch vụ điện thoại IP khả
năng mở rộng dễ dàng hơn so với điện thoại truyền thống.
Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Gói thông tin trong mạng IP
truyền đến đích mà không cần một sự thiết lập kênh nào. Gói tin chỉ cần mang địa chỉ của
nơi nhận cuối cùng là thông tin đó có thể đến được đích. Do vậy, việc điều khiển cuộc gọi
trong mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không cần phải tập trung vào
chức năng thiết lập kênh.
Quản lý băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thông cung cấp
cho một cuộc thoại là cố định (một kênh 64Kbps), nhưng trong điện 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 thì băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có
thể, nhưng khi lưu lượng của mạng cao thì mạng sẽ hạn chế băng thông của từng cuộc gọi ở

mức duy trì chất lượng thoại chấp nhận được nhằm phục vụ cùng lúc được nhiều người
nhất. Điểm này cũng là một yếu tố làm tăng hiệu quả sử dụng của điện 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 điện thoại hội nghị, điều mà với công nghệ chuyển mạch cũ thì 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 như: Cho biết thông tin về người gọi tới hay một thuê bao điện thoại IP
có thể có nhiều số liên lạc mà chỉ cần một hiết bị đầu cuối duy nhất.
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.
Sử dụng hiệu quả: Như đã biết VoIP truyền thoại qua mạng Internet và sử dụng giao thức
IP, ngày nay IP là giao thức mạng được sử dụng rộng rãi nhất và có rất nhiều ứng dụng đang
được khai thác trên cơ sở các giao thức của mạng IP, VoIP có thể kết hợp sử dụng các ứng
dụng này để nâng cao hiệu quả sử dụng mạng. Kỹ thuật VoIP được sử dụng chủ yếu kết hợp
với các mạng máy tính do đó có thể tận dụng được sự phát triển của công nghệ thông tin để
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.
2.2.2. Nhược điểm
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 và độ trễ không cố định của các gói
thông tin khi truyền trên mạng. Để có được một dịch vụ thoại chấp nhận được cần phải có
một kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những yêu cầu khắt khe như: Tỉ số nén lớn, có khả năng
suy đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc…Tốc độ xử lý của các bộ Codec phải đủ
nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn. Đồng thời cơ sở hạ tầng của mạng cũng
cần được nâng cấp lên các công nghệ mới để có tốc độ cao hơn và có cơ chế thực hiện chức
năng QoS (Quality of Service).
Vấn đề bảo mật: Mạng Internet là mạng có tính rộng khắp và hỗn hợp, trong đó có rất nhiều
loại máy tính khác nhau, các dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do

vậy không có gì đảm bảo rằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng như số liên lạc truy
nhập sử dụng dịch vụ của người dùng được giữ bí mật. Và nguy cơ nghe lén cuộc gọi VoIP
khá cao do các gói dữ liệu phải chuyển tiếp qua nhiều trạm trung gian trước khi đến người


nghe hoặc vấn đề truy cập trái phép, hacker có thể lợi dụng các lỗ hổng bảo mật để xâm
nhập vào hệ thống mạng.
Ngoài ra VoIP có thể gặp những vấn đề như không thể sử dụng được dịch vụ khi cúp điện, không
thể kết nối đến các dịch vụ khẩn như: cấp cứu, báo cháy…
2.2.3. Những khó khăn khi triển khai dịch vụ
 Vấn đề tiêu chuẩn: Do tiêu chuẩn quốc tế cả điện thoại IP còn đang không ngừng phát triển
và hoàn thiện và đặc biệt là tiêu chuẩn thông tin giữa các miền khác nhau, giữa các mạng
khác nhau v.v…còn đang trong thời gian tranh luận đã ảnh hưởng trực tiếp đến sự tương
thích giữa các sản phẩm điện thoại VoIP của các nhà cung cấp khác nhau. Ngoài ra vấn đề
chuyển mạch của thuê bao ở các miền khác nhau, vấn đề lộ trình và vấn đề tương thích dịch
vụ, vấn đề thanh toán cước phí giữa các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau còn đang chờ đợi.
 Vấn đề mạng truyền tải: Trong mạng Internet là không thể xác định trước được và luôn thay
đổi, vì vậy ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng thông thoại. Căn cứ vào tình hình kỹ
thuật hiện nay có thể nói Internet đối với thông tin điện thoại thời gian thực yêu cầu chất
lượng cao còn tồn tại nhiều khuyết điểm.
 Vấn đề dung lượng thiết bị: Các nhà sản xuất thiết bị tiếp nhận Internet và các nhà sản xuất
thiết bị cổng mạng đều đang cố gắng phát triển với quy mô lớn, từ vài cửa ra E1 cho đến
hơn 100 cửa ra E1. Tuy nhiên chất lượng của thiết bị hiện nay còn cách xa so với sản phẩm
viễn thông.
2.3. Kiế n trúc của VoIP

Hı̀nh 12 – Mô hı̀nh kiế n trúc của VoIP
Trong mô hình này là sự có mặt của hai thành phần chính trong mạng VoIP đó là:

IP Phone (hay còn gọi là SoftPhone): Là thiết bị giao diện đầu cuối phía người dùng với mạng
VoIP. Cấu tạo chính của một IP Phone gồm hai thành phần chính:



Thành phần báo hiệu mạng VoIP: Báo hiệu có thể là H.323 sử dụng giao thức TCP hay SIP
sử dụng UDP hoặc TCP làm giao thức truyền tải của mình.
Thành phần truyền tải media: Sử dụng RTP để truyền luồng media với chất lượng thời gian
thực và được điều khiển theo giao thức RTCP.

VoIP Server: Chức năng chính của Server trong mạng VoIP tùy thuộc vào giao thức báo hiệu được
sử dụng. Nhưng về mô hình chung thì VoIP Server thực hiện các chức năng sau:




Định tuyến bản tin báo hiệu trong mạng VoIP.
Đăng kí, xác thực người sử dụng.
Dịch địa chỉ trong mạng.

Nói chung, VoIP Server trong mạng như là đầu não chỉ huy mọi hoạt động của mạng. Server có thể
tích hợp tất cả các chức năng (SoftSwitch) hoặc nằm tách biệt trên các Server chức năng khác nhau
(Location Server, Registrar Server, Proxy Server,…).
2.3.1. Tiến trình hoạt động của VoIP
Call setup: trong quá trình này, người gọi phải xác định vị trí (thông qua địa chỉ của người nhận) và
yêu cầu một kết nối để liên lạc với người nhận. Khi địa chỉ người nhận được xác định là tồn tại trên
các proxy server giữa hai người sẽ thiết lập một cuộc kết nối cho quá trình trao đổi dữ liệu voice.
Voice data processing: tín hiệu giọng nói (analog) sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu số (digital) rồi
được nén lại nhằm tiết kiệm đường truyền (bandwidth) sau đó sẽ được mã hóa (tính năng bổ sung
nhằm tránh các bộ phận tích mạng-sliffer). Các voice samples sau đó sẽ được chèn vào các gói dữ

liệu để vận chuyển trên mạng. Giao thức dùng cho các gói voice này là RTP (real-time transport
protocol). Một gói tin RTP có các field chứa dữ liệu cần thiết cho việc biên dịch lại các gói tin sang
tín hiệu voice ở thiết bị người nghe. Các gói tin voice được truyền đi bởi giao thức UDP. Ở thiết bị
cuối, tiến trình được thực hiện ngược lại.
2.3.2. Mô hın
̀ h phân lớp chức năng
Về mặt chức năng, công nghệ VoIP có thể được chia làm ba lớp như sau:

Hı̀nh 13 – Mô hı̀nh phân lớp chức năng của VoIP








Lớp cơ sở hạ tầng mạng gói: thực hiện chức năng truyền tải lưu lượng thoại. Trong VoIP, cơ
sở hạ tầng là các mạng IP. Giao thức truyền tải thời gian thực RTP kết hợp với UDP và IP
giúp truyền tải thông tin thoại qua mạng IP. RTP chạy trên UDP, còn UDP hoạt động trên IP
hình thành lên cơ chế truyền RTP/UDP/IP trong VoIP. Trong các mạng IP, hiện tượng các
gói IP thất lạc hoặc đến không theo thứ tự thường xuyên xảy ra. Cơ chế truyền TCP/IP khắc
phục việc mất gói bằng cơ chế truyền lại không phù hợp với các ứng dụng thời gian thực
vốn rất nhạy cảm với trễ. RTP với trường tem thời gian (timestamp) được dùng để bên thu
nhận biết và xử lý các vấn đề như trễ, sự thay đổi độ trễ (jitter) và sự mất gói.
Lớp điều khiển cuộc gọi: thực hiện chức năng báo hiệu, định hướng cuộc gọi trong VoIP.
Sự phân tách giữa mặt phẳng báo hiệu và truyền tải đã được thực hiện ở PSTN với báo hiệu
kênh chung SS7, nhưng ở đây nhấn mạnh một thực tế có nhiều chuẩn báo hiệu cho VoIP
cùng tồn tại như H.323, SIP hay SGCP/MGCP. Các giao thức báo hiệu này có thể hoạt động
cùng nhau, được ứng dụng để phù hợp với những nhu cầu cụ thể của mạng. Ngoài ra, lớp

này còn cung cấp chức năng truy nhập tới dịch vụ bên trên cũng như các giao diện lập trình
mở để phát triển ứng dụng.
Lớp ứng dụng dịch vụ: đảm nhiệm chức năng cung cấp dịch vụ trong mạng với cả dịch vụ
cũ tương tự như trong PSTN và các dịch vụ mới thêm vào. Các giao diện mở cho phép các
nhà cung cấp phần mềm độc lập phát triển ra nhiều ứng dụng mới. Đặc biệt là các ứng dụng
dựa trên Web, các ứng dụng kết hợp giữa thoại và dữ liệu, các ứng dụng liên quan tới
thương mại điện tử. Sự phân tách lớp dịch vụ làm cho các dịch vụ mới được triển khai
nhanh chóng. Ngoài ra, các chức năng như quản lý, nhận thực cuộc gọi và chuyển đổi địa
chỉ cũng được thực hiện ở lớp này.

Do các giao diện giữa các lớp là mở và tuân theo chuẩn, tạo ra nhiều sự lựa chọn khi xây dựng thiết
kế mạng. Ví dụ, ứng với lớp cơ sở hạ tầng mạng ta có thể dùng các Router và Switch của hãng
Cisco, điều khiển cuộc gọi thực hiện bằng các Gatekeeper của VocalTec và các dịch vụ được cung
cấp bởi Server dịch vụ của Netspeak. Do đó mô hình trên không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết.
2.4. Các kiểu kết nối sử dụng VoIP
2.4.1. Computer to Computer

Hình 14 – Mô hình PC-PC
Với một kênh truyền internet có sẵn, là một dịch vụ miễn phí được sử dụng rộng khắp nơi trên thế
giới. Chỉ cần người gọi (caller) và người nhận (receiver) sử dụng chung một VoIP service (skype,
MSN, yahoo messenger…) 2 headphone + microphone, sound card. Cuộc hội thoại là không giới
hạn. Và nó được áp dụng trong một tổ chức hay một công ty để thuận tiện cho việc liên lạc mà
không cần nắp thêm tổng đài nội bộ.
2.4.2. Computer to phone


Hình 15 – Mô hình PC to Phone
Trong mô hình này mạng Internet và mạng PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt
đó là Gateway Là một dịch vụ có phí. Bạn phải trả tiền để có một account + software.
Với dịch vụ này một máy PC có kết nối tới một máy điện thoại thông thường ở bất cứ đâu (tùy

thuộc vào phạm vi cho phép trong danh sách các quốc gia mà nhà cung cấp cho phép. Người gọi sẽ
bị tính phí trên lưu lượng cuộc gọi và khấu trừ vào tài khoản hiện có.



Ưu điểm: Đối với các cuộc hội thoại quốc tế, người sử dụng sẽ tốn ít phí hơn một cuộc hội
thoại thông qua hai máy điện thoại thông thường, chi phí rẻ và dễ nắp đặt.
Nhược điểm: chất lượng cuộc gọi phụ thuộc vào kết nối internet và service nhà cung cấp.
2.4.3. Phone to phone

Hình 16 – Mô hình Phone to Phone
Là một dịch vụ có phí. Bạn không cần một kết nối internet mà chỉ cần một VoIP adapter kết nối với
máy điện thoại. Lúc này máy điện thoại trở thành một IP phone.
Sử dụng Internet làm phương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN đều kết nối
với mạng Internet thông qua các Gateway. Khi tiến hành cuộc gọi, mạng PSTN sẽ kết nối đến
Gateway gần nhất, tại đây địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉ PSTN sang địa chỉ IP để có thể
định tuyến các gói tin đến được mạng đích. Đồng thời Gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín
hiệu thoại tương tự thành dạng số sau đó mã hóa, nén, đóng gói lại và gửi qua mạng. Mạng đích
cũng được kết nối với Gateway và tại đó địa chỉ lại được chuyển đổi trở thành địa chỉ PSTN và tín
hiệu được giải nén, giải mã, rồi chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào mạng PSTN
đến đích.
2.5. Vấn đề bảo mật trong VoIP
Chính vì VoIP dựa trên kết nối internet nên có thể có những điểm yếu đối với bất kì mối đe doạ và
các vấn đề gì mà máy tính của bạn có thể đối mặt. Công nghệ này cũng là một công nghệ mới nên
cũng có nhiều tranh cãi ề những tấn công có thể xảy ra, VoIP cũng có thể bị tấn công bởi virut và
mã nguy hiểm khác, các kể tấn công có thể chặn việc truyền thông, nghe trộm và thực hiện các tấn
công giả mạo bằng việc thao túng ID và làm hỏng dịch vụ của bạn. Các hành động tiêu tốn lượng
lớn các tài nguyên mạng như tải file, chơi trò chơi trực tuyến…cũng ảnh hưởng đến dịch vụ VoIP.

VoIP cũng chịu chung với các vấn đề bảo mật vốn có của mạng data. Những bộ giao thức mới dành
riêng của VoIP ra đời cũng mang theo nhiều vấn đề khác về tính bảo mật.
Các loa ̣i hı̀nh tấ n công:















Nghe lén cuô ̣c go ̣i
Truy câ ̣p trái phép
Caller ID Spoofing
Tấ n công Replay
Tấ n công tràn bô ̣ đê ̣m
Man-in-the-middle
Chă ̣n và đánh cắ p cuô ̣c go ̣i
DNS poisioning
ARP spoofing
Roque VoIP Endpoint Attack
Registration Hijacking
Giả ma ̣o ủy nhiê ̣m

Lừa tıń h phı́
Xáo trô ̣n thông điê ̣p

Các công nghê ̣ bảo mâ ̣t dùng trong VoIP












VLan
VPN
Point-to-Point Tunneling protocol
Layer 2 Tunneling protocol
IP Security
Firewall
NAT
Share key
Public key cryptography
IDS
Bảo vê ̣ các thiế t bi ̣VoIP

3. Demo
3.1. Kich

̣ bản