TÌM HIỂU HỆ THỐNG VOIP TRÊN ASTERISK

Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

Mục lục
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG VOIP .......................................................................... 4
1.1

Giới thiệu về VoIP ...................................................................................................... 4

1.2

Ƣu điểm của VoIP ....................................................................................................... 5

1.3

Nhƣợc điểm của VoIP ................................................................................................. 7

1.4

Các chuẩn thoại dùng trong VoIP ............................................................................... 7

1.5

Các tổ chức phát triển VoIP ........................................................................................ 7

CHƢƠNG II: T NG QUAN VỀ GIAO TH C SIP ................................................................ 9
2.1

Tổng quan về giao thức khởi tạo phiên SIP ................................................................ 9

2.2

Cấu trúc của SIP ........................................................................................................ 10

2.2.1

Các thành phần của SIP ..................................................................................... 10

2.2.1.1 Địa chỉ của SIP ............................................................................................... 11
2.2.1.2 Định vị server SIP .......................................................................................... 11
2.2.1.3 Định vị ngƣời dùng ........................................................................................ 12
2.2.1.4 Thay đổi một phiên đang tồn tại..................................................................... 12
2.2.1.5 Các bản tin của SIP ........................................................................................ 12
2.2.1.6 Tiêu đề bản tin ................................................................................................ 13
2.2.1.7 Bản tin yêu cầu ............................................................................................... 14
2.2.1.8 Bản tin đáp ứng .............................................................................................. 15
2.2.1.9 Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP ........................................................................ 17
2.2.1.10

Liên vận giữa SIP và SS7 ........................................................................... 20

a.

Thiết lập cuộc gọi cơ bản giữa SIP và PSTN .................................................... 20

b.

Định hƣớng cuộc gọi SIP ................................................................................... 21

2.2.1.11

Tính năng của SIP....................................................................................... 22

CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU BA PHẦN MỀM
3.1

NG DỤNG VOIP ...................................... 24

Asterisk...................................................................................................................... 24

3.1.1

Giới thiệu về phần mềm Asterisk ...................................................................... 24

3.1.2

Tính năng và lợi ích của Asterisk ...................................................................... 24

3.2

OpenSIP .................................................................................................................... 25

3.2.1

Khái niệm OpenSIPS ......................................................................................... 25

3.2.2

Tính năng và lợi ích của OpenSIPS ................................................................... 25

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 1


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
3.2.3
3.3

Kết luận .............................................................................................................. 27

Kamailio .................................................................................................................... 27

CHƢƠNG IV: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ASTERISK ......................................................... 29
4.1

Giới thiệu chung ........................................................................................................ 29

4.2

Kết nối phần cứng ..................................................................................................... 29

4.3

Cài đặt phần mềm ...................................................................................................... 30

4.4

Thực hiện cuộc gọi VoIP, bắt và phân tích gói ......................................................... 32

4.4.1

Khởi tạo phiên .................................................................................................... 32

4.4.2

Quá trình đàm thoại ........................................................................................... 33

4.4.3

Kết thúc phiên: ................................................................................................... 36

CHƢƠNG V: KẾT LUẬN ...................................................................................................... 37
Hạn chế và hƣớng phát triển của đề tài .................................................................................... 37
-

Hạn chế của đề tài .............................................................................................. 37

-

Hƣớng phát triển của đề tài ................................................................................ 37

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 2-1: Vị trí của SIP trong mô hình OSI. ............................................................................. 9
Hình 2-2: Các thành phần của SIP ........................................................................................... 10
Hình 2-3: Hoạt động Proxy Server .......................................................................................... 17
Hình 2-4: Hoạt động của Redirect Server. ............................................................................... 18
Hình 2-5: Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP. ................................................................................ 19
Hình 2-6: Thiết lập cuộc gọi cơ bản giữa SIP và PSTN. ......................................................... 20
Hình 2-7: Định hƣớng cuộc gọi SIP. ....................................................................................... 21
Hình 2-8: OpenSIPS trong VoIP ............................................................................................. 25
Hình 4-1: Các thiết bị trong hệ thống Asterisk ........................................................................ 29

Hình 4-2: Giao diện hệ điều hành ............................................................................................ 30
Hình 4-3: Giao diện của freepbx .............................................................................................. 31
Hình 4-4: Giao diện của phần mềm X Lite .............................................................................. 31
Hình 4-5: Cấu trúc khung của gói tin RTP .............................................................................. 33
Hình 4-6: Gói tin thứ 49 .......................................................................................................... 34
Bảng 2-1: Các tiêu đề bản tin .................................................................................................. 13
Bảng 2-2: Giải thích một số tiêu đề chính của SIP .................................................................. 14
Bảng 2-3: Các bản tin yêu cầu của SIP. ................................................................................... 15
Bảng 2-4: Các loại bản tin đáp ứng của SIP. ........................................................................... 15
Bảng 2-5: Một số mã trạng thái đƣợc định nghĩa trong SIP ................................................... 17

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 2


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

Lới mở đầu

Trong những năm gần đây, chúng ta đã nghe nói nhiều về VoIP nhƣ là một công nghệ
mang tính cách mạng trong việc truyền tín hiệu thoại qua môi trƣờng Internet. Cùng
với sự bùng nổ Internet, VoIP cũng đã có những bƣớc phát triển dài, ngày càng hoàn
thiện về công nghệ, chất lƣợng ổn định, tích hợp đƣợc truyền thông đa phƣơng tiện và
rất cạnh tranh về giá cƣớc. Nhiều hệ thống VoIP đã ra đời và đƣợc triển khai rộng
khắp. Vì vậy việc nghiên cứu và nắm bắt các công nghệ về VoIP đang rất đƣợc quan
tâm. Trong quá trình tìm hiểu về VoIP, nhóm 1-Đ07VTA1 đã quyết định chọn đề tài
“Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk”, nội dung đƣợc trình bày trong 5 chƣơng:
Chƣơng I: Tìm hiểu khái quát về công nghệ truyền thoại trên nền internet (VoIP). Qua
đó chúng ta có thể tổng quát hình dung về VoIP là gì, cách thức họat động của nó ra

sao và ƣu nhƣợc điểm của công nghệ này.
Chƣơng II: Tìm hiểu một trong những giao thức báo hiệu quan trọng trong VoIP là
giao thức báo hiệu SIP Đây là một trong những giao thức của VoIP đƣợc sử dụng
rộng rãi và SIP cũng chính là giao thức báo hiệu sử dụng trong chƣơng trình ứng dụng
Asterisk đƣợc trình bày ở các chƣơng tiếp theo.
Chƣơng III: Đề xuất 3 giải pháp VoIP, so sánh các giải pháp và quyết định giải pháp
triển khai ở chƣơng IV
Chƣơng IV : Triển khai VoIP trên hệ thống Asterisk, các bƣớc thiết lập phần cứng, cài
đặt phần mềm, thực hiện cuộc gọi, bắt và phân tích các gói tin.
Chƣơng V: Kết luận, hạn chế, hƣớng phát triển của đề tài.
Trong quá trình làm đề tại, dù đã cố gắng song do kiến thức hạn chế nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự góp ý, hƣớng dẫn giúp
đỡ của Thầy Cô, bạn bè.
Chúng em xin chân thành cảm ơn

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2011
Nhóm thực hiện
Nhóm 1 –Đ07VTA1

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 3


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG VOIP
Internet Voice, đƣợc biết nhƣ thoại qua giao thức (Voice Over IP), là một công nghệ
cho phép tạo cuộc gọi dùng kết nối băng thông rộng thay vì dùng đƣờng dây điện
thoại tƣơng tự (analog). Nhiều dịch vụ dùng Voice over IP có thể chỉ cho phép bạn gọi

ngƣời khác dùng cùng loại dịch vụ, tuy nhiên cũng có những dịch vụ cho phép gọi
dùng số điện thoại nhƣ số nội bộ, đƣờng dài, di động, quốc tế. Những dịch vụ chỉ làm
việc qua máy tính, hay loại điện thoại qua IP (IP phone) đặc biệt. Vài dịch vụ cho
phép dùng điện thoại truyền thống qua một bộ điều hợp (adaptor)
1.1 Giới thiệu về VoIP
1.1.1 VoIP là gì
Voice over Internet Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử
dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet. VoIP là một
trong những công nghệ viễn thông đang đƣợc quan tâm nhất hiện nay không chỉ đối
với nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với ngƣời sử dụng dịch vụ.
VoIP cho phép thực hiện cuộc gọi dùng máy tính qua mạng dữ liệu nhƣ Internet
VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tƣơng tự analog vào tín hiệu số (digital)
trƣớc khi truyền qua Internet, sau đó chuyển đổi ngƣợc lại ở đầu nhận. Khi tạo một
cuộc gọi VoIP dùng điện thoại với một bộ điều hợp, ta sẽ nghe âm mời gọi, quay số
sau tiến trình này VoIP cũng cho phép tạo một cuộc gọi trực tiếp từ máy tính dùng
loại điện thoại tƣơng ứng hay dùng microphone.
VoIP cho phép tạo cuộc gọi đƣờng dài qua mạng dữ liệu IP có sẵn thay vì phải
đƣợc truyền qua mạng PSTN (Public Switched Telephone Network). Ngày nay nhiều
công ty đã thực hiện giải pháp VoIP của họ để giảm chi phí cho những cuộc gọi
đƣờng dài giữa nhiều chi nhánh xa nhau.
Trƣớc đây, khi dựa vào giao tiếp thoại trên mạng PSTN. Trong suốt cuộc gọi
giữa hai địa điểm, đƣờng kết nối đƣợc dành riêng cho bên thực hiện cuộc gọi. Không
có thông tin khác có thể truyền qua đƣờng truyền này, cho dù vẫn còn thừa lƣợng
băng thông sẵn dùng Sau đó với sự xuất hiện của mạng giao tiếp dữ liệu, nhiều công
ty đã đầu tƣ cho mạng giao tiếp dữ liệu để chia sẽ thông tin với nhau, trong khi đó
thoại và fax vẫn tiếp tục sử dụng mạng PSTN.
Nhƣng ngày nay điều này không còn là vấn đề nữa, với sự phát triển nhanh
chóng và sử dụng rộng rãi của IP, chúng ta đã tiến rất xa trong khả năng giảm chi phí
trong việc hỗ trợ truyền thoại và dữ liệu. Giải pháp tích hợp thoại vào mạng dữ liệu,
và cùng hoạt động bên cạnh hệ thống PBX hiện tại hay những thiết bị điện thoại khác,

để đơn giản cho việc mở rộng khả năng thoại cho những vị trí ở xa. Lƣu lƣợng thoại
thực chất sẽ đƣợc mang tự do (free) bên trên mạng dữ liệu thông qua cơ sở hạ tầng và
thiết bị phần cứng có sẵn
Mặc dù những khái niệm về VoIP là đơn giản, nhƣng để thực hiên và ứng dụng
VoIP là phức tạp Để gởi voice, thông tin phải đƣợc tách biệt thành những gói
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 4


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
(packet) giống nhƣ dữ liệu. Gói là những phần thông tin đƣợc chia nhỏ để dễ dàng cho
việc gởi gói, cũng có thể dùng kĩ thuật nén gói để tiết kiệm băng thông, thông qua
những tiến trình codec (compressor/de-compressor).
Có rất nhiều loại giao thức dùng thực hiện dịch vụ VoIP, những giao thức báo
hiệu VoIP phổ biến SIP và H323. Cả SIP và H323 đều cho phép ngƣời dùng thực hiện
cùng công việc: thiết lập giao tiếp cho những ứng dụng đa phƣơng tiện (multimedia)
nhƣ audio, video, những giao tiếp dữ liệu khác Nhƣng H323 chủ yếu đƣợc thiết kế
cho những dịch vụ đa phƣơng tiện, trong khi SIP thì phù hợp cho những dịch vụ VoIP.
RTP (Real-time Transport Protocol) định nghĩa định dạng chuẩn của gói tin cho
việc phân phối audio và video qua Internet.
1.1.2 Phƣơng thức hoạt động
Khi nói vào ống nghe hay microphone, giọng nói sẽ tạo ra tín hiệu điện từ, đó là
những tín hiệu analog. Tín hiệu analog đƣợc chuyển sang tín hiệu số dùng thuật toán
đặc biệt để chuyển đổi. Những thiết bị khác nhau có cách chuyển đổi khác nhau nhƣ
VoIP phone hay softphone, nếu dùng điện thoại analog thông thƣờng thì cần một
Telephony Adapter (TA) Sau đó giọng nói đƣợc số hóa sẽ đƣợc đóng vào gói tin và
gởi trên mạng IP.
Trong suốt tiến trình một giao thức nhƣ SIP hay H323 sẽ đƣợc dùng để điểu
khiển (control) cuộc gọi nhƣ là thiết lập, quay số, ngắt kết nối… và RTP thì đƣợc

dùng cho tính năng đảm bảo độ tin cậy và duy trì chất lƣợng dịch vụ trong quá trình
truyền.
1.2 Ƣu điểm của VoIP
1.2.1 Đa dạng tính năng – Hiệu quả kinh tế cao
Tất cả tính năng, ứng dụng thông tin liên lạc mới hiện đã có mặt trên thế giới
viễn thông hội tụ đều hỗ trợ nền tảng mạng IP. Tất cả tính năng này có sẵn mà không
đòi hỏi thêm bất kỳ chi phí đầu tƣ nào bởi vì chúng hoạt động trên nền tảng mạng IP
và đƣợc "vận chuyển" trên mạng máy tính y nhƣ các ứng dụng máy tính thông
thƣờng.
1.2.2 Tiết kiệm chi phí đầu tƣ VoIP
Hệ thống IP Telephony và VoIP để hỗ trợ tốt hơn cho công việc kinh doanh. Nếu
doanh nghiệp đã trang bị thiết bị kỹ thuật số (nhƣ tổng đài PBX), thì có thể tiết kiệm
đƣợc đáng kể chi phí đầu tƣ bằng cách tái sử dụng hầu hết các thiết bị này với hệ
thống VoIP mới.
1.2.3 Dễ bảo trì
Việc cài đặt và quản lý hệ thống IP Telephony và VoIP trở nên dễ dàng hơn Với
hệ thống IP Telephony thì mạng VoIP sẽ tự động tự điều chỉnh để tƣơng thích với vị
trí mới của ngƣời dùng. Nhà quản lý hệ thống có thể từ bất kỳ máy tính nối mạng nào
tiến hành kiểm tra, thiết lập mục đích sử dụng, tài khoản và nhiều dữ liệu khác cho
ngƣời dùng. Với hệ thống viễn thông nền IP, công việc quản lý và bảo trì mạng điện
thoại trở nên kinh tế và hiệu quả hơn
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 5


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
1.2.4 Linh hoạt và cơ động

IP Softphone là giải pháp phần mềm gọi điện thoại Internet dành cho các máy

tính sử dụng hệ điều hành Windows. Phần mềm này cho phép ngƣời dùng dễ dàng
truy xuất đến các dịch vụ viễn thông thời gian thực và những tính năng cải tiến khác
với cách thức sử dụng thật đơn giản: chỉ cần nhấn chuột để quay số cuộc gọi. Trong
một mạng viễn thông nền IP, nhân viên có thể tự do đi lại bất kỳ đâu trong văn phòng
công ty, nối máy tính xách tay vào mạng, bắt đầu làm việc và nhận/thực hiện các cuộc
gọi.
1.2.5 Nhiều tính năng hấp dẫn
VoIP với những ƣu điểm nhƣ giảm chi phí liên lạc,khả năng tích hợp dễ dàng các
hệ thống dữ liệu, thoại và video, cơ sở dữ liệu có khả năng kiểm soát tập trung, tính
năng thoại di động cải tiến giúp tiết kiệm thời gian và chi phí...Với giao thức SIP
(Session Initiation Protocol) cho phép nhiều ứng dụng, thiết bị phần cứng mới dễ dàng
triển khai giải pháp VoIP trên mạng LAN, WAN hoặc Internet. Hầu hết các modem
và router ADSL hiện nay đều hỗ trợ VoIP và giao thức SIP, các doanh nghiệp vừa và
nhỏ có thể nhanh chóng triển khai mô hình điện thoại Internet thông qua đƣờng truyền
internet với các dịch vụ VoIP miễn phí nhƣ ifone, IPTel, DrayTel, MediaRing...
1.2.6 Khả năng quản lý toàn diện
Bạn có khả năng kiểm soát chi tiết đến từng bit dữ liệu đang đƣợc lƣu chuyển
trên mạng IP Telephony (LAN) hay mạng VoIP (WAN). Trong các mạng mạng viễn
thông nền IP, chất lƣợng thoại có thể đạt đến 99,99% Nghĩa là trong môi trƣờng
mạng hội tụ nền IP, khả năng phát hiện sớm các triệu chứng và thay đổi những cài đặt
trƣớc khi có bất kỳ trục trặc nào xảy ra đã đƣợc cải tiến đáng kể.
1.2.7 Công tác thời gian thực
Ngƣời dùng có thể bổ sung giải pháp điện thoại kèm hình ảnh Video Telephony
Solution bằng các phần mềm ứng dụng video trên nền IP, qua đó cho phép một máy
tính để bàn hay máy tính xách tay giả lập một chiếc điện thoại IP trong văn phòng
Chất lƣợng hình ảnh và âm thanh khi sử dụng trên mạng nội bộ thƣờng tốt hơn khi sử
dụng qua kết nối Internet do hiếm khi gặp phải tình trạng trễ tiếng hay khựng hình.
1.2.8 Sử dụng băng thông hợp lý
Lƣu lƣợng truyền dữ liệu máy tính (không phải là dữ liệu thoại) trên hệ thống
mạng điện thoại thƣờng chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của toàn hệ thống Ƣu

điểm của VoIP là dữ liệu đƣợc đóng lại thành gói và các gói dữ liệu này đƣợc truyền
thông qua kết nối T-1 trên một phần nhỏ băng thông của kênh DSO.
1.2.9 Giảm chi phí điện thoại đƣờng dài
Với một hệ thống VoIP hoàn chỉnh, doanh nghiệp thậm chí còn có thể triển khai
giải pháp chuyển tiếp cuộc gọi thông minh, cho phép "hạn chế" các cuộc gọi đƣờng
dài trực tiếp từ một khu vực (tỉnh, thành phố hay quốc gia) sang một khu vực khác (cả
2 khu vực này phải có văn phòng của doanh nghiệp này) bằng cách chuyển dữ liệu
thoại thông qua mạng VoIP nội bộ rồi sau đó chuyển tiếp sang hệ thống PSTN.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 6


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
1.3 Nhƣợc điểm của VoIP
Chất lƣợng dịch vụ: do các mạng truyền số liệu vốn dĩ không đƣợc thiết kế để
truyền thoại thời gian thực cho nên việc trễ truyền hay việc mất mát các gói tin hoàn
toàn có thể xảy ra và sẽ gây ra chất lƣợng dịch vụ thấp.
Bảo mật: do mạng Internet là một mạng hỗn hợp và rộng khắp bao gồm rất
nhiều máy tính cùng sử dụng cho nên việc bảo mật các thông tin cá nhân là rất khó.
1.4 Các chuẩn thoại dùng trong VoIP
Các chuẩn thoại dùng trong VoIP: SIP, H323, IAX2, MGCP...
Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol ): chuẩn của IETF, thông dụng nhất hiện
nay vì ít tốn thiết bị phần cứng và có thể mở rộng hệ thống dễ dàng Đây là giao thức
chi tiết xác định những chỉ thị và những đáp ứng, để thiết lập hay kết thúc cuộc gọi.
SIP cũng mô tả chi tiết về các tính năng nhƣ bảo mật (sercurity), sự ủy nhiệm (proxy),
vận chuyển (transport) SIP định nghĩa ra cơ chế báo hiệu cuộc gọi end-to end giữa
các thiết bị. SIP là giao thức text-base có nhiều tính năng tƣơng tự HTTP, nhƣ là cùng
mô hình yêu cầu (request) và đáp ứng (response).
Chuẩn H323: Đây là giao thức chuẩn của ITU. Giao thức này ban đầu đƣợc phát

triển cho hệ thống đa phƣơng tiện(multimedia) phƣơng tiện trong môi trƣờng không
hƣớng kết nối (connectionless), nhƣ LAN H323 là chuẩn định nghĩa tất cả tiến trình
liên quan đến vấn đề đồng bộ cho thoại, video, và truyền dữ liệu H323 định nghĩa tín
hiệu cuộc gọi end-to-end.
Chuẩn MGCP (Media Gateway Control Protocol - Giao thức điều khiển cổng
truyền thông) nó là một giao thức trong VoIP đƣợc đƣa ra theo đề xuất của Cisco và
Telcordia để định nghĩa sự liên lạc giữa những phần điều khiển cuộc gọi Media
Gateway. MGCP là giao thức điều khiển, cho phép trung tâm điều khiển theo dõi
những sự kiện trong cuộc gọi IP và những Gateway và chỉ đạo chúng để gửi thông tin
tới những địa chỉ cụ thể.
1.5 Các tổ chức phát triển VoIP
Nhà cung cấp dịch vụ VoIP lớn : Skype, Yahoo, Google…
Các thiết bị phần cứng VoIP :
- Tổng đài IP, VoIP Gateway : Cisco, Avaya, Alcatel, Nortel, Digium..
- Card giao tiếp PCI : Digium, Openvox, Sangoma…
- Điện thoại IP : Alcatel, Nortel, Welltech…
Các phần mềm ứng dụng tổng đài VoIP PBX : CCM của Cisco, Asterisk trên
Linux, Avaya...
Trên hệ điều hành WINDOWS: chủ yếu sử dụng giao thức SIP, phần mềm này có thể
dễ dàng cài đặt và sử dụng. Tuy nhiên phải mua License tùy theo cấu hình doanh
nghiệp cần ứng dụng.
- 3CX : của hãng 3CX www.3cx.com
- Brekeke : của hãng phần mềm BREKEKE www.brekeke.com
- Axon : của hãng NCH www.nch.com.au/pbx
Trên hệ điều hành LINUX:
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 7

Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- CCM ( Cisco Call Manager ) : chạy trên hệ hành Linux, có bản miễn phí cho
ngƣời dùng. Tuy nhiên, bản miễn phí còn nhiều tính năng chƣa Update, muốn sử dụng
các tính năng Update thì phải mua thêm License.
- Asterisk : chạy trên hệ điều hành LiNux, hoàn toàn miễn phí cho ngƣời dùng.
Phần này sẽ đƣợc trình bày rõ hơn ở phần sau.

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 8


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

CHƢƠNG II: T NG QU N VỀ GI O TH C SIP
2.1 Tổng quan về giao thức khởi tạo phiên SIP
SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức điều khiển báo hiệu thuộc lớp ứng
dụng trong mô hình OSI (hình II 1), đƣợc phát triển nhƣ là một chuuẩn mở RFC 2543
của IEFT. Khác với H.323, nó dựa trên nguồn gốc Web (HTTP) và có thiết kế kiểu
module, đơn giản và dễ dàng mở rộng với các ứng dụng thoại SIP. SIP là một giao
thức báo hiệu để thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên đa phƣơng tiện nhƣ : thoại IP,
hội nghị và các ứng dụng tƣơng tự khác liên quan đến việc truyền thông tin đa phƣơng
tiện.
SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các phiên và để mang các
thông tin mô tả phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên đơn bá (unicast) và quảng bá
(multicast) tƣơng ứng các cuộc gọi điểm tới điểm và cuộc gọi đa điểm. Có thể sử dụng
năm chức năng của SIP để thiết lập và kết thúc truyền dẫn là : định vị thuê bao, khả
năng thuê bao, độ sẵn sàng của thuê bao, thiết lập cuộc gọi và xử lý cuộc gọi.
SIP đƣợc sử dụng kết hợp với các chuẩn giao thức IETF khác nhƣ là SAP, SDP
và MGCP (MEGACO) để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ VoIP. Cấu

trúc của SIP tƣơng tự với cấu trúc của HTTP (giao thức client-server). Nó bao gồm
các yêu cầu đƣợc gởi đến từ ngƣời sử dụng SIP client đến SIP server. Server xử lý các
yêu cầu và đáp ứng đến client. Một thông điệp yêu cầu, cùng với các thông điệp đáp
ứng tạo nên sự thực thi SIP.

Hình 0-1: Vị trí của SIP trong mô hình OSI.

Nói chung, SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau:
- Định vị trí của ngƣời dùng.
- Định media cho phiên làm việc.
- Định sự sẵn sàng của ngƣời dùng để tham gia vào một phiên làm việc.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 9


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc.
- SIP là một giao thức theo thiết kế mở do đó nó có thể đƣợc mở rộng để phát
triển thêm các chức năng mới. Sự linh hoạt của các bản tin SIP cũng cho phép đáp
ứng các dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm cả các dịch vụ di động.
2.2 Cấu trúc của SIP
2.2.1 Các thành phần của SIP
SIP Components

Location
Server

Redirect
Server

Registrar
Server

PSTN
User Agent

Gateway
Proxy
Server

Proxy
Server

Hình 0-2: Các thành phần của SIP

Hệ thống SIP gồm 5 thành phần chính :
- User Agent (UA) : đóng vai trò của thiết bị đầu cuối trong báo hiệu SIP , có
thể là một máy điện thoại SIP, có thể là máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP...UA
bao gồm hai loại User Agent Client (UAC) và User Agent Server (UAS). UAC khởi
tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi Điều này cho phép thực hiện cuộc gọi ngang
hàng thông qua mô hình client-server.
- Máy chủ ủy quyền (Proxy server) : là một chƣơng trình trung gian, hoạt động
nhƣ là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client
khác. Các yêu cầu đƣợc phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến các server khác.
Một proxy có thể dịch và nếu cần thiết có thể tạo lại các bản tin yêu cầu SIP trƣớc khi
chuyển chúng đến server khác hoặc một UA Trong trƣờng hợp này trƣờng Via trong
bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu
cầu .

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 10


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Máy chủ định vị (Location Server) : là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp
thông tin về những vị trí có thể của thuê bao bị gọi cho các phần mềm máy chủ ủy
quyền và máy chủ chuyển đổi địa chỉ.
- Máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server) : là phần mềm nhận yêu cầu
SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối. Không
giống nhƣ máy chủ ủy quyền, máy chủ chuyển đổi địa chỉ không bao giờ hoạt động
nhƣ một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ yêu cầu nào. Máy chủ chuyển đổi địa chỉ
cũng không nhận hoặc huỷ cuộc gọi.
- Máy chủ đăng ký (Register Server) : là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký
Trong nhiều trƣờng hợp máy chủ đăng ký đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh
nhƣ xác nhận ngƣời sử dụng Thông thƣờng máy chủ đăng ký đƣợc cài đặt cùng với
máy chủ ủy quyền và máy chủ hay địa chỉ hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao.
Mỗi lần đầu cuối đƣợc bật lên (ví dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối
lại đăng ký với máy chủ. Nếu đầu cuối cần thông báo cho máy chủ về địa điểm của
mình thì bản tin REGISTER cũng đƣợc gửi đi Nói chung các đầu cuối đều thực hiện
việc đăng ký lại một cách định kỳ.

2.2.2 Hoạt động của các bản tin SIP
SIP là một giao thức dựa trên ký tự văn bản với cú pháp bản in và các trƣờng
mào đầu đồng nhất với giao thức truyền siêu văn bản HTTP (Hypper Text Transfer
Protocol). Các bản tin của SIP truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc bó dữ liệu
UDP.
2.2.1.1 Địa chỉ của SIP
Địa chỉ của SIP còn đƣợc gọi là bộ định vị tài nguyên chung URL (Universal

Resource Locator), tồn tại dƣới dạng user@host. Phần user trong phần địa chỉ có thể
là tên ngƣời sự dụng hoặc số điện thoại. Phần host có thể là tên miền hoặc địa chỉ
mạng.
Ví dụ địa chỉ SIP :
SIP:
SIP:
2.2.1.2 Định vị server SIP
Khi client muốn gửi một yêu cầu, client gửi yêu cầu đó đến một proxy server SIP
đã đƣợc cấu hình hoặc gửi đến địa chỉ IP và số cổng tƣơng ứng với URL SIP. Gửi yêu
cầu trực tiếp đến proxy server thì dễ dàng nếu ứng dụng cuối đã biết proxy server. Gửi
yêu cầu theo cách thứ hai thì phức tạp hơn Client phải cố gắng tiếp xúc với server ở
số cổng đƣợc liệt kê trong bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL SIP. Nếu số hiệu
cổng không có trong URL SIP thì client sử dụng số cổng 5060. Nếu URL SIP chỉ định
một giao thức (UDP hoặc TCP) thì client tiếp xúc với server sử dụng giao thức đó
Nếu không có giao thức nào đƣợc chỉ định hoặc nếu client không hỗ trợ UDP nhƣng
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 11


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
có hỗ trợ TCP thì nó cố gắng dùng TCP Client cố gắng tìm một hoặc nhiều địa chỉ
server SIP bằng cách truy vấn DNS (Domain Name System).
Tiến trình nhƣ sau:
- Nếu phần host của URL SIP là địa chỉ IP, client tiếp xúc với server ở địa chỉ
cho trƣớc Ngƣợc lại nó xử lý bƣớc kế tiếp.
- Client truy vấn server DNS cho địa chỉ phần host của URL SIP. Nếu server
DNS không trả về địa chỉ của URL SIP, client sẽ ngƣng vì nó không thể định vị đƣợc
server.
2.2.1.3 Định vị ngƣời dùng

Ngƣời bị gọi có thể di chuyển giữa nhiều hệ thống đầu cuối theo thời gian.
Các vị trí này có thể đăng kí động với server SIP. Một server vị trí có thể trả về
nhiều vị trí bởi vì ngƣời dùng đăng nhập ở nhiều trạm một cách đồng thời hoặc server
vị trí có thông tin không chính xác. Server SIP kết hợp các kết quả để cung cấp một
danh sách các vị trí hoặc không có vị trí nào.
Hoạt động nhận danh sách các vị trí thay đổi tùy thuộc vào SIP server. Một
Redirect server trả về một danh sách hoàn chỉnh các vị trí và cho phép các client định
vị ngƣời dùng chính xác. Một Proxy server cũng cố gắng định địa chỉ cho đến khi
cuộc gọi thành công hoặc ngƣời bị gọi từ chối cuộc gọi.
2.2.1.4 Thay đổi một phiên đang tồn tại
Điều này đƣợc thƣc hiện bằng cách phát lại bản tin INVITE, sử dụng cùng CallID nhƣng nội dung mới hoặc các trƣờng tiêu đề mang thông tin mới. Chẳng hạn, hai
đối tác đang trò chuyện và muốn thêm và một ngƣời thứ ba. Một trong hai mời ngƣời
thứ ba với địa chỉ multicast mới và đồng thời gửi bản tin INVITE đến đối tác thứ hai
với sự mô tả phiên mulicast mới, ngoại trừ số nhận dạng cũ
2.2.1.5 Các bản tin của SIP
Có hai loại bản tin SIP:
- Bản tin yêu cầu đƣợc khởi tạo từ client.
- Bản tin đáp ứng đƣợc trả lại từ server.
Mỗi bản tin chứa một tiêu đề mô tả chi tiết về sự truyền thông.
SIP có thể sử dụng UDP Khi đƣợc gửi trên UDP hoặc TCP, nhiều giao dịch SIP
có thể đƣợc mang trên một kết nối TCP đơn lẻ hoặc gói dữ liệu UDP. Gói dữ liệu
UDP (bao gồm tất cả các tiêu đề) thì không vƣợt quá đơn vị truyền dẫn lớn nhất MTU
(Maximum Transmission Unit) nếu MTU đƣợc định nghĩa, hoặc không quá 1500 byte
nếu MTU không đƣợc định nghĩa
Một bản tin SIP cơ bản bao gồm: dòng bắt đầu (start-line), một hoặc nhiều
trƣờng tiêu đề, một dòng trống (CRLF) dùng để kết thúc các trƣờng tiêu đề và một nội
dung bản tin tùy chọn.

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 12


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
Bản tin chung =

Dòng bắt đầu
Tiêu đề bản tin
CRLF
[ nội dung bản tin]

2.2.1.6 Tiêu đề bản tin
Tiêu đề bản tin dùng để chỉ ra ngƣời gọi, ngƣời bị gọi, đƣờng định tuyến và loại
bản tin của cuộc gọi Có 4 nhóm tiêu đề bản tin nhƣ sau:
- Tiêu đề chung: áp dụng cho các yêu cầu và các đáp ứng.
- Tiêu đề thực thể: định nghĩa thông tin về loại bản tin và chiều dài.
- Tiêu đề yêu cầu: cho phép client thêm vào các thông tin yêu cầu.
- Tiêu đề đáp ứng: cho phép server thêm vào các thông tin đáp ứng.
Tiêu đề chung

Tiêu đề thực thể

Tiêu đề yêu cầu

Tiêu đề đáp ứng

Accept

Content-Encoding Authorization

Allow

Accept-Encoding

Content-Length

Contact

Proxy-Authenticate

Accept-Language Content-Type

Hide

Retry-After

Call-ID

Max-Forwards

Server

Contact

Organization

Unsupported

CSeq

Priority

Warning

Date

Proxy-Authorization www-Authenticate

Encryption

Proxy-Require

Expires

Route

From

Require

Record-Route

Response-Key

Timestamp

Subject

To

User-Agent

Via

Bảng 0-1: Các tiêu đề bản tin

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 13


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
Giải thích một số tiêu đề chính của SIP:
Tiêu đề

Giải thích

Call-ID

So khớp các yêu cầu với các đáp ứng tƣơng ứng, nhận dạng duy
nhất lời mời hoặc sự đăng kí của client
Trong một cuộc gọi, Cseq tăng lên khi một yêu cầu mới đƣợc gửi đi và bắt

Cseq

đầu ở một giá trị ngẫu nhiên Tuy nhiên, đối với yêu cầu ACK và Cancel
thì Cseq không tăng
To

Có mặt trong tất cả các yêu cầu và đáp ứng để chỉ ra nơi nhận yêu cầu

From

Có mặt trong tất cả yêu cầu và đáp ứng chứa tên và địa chỉ của
nơi khởi tạo yêu cầu
Ghi lại đƣờng đi của yêu cầu để cho phép các server SIP trung

Via

gian chuyển các câu trả lời trở lại cùng đƣờng đi
Chỉ định nội dung và một số tiêu đề bản tin đã đƣợc mã hóa nhƣ

Encryption

thế nào
Content-Length

Chỉ ra kích thƣớc của nội dung bản tin (tính bằng octet)

Content-type

Chỉ ra loại media của nội dung bản tin (văn bản/html,).

Expires

Nhận dạng ngày và thời gian khi bản tin hết hạn .

Accept

Chỉ ra loại media nào đƣợc chấp nhận trong bản tin đáp ứng

Subject

Cho thông tin về bản chất của cuộc gọi

Bảng 0-2: Giải thích một số tiêu đề chính của SIP
2.2.1.7 Bản tin yêu cầu
Các yêu cầu cũng có thể đƣợc xem nhƣ các phƣơng pháp cho phép User Agent
và server mạng định vị, mời và quản lý các cuộc gọi. Bản tin yêu cầu SIP có dạng sau:
Yêu cầu = Dòng yêu cầu (Request-line)
Tiêu đề chung/tiêu đề yêu cầu/tiêu đề thực thể
CRLF
[Nội dung bản tin]

Dòng yêu cầu bắt đầu với mã phƣơng pháp, bộ nhận dạng tài nguyên đồng nhất
yêu cầu, phiên bản giao thức SIP và kết thúc với CRLF. Các thành phần đƣợc phân
cách bởi kí tự SP.
Dòng yêu cầu = Method SP Request-URI SP SIP-Version CRLF.

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 14


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
Có 6 loại bản tin yêu cầu SIP: INVITE, ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL và
REGISTER.
Bản tin

Ý nghĩa

INVITE

Khởi tạo một phiên

ACK

Khẳng định rằng client đã nhận đƣợc bản tin đáp ứng cho bản tin INVITE

BYE

Yêu cầu kết thúc phiên

CANCEL

Huỷ yêu cầu đang nằm trong hàng đợi

REGISTER Đầu cuối SIP đăng ký với registrar server
OPTIONS

Sử dụng để xác định năng lực của server

INFO

Sử dụng để tải các thông tin

Bảng 0-3: Các bản tin yêu cầu của SIP
2.2.1.8 Bản tin đáp ứng
Các bản tin đáp ứng có dạng nhƣ sau:
Đáp ứng = Dòng trạng thái

Tiêu đề chung/tiêu đề đáp ứng/tiêu đề
CRLF
[nội dung bản tin]

Dòng trạng thái = SIP-version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF
Mã trạng thái có 3 chữ số chỉ ra kết quả của việc đáp ứng yêu cầu. Lý do
(Reason-Phrase) là sự mô tả ngắn gọn về mã trạng thái.
Chữ số đầu tiên của mã trạng thái định nghĩa lớp đáp ứng. SIP phiên bản 2 0 định
nghĩa 6 giá trị cho lớp đáp ứng :
Bản tin Ý nghĩa
1xx

Các bản tin chung

2xx

Thành công

3xx

Chuyển địa chỉ

4xx

Yêu cầu không đƣợc đáp ứng

5xx

Sự cố của server

6xx

Sự cố toàn mạng

Bảng 0-4: Các loại bản tin đáp ứng của SIP.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 15


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
Một số mã trạng thái đƣợc định nghĩa trong SIP đƣợc trình bày trong bảng sau:
Lớp đáp ứng

Mã trạng thái

Giải thích

Thông tin

100

Đang cố gắng

180

Rung chuông

181

Cuộc gọi đƣợc chuyển

182

Đƣợc xếp hàng đợi

Thành công

200

OK

Đổi hƣớng

300

Nhiều chọn lựa

301

Đƣợc di chuyển thƣờng xuyên

302

Đƣợc di chuyển tạm thời

380

Dịch vụ thay đổi

400

Yêu cầu lỗi

401

Không nhận thực đƣợc

402

Yêu cầu trả tiền (payment required)

403

Cấm

404

Không tìm thấy

405

Bản tin không cho phép

406

Không chấp nhận

407

Yêu cầu nhận thực proxy

408

Yêu cầu timeout

409

Xung đột

410

Tiếp tục (gone)

411

Yêu cầu chiều dài

413

Thực thể yêu cầu quá lớn

414

URL yêu cầu quá lớn

415

Không hỗ trợ loại media

420

Mở rộng sai

480

Không sẵn có

481

Cuộc gọi hoặc sự trao đổi

482

Vòng lặp đƣợc phát hiện

483

Quá nhiều hop

484

Địa chỉ không hoàn thành

485

Mơ hồ

486

Đang bận

500

Lỗi server bên trong

Lỗi client

Lỗi server
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 16


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

Lỗi toàn cầu

501

Không thực thi

502

Gateway lỗi

503

Dịch vụ không có sẵn

504

Gateway timeout

505

Phiên bản SIP không hỗ trợ

600

Bận ở mọi nơi

603

Từ chối

604

Không tồn tại ở mọi nơi

606

Không chấp nhận

Bảng 0-5: Một số mã trạng thái đƣợc định nghĩa trong SIP
2.2.1.9 Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP
Trƣớc tiên ta tìm hiểu hoạt động của máy chủ ủy quyền và máy chủ chuyển đổi :
a. Hoạt động của máy chủ ủy quyền (Proxy Server)

Hình 0-2: Hoạt động Proxy Server

Client SIP gửi bản tin INVITE cho để mời
tham gia cuộc gọi.
Các bƣớc nhƣ sau:
- Bƣớc1: ửi 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
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 17


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
Proxy server SIP của miền yahoo com và đƣợc Proxy này chuyển đến Proxy server
của miền hotmail.com).
- Bƣớc 2: Proxy server của miền hotmail.com sẽ tham khảo server định vị
(Location server) để quyết định vị trí hiện tại của UserB.
- Bƣớc 3: Server định vị trả lại vị trí hiện tại của UserB (giả sử là
).
- Bƣớc 4: Proxy server gửi bản tin INVITE tới Proxyserver
thêm địa chỉ của nó trong một trƣờng của bản tin INVITE.
- Bƣớc 5: UAS của UserB đáp ứng cho server Proxy với bản tin 200 OK.
- Bƣớc 6: Proxy server gửi đáp ứng 200 OK trở về
- Bƣớc 7: gửi bản tin ACK cho UserB thông qua proxy
server.
- Bƣớc 8: Proxy server chuyển bản tin ACK cho
- Bƣớc 9: Sau khi cả hai bên đồng ý tham dự cuộc gọi, một kênh RTP/RTCP
đƣợc mở giữa hai điểm cuối để truyền tín hiệu thoại.
- Bƣớc 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.
b. Hoạt động của máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server):

Hình 0-3: Hoạt động của Redirect Server.

Các bƣớc nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Redirect server nhận đƣợc yêu cầu INVITE từ ngƣời gọi (Yêu cầu này
có thể đi từ một proxy server khác).
- Bƣớc 2: Redirect server truy vấn server định vị địa chỉ của B.
- Bƣớc 3: Server định vị trả lại địa chỉ của B cho Redirect server.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 18


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Bƣớc 4: Redirect server trả lại địa chỉ của B đến ngƣời gọi A. Nó không phát
yêu cầu INVITE nhƣ proxy server
- Bƣớc 5: User Agent bên A gửi lại bản tin ACK đến Redirect server để xác nhận
sự trao đổi thành công.
- Bƣớc 6: Ngƣời gọi A gửi yêu cầu INVITE trực tiếp đến địa chỉ đƣợc trả lại bởi
Redirect server (đến B) Ngƣời bị gọi B đáp ứng với chỉ thị thành công (200 OK), và
ngƣời gọi đáp trả bản tin ACK xác nhận, cuộc gọi đƣợc thiết lập.Ngoài ra SIP còn có
các mô hình hoạt động liên mạng với SS7 (đến PSTN) hoặc là liên mạng với chồng
giao thức H.323.
Tổng quát lại trong mạng SIP quá trình thiết lập và hủy một phiên kết nối:

Hình 0-4: Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP.

-

Bƣớc 1: Đăng ký, khởi tạo và định vị đầu cuối.

Bƣớc 2: Xác định phƣơng tiện của cuộc gọi, tức là mô tả phiên mà đầu cuối
đƣợc mời tham gia.
Bƣớc 3: Xác định mong muốn của đầu cuối bị gọi, trả lời hay không. Phía bị
gọi phải gửi bản tin xác nhận chấp thuận cuộc gọi hay từ chối.
Bƣớc 4: Thiết lập cuộc gọi.
Bƣớc 5: Thay đổi hay điều khiển cuộc gọi (ví dụ nhƣ chuyển cuộc gọi).
Bƣớc 6: Hủy cuộc gọi.

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 19


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
2.2.1.10 Liên vận giữa SIP và SS7
a. Thiết lập cuộc gọi cơ bản giữa SIP và PSTN

Hình 0-5: Thiết lập cuộc gọi cơ bản giữa SIP và PSTN.

- Bƣớc 1: Khi ngƣời dùng SIP muốn bắt đầu một phiên hội thoại với ngƣời dùng
PSTN, SIP sẽ phát bản tin yêu cầu INVITE. Bản tin này tƣơng tự nhƣ bản tin SETUP
ISDN. Gateway bắt đầu xử lý các tài nguyên dành riêng cho cuộc gọi. Các tài nguyên
này bao gồm cổng RTP/UDP bên phía IP và các khe E1/T1 bên phía PSTN.
- Bƣớc 2: Bản tin INVITE đƣợc xác nhận bởi Gateway với bản tin SIP chứa mã
trạng thái 100. Bản tin này cũng đã xác nhận là Gateway đã đồng ý điều khiển cuộc
gọi.
- Bƣớc 3: Bản tin INVITE đƣợc ánh xạ thành bản tin IAM ISUP và đƣợc gửi đến
PSTN. Và kết nối audio đƣợc thực hiện.
- Bƣớc 4: PSTN đáp ứng với bản tin ACM ISUP để thông báo rằng bản tin IAM
đã đƣợc nhận thành công.

- Bƣớc 5: Bản tin ACM chứa một trƣờng đƣợc gọi là mã trạng thái ngƣời bị gọi
và đƣợc ánh xạ đến đáp ứng SIP tạm thời Đáp ứng tạm thời là 180 cho thuê bao rỗi
và 183 cho không chỉ định Đáp ứng tạm thời này đƣợc Gateway gửi đến SIP. Và
Gateway thực hiện kết nối audio.
- Bƣớc 6: Xác nhận đáp ứng tạm thời ACK (PRACK, Provisional Response
ACK) đƣợc gửi trả lại Gateway từ SIP.
- Bƣớc 7: Mã 200 đƣợc gửi trả lại SIP Đây là một ACK.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 20


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Bƣớc 8: Bản tin xửlý cuộc gọi (CPM, Call Proceeding Message) đƣợc gửi trở
về từ PSTN với các mã chỉ ra trạng thái của cuộc gọi.
- Bƣớc 9: Thông tin trong bản tin CPM đƣợc đặt trong thân của đáp ứng SIP 18x
và đƣợc Gateway gửi đến SIP Mã sự kiện ISUP đƣợc ánh xạ thành mã trạng thái SIP
nhƣ sau:

-

Mã sƣ kiện ISUP

Mã trạng thái SIP

1: thông báo

180: rung chuông

2: tiến hành

183: tiến hành cuộc gọi

3: thông tin inband

183: tiến hành cuộc gọi

4: chuyển cuộc gọi, đƣờng dây bận

181: cuộc gọi đang đƣợc chuyển

5: chuyển cuộc gọi, không trả lời

181: cuộc gọi đang đƣợc chuyển

6: chuyển cuộc gọi, vô điều kiện

181: cuộc gọi đang đƣợc chuyển

Bƣớc 10 và 11: đáp ứng tạm thời đƣợc trả về và đƣợc xác nhận.
Bƣớc 12: ngƣời bị gọi trả lời cuộc gọi, PSTN gửi đến Gateway bản tin ANM.
Gateway thực hiện kết nối audio hai chiều.
Bƣớc 13 và 14: cuộc gọi hoàn thành bên phía IP của kết nối.
b. Định hƣớng cuộc gọi SIP

Hình 0-6: Định hƣớng cuộc gọi SIP.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 21

Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Bƣớc 1: Cuộc gọi đƣợc khởi đầu từ mạng PSTN, bản tin IAM đƣợc gửi đến
Gateway. Gateway thực hiện kết nối audio đến PSTN.
- Bƣớc 2: Dựa vào thông tin mà nó nhận đƣơc trong bƣớc 1, Gateway gửi bản tin
INVITE đến SIP 1.
- Bƣớc 3: SIP 1 trả lại bản tin 3xx thông báo rằng ngƣời bị gọi ở một vị trí khác.
Thông tin này đƣợc mã hóa trong trƣờng Contact của bản tin SIP.
- Bƣớc 4: Gateway gửi lại PSTN bản tin xử lý cuộc gọi CPG thông báo rằng
cuộc gọi đã đƣợc chuyển.
- Bƣớc 5: Gateway công nhận bản tin 3xx.
- Bƣớc 6: Dựa vào thông tin nhận đƣợc trong bƣớc 3, Gateway gửi bản tin
INVITE đến SIP 2.
- Bƣớc 7: Khi SIP 2 nhận đƣợc thông tin địa chỉ đầy đủ, nó trả lại đáp ứng tạm
thời là 18x. Gateway thực hiện kết nối audio đến SIP.
- Bƣớc 8: Dựa vào mã trạng thái 18x, Gateway gửi bản tin ACM đến PSTN.
- Bƣớc 9: Bản tin PRACK đƣợc gửi từ Gateway để xác nhận việc nhận đáp ứng
tạm thời.
- Bƣớc 10: SIP 2 đáp trả bản tin thành công với mã trạng thái 200.
- Bƣớc 11: SIP 2 trả lời cuộc gọi.
- Bƣớc 12:SIP 2 gửi bản tin 200 đến Gateway để thông báo rằng cuộc gọi đã
đƣợc trảlời và audio hai chiều đƣợc vƣợt ngƣỡng (cut through) bởi Gateway.
- Bƣớc 13: Gateway gửi bản tin ANM đến PSTN và tạo kết nối audio hai chiều.
- Bƣớc 14: Gateway xác nhận bản tin đã đƣơc SIP 2 gửi đi trong bƣớc 12
2.2.1.11 Tính năng của SIP
Giao thức SIP đƣợc thiết kế với những chỉ tiêu sau:
- Tích hợp với các giao thức đã có của IETF: Các giao thức khác của IETF có
thể xây dựng để xây dựng những ứng dụng SIP. SIP có thể hoạt động cùng với nhiều
giao thức nhƣ :
 RSVP (Resource Reservation Protocol) : Giao thức giành trƣớc tài nguyên

mạng.
 RTP (Real-time transport Protocol) : Giao thức truyền tải thời gian thực.
 RTSP (Real Time Streaming Protocol) : Giao thức tạo luồng thời gian thực.
 SAP (Session Advertisement Protocol) : Giao thức thông báo trong phiên
kết nối.
 SDP (Session Description Protocol) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa
phƣơng tiện.
 MIME (Multipurpose Internet Mail Extension - Mở rộng thƣ tín Internet đa
mục đích) : Giao thức thƣ điện tử.
 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.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 22


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Đơn giản và có khả năng mở rộng SIP, không có các chức năng thừa nhƣng
SIP có thể sử dụng để thiết lập những phiên kết nối phức tạp nhƣ hội nghị Đơn giản,
gọn nhẹ, dựa trên khuôn dạng văn bản, và SIP đã khắc phục đƣợc điểm yếu của nhiều
giao thức trƣớc đây Các phần mềm của máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng kí, máy chủ
chuyển đổi địa chỉ, máy chủ định vị… có thể chạy trên các máy chủ khác nhau và việc
cài đặt thêm máy chủ hoàn toàn không ảnh hƣởng đến các máy chủ đã có Chính vì
thế hệ thống chuyển mạch SIP có thể dễ dàng nâng cấp.
- Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối. Do có máy chủ ủy quyền, máy chủ đăng
ký và máy chủ chuyển đổi địa chỉ hệ thống luôn nắm đƣợc địa điểm chính xác của
thuê bao. Ví dụ thuê bao với địa chỉ có thể nhận đƣợc cuộc gọi
thoại hay thông điệp ở bất cứ địa điểm nào qua bất cứ đầu cuối nào nhƣ máy tính để
bàn, máy xách tay, điện thoại SIP… Với SIP rất nhiều dịch vụ di động mới đƣợc hỗ

trợ.
- Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới. Là giao thức khởi tạo
phiên trong mạng chuyển mạch gói, SIP cho phép tạo ra những tính năng mới hay
dịch vụ mới một cách nhanh chóng. Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi (Call Processing
Language) và Giao diện cổng kết nối chung (Common Gateway Interface) là một số
công cụ để thực hiện điều này. SIP hỗ trợ các dịch vụ thoại nhƣ chờ cuộc gọi, chuyển
tiếp cuộc gọi, khóa cuộc gọi… (call waiting, call forwarding, call blocking…), hỗ trợ
thông điệp thống nhất…

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 23


Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk

CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU BA PHẦN MỀM

NG DỤNG

VOIP
3.1 Asterisk
3.1.1 Giới thiệu về phần mềm Asterisk
Asterisk là phần mềm mã nguồn mở miễn phí về thoại qua VoIP, cho phép các
doanh nghiệp có thể lắp đặt hệ thống tổng đài PBX mà không cần phải mua một hệ
thống tổng đài ảo hay phần mềm sở hữu độc quyền cho một hệ thống tổng đài nội bộ.
Asterisk là công cụ phần mềm mở cho thoại phổ biến nhất trên thế giới. Nó cho phép
các máy tính của một tổ chức có thể liên lạc thông tin bằng thoại với nhau thông qua
giao thức VoIP, tích hợp chuyển mạch TDM, và nó đáp ứng đƣợc nhu cầu giao tiếp
với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PTSNs).

Asterisk hoạt động trên nhiều hệ điều hành bao gồm FreeBSD, Linux, OS X,
Windows, và Solaris. Asterisk độc đáo ở chỗ nó cho phép các doanh nghiệp thiết
lậpmột hệ thống tổng đài nội bộ PBX chuyên nghiệp với đầy đủ các tính năng cần
thiết, truy nhập sử dụng dịch vụ thoại không tính cƣớc, và nó còn cung cấp một mức
độ lớn các tuỳ biến và tính linh hoạt cho các nhu cầu sử dụng cụ thể của từng đối
tƣợng. Đối với các cá nhân, tổ chức biết cách sử dụng Asterisk thì sẽ có nhiều lợi ích
và tính năng mà nó có thể cung cấp.
Một số nhà cung cấp mã nguồn mở PBX đã sử dụng Asterisk nhƣ một kĩ thuật
nền tảng cho các giải pháp về tổng đài riêng PBX hoặc phần mềm VoIP của họ Các
nhà cung cấp, chẳng hạn nhƣ Free PBX, Elastix, Trixbox và Call Weaver, tất cả đều
sử dụng Asterisk nhƣ là kĩ thuật lõi cho các giải pháp phần mềm của họ
3.1.2 Tính năng và lợi ích của Asterisk
Asterisk có một số lợi ích và một số nhƣợc điểm. Những lợi ích của việc sử dụng
Asterisk đã làm cho nó trở thành một giải pháp ngày càng phổ biến cho nhiều tổ
chức. Một số lợi ích của việc sử dụng Asterisk :
- Các cá nhân và công ty có thể chỉnh sửa phần mềm cho phù hợp với nhu cầu cụ
thể của họ.
- Ƣu điểm chính chính là tiết kiệm chi phí lắp đặt cũng nhƣ chi phí cho thoại.
- Asterisk linh hoạt và có khả năng chỉnh sửa để làm việc với một loạt các thiết
bị phần cứng.
- Truy cập vào hàng ngàn hƣớng dẫn trên internet để tạo các giải pháp PBX khác
nhau.
- Hỗ trợ kỹ thuật và truy cập vào các diễn đàn với chi phí hỗ trợ kỹ thuật hàng
tháng thấp.
- Các chức năng cho một giải pháp tổng đài PBX chuyên nghiệp thƣờng đƣợc
cập nhật.
Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 24

Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk
- Asterisk có các GUI và giao diện ngƣời dùng cho phép truy cập trực quan và dễ
quản lý.
Một số nhƣợc điểm mà các giải pháp phần mềm mã nguồn mở PBX còn là :
- Hỗ trợ là một chi phí thêm trong hầu hết các giải pháp
- Khó khăn trong việc triển khai thực hiện hoặc hiểu rõ làm thế nào để sử dụng
phần mềm.
- Đối với doanh nghiệp: cần có thời gian và nguồn lực cần thiết để chi trả cho
việc đào tạo nhân viên biết cách cài đặt, cấu hình, và sử dụng phần mềm.
3.2 OpenSIP
3.2.1 Khái niệm OpenSIPS
OpenSIPS (Open SIP Server) là một hệ thống mã nguồn mở của một SIP server
Nó không chỉ là một SIP proxy/router vì OpenSIPS bao gồm những chức năng ở cấp
độ ứng dụng, OpenSIPS nhƣ là một máy chủ SIP, là thành phần cốt lõi của bất kỳ giải
pháp VoIP trên SIP server đa chức năng, đa mục đích: router, switch, applicationserver, redirect-server, gateway, load-balancer.. Với một cơ cấu định tuyến linh hoạt
và tùy biến OpenSIPS hợp nhất tiếng nói, video, IM(Instant Message) và các dịch
vụ Presence một cách có hiệu quả cao nhờ thiết kế dạng Module có thể mở rộng Vì
vậy, OpenSIPS có hiệu quả cao, đáng tin cậy OpenSIPS là một trong những máy
chủ SIP nhanh nhất, với một thông lƣợng đƣợc xác định nó nhƣ là một giải pháp tối
ƣu cho doanh nghiệp, các ngành công nghiệp
3.2.2 Tính năng và lợi ích của OpenSIPS
3.2.2.1 OpenSIPS trong VoIP

Hình 0-8: OpenSIPS trong VoIP

Nhóm 1-Đ07VTA1

Page 25