SIP và mạng thế hệ mới

Lĩnh vực Công nghệ thông tin
SIP và mạng thế hệ mới
KS. Đinh Kim Cờng, KS. Nguyễn
Hải Đăng
Trung tâm Công nghệ
thông tin
Tóm tắt:
Chuyển dịch từ mạng viễn thông truyền thống lên mạng thế hệ mới
(NGN) là một vấn đề rất thiết thực đối với quá trình phát triển cơ sở hạ
tầng viễn thông Việt Nam. Mặc dù Bộ BCVT đà có kế hoạch mua nút
mạng NGN của nớc ngoài để trang bị cho các thành phố lớn, nhng việc
chủ động nghiên cứu phát triển các thành phần của NGN cũng rất quan
trọng. CDIT cũng đà lên kế hoạch cho hớng nghiên cứu này trong hai năm
2003 và 2004 với ba đề tài. So với các thành phần khác thì SIP server ít
đợc biết đến hơn cả, vì vậy qua bài này chúng tôi sẽ giới thiệu về sự
phát triển của giao thức SIP (Session InitiationProtocl) và vị trí của SIP
server trong mô hình NGN.
Đối với sự phát triển của mạng thế hệ mới (NGN), SIP đà và đang trở
thành một lực đẩy quan trọng. Cách đây khoảng 3 năm, SIP chỉ đợc coi
là một đối trọng tơng đối ít đợc biết đến so với H.323 già đời hơn, và
nhiều nhà sản xuất khi đó đà lu tâm đến SIP nhng hầu hết đều chú
trọng vào việc phát triển MGCP/MEGACO (H.248) trớc. Sau 2 năm, SIP đÃ
dần có đợc vị trí xứng đáng của nó.
Vốn đợc thiết kế để phục vụ cho IP phone, nhng SIP không chỉ
đơn giản là một giao thức telephony mà cũng rất phù hợp cho các ứng
dụng multimedia, đặc biệt là đối với messaging. Các SIP server có thể
liên kết với nhau tạo nên môi trờng dịch vụ trên phạm vi rộng, có thể phối
hợp với các gateway để đạt tới các vùng dịch vụ non-SIP, cũng nh có thể
cung cấp dịch vụ với các media server, feature server phù hợp.
Các bản tin SIP sử dụng định dạng text rất gần gũi với HTTP. Định
dạng text cho phép dễ dàng mở rộng nội dung của bản tin, dễ theo dõi

hoạt động, cũng nh tái sử dụng lại các mô hình đà thành công với HTTP
(chẳng hạn mô hình servlets, digest authentication). Tuy nhiên định
dạng text cũng gây nhiều khó khăn đối với ngời phát triển cha có nhiều
kinh nghiệm, vì sự linh hoạt luôn tỷ lệ nghịch với sự chặt chẽ trong cú
pháp.
Sự linh hoạt của SIP có đợc là do tính độc lập của nó. Bản thân SIP
chỉ định nghĩa các thủ tục để thiết lập các phiên kết nối giữa các cặp
SIP client (end-to-end), trong khi hoạt động của các lớp trên cũng nh đặc
điểm media là dựa trên các chuẩn khác (chẳng hạn RTP/RSVP, audio
codecs). Nói cách khác, SIP là một chuẩn mở.

Học viện C«ng nghƯ BCVT


Hội nghị Khoa học lần thứ 5
Xét trên khía cạnh viễn thông, SIP đa ra một quan điểm mới. Các
chuẩn viễn thông truyền thống thờng là rất chi tiết và chặt chẽ, đầy đủ
tới tận mức ứng dụng. Điều này hạn chế tính mở, tuy nhiên theo các
chuyên gia thì đây lại là một trong những lý do mà H.323 sớm chiếm đợc u thế trong thị trờng Internet phone. Trong khi đó SIP đợc thiết kế để
có thể tồn tại lâu dài, dễ dàng thích nghi và tiến hóa. Ví dụ đơn giản
nh chẳng hạn sau này xuất hiện một giao thức kiểm soát QoS hiệu quả
hơn RSVP, việc bổ sung giao thức mới vào ứng dụng sẽ đợc thùc hiƯn
®éc lËp víi SIP. Quan ®iĨm më cđa SIP khuyến khích nhà phát triển
mạnh dạn chuẩn bị trớc các nền tảng cho đầu cuối của họ mà không ngại
bị lỗi thời, chẳng hạn nh Microsoft đà tích hợp SIP stack vào trong kiến
trúc RTC client của hệ điều hành Windows XP, sẵn sàng cho việc phát
triển các ứng dụng SIP-based phÝa ngêi dïng ci.
HiƯn nay ë trong níc, khi mà VoIP mới đợc đa vào khai thác cha lâu
và đều dựa trên H.323, thì SIP hầu nh còn cha đợc biết đến. Tuy nhiên
trên thế giới thị trờng SIP hiện đang đạt mức tăng trởng khoảng 66% với

dự báo sẽ đạt 2.2 tỷ USD trong năm nay (số liệu từ IDC), trong đó phần
lớn là từ các doanh nghiệp sử dụng SIP-enabled IP PBX. Các nghiên cứu ứng
dụng và mở rộng SIP cũng đà và đang đợc tiến hành từ hai năm nay, với
mục tiêu khuyến khích ứng dụng giao thức này trong nhiều lĩnh vực.
Chẳng hạn nh SIP-CPL (Call Processing Languge) mô tả kịch bản cuộc gọi
với các thẻ XML, SIP-CGI định nghĩa giao diện qua đó các thành phần SIP
có thể truyền tham số tới ứng dụng, hay c¸c chn øng dơng SIP phÝa
server nh SIP Servlet, JAIN SIP và PARLAY. Mô hình ứng dụng SIP có rất
nhiều điểm tơng đồng với mô hình ứng dụng NGN, đây cũng là lý do
mà nhiều hÃng đà trình làng các giải pháp NGN với hầu hết các thành
phần dựa trên SIP.
Trong kiến trúc NGN, SIP hoạt động ở lớp báo hiệu và điều khiển
(Control & Signalling plane). Thành phần chính của một nút mạng NGN là
Media Gateway Controller (MGC - softswitch) sÏ trao ®ỉi trùc tiÕp víi SIP
server ®Ĩ cung cấp các dịch vụ NGN cho các thuê bao của SIP server (là
các đầu cuối IP, còn gọi là SIP client). Trong môi trờng NGN, SIP server
chỉ làm nhiệm vụ thiết lập các phiên media (cuộc gọi) giữa các client
của nó tới MGC, trong khi các chức năng nh cung cấp dịch vụ gia tăng hay
tính cớc sẽ đợc thực hiện bởi MGC. Ngoài ra, các mở rộng của SIP cũng đợc áp dụng trong một số mắt xích của NGN, ví dụ nh SIP-T đợc sử dụng
để báo hiệu giữa các MGC, hay bản thân SIP cũng có thể đợc sử dụng
thay thế Sigtrans/SCTP trên kết nối từ MGC tới SS7 Gateway.
Các SIP server cũng có thể hoạt động độc lập với NGN để cung
cấp các dịch vụ trên nền IP cho các SIP client, chẳng hạn VoIP. Víi sù bỉ
sung c¸c gateway, SIP server cho phÐp c¸c client kÕt nèi tíi nhiỊu hƯ
thèng kh¸c nh PSTN, mail server, SMS, H.323... Khi kÕt nèi víi NGN, ®øng

Häc viƯn C«ng nghƯ BCVT


Lĩnh vực Công nghệ thông tin

từ vị trí của SIP server nhìn lên thì MGC đợc coi nh một SIP gateway
thông thờng.
SIP server có thể đặt tại phía nhà cung cấp dịch vụ NGN để phục
vụ cho các khách hàng đơn lẻ, các khách hàng này cần sử dụng Access
Server của nhà cung cấp để có đợc kết nối IP tới hệ thống. Ngoài ra, các
khách hàng ở quy mô lớn hơn có thể tự trang bị SIP server và đăng ký với
nhà cung cấp dịch vụ NGN. Có thể tìm thấy SIP server trong kiến trúc
NGN của hầu hết các hÃng tên tuổi: Siemens sử dụng hiQ6200 (SIP server
này đợc mua lại của một hÃng khác) trong hệ thống weSurpass, Alcatel
thì tích hợp SIP server vào thành phần IP Telephony (5020 IPT) trong hệ
thống của họ, còn giải pháp của Nortel thì sử dụng SIP làm cơ sở cho
hầu hết các component.

Hình: Vị trí của SIP server trong mô hình NGN
Nh vậy SIP server là một thành phần cơ bản của một nút mạng NGN.
Việc nghiên cứu xây dựng phần mềm hệ thống SIP server sẽ cho phép
làm chủ giao thức SIP, môt giao thức ngày càng đóng vai trò quan trọng
trong kiến trúc mạng NGN. Về mặt ứng dụng hệ thống SIP server có thể
cung cấp các dịch vụ Voice-over-IP, unified messaging khi kết hợp với các
gateway phù hợ. Ngoài ra việc làm chủ giao thức SIP sẽ là một tiền đề
quan trọng để chủ động nghiên cứu phát triển công nghệ
Softswitch/NGN.
Trong giai đoạn tới, chúng tôi sẽ thiết kế phần mềm hệ thống SIP server
và các component cã liªn quan (Location Service, STUN server, registrar
server, SIP proxy server...) với năng lực xử lý đáp ứng cho một cổng
Ethernet 10Mb/s với khả năng cấu hình linh hoạ. Thử nghiệm ổn định
với các đầu cuối SIP-softphone, IP-phone và hoạt động phối hợp các phiên
bản với nhau.
Tài liệu tham khảo:
[1] J. Rosenberg, Session Initiation Protocol - RFC3261

Häc viƯn C«ng nghƯ BCVT


Hội nghị Khoa học lần thứ 5
[2] www.sipforum.org

Học viện Công nghÖ BCVT