Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thông

1

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Báo Cáo VoIP
I. Sơ lược VoIP
1. Khái niệm :
VoIP (viết tắt của Voice over Internet Protocol, nghĩa l{ Truyền giọng nói trên giao
thức IP) l{ cơng nghệ truyền tiếng nói của con người (thoại) qua mạng thông tin sử dụng bộ
giao thức TCP/IP, điện thoại internet hay thường gọi l{ dịch vụ điện thoại dải rộng
(Broadband Telephony) đang l{m thay đổi ng{nh điện thoại thế giới. Trong môi trường
doanh nghiệp đang dần dần thay thế kiểu điện thoại truyền thống để tận dụng c|c lợi ích và
đặc điểm m{ điện thoại internet mang lại. Nó sử dụng c|c gói dữ liệu IP (trên mạng LAN,
WAN, Internet) với thông tin được truyền tải l{ m~ ho| của }m thanh. Công nghệ VoIP bắt
đầu từ năm 1995 khi công ty VocalTel đưa ra một phần mềm điện thoại internet đầu tiên
chạy trên máy tính cá nhân giống như điện thoại PC ngày nay sử dụng card âm thanh,
microm loa. Phần mềm này gọi là Internet Phone. Một khuyết điểm khi đó là khơng có
mạng dải rộng, phần mềm sử dụng modem do đó chất lượng thoại kém hơn rất nhiều so với
điện thoại thơng thường lúc đó. Tuy nhiên phần mềm này đ~ trở lên nổi tiếng đ|nh dấu một
mốc quan trọng của việc ra đời điện thoại IP.
Vào năm 1998 theo thống kê lưu lượng thoại IP chiếm xấp xỉ 1% tổng lưu lượng
thoại của Mỹ. Các nhà sản xuất thiết bị cố gắng nghiên cứu ra các thiết bị cho phép thông
tin từ điện thoại thông thường sang PC và từ điện thoại sang điện thoại. Vào năm 2000
một số nhà sản xuất như là Cisco và Lucent đ~ đưa ra thiết bị có khả năng định tuyến và
chuyển mạch lưu lượng thoại do đó lưu lượng thoại IP đã tăng lên hơn 3 % tổng lưu lượng
thoại (ở Mỹ).
Ngày nay các vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ của VoIP đ~ được giải quyết
đáng kể, lưu lượng VoIP được giành quyền ưu tiên so với các loại lưu lượng khác như dữ
liệu để đảm bảo chất lượng cuộc gọi. Thu nhập từ VoIP vào năm 2005 l{ xấp xỉ 3 tỉ đô la và

dự đo|n vào năm 2008 sẽ là 8,3 tỉ đô la, điều này đạt được bởi một số yếu tố như là giảm giá
thành, tăng cường các đặc điểm và tiện ích liên quan đến điện thoại IP. Với một số nhu cầu
khác ngày càng ra tăng (Ví dụ như là nhu cầu về truyền hình ảnh qua IP) cho ta thấy tương
lai đầy hứa hẹn của loại hình cơng nghệ này.


2

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Cơng nghệ n{y bản chất l{ dựa trên chuyển mạch gói, nhằm thay thế công nghệ
truyền thoại cũ dùng chuyển mạch kênh. Nó nén (ghép) nhiều kênh thoại trên một đường
chuyền tín hiệu, v{ những tín hiệu n{y được truyền qua mạng Internet, vì thế có thể giảm gi|
thành.
Để thực hiện việc n{y, điện thoại IP, thường được tích hợp sẵn c|c nghi thức b|o hiệu
chuẩn như SIP hay H.323, kết nối tới một tổng đ{i IP (IP PBX) của doanh nghiệp hay của nh{
cung cấp dịch vụ. Điện thoại IP có thể ở dạng như một điện thoại thơng thường (chỉ kh|c l{
thay vì nối với mạng điện thoại qua đường d}y giao tiếp RJ11 thì điện thoại IP nối trực tiếp
v{o mạng LAN qua c|p Ethernet, giao tiếp RJ45) hoặc phần mềm thoại (soft-phone) cài trên
máy tính.
Ng{y nay phương thức n{y được sử dụng rất nhiều trên thế giới, trong đó có Việt
Nam. C|c dịch vụ như gọi 171, 177, 178 ở Việt Nam đều l{ c|c dịch vụ sử dụng phương thức
n{y. Tuy nhiên VoIP cũng có những nhược điểm của nó. Đó l{ chất lượng }m thanh chưa
được đảm bảo, vẫn cịn tình trạng trễ tiếng. Một số công ty cung cấp VoIP tại Việt Nam đ~ cố
gắng cung cấp cho kh|ch h{ng chất lượng thoại VoIP tốt hơn .
2. Ứng dụng :
Chủ yếu l{ ph|t triển c|c ứng dụng đa phương tiện (multimedia) v{ đa dịch vụ:
 Thoại thông minh :

Hệ thống điện thoại ng{y c{ng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ động.
Nhưng nó ho{n to{n “ngớ ngẩn”. Nó chỉ có một số phím để điều khiển. Trong những năm gần
đ}y, người ta đ~ cố gắng để tạo ra thoại thông minh, đầu tiên l{ c|c thoại để b{n, sau l{ đến
c|c server. Nhưng mọi cố gắng đều thất bại do sự tồn tại của c|c hệ thống có sẵn.
Internet sẽ thay đổi điều n{y. Kể từ khi Internet phủ khắp to{n cầu, nó đ~ được sử
dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại to{n cầu. Giữa mạng m|y tính và
mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ. Internet cung cấp c|ch gi|m s|t v{ điều khiển c|c
cuộc thoại một c|ch tiện lợi hơn. Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm so|t v{ điều khiển
c|c cuộc thoại thông qua mạng Internet.
 Dịch vụ điện thoại Web :
“World Wide Web” đ~ l{m cuộc c|ch mạng trong c|ch giao dịch với kh|ch h{ng của
c|c doanh nghiệp. Điện thoại Web hay “bấm số” (click to dial) cho phép c|c nhà doanh
nghiệp có thể đưa thêm c|c phím bấm lên trang web để kết nối tới hệ thống điện thoại của


3

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

họ. Dịch vụ bấm số l{ c|ch dễ nhất v{ an to{n nhất để đưa thêm c|c kênh trực tiếp từ trang
Web của bạn v{o hệ thống điện thoại.
 Truy cập c|c trung t}m trả lời điện thoại :
Truy nhập đến c|c trung t}m phục vụ kh|ch h{nh qua mạng Internet sẽ thúc đẩy
mạnh mẽ thương mại điện tử. Dịch vụ n{y sẽ cho phép một kh|ch h{nh có c}u hỏi về một sản
phẩm được ch{o h{ng qua Internet được c|c nh}n viên của công ty trả lời trực tuyến.
 Dịch vụ fax qua IP :
Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt l{ gửi ra nước ngo{i thì việc sử dụng dịch vụ
Internet faxing sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền v{ cả kênh thoại. Dịch vụ n{y sẽ chuyển trực

tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet. H{ng năm, thế giới tốn hơn 30 tỷ USD cho việc gửi
fax đường d{i. Nhưng ng{y nay Internet fax đ~ l{m thay đổi điều n{y. Việc sử dụng Internet
không những được mở rộng cho thoại m{ còn cho cả dịch vụ fax. Khi sử dụng dịch vụ thoại
v{ fax qua Internet, có hai vấn đề cơ bản:


Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềm chẳng hạn
FoneVNN Client, FPT Phone Dialer. Cấu hình n{y cung cấp cho người sử dụng khả năng sử
dụng thoại qua Internet thay cho sử dụng điện thoại để b{n truyền thống.



Kết nối một gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện h{nh. Cấu hình n{y cung
cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thống điện thoại hiện h{nh.

 Dịch vụ gọi điện c| nh}n thông thường :
Ứng dụng chung nhất của VoIP cho sử dụng c| nh}n hoặc gia đình l{ c|c dịch vụ điện
thoại dựa trên Internet có chuyển mạch điện thoại. Với ứng dụng n{y, bạn vẫn cần có một số
điện thoại, vẫn phải quay số để thực hiện cuộc gọi như sử dụng thông thường. Người m{ bạn
gọi đến sẽ khơng thấy có sự kh|c nhau so với c|c cuộc gọi từ hệ thống điện thoại truyền
thống. Nhiều nh{ cung cấp dịch vụ cũng cho ra những tính năng để sử dụng adapter VoIP của
bạn ở bất kỳ đ}u có kết nối Internet tốc độ cao, cho phép bạn mang nó đi theo khi đi cơng t|c
hoặc đi du lịch.
3. Lợi ích :
 Giảm chi phí điện thoại đường d{i (ghép kênh thống kê thay TDM,v.v…)
VoIP cho phép bạn vừa lướt web, vừa nói chuyện m{ khơng phải tốn tiền điện thoại
đường d{i . Giả sử bạn dùng dialup thì vừa Internet, vừa điện thoại l{ điều không tưởng, VoIP
cho phép điều đó m{ bạn khơng sợ bị “viêm m{ng túi” cuối th|ng . C|c bạn dùng Yahoo
Messager, MS Messager, … có thể nói chuyện trong khi chat l{ 1 tiện ích của VoIP

4

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

 Đơn giản hóa
Một cơ sở hạ tầng tích hợp hỗ trợ tất cả c|c hình thức thơng tin cho phép chuẩn ho| tốt
hơn v{ giảm tổng số thiết bị. Cơ sở hạ tầng kết hợp n{y có thể hỗ trợ việc tối ưu ho| băng tần
động. Mạng voice v{ dữ liệu dùng chung tối thiểu hóa c|c thiết bị trong một cơ sở hạ tầng.
 Thống nhất :
Vì con người l{ nh}n tố quan trọng nhưng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn
thông, mọi cơ hội để hợp nhất c|c thao t|c, loại bỏ c|c điểm sai sót v{ thống nhất c|c điểm
thanh to|n sẽ rất có ích. Trong c|c tổ chức kinh doanh, sự quản lý trên cơ sở SNMP (Simple
Network Management Protocol) có thể được cung cấp cho cả dịch vụ thoại v{ dữ liệu sử
dụng VoIP. Việc sử dụng thống nhất giao thức IP cho tất cả c|c ứng dụng hứa hẹn giảm bớt
phức tạp v{ tăng cường tính mềm dẻo. C|c ứng dụng liên quan như dịch vụ danh bạ v{ dịch
vụ an ninh mạng có thể được chia sẻ dễ d{ng hơn.
 C|c ứng dụng đa dịch vụ v{ đa phương tiện :
Thoại v{ fax chỉ l{ c|c ứng dụng khởi đầu cho VoIP, c|c lợi ích trong thời gian d{i hơn
được mong đợi từ c|c ứng dụng đa phương tiện multimedia) v{ đa dịch vụ. Chẳng hạn c|c
giải ph|p thương mại Internet có thể kết hợp truy cập Web với việc truy nhập trực tiếp đến
một nh}n viên hỗ trợ kh|ch h{ng...
II.Kiến trúc của VoIP :
1. Căn bản về hai mơ hình gọi điện phổ biến :
 Mơ hình truyền thống :
Mơ hình phía dưới chỉ dựa v{o chuyển mạch kênh truyền thống ở c|c tổng đ{i PSTN .
Trong điện thoại thông thường, tín hiệu thoại có tần số nằm trong khoảng 0.4 - 3.3 KHz được
lấy mẫu với tần số 8KHz theo Nyquyst. Sau đó c|c mẫu sẽ được lượng tử ho| với 8bit/mẫu v{

được truyền với tốc độ 64Kbps đến mạng chuyển mạch sau đó được truyền tới đích. Ở bên
nhận, dòng số 64 Kbps n{y được giải m~ để cho ra tín hiệu thoại tương tự.


5

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Hình 1.7. Một cuộc gọi điện thoại thơng thường.
 Mơ hình dùng VoIP :

Nhóm 5


6

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Đầu tiên tín hiệu thoại cũng được số ho|, nhưng sau đó thay vì truyền
trên mạng PSTN qua c|c trường chuyển mạch, chúng sẽ được nén xuống tốc độ thấp, đóng
gói v{ chuyển lên mạng IP. Tại bên nhận, c|c gói tin n{y được giải nén th{nh c|c luồng PCM
64Kbps truyền đến thuê bao bị gọi. Sự kh|c nhau chính l{ mạng truyền dẫn v{ khuôn dạng
thông tin dùng để truyền dẫn. Thí dụ :
Hình dưới minh hoạ về một cuộc gọi VoIP. Giả sử thuê bao A muốn gọi đến thuê bao B.
Thuê bao A quay số điện thoại của th bao B. Mạng PSTN có nhiệm vụ ph}n tích địa chỉ v{
kết nối đến gateway1. Tại đ}y địa chỉ của B lại được ph}n tích v{ gateway1 x|c định được
thuê bao B được kiểm so|t bởi gateway2. Nó sẽ thiết lập một phiên liên kết với gateway2.
C|c thông tin b|o hiệu m{ gateway1 nhận được từ PSTN sẽ được chuyển đổi thích hợp sang

dạng gói v{ truyền đến gateway2. Tại gateway2, c|c gói tin lại được chuyển đổi ngược lại v{
truyền sang mạng PSTN. Mạng PSTN có nhiệm vụ định tuyến cuộc gọi đến thuê bao B. C|c
thông tin trả lời sẽ được chuyển đổi ngược lại qua gateway2 đến gateway1. Sau khi cuộc gọi
được thiết lập, c|c gateway có nhiệm vụ chuyển đổi giữa c|c gói tin thoại trên mạng IP v{ các
luồng PCM truyền trên mạng PSTN.

2. Phương pháp chung để thực hiện :


7

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Voice sang IP
Analog

Voice
CODEC: Analog sang Digital
(PCM, ADPCM…)
Nén
Tạo Voice Datagram (phần dữ
liệu trong gói IP)
Gắn Header
(RTP, UDP, IP, etc)

Digital

Network

IP sang voice
Digital

Network

Xử lý Header
Re-sequence and
Buffer Delay
Giải nén
CODEC: Digital sang Analog
Analog
Voice
3. Các
kiến trúc tổng quát :


8

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

C|c mơ hình cơ bản: VoIP Forum (thuộc IMTC) đ~ ph|t triển 3 cấu hình kết nối kết
hợp giữa mạng IP v{ PSTN:
 PC to PC
 PC to phone
 Phone to phone
PC to PC

PC to Phone

Phone to Phone


9

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thông

4.Các thành phần của mạng VoIP

Nhóm 5


10

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

4.1 Thiết bị đầu cuối.
Một thiết bị đầu cuối l{ một nút trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP, nó có thể được kết
nối với mạng sử dụng một trong c|c giao diện truy nhập. Một thiết bị đầu cuối có thể cho
phép một thuê bao trong mạng IP thực hiện một cuộc tới một thuê bao kh|c trong mạng
SCN. C|c cuộc gọi đó sẽ được nằm dưới sự gi|m s|t của GK m{ thiết bị đầu cuối hoặc thuê
bao đ~ đăng ký. Một thiết bị đầu cuối có thể bao gồm c|c khối chức năng sau:


Chức năng đầu cuối H.225: thu v{ nhận c|c bản tin H.225.

11

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5



Chức năng đầu cuối H.245: thu v{ nhận c|c bản tin H.245



Bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh truyền tải thông tin kết
nối với thiết bị đầu cuối.



Bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh b|o hiệu kết nối với
thiết bị đầu cuối.



Chức năng x|c nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng kh|ch h{ng, thiết bị hoặc phần
tử mạng.



Non-repudiaiton evidence gathering: thu thập c|c thông tin dùng để x|c nhận l{
bản tin b|o hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đ~ được truyền hoặc nhận chưa.



Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.



Chức năng ghi c|c bản tin sử dụng: x|c định v{ ghi lại c|c thông tin về sự kiện
(truy nhập, cảnh bảo) v{ t{i nguyên.



Chức năng b|o c|o c|c bản tin sử dụng: b|o c|o c|c bản tin sử dụng được ghi ra
thiết bị ngoại vi.

4.2 Mạng truy nhập IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, gateway, gatekeeper truy nhập v{o mạng
IP thông qua cơ sở hạ tầng mạng sẵn có. Một v{i loại giao diện chuẩn truy nhập IP được sử
dụng trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP l{:
 Truy nhập PSTN
 Truy nhập ISDN
 Truy nhập LAN
 Truy nhập c|p, xDSL
 Truy nhập GSM
Trên đ}y không phải l{ tất cả c|c giao diện truy nhập IP, một v{i loại kh|c đang được
nghiên cứu để sử dụng trong mạng VoIP. Đặc điểm của c|c giao diện n{y có thể g}y ảnh
hưởng đến chất lượng v{ tính bảo mật cuộc gọi VoIP.
2.3 Gatekeeper
Gatekeeper l{ phần tử mạng chịu tr|ch nhiệm quản lý việc đăng ký chấp nhận v{
trạng th|i của c|c thiết bị đầu cuối v{ gateway. Gatekeeper có thể tham gia v{o việc quản

lý vùng, xử lý cuộc gọi v{ b|o hiệu cuộc gọi. Nó x|c định tuyến để truyền b|o hiệu cuộc
gọi v{ nội dung đối với mỗi cuộc gọi. Gatekeeper có thể bao gồm c|c khối chức năng sau:


12

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5



Chuyển đổi địa chỉ E.164: chuyển đổi từ địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323.



Chuyển đổi tên gọi H.323: chuyển đổi từ tên gọi H.323 sang số E.164.



Chuyển đổi địa chỉ H.225.0: chuyển đổi từ tên gọi H.323 sang địa chỉ IP truyền
hoặc nhận c|c bản tin H.225.0 v{ truyền địa chỉ IP để truyền c|c bản tin H.225.0 bao
gồm cả m~ lựa chọn nh{ cung cấp mạng.



Dịch địa chỉ kênh thông tin: nhận v{ truyền địa chỉ IP của c|c kênh truyền tải thông
tin, bao gồm cả m~ lựa chọn nh{ cung cấp mạng.



Dịch địa chỉ kênh H.245: nhận v{ truyền địa chỉ IP phục vụ cho b|o hiệu H.245, bao
gồm cả m~ lựa chọn nh{ cung cấp.



GK H.225.0: truyền v{ nhận c|c bản tin H.225.0.



GK H245: truyền v{ nhận c|c bản tin H.245.



Giao tiếp giữa c|c GK: thực hiện trao đổi thông tin giữa c|c GK.



Đăng ký: cung cấp c|c thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ.



X|c nhận: thiết lập c|c đặc điểm nhận dạng của kh|ch h{ng, thiết bị đầu cuối hoặc
c|c phần tử mạng.



Điều khiển GK chấp nhận kênh thông tin: cho phép hoặc không cho phép sử dụng
c|c kênh truyền tải thông tin.



Non-repudiation evidence gathering: thu thập c|c thông tin để x|c nhận l{ c|c bản tin
b|o hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đ~ được truyền hoặc nhận chưa.



Bảo mật kênh b|o hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh b|o hiệu kết nối GK với thiết
bị đầu cuối.



Tính cước: thu thập thơng tin để tính cước.



Điều chỉnh tốc độ v{ gi| cước: x|c định tốc độ v{ gi| cước sử dụng.



Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.



Chức năng ghi c|c bản tin sử dụng: b|o c|o c|c bản tin sử dụng đ~ được ghi ra thiết bị
ngoại vi.

2.4 Gateway
Một gateway có thể kết nối vật lý một hoặc nhiều mạng IP với một hoặc nhiều mạng
SCN. Một GW có thể bao gồm: SGW (Signalling Gateway), MGWC (Media Gateway

Controller) v{ MGW (Media Gateway). Một hay một số chức năng n{y có thể thực
hiện bởi GK hoặc một GK kh|c.
a. Gateway báo hiệu (SGW)


13

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

SGW cung cấp kênh b|o hiệu giữa mạng IP v{ mạng SCN. SGW l{ phần tử trung gian chuyển
đổi b|o hiệu trong mạng IP (ví dụ như H.323) v{ b|o hiệu trong mạng SCN (ví dụ b|o hiệu R2
hay SS7). SGW bao gồm c|c chức năng sau:


Kết cuối c|c giao thức điều khiển cuộc gọi.



Kết cuối b|o hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với chức năng b|o hiệu
của MGWC.



Chức năng b|o hiệu: chuyển dổi giữa b|o hiệu giữa IP với b|o hiệu mạng
SCNkhi phối hợp hoạt động với MGWC.



Bảo mật kênh bao hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh b|o hiệu từ GW.



Chức năng ghi c|c bản tin sử dụng: x|c định v{ ghi c|c bản tin b|o hiệu v{ c|c
bản tin thông tin truyền v{ nhận.



Chức năng b|o c|o c|c bản tin sử dụng: b|o c|o c|c bản tin sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.



OAM&P: vận h{nh quản lý v{ bảo dưỡng thông qua c|c giao diện logic cung
cấp c|c thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các
phầntử quản lý hệ thống.



Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.



Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

b. Gateway truyền tải kênh thoại (MGW)
MGW cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi m~ ho|. Nó chuyển đổi giữa c|c
m~ ho| truyền trong mạng IP (m~ n{y được truyền trên kênh /UDP/IP) với c|c m~ ho| truyền
trong mạng SCN (m~ PCM, GSM). MGW bao gồm c|c chức năng sau:



Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho c|c
kênh truyền v{ nhận.



Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa c|c luồng thông tin giữa



mạng IPv{ mạng SCN bao gồm việc chuyển đổi m~ ho| v{ triệt tiếng vọng.



Chức năng dịch m~ ho|: định tuyến c|c luồng thông tin giữa mạng IP v{
mạng SCN.



Bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thơng tin giữa
mạng IP v{ mạng SCN.



Bảo mật kênh thông tin: bao gồm tất cả c|c ph}n cứng v{ giao diện cần thiết
để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh. Nó phải bao gồm c|c bộ m~ ho| v{


14

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

giải m~ PCM luật A v{ PCM luật u.


Kết cuối chuyển mạch gói: bao gồm tất cả c|c giao thức liên quan đến việc kết
nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm c|c bộ m~ ho| v{
giải m~ có thể được sử udngj. Theo tiêu chuẩn H.323 thì nó bao gồm
RTP/RTCP như được trình b{y trong tiêu chuẩn H.225.0 v{ c|c bộ m~ ho| v{
giải m~ như G.771 v{ G.723.1



Giao diện với mạng SCN: kết cuối v{ điều khiển c|c kênh mang ví dụ như
kênh DS0 từ mạng SCN.



Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP v{ SCN: chuyển đổi giữa kênh
mang thông tin thoại, fax, số liệu của SCN v{ c|c gói dữ liệu trong
mạng chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp
như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng im lặng, m~ ho|, chuyển
đổi tín hiệu fax, điều tiết tốc độ cho modem tương tự. Thêm v{o đó nó cịn
thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng SCN v{ c|c tín hiệu
thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi m{ c|c bộ m~ ho| tin shieeuj
thoại khơng m~ ho| tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thơng tin
giữa IP v{ SCN. cũng có thể thu thập thơng tin về lưu lượng gói v{ chất lượng

kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc b|o c|o chi tiết v{ điều
khiển cuộc gọi.



Chức năng ghi c|c bản tin sử dụng: x|c định v{ ghi c|c bản tin b|o hiệu v{ c|c
bản tin thông tin truyền v{ nhận.



Chức năng b|o c|o c|c bản tin sử dụng: b|o c|o c|c bản tin sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.



OAM&P: vận h{nh quản lý v{ bảo dưỡng thông qua c|c giao diện logic cung
cấp c|c thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới c|c
phần tử quản lý hệ thống.



Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.



Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

c. Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại (MGWC)
MGWC đóng vai trị phần tử kết nối MGW, SGW v{ GK. Nó cung cấp chức năng xử lý cuộc
gọi cho GK, điều khiển MGW nhận thông tin b|o hiệu SCN từ SGW v{ thông tin b|o hiệu IP từ

GK. MGWC bao gồm c|c khối chức năng sau:


15

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5



Chức năng GW H.225.0: truyền v{ nhận c|c bản tin H.225.0.



Chức năng GW H.245: truyền v{ nhận c|c bản tin H.245.



Chức năng x|c nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng thiết bị
hoặc phần tử mạng.



Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không cho
phép một luồng dữ liệu.



Non-repudiaiton evidence gathering: thu thập c|c thông tin dùng để x|c nhận l{

bản tin b|o hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đ~ được truyền hoặc nhận chưa.



B|o hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả c|c loại b|o hiệu cuộc gọi có thể
thực hiện bởi c|c đầu cuối trong mạng. Ví dụ như theo chuẩn H.323
thì bao gồm: H.225.0, Q.913, H.225.0 RAS v{ H.245. Đối với một đầu cuối
H.323 chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS m{ không bao gồm H.245.



Giao diện b|o hiệu chuyển mạch gói: kết cuối giao thức b|o hiệu chuyển
mạch gói (ví dụ như H.323, UNI, PNNI). Nó chỉ lưu lại vừa đủ thông tin trạng
th|i để quản lý giao diện. Về thực chất giao diện b|o hiệu mạng chuyển mạch
gói trong MGWC khơng kết nối trực tiếp với MGW như l{ c|c thông tin
truyền từ MGWC tới MGW thông qua chức năng điều khiển cuộc gọi.



Điều khiển GW: bao gồm c|c chức năng điều khiển kết nối logic, quản lý t{i
nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ từ SS7 sang H.225.0).



Gi|m s|t t{i nguyên từ xa: bao gồm gi|m s|t độ khả dụng của c|c kênh trung
kế của MGW, dải thông v{ độ khả dụng trong cho IP, tỷ lệ định tuyến thành
công cuộc gọi.



Chức năng điều khiển cuộc gọi: lưu giữ c| trạng th|i cuộc gọi của GW. Chức
năng điều khiển cuộc gọi bao gồm tất cả c|c chức năng điều khiển kết nối
logic của GW.



Quản lý t{i nguyên MGW: cấp ph|t t{i nguyên cho MGW.



Chức năng b|o hiệu: chuyển đổi giữa b|o hiệu mạng IP v{ b|o hiệu mạng SCN
trong phối hợp hoạt động với SGW.



Chức năng ghi c|c bản tin sử dụng: x|c định v{ ghi lại c|c thông tin về sự kiện
(truy nhập, cảnh bảo) v{ t{i nguyên.



Chức năng b|o c|o c|c bản tin sử dụng: b|o c|o c|c bản tin sử dụng được ghi ra
thiết bị ngoại vi.


16

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng


Nhóm 5

OAM&P: vận h{nh quản lý v{ bảo dưỡng thông qua c|c giao diện logic cung cấp
c|c thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới c|c phần tử
quản lý hệ thống.



Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.



Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

5. Cấu hình của mạng VoIP trong mơ hình mạng thế hệ mới NGN
Cấu hình của mạng VoIP trong xu hướng mạng thế hệ mới NGN (Next Generation
Network) bao gồm c|c phần tử điển hình như trong cấu trúc được đề cập ở phần trên v{
kh| ở một số tên gọi v{ giao thức kết nối:


Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP, mạng truy nhập IP, mạng xương sống IP.



Gateway điều khiển phương tiện (MGC).



Gateway phương tiện (MG).



Gateway b|o hiệu (SG).

Xu hướng mạng thế hệ mới VoIP sẽ có c|c thay đổi căn bản hướng tới việc sử dụng c|c giao
thức mới được ph|t triển chuẩn ho| thay thế cho c|c chuẩn giao thức phổ biến nhưng còn tồn
tại nhiều nhược điểm như H.323 hoặc c|c giao thức hiện nay vẫn được ph|t triển riêng rẽ với
mỗi nh{ cung cấp thiết bị trên thị trường như giao thức SS7 qua IP.

Hình 2-2: Cấu hình mạng VoIP trong xu hướng mạng thế hệ mới NGN
Giao thức điều khiển giữa MGC v{ MG: trên thế giới có rất nhiều c|c giao thức điều
khiển được ph|t triển riêng rẽ như SIP, SGCP, MGCP. Tuy nhiên, dần dần c|c giao thức
điều khiển n{y được thay thế v{ quy chuẩn bởi giao thức Megaco/H.248 được IETF
ph|t triển. C|c h~ng ph|t triển c|c thiết bị VoIP đều có lộ trình rõ r{ng hỗ trợ giao thức


17

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Megaco/H.248 trong sản phẩm của mình trong năm 2002 v{ c|c năm tiếp theo. Tuy nhiên
Megaco/H.248 vẫn cần thêm một thời gian nữa để ho{n thiện v{ đảm bảo tính tương
thích rộng r~i, ph|t huy được thế manh của một chuẩn mở có cấu trúc đơn giản v{ hoạt
động hiệu quả. Giao thức trao đổi b|o hiệu giữa MGC v{ SG: Hiện nay có rất nhiều
c|c giao thức chuyển tải b|o hiệu qua IP được ph|t triển riêng rẽ nên rất cần chuẩn ho|
đảm bảo sự tương thích giữa thiết bị c|c h~ng. Do vậy, IETF đ~ th{nh lập nhóm nghiên
cứu Sigtran (Signalling Transport group) để ph|t triển một giao thức chuyển tải b|o hiệu
qua mạng IP l{ giao thức SCTP (Stream Control Transmission Protocol). SCTP cung
cấp c|c chức năng tương đương cho phần chuyển tải dữ liệu MTP cả mức 2 v{

mức 3 trên mạng SS7. IETF hy vọng giao thức n{y được chấp nhận rộng r~i v{
bên cạnh việcchuyển tải b|o hiệu cịn có thể trở th{nh một giao thức chuyển tải phổ biến
tương tựTCP hay UDP.Giao thức điều khiển cuộc gọi giữa MGC v{ MGC hoặc với IP Phone:
IETF khuyến nghị v{ ph|t triển giao thức SIP (Session Initiation Protocol) với mục tiêu sử
dụng traođổi c|c thông tin điều khiển cuộc gọi giữa hai MGC hoặc với c|c thiết bị IP
Phone.Giao thức kết nối giữa SG v{ mạng thoại PSTN: Giao thức hiện trên thế giới sử
dụng như giao thức SS7, H.323.
III. Các loại giao thức Truyền tải và báo hiệu
1 Giao thức TCP/IP
1.1 Giới thiệu về mạng IP
Mạng IP l{ c|c loại mạng dữ liệu sử dụng chồng giao thức TCP/IP trong đó sử
dụng giao thức IP cho lớp mạng (lớp 3) còn ở lớp truy nhập mạng (lớp 2) có thể l{ giao
thức của mạng LAN, x25, Frame Relay, PPP...IP l{ từ viết tắt của Internet Protocol
phiên bản 4 l{ phiên bản hiện được sử dụng nhiều nhất, ta thường viết IPv4 để chỉ ra
phiên bản của giao thức n{y, ngo{i ra cịn có phiên bản 6 (IPv6).
Để thuận tiện cho việc thiết kế v{ c{i đặt mạng thì

người ta thường sử dụng

phương ph|p thiết kế theo kiểu ph}n lớp. Mỗi th{nh phần hệ thống mạng được xem như
một kiến thức đa tầng, trong đó c|c tầng ở trên thì được x}y dừng trên cơ sở tầng ngay
dưới nó, mỗi lớp sẽ thực hiện một chức năng riêng n{o đó v{ sẽ được c|c lớp liền kề nó
sử dụng. Bằng c|ch n{y sẽ tạo ra được rất nhiều lợi ích. Đầu tiên l{ dễ d{ng hơn cho việc
thiết kế bởi vì sẽ rất khó khăn nếu như thực hiện to{n bộ chức năng trên một lớp, bằng
c|ch chia ra c|c lớp ta chỉ cần thực hiện chức năng của từng lớp một có thể điều n{y
khơng dễ d{ng hơn nhưng ta giải quyết công việc một c|ch hiệu quả hơn. Một lợi ích kh|c


18

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

đó l{ khả năng thích ứng, giả sử như ta muốn thay đổi phần mềm thì lúc đó ta chỉ cần thay
đổi ở lớp có liên quan. Có hai mơ hình ph}n lớp tiêu biểu đó l{ mơ hình tham chiếu mở
OSI (Opening System Interconnection) và mơ hình TCP/IP.
+ Mơ hình tham chiếu OSI (Open Systems Interconnection):
Mơ hình tham chiếu OSI l{ mơ hình chuẩn có 7 lớp được thiết kế bởi tổ chức tiêu
chuẩn quốc tế ISO (International Standard Organization). Mơ hình chỉ đưa ra cơng việc
mỗi lớp nên thực hiện ví dụ như việc sử dụng giao thức n{o chứ không đi v{o chi tiết. Khi
thực hiện trong thực tế dưạ trên mơ hình n{y có một số lớp gần như trống rỗng nhưng có
lớp rất phức tạp tuy nhiên đ}y l{ mơ hình chuẩn v{ l{ mơ hình tiêu biểu cho phương ph|p
thiết kế ph}n lớp. Mơ hình OSI có 7 lớp sau:
Lớp 1: Lớp vật lý.
Lớp 2: Lớp liên kết dữ liệu.
Lớp 3: Lớp mạng.
Lớp 4: Lớp chuyển vận.
Lớp 5: Lớp phiên.
Lớp 6: Lớp biểu diễn.
Lớp 7: Lớp ứng dụng.
+ Mơ hình tham chiếu TCP/IP:
Bao gồm 4 lớp sau:
Lớp 1: Lớp truy nhập mạng.
Lớp 2: Lớp mạng.
Lớp 3: Lớp chuyển vận.
Lớp 4: Lớp ứng dụng.
Trong c|c mô hình ph}n lớp thì khi dữ liệu được truyền từ lớp trên xuống c|c lớp
dưới thì mỗi lớp đều thêm v{o phần điều khiển của mình để đảm bảo việc truyền
dữ liệu được chính x|c. Mỗi thơng tin điều khiển n{y gọi l{ header v{ được đặt ở phần trước

dữ liệu. Việc thêm v{o phần header ở mỗi lớp trong qu| trình truyền nhận tin gọi l{ sự đóng
gói (encapsulation). Qu| trình nhận dữ liệu diễn ra theo thứ tự ngược lại mỗi lớp sẽ t|ch
phần header của nó ra trước khi chuyển dữ liệu lên lớp trên. Trên thực tế cấu trúc dữ liệu
của mỗi lớp được cấu tạo tương thích vói lớp trên hay lớp dưới nó để cho việc truyền nhận
dữ liệu được hiệu quả hơn.
1.2 Mạng IP hoạt động thế nào?
Để có c{i nhìn s}u hơn về hoạt động của IP để có thể thực hiện truyền thông giữa


19

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

c|c trạm trước tiên ta xem xét định dạng của gói tin IP. Tiếp theo ta đi xét đến việc đ|nh
địa chỉ IP v{ l{m thế n{o để gói tin có thể đi từ nguồn đến đích được.
a. Định dạng gói tin IP
C|c gói tin gửi đi bởi lớp IP chứa phần header v{ dữ liệu thực sự cần gửi. Định dạng
header của gói tin IP được biểu diễn trong hình vẽ sau:

Hình 3-1: Định dạng header của gói tin IP

Trong 32 bits thì c|c bit bên tr|i có trọng số lớn hơn bên phải v{ khi gửi gói tin qua
mạng thì sẽ gửi lần lượt từ c|c bit có trong số lớn trước. Sau đ}y l{ mô tả cụ thể về các
trường:
+ Trường Version có thể chứa gi| trị 4 để chỉ ra phiên bản hiện h{nh của IP, nó
cũng có thể dùng để chỉ ra nhiều phiên bản cùng tồn tại. Trường n{y giúp cho việc
chuyển giao tới một phiên bản kh|c dễ d{ng hơn.
+ Trường Length chứa độ d{i phần đầu của gói tin IP. Trường n{y chỉ rõ độ d{i của

header theo từng 32bits một. Trường n{y có 4 bit tức l{ độ d{i tối đa của phần đầu gói tin IP
sẽ l{ 60 bytes.
+ Tiếp theo l{ trường Service Type (ST) trường n{y cung cấp chất lượng dịch vụ
(QoS) nhưng ít được sử dụng thực tế. Tuy nhiên khi truyền Voice chúng ta phải
quan t}m đến thời gian thực do đó ST cần được chú ý nếu muốn giảm độ trễ truyền, khi


20

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

đó trường n{y chứa gi| trị chỉ ra độ ưu tiên của gới tin.
+ Packet Length (16 bits) chưa kích thước của to{n bộ gói tin IP. Tức l{ kích thước tối
đa của gói tin la 65535 bytes tuy nhiên c|c mạng khơng bao giờ xử lý gói tin lớn vậy m{ các
gói tin IP thường có độ d{i l{ 576 bytes.
+ Trong khi được truyền đi c|c gói tin có thể sẽ phải đi qua nhiều loại mạng kh|c
nhau, mỗi mạng sẽ có gi| trị MTU (Maximum Transfer Unit) chỉ kích thước gói tin tối đa m{
nó có thể xử lý. Do đó trong khi truyền thì gói tin có thể bị ph}n đoạn ra v{ gửi một c|ch
riêng lẻ. Trường Identification sẽ giúp cho việc t|i tạo gói tin, c|c phần chia của cùng một gói
tin sẽ có cùng gi| trị Identification. Trong khi gửi thì m|y gửi sẽ tự động tăng gi| trị trường
n{y của các gói tin lên.
+ Flag (3 bits) bit thứ nhất có thể gi| trị zero, bit thứ hai có nghĩa l{ đừng ph}n mảnh
nữa cịn bít cuối cùng có nghĩa l{ tiếp tục ph}n mảnh.
+ Fragment Offset (13bits) chỉ ra vị trí của c|c mảnh nhỏ trong gói tin đ~ bị ph}n
mảnh. Sử dụng trường n{y sẽ giúp cho lớp Internet có thể t|i tạo lại gói tin. Ta chỉ quan t}m
đến 3 trường Identification, Flag v{ Fragment Offset chỉ khi có sự ph}n mảnh gói tin xảy ra
khi gói tin đi qua c|c đường truyền có MTU kh|c nhau.
+ Time to Live (TTL) l{ trường chỉ ra thời gian tồn tại cho phép của gói tin đi trong

mạng. Mỗi khi đi qua một router thì trường n{y được giảm đi ngay cả khi gói tin ở trong
h{ng đợi của router thì trường n{y cũng bị giảm đi bằng thời gian gói tin trong h{ng đợi
(gi}y). Khi TTL bằng 0 thì gói tin sẽ bị hủy.
+ Protocol chỉ ra gói tin n{y thuộc giao thức n{o, có thể l{ giao thức lớp 4 hoặc có thể
l{ giao thức điều khiển ở lớp mạng.
+ Header Checksum chỉ dùng để kiểm tra lỗi của phần header do đó c|c lớp trên
muốn kiểm tra lỗi của phần dữ liệu thì phải dùng phần checksum riêng.
+ Source IP address v{ Destination IP address dùng để chỉ ra địa chỉ nguồn v{ đích
của nơi gửi v{ nơi nhận.
+ Cuối cùng l{ phần dữ liệu, nơi chứa thông tin m{ ta muốn chuyển tới đích , trường
n{y có độ d{i thay đổi.

b. Đánh địa chỉ IP


21

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Hình 3-2: C|c lớp địa chỉ IP

Nhóm 5


22

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

Mọi đầu cuối kết nối trong mạng IP hay internet đều phải có một địa chỉ IP
duy nhất. Một địa chỉ IP đó l{ một d~y nhị ph}n gồm 32 bits được chia ra th{nh 5 lớp
được biểu diễn trên hình 2.2 trên.
Thường viết địa chỉ IP dưới dạng c|c số thập ph}n c|ch nhau bởi dấu chấm.
Để thu được dạng n{y từ dạng nhị ph}n ta chia th{nh c|c nhóm 8 bits mỗi nhóm n{y
sẽ tạo lên một số thập ph}n. C|c địa chỉ ở ba lớp đầu (A, B, C) có thể g|n cho một m|y
nào đó tuy nhiên trong đó có một số địa chỉ d{nh riêng khơng được sử dụng (địa chỉ
mạng v{ địa chỉ roadcast). Từ quy ước trên ta có thể tính ra dải địa chỉ của từng lớp.
Hai lớp còn lại l{ D, E thì mới có lớp D thực sự được sử dụng l{m địa chỉ đa
phát (multicasting address) lớp E dùng với mục đích dự trữ.
c. Định tuyến - Routing
Định tuyến l{ chức năng của lớp 3 - Lớp mạng (Theo mô hình OSI). Nó thực
hiện việc n{y một c|ch ph}n tầng v{ có tổ chức cho phép nhiều địa chỉ riêng rẽ được
nhóm lại với nhau v{ được coi như l{ một đơn vị riêng lẻ cho đến lúc cần địa chỉ cụ
thể cho việc gửi dữ liệu cuối cùng. Định tuyến l{ một tiến trình thực hiện việc tìm
kiếm một đường đi tốt nhất từ một thiết bị tới một thiết bị kh|c. Thiết bị chính thực
hiện việc n{y l{ router, tuy nhiên ngo{i router ra cịn có một số c|c thiết bị kh|c có
thể thực hiện chức n}ng n{y như l{ switch lớp 3, tường lửa.
Một router có chức năng duy trì v{ cập nhật bảng định tuyến khi có sự thay đổi về
cấu trúc vật lý mạng - topology (thực hiện bởi giao thức định tuyến). Khi một gói tin
đến router thì router phải sử dụng bảng định tuyến để quyết định gửi gói tin đó đến
đ}u
từ đó đưa gói tin đó ra cổng tương ứng. Router l{ thiết bị lớp mạng (lớp 3) sử dụng
một
hay nhiều tham số định tuyến để quyết định đường đi tốt nhất cho gói tin tùy theo
giao
thức định tuyến m{ nó sử dụng.
1.3Giao thức TCP/UDP

23

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

a. Giao thức TCP (Transport Control Protocol)
TCP l{ giao thức điều khiển truyền dẫn có độ tin cậy cao được thiết kế để phục vụ
việc liên lạc giữa hai host v{ chỉ hỗ trợ phương thức truyền “unicasting”. Trong ứng
dụng truyền thoại VoIP, giao thức TCP được sử dụng l{m giao thức truyền
b|o hiệu chứ không phục vụ việc truyền c|c tín hiệu thoại. Lý do vì header của TCP
lớn v{ vì đảm bảo tính chính x|c cao của đường truyền nên giao thức TCP g}y ra
thời gian trễ lớn ảnh hưởng đến chất lượng c|c ứng dụng thời gian thực. V{ để đảm
bảo tính chính x|c
v{ thứ tự nên giao thức TCP được ứng dụng để truyền b|o hiệu. Giao thức TCP thực
hiện c|c tính năng chính như sau:
o Thiết lập liên kết: Khi hai thực thể TCP muốn trao đổi dữ liệu với
nhau cần phải thiết lập một liên kết logic giữa chúng. Liên kết được
thiết lập phải được đảm bảo về tính chính x|c v{ độ tin cậy, khi liên
kết khơng cịn đủ độ tin cậy thì liên kết sẽ bị huỷ bỏ v{ thiết lập lại.
Khi ho{n tất việc truyền thông c|c liên kết sẽ được giải phóng. Để
thực hiện việc thiết lập liên kết c|c modul TCP sử dụng một cơ chế
đặc biệt gọi l{ “bắt tay ba chiều” (three way handshake).
o Bảo đảm tính chính x|c: Giao thức TCP cung cấp c|c tham số để kiểm
tra cũng như sửa l{ sequence number, ACK (Acknowledge) v{
checksum. C|c segment được đ|nh số hiệu tuần tự do vậy dễ d{ng
loại bỏ c|c segment bị thu được nhiều lần hoặc c|c segment không
đạt yêu cầu. C|c segment sau khi thu được sẽ được kiểm tra nhờ
trường checksum. Nếu chúng được thu đúng thì sẽ ph|t lại tín hiệu
ACK khẳng định. Nếu segment bị thu lỗi, segment sẽ bị loại bỏ v{ nó

sẽ được ph|t lại. Nhờ ACK m{ c|c segment lỗi hay bị mất sẽ
được ph|t lại bảo đảm được tính chính x|c của dữ liệu.
Ngo{i ra giao thức TCP còn cung cấp một số chức năng điều khiển luồng v{ điều
khiển
tắc nghẽn (flow control v{ congestion control) cho phép kiểm so|t v{ tr|nh được sự
tắc nghẽn trên mạng.


24

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

b. User Data Protocol (UDP)
Khái quát về giao thức UDP
UDP l{ một trong hai giao thức truyền dữ liệu được sử dụng trên cơ sở của giao
thức IP. C|c đơn vị dữ liệu được trao đổi l{ c|c UDP datagram. Giao thức UDP l{ giao
thứ khơng có liên kết v{ khơng có c|c cơ chế đảm bảo độ tin cậy. Giao thức UDP
không cung cấp c|c cơ chế kiểm tra, truyền lại cũng như c|c cơ chế phản hồi để
kiểm so|t tốc độ luồng dữ liệu. Do đó c|c UDP datagram có thể bị thu được
nhiều lần hoặc thu khơng đúng. Tuy vậy UDP cũng cung cấp c|c cơ chế quản lý số
hiệu cổng để ph}n biệt giữa nhiều chương trình được chạy trên cùng một m|y tính.
Hơn nữa cấu trúc của UDP datagarm đơn giản nên thời gian trễ truyền dẫn cũng
như thời gian xử lý cũng ngắn hơn do đó tốc độ truyền sẽ nhanh hơn. C|c chương
trình dựa v{o giao thức UDP thường được sử dụng trong phạm vi hẹp (local
environment) hơn l{ trong phạm vi rộng như Internet.
Cấu trúc UDP datagram
Source

Destination Port

Massage

Checksum

UDP Data
Hình 3.1. Cấu trúc UDP datagram.
Trong đó:
Source Port (16 bit): số hiệu cổng của trạm
nguồn. Destination Port (16 bit): số hiệu cổng
của trạm đích.
Message Length (16 bit): chỉ rõ độ d{i phần UDP datagram (tính theo byte) bao
gồm cả
phần header v{ phần data. Độ d{i nhỏ nhất của UDP datagram l{ 8 byte khi chỉ có
phần


25

Báo cáo bài tập lớn Hệ thống viễn thơng

Nhóm 5

header.
Checksum (16 bit): m~ kiểm
so|t lỗi. Cấu trúc tiêu đề giả
của UDP
Trường UDP checksum khổng chỉ được tính riêng cho UDP datagram.
Để tính to|n phần checksum UDP x}y dựng một header giả v{ header giả n{y

không được truyền đi cùng UDP datagram. Ban đầu phần checksum được g|n
bằng khơng sau đó cộng lần lượt mỗi lần 16 bit v{o đó. Phần checksum được tính
bao gồm header giả, UDP header
v{ datagram. Mục đích của việc sử dụng header giả l{ để x|c nhận UDP datagram
được truyền đúng đích. Chìa kho| để hiểu header giả l{ ở chỗ nhận ra được địa
chỉ đích v{ giao thức được sử dụng tại đích. Cịn UDP header đơn thuần chỉ chỉ rõ
số hiệu cổng được sử dụng. Để x|c nhận địa chỉ đích, bên ph|t tính checksum bao
gồm cả phần địa chỉ IP v{ UDP datagram. Tại đích cuối cùng, chương trình sẽ x|c
nhận phần checksum sử dụng địa chỉ IP thu được trong phần IP header. Nếu
đúng thì có nghĩa l{ datagram đ~ tìm đến đúng đích đ~ định sẵn bao gồm cả giao
thức được sử dụng. Cấu trúc header giả được trình b{y như hình vẽ:
Source IP Address
Destination IP Address
Zero

Protocol

UDP Length

Hình 3-3: Cấu trúc
header
Trong đó:
Source IP address (32 bit): địa chỉ IP của trạm
nguồn. Destination IP address (32 bit): địa chỉ IP
của trạm đích.