Giới thiệu về voice over IP, các giao thức liên quan

Giới thiệu về voice over IP, các giao thức liên quan DT5 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

Giới thiệu VoIP và các giao thức

liên quan

Sinh viên:

Nguyễn Đức Chính

Phạm Đình Chương

Nguyễn Tuấn Anh

Lớp:Điện Tử 5-K48

™ Giới thiệu dịch vụ VoIP

™ H323-Tiêu chuẩn áp dụng cho VoIP

™ Các giao thức H323 tham chiếu tới

I.Giới thiệu dịch vụ VoIP

Mô hình điện thoại thường

Tín hiệu thoại gửi đi là các luồng PCM

„ VoIP (Voice over IP) tương tự như điện

thoại thường

„ Tín hiệu thoại được số hoá đóng gói và

chuyển lên mạng IP thay vì qua mạng

chuyển mạch kênh PSTN

„ Gói tin IP sẽ được chuyển đổi thành luồng

PCM phía bên nhận

„ Ví dụ về cấu hình phone to phone

„ Các cấu hình khác:

PC to PC (LAN)

PC to phone

Phone to PC

Các ứng dụng của VoIP

„ Thoại thông minh: Giao tiếp giữa mạng

điện thoại và mạng Internet

„ Dịch vụ thoại Web:Dịch vụ thoại qua giao

diện Web

„ Truy cập các trung tâm trả lời điện thoại:

tư vấn qua Internet,chẳng hạn như

thương mại điện tử

„ Dịch vụ FoIP(Fax over IP): faxing qua

Internet tiết kiệm chi phí đáng kể

Lợi ích của VoIP

„ Giảm chi phí

„ Đơn giản hoá

„ Thống nhất : thống nhất về giao thức

IP,quản lý dựa trên SNMP(simple network

management protocol)

„ Nâng cao ứng dụng: thoại và fax là hai

ứng dụng khởi đầu,tương lai mở ra cho

các ứng dụng multimedia và đa dịch vụ…

Ưu điểm của VoIP

„ Thông tin thoại đưa lên mạng được nén

xuống dung lượng thấp(theo từng kỹ

thuật nén)sẽ giảm được lưu lượng mạng

„ Cơ chế phát hiện khoảng lặng(khoảng

thời gian không tiếng nói) tăng được hiệu

suất mạng

Nhược điểm của VoIP

„ Chất lượng dịch vụ thấp,không thể xác

định được do trễ hoặc mất mát thông tin

trong quá trình truyền ,một yếu tố khác là

do thông tin được nén xuống dung lượng

càng thấp thì chất lượng càng kém ,gây

trễ xử lý

„ Hiện tượng tiếng vọng ảnh hưởng nhiều

đến chất lượng thoại do trễ trong mạng

IP nhiều hơn so với mạng PSTN

Yêu cầu khi phát triển dịch vụ VoIP

„ Chất lượng thoại phải tương đối chất

lượng trong mạng PSTN

„ Mạng IP phải đáp ứng được các yêu cầu

khắt khe gồm giảm thiểu không chấp

nhận cuộc gọi,mất mát gói và mất liên lạc

kể cả trong trường hợp ngẽn mạng hoặc

nhiều người truy cập đồng thời

„ Tín hiệu điều khiển(báo hiệu) không ảnh

hưởng đến hoạt động của mạng,sao cho

người sử dụng không biết họ được cung

cấp dịch vụ dựa trên công nghệ gì

Yêu cầu khi phát triển dịch vụ VoIP

„ Liên kết dịch vụ PSTN / VoIP bao gồm xây dựng

các gateway giữa môi trường điện thoại và

mạng dữ liệu.

„ Quản lý hệ thống an toàn,địa chỉ hoá phải được

cung cấp,tốt nhất là hợp nhất cách hệ thống hỗ

trợ hoạt động PSTN.

„ Các chuẩn giao tiếp phải thống nhất.Các

gateway dung lượng cao cung cấp giao diện

giữa mạng IP và PSTN phải được triển khai.

„ Các mạng sẵn có cần hỗ trợ QoS và các dịch vụ

công cộng toàn cầu.

Khó khăn khi triển khai

„ Vấn đề tiêu chuẩn : tiêu chuẩn thông tin

giữa các miền khác nhau,giữa các mạng

khác nhau; sự tương thích giữa các sản

phẩm điện thoại IP khác nhau;chuyển

mạch thuê bao,tương thích dịch vụ,tính

cước giữa các nhà cung cấp dịch vụ…

„ Vấn đề truyền tải : TCP/IP là giao thức

phi thời gian thực.Lưu lượng truyền dẫn

không thể xác định trước

„ Dung lượng thiết bị chưa đáp ứng tối đa

được đòi hỏi của viễn thông

Xu hướng phát triển

„ Phát triển VoIP trên các mạng doanh

nghiệp Intranet và Extranet thương mại

„ Xây dựng các Gateway giữa mạng IP và

mạng thoại cho phép điều khiển hàng

trăm cuộc gọi đồng thời

II.H323-Tiêu chuẩn áp dụng cho VoIP

„ H323 là chuẩn quốc tế về hội thoại trên

mạng được đưa ra bởi hiệp hội viễn

thông quốc tế ITU

„ H323 là tiêu chuẩn bao gồm các thành

phần , các giao thức,các thủ tục cung cấp

dịch vụ truyền dữ liệu đa phương tiện

multimedia(audio,video,real-time data)qua

mạng chuyển mạch gói mà không quan

tâm tới chất lượng dịch vụ.VoIP là một

ứng dụng của H323

Cấu hình mạng theo chuẩn H323

Mạng H323 bao gồm các thành phần

sau:

Terminal

Gatekeeper

MCU(Multipoint Conference

Unit)

Gateway

„ Terminal (đầu cuối H323) là thiết bị đầu cuối trong

tin audio/video.

liệu

„ Gatekeeper là thành phần quan trong,là bộ

não của mạng H323,hoạt động như một bộ

chuyển mạch ảo.Gatekeeper có chức năng đánh

địa chỉ ;cho phép và xác nhận các đầu cuối ,các

gateway;quản lý dải thông ; tính cước cuộc gọi;

định tuyến cuộc gọi.Một gatekeeper quản lý dải

thông bằng khả năng cho phép hay không cho

phép cuộc gọi.Khi số cuộc gọi vượt quá một

ngưỡng đó thì nó sẽ từ chối tất cả các cuộc gọi

khác Gatekeeper còn có khả năng định tuyến

báo hiệu.

„ Tuy nhiên gatekeeper chỉ là một thành phần

tùy chọn trong mạng H323 ,nếu có gatekeeper

thì các terminal và gateway phải tuân theo các

thủ tục của gatekeeper.

điểm cuối (end point) có khả năng tạo

liên kết đa điểm cho các đầu cuối

Gateway

„ MCU bao gồm một MC(Multipoint

controller )bắt buộc phải có,và một MP

(Multipoint Process)

„ MC có nhiệm vụ điều tiết khả năng của

audio,video,data giữa các thiết bị đầu

cuối theo giao thức H245

„ MP thao tác xử lý,kết hợp,chuyển đổi

các bit dữ liệu

III.Các giao thức H323 tham chiếu tới

„ Chuẩn H323 cung cấp một bộ giao thức phục vụ

cho việc truyền dữ liệu đa phương tiện thời gian

thực trên mạng chuyển mạch gói

Kiến trúc phân tầng của H323 dựa trên mô hình OSI

Giao thức H225 RAS( Registration/Admission/Status )

„ Các bản tin H225 RAS dùng để trao đổi giữa

các điểm cuối và gatekeeper như tìm

gatekeeper ,đăng ký ,quản lý giải thông…

-Tìm gatekeeper là quá trình một điểm cuối

tìm gatekeeper để đăng ký

-Đăng ký để tham gia vào một miền do

gatekeeper quản lý,các điểm cuối phải đăng ký

với gatekeeper để thông báo địa chỉ giao vận

và địa chỉ hình thức của nó (địa chỉ hình thức

là số được quay trong hệ thống có gatekeeper)

-Định vị điểm cuối : là tiến trình tìm điạ chỉ giao

vận của điểm cuối thông quan địa chỉ hình thức.

-Các điều khiển khác: RAS còn dùng để điều

khiển truy nhập để hạn chế số điểm cuối tham

gia vào miền ,điều khiển giải thông,điều khiển

giải phóng khỏi gatekeeper…

-Các bản tin H323 RAS được truyền đi trong gói

tin UDP

Giao thức báo hiệu cuộc gọi H225

„ Giao thức H225 dùng để thiết lập liên kết giữa

các điểm cuối (terminal H323, gateway)

„ Do yêu cầu tin cậy nên các bản tin H225 được

truyền trong các gói tin TCP

„ Khi không có gatekeeper ,các bản tin H225

được trao đổi trực tiếp giữa các điểm cuối,

nhưng khi có gatekeeper trong mạng thì

gatekeeper sẽ quyết định các bản tin H225 có

được trao đổi trực tiếp giữa các đầu cuối hay

phải thông qua gatekeeper

„ Giao thức h245 dùng để thực hiên việc giám sát

các hoạt động của các thực thể H323 bao gồm trao

đổi khả năng các điểm cuối,đóng mở kênh

logic,điều khiển luồng ,xác định chủ tớ và các lệnh

chỉ thị khác.

- Trao đổi khả năng : bên phát nhận biết khả năng

nhận và giải mã do bên thu gửi tới để giới hạn nội

dung thông tin,ngược lại thông báo khả năng

truyền sẽ giúp cho bên thu lựa chọn chế độ thu

phù hợp

- Tập hợp các khả năng của mỗi đầu cuối đựoc khai

báo trong bản tin H245 TerminalCapabilitySet

Giao thức điều khiển cuộc gọi H245

- Báo hiệu kênh logic:H245 có chức năng điều

tiết kênh truyền ,nó điều khiển đóng mở các

kênh logic.Khi kênh logic được mở thông thì

thông tin media mới có thể được truyền đi trên

kênh đó

- Xác định chủ-tớ: giải quyết vấn đề xung đột

khi hai điểm cuối đều có chức năng MC khi

cùng tham gia một cuộc họp hội nghị hoặc

giữa hai điểm cuối khi muốn thiết lập kênh

thông tin một chiều

Giao thức RTP(Real-time transport Protocol)

„ Dựa trên kỹ thuật IP tạo ra các hỗ trợ truyền

tải tín hiệu multimedia thời gian thực

„ Các dịch vụ cung cấp bởi RTP bao gồm các cơ

chế khôi phục thời gian,phát hiện lỗi,bảo an và

xác định nội dung

„ RTP hỗ trợ một dịch vụ khác là RTCP nhận

thông tin phản hồi về chất lượng truyền dẫn và

các thành phần tham gia phiên hiện thời

„ RTP còn có chức năng xác định nguồn bằng

các số ngẫu nhiên có độ dài 32 bits

Giao thức RTP(Real-time transport Protocol)

„ Mã hoá gói tin RTP trong gói IP

„ Dựa vào các nhãn thời gian trong gói RTP

,bên thu xác định thời gian gốc để chạy các

dữ liệu với tốc độ thích hợp

„ RTP sử dụng UDP làm thủ tục truyền để đảm

bảo thời gian thực

Giao thức RTCP(Real-time transport

Control Protocol)

„ Giao thức hỗ trợ cho RTP cung cấp thông tin

phản hồi về chất lượng truyền dữ liệu

„ Giám sát chất lượng và điều khiển tắc

ngẽn.Cung cấp thông tin về chất lượng phân

phối dữ liệu giúp bên phát điều chỉnh cách

thức truyền,bên thu xác định tắc ngẽn cục

bộ, từng phần hay toàn bộ

„ Đánh giá hiệu suất mạng

Giao thức RTCP(Real-time transport

Control Protocol)

„ Xác định nguồn:RTCP cung cấp nhận dạng

nguồn dưới dạng văn bản chẳng hạn tên người

sử dụng,email …

„ Đồng bộ môi trường:Các thông báo của bộ

phát RTCP chứa thông tin xác định thời gian và

nhãn thời gian RTP tương ứng.Chúng có thể

được sử dụng đồng bộ hình ảnh,âm thanh

„ Điều chỉnh thông tin điều khiển: Để hỗ trợ

nhóm người sử dụng lớn,RTCP phải cấm lưu

lượng điều khiển rất lớn đến từ các tài nguyên

khác của mạng bằng cách điều chỉnh tốc độ

phát của RTCP theo số lượng người tham dự

„ CODEC là dịch vụ tối thiểu mà mỗi đầu cuối

H323 nào cũng phải có

„ Mỗi đầu cuối H323 phải được hỗ trợ ít nhất

một chuẩn CODEC

„ Các chuẩn mã hoá hiện nay:G.711 (mã hoá

tốc độ 64kbps); G.722 (64,56,48 kbps);

G.723.1 (5.3 và 6.3 kbps); G.728 (16 kbps);

G.729 (8 kbps)

„ Việc lựa chọn thuật toán CODEC là một

trong những yếu tố cơ bản để nâng cao

chất lượng thoại Internet