Tiểu luận môn học internet & giao thức Đề tài tìm hiểu giao thức sip

Thông qua môn học này, nhóm em đã có cơ hội hiểu rõ hơn về Internet và giao thức, những yếu tô quan trọng hỉnh thành cơ sở hạ tầng mạng hiện đại và quan trọng trong việc truyền thông và

HOC VIEN CONG NGHE BUU CHINH VIEN THONG

KHOA VIEN THONG

Gyr

TIEU LUAN MON HOC INTERNET & GIAO THUC

DE TAI: TiM HIEU GIAO THUC SIP

Hà Huy Việt - N21DCVTI21

Chu Phạm Thanh Tùng - N2IDCV T117

Huynh Tran Quang Vinh - N21DCVT122

Va Quang Vinh - N21DCVT126 Nhom: 16

Lớp: D2ICQVT0I-N

TPHCM 10/2024

MUC LUC DANH MUC CAC TU VIET TAT va thuat ngit

LOI CAM ON

LOI MO DAU

CHƯƠNG 1

GIGI THIEU CHUNG VE GIAO THUC SIP

1.1 Khái niệm ø1ao thức SIP:

1.2 Lịch sử phát triển và vai trò của SIP trong truyền thông hiện đại

1.3 Ứng dụng phố biến của SIP

1.4 Kiến trúc của giao thức SIP

1.4.1 Kiến trúc hệ thống:

1.4.2 Thành phần chức năng mạng SIP:

CHƯƠNG 2

ĐỊNH DẠNG THONG DIEP CUA SIP VA Y NGHIA CUA CAC TRƯỜNG TIN

2.1 Định đạng thông điệp của SIP:

2.1.1 SIP Request (Yéu cau):

2.1.2 SIP Response (Phan héi):

22Y nghĩa của các trường tin trong STP

CHƯƠNG 3

PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA SIP

3.1 Quy trinh hoạt động của SIP

3.2 Tiềm năng phát triển của SIP trong tương lai

KÉT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MUC CAC TU VIET TAT VA THUAT NGU

VoIP Voice over Internet Protocol

UAC User Agent Client

LOI CAM ON Kính gti thay Nguyén Khanh Toan,

Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy về bai tập tiêu luận môn học

Internet & Giao thức" Nhóm muôn bày tỏ sự biết ơn sâu sắc vì sự hỗ trợ và định hướng mà thây đã trao cho tụi em trong suodt quá trình hoàn thành bài tập

Thông qua môn học này, nhóm em đã có cơ hội hiểu rõ hơn về Internet và giao thức,

những yếu tô quan trọng hỉnh thành cơ sở hạ tầng mạng hiện đại và quan trọng trong việc truyền thông và trao đối đữ liệu Bài tập tiêu luận đã giúp nhóm khám phá sâu hơn về các giao thức mạng, cách hoạt động của chúng và vai trò quan trọng của

chúng trone việc đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất của mạng

Trong quá trình tìm hiểu môn học, nhờ sự hỗ trợ và chỉ dẫn chỉ tiết từ thầy đã giúp nhóm có cái nhìn toàn diện, hiểu sâu hơn về chủ đề và vượt qua những khó khăn

trong quá trình nghiên cứu

Thông qua đây nhóm cũng muốn bảy tỏ lòng biết ơn đến Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viên Thông đã cung cấp một môi trường học tập thuận lợi và tài liệu phong

phú đề em có thê năm bat kiên thức về Internet & Giao thức một cách tôt nhật

Xin chân thành cảm ơn và kính chúc thầy Toàn sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp giảng dạy

Trân trọng Nhóm thực hiện —- Nhóm 16

LOI MO DAU

Trong thời đại công nghệ số hiện nay, truyền thông qua mạng Internet đang ngày cảng trở nên phổ biến và không thê thiếu trone nhiều lĩnh vực Việc trao đổi thông tin qua các ứng dụng thoại, video, và dữ liệu đa phương tiện đã góp phần thay đôi cách chúng ta giao tiếp, làm việc và giải trí Trong đó, Giao thức Khởi tạo Phiên (SIP) la một trong những công nghệ cốt lõi giúp điều phối, thiết lập, quan ly và kết thúc các phiên truyền thông qua mạng IP

SIP không chỉ hỗ trợ các cuộc gọi thoại qua Internet (VolP) mà còn đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng hội nghị truyền hình, nhắn tin tức thời, truyền thông hợp nhất và nhiều địch vụ khác Với khả năng mở rộng linh hoạt, SIP đã trở thành tiêu chuẩn cho các hệ thống truyền thông hiện đại, tạo điều kiện phát triển cho nhiều giải

pháp công nghệ mới như học từ xa, quảng cáo số, và hội nghị video trực tuyến

Mục tiêu của bài tiêu luận này là cung cấp cái nhìn chỉ tiết về giao thức SIP, từ kiến

trúc cơ bản, định dạng bản tin đến quá trình hoạt động, ứng dụng thực tiễn và những

thách thức bảo mật mà SIP phải đối mặt Thông qua việc nghiên cứu va phân tích kỹ lưỡng, tiêu luận hy vọng sẽ mang lại cái nhìn sâu sắc về tầm quan trọng của giao thức SIP trong hệ thống truyền thông hiện đại, đồng thời dự đoán những xu hướng và ứng

dụng tiềm năng của nó trong tương lai

CHUONG 1 GIOI THIEU CHUNG VE GIAO THUC SIP _ 1,1 KHÁI NIỆM GIAO THUC SIP:

SIP la giao thirc tang ứng dụng được thiết kê bởi IETF de thiet lap, dieu khiên, và kết thúc các phiên truyền thông trên mạng IP SIP hồ trợ việc kết nôi các thiệt bị truyền thông, bao gôm thoại, video, nhắn tin và nhiều dịch vụ đa phương tiện khác

1.2 Lịch sử phát triển và vai trò của SIP trong truyền thông hiện đại

® SIP được giới thiệu lần đầu vào năm 1996, trở thành chuẩn thông qua REC

3261 cua IETF

® Với ưu điểm đơn giản và dễ mở rộng, SIP da trở thành giao thức chính cho các

hệ thống truyền thông dựa trên IP, mở ra khả năng truyền thông không chỉ giới

hạn trong thoại mà còn hồ trợ video, đữ liệu và các dịch vụ mới trên nên tang

mạng

1.3 Ứng dụng phố biến của SIP

@ Trong các dịch vụ thoại qua IP (VoIP), SIP đóng vai trò thiết lập cuộc gọi

@ Hỗ trợ hội nghị truyền hình, truyền thông hợp nhất, và truyền phát đữ liệu đa

phương tiện

® SIP cũng được tích hợp trong nhiều hệ thống tông đài IP (IP-PBX) để thay thé

các tông đài truyền thông

1.4 Kiến trúc của giao thức SIP

1.4.1 Kiến trúc hệ thống:

SIP được câu trúc như một g1ao thức phân lớp, có nghĩa là hoạt động của no được mô

tả dưới dạng một tập hợp các ø1ai đoạn xử lý khá độc lập chỉ có sự phép nồi lỏng léo oIữa môi giai đoạn

Transport Layer

Hình 1.1 Kiến trúc hệ thống của giao thức SIP Lớp thấp nhất của SIP là cú pháp và mã hoá (Syntax & Encoding) Ma hoa của nó được chỉ định bằng cách sử dụng BNE

Lớp thứ hai là lớp vận chuyến (Transport Layer) Nó xác định cách máy khách gửi yêu cầu và nhận phản hồi cũng như cách máy chủ nhận yêu cầu và

gửi phản hồi qua mạng Tât cả các phân tử SIP đêu chứa một lớp vận chuyên

Lớp thứ ba là lớp giao dich (Transaction Layer) Giao dịch là một thành phần cơ ban cua SIP Giao dich là một yêu cầu được gui boi giao dich khách hàng (sử đụng lớp vận chuyền) đến giao dịch máy chủ, cùng với tất cả phản hỗồi cho yêu cầu đó được gửi từ giao địch máy chủ trở lại khách hàng Bắt kỳ tác vụ nào mà tác nhân người dùng-máy khách (UAC) hoản thành đều diễn ra bằng cách sử dụng một loạt các giao dịch Stateless proxies không chứa lớp giao dich

Lép phia trén transaction layer được gọi là neười dùng giao dich

(Transaction User) Mi thyc thé SIP, ngoai trir Stateless proxies, déu là TU Khi TU muốn gửi yêu cầu, nó sẽ tạo một phiên ban giao dịch máy khách và chuyển yêu cầu đó cùng với địa chỉ IP đích, công và phương tiện truyền tai dé gửi yêu cầu TU tạo giao địch khách hàng cũng có thể hủy giao dịch đó Khi khách hàng hủy một giao dịch, nó sẽ yêu cầu máy chủ đừng xử lý tiếp, trở lại trạng thái tồn tại trước khi giao dich dugc bắt đầu và tạo ra phản hồi lỗi cụ thé cho giao dich do

1.4.2 Thanh phan chức năng mang SIP:

@ Mô hình Peer-to-peer: SIP không sử dụng kiến trúc máy chủ trung tâm ma hoạt động theo mô hình peer-to-peer Mỗi thực thé trong mang SIP co thé dam nhan vai tro la client (User Agent Client - UAC) hoac server (User Agent Server — UAS)

~ PERSION-INTITATION P?ERCOL MODEL

Session Inti4ation Propocal Model

é + INVITE, «> ACK-+ S

Hình 1.2 M6 hinh peer-to-peer SIP

® Các phần tử chức năng của mang SIP:

dùng cuối UA bao gồm hai thanh phan:

User Agent Client (UAC): Khởi tạo yêu cầu SIP (ví dụ: bắt đầu cuộc 801)

User Agent Server (UAS): Xt ly va phan héi yêu cầu từ UAC

cac UA Proxy Server có thê đóng vai trò định tuyên thông tin và quản

lý phiên truyền thông

Stateless Proxy Server: No chi don gian la chuyén tiếp tin nhắn

nhận được Loại máy chủ này không lưu trữ bất kỳ thông tin nào của cuộc goi hoac giao dich

Stateful Proxy Server: Loai may chu proxy nay theo đối moi yéu cau va phan héi nhan duge va co thé str dung no trong tuong lai nêu được yêu câu Nó có thê truyền lại yêu câu, nêu không có

phản hôi từ phía bên kia kịp thời

o Registrar Server: May chu chiu trach nhiệm dang ky thông tin vị trí

cua UA (dia chi SIP gan voi dia chi IP hién tai) Registrar Server dong vai trò giống như danh bạ của hệ thông

thông tin để UAC biết địa chỉ chính xác của UAS

o_ Location Server: Chứa thông tin về vị trí của cac User Agent, h6 tro Proxy Server trone việc tìm kiêm các thiệt bị đầu cuôi

CHƯƠNG 2 ĐỊNH DẠNG THÔNG ĐIỆP CỦA SIP VÀ Ý NGHĨA CỦA CÁC TRƯỜNG

TIN 2.1 Định dạng thông điệp của SIP:

Trong giao thức SIP, các thông điệp được gửi giữa các thực thê (entities) để khởi tạo, điều chỉnh và kết thúc các phiên giao tiếp (session) Các thông điệp SIP được định dạng theo tiêu chuẩn văn bản, tương tự HTTP, và bao gồm hai loại chính: Request (Yêu cầu) và Response (Phản hồi)

Cả hai loại thông điệp này đều bao gồm một dòng bắt đầu (Start Line), một hoặc nhiều trường tiêu đề (Header Field), một dòng trống dé chi thi đã hết phân tiêu để và phần thân bản tin tùy chọn (Message Body)

Start line

Headers

Body

Hình 2.1 Cấu trúc thông điệp SIP 2.1.1 SIP Request (Yéu cau):

Thông điệp yêu cầu được gửi từ máy khách đến máy chủ đề bắt đầu hoặc quản lý một cuộc gọi SIP Request được phân biệt bằng cách có Request-Line làm Start Line Định dạng chung của yêu cầu SIP bao gồm:

<Phương thức> <Request-URI> SIP/<Phiên bản SIP>

<Trường tiêu đề SIP 1>: <Giá trị 1>

<Trường tiêu đề SIP 2>: <Giá trị 2>

< Trường tiéu dé SIP n>: <Gia tri n>

<Nội dung của thông điệp (tùy chọn)>

@ Phương thức:

Các loại phương thức cốt lỗi bao gồm:

lập một cuộc gọi thoại hoặc video

ACK: Xác nhận rằng phiên truyền thông đã được thiết lập thành công

sau khi nhận phản hồi từ yêu cầu INVITE

BYE: Được gửi khi muốn kết thúc một phiên truyền thông

CANCEL: Hủy bỏ một yêu cầu đang trong quá trình xử lý nhưng chưa hoàn thành, chẳng hạn như hủy cuộc gọi trước khi được nhac may REGISTER: Dugc dung dé dang ky vi tri cua mét User Agent voi

Registrar Server, cho phép người khác tìm thấy địa chi của nó

OPTIONS: Kiểm tra khả nang của các thiết bị hoặc dịch vụ trước khi thiết lập một phiên truyền thông

@ Phương thức mở rộno:

đến một tác nhân người dùng khác mà nó đã thiết lập một phiên truyền thông

UPDATE: Cho phép thay đôi các tham số của phiên (ví dụ: codec, địa

chỉ IP) trước khi phiên được thiết lập hoàn toản

SUBSCRIBE: Được sử dụng để đăng ký nhận thông tin về các sự kiện

cụ thê từ một người dùng SIP khác Khi có thay đôi trong trạng thái sự kiện mà người dùng đã đăng ký, họ sẽ nhận được thông báo qua

phương thức NOTIFY

NOTIFY: Được gửi để thông báo cho người dùng SIP rằng sự kiện mà

họ đã đăng ký qua phương thức SUBSCRIBE đã xảy ra, hoặc có sự thay đổi trong trạng thái sự kiện

REFER: Được gửi từ UA đề yêu cầu một UA khác truy cập vào một

địa chỉ URI hoặc URL trong trường header field Refer-To nam trong ban tin REFER

MESSAGE: Được sử dụng để mang nội dung của các tin nhắn nhanh (Instant message) được piri gitra cac UA

Ví dụ: Thông điệp yêu cầu:

Via: SIP/2.6/UDP client atlanta_com;branch=z9hG4bK74bf9

Max-Forwards: 70 To: Bob <sip:bob@biloxi.com>

From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag=1928301774 Call-ID: a84b4c76e66710

CSeq: 314159 INVITE

Contact: <sip:alice@client.atlanta.com>

Content-Type: application/sdp

Content-Length: 142

Ma

o=alice 2890844526 2800844526 IN IP4 client atlanta_com s-Session SDP

c=IN IP4 192.0.2.1

SG.)

m-audio 49172 RTP/AVP 9

a=rtpmap:@ PCMU/8000

Hình 2.2 Ví dụ về thông điệp yêu cầu 2.1.2 SIP Response (Phản hỏi):

Thông điệp phản hồi được gửi từ máy chủ đến máy khách đề phản hồi lại yêu cầu của

máy khách SIP Response được phân biệt với các yêu cầu bằng cách có Status Line làm Start Line Định dạng chung của phản hồi SIP bao gồm:

SIP/<Phién ban SIP> <Ma trang thai> <M6 ta trang thai>

<Trường tiêu đề SIP 1>: <Gia tri 1>

<Trường tiêu đề SIP 2>: <Giá trị 2>

<Trường tiêu đề SIP n>: <Giá trị n>

<Nội dung của thông điệp (tùy chọn)>

@ Phản hồi được phân thành các nhóm mã trạng thai:

Mã trạng thái là mã kết quả số nguyên gồm 3 chữ số cho biết kết quả của nỗ lực hiểu và đáp ứng yêu cầu Chữ số đầu tiên của Mã trạng thái xác định loại phản hồi Hai chữ số cuối không có vai trò phân loại Vì lý do này, mọi phản

hồi có mã trạng thái từ 100 đến 199 đều được gọi là "phản hỗồi Ixx", mọi phản hỗồi có mã trạng thái từ 200 đến 299 được gọi là "phản hồi 2xx", v.v

o lxx: Tạm thời đã nhận được yêu câu, tiệp tục xử ly yêu câu

©o 2xx: Thành công hành động đã được nhận, hiểu và chấp nhận thành công

10

© 3xx: Chuyén hướng cần thực hiện thêm hành động để hoàn thành yêu

cầu

o_ 4xx: Lỗi máy khách yêu cầu chứa cú pháp sai hoặc không thể được thực hiện tại máy chủ này

o 5xx: Lỗi máy chủ - máy chủ không thực hiện được yêu cầu có vẻ hợp lệ 6xx: Lỗi toàn mạng - yêu cầu không thể được thực hiện ở bắt kỳ máy chủ nảo

Ví dụ: Thông điệp phản hồi:

SIP/2.9 299 0K Via: STP/2.8/UDP server18.bï]oxi.com;bnanch=z9hG4bKnashds8

To: Bob ‹<ip:bob@bïloxi com›;tag=a6c85cf

From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag-1928301774 Call-ID: a84b4c76e66719

CSeq: 314159 INVITE

Contact: <sip:bob@192.0.2.4>

Content-Type: app1ication/sdp

Content-Length: 131

v=0

o=bob 2808844564 2808844564 IN IP4 192.6.2.4

s=-

c=IN IP4 192.0.2.4 t-0 8 m-audio 49170 RTP/AVP 9

a=rtpmap:Ø PCMU/8000

Hình 2.3 Ví dụ về thông điệp phản hồi

22Y nghia cua cac truong tin trong SIP

Trong giao thức SIP các thông điệp SIP được cấu trúc bao gồm một dòng trạng thái hoặc dòng yêu cầu, tiếp theo là các trường tiêu đề (header fields), va co thể có phần thân (body) đi kèm Mỗi trường tin trong thông điệp SIP đóng vai trò quan trọng trong việc định tuyến và xử lý phiên truyền thông Dưới đây là ý nghĩa của các trường tin chính trong S]P:

® Request-Line (Dòng yêu cầu): Đây là dong dau tiên của một thông điệp yêu cầu SIP Nó chứa phuong thire SIP (vi du: INVITE, ACK, BYE), URI dich, va

phiên bản giao thức SIP

@ Status-Line (Dong trang thai): Dong dau tién của một thông điệp phản hồi SIP, chứa phiên bản giao thức SIP, mã trạng thái (status code) và mô tả ngắn gon vé trang thai

@ From: Trường này chỉ định danh tính của người gửi yêu cầu SIP (User Agent Client - UAC)

11