Báo cáo môn học mạng máy tính viễn thông

Trong trường hợp tối ưu, một IP datagram vừa khớp với một frame vật lý, nhưng trên thực tế do kích thước các datagram rất khác nhau, do đó rất khó có thể xác định kích thước lớn nhất của

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH – VIỄN THÔNG

BÁO CÁO MÔN HỌC

MẠNG MÁY TÍNH VIỄN THÔNG

Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI MÔN HỌC

1 Thông tin sinh viên :

Họ và tên: Trần Văn Mùa MSSV: 12141139

Tel: 09886631732 Email: vanmua295@gmail.com

Họ và tên: Lê Thế Duy MSSV: 12141051

2 Thông tin đề tài :

Tên của đề tài: Dịch vụ VOIP _ Ứng dụng VOIP cho doanh ngiệp

Đề tài được thực hiện tại : Môn Mạng máy tính viễn thông _Bộ môn Điện Tử Viễn Thông, Khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thập Thành Phố Hồ Chí Minh

3.Lời cam đoan của sinh viên :

Chúng tôi : Trần Văn Mùa và Lê Thế Duy cam đoan đề cuốn báo cáo tài này là công trình nghiên cứu của bản thân chúng tôi dưới sự hướng dẫn của tiến sĩ Đỗ Đình Thuấn

Các kết quả công bố trong đề tài này là trung thực và không giống hoàn toán bất

kỳ công trình nào khác

Tp.HCM, ngày tháng 12 năm 2015

SV thực hiện đề tài

Trần Văn Mùa _ Lê Thế Duy

Giáo viên hướng dẫn xác nhận về mức độ hoàn thành và cho phép được bảo vệ:

………

Tp.HCM, ngày 15 tháng 12 năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên và học hàm học vị)

MỞ ĐẦU

Năm 2015 là đến với môi trường hội nhập quốc tế , nhất là trong lĩnh vực thông tin , vệ tinh công nghệ cao vì thế quá trình truyền tin tưc tức thời rất được chú trọng Một trong những điều ấy chính là dịch vu truyền tin được ngày càng phổ biến tiết kiềm an toàn hiệu quả

hơn_VOIP dịch vụ truyền thoại qua mạng IP là 1 ví dụ Đó chính là sự hội nhập giữa mạng Internet và mạng PSTN

Dịch vụ truyền thoại qua mạng IP có rất nhiều ưu điểm và hiện tại được phát triển rất mạnh , nó đem lại nhiều lợi ích Vì vậy việc nghiên cứu nắm bắt VOIP được nhiều người quan tâm

Trong quá trình tìm hiểu chúng em đã quyết định chọn đề tài : “Dịch vụ VOIP _ Ứng dụng VOIP cho doanh ngiệp “

Trong quá trình làm đề tài ,chúng em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thưc hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự gióp ý , giúp đỡ ,chia sẻ từ thầy cô ,bạn bè

Suốt quá trình tìm hiểu ,học tập Thầy đã truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức quý báu giúp chúng em có thể hoàn thành đề tài này Chúng Em xin chân thành cảm ơn Thầy Đỗ Đình Thuấn đã tận tình hướng dẫn ,góp ý , cổ vũ tinh thần chúng em trong thời gian qua

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 DỊCH VỤ VOIP

1.1 CÔNG NGHỆ IP

1.2 DỊCH VỤ VOIP

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG VOIP CHO DOANH NGHIỆP

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI VOIP

2.1.1 NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ

2.1.2 ƯU ĐIỂM CỦA TỔNG ĐÀI VOIP SO VỚI TỔNG ĐÀI PBX TRUYỀN THỐNG

2.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI HỆ THỐNG

2.3 SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG HỆ THỐNG

2.4 CHI TIẾT GIẢI PHÁP

2.4.1 TÍNH NĂNG KỊCH BẢN THEO THỜI GIAN 2.4.2 TÍNH NĂNG THƯ THOẠI 2.4.3 TÍNH NĂNG PHÂN PHỐI TỰ ĐỘNG 2.4.4 TÍNH NĂNG TRẢ LỜI TỰ ĐỘNG 2.4.5 TÍNH NĂNG GHI ÂM 2.4.6 TÍNH NĂNG TỐI ƯU CHI PHÍ THOẠI 2.4.7 TÍNH NĂNG HỘI THOẠI NHÓM 2.4.8 GỌI NỘI BỘ GIỮA CÁC CHI NHÁNH 2.4.9 TÍNH NĂNG NHẠC CHỜ HỆ THỐNG 2.4.10 TÍNH NĂNG CHẶN CUỘC XẤU ĐẾN HỆ THỐNG 2.4.11 TÍNH NĂNG CHUYỂN CUỘC GỌI 2.4.12 THỐNG KÊ ,QUẢN LÝ GIÁM SÁT HỆ THỐNG THOẠI CHƯƠNG 3 NỘI DUNG TRÌNH CHIẾU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1 : DỊCH VỤ VOIP

1.1 CÔNG NGHỆ IP

1.1.1 Mạng Internet

Tiền thân của mạng Internet là mạng ARPANET của Bộ quốc phòng

Mỹ Mạng ARPANET ra đời vào năm 1969 với mục đích là kết nối các trung tâm nghiên cứu của một số viện nghiên cứu và trường đại học để giúp các nhà khoa học đang thực hiện các dự án của chính phủ chia sẻ tài nguyên thông tin qua mạng

Năm 1974, giao thức TCP/IP ra đời và IP trở thành giao thức mạng diện rộng phi kết nối đầu tiên được sử dụng trong ARPANET Trong giai đoạn đầu, Internet không phải là mạng IP thuần nhất ARPANET chỉ kết nối các mạng con với nhau Các mạng con này vẫn sử dụng giao thức khác biệt với

IP Chỉ khi kết nối liên mạng, các giao thức chuẩn mới cần thiết

Năm 1986, ARPANET đã trở nên rất nổi tiếng và TCP/IP thực tế là giao thức chuẩn để kết nối các mạng khác nhau Mạng của rất nhiều trường đại học và trung tâm nghiên cứu được kết nối vào ARPANET và Quỹ khoa học quốc gia Mỹ đã xây dựng mạng đường trục mới NFSNET NFSNET kết nối năm trung tâm siêu máy tính và Bộ quốc phòng Mỹ, bắt đầu tách mạng của mình ra khỏi ARPANET và chính thức chấm dứt sự tồn tại của mạng ARPANET năm 1989 Sự kiện này đánh dấu bước phát triển mới của mạng dưới tên mới được biết cho đến tận ngày nay, đó là Internet

Cấu trúc nền tảng của Internet bao gồm các máy trạm client (có thể là trình duyệt web), các máy chủ server (có thể là web server), các bộ định tuyến (router) truy nhập tại các nút mạng và các bộ định tuyến đường trục kết nối tất cả với nhau

1.1.2 Kiến trúc TCP/IP

Hầu hết máy khách (client) và máy chủ (server) trong mạng Internet sử dụng giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạngchiếu OSI

TCP/IP Architectural Model

Hình 1.1 Mô hình kiến trúc TCP/IP so sánh với mô hình tham chiếu OSI

Giao thức IP thực hiện truyền thông tin dưới dạng các đơn vị dữ liệu gọi là datagram Một datagram (IPv4) bao gồm hai phần chính là header và data với khuôn dạng chi tiết được mô tả trong hình 1.2

User Datagram Protocol (UDP)

RIP ICMP

IEEE802.3 IEEE802.4 IEEE802.5 ANSI X3T95

r Lengt

h (4)

Service (8)

Type-of-Total Length (16)

Identification (16) Flag

s (3)

Fragment Offset (13) Time-to-Live

(8)

Protocol (8) Header Checksum (16) Source IP Address (32)

Destination IP Address (32) Options (+ Padding) Data (Variable) (TCP Segment or UDP

Packet)

Hình 1.2 Khuôn dạng của IP datagram

Khi gởi các datagram trên đường truyền vật lý, các datagram phải được đóng gói dưới dạng các frame do đường truyền vật lý không xác định được các datagram Toàn bộ datagram sẽ nằm trong vùng dữ liệu của frame như hình 1.3

Hình 1.3 Sự tương ứng giữa Datagram và Frame

Trong trường hợp tối ưu, một IP datagram vừa khớp với một frame vật lý, nhưng trên thực tế do kích thước các datagram rất khác nhau, do

đó rất khó có thể xác định kích thước lớn nhất của datagram sao cho phù hợp với một frame, hơn nữa mỗi mạng đều tồn tại một đơn vị truyền dẫn cực đại MTU (Max Transfer Unit), đơn vị này biểu thị kích thước tối đa

mà một đơn vị dữ liệu có thể được truyền qua Do đó khi một datagram

có kích thước vượt quá kích thước cho phép của frame trong mạng, nó

Frame Header

Frame Data

cần phải được phân đoạn, mỗi đoạn có kích thước nhỏ hơn kích thước cho phép

Quá trình phân đoạn thường diễn ra tại các gateway nối giữa hai mạng có MTU khác nhau trên đường truyền dữ liệu Các đoạn sau khi được phân chia vẫn gồm hai thành phần: phần header có cấu trúc giống với phần header của datagram ban đầu ngoại trừ các bit chỉ thị trong phần flags và phần data là thành phần của phần dữ liệu ban đầu Kích thước tổng thể của cả đoạn đương nhiên phải nhỏ hơn tham số MTU của mạng hiện thời Khi dữ liệu đã được gởi tới trạm đích, dựa vào các tham

số flags và fragment offset mà dữ liệu sẽ được tập hợp lại như ban đầu

1.1.3 Địa chỉ IP

Sơ đồ địa chỉ hoá để dịnh danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bit (IP address) Mỗi địa chỉ IPv4 có độ dài 32 bit được tách thành 4 vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hoặc nhị phân Cách viết phổ biến nhất là dùng ký pháp thập phân hoặc nhị phân có dấu chấm (dottet decimal notation) để tách các vùng Địa chỉ IPv4 là địa chỉ logic, mục đích của nó là để định danh duy nhất cho một host bất kỳ trên liên mạng Do tổ chức và độ lớn của các mạng con (subnet) của liên mạng có thể khác nhau, người ta chia địa chỉ IPv4 thành 5 lớp, ký hiệu là A, B, C, D và E, với cấu trúc được chỉ ra trong hình 1.4 Các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ

Bảng định tuyến là nơi lưu trữ các thông tin định tuyến (hay đường đi) của dữ liệu trên mạng Cấu trúc của bảng định tuyến bao gồm địa chỉ của mạng đích, mạng con, host; địa chỉ IP của router kế tiếp; giao diện được mạng sử dụng (Loopback, Ethernet, Token Ring, ); subnet mask; khoảng cách tới trạm đích

Giao thức định tuyến (Routing Protocol) cập nhật trong các bộ định tuyến (router) để chúng biết con đường nào mà gói tin nên đi tiếp trên mạng Mạng

IP ngày nay sử dụng hai loại giao thức định tuyến chính là định tuyến vector khoảng cách (Distance-Vector Routing) và định tuyến trạng thái liên kết (Link-State Routing) Định tuyến Distance-Vector quan tâm đến việc tìm số hop (hay router) tối thiểu để xác định đường đi ngắn nhất và tốt nhất để tới đích, trong khi định tuyến Link-State liên quan chủ yếu đến trạng thái các giao diện (interface) mà các router hỗ trợ, có nghĩa là tải được truyền và băng thông chỉ được dùng khi một giao diện thay đổi (lên hoặc xuống)

Lớp mạng (lớp IP) không đảm nhiệm việc chuyển tải thông tin định tuyến của hai giao thức định tuyến trên Thông tin định tuyến được chuyển tải theo cách thủ công hoặc thông qua một số giao thức chung được thiết kế cho mục đích này, chẳng hạn như giao thức thông tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol), giao thức ưu tiên đường đi ngắn nhất OSPF (Open Short Path First) hoặc BGP (Border Gateway Protocol) Các giao thức này có điểm hoạt động giống nhau là cho phép các router chuyển tải hoặc loan báo thông tin về khả năng kết nối tới mạng cho các router khác Khi các giao thức định tuyến hoạt động, mỗi router sẽ chia sẻ thông tin về địa chỉ của các mạng mà nó truy nhập đến với các router khác và bằng cách đó thì mỗi router để phát hiện sự hiện diện và khả năng kết nối tới các mạng

1.1.5 Giao thức điều khiển truyền TCP

TCP là một giao thức kiểu “có liên kết” (connection – oriented), nghĩa là cần phải thiết lập liên kết (logic) giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau

Trong phần báo hiệu của VoIP, TCP được dùng để bảo đảm sự tin cậy khi thiết lập một cuộc gọi Do các phương thức hoạt động của TCP

có báo nhận và phát lại các gói hỏng hoặc thiếu, nên không khả thi khi dùng TCP cho cơ chế mang thoại trong một cuộc gọi VoIP Với VoIP, mất gói không quan trọng hơn trễ

Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là segment (đoạn dữ liệu), có khuôn dạng mô tả trong hình 1.5

Source Port (16 bits) Destination Port

(16) Sequence Number (32)

Acknowledgment Number (32) Data

G

AC

Hình 1.5 Khuôn dạng của TCP segment

Một tiến trình ứng dụng trong một host truy nhập vào các dịch vụ của TCP cung cấp thông qua một cổng (port) Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP tạo thành một socket duy nhất trong liên mạng Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp socket Một socket có thể tham gia nhiều liên kết với các socket ở xa khác nhau Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó

sẽ được giải phóng

1.1.6 Giao thức UDP

UDP (User Datagram Protocol) là giao thức không liên kết (connectionless) được sử dụng thay thế cho TCP ở trên theo yêu cầu của ứng dụng khác Khác với TCP, UDP không có các chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, tương tự như IP Nó cũng không cung cấp các cơ chế báo nhận (acknowledgment), không sắp xếp tuần tự các đơn

vị dữ liệu (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng

dữ liệu mà không hề có thông báo lỗi cho người gởi, Tóm lại là nó cung cấp các dịch vụ giao vận không tin cậy như trong TCP

UDP được dùng trong VoIP để mang lưu lượng thoại (các kênh mang – bearer channels) TCP không được dùng cơ chế điều khiển luồng và truyền lại các gói thoại không cần thiết Vì UDP được dùng để mang các luồng thoại, nó vẫn cứ truyền mà không quan tâm đã có nhiều gói thoại bị mất trong quá trình cuộc gọi

Nếu TCP được dùng cho VoIP, trễ do chờ báo nhận và truyền lại làm cho chất lượng thoại là không thể chấp nhận Với VoIP và những ứng dụng thời gian thực khác, điều khiển trễ quan trọng hơn là đảm bảo sự phân phối tin cậy của từng gói

Khuôn dạng của UDP datagram được mô tả trong hình 1.6 với các vùng tham số đơn giản hơn nhiều so với TCP segment

Source Port (16 bits)

Destination Port (16)

Message length (16)

Checksum (16) DATA

HÌNH 1.6 KHUÔN DẠNG CỦA UDP DATAGRAM

UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các số hiệu cổng (port numbers) để định danh duy nhất cho các ứng dụng chạy trên một trạm của mạng Do ít chức năng phức tạp nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP Nó thường được dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận

Tiếng nói gởi qua PSTN bắt đầu được số hoá vào những năm 1960, hiệu quả thu được khi số hoá mang lại giá trị cho khả năng xử lý của máy tính một cách đáng kể Ba bước số hoá tiếng nói theo chuẩn PCM là lấy mẫu, lượng tử hoá

và mã hoá Thoại chúng ta đang sử dụng không hoàn toàn là thoại số, việc số hoá chỉ được thực hiện ở tổng đài và không làm thay đổi phương pháp chuyển mạch Sau đây là một số ưu điểm số hoá tiếng nói:

Việc ghép kênh được dễ dàng hơn

Báo hiệu trở nên dễ dàng hơn

Có thể sử dụng máy tính làm đầu cuối thoạ

Hệ thống chuyển mạch trở thành một máy tính lớn còn hệ thống truyền dẫnđược số hoá

Các đường truyền ít bị nhiễu hơn và có thể chịu được nhiễu tốt hơn

Có thể giám sát chất lượng đường truyền một cách chặt chẽ

Có thể cung cấp các dịch vụ mới

Có khả năng mã hoá

Mục đích gói hoá thoại là dành cho các dịch vụ dữ liệu, tích hợp mạng thoại và mạng dữ liệu, thay vì sử dụng luồng trung kế riêng biệt, việc gói hoá sẽ được cho phép gởi các gói dữ liệu thoại qua mạng IP

Vấn đề không đơn giản chỉ là số hoá tiếng nói, chuyển thành gói và truyền qua mạng Gói hoá ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ thoại QoS (Quality of Service), để gói hoá thoại thành công, cần phải xem xét các tham số sau:

Trễ đóng gói Trễ xuất hiện khi các mẫu thoại (được lấy mẫu với

tần suất 8000 lần trong một giây, tức 125 s một lần) được lưu lại cho đủ thành một gói Kích thước mặc định của gói IPv4 là 570 byte (kích thước tối đa là 64Kbyte), như vậy trễ đóng gói là 125 s

x 570 = 71.250 s hay 71 ms Nếu độ trễ giữa hai đầu cuối tương đối lớn thì cần có phải thực hiện thêm thao tác loại bỏ tiếng vọng

Trễ nối tiếp (jitter) Trễ xuất hiện khi gói dữ liệu thoại xếp hàng sau

một số gói dữ liệu không nhạy cảm lắm với trễ Trễ này xuất hiện tại tất cả các bộ định tuyến (router) mà gói đi qua, do đó tổng trễ nối tiếp có thể làm méo thoại bằng nhiều cách khác nhau

Tốc độ bit tương đối cao của thoại Thoại thông thường được số

hoá theo chuẩn PCM và đòi hỏi băng thông là 64Kbps cho một cuộc gọi Tuy nhiên nhiều tuyến kết nối các bộ định tuyến cũng chỉ

có băng thông là 64Kbps Như thế chỉ một kênh thoại đã chiếm hết băng thông của tuyến kết nối Ngoài ra còn phải tính đến mào đầu của gói Như vậy thực tế là một kênh thoại (trong mạng chuyển mạch gói) sẽ chiếm băng thông lớn hơn 64Kbps

Tốc độ bit không đổi của thoại Thoại được số hoá theo chuẩn PCM

có tốc độ bit là 64Kbps (tính cả hai chiều) Đặc điểm của cuộc gọi thoại là thời gian im lặng chiếm khoảng 50% tổng thời gian cuộc gọi (cũng tính cả hai chiều) Việc lấp đầy khoảng lặng, đảm bảo độ

ồn nền trong các cuộc gọi là rất cần thiết

Gởi lại gói khi có lỗi Mạng IP là mạng phi kết nối và không xử lý

lỗi ở lớp IP Các bộ định tuyến IP chỉ đơn thuần loại bỏ các gói có lỗi TCP có thể gởi lại tất cả các gói bị lỗi nhưng TCP không thích hợp với việc truyền dữ liệu thời gian thực như VoIP UDP không phải là giao thức hướng kết nối và sẽ khó khăn hơn rất nhiều trong

việc điều khiển các kết nối VoIP

Người ta đưa ra các mô hình QoS áp dụng cho việc quản lý truyền thông

dữ liệu như sau:

Cung cấp thêm tài nguyên mạng - Giải pháp đầu tiên mà chúng ta

nghĩ tới để giải quyết vấn đề tắt nghẽn trên đường truyền mạng là cung cấp thêm tài nguyên mạng nhằm mục đích tăng dãi thông của mạng trong trường hợp tắt nghẽn xảy ra Tuy nhiên giải pháp này không có tính kinh tế, ít nhất là đối với cấu trúc mạng như hiện nay, bởi vì chúng ta hiếm khi có thể dự đoán trước được thời điểm sẽ xảy ra tắt nghẽn mạng và cũng không thể tìm đủ tài nguyên mạng

để thoả mãn tát cả các nhu cầu trên mạng Hơn nữa, dịch vụ theo kiểu best-effort(cố gắng tối đa) không thể đảm bảo cung cấp các dịch vụ tin cậy, thậm chí đối với những mạng không chịu tải lớn thì

độ trễ trên mạng cũng đủ để ảnh hưởng tới chất lượng của các ứng dụng thời gian thực Bởi vậy, để có thể cung cấp được những đảm bảo về chất lượng, các dịch vụ IP phải hỗ trợ nhiều dịch vụ khác nhau và nhiều mức độ dịch vụ cho từng lớp người dùng và ứng dụng khác nhau Dưới đây là hai mô hình QoS có thể được áp dụng riêng rẽ hay phối hợp trong các hệ thống mạng IP

Mô hình lưu giữ tài nguyên - Cấu trúc dịch vụ tích hợp IntServ (Integrated Service Architecture)- Cấu trúc dịch vụ tích hợp được

định nghĩa bởi IETF nhằm mục đích đưa Internet trở thành một cơ

sở hạ tầng cho các dịch vụ tích hợp tính năng cao hỗ trợ truyền thông tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu thời gian thực cũng như các dữ liệu truyền thống Các tài nguyên mạng sẽ được phân chia tuỳ theo các yêu cầu QoS cụ thể, và được tập trung vào các chiến lược quản

lý băng thông Các cơ chế để giải quyết vấn đề này được cung cấp bởi giao thức lưu giữ tài nguyên RSVP(Resource Reservation Protocol) như một phần của cấu trúc IntServ, theo đó router và host

có thể hiểu nhau và có thể phân biệt được những mức độ dịch vụ khác nhau và có phương pháp theo đó những người sử dụng có thể thông báo cho các nút những yêu cầu của họ

Mô hình phân quyền ưu tiên – Cơ chế cung cấp dịch vụ khác biệt DiffServ (Differentiated Services Framework) - Cơ chế cung cấp dịch

vụ khác biệt được định nghĩa bởi IETF để cung cấp các dịch vụ khác

biệt trên đường truyền Internet, hỗ trợ nhiều loại ứng dụng và đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp Cơ chế này hoạt động dựa trên việc cung cấp chất lượng dịch vụ cho từng nhân tố sẽ tạo nên các dịch vụ khác nhau hơn là cho bản thân các dịch vụ Cụ thể là, cơ chế này sẽ tạo ra 8 bit trong trường ToS của header IPv4 hay 8 bit trong trường traffic Class của header IPv6 của từng gói tin để xác định cách thức truyền gói tin trên từng node mạng Cách thức truyền thông trên mạng cũng như các tài nguyên mạng sẽ được phân loại dựa trên các tiêu chuẩn quản lý băng thông Để đảm bảo chất lượng dịch vụ, việc phân loại trên phải được đưa ra những cơ chế ưu tiên cho ứng dụng có nhu cầu cao hơn

Sau đây là các giải pháp được ứng dụng để nâng cao QoS thoại gói:

Sử dụng các gói IP có kích thước bé nhằm giảm trễ đóng gói Trong nhiều trường hợp có thể sử dụng kích thước mặc định của gói IP

Sử dụng các gói có các ưu tiên khác nhau cho phép giảm thiểu độ trễ nối tiếp Phân cấp ưu tiên các gói IP trong trường Type of Service (loại dịch vụ) trong mào đầu của gói IP, nhưng phần lớn các bộ định tuyến không sử dụng trường này

Sử dụng bộ đệm Jitter để giảm sự thiếu ổn định của độ trễ Bộ đệm này là miền bộ nhớ dùng để lưu các gói VoIP đến với các độ trễ khác nhau Các mẫu thoại được lấy ra khỏi bộ đệm với tốc độ ổn định tạo ra cảm giác độ trễ không thay đổi trong suốt thời gian bộ đệm có dữ liệu Đây là giải pháp đơn giản và hiệu quả, giải pháp này còn được sử dụng trong mạng VoFR(Voice over Frame Relay)

và thậm chí trong các ứng dụng VoATM (Voice over ATM)

Nén thoại từ luồng PCM 64Kbps xuống luồng 13Kbps hoặc 8 Kbps

có chất lượng tương đối tốt, hoàn toàn đáp ứng nhu cầu tiếng nói của dịch vụ thoại

Loại bỏ các mẫu thoại tương ứng với khoảng lặng và sử dụng độ ồn nền, đơn giản là tạo ra tín hiệu “nhiễu trắng” với âm lượng thấp Người sử dụng sẽ có cảm giác đường dây bị hỏng và dễ dàng nhận

ra tính nhân tạo của độ ồn nền này

Sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) TCP và UDP

không thích hợp cho điều khiển và truyền tải VoIP Trong phần mào đầu của gói IP có 8 bit để mô tả 256 giao thức khác nhau, trong số đó có giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) RTP

có nhiều điểm tương đồng với TCP, tuy nhiên RTP không gởi lại các gói bị lỗi và do đó thích hợp với các dịch vụ thời gian thực, trong đó có VoIP

Dịch vụ thư điện tử

Đây là một trong những dịch vụ thông tin phổ biến nhất trên Internet Dịch vụ này không phải dạng đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end), nghĩa là bên gởi và bên nhận không phải liên kết trực tiếp với nhau Nó là dịch vụ kiểu lưu và chuyển tiếp (Store and Forward) Thư điện tử được chuyển từ máy này sang máy khác cho tới máy đích giống

hệ thống bưu chính thông thường

Mỗi người dùng kết nối với một Mail server Sau khi soạn thảo xong, thư sẽ được gởi đến Mail server qua giao thức SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Mail server này có nhiệm vụ chuyển thư đến Mail server của người nhận hoặc qua các Mail server trung gian khác Thư sẽ được chuyển đến Mail server của người nhận và được lưu tại đó Đến khi người nhận thiết lập một liên kết đến Mail server của họ thì thư

sẽ được chuyển về máy của người nhận Giao thức truyền thống được sử dụng để nhận thư điện tử là POP3(Post Office Protocol Version 3)

Dịch vụ truyền tập tin

Dịch vụ truyền tập tin hay còn gọi là FTP được đặt tên theo giao thức mà nó sử dụng là FTP (File Transfer Protocol) FTP cho phép chuyển các tập tin từ một trạm này sang trạm khác bất kể trạm đó ở đâu

và sử dụng hệ điều hành gì, chỉ cần chúng được kết nối Internet và có cài đặt phần mềm FTP FTP là chương trình rất phức tạp và có nhiều

cách khác nhau để xử lý tập tin và cấu trúc tập tin, chưa nói đến có nhiều cách lưu trữ tập tin khác nhau (binary hay ASCII, nén và không nén )

Dịch vụ Web

World Wide Web hay còn gọi là dịch vụ Web là dịch vụ thông tin hấp dẫn nhất trên Internet Nó dựa trên một kỹ thuật biểu diễn thông tin được gọi là “siêu văn bản” (hypertext), trong đó các từ trong văn bản có thể được mở rộng bất kỳ lúc nào để cung cấp các thông tin đầy đủ hơn

về từ đó Sự mở rộng ở đây được hiểu theo nghĩa là chúng có các liên kết tới các tài liệu khác (có thể là văn bản, hình ảnh, âm thanh hoặc hỗn hợp của chúng) có chứa các thông tin bổ sung Để xây dựng được các trang thông tin như vậy, Web sử dụng một ngôn ngữ có tên là HTML (HyperText Markup Language) HTML cho phép đọc và liên kết các dữ liệu khác nhau trên cùng một trang thông tin

Để thực hiện việc truy nhập, liên kết đến các tài nguyên thông tin khác nhau theo kỹ thuật siêu văn bản, Web sử dụng khái niệm URL(Uniform Resource Locator), đây là một dạng tên định danh duy nhất cho một tài liệu hoặc một dịch vụ trên Web Hoạt động của Web hoạt động dựa trên mô hình Khách/Phục vụ (Client/Server) và giao thức chuyển giao siêu văn bản HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Tại trạm client, người dùng sử dụng trình duyệt Web để gởi các yêu cầu tìm kiếm tập tin HTML đến các Web server ở xa trên mạng Internet nhờ địa chỉ URL Web server nhận các yêu cầu rồi thực hiện và gởi kết quả về cho Web client Trình duyệt Web có nhiệm vụ biên dịch các tập tin HTML

và hiển thị các trang tài liệu được yêu cầu

Dịch vụ đăng nhập từ xa (Telnet)

Dịch vụ Telnet cho phép người sử dụng từ một trạm làm việc của mình có thể đăng nhập (login) vào một trạm ở xa qua mạng và làm việc với trạm xa đó giống như mình đang làm việc trực tiếp trê3n trạm xa

đó Dịch vụ thường được sử dụng cho công việc quản lý thiết bị và dịch

vụ mạng từ xa khi làm việc lưu động ở xa nơi đặt thiết bị

1.2 Dịch vụ VoIP

VoIP (Voice over Internet Protocol) có thể được định nghĩa là khả năng gọi điện thoại và gửi Fax trên mạng dữ liệu nền IP(Internet Protocol) với một chất lượng dịch vụ phù hợp và một giá cước rẻ hơn VoIP là thoại dựa trên giao thức Internet được thực hiện trên các mạng LAN, WAN và Internet, còn điện thoại Internet cũng là thoại qua giao thức Internet nhưng cuộc gọi chỉ thực hiện trên mạng Internet

1.2.1 Thí dụ về một cuộc gọi điện thoại IP

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 các mẫu sẽ được lượng tử hoá với 8bit/mẫu và được truyền với tốc độ 64Kbps đến mạng chuyển mạch sau đó được truyền tới đích Ở bên nhận, dòng số 64 Kbps này được giải mã để cho ra tín hiệu thoại tương tự

HÌNH 1.7 MỘT CUỘC GỌI ĐIỆN THOẠI THÔNG THƯỜNG

Thực chất thoại qua mạng IP (VoIP) cũng không hoàn toàn khác hẳn điện thoại thông thường Đầu tiên tín hiệu thoại cũng được số hoá, nhưng sau đó thay vì truyền trên mạng PSTN qua các trường chuyển mạch, chúng sẽ được nén xuống tốc độ thấp, đóng gói và chuyển lên mạng IP Tại bên nhận, các gói tin này được giải nén thành các luồng PCM 64Kbps truyền đến thuê bao bị gọi Sự khác nhau chính là mạng truyền dẫn và khuôn dạng thông tin dùng để truyền dẫn

Hình 1.8 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 thuê bao B Mạng PSTN có nhiệm vụ phân tích địa chỉ và kết nối đến gateway1 Tại đây địa chỉ của

B lại được phân tích và gateway1 xác định được thuê bao B được kiểm soát bởi gateway2 Nó sẽ thiết lập một phiên liên kết với gateway2 Các thông tin báo hiệu mà gateway1 nhận được từ PSTN sẽ được chuyển đổi thích hợp sang dạng gói và truyền đến gateway2 Tại gateway2, các gói

0011

64 Kbps

tin lại đƣợc chuyển đổi ngƣợc lại và truyền sang mạng PSTN Mạng PSTN có nhiệm vụ định tuyến cuộc gọi đến thuê bao B Các thông tin trả lời sẽ đƣợc chuyển đổi ngƣợc lại qua gateway2 đến gateway1 Sau khi cuộc gọi đƣợc thiết lập, các gateway có nhiệm vụ chuyển đổi giữa các gói tin thoại trên mạng IP và các luồng PCM truyền trên mạng PSTN

Ngoài cấu hình “phone to phone” ở trên, dịch vụ thoại IP còn cho phép các máy tính (Personal Computer hay PC) có trang bị điện thoại trong các mạng LAN có thể trao đổi thoại với nhau (cấu hình PC to PC)

và với các thuê bao điện thoại trong mạng PSTN (cấu hình PC to Phone hay Phone to PC) nhƣ trong hình 1.8

Giao tiếp thoại sẽ vẫn là dạng giao tiếp cơ bản của con người Mạng điện thoại công cộng không thể bị đơn giản thay thế, thậm chí thay đổi trong thời gian tới Mục đích tức thời của các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP là tái tạo lại khả năng của điện thoại với một chi phí vận hành thấp hơn nhiều và đưa ra các giải pháp kỹ thuật bổ sung cho mạng PSTN

Điện thoại IP có thể được áp dụng cho gần như mọi yêu cầu của giao tiếp thoại, từ một cuộc đàm thoại đơn giản cho đến một cuộc gọi hội nghị nhiều người phức tạp Chất lượng âm thanh được truyền cũng có thể biến đổi tuỳ theo ứng dụng Ngoài ra, với khả năng của Internet, dịch vụ điện thoại IP sẽ cung cấp thêm nhiều tính năng mới

Ta có thể xem xét một vài ứng dụng trước mắt của điện thoại:

Thoại thông minh

Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ động Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn” Nó chỉ có một số phím để điều khiển Trong những năm gần đây, người ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh, đầu tiên là các thoại để bàn, sau là đến các server Nhưng mọi cố gắng đều thất bại do sự tồn tại của các hệ thống

có sẵn

Internet sẽ thay đổi điều này Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu,

nó đã được sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu Giữa mạng máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên

hệ Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển các cuộc thoại một cách tiện lợi hơn Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet

Dịch vụ điện thoại Web

“World Wide Web” đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của các doanh nghiệp Điện thoại Web hay “bấm số” (click

to dial) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể đưa thêm các phím bấm lên trang web để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ Dịch vụ bấm số

là cách dễ nhất và an toàn nhất để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang Web của bạn vào hệ thống điện thoại

Truy cập các trung tâm trả lời điện thoại

Truy nhập đến các trung tâm phục vụ khách hành qua mạng Internet

sẽ thúc đẩy mạnh mẽ thương mại điện tử Dịch vụ này sẽ cho phép một khách hành có câu hỏi về một sản phẩm được chào hàng qua Internet được các nhân viên của công ty trả lời trực tuyến

Dịch vụ fax qua IP

Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc

sử dụng dịch vụ Internet faxing sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại Dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet Hàng năm, thế giới tốn hơn 30 tỷ USD cho việc gửi fax đường dài Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này Việc sử dụng Internet không những được mở rộng cho thoại mà còn cho cả dịch

vụ fax Khi sử dụng dịch vụ thoại và 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 này cung cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại qua Internet thay cho sử dụng điện thoại để bàn truyền thống

¤ Kết nối một gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành Cấu hình này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thống điện thoại hiện hành

Công nghệ VoIP sẽ đem lại những lợi ích chủ yếu sau:

Giảm chi phí

Một giá cước chung sẽ thực hiện được với mạng Internet và do đó tiết kiệm đáng kể các dịch vụ thoại và fax Người ta ước tính có khoảng 70% các cuộc gọi đến Châu Á là để gửi fax, phần lớn trong số đó có thể được thay thế bởi FoIP (Fax over IP) Sự chia sẽ chi phí thiết bị và thao tác giữa những người sử dụng thoại và dữ liệu cũng tăng cường hiệu quả

sử dụng mạng bởi lẽ dư thừa băng tần trên mạng của người này có thể được sử dụng bởi một người khác

Đơn giản hoá

Một cơ sở hạ tầng tích hợp hỗ trợ tất cả các hình thức thông tin cho phép chuẩn hoá tốt hơn và giảm tổng số thiết bị Cơ sở hạ tầng kết hợp này có thể hỗ trợ việc tối ưu hoá băng tần động

Thống nhất

Vì con người là nhân tố quan trọng nhưng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn thông, mọi cơ hội để hợp nhất các thao tác, loại bỏ các điểm sai sót và thống nhất các điểm thanh toán sẽ rất có ích Trong các

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 và dữ liệu sử dụng VoIP Việc sử dụng thống nhất giao thức IP cho tất cả các ứng dụng hứa hẹn giảm bớt phức tạp và tăng cường tính mềm dẻo Các ứng dụng liên quan như dịch vụ danh bạ và dịch vụ an ninh mạng có thể được chia sẻ dễ dàng hơn

Nâng cao ứng dụng

Thoại và fax chỉ là các ứng dụng khởi đầu cho VoIP, các lợi ích trong thời gian dài hơn được mong đợi từ các ứng dụng đa phương tiện (multimedia) và đa dịch vụ Chẳng hạn các giải pháp thương mại

Internet có thể kết hợp truy cập Web với việc truy nhập trực tiếp đến một nhân viên hỗ trợ khách hàng

Về mặt kỹ thuật điện thoại IP có những ưu điểm và nhược điểm sau:

Ưu điểm

¤ Thông tin thoại trước khi đưa lên mạng IP sẽ được nén xuống dung lượng thấp (tuỳ theo kỹ thuật nén), vì vậy sẽ làm giảm được lưu lượng mạng

¤ Trong trường hợp cuộc gọi ở mạng chuyển mạch kênh một kênh vật lý sẽ được thiết lập và duy trì giữa hai bên cho đến khi một trong hai bên huỷ bỏ liên kết Như vậy, trong khoảng thời gian không có tiếng nói, tín hiệu thoại vẫn được lấy mẫu, lượng tử hoá

và truyền đi Vì vậy, hiệu suất đường truyền sẽ không cao Đối với điện thoại Internet có các cơ chế để phát hiện khoảng lặng (khoảng thời gian không có tiếng nói) nên sẽ làm tăng hiệu suất mạng

Nhược điểm

¤ Nhược điểm chính của điện thoại qua mạng IP chính là chất lượng dịch vụ Các mạng số liệu vốn dĩ không phải xây dựng với mục đích truyền thoại thời gian thực, vì vậy khi truyền thoại qua mạng

số liệu cho chất lượng cuộc gọi thấp và không thể xác định trước được Sở dĩ như vậy là vì gói tin truyền trong mạng có trễ thay đổi trong phạm vi lớn, khả năng mất mát thông tin trong mạng hoàn toàn có thể xảy ra Một yếu tố làm giảm chất lượng thoại nữa là kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền Nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kỹ thuật nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao

và đặc biệt là thời gian xử lý sẽ lâu, gây trễ

¤ Một nhược điểm khác của điện thoại IP là vấn đề tiếng vọng Nếu như trong mạng thoại, do trễ ít nên tiếng vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng IP, do trễ lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại Vì vậy, tiếng vọng là một vấn đề cần phải giải quyết trong điện thoại IP

Có 3 khó khăn chính khi triển khai VoIP đó là:

Vấn đề tiêu chuẩn: Do tiêu chuẩn quốc tế của điện thoại IP còn đang không ngừng phát triển và hoàn thiện và đặc biệt là tiêu chuẩn thông tin giữa các miền khác nhau, giữa các mạng khác nhau còn đang trong thời gian tranh luận đã ảnh hưởng trực tiếp đến sự tương thích giữa các sản phẩm điện thoại IP của các nhà cung cấp khác nhau Ngoài ra vấn đề chuyển mạch của thuê bao ở các miền khác nhau, vấn đề lộ trình và vấn đề tương thích dịch vụ, vấn đề thanh toán cước phí giữa các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau còn đang chờ được giải quyết

Vấn đề mạng truyền tải: Điện thoại IP dựa trên Internet, mà giao thức của Internet là TCP/IP được thiết kế chủ yếu nhằm cho dịch vụ

dữ liệu phi thời gian thực Trước mắt chưa có thể thực hiện quản lý

độ rộng băng thông, khống chế lưu lượng cho nên không thể cung cấp các dịch vụ QoS

Lưu lượng truyền dẫn trong mạng Internet là không thể xác định trước được và luôn thay đổi, vì vậy ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng thông thoại Căn cứ vào tình hình kỹ thuật hiện nay có thể nói Internet đối với thông tin điện thoại thời gian thực yêu cầu chất lượng cao còn tồn tại nhiều khiếm khuyết

Vấn đề dung lượng thiết bị: Các nhà sản xuất thiết bị tiếp nhận Internet và các nhà sản xuất thiết bị cổng mạng đếu đang cố gắng phát triển với quy mô lớn, từ vài cửa ra E1 cho đến hơn 100 cửa ra E1 Tuy nhiên dung lượng của thiết bị hiện nay còn cách xa so với các sản phẩm của viễn thông

1.3 H.323 - TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG CHO ĐIỆN THOẠI IP

H.323 là một chuẩn quốc tế về hội thoại trên mạng chuyển mạch gói được đưa

ra bởi hiệp hội viễn thông quốc tế ITU (International Telecommunication Union) Chuẩn H.323 của ITU xác định các thành phần, các giao thức, các thủ tục cho phép cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu đa phương tiện (multimedia) audio, video, data thời gian thực qua mạng chuyển mạch gói (bao gồm cả mạng IP) mà không quan tâm đến chất lượng dịch vụ H.323 nằm trong bộ các khuyến nghị H.32x cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu đa phương tiện qua các loại mạng khác nhau Một trong các ứng dụng của H.323 chính là dịch vụ điện thoại IP

Đến nay, H.323 đã phát triển thông qua hai phiên bản Phiên bản thứ nhất được thông qua vào năm 1996 và phiên bản thứ hai được thông qua vào năm

1998 Ứng dụng vào chuẩn này rất rộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập cũng như ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm - điểm cũng như cho truyền thông hội nghị H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông và đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác

Mạng H.323 dựa trên cơ sở mạng IP cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu

đa phương tiện thời gian thực (trong đó có dịch vụ thoại IP), hoạt động theo chuẩn

H.323 Cấu hình của mạng H.323 có thể bao gồm các thành phần cơ bản như trên hình 1.9