Giải pháp mở rộng hệ thống VOIP với giao thức SIP và các phần mềm mã nguồn mở cho hạ tầng nghiệp vụ ngành thuế

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THANH LONG GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THANH LONG

GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ

CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà Nội - 2015

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THANH LONG

GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG VOIP VỚI GIAO THỨC SIP VÀ CÁC PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ

CHO HẠ TẦNG NGHIỆP VỤ NGÀNH THUẾ

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính

Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG XUÂN TÙNG

Hà Nội - 2015

3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân tôi, không sao chép lại của người khác Trong toàn bộ nội dung của luận văn những điều được trình bày hoặc là của cá nhân hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình

Hà Nội, ngày 26 tháng 03 năm 2015

Nguyễn Thanh Long

4

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

DANH MỤC HÌNH VẼ 7

LỜI CẢM ƠN 9

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 HIỆN TRẠNG MẠNG VOIP NGÀNH THUẾ Error! Bookmark

not defined.

1.1 Mô hình kết nối mạng VoIP ngành Thuế Error! Bookmark not defined.

1.2 Hiện trạng sử dụng Error! Bookmark not defined.

1.3 Các vấn đề tồn tại Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Error! Bookmark not defined.

2.1 Giải pháp nâng cấp hệ thống Error! Bookmark not defined.

2.2 Giải pháp mở rộng hệ thống bằng Opensource Error! Bookmark not defined.

2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ HỖ TRỢ Error! Bookmark not defined.

3.1 Giao thức báo hiệu Error! Bookmark not defined.

3.1.1 Giao thức SCCP Error! Bookmark not defined.

3.1.2 Giao thức báo hiệu H.323 Error! Bookmark not defined.

3.1.3 Giao thức báo hiệu SIP Error! Bookmark not defined.

3.1.4 So sánh và lựa chọn giao thức báo hiệu Error! Bookmark not defined.

3.2 Phần mềm tổng đài thoại IP hỗ trợ SIP phổ biến Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Asterisk Error! Bookmark not defined.

3.2.2 FreeSWITCH Error! Bookmark not defined.

3.3 Lựa chọn các công nghệ hỗ trợ triển khai Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4 TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ Error! Bookmark not defined.

4.1 Triển khai giải pháp Error! Bookmark not defined.

4.2 Mô hình triển khai Error! Bookmark not defined.

4.3 Phần mềm và thông số máy chủ Error! Bookmark not defined.

5

4.3.1 Máy chủ tổng đài thoại (FusionPBX và FreePBX) Error! Bookmark not defined.

4.3.2 Máy chủ solarwinds Error! Bookmark not defined.

4.3.3 Phần mềm SIPp Error! Bookmark not defined.

4.4 Đánh giá hệ thống Error! Bookmark not defined.

4.4.1 Đánh giá năng lực hệ thống Error! Bookmark not defined.

4.4.2 Đánh giá chất lượng cuộc gọi Error! Bookmark not defined.

4.5 Thực hiện đánh giá chất lượng hỗ trợ Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

B2BUA Back-to-back user agent

CDR Call Detail Record

CMR Call Management Record

CNTT Công nghệ Thông tin

CUCM Cisco Unified Communications Manager MCU Multipoint Control Unit

MOS Mean Opinion Score

IVR Interactive Voice Response

PBX Private Branch Exchange

TCT Tổng cục Thuế

RTP Real-time Transport Protocol

SCCP Skinny Call Control Protocol

SDP Session Description Protocol

SIP Session Initiation Protocol

VoIP Voice over Internet Protocol

WAN Wide Area Network

7

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng ƣớc lƣợng chi phí khi nâng cấp Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Các bản tin SCCP đăng ký phone Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Các bản tin SCCP kiểm tra trạng thái và cảnh báo Error! Bookmark not defined

Bảng 3.3 Các bản tin SCCP khi nhấc điện thoại Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Các bản tin SCCP khi thực hiện cuộc gọi Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Các bản tin yêu cầu của SIP Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Tổng thể các bản tin đáp ứng của SIP Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Chi tiết các bản tin đáp ứng của SIP Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Các thành phần trong bản tin yêu cầu SIP Error! Bookmark not defined Bảng 3.9 Các thành phần trong bản tin đáp ứng SIP Error! Bookmark not defined

Bảng 3.10.Bảng so sánh giao thức báo hiệu SIP và H.323 Error! Bookmark not defined

Bảng 4.1 Bảng thông số máy chủ tổng đài FreePBX Error! Bookmark not defined

Bảng 4.2 Bảng thông số máy chủ tổng đài FusionPBX Error! Bookmark not defined

Bảng 4.3 Bảng chất lƣợng cuộc gọi Error! Bookmark not defined Bảng 4.4 Bảng thông số máy chủ giám sát Solarwinds Error! Bookmark not defined

Bảng 4.5 Bảng thông số máy chủ chạy SIPp Error! Bookmark not defined Bảng 4.6 Các tham số thực hiện kiểm thử hiệu năng Error! Bookmark not defined

Bảng 4.7 Kết quả kiểm thử hiệu năng trên tổng đài FreePBX Error! Bookmark not defined

Bảng 4.8 Kết quả kiểm thử hiệu năng trên tổng đài FusionPBX Error! Bookmark not defined

Bảng 4.9 Bảng kết quả cuộc gọi giữa 2 IP Phone Error! Bookmark not defined

8

Bảng 4.10.Bảng kết quả cuộc gọi giữa hệ thống CUCM và FreePBX Error! Bookmark not defined

Bảng 4.11.Các thông số chính trong bản ghi CDR Reports Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình kết nối logic mạng VoIP ngành Thuế Error! Bookmark not defined

Hình 2.1 Mô hình giải pháp nâng cấp hệ thống Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Mô hình giải pháp mở rộng Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Các thành phần trong mạng SCCP Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Cấu trúc bản tin SCCP Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Các thành phần trong mạng H.323 Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Sơ đồ khối thiết bị đầu cuối H.323 Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Giao thức báo hiệu H.323 Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Thiết lập báo hiệu H.323 trực tiếp giữa hai thiết bị đầu cuối Error! Bookmark not defined

Hình 3.7 Thiết lập báo hiệu H.323 định tuyến qua Gatekeeper Error! Bookmark not defined

Hình 3.8 Báo hiệu đƣợc định tuyến thông qua 02 Gatekeeper Error! Bookmark not defined

Hình 3.9 Báo hiệu trực tiếp giữa hai thiết bị đầu cuối trên hai vùng dịch vụ Error! Bookmark not defined

Hình 3.10.Các thành phần trong mạng SIP Error! Bookmark not defined Hình 3.11.Cơ chế hoạt động theo máy chủ Proxy Error! Bookmark not defined Hình 3.12.Cơ chế hoạt động theo máy chủ Redirect Error! Bookmark not defined Hình 3.13.Cơ chế hoạt động theo máy chủ B2BUA Error! Bookmark not defined Hình 3.14.Sơ đồ tổng quát của Asterisk Error! Bookmark not defined Hình 3.15.Kiến trúc của Asterisk Error! Bookmark not defined Hình 3.16.Kiến trúc của FreeSWITCH Error! Bookmark not defined Hình 4.1 Mô hình triển khai Error! Bookmark not defined Hình 4.2 Mô hình đánh giá năng lực hệ thống Error! Bookmark not defined

9

Hình 4.3 Thời gian đáp ứng cho các cuộc gọi của FreePBX Error! Bookmark not defined

Hình 4.4 Thời gian đáp ứng cho các cuộc gọi của FusionPBX Error! Bookmark not defined

Hình 4.5 Mô hình đánh giá chất lượng cuộc gọi Error! Bookmark not defined.

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành nội dung luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ

cơ quan, đoàn thể và cá nhân

Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Hoàng Xuân Tùng – Người thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình xây dựng và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình, bạn bè những người luôn động viên, giúp đỡ tôi rất nhiệt tình để hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày 26 tháng 03 năm 2015

Học viên

10

Nguyễn Thanh Long

MỞ ĐẦU

Xu hướng thoại qua nền IP (VoIP - Voice over Internet Protocol) ngày càng được phát triển mạnh trong các năm qua, lợi ích của công nghệ này ngày càng được thể hiện rõ Chất lượng cuộc gọi dùng công nghệ này không thua kém công nghệ thoại truyền thống mà còn hỗ trợ nhiều dịch vụ giá trị gia tăng mà điện thoại truyền thống không thể làm được hay chi phí rất đắt Tại việt nam, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng Internet với công nghệ cáp quang và chi phí ngày càng giảm nên việc áp dụng Voice over Internet ngày càng phổ biến Một số nhà cung cấp dịch vụ đã phát triển trên hệ thống này từ khá lâu như các dịch vụ giá trị gia tăng, các nhà cung cấp dịch vụ thoại Telco, hệ thống chăm sóc khách hàng

Không nằm ngoài xu hướng phát triển chung, Tổng cục Thuế cũng đã đầu tư

hệ thống VoIP từ những năm 2010 và được mở rộng vào năm 2011 với chức năng tổng đài thoại cho Cục Công nghệ Thông tin - Tổng cục Thuế và tổng đài nội bộ trong ngành từ Tổng cục đến 63 Cục Thuế Việc kết nối thông qua mạng hạ tầng truyền thông thông suốt của ngành Tài chính từ cấp trung ương đến các địa phương (Cục và Chi cục Thuế) Tuy nhiên, đến thời điểm hiện tại hệ thống phát sinh một số vấn đề sau:

11

- Hệ thống hoạt động trên phiên bản cũ, không cập nhật được các tính năng tối ưu của công nghệ Các thiết bị sử dụng đã hết khấu hao, không còn được hỗ trợ

xử lý các lỗi từ hãng cung cấp

- Một số tính năng yêu cầu cho công việc chưa được đầu tư, số lượng license

đã mua không đủ đáp ứng số lượng người dùng nếu mở rộng đến các phòng ban khác

- Mô hình ứng dụng ngành Thuế đang chuyển dần từ phân tán thành tập trung, nên mọi đầu mối hỗ trợ sẽ tập trung về Tổng cục Thuế Hàng năm, với trên

10000 cuộc gọi hỗ trợ qua điện thoại về ứng dụng và hệ thống (theo thống kê từ báo cáo hàng năm của Cục CNTT) Do đó, vấn đề đáp ứng chất lượng hỗ trợ đòi hỏi ngày càng cao, nhưng hệ thống hiện tại chưa hỗ trợ cho việc đánh giá này Trên cơ sở đó, trong luận văn này tôi đã đề xuất phương án mở rộng hệ thống VoIP hiện tại nhằm đáp ứng một số yêu cầu sau: Mở rộng về số lượng người dùng; Xây dựng một số tính năng mới đáp ứng cho yêu cầu công việc Sau khi phân tích tôi đã chọn phương án mở rộng bằng cách sử dụng giao thức SIP và các phần mềm

mã nguồn mở có thể đáp ứng tốt các yêu cầu trên

Tiến hành kiểm thử theo các bước đã đề xuất trong giải pháp đã phân tích, tôi rút ra được một số kết quả như sau:

- Hệ thống được mở rộng và đáp ứng tốt các yêu cầu của công việc bao gồm: kết nối tốt đến hệ thống tổng đài đang chạy của Tổng cục Thuế qua giao thức SIP, giúp mở rộng số lượng người dùng; Các thông tin của chức năng ghi âm cuộc gọi chi tiết giúp đánh giá được chất lượng hỗ trợ người dùng

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

[1] Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2009), Tổng đài Asterisk và công nghệ VoIP, Đồ án

tốt nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng

Tiếng Anh

[2] Cisco System (2008), Cisco Voice over IP (CVOICE), Volume 1, Version 6.0 Cisco System Learning, pp 12-19

[3] Cisco System (2014), Cisco MediaSense Version 10.5 Data Sheet, Cisco

and/or its affiliates, pp 1

[4] Charles P.Wright, Olivier Jacques, Richard Gayraud, Robert Day, Many

contributors (21/04/2014) SIPp reference documentation

[5] Jonathan Davidson, James Peters, Manoj Bhatia, Satish Kalidindi, Sudipto

Mukherjee Voice over IP Fundamentals, 2nd Edition Cisco Press

12

[6] Jonathan Levin (2005), VoIP - Voice over Internet Protocol , Technologeeks,

pp 49-55

[7] Solarwinds Incorporated (1995-2014), VoIP and Network Quality Manager Administrator Guide, Version 4.2, pp.35-41

[8] Schmooze Com Inc., The FreePBX Project, http://www.freepbx.org and

http://wiki.freepbx.org/display/FD/FreePBX+Distro+Home

[9] Packetizer Copyright © 2015, H.323 versus SIP: A Compare,

http://www.packetizer.com/ipmc/h323_vs_sip, Packetizer, Inc

[10] The FusionPBX Project © Copyright 2008-2015, http://www.fusionpbx.com

and http://wiki.fusionpbx.com

[11] The FreeSWITCH Project, https://freeswitch.org/

[12] RFC 3261 SIP - Session Initiation Protocol

[13] RFC 2327 SDP - Session Description Protocol

[14] http://en.wikipedia.org/wiki/Skinny_Call_Control_Protocol

[15] http://en.wikipedia.org/wiki/H.323

[16] http://en.wikipedia.org/wiki/Session_Initiation_Protocol