Xây dựng và triển khai các giải pháp VoIP cho hệ thống mạng tại trường đh CNTT TT thái nguyên

Ngoài ra phương hướng phát triển của trường ĐHCN là tích hợp các thiết bị di động vào trong hệ thống VoIP để giúp ta có thể sử dụng các thiết bị động như một chiếc điện thoại IP thông th

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em xin gửi tới thầy Th.S Lê Hoàng Hiệp lời cảm ơn

chân thành và sâu sắc nhất, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cho em trong suốt quá trình em thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Truyền Thông & Mạng Máy Tính – khoa công nghệ thông tin đại học CNTT & TT đã hết lòng dạy bảo, giúp đỡ em trong những năm học đại học, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý giá trong chuyên môn và cuộc sống Những hành trang đó là một tài sản vô giá nâng bước cho em tới được với những thành công trong tương lai

Cuối cùng, em xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Thái Nguyên, tháng 06 năm 2016

Sinh viên

Lương Trung Đức

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan nội dung của đồ án này hoàn toàn là do em nghiên cứu, tìm hiểu và tổng hợp từ các tài liệu liên quan, có trích dẫn tài liệu tham khảo cũng như các kiến thức từ thực tế khi em học tập, rèn luyện trên ghế giảng đường, không sao chép hoàn toàn nội dung của các bài đồ án khác

Thái Nguyên, tháng 06 năm 2016

Sinh viên

Lương Trung Đức

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 6

1.1 Lý do lựa chọn đề tài 6

1.2 Mục tiêu của đề tài 7

1.3 Phương hướng thực hiện đề tài 7

1.4 Kết quả đề tài đã thực hiện được 8

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9

2.1 Phương pháp thiết kế mạng 9

2.1.1 Thu thập yêu cầu của khách hàng 9

2.1.2 Phần tích yêu cầu 10

2.1.3 Thiết kế giải pháp 11

2.1.4 Cài đặt mạng 11

2.1.5 Kiểm thử mạng 12

2.1.6 Bảo trì hệ thống 12

2.2 Tổng quan về công nghệ Voice Over IP 12

2.2.1 Khái niệm VoIP 12

2.2.2 Nguyên tắc hoạt động của VoIP 12

2.2.3 Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP 17

2.2.4 Các giao thức VoIP 19

2.2.5 Sự khác biệt của gọi qua giao thức IP với gọi điện thông thường 23

2.2.6 Lợi ích của VoIP 26

2.2.7 Các hạn chế của VoIP 29

CHƯƠNG III: KHẢO SÁT & PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TẠI TRƯỜNG ĐH CNTT&TT THÁI NGUYÊN 31

3.1 Khảo sát hệ thống mạng trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên 31

3.1.1 Giới thiệu về trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên 31

3.1.2 Mô hình tổng quan mạng hiện tại 33

3.1.3 Sơ đồ vật lý của trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên 34

3.2 Phân tích thiết kế hệ thống mạng VoIP 40

3.2.1 Mô tả hệ thống VoIP của trường ĐH CNTT & TT 40

3.2.2 Đánh giá về hệ thống VoIP đã triển khai 51

3.3 Đề xuất một số giải pháp VoIP dựa trên cơ sở khảo sát hạ tầng thực tế 56

3.3.1 Quy mô toàn trường 56

3.3.2 Quy mô mở rộng 57

3.3.3 Áp dụng kết hợp giải pháp bảo mật 58

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG DEMO HỆ THỐNG VoIP CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT & TT THÁI NGUYÊN 59

4.1 Sơ đồ hệ thống VoIP của trường ĐH CNTT&TT Thái Nguyên 59

4.2 Giải pháp giúp các máy nội bộ có thể gọi trực tiếp cho nhau 60

4.3 Các máy có thể gọi ra ngoài thông qua đường thông qua đường trunk 63

4.4 Thiết lập hệ thống trả lời tự động và hệ thống tự động gọi đến số máy lẻ 65 KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 69

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của mạng Internet hiện nay, cùng với các dịch

vụ đi kèm, công nghệ truyền giọng nói qua mạng Internet (VoIP) dần một thay thế công nghệ truyền giọng nói qua mạng điện thoại truyền thống Với những ưu điểm của mình công nghệ VoIP sẽ ngày một phát triển trong tương lai Và trường đại học với hạ tầng mạng đã được xây dựng tốt và hoàn thiện cũng đang hướng tới việc sử dụng công nghệ VoIP để dần thay thế mạng điện thoại truyền thống

Với đề tài “Xây dựng và triển khai các giải pháp VoIP cho hệ thống mạng tại trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên” sẽ trình bày cái nhìn tổng quan

về hệ thống VoIP, cũng như thiết lập thử nghiệm hệ thống VoIP với các thiết bị sẵn có ở Trung tâm Máy Tính trường Đại học CNTT & TT Thái Nguyên, qua đó đánh giá khả năng của thiết bị có đáp ứng đủ nhu cầu để triển khai cho toàn bộ trường đại học CNTT & TT Thái Nguyên, cùng với đó đề xuất các giải pháp triển khai VoIP cho trường đại học CNTT & TT Thái Nguyên với hệ thống sẵn

có Đồ án cũng đề cập đến các giải pháp VoIP của hãng khác dựa trên hệ thống

hạ tầng mạng sẵn có của trường đại học CNTT & TT Thái Nguyên

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Thế nhưng, ở các trường đại học Việt Nam, VoIP vẫn chưa được chú ý và đưa vào sử dụng nhiều Nguyên nhân đầu tiên là để xây dựng được một vệ thống hoạt động tốt thì cần phải xây dựng một hạ tầng mạng tốt, và không phải trường nào cũng có điều kiện để xây dựng được một hệ thống như thế Ngoài ra, kinh phí để xây dựng một hệ thống VoIP khá cao, các Ipphone có giá ngang gần một chiếc máy tính Ngoài ra để xây dựng một hệ thống VoIP có thể hoạt động liên tục cần một nguồn điện ổn định cũng như nguồn điện dự phòng và nó sẽ làm tăng chi phí xây dựng hệ thống khá cao

VoIP là một giải pháp mới cho việc truyền tín hiệu giọng nói tích hợp song song với truyền dữ liệu, giúp giảm chi phí đáng kể cho những cuộc gọi đường dài trong nước cũng như quốc tế Với những lợi ích mà VoIP đem lại, việc xây dựng hệ thống VoIP cho trường ĐH CNTT & TT là một vấn đề cần thiết, đem lại không chỉ lợi ích trước mắt mà về lâu dài Với những lợi thế về hạ tầng

mạng rất tốt đã được xây dựng, hệ thống VoIP hoàn toàn có thể được xây dựng trên hệ thống mạng sẵn có mà không phải thay đổi nhiều đến cấu trúc mạng toàn trường

Chính vì những lý do trên và để góp phần vào việc xây dựng được một hệ

thống VoIP cho trường đại học CNTT & TT nên em đã chọn đề tài “Xây dựng

và triển khai các giải pháp VoIP cho hệ thống mạng tại trường ĐH CNTT &

TT Thái Nguyên”

1.2 Mục tiêu của đề tài

Mục đích của khóa luận là lắp đặt thử nghiệm hệ thống sẵn có, đánh giá khả năng của thiết bị tổng đài Alcatel sẵn có, để tiến tới có thể triển khai cho toàn

bộ trường ĐH CNTT & TT hay không? Nếu vẫn dùng hệ thống tổng đài Alcatel thì cần phải nâng cấp thiết bị tổng đài thế nào để có thể đáp ứng được nhu cầu cho trường ĐHCNTT & TT Ngoài ra đưa thêm giải pháp thiết bị của hãng khác

để có lựa chọn và phù hợp với hệ thống mạng đang sẵn có của trường

Ngoài ra phương hướng phát triển của trường ĐHCN là tích hợp các thiết

bị di động vào trong hệ thống VoIP để giúp ta có thể sử dụng các thiết bị động như một chiếc điện thoại IP thông thường khi được kết nối vào mạng VoIP Với việc sử dụng các điện thoại di động, ta có thể kết nối vào mạng VoIP ở bất cứ nơi nào thông qua mạng 3G hoặc GPRS, điều đó làm giảm chi phí cuộc gọi Và với việc sử dụng thiết bị điện thoại di động, chỉ cần duy trì hệ thống tổng đài luôn luôn có điện là ta sẽ luôn luôn kết nối được với tổng đài

Trung tâm máy tính hiện có một bộ tổng đài Alcatel OmniPCX Office, bộ tổng đài có thể dùng làm file server, hoặc gateway internet, nhưng quan trọng nhất là hệ thống VoIP được tích hợp trong đó Trường ĐHCN đã có sẵn một hạ tầng hệ thống mạng tốt và hoàn toàn có thể triển khai hệ thống VoIP trên hạ tầng

có sẵn

1.3 Phương hướng thực hiện đề tài

 Nghiên cứu về hệ thống VoIP và cách thức hoạt động của hệ thống

 Đề ra giải pháp cũng như mô hình mạng VoIP cho trường ĐH CNTT &

TT

 Nghiên cứu phương pháp triển khai hệ thống VoIP của Alcatel và sử dụng các thiết bị điện thoại

 Triển khai và đưa vào hoạt động thử nghiệm các thiết bị của tổng đài để

có thể đánh giá chất lượng của hệ thống

 Đánh giá hệ thống khi đưa vào hoạt động trong phạm vi trường ĐH CNTT & TT

1.4 Kết quả đề tài đã thực hiện được

 Trình bày cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP

 Đề xuất được giải pháp xây dựng hệ thống VoIP cho trường đại học CNTT & TT dựa trên cơ sở lý thuyết

 Triển khai thử nghiệm thành công hệ thống VoIP sử dụng thiết bị Alcatel tại trung tâm máy tính

 Đưa ra được các vấn đề khi triển khai hệ thống VoIP trên trường ĐH CNTT & TT sẽ gặp phải

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Phương pháp thiết kế mạng

Ngày nay, mạng máy tính đã trở thành một hạ tầng cơ sở quan trọng của tất cả các cơ quan xí nghiệp Nó đã trở thành một kênh trao đổi thông tin không thể thiếu được trong thời đại công nghệ thông tin Với xu thế giá thành ngày càng

hạ của các thiết bị điện tử, kinh phí đầu tư cho việc xây dựng một hệ thống mạng không vượt ra ngoài khả năng của các công ty xí nghiệp Tuy nhiên, việc khai thác một hệ thống mạng một cách hiệu quả để hỗ trợ cho công tác nghiệp vụ của các cơ quan xí nghiệp thì còn nhiều vấn đề cần bàn luận Hầu hết người ta chỉ chú trọng đến việc mua phần cứng mạng mà không quan tâm đến yêu cầu khai thác sử dụng mạng về sau Điều này có thể dẫn đến hai trường hợp: lãng phí trong đầu tư hoặc mạng không đáp ứng đủ cho nhu cầu sử dụng

Có thể tránh được điều này nếu ta có kế hoạch xây dựng và khai thác mạng một cách rõ ràng Thực tế, tiến trình xây dựng mạng cũng trải qua các giai đoạn như việc xây dựng và phát triển một phần mềm

Nó cũng gồm các giai đoạn như : Thu thập yêu cầu của khách hàng (công

ty, xí nghiệp có yêu cầu xây dựng mạng), Phân tích yêu cầu, Thiết kế giải pháp mạng, Cài đặt mạng, Kiểm thử và cuối cùng là Bảo trì mạng

Phần này sẽ giới thiệu sơ lược về nhiệm vụ của từng giai đoạn để ta có thể hình dung được tất cả các vấn đề có liên quan trong tiến trình xây dựng mạng

2.1.1 Thu thập yêu cầu của khách hàng

Mục đích của giai đoạn này là nhằm xác định mong muốn của khách hàng trên mạng mà chúng ta sắp xây dựng Những câu hỏi cần được trả lời trong giai đoạn này là:

 Bạn thiết lập mạng để làm gì? sử dụng nó cho mục đích gì?

 Các máy tính nào sẽ được nối mạng?

 Những người nào sẽ được sử dụng mạng, mức độ khai thác sử dụng mạng của từng người / nhóm người ra sao?

 Trong vòng 3-5 năm tới bạn có nối thêm máy tính vào mạng không, nếu

có ở đâu, số lượng bao nhiêu ?

Phương pháp thực hiện của giai đoạn này là bạn phải phỏng vấn khách hàng, nhân viên các phòng mạng có máy tính sẽ nối mạng Thông thường các đối tượng mà bạn phỏng vấn không có chuyên môn sâu hoặc không có chuyên môn

về mạng Cho nên bạn nên tránh sử dụng những thuật ngữ chuyên môn để trao đổi với họ Chẳng hạn nên hỏi khách hàng “ Bạn có muốn người trong cơ quan bạn gởi mail được cho nhau không?”, hơn là hỏi “ Bạn có muốn cài đặt Mail server cho mạng không? ” Những câu trả lời của khách hàng thường không có cấu trúc, rất lộn xộn, nó xuất phát từ góc nhìn của người sử dụng, không phải là góc nhìn của kỹ sư mạng Người thực hiện phỏng vấn phải có kỹ năng và kinh nghiệm trong lĩnh vực này Phải biết cách đặt câu hỏi và tổng hợp thông tin

Một công việc cũng hết sức quan trọng trong giai đoạn này là “Quan sát thực địa” để xác định những nơi mạng sẽ đi qua, khoảng cách xa nhất giữa hai máy tính trong mạng, dự kiến đường đi của dây mạng, quan sát hiện trạng công trình kiến trúc nơi mạng sẽ đi qua Thực địa đóng vai trò quan trọng trong việc chọn công nghệ và ảnh hưởng lớn đến chi phí mạng Chú ý đến ràng buộc về mặt thẩm mỹ cho các công trình kiến trúc khi chúng ta triển khai đường dây mạng bên trong nó Giải pháp để nối kết mạng cho 2 tòa nhà tách rời nhau bằng một khoảng không phải đặc biệt lưu ý Sau khi khảo sát thực địa, cần vẽ lại thực địa hoặc yêu cầu khách hàng cung cấp cho chúng ta sơ đồ thiết kế của công trình kiến trúc mà mạng đi qua

Trong quá trình phỏng vấn và khảo sát thực địa, đồng thời ta cũng cần tìm hiểu yêu cầu trao đổi thông tin giữa các phòng ban, bộ phận trong cơ quan khách hàng, mức độ thường xuyên và lượng thông tin trao đổi Điều này giúp ích ta trong việc chọn băng thông cần thiết cho các nhánh mạng sau này

2.1.2 Phần tích yêu cầu

Khi đã có được yêu cầu của khách hàng, bước kế tiếp là ta đi phân tích yêu cầu để xây dựng bảng “Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng”, trong đó xác định rõ những vấn đề sau:

 Những dịch vụ mạng nào cần phải có trên mạng ? (Dịch vụ chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thư điện tử, Truy cập Internet hay không?, )

 Mô hình mạng là gì? (Workgoup hay Client / Server? )

 Mức độ yêu cầu an toàn mạng

 Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng

2.1.3 Thiết kế giải pháp

Bước kế tiếp trong tiến trình xây dựng mạng là thiết kế giải pháp để thỏa mãn những yêu cầu đặt ra trong bảng Đặc tả yêu cầu hệ thống mạng Việc chọn lựa giải pháp cho một hệ thống mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có thể liệt kê như sau:

 Kinh phí dành cho hệ thống mạng

 Công nghệ phổ biến trên thị trường

 Thói quen về công nghệ của khách hàng

 Yêu cầu về tính ổn định và băng thông của hệ thống mạng

 Ràng buộc về pháp lý

Tùy thuộc vào mỗi khách hàng cụ thể mà thứ tự ưu tiên, sự chi phối của các yếu tố sẽ khác nhau dẫn đến giải pháp thiết kế sẽ khác nhau Tuy nhiên các công việc mà giai đoạn thiết kế phải làm thì giống nhau

2.1.4.2 Cài đặt và cấu hình phần mềm

Tiến trình cài đặt phần mềm bao gồm:

 Cài đặt hệ điều hành mạng cho các server, các máy trạm

 Cài đặt và cấu hình các dịch vụ mạng

 Tạo người dùng, phân quyền sử dụng mạng cho người dùng

Tiến trình cài đặt và cấu hình phần mềm phải tuân thủ theo sơ đồ thiết kế mạng mức luận lý đã mô tả Việc phân quyền cho người dùng pheo theo đúng chiến lược khai thác và quản lý tài nguyên mạng

Nếu trong mạng có sử dụng router hay phân nhánh mạng con thì cần thiết phải thực hiện bước xây dựng bảng chọn đường trên các router và trên các máy tính

2.2 Tổng quan về công nghệ Voice Over IP

2.2.1 Khái niệm VoIP

VoIP (Voice Over IP) là một công nghệ sử dụng băng thông internet và

các kết nối IP để truyền âm thanh thời gian thực Bằng các thiết bị chuyển đổi, tín hiệu âm thanh (voice signal) sẽ được đóng gói thành thành các gói dữ liệu (data packets) và được truyền thông qua môi trường mạng Internet trong môi trường VoIP, sau đó các gói dữ liệu voice lại được chuyển thành tín hiệu âm ở thiết bị người nhận

VoIP sử dụng kỹ thuật số vì vậy để đảm bảo chất lượng cuộc gọi, hệ thống yêu cầu kết nối băng thông tốc độ cao như DSL hoặc cable Ứng dụng hay được

sử dụng của VoIP là các dịch vụ điện thoại dựa trên Internet có chuyển mạch

điện thoại Với ứng dụng này, để thực hiện cuộc gọi, ta vẫn phải quay số để thực hiện cuộc Thế nhưng nó cũng tiết kiệm được khá nhiều chi phí

VoIP (Voice over Internet Protocol) đã tạo nên một bước tiến lớn trong công nghệ thông tin cũng như trong hệ thống truyền thông VoIP cho phép bạn truyền tiếng nói qua Internet tới mọi nơi trên thế giới và không phải trả cước viễn thông

Mặc dù những khái niệm về các giao thức cũng như hoạt động của VoIP

là đơn giản, tuy nhiên việc thực hiện và ứng dụng các giao thức cũng như chuyển đổi tín hiệu trong VoIP là phức tạp Để gởi voice, thông tin phải được đóng gói thành những gói (packet) giống như dữ liệu Ta có thể dùng kĩ thuật nén gói để tiết kiệm băng thông, thông qua những tiến trình codec (compressor/de-compressor)

2.2.2 Nguyên tắc hoạt động của VoIP

2.2.2.1 Nguyên tắc hoạt động

Giọng nói của ta là những tín hiệu analog Và để chuyển sang được tín hiệu số ta phải dùng những thuật toán đặc biệt Những thiết bị khác nhau có cách chuyển đổi khác nhau như VoIP phone hay softphone nếu dùng điện thoại analog thông thường thì cần một thiết bị chuyển đổi là Telephony Adapter (TA) Sau đó giọng nói được số hóa sẽ được đóng vào gói tin và gửi trên mạng IP

Trong suốt tiến trình một giao thức như SIP hay H323 sẽ được dùng để điểu khiển (control) cuộc gọi như là thiết lập, quay số, ngắt kết nối… và RTP là giao thức truyền tải voice data

2.2.2.2 Phiên hoạt động của VoIP

Thiết lập cuộc gọi: trong quá trình này, để người gọi và người nhận kết nối được với nhau cần xác định đúng vị trí của người gọi và yêu cầu một kết nối

để liên lạc với người nhận Khi địa chỉ người nhận được xác định là tồn tại trên các server thì các server đó sẽ thiết lập một kết nỗi giữa hai người cho quá trình trao đổi dữ liệu voice diễn ra

Xử lý tín hiệu gọng nói: Tín hiệu giọng nói (analog) sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu số (digital) rồi được nén lại nhằm tiết kiệm đường truyền

(bandwidth) sau đó sẽ được mã hóa (tăng độ bảo mật) Các voice samples sau đó

sẽ được chèn vào các gói dữ liệu để được vận chuyển trên mạng Giao thức RTP

sẽ dùng cho các gói voice.Một gói tin RTP có các field header để có thể chứa các thông tin cần thiết cho việc biên dịch lại các gói tin sang tín hiệu voice ở thiết bị người nhận cuộc gọi Các gói tin voice được truyền đi bởi giao thức UDP Ở thiết

bị cuối, tiến trình được thực hiện ngược lại

 Số hóa tín hiệu Analog

Để biểu giọng nói con người ở dạng analog thành dạng digiteal cần một số lượng lớn các giá trị digital để biểu diễn biên độ (amplitude), tần số (frequency)

và pha (phase), và việc chuyển đổi nó thành dạng số nhị phân (zero và one) là rất khó Vì vậy những thiết bị được gọi là codec (coder-decoder) hay là thiết bị mã

và giải mã được phát triển để giải quyết vấn đề trên Tín hiệu đện thoại analog (giọng nói con người) được đặt vào đầu vào của thiết bị codec và được chuyển đổi thành chuỗi số nhị phân ở đầu ra Sau đó quá trình này thực hiện trở lại bằng cách chuyển chuỗi số thành dạng analog ở đầu cuối, với cùng qui trình codec

Có 4 bước liên quan đến quá trình số hóa (digitizing) một tín hiệu tương

tự (analog) :

 Lấy mẫu (Sampling)

 Lượng tử hóa (Quantization)

 Mã hóa (Encoding)

 Nén giọng nói (Voice Compression)

PAM (Pulse-amplitude Modulation) - điều chế biên độ xung

FDM (Frequency Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo tần

số: Mỗi kênh được phân phối theo một băng tần xác địmnh, thông thường có bề rộng 4Khz cho dịch vụ thoại

PCM (Pulse code modulation) - Điều chế theo mã: là phương pháp

thông dụng nhất chuyển đổi các tín hiệu analog sang dạng digital (và ngược lại)

để có thể truyền qua một hệ thống truyền dẫn số hay các quá trình xử lý số

Sự biến đổi này bao gổm 3 tiến trình chính: lấy mẫu, lượng tử hoá, mã hoá

Tiến trình này hoạt động như sau: Giai đoạn đầu tiên cuả PCM là lấy mẫu các tín hiệu nhập (tín hiệu đi vào thiết bị số hoá), nó tạo ra một tuần tự các mẫu analog dưới dạng chuỗi PAM, sau đó phân chia dải biên độ này thành một số giới hạn các khoảng Trong bộ mã hoá, độ lớn của các mẫu được lương tử hoá được biểu diễn bởi các mã nhị phân

 Lượng tử hóa

Hình 2.1 : Lượng tử hóa

Tiến trình kế tiếp của số hóa tín hiệu tuần tự là biểu diễn giá trị chính xác cho mỗi mẫu được lấy Mỗi mẫu có thể được gán cho một giá trị số, tương ứng với biên độ (theo chiều cao) của mẫu

Sau khi thực hiện giới hạn đầu tiên đối với biên độ tương ứng với dải mẫu, đến lượt mỗi mẫu sẽ được so sánh với một tập hợp các mức lượng tử và gán vào một mức xấp xỉ với nó Qui định rằng tất cả các mẫu trong cùng khoảng giữa hai mức lượng tử được xem có cùng giá trị Sau đó giá trị gán được dùng trong hệ thống truyền Sự phục hồi hình dạng tín hiệu ban đầu đòi hỏi thực hiện theo hướng ngược lại

Hình 2.2 : Điều chế theo mã

Mã hóa (Encoding)

Mỗi mức lượng tử được chỉ định một giá trị số 8 bit, kết hợp 8 bit có 256 mức hay giá trị Qui ước bit đầu tiên dùng để đánh dấu giá trị âm hoặc dương cho mẫu Bảy bít còn lại biểu diễn cho độ lớn, bit đầu tiên chỉ nửa trên hay nửa dưới của dãy, bit thứ hai chỉ phần tư trên hay dưới, bit thứ 3 chỉ phần tám trên hay dưới và cứ thế tiếp tục

Ba bước tiến trình này sẽ lặp lại 8000 lần mỗi giây cho dịch vụ kênh điện thoại Dùng bước thứ tư là tùy chọn để nén hay tiết kiệm băng thông Với tùy chọn này thí một kênh có thể mang nhiều cuộc gọi dồng thời

 Nén giọng nói (Voice Compression)

Mặc dù kĩ thuật mã hóa PCM 64 Kps là phương pháp được chuẩn hóa, nhưng có vài phương pháp mã hóa khác được sử dụng trong những ứng dụng đặc biệt Các phương pháp này thực hiện mã hóa tiếng nói với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của PCM, nhờ đó tận dụng được khả năng của hệ thống truyền dẫn số Chắc hẳn, các mã hóa tốc độ thấp này sẽ bị hạn chế về chất lượng, đặt biệt là nhiễu và méo tần số

Hình 2.3 : Đóng gói gói tin

Mỗi một khi giọng nói đã được số hoá và được nén lại, nó phải được chia thành những phần nhỏ, để đặt vào gói IP, VoIP thì không hiệu quả cho những gói tin nhỏ, trong khi những gói tin lớn thì tạo ra nhiều độ trễ, do ảnh hưởng của vài loại header mà kích thước của dữ liệu thoại (voice data ) cũng sẽ ảnh hưởng Nếu gói bị mất nhiều hay đến đích không đúng thứ tự sẽ làm cho cuộc thoại bị ngắt quãng

Thông thường, cần khoảng 10us đến 30 us (trung bình là 20us) để đặt dữ liệu thoại vào bên trong gói tin, ví dụ phần dữ liệu thoại (voice data) với kích thước 160 byte không nén cần khoảng 20us để đặt phần dữ liệu thoại vào bên

trong gói tin Số lượng dữ liệu thoại bên trong gói tin cần cân bằng giữa sự hiệu quả trong sử dụng bang thông và chất lượng của cuộc thoại

2.2.3 Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP

Trước khi đi vào nghiên cứu cụ thể các giao thức truyền tải được sử dụng trong mạng VoIP, chúng ta đi vào xem xét mô hình tổng quan của mạng VoIP

Từ đó, chúng ta sẽ thấy được vị trí và vai trò của các giao thức này trong mạng

Hình 2.4: Mô hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP

Trong mô hình này là sự có mặt của hai thành phần chính trong mạng VoIP đó là:

IP Phone (hay còn gọi là SoftPhone): là thiết bị giao diện đầu cuối phía

người dùng với mạng VoIP Cấu tạo chính của một IP Phone gồm hai thành phần chính:

 Thành phần báo hiệu mạng VoIP: Sử dụng giao thức H.323 hoặc giao thức SIP (trình bày ở phần dưới)

 Thành phần truyền tải media: sử dụng RTP để truyền luồng media với chất lượng thời gian thực và được điều khiển theo giao thức RTCP

VoIP Server : Tùy thuộc vào loại giao thức báo hiệu sử dụng, là đầu não

chỉ huy mọi hoạt động của mạng Server có thể tích hợp tất cả các chức năng

(SoftSwitch) hoặc nằm tách biệt trên các Server chức năng khác nhau (Location Server, Registrar Server, Proxy Server,…) Nhưng về mô hình chung thì VoIP Server thực hiện các chức năng sau:

 Định tuyến bản tin báo hiệu

 Đăng kí, xác thực người sử dụng

 Dịch địa chỉ trong mạng

 VoIP Server trong mạng như

Bản tin báo hiệu được định tuyến thông qua VoIP Server còn tùy thuộc vào từng giao thức cụ thể lại có sự khác nhau nhất định

Hình 2.5: Mô hình VoIP đơn giản

Hình vẽ trên là mô hình VOIP đơn giản, nó chỉ bao gồm tổng đài vừa

đóng vai trò là một VoIP Gateway, vừa đóng vai trò là một VoIP server Bên cạnh đó là các thiết bị đầu cuối trong hệ thống

2.2.4 Các giao thức VoIP

VoIP cần 2 loại giao thức: Signaling protocol và Media Protocol

 Signaling Protocol: là các giao thức điều khiển việc thiết lập cuộc gọi

Các loại signaling protocols bao gồm: H.323, SIP, MGCP, Megaco/H.248 và các loại giao thức có bản quyền riêng như UNISTIM, SCCP, Skype, CorNet-IP,…

 Media Protocol: điều khiển việc truyền tải voice data qua môi trường

mạng IP Các loại Media Protocols như: RTP (Real-Time Protocol), RTCP (RTP control Protocol), SRTP (Secure Real-Time Transport Protocol), và SRTCP (Secure RTCP)

Các nhà sản xuất, hoặc các nhà cung cấp dịch vụ VoIP có thể sử dụng các giao thức riêng hay các giao thức mở dựa trên nền giao thức tiêu chuẩn quốc tế là H.323 và SIP và để các thiết bị kết nối được với nhau thì phải cùng chung một chuẩn Ví dụ Nortel sử dụng giao thức UNISTIM (Unified Network Stimulus), Cisco sử dụng giao thức SCCP (Signaling Connection Control Part) vì thế hai giao thức không thể liên liên hệ được với nhau

2.2.4.1 Giao thức báo hiệu và điều khiển cuộc gọi

 Bộ giao thức H.323

H.323: là giao thức được phát triển bởi ITU-T (International telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) Giao thức này chuyển đổi các cuộc hội thoại voice, video, hay các tập tin và các ứng dụng đa phương tiện cần tương tác với PSTN Là giao thức chuẩn, bao trùm các giao thức trước đó như H.225,H.245, H.235,…

Giao thức H.323 có 4 thành phần:

 Terminal( thiết bị đầu cuối): một PC hoặc một IP phone đang sử dụng

giao thức H.323

 Gateway: kết nối mạng H.323 với các mạng khác như SIP,

PSTN,…Gateway chuyển đổi các giao thức trong việc thiết lập và chấm dứt các cuộc gọi, chuyển đổi các media format giữa các mạng khác nhau

 GateKeeper: có vai trò là những điểm trung tâm (focal points) trong

mô hình mạng H.323, các dịch vụ nền sẽ quyết định việc cung cấp địa chỉ

(addressing),phân phát băng thông (bandwidth),cung cấp tài khoản, thẩm định quyền (authentication) cho các terminal và gateway…

 Mutipoint control unit (MCU): hỗ trợ việc hội thoại đa điểm

(conference) cho các máy đầu cuối( terminal 3 máy trở lên )

Phương thức hoạt động của H.323 network: Khi một phiên kết nối được thực hiện, việc dịch địa chỉ (address translation) sẽ được một gateway đảm nhận Khi địa chỉ IP của máy đích được xác nhận, một kết nối TCP sẽ được thiết lập từ địa chỉ nguồn tới người nhận thông qua giao thức Q.931 (là một phần của bộ giao thức H.323) Ở bước này, cả 2 nơi đều tiến hành việc trau đổi các tham số bao gồm các tham số mã hoá (encoding parameters) và các thành phần tham số liên quan khác Các cổng kết nối và phân phát địa chỉ cũng được cấu hình 4 kênh RTCP và RTP được kết nối, mỗi kênh có một hướng duy nhất RTP là kênh truyền dữ liệu âm thanh (voice data) từ một thực thể sang một thực thể khác Khi các kênh đã được kết nối thì dữ liệu âm thanh sẽ được phát thông qua các kênh truyền này thông qua các RTCP instructions

 Giao thức SIP

SIP: (Session Initiation Protocol) được phát triển bởi IETF (Internet Engineering Task Force) MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) Working Group (theo RFC 3261) Đây là một giao thức kiểu diện ký tự (text-based protocol_ khi client gửi yêu cầu đến Server thì Server sẽ gửi thông tin ngược về cho Client), đơn giản hơn giao thức H.323 Nó giống với HTTP, hay SMTP Gói tin (messages) bao gồm các header và phần thân (message body) SIP

là một giao thức ứng dụng (application protocol) và chạy trên các giao thức UDP, TCP và STCP

Các thành phần trong SIP network : Cấu trúc mạng của SIP có những điểm khác so với giao thức H.232 Một mạng SIP bao gồm các End Points, Proxy, Redirect Server, Location Server và Registrar Người sử dụng phải đăng

ký với Registrar về địa chỉ của họ Những thông tin này sẽ được lưu trữ vào một External Location Server Các gói tin SIP sẽ được gửi thông qua các Proxy Server hay các Redirect Server Proxy Server dựa vào tiêu đề “to” trên gói tin để

liên lạc với server cần liên lạc rồi gửi các pacckets cho máy người nhận Các redirect server đồng thời gửi thông tin lại cho người gửi ban đầu

Phương thức hoạt động của SIP network: SIP là mô hình mạng sử dụng kiểu kết nối ba bước (three way handshake method) trên nền TCP Ví dụ trên, ta

thấy một mô hình SIP gồm một Proxy và hai end points SDP (Session

Description Protocol) được sử dụng để mang gói tin về thông tin cá nhân (ví dụ như tên người gọi) Khi Bob gửi một INVITE cho proxy server với một thông tin SDP Proxy Server sẽ đưa yêu cầu này đến máy của Alice Nếu Alice đồng ý, tín hiệu “OK” sẽ được gửi thông qua định dạng SDP đến Bob Bob phản ứng lại bằng một “ACK” _ tin báo nhận Sau khi “ACK” được nhận, cuộc gọi sẽ bắt đầu với giao thức RTP/RTCP Khi cuộc điện đàm kết thúc, Bob sẽ gửi tín hiệu “Bye”

và Alice sẽ phản hồi bằng tín hiệu “OK” Khác với H.232, SIP không có cơ chế bảo mật riêng SIP sử dụng cơ chế thẩm định quyền của HTTP (HTTP digest authentication), TLS, IPSec và S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extension) cho việc bảo mật dữ liệu

2.2.4.2 Giao thức điều khiển và truyền tải voice data

 Giao thức RTP

RTP là một giao thức dựa trên giao thức IP tạo ra các hỗ trợ để truyền tải các dữ liệu yêu cầu thời gian thực với các yêu cầu: Liên tục: Các gói tin phải được sắp xếp theo đúng thứ tự khi chúng đến bên nhận, các gói đến có thể không theo thứ tự và nếu gói tin bị mất thì bên nhận phải dò tìm hay bù lại sự mất các gói tin này Sự đồng bộ trong các phương thức truyền thông: Các khoảng lặng trong giao tiếp tiếng nói được triệt tiêu và nén lại để giảm thiểu băng thông, tuy nhiên khi đến bên nhận, thời gian giữa các khoảng lặng này phải được khôi phục một cách chính xác

Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: tín hiệu thoại sử dụng một phương thức truyền thông còn tín hiệu video lại sử dụng một phương thức khác

để truyền thông, dẫn đến nhu cầu phải đồng bộ hóa các tín hiệu tiếng và hình một cách chính xác, gọi là sự đồng bộ tiếng - hình Sự nhận diện phương thức truyền tải: Trong Internet, thông thường chúng ta cần thay đổi sự mã hoá cho phương

thức truyền tải( payload) trên hành trình truyền để hiệu chỉnh thay đổi độ rộng băng thông đáp ứng nhu cầu sử dụng hoặc đủ khả năng cho người dùng mới kết nối vào nhóm Do đó, một vài cơ chế cần được sử dụng để nhận diện sự mã hoá cho mỗi gói đến

 Giao thức RCTP

RTCP (Real-time Transport Control Protocol) là giao thức hỗ trợ cho RTP nhằm cung cấp các thông tin phản hồi liên quan đến chất lượng truyền dữ liệu Các dịch vụ RTCP cung cấp gồm có:

Giám sát chất lượng và điều khiển tắc nghẽn: Đây được coi là chức

năng cơ bản của RTCP Nó cung cấp các thông tin phản hồi về chất lượng phân phối dữ liệu tới một ứng dụng Các thông tin này rất hữu ích cho bộ phát, bộ thu

và giám sát Bộ phát có thể điều chỉnh cách thức truyền dữ liệu dựa trên các thông báo phản hồi của bộ thu Bộ thu có thể xác định được tắc nghẽn là cục bộ, từng phần hay toàn bộ Nhờ vây, người quản lý mạng có thể đánh giá được hiệu suất của mạng

Xác định nguồn: Trong các gói RTP, các nguồn được định nghĩa là

những số ngẫu nhiên 32 bit Tuy nhiên các số ngẫu nhiên này gây khó khăn cho người sử dung Do đó, RTCP cung cấp thông tin nhận dạng nguồn cụ thể hơn ở dạng văn bản như là bao gồm tên người sử dụng, số điện thoại, địa chỉ e-mail và các thông tin khác

Đồng bộ môi trường: Trong các thông báo của bộ phát RTCP chứa thông tin về thời gian và nhãn thời gian RTP tương ứng Có thể dựa vào thời gian và nhãn thời gian này mà đồng bộ giữa âm thanh với hình ảnh

Điều chỉnh các thông tin điều khiển: Những người tham dự sẽ gửi và

nhận các gói RTCP theo chu kỳ Nhưng khi số lượng người tham dự tăng lên, cần phải cân bằng giữa việc nhận thông tin điều khiển mới nhất và hạn chế lưu lượng điều khiển Để hỗ trợ một nhóm người sử dụng lớn, RTCP phải cấm lưu lượng điều khiển rất lớn đến từ các tài nguyên khác của mạng RTP chỉ cho phép tối đa 5% lưu lượng cho điều khiển toàn bộ lưu lượng của phiên làm việc Điều này được thực hiện bằng cách điều chỉnh tốc độ phát của RTCP theo số lượng

người tham dự Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP đến tất cả những người khác cũng tham gia phiên truyền Nhờ vậy mà

có thể theo dõi được số người tham gia

Khi sử dụng, RTCP chiếm 5% tổng số băng thông phân bổ cho phiên và khoảng thời gian trung bình giữa các gói RTCP được đặt tối thiểu là 5s Do đó, các gói RTCP dễ gây tắc nghẽn mạng RTCP cung cấp kiểu thông báo điều khiển chính sau:

SR (Sender Report): chứa các thông s thống kê liên quan tới kết quả

truyền như tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ Các thông báo này phát ra từ phía phát trong một phiên truyền thông

RR (Receiver Report): Chứa các thông tin thống kê liên quan tới kết quả

nhận, được phát từ phía thu trong một phiên truyền thông

SDES (Source Description): thông số mô tả nguồn (tên, vị trí…) cho

phép truyền các dữ liệu ứng dụng

BYE: chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên truyền

2.2.5 Sự khác biệt của gọi qua giao thức IP với gọi điện thông thường

2.2.5.1 Điện thoại Analog thông thường

Điện thoại thông thường với tiếng ấn số dựa trên giao thức chuyển mạch (circuit switching), khi kết nối mạch được kích hoạt ở cả hai đầu dây, kết nối được duy trì trong suốt cuộc gọi Và nó chỉ kết thúc khi một trong hai người đặt máy xuống Cách thức liên lạc có từ hàng thế kỷ này có tên gọi là mạng điện thoại PSTN

Hai trạm muốn trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một “ kênh” (circuit) cố định, kênh kết nối này được duy trì và dành riêng cho hai trạm cho tới khi cuộc truyền tin kết thúc Quá trình thiết lập cuộc gọi tiến hành gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn thiết lập kết nối: Thực chất quá trình này là liên kết các tuyến

giữa các trạm trên mạng thành một tuyến (kênh) duy nhất dành riêng cho cuộc gọi Kênh này đối với PSTN là 64kb/s (do bộ mã hóa PCM có tốc độ lấy mẫu tiếng nói 8kb/s và được mã hóa 8 bit)

Giai đoạn truyền tin: Thông tin cuộc gọi là trong suốt Sự trong suốt thể

hiện qua hai yếu tố: thông tin không bị thay đổi khi truyền qua mạng và độ trễ nhỏ

Giai đoạn giải phóng (huỷ bỏ) kết nối : Sau khi cuộc gọi kết thúc, kênh

sẽ được giải phóng để phục vụ cho các cuộc gọi khác Ưu điểm nổi bật của mạng chuyển mạch kênh: chất lượng đường truyền tốt, ổn định, có độ trễ nhỏ Các thiết

bị mạng của chuyển mạch kênh đơn giản, có tính ổn định cao, chống nhiễu tốt

Nhưng ta cũng không thể không nhắc tới những hạn chế của phương thức truyền dữ liệu này như :

Sử dụng băng thông không hiệu quả: Tính không hiệu quả này thể hiện

qua hai yếu tố Thứ nhất, độ rộng băng thông cố định 64k/s Thứ hai là kênh là dành riêng cho một cuộc gọi nhất định Như vậy, ngay cả khi tín hiệu thoại là

“lặng” (không có dữ liệu) thì kênh vẫn không được chia sẻ cho cuộc gọi khác

Độ an toàn: Do tín hiệu thoại được gửi nguyên bản trên đường truyền nên

rất dễ bị nghe trộm Ngoài ra, đường dây thuê bao hoàn toàn có thể bị lợi dụng để

an trộm cước viễn thông

Khả năng mở rộng của mạng kênh kém: Thứ nhất là do cơ sở hạ tầng

khó năng cấp và tương thích với các thiết bị cũ Thứ hai, đó là hạn chế của hệ thống báo hiệu vốn đã được sử dụng từ trước đó không có khả năng tùy biến cao

2.2.5.2 Điện thoại VoIP

Mạng dữ liệu không sử dụng chuyển mạch Kết nối Internet sẽ chậm hơn rất nhiều nếu nó bao gồm một kết nối cố định tới một trang Web bởi lẽ khi đó để việc nhận và gửi dữ liệu có thể diễn ra, bạn cần hai máy tính đóng vai trò một kết nối qua lại trong toàn bộ thời gian, không cần biết dữ liệu có hữu ích hoặc không

và nó sẽ gây lãng phí băng thông Thay thế vào đó mạng dữ liệu sử dụng phương pháp được gọi là chuyển mạch gói (Packet Switching)

Hình 2.7: Chuyển mạch gói

Chuyển mạch thông thường giữ cho kết nối mở và không đổi thì chuyển mạch gói mở kết nối trong khoảng thời gian đủ lớn để có thể gửi những khối dữ liệu nhỏ được gọi là gói (Packet) từ một hệ thống này tới một hệ thống khác Máy tính gửi khối dữ liệu trong các gói nhỏ tới một địa chỉ ghi trên mỗi gói Khi máy tính nhận được các gói nó sẽ tập hợp lại thành dữ liệu gốc Chuyển mạch gói rất hiệu quả nó giảm nhỏ thời gian kết nối giữa hai hệ thống, giảm tải trên mạng

Công nghệ VoIP sử dụng phương pháp chuyển mạch gói Ví dụ khi sử dụng một cuộc gọi 10 phút trên PSTN thì nó cũng sử dụng đầy đủ 10 phút để truyền dẫn 128 Kbps Với VoIP cuộc gọi đó chỉ mất 3,5 phút để truyền 64 Kbps

và mất 6,5 phút để truyền 128 Kbps Đây là trong trường hợp chưa sử dụng phương pháp nén dữ liệu (Data Compression), kích thước dữ liệu sẽ giảm nhiều khi sử dụng phương pháp nén

Với VoIP, chuyển mạch kênh được thay thế bằng chuyển mạch gói (packet switching) và Internet chính là hệ thống chuyển các gói dữ liệu giao tiếp

Do cách thức gọi điện thoại truyền thống thông thường vẫn rất phổ biến lại có độ tin tưởng cao, điện thoại VoIP vẫn chưa thể thay thế hoàn toàn được Ví dụ như

khi mất điện, không thể dùng điện thoại VoIP để liên lạc được trừ phi bạn có máy phát điện dự phòng – đó là lý do tại sao nhiều công ty tuy đã sử dụng hệ thống điện thoại VoIP nhưng vẫn có các đường dây điện thoại thông thường để

sử dụng những lúc khẩn cấp Một sự khác biệt nữa chính là ở chất lượng cuộc gọi Chất lượng các cuộc gọi VoIP chủ yếu phụ thuộc vào chất lượng mạng và tốc độ kết nối Internet để gửi tín hiệu

2.2.6 Lợi ích của VoIP

 Đa dạng tính năng - Hiệu quả kinh tế cao

IP Telephony và VoIP làm cho điện thoại truyền thống trở nên lỗi thời vì tất cả tính năng, ứng dụng thông tin liên lạc trên điện thoại hiện đã có mặt trên thế giới viễn thông hội tụ hỗ trợ nền tảng mạng IP Số lượng và chủng loại tính năng thoại có ở các giải pháp IP Telephony và VoIP hiện nay được đánh giá là rất nhiều và hấp dẫn.Chúng ta không cần đầu tư thêm bất kỳ chi phí nào vì những tính năng của IP Telephony và VoIP có sẵn, hoạt động trên nền tảng mạng IP và được “vận chuyển” trên mạng máy tính như các ứng dụng máy tính thông thường

 Tiết kiệm chi phí đầu tư VoIP

Ngày nay, hầu hết các tổ chức đều sử dụng mô hình hệ thống ĐT truyền thống, hoặc đã chuyển đổi toàn bộ hay từng phần sang hệ thống IP Telephony và VoIP để hỗ trợ tốt hơn cho công việc kinh doanh Nếu DN đã trang bị thiết bị kỹ thuật số (như tổng đài PBX), thì có thể tiết kiệm được đáng kể chi phí đầu tư bằng cách tái sử dụng hầu hết các thiết bị này với hệ thống VoIP mới

Mô hình mạng điện thoại truyền thống và mạng: hệ thống mạng và điện thoại chạy trên 2 hệ thống hoàn toàn độc lập với nhau

Hình dưới là mô hình mạng và điện thoại riêng rẽ Hiện nay mô hình này vẫn rất phổ biến

Hình 2.8: Mô hình mạng và điện thoại truyền thống

Mô hình mạng điện thoại truyền thống và mạng tích hợp với nhau: hệ thống mạng và điện thoại chạy trên một hệ thống mạng IP chung với nhau Ta đã giảm tải được rất nhiều thiết bị và ta cũng có thể dễ dàng quản lý tập trung các thiết bị

Hình 2.9: Mô hình mạng điện thoại kết hợp voice

Các thiết bị analog có sẵn vẫn có thể được sử dụng trong mạng VoIP thông qua một thiết bị adapter chuyển đổi Vì thế ta có thể hoàn toàn an tâm về tính tương thích của hệ thống VoIP và hệ thống analog sẵn có

Hình 2.10: Mô hình VoIP kết hợp analog

 Dễ quản lý

Nhờ có khả năng loại bỏ tận gốc những hệ thống thông tin trùng lắp và dư thừa, các tác vụ chính của việc cài đặt và quản lý hệ thống IP Telephony và VoIP trở nên dễ dàng hơn Những thao tác di chuyển, bổ sung và thay đổi ở hệ thống

ĐT truyền thống trước đây đòi hỏi tài nguyên phức tạp và thường rất tốn kém, nhưng với hệ thống IP Telephony thì mạng VoIP sẽ tự động tự điều chỉnh để tương thích với vị trí mới của người dùng Hệ thống có khả năng kiểm soát chi tiết đến từng bit dữ liệu đang được lưu chuyển trên mạng IP Telephony (LAN) hay mạng VoIP (WAN), khả năng phát hiện sớm các triệu chứng và thay đổi những cài đặt trước khi có bất kỳ trục trặc nào xảy ra đã được cải tiến đáng kể

 Dùng ở mọi nơi có mạng

Trong một mạng viễn thông nền IP, nhân viên có thể tự do di chuyển bất

kỳ vị trì nào trong văn phòng công ty, kết nối máy tính xách tay vào mạng, bắt đầu làm việc và nhận/thực hiện các cuộc gọi Mạng sẽ tự động nhận dạng người dùng và áp đặt các thông tin cá nhân (profile) của người dùng đó có trong cơ sở

dữ liệu kiểm soát của hệ thống Thậm chí, nhân viên còn có thể chuyển tiếp các cuộc gọi đến vào bất kỳ ĐT bàn nào ở những vị trí tạm thời (ĐT này không cần thiết phải hỗ trợ IP)

 Nhiều tính năng hấp dẫn

Những ưu điểm VOIP mang lại như giảm chi phí liên lạc; khả năng tích hợp dễ dàng các hệ thống dữ liệu, thoại và video; cơ sở dữ liệu có khả năng kiểm soát tập trung; tính năng thoại di động cải tiến giúp tiết kiệm thời gian và chi phí Với giao thức SIP (Session Initiation Protocol) cho phép nhiều ứng dụng, thiết bị phần cứng mới dễ dàng triển khai giải pháp VoIP trên mạng LAN, WAN hoặc Internet

Chất lượng hình ảnh và âm thanh khi sử dụng trên mạng nội bộ thường tốt hơn khi sử dụng qua kết nối Internet do hiếm khi gặp phải tình trạng trễ tiếng hay khựng hình

 Sử dụng băng thông hợp lý

Lưu lượng truyền dữ liệu máy tính (không phải là dữ liệu thoại) trên hệ thống mạng ĐT thường chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của toàn hệ thống Ưu điểm của VoIP là dữ liệu được đóng lại thành gói và có thể nén lại

 Giảm chi phí ĐT

Với một ví dụ đơn giản: một tổ chức có nhiều văn phòng cách xa nhau (ở các thành phố, tỉnh hay quốc gia khác) thì việc sử dụng VoIP sẽ giúp tiết kiệm được đáng kể chi phí gọi ĐT đường dài giữa các văn phòng Nếu có một hệ thống VoIP hoàn chỉnh, thậm chí ta còn có thể triển khai giải pháp chuyển tiếp cuộc gọi thông minh, cho phép "hạn chế" các cuộc gọi đường dài trực tiếp từ một khu vực (tỉnh, thành phố hay quốc gia) sang một khu vực khác (cả 2 khu vực này phải có văn phòng của DN này) bằng cách chuyển dữ liệu thoại thông qua mạng VoIP nội bộ rồi sau đó chuyển tiếp sang hệ thống PSTN

2.2.7 Các hạn chế của VoIP

Nhược điểm đầu tiên và có lẽ cũng là nhược điểm lớn nhất của VoIP chính là công nghệ này có những yêu cầu về hệ thống mạng quá cao vì thế khi chất lượng mạng thấp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc gọi khiến giọng nói có độ trễ lớn, nghe không rõ âm thanh, hay thậm chí là bị rớt cuộc gọi, tiếng được tiếng mất khiến người dùng khó chịu Để VoIP hoạt động hiệu quả, chất lượng mạng cao là một yêu cầu bắt buộc

Nhược điểm thứ hai, truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mach gói là rất phức tạp do sự mất mát gói tin trong mạng là không thể tránh được và độ trễ của các gói tin khi truyền trên mạng Để có một dịch vụ thoại chấp nhận được, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tin đạt được những yêu cầu khắt khe về tỉ số nén, có khả năng suy đoán và tái tạo lại thông tin bị mất Tốc độ xử

lý của các bộ codec phải đủ nhanh để không làm gián đoạn các cuộc thoại

Thứ ba, vì công nghệ VoIP được thực hiện trên mạng IP, vì thế vấn đề bảo mật là một vấn đề cần được quan tâm

Và cuối cùng, để VoIP hoạt động phải có điện vì thế cần phải có một nguồn điện dự phòng và ổn định

CHƯƠNG III: KHẢO SÁT & PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TẠI TRƯỜNG ĐH CNTT&TT THÁI NGUYÊN

3.1 Khảo sát hệ thống mạng trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên

3.1.1 Giới thiệu về trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên

 Lịch sử hình thành

Khoa Công nghệ thông tin là đơn vị đào tạo thành viên thuộc Đại học Thái Nguyên được thành lập ngày 14/12/2001 theo Quyết Định số 6946/QĐ-BGD ĐT-TCCB của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

Khoa Công nghệ thông tin thực hiện mô hình phối hợp quản lý và đào tạo với Viện Công nghệ thông tin thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam có chức năng, nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ trong các lĩnh vực Công nghệ thông tin và truyền thông phục vụ

sự nghiệp CNH, HĐH các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc nói riêng, cả nước nói chung

Sau 10 năm xây dựng và phát triển, ngày 30/3/2011, Thủ tướng Chính phủ

ký quyết định thành lập Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông trên cơ sở nâng cấp Khoa CNTT thuộc Đại học Thái Nguyên

 Sơ đồ tổ chức

 Cơ sở hạ tầng của trường

Gồm 5 khối tòa nhà (campus) : C1, C2, C3, C4, C2; C1 là tòa nhà chính nơi chứa và lắp đặt các hệ thống lõi của mạng

Toàn bộ các thiết bị Switch các tầng C1, thiết bị switch nhà C2, thiết bị switch giảng đường G và thiết bị switch nhà thư viện đa chức năng được kết nối tập trung tới switch core đặt tại tầng 3 nhà C1

Phần mềm thi trắc nghiệm và IU kết nối tới một thiết bị switch 3560 và kết nối trực tiếp tới switch core Thiết bị switch core được kết nối tới 1 thiết bị

cấp Internet qua PPoe để cung cấp toàn bộ Internet cho trường Ngoài ra, switch còn được kết nối tới thiết bị Firewall ASA 5510 và switch vùng DMZ để quản lý thiết bị

3.1.2 Mô hình tổng quan mạng hiện tại

Hình 3.1 Sơ đồ trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên

Hệ thống mạng trường Đại học Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông Thái Nguyên:

 Toàn bộ các thiết bị Switch các tầng C1, thiết bị switch nhà C2, thiết bị switch giảng đường G và thiết bị switch nhà thư viện đa chức năng được kết nối tập trung tới switch core đặt tại tầng 3 nhà C1

 Phần mềm thi trắc nghiệm và IU kết nối tới một thiết bị switch 3560 và kết nối trực tiếp tới switch core

 Thiết bị switch core được kết nối tới 1 thiết bị cấp Internet qua PPoe để cung cấp toàn bộ Internet cho trường

 Ngoài ra, switch còn được kết nối tới thiết bị Firewall ASA 5510 và switch vùng DMZ để quản lý thiết bị

3.1.3 Sơ đồ vật lý của trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên

Hình 3.2 : Sơ đồ vật lý của trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên

 Sơ đồ mặt bằng tòa nhà tầng 1

Hình 3.3: Sơ đồ mặt bằng tầng 1 ĐH CNTT&TT