Thuyết trình báo cáo môn học SIP voip

● Ý tưởng về truyền dữ liệu thoại qua mạng Internet là không mới, nó được khởi nguồn ngay từ năm 1977.● Đầu tiên SIP chỉ đơn thuần là một giao thức dùng để thiết lập phiên quảng bá cho I

GVHD: PGS.TS Lê Trung Quân Học viên thực hiện :

Trương Hoàng An CH1502026 Trương Xuân Vinh CH1502044

CÔNG NGHỆ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG HIỆN ĐẠI

SIP / VoIP

BÁO CÁO MÔN HỌC

● SIP

➢ Tổng quan

➢ Kiến trúc của SIP

➢ Các thông điệp trong giao thức SIP

● Ý tưởng về truyền dữ liệu thoại qua mạng Internet là không mới, nó được khởi nguồn ngay từ năm 1977.

● Đầu tiên SIP chỉ đơn thuần là một giao thức dùng để thiết lập phiên quảng

bá cho Internet (từ giữa đến cuối thập kỷ 90), sau đó người ta đã phát hiện

ra rằng nó cũng rất thích hợp trong liên lạc cá nhân

● SIP được tiêu chuẩn hóa lần đầu tiên vào tháng 3 năm 1999 trong bộ tiêuchuẩn RFC 2543 SIP được sửa đổi vào tháng 5 năm 2002 trong tiêu chuẩnRFC 3261

SIP - Tổng quan

● Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol ) là giao thức báo hiệu điều

khiển lớp ứng dụng được dùng để thiết lập, duy trì và kết thúc các phiêntruyền thông đa phương tiện ( multimedia ) có một hoặc nhiều người thamgia

● Các phiên multimedia bao gồm thoại internet, hội nghị và các ứng dụngtương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt (media) như âmthanh, hình ảnh và dữ liệu

● SIP hỗ trợ các phiên đơn (unicast) và đa (multicast) tương ứng các cuộcgọi điểm tới điểm và cuộc gọi đa điểm

SIP - Tổng quan

SIP - Kiến trúc

SIP - Kiến trúc

● SIP User Agent Client (UA Client)

➢ Khởi tạo yêu cầu cuộc gọi

➢ Gửi các thông điệp SIP request

● SIP User Agent Server (UA Server)

➢ Đáp ứng yêu cầu cuộc gọi

➢ Chấp nhận, gửi lại và từ chối các thông điệp SIP request

● SIP User Agent (UA) trong một vài trường hợp có thể hoạt động ở cảvai trò là UA Client và UA Server

➢ Một thiết bị đầu cuối SIP phải thực hiện chức năng của cả SIP Client và SIP server vì nó phải gửi SIP request và trả lời SIP response

➢ Một Proxy Server được thiết kế trong suốt với các UA Các Proxy Server được phép thay đổi các bản tin chỉ theo một số cách cụ thể và hạn chế.

➢ Các Proxy Server có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau và trong các vị trí khác nhau trong mạng.

SIP - Kiến trúc

● Redirect Server: làm chức năng định vị và truy nhập dữ liệu để tìm và gửi trả lại cho các yêu cầu request bằng địa chỉ IP của người dùng hoặc của Location Server

● Registrar/Registration Server: làm nhiệm vụ mapping giữa định danh người dùng(user ID) và địa chỉ IP của họ

● Location Server:

➢ Cơ sở dữ liệu lưu thông tin trạng thái hiện tại của người dùng trong mạng SIP.

➢ Thông thường sẽ được kết nối với Registration Server

➢ Một hệ thống máy chủ cung cấp dịch vụ định vị tương tự như DNS server.

SIP - Các thông điệp

● Có hai loại thông điệp trong giao thức SIP:

➢ Thông điệp Request: được gửi bở các UA Client tới một hoặc nhiều UA Server khác nhau.

➢ Thông điệp Response: được gửi bởi UA Server để trả lời các thông điệp Request

● Thông diệp của SIP được mã hóa dưới dạng text

SIP - Các thông điệp

Các bản tin Request của giao thức SIP gồm có:

● INVITE : bắt đầu thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi bản tin mời thiết bị đầu cuối

khác tham gia.

● ACK : bản tin này khẳng định máy trạm đã nhận được bản tin trả lời cho bản tin

INVITE.

● BYE : bắt đầu kết thúc cuộc gọi.

● CANCEL : hủy yêu cầu nằm trong hàng đợi.

● REGISTER : đầu cuối SIP sử dụng bản tin này để đăng ký với Registration Server.

● OPTION : sử dụng để xác định chức năng của máy chủ.

● INFO : sử dụng để tải các thông tin như âm báo DTMF.

SIP - Các thông điệp

Giao thức SIP có nhiều điểm trùng hợp với giao thức HTTP Các bản tin Response cho

các bản tin SIP Request gồm có :

Các bản tin SIP có khuôn dạng text, tương tự như HTTP Mào đầu của bản tin SIP cũng

tương tự như HTTP và SIP cũng hỗ trợ MIME (một số chuẩn về email).

SIP - Các thông điệp

SIP - Thiết lập cuộc gọi qua Proxy Server

● Bước 1: userA@yahoo.com gửi bản tin INVITE cho UserB ở miền hotmail.com, bản tin này đến proxy

server SIP của miền hotmail.com (Bản tin INVITE có thể đi từ Proxy server SIP của miền yahoo.com và

được Proxy này chuyển đến Proxy server của miền hotmail.com).

● Bước 2: Proxy server của miền hotmail.com sẽ tham khảo server định vị (Location server) để quyết định

vị trí hiện tại của UserB.

● Bước 3: Server định vị trả lại vị trí hiện tại của UserB (giả sử là UserB@hotmail.com ).

● Bước 4: Proxy server gửi bản tin INVITE tới userB@hotmail.com Proxy server thêm địa chỉ của nó trong

một trường của bản tin INVITE.

● Bước 5: UAS của UserB đáp ứng cho server Proxy với bản tin 200 OK.

● Bước 6: Proxy server gửi đáp ứng 200 OK trở về userA@yahoo.com

● Bước 7: userA@yahoo.com gửi bản tin ACK cho UserB thông qua proxy server.

● Bước 8: Proxy server chuyển bản tin ACK cho userB@hostmail.com

● Bước 9: Sau khi cả hai bên đồng ý tham dự cuộc gọi, một kênh RTP/RTCP được mở giữa hai điểm cuối

để truyền tín hiệu thoại.

● Bước 10: Sau khi quá trình truyền dẫn hoàn tất, phiên làm việc bị xóa bằng cách sử dụng bản tin BYE và

ACK giữa hai điểm cuối.

SIP - Thiết lập cuộc gọi qua Proxy Server

SIP - Thiết lập cuộc gọi qua Redirect Server

● Bước 1: Redirect server nhân được yêu cầu INVITE từ người gọi (Yêu cầu này có

thể đi từ một proxy server khác).

● Bước 2: Redirect server truy vấn server định vị địa chỉ của B.

● Bước 3: Server định vị trả lại địa chỉ của B cho Redirect server.

● Bước 4: Redirect server trả lại địa chỉ của B đến người gọi A Nó không phát yêu

cầu INVITE như proxy server.

● Bước 5: User Agent bên A gửi lại bản tin ACK đến Redirect server để xác nhận sự

trao đổi thành công.

● Bước 6: Người gọi A gửi yêu cầu INVITE trực tiếp đến địa chỉ đượctrả lại bởi

Redirect server (đến B) Người bị gọi B đáp ứng với chỉ thị thành công (200 OK),

và người gọi đáp trả bản tin ACK xác nhận Cuộc gọi được thiết lập.

SIP - Thiết lập cuộc gọi qua Proxy Server

● UA đăng kí ánh xạ giữa địa chỉ IP và địa chỉ SIP với Registration Server.

● Registration Server có nhiệm vụ duy trì một cơ sở dữ liệu phục vụ cho

Proxy Server dùng trong việc route các thông điệp SIP Request tới đích

một cách chính xác

SIP - Registration

SIP - Registration

● Dịch vụ điện thoại IP (VoIP) là dịch vụ ứng dụng

cao cấp cho phép truyền tải các cuộc đàm thoại sử

dụng hạ tầng mạng IP.

● Nguyên tắc VoIP gồm việc số hóa tín hiệu giọng nói,

nén tín hiệu đã số hóa, chia tín hiệu thành các gói và

truyền những gói số liệu này trên nền IP Đến nơi

nhận, các gói số liệu được ghép lại, giải mã ra tín

hiệu analog để phục hồi âm thanh.

● Trong dịch vụ điện thoại IP có thể có sự tham gia 3

loại đối tượng cung cấp dịch vụ như sau:

➢ Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP

➢ Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP

➢ Nhà cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển

mạch kênh

VoIP - Tổng quan

Các ưu điểm của VoIP:

● Giảm chi phí cuộc gọi

● Khả năng mở rộng

● Không cần nhiều thông tin điều

khiển để thiết lập kênh truyền

vật lý

● Quản lý băng thông

● Nhiều tính năng dịch vụ

● Khả năng Multimedia

VoIP - Ưu, khuyết điểm

Các khuyết điểm của VoIP:

● Kỹ thuật phức tạp

● Vấn đề về bảo mật

● Không thể kết nối các dịch vụ khẩn cấp

● Không thể sử dụng khi mất điệnNgoài ra, VoIP còn gặp phải một số khó khăn khi triển khai dịch vụ

● Vấn đề tiêu chuẩn

● Vấn đề mạng truyền tải

● Vấn đề dung lượng thiết bị

● Mô hình kiến trúc mạng VoIP

VoIP - Kiến trúc

● 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: Báo hiệu có thể là H.323 sử dụng giao thức

TCP hay SIP sử dụng UDP hoặc TCP làm giao thức truyền tải của mình

➢ 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 - Kiến trúc

● VoIP Server: Chức năng chính của Server trong mạng VoIP tùy thuộc

vào giao thức báo hiệu được sử dụng Nhưng về mô hình chung thì VoIP

Server thực hiện các chức năng sau:

➢ Định tuyến bản tin báo hiệu trong mạng VoIP.

➢ Đăng kí, xác thực người sử dụng.

➢ Dịch địa chỉ trong mạng.

● VoIP Server trong mạng như 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,…)

VoIP - Kiến trúc

Tiến trình hoạt động của VoIP thông qua hai bước:

● Call setup: trong quá trình này, người gọi phải xác định vị trí (thông qua

địa chỉ của người nhận) 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 proxy server giữa

hai người sẽ thiết lập một cuộc kết nối cho quá trình trao đổi dữ liệu

voice

VoIP - Kiến trúc

● Voice data processing: 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 Các voice samples sau đó sẽ được

chèn vào các gói dữ liệu để vận chuyển trên mạng

● Giao thức dùng cho các gói voice này là RTP (real-time transport

protocol) Một gói tin RTP có các field chứa dữ liệu cần thiết cho việc

biên dịch lại các gói tin sang tín hiệu voice ở thiết bị người nghe

● Các gói tin voice được truyền đi bởi giao thức UDP Ở thiết bị cuối, tiến

trình được thực hiện ngược lại

VoIP - Kiến trúc

VoIP - Kiến trúc

Các hình thức cuộc gọi trong

● VoIP cũng chịu chung với các vấn đề bảo mật vốn có của mạng data.

● Những bộ giao thức mới dành riêng của VoIP ra đời cũng mang theo

nhiều vấn đề khác về tính bảo mật

● Các loại hình tấn công: Nghe lén cuộc gọi, Truy cập trái phép, Caller ID

Spoofing, Tấn công Replay, Tấn công tràn bộ đệm, Man-in-the-middle,

Chặn và đánh cắp cuộc gọi, DNS poisioning, ARP spoofing, Roque VoIP

Endpoint Attack, Registration Hijacking, Giả mạo ủy nhiệm, Lừa tính phí,

Xáo trộn thông điệp

VoIP - Bảo mật

Các công nghệ bảo mật dùng trong VoIP

● VLan

● VPN

● Point-to-Point Tunneling protocol

● Layer 2 Tunneling protocol

30

31

32

33

1 Tìm hiểu các giao thức trong VoIP - Khoa CNTT ĐH SPKT Hưng Yên

2 Bảo mật trong VoIP - Trần Mạnh Tuyên

3 SIP Protocol - Nguyễn Thị Mai Trang

4 SIP - Richard Dodsworth