1 / 127
Tìm hiểu các giao thức trong VoIP
Biên tập
bởi:
Khoa
CNTT
ĐHSP
KT
Hưng
Yên
2 / 127
Tìm hiểu các giao thức trong VoIP
Biên tập
bởi:
Khoa
CNTT
ĐHSP
KT
Hưng
Yên
Phiên bản trực
tuyến:
{link}
h tt

p ://

v o

e


2. Danh mục các từ viết tắt
3. Chương 1: Tổng quan về VOIP
3.1. Tổng quan về VOIP
4. Chương 2: Bộ giao thức TCP/IP
4.1. Mô hình TCP/IP
4.2. Giao thức IP
4.3. Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol – UDP)
4.4. Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol – TCP)
4.5. Quá trình đóng gói tin trong VoIP
5. Chương 3: Chuẩn H.323
5.1. Chồng giao thức H.323
5.2. Các thành phần trong hệ thống H.323
5.3. Bộ giao thức RTP/RTCP
5.4. Báo hiệu và xử lý cuộc gọi
5.4.1.Chuyển đổi địa chỉ
5.4.2.Các kênh điều khiển
5.4.3.Các thủ tục báo hiệu
6. Chương 4: Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol)
6.1. Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol)
7. Chương 5: Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ
7.1. Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ
8. Chương 6: Bảo mật trong VoIP
8.1. Bảo mật trong VoIP
9. Chương 7: Mô hình mô phỏng hệ thống VoIP
9.1. Mô hình mô phỏng hệ thống VoIP
Tham gia đóng góp
4 / 127
Lời mở đầu
5 / 127
Lý do chọn đề tài

thực tế trong doanh nghiệp và những sự cố phát sinh trong việc triển khai VoIP là
chưa giải quyết được.
Mục đích và nhiệm vụ
Trong đề tài này em chủ các giao thức chính được sử dụng trong
VoIP Giao thức thiết lập và điều khiển cuộc gọi: H.323, SIP
Giao thức truyền tin trên mạng
TCP/IP
Các giao thức nén và giải nén thông
tin
Tìm hiểu các dịch vụ sử dụng công nghệ VoIP trên thế giới và ở Việt
Nam
6 / 127
Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề
tài
Trước hết em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Duy Tân và thầy giáo Vũ Xuân Thắng
– Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng
Yên – Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong
suốt quá trình em làm đồ án.
7 / 127
Em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật Hưng Yên đã hết lòng dạy bảo, giúp đơ em trong nhưng năm học Đại học, giúp
em có những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong cuộc sống và tương lại.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đinh và bạn bè đã giúp đơn, động viên em hoàn thành
đồ án này.
Hưng Yên, tháng 8 năm
2009
Sinh
viên
Đinh Bá
Trịnh

10 ARQ Admission
Request
11 ASCII American Standard Code for Information
Interchange
12 ATM Asynchronous Transfer
Mode
13 AVT
Audio/Video/Transport
14 BCF Bandwidth Change
Confirmation
15 B-ISDN Broadband-Integrated Services Digital
Network
16 BRJ Bandwidth Change
Reject
17 BRQ Bandwidth Change
Request
18 CIF Common Intermediate
Format
19 CQ Custom
Queuing
20 CRTP Compress Realtime Transport
Protocol
21 CRV Ca
l
l Reference
Value
22 CT Computer
Telephony
23 CTI Computer Telephony
Intergration

39 IETF Internet Enginerring Task
Force
40 IP Internet
Protocol
41 IPX Internetwork Protocol
Exchange
42 IRQ Information
Request
43 IS Integrated
Service
44 ISDN Integrated Services Digital
Network
10 / 127
45 ISP
Internet Service
Provider
46 ISUP
ISDN User
Part
47 ITSP
Internet Telephone Service
Provider
48 ITU
International Telecommunication
Union
49 ITU-T
International Telecommunication Union-Telecommunication
Standardization
50 IVR
Interactive Voice

Multipoint Control
Unit
60 MGCP
Media Gateway Control
Protocol
61 OSI
Open Systems
Interconnection
62 PBX
Private Branch
Exchange
63 PCM
Pulse Code
Modulation
64 PQ
Priority
Queuing
65 PSTN
Public Switched Telephone
Network
66 QoS
Quality of
Service
67 RAS
Registration, Admission and
Status
68 RSVP
Resource Reservation
Protocol
69 RTCP

User Datagram
Protocol
80 VoIP
Voice over
IP
81 VPN
Virtual Private
Network
82 WAN
Wide Area
Network
83 WFQ
Weighted Fair
Queuing
11 / 127
Chương 1: Tổng quan về VOIP
12 / 127
Dịch vụ điện thoại IP 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

13 / 127
tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP. Nhưng VoIP cũng
phức tạp và đòi hỏi giải quyết nhiều vấn đề.
14 / 127
Cấu hình của mạng điện thoại
IP
Theo các nghiên cứu của ETSI, cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP có thể bao
gồm các phần tử sau:
Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng
IP Mạng truy nhập IP
Mạng xương sống
IP Gateway
Gatekeeper
Mạng chuyển mạch
kênh
Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch
kênh
Trong các kết nối khác nhau cấu hình mạng có thể thêm hoặc bớt một số phần tử
trên.
Cấu hình chung của mạng điện thoại IP gồm các phần tử Gatekeeper, Gateway, các
thiết bị đầu cuối thoại và máy tính. Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một
Gatekeeper và giao tiếp này giống với giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối và Gateway.
Mỗi Gatekeeper sẽ chịu trách nhiệm quản lý một vùng, nhưng cũng có thể nhiều
Gatekeeper chia nhau quản lý một vùng trong trường hợp một vùng có nhiều
Gatekeeper.
Trong vùng quản lý của các Gatekeeper, các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển
tiếp qua một hoặc nhiều Gatekeeper. Do đó các Gatekeeper phải có khả năng trao
đổi các thông tin với nhau khi cuộc gọi liên quan đến nhiều Gatekeeper.
Cấu hình của mạng điện thoại IP được mô tả trong
hình.

Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự kiện
(truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã được sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.
Mạng truy nhập
IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, Gateway, Gatekeeper truy nhập vào
mạng IP thông qua cơ sở hạ tầng sẵn có. Sau đây là một vài loại giao diện truy nhập
IP được sử dụng trong cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP:
Truy nhập PSTN
Truy nhập ISDN
Truy nhập LAN
Truy nhập GSM
Truy nhập
DECT
Đây không phải là tất cả các giao diện truy nhập IP, một vài loại khác đang được
nghiên cứu để sử dụng cho mạng điện thoại IP. Đặc điểm của các giao diện này có thể
gây ảnh hưởng đến chất lượng và tính bảo mật của cuộc gọi điện thoại IP.
Gatekeeper
Gatekeeper là phần tử của mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký, chấp nhận và
trạng thái của các thiết bị đầu cuối và Gateway. Gatekeeper có thể tham gia vào việc
quản lý vùng, xử lý cuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi. Nó xác định đường dẫn để truyền
báo hiệu cuộc gọi và nội dung đối với mỗi cuộc gọi. Gatekeeper có thể bao gồm các
khối
Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý
mạng.
14 / 127
chức năng sau:
Chức năng chuyển đổi địa chỉ E.164 (Số E.164 là số điện thoại tuân thủ theo cấu
trúc và kế hoạch đánh số được mô tả trong khuyến nghị E.164 của Liên minh viễn

mạng IP
(ví dụ H.323) và báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh (ví dụ R2, CCS7). Gateway
báo hiệu có các chức năng sau:
Chức năng kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi.
Chức năng kết cuối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp hoạt động với
các chức năng báo hiệu của Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại.
Chức năng báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu giữa mạng IP với báo hiệu mạng chuyển
mạch kênh phi phối hợp hoạt động với Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại.
Chức năng giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.
Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu nối với
Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý
mạng.
15 / 127
thiết bị đầu cuối.
Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý
mạng.
16 / 127
Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự kiện
(truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo các các bản tin đã được sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.
Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng
chuyển đổi mã hóa. Nó sẽ chuyển đổi giữa các mã hóa trong mạng IP với các mã hóa
truyền trong mạng chuyển mạch kênh. Gateway truyền tải kênh thoại bao gồm các
khối chức năng sau:
Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh
thông tin truyền và nhận.
Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP và
mạng chuyển mạch kênh bao gồm việc chuyển đổi mã hóa và triệt tiếng vọng.
Chức năng dịch mã hóa: định tuyến các luồng thông tin giữa mạng IP và mạng

năng này bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway.
Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu mạng chuyển
mạch kênh trong quá trình phối hợp hoạt động với Gateway báo hiệu.
16 / 127
Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự kiện
(truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã được sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.
Cấu trúc kết nối
Hình dưới mô tả các thành phần cơ bản của mạng phục vụ cho dịch vụ thoại qua
Internet.
mạng điện thoại IP
Các phần tử cơ bản của
Về cơ bản có thể chia cấu trúc kết nối trong các ứng dụng dịch vụ thoại Internet thành
ba loại:
Kết nối PC-PC
Kết nối PC-Máy thoại
Kết nối Máy thoại – Máy thoại
Kết nối PC – PC
Khi thực hiện kết nối PC với PC về mặt hình thức có thể chia làm hai
loại: Kết nối thông qua mạng LAN hoặc một mạng IP.
Kết nối một PC trong mạng IP này với một PC trong mạng IP khác thông qua
mạng PSTN.
Kết nối PC – Máy thoại
Đối với kết nối PC và máy thoại, do có sự chuyển tiếp từ mạng Internet sang mạng
SCN nên bao giờ cũng có sự tham gia của Gateway
Sau đây là một số tình huống kết nối một PC và một máy
thoại: Một mạng LAN/Một nhà quản trị vùng
Đây là kết nối giữa một đầu cuối IP và một máy điện thoại. Trong đó mạng LAN có
cấu trúc đơn giản nhất gồm một Gateway, một Gatekeeper và một đầu cuối IP tạo

tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó được áp dụng
trên một mạng toàn cầu là mạng Internet. Các tiến bộ của công nghệ mang đến cho
điện thoại IP những ưu điểm sau:
Giảm chi phí cuộc gọi: Ưu điểm nổi bật nhất của điện thoại IP so với dịch vụ điện
thoại hiện tại là khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với chất lượng
chấp nhận được. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai, chi phí cho một cuộc gọi
đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet. Nguyên nhân dẫn đến
chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử
dụng kênh
hiệu quả cao. Đồng thời, kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64 Kbps
xuống thấp tới 8 Kbps (theo tiêu chuẩn nén thoại
G.729A
của ITU-T) kết hợp với tốc
độ xử lý nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc truyền tiếng nói theo thời
gian thực là có thể thực hiện được với lượng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so
với kỹ
thuật cũ.
So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua mạng IP, ta thấy:
Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra để duy trì cho
một kênh 64 Kbps suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một hệ thống các
tổng đài. Chi phí này đối với các cuộc gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn.
Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy
trì kênh 64 Kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương. Nhà cung cấp
dịch vụ điện thoại IP sẽ đảm nhận nhiệm vụ nén, đóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng
đi qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất để tới được Gateway nối tới một mạng
điện thoại khác có người liên lạc đầu kia. Việc kết nối như vậy làm giảm đáng kể chi
phí cuộc gọi do phần lớn kênh truyền 64 Kbps đã được thay thế bằng việc truyền
thông tin qua mạng dữ liệu hiệu quả cao.
Tích hợp mạng thoại, mạng số và mạng báo hiệu: Trong điện thoại IP, tín hiệu
thoại, số liệu và ngay cả báo hiệu đều có thể cùng đi trên cùng một mạng IP. Điều này