[VOICE OVER IP]
LỜI NÓI ĐẦU
Từ khi được phát minh vào năm 1875 bởi Graham Bell cho đến nay, điện
thoại, đã phát triển qua rất nhiều bước khác nhau nhằm phục vụ cho những nhu
cầu khác nhau của con người. Chúng ta không thể phủ nhận được lợi ích to lớn
mà điện thoại mang lại cho cuộc sống của con người hiện đại như rút ngắn được
thời gian liên lạc giữa người với người, tăng khả năng tiếp cận thông tin một cách
nhanh chóng. Khi Internet ra đời và phát triển chúng ta có thêm nhiều ứng dụng
khác như e-mail, chat… bên cạnh đó là sự xuất hiện của VoIP, một hình thức sử
dụng mạng Internet để thiết lập cách kênh đàm thoại với chất lượng dịch vụ khá
cao. Vậy VoIP là gì? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào? Ứng dụng trong
cuộc sống ra sao? Qua bài này chúng ta sẽ lần lượt giải đáp các câu hỏi trên.
Page 1
[VOICE OVER IP]
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VOIP
1. Giới thiệu chung về VoIP.
Voice over Internet Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử
dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng internet. Voip là một
trong những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay không chỉ
đối với nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ.
Voip có thể vừa thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng điện thoại kênh
truyển thống (PSTN) đồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Do
các ưu điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip
hiện nay được triển khai một các rộng rãi.
Dịch vụ điện thoại voip là dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc của voip
bao gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia nhỏ các
gói nếu cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này được ráp
lại theo đúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói
ban đầu.
Các cuộc gọi trong voip dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp cả chuyển mạch kênh
và chuyển mạch gói. Trong mỗi loại chuyển mạch trên đều có ưu, nhược điểm

Nhược điểm: chất lượng cuộc gọi phụ thuộc vào kết nối internet + service nhà
cung cấp
2.3 Phone to Phone:
Page 3
[VOICE OVER IP]
Là 1 dịch vụ có phí. Bạn không cần 1 kết nối Internet mà chỉ cần 1 VoIP
adapter kết nối với máy điện thoại. Lúc này máy điện thoại trở thành 1 IP phone.
3. Các thành phần trong mạng VoIP:
Các thành phần cốt lõi của 1 mạng VoIP bao gồm: Gateway, VoIP Server, IP
network, End User Equipments
Gateway: là thành phần giúp chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số (và
ngược lại).
• VoIP gateway : là các gateway có chức năng làm cầu nối giữa mạng điện
thoại thường ( PSTN ) và mạng VoIP.
• VoIP GSM Gateway: là các gateway có chức năng làm cầu nối cho các
mạng IP, GSM và cả mạng analog.
• VoIP server : là các máy chủ trung tâm có chức năng định tuyến và bảo
mật cho các cuộc gọi VoIP .Trong mạng H.323 chúng được gọi là
gatekeeper. Trong mạng SIP các server được gọi là SIP server.
• Thiết bị đầu cuối (End user equipments ) :Softphone và máy tính cá nhân
(PC) : bao gồm 1 headphone, 1 phần mềm và 1 kết nối Internet. Các phần
mềm miễn phí phổ biến như Skype, Ekiga, GnomeMeeting, Microsoft
Netmeeting, SIPSet,
• Điện thoại truyền thông với IP adapter: để sử dụng dịch vụ VoIP thì máy
điện thoại thông dụng phải gắn với 1 IP adapter để có thể kết nối với VoIP
server. Adapter là 1 thiết bị có ít nhất 1 cổng RJ11 (để gắn với điện thoại) ,
RJ45 (để gắn với đường truyền Internet hay PSTN) và 1 cổng cắm nguồn.
• IP phone : là các điện thoại dùng riêng cho mạng VoIP. Các IP phone
không cần VoIP Adapter bởi chúng đã được tích hợp sẵn bên trong để có
thể kết nối trực tiếpvới các VoIP server

hệ thống PBX của khách hàng, trong đó công ty điện thoại cấp phát một dải
số, tất cả những số này đều nối với hệ thống PBX của khách hàng.
• RFC – Request for Comments (Yêu cầu Nhận xét – số nhiều là RFCs) là
một trong một loạt các tài liệu và tiêu chuẩn thông tin Internet được đánh số
được các phần mềm.
5. Những điểm thuận lợi của VoIP so với PSTN.
Khi bạn dùng đường truyền PSTN,bạn phải trả cho thời gian sử dụng cho nhà
cung cấp dịch vụ PSTN: sử dụng càng nhiều bạn phải trả càng nhiều.Thêm vào đó
bạn không thể nói với người khác tại cùng thời điểm.
Với kỹ thuật VoIP, bạn có thể nói chuyện toàn thời gian với người bạn
muốn(điều cần thiết là những người khác cũng phải kết nối internet tại cùng thời
điểm),cho đến khi nào bạn muốn(không phụ thuộc vào chi phí) và thêm vào
đó,bạn có thể nói chuyện với nhiều người tại cùng một thời điểm.
Trước đây khi dựa vào giao tiếp thoại trên PSTN,trong suốt kết nối giữa hai
Page 5
[VOICE OVER IP]
điểm,đường kết nối chỉ dành riêng cho bên thực hiện cuộc gọi.Không có thông tin
khác có thể truyền qua đường truyền này mặc dù vẫn thừa lượng băng thông sẵn
dùng.
Nhưng ngày nay, điều đó đã không còn là vấn đề nữa, với sự phát triển nhanh
chóng và được sử dụng rộng rãi của IP,chúng ta đã tiến rất xa trong khả năng giảm
chi phí trong việc hỗ trợ truyền thoại và dữ liệu.Giải pháp tích hợp thoại vào mạng
dữ liệu,và cùng hoạt động bên cạnh với hệ thống PBX hiện tại hay những thiết bị
điện thoại khác đã đơn giản cho việc mở rộng khả năng thoại cho những vị trí ở
xa.Traffic thoại thực chất sẽ được mang tự do(free)bên trên cơ sở hạ tầng và thiết
bị phần cứng có sẵn.
5.1Lợi ích của VoIP.
Một trong những tiên ích đáng kể nhất là giá thấp. Vì điện thoại IP truyền qua
tài nguyên internet nên giá thành rất rẻ so với điện thoại PSTN. Đối với các công
ty, việc chuyển sang dùng VoIP là một giải pháp giúp giảm thiểu cước phí điện

thường thì cần một Telephony Adapter (TA). Sau đó giọng nói được số hóa sẽ
được đóng vào gói tin và gởi 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 thì được
dùng cho tính năng đảm bảo độ tin cậy và duy trì chất lượng dịch vụ trong quá
trinh truyền.
1.1 Số hóa tín hiệu Analog
Biểu diễn tín hiệu tương tự(analog) thành dạng số (digital) là công việc khó
khăn. Vì bản thân dạng âm thanh như giọng nói con người ở dạng analog do đó
cần một số lượng lớn các giá trị digital để biểu diễn biên độ (amplitude), tần
số(frequency) và pha (phase), chuyển đổi những giá trị đó thành dạng số nhị
phân(zero và one) là rất khó khăn. Cần thiết cần có cơ chế dùng để thực hiện sự
chuyển đổi này và kết quả của sự phát triển này là sự ra đời của những thiết bị
được gọi là codec (coder-decoder) hay là thiết bị mã và giải mã.
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)
Page 8
[VOICE OVER IP]
Multiplexing: Ghép kênh là qui trình chuyển một số tín hiệu dồng thời qua
một phương tiện truyền dẫn.
PAM(pulse-amplitude modulation)- điều chế biên độ xung
TDM(Time Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo thời gian:Phân

cho thoại là 4000Hz hay 8000 mẫu được lấy trong một giây, khoảng cách giữa mỗi
mẫu là 125 micro giây.
1.3 Lượng tử hoá (Quantization)
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.
Page 10
[VOICE OVER IP]
1.4 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 nữa trên hay nữa 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.
1.5 Nén giọng nói(Voice Compression)
Mặc dù kỉ thuật mã hóa PCM 64 Kps hiện hành 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.

Số lượng dữ liệu thoại bên trong gói tin cần cân bằng giữa sự hiệu quả trong sử
dụng băng thông và chất lượng của cuộc thoại.
Page 12
[VOICE OVER IP]
2. Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại Trên VoIP.
Chất lượng của âm thanh được khôi phục qua mạng điện thoại là mục tiêu
cơ bản của dịch vụ, mặc dù các chỉ tiêu chuẩn đã được ITU phát triển. Có 3 nhân
tố có thể ảnh hưởng sâu sắc tới chất lượng của dịch vụ thoại:
2.1 Trễ:
Hai vấn đề gây ra bởi sự trễ đầu cuối trong một mạng thoại là tiếng vang và
chồng tiếng. Tiếng vang trở thành vấn đề khi trễ vượt quá 50 ms. Đây là một vấn
đề chất lượng đáng kể, nên các hệ thống VoIP phải kiểm soát và cung cấp các
phương tiện loại bỏ tiếng vang. Hiện tượng chồng tiếng (giọng người này gối lên
giọng người kia) trở nên đáng kể nếu trễ một chiều (one-way delay) lớn hơn 250
ms.
2.2 Sự biến thiên độ trễ (Jitter ):
Jitter là sự biến thiên thời gian trễ gây nên bởi sự trễ đường truyền khác nhau
trên mạng. Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập các gói và giữ chúng đủ lâu để cho phép
các gói chậm nhất đến để được phát lại (play) đúng thứ tự, làm cho sự trễ tăng lên.
2.3 Mất gói:
Mạng IP không thể cung cấp một sự bảo đảm rằng các gói tin sẽ được chuyển
tới đích hết. Các gói sẽ bị loại bỏ khi quá tải và trong thời gian tắc nghẽn. Truyền
thoại rất nhạy cảm với việc mất gói, tuy nhiên, việc truyền lại gói của TCP thường
không phù hợp. Các cách tiếp cận được sử dụng để bù lại các gói mất là thêm vào
cuộc nói chuyện bằng cách phát (play) lại gói cuối cùng, và gửi đi thông tin dư.
Tuy thế, sự tổn thất gói trên 10% nói chung là không chấp nhận được.
Sự duy trì chất lượng thoại chấp nhận được bất chấp sự thay đổi trong hoạt
động của mạng (như tắc nghẽn hay mất kết nối) đạt được nhờ những kỹ thuật như
nén tiếng, triệt im lặng . Một số sự phát triển trong những năm 90, nhất là trong xử
lý tín hiệu số, các chuyển mạch mạng chất lượng cao đã được phối hợp để hỗ trợ

ban đầu được sử dụng cho mục đích truyền các cuộc hội thoại đa phương tiện trên
các mạng LAN, nhưng sau đó H.323 đã tiến tới trở thành 1 giao thức truyền tải
VoIP trên thế giới. 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,…
Page 14
[VOICE OVER IP]
3.2 Bộ 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 1 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 1 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 cũng khác so với giao thức H.232. 1 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 1 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.
Page 15
[VOICE OVER IP]
Phương thức hoạt động của SIP network :
SIP là mô hình mạng sử dụng kiểu kết nối 3 hướng ( 3 way handshake method)
trên nền TCP. Ví dụ trên, ta thấy 1 mô hình SIP gồm 1 Proxy và 2 end points. SDP
( Session Description Protocol) được sử dụng để mang gói tin về thông tin cá nhân

[VOICE OVER IP]
CHƯƠNG III: TÍNH BẢO MẬT VÀ HƯỚNG KHẮC PHỤC
1. Tính bảo mật của VoIP.
VoIP được đưa vào sử dụng rộng rãi khi công nghệ tích hợp giọng nói và dữ
liệu phát triển. Do sử dụng chung các thành phần thiết bị chung với môi trường
truyền dữ liệu mạng ( data network), VoIP cũng chịu chung với các vấn đề về 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.
Nghe lén cuộc gọi ( EavesDropping of phone conversation): Nghe lén qua
công nghệ VoIP càng có nguy cơ cao do có nhiều node trung gian trên đường
truyền giữa 2 người nghe và người nhận. Kẻ tấn công có thể nghe lén được cuộc
gọi bằng cách tóm lấy các gói tin IP đang lưu thông qua các node trung gian. Có
khá nhiều công cụ miễn phí và có phí kết hợp với các card mạng hỗ trợ chế độ pha
tạp ( promiscuous mode) giúp thực hiện được điều này như Cain&Abel, Ethreal,
VoMIT
Truy cập trái phép ( Unauthorized access attack) : Kẻ tấn công có thể xâm
phạm các tài nguyên trên mạng do nguyên nhân chủ quan của các admin. Nếu các
mật khẩu mặc định của các gateway và switch không được đổi thì kẻ tấn công có
thể lợi dụng để xâm nhập. Các switch cũ vẫn còn dùng Telnet để truy cập từ xa, và
clear-text protocol có thể bị khai thác 1 khi kẻ tấn công có thể sniff được các gói
tin. Với các Gateway hay switch sử dụng giao diện web server (web server
interface) cho việc điều khiển từ xa ( remote control) thì kẻ tấn công có thể tóm
các gói tin HTTP trong mạng nội bộ để lấy các thông tin nhạy cảm này thì kẻ tấn
công còn có thể sử dụng kỹ thuật ARP cache poisoning để tóm lấy các gói tin
đang lưu chuyển trong 1 mạng nội bộ
Caller ID spoofing :Caller ID là 1 dịch vụ cho phép user có thể biết được số
của người gọi đến. Caller ID spoofing là kỹ thuật mạo danh cho phép thay đổi số
ID của người gọi bằng những con số do user đặt ra. So với mạng điện thoại truyền
thống, thì việc giả mạo số địên thoại VoIP dễ hơn nhiều, bởi có khá nhiều công cụ
và website cho phép thực hiện điều này, ví dụ như

của bạn.
Đánh giá các thiết lập bảo mật – Cả máy tính của bạn và các thiết bị/phần mềm
VoIP cung cấp nhiều tính năng khác nhau có thể trang bị cho yêu cầu của bạn.
Mặc dù vậy, việc cho phép các tính năng cụ thể có thể để lại cho bạn nhiều lỗ
hổng dễ bị tấn công. Vì vậy vô hiệu hóa một số tính năng nếu bạn cảm thấy không
cần thiết. Kiểm tra các thiết lập của bạn, thiết lập bảo mật riêng và chọn các tùy
chọn mà bạn cần để tránh mang lại những rủi ro không đáng có.
Page 19