ĐỀ TÀI “ĐÁNH GIÁ VỀ CHẤT
LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG
VOIP”
CHƯƠNG II
CÁC GIAO THỨC TRONG VoIP

Trong một vài năm trở lại dây, công nghệ VoIP đã trở thành một công nghệ
hứa hẹn mang lại các lợi ích to lớn cho xã hội, nhiều tổ chức đã tiến hành nghiên
cứu và phát triển các giao thức cho VoIP mà đáng quan tâm hơn cả là hai giao thức
H.323 và SIP đang được tiến hành tại nhiều quốc gia trên thế giới.
2.1 Hệ thống VoIP H.323
2.1.1 Giới thiệu
Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng cho việc truyền thông thoại, video và dữ
liệu qua các mạng dựa trên IP, bao gồm cả Internet. H.323 là khuyến nghị của ITU,
nơi đưa ra các chuẩn truyền thông đa phương tiện trên các mạng LANs, các mạng
này không đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS).
H.323 có thể dùng cho nhiều cơ cấu mạng khác nhau: chỉ có audio (IP
telephony), audio và video (videotelephony), audio và dữ liệu, tích hợp audio,
video và dữ liệu. Nó cũng có thể dùng cho truyền thông đa điểm đa phương tiện.
H.323 cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ và có thể dùng trong các lĩnh vực khác
nhau.

2.1.2 Lịch sử phát triển của H.323
Ban đầu H.323 là giao thức dành cho LANs (1996), chỉ là kết nối thoại trên
mạng LAN. Sau đó là sử dụng trên mạng WAN, mạng VoIP riêng và sau cùng là
giao thức trên Internet. Trước kia nó được các giao thức của IETF chấp nhận như
RTP- cung cấp khả năng truyền thoại và video thời gian thực qua mạng IP trên
toàn thế giới nhưng thực tế H.323 lớn hơn so với giao thức chỉ dành riêng cho
mạng LAN. Nhận thức được điều này, ITU-T đã liên tục phát triển giao thức này.
H.320 cũng tương tự như H.323 vì nó cũng cung cấp truyền thoại, video và dữ liệu
song H.323 lại được thiết kế cho truyền thông qua mạng gói như Internet, LAN


IP Network

H.323 s
ys
tem

PSTN

IS
DN

V.70

T
er
minal

H.324

T
ẻ
minal

Sp
ee
ch

T
er

ạ
ng H.323.Dù có nhiều lần bổ sung song điểm tập trung cần phải giải quyết vẫn là tính
tương thích ngược. Mỗi version mới được đưa ra có nhiều đặc điểm nhưng vẫn
không thoả mãn được tính phối hợp hoạt động. H.323 bao gồm các giao thức
H.225.0-RAS, Q.931- H.245, RTP/RTCP và các bộ mã hoá và giải mã thoại,
video, dữ liệu như các bộ mã hoá và giải mã thoại (audio) G.711, G.723.1,
G.728 , cho video là H.261 và H.263, cho dữ liệu là T.120. Các dòng thông tin dữ
liệu được truyền trên giao thức RTP/RTCP. RTP mang thông tin thực còn RTCP
mang thông tin điều khiển và trạng thái. Thông tin báo hiệu (ngoại trừ RAS) được
truyền tin cậy trên giao thức TCP. Các giao thức sau xử lý về báo hiệu:
 RAS: Quản lý việc đăng ký, chấp nhận và trạng thái dùng cho truyền
thông giữa một điểm cuối H.323 với một gatekeeper.
 Q.931: Quản lý việc thiết lập và điều khiển /kết thúc cuộc gọi.
 H.225: Điều khiển cuộc gọi.
 H.245: thảo luận về việc sử dụng kênh và các khả năng.
 H.235: bảo mật và nhận thực.
 H.450.x: các dịch vụ bổ trợ.
2.1.3 Sơ đồ mạng lưới Hình 2.2 Sơ đồ mạng lưới mạng VoIP.
Hình trên cho thấy vị trí các phần tử cơ bản và kết nối của chúng trong mạng
VoIP sử dụng chuẩn H.323 và kết nối tới các mạng ngoài.
2.1.4 Bộ giao thức H.323
H.323 cung cấp nhiều loại hình dịch vụ từ thoại đến video và dữ liệu, thông
tin đa phương tiện. Lược đồ sau minh hoạ các giao thức H.323 khi so sánh với mô
hình OSI.

H.323 cho Audio.

Hình 2.4 Các chức năng giao thức của hệ thống VoIP.
 Chức năng điều khiển H.245 dùng kênh điều khiển H.245 để mang bản tin
điều khiển đầu cuối-đầu cuối để quản lý hoạt động thực thể H.323.
- Các bản tin: khả năng trao đổi, đóng và mở kênh logic, yêu cầu ưu tiên
mode, bản tin điều khiển luồng, lệnh và chỉ thị chung.
Audio

In/Out

Đi
ề
u khi
ể
n

Hệ thống
Chuy
ể
n
tải
Mã
Audio
Chuy
ể
n

đ
ổ

trợ bởi đầu cuối. Đầu cuối H.323 sẽ gửi bản tin Function Not
Support để đáp ứng bản tin Request, Response hoặc Command mà
nó không hiểu được.
● Chức năng báo hiệu của RAS dùng bản tin H.225 để đăng ký, thừa nhận,
thay đổi độ rộng băng tần, trạng thái và thủ tục mở gói giữa điểm cuối và
Gatekeeper. Kênh báo hiệu RAS độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và điều
khiển H.245. Thủ tục mở kênh logic H.245 không được dùng để thiết lập
kênh báo hiệu RAS. Trong môi trường mạng không có Gatekeeper, kênh báo
hiệu RAS không được sử dụng. Trong môi trường mạng có Gatekeeper,
kênh báo hiệu được mở giữa điểm cuối và Gatekeeper. Kênh báo hiệu RAS
được mở trước để thiết lập bất kỳ kênh khác giữa những điểm cuối H.323.
● Chức năng báo hiệu cuộc gọi H.225 để thiết lập kết nối giữa hai điểm cuối
H.323 sử dụng các bản tin trong khuyến nghị H.225 và các bản tin được hỗ
trợ Q.931. Một kênh điều khiển cuộc gọi tin cậy (TCP) được tạo ra qua
mạng IP trên một cổng TCP. Cổng này phát đi các bản tin điều khiển cuộc
gọi Q.931 để kết nối, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Kênh báo hiệu cuộc
gọi độc lập với kênh RAS và kênh điều khiển H.245. Thủ tục mở kênh logic
H.245 không được dùng để thiết lập kênh H.245 và bất kỳ kênh logic nào
khác giữa nhiều điểm cuối H.323. Trong hệ thống không có Gatekeeper,
kênh báo hiệu được mở giữa hai điểm cuối liên quan tới cuộc gọi. Trong hệ
thống có Gatekeeper, kênh báo hiệu cuộc gọi được mở giữa hai điểm cuối và
Gatekeeper hoặc giữa các điểm cuối mà Gatekeeper chọn.
2.1.5 Các thiết bị cấu thành hệ thống H.323


 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225.
 Giao thức báo hiệu kênh điều khiển H.245.
 Các giao thức RTP/RTCP cho các gói phương tiện.
 Các bộ mã hoá/giải mã thoại: là phần tử bắt buộc trong thiết bị đầu
cuối H.323. Các chuẩn mã hoá thường gặp là G.711, G.728 và
G.723.1. Không bắt buộc có các bộ mã hoá/giải mã Video. Bộ này có
chức năng mã hoá tín hiệu Video từ nguồn để truyền đi và giải mã tín
hiệu Video nhận được để đưa tới thiết bị hiện thị. Các chuẩn thường
dùng là H.261, và H.263.
2.1.5.2 Gateway H.323
Gateway (GW) là một điểm cuối trong mạng thực hiện các chức năng
chuyển đổi về báo hiệu và dữ liệu, cho phép các mạng hoạt động dựa trên các giao
thức khác nhau có thể phối hợp với nhau. Trong mạng VoIP, Gateway H.323 cho
phép kết nối mạng VoIP với các mạng khác. Nó cung cấp các khả năng truyền
thông thời gian thực và song hướng giữa các đầu cuối H.323 trong mạng gói với
các đầu cuối trong mạng khác hay với các Gateway khác. Trong khuyến nghị
H.323, Gateway H.323 là một phần tử tuỳ chọn và được sử dụng như là một cầu
nối giữa các đầu cuối H.323 với các đầu cuối H.310 (cho B-ISDN), H.320 (ISDN),
H.321 (ATM), H.324M (Mobile).
Các chức năng chính của Gateway là:
 Cung cấp phiên dịch giữa các thực thể trong mạng chuyển gói (ví dụ
mạng IP) với mạng chuyển mạch kênh (ví dụ PSTN).
 Các Gateway cũng có thể phiên dịch khuôn dạng truyền dẫn, phiên
dịch các tiến trình truyền thông, phiên dịch giữa các bộ mã hoá/giải
mã hoặc phiên dịch giữa các đầu cuối theo chuẩn H.323 và các đầu
cuối không theo chuẩn này.
 Ngoài ra, nó còn tham gia vào việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi.
Các thành phần của một Gateway được mô tả trong hình sau:

Hình 2.7 Chức năng cơ bản của Gateway H.323.

modem tương tự. Thêm vào đó, nó cũng thực hiện chuyển đổi giữa tín
hiệu DTMF trong mạng SCN và các tín hiệu thích hợp trong mạng
chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá
tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN
cũng có thể thu thập thông tin về lưu lượng gói và chất lượng kênh đối
với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển
cuộc gọi.
 OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện
logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển
cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống.
 Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.
 Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.
b. Media Gateway Controler: MGC
Mỗi GW có phần điều khiển được gọi là Media Gateway Controler (MGC)
đóng vai trò phần tử kết nối MGW, SGW và GK. Nó cung cấp các chức năng xử lý
cuộc gọi cho GW, điều khiển MGW, nhận thông tin báo hiệu SCN từ SGW và
thông tin báo hiệu từ IP từ GK.
MGWC có thể bao gồm các khối chức năng sau:
 Chức năng GW H.225.0: truyền và nhận các bản tin H.225.0.
 Chức năng GW H.245: truyền và nhận các bản tin H.245.
 Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng
thiết bị hoặc phần tử mạng.
 Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc
không cho phép một luồng dữ liệu.
 Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các loại báo hiệu cuộc gọi
có thể thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như theo chuẩn
H.323 thì bao gồm: H.225.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với
một đầu cuối H.323chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không
bao gồm H.245.
 Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: kết cuối giao thức báo hiệu

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN. Nó có thể hỗ trợ
chức năng kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323) hoặc báo hiệu trong
mạng SCN (ví dụ như R2, CCS7).
SGW có thể bao gồm các khối chức năng sau:
 Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SCN.
 Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với các chức năng
báo hiệu của MGWC.
 Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu
mạng SCN khi phối hợp hoạt động với MGWC.
 Bảo mật kênh báo hiệu: bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ
GW.
 Chức năng thông báo: ghi các bản tin sử dụng, xác định và ghi các
bản tin thông báo ra thiết bị ngoại vi.
 OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng thông qua các giao diện
logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển
cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống.
 Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.
 Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói.
SG sẽ làm nhiệm vụ phân tích và chuyển các bản tin báo hiệu trong mạng
PSTN vào mạng H.323. Các bản tin báo hiệu như ISUP, SCCP, TSUP được
chuyển đổi thành dạng hợp lý tại GW báo hiệu và chuyển vào mạng IP.
2.1.5.3 Gatekeeper H.323: GK
Gatekeeper là một thực thể tuỳ chọn trong mạng H.323 để cung cấp các
chức năng biên dịch địa chỉ và điều khiển truy nhập mạng cho các thiết bị đầu cuối
H.323, các Gateway và các MCU. Ngoài ra, Gatekeepr cũng có thể cung cấp các
dịch vụ khác cho các phần tử mạng trên như quản lý băng thông hay định vị các
Gateway.

Hình 2.8 Mỗi GK quản lý một vùng mạng H.323.
Về mặt logic, Gatekeeper là một thiết bị độc lập nhưng trong thực tế nó

 Sửa đổi địa chỉ định danh
 Biên dịch số được quay: GK sẽ chuyển các số được quay sang số
E.164 hay số mạng riêng.
 Quản lý cấu trúc dữ liệu

Hình 2.10 Gatekeeper thông tin với các thành phần trong mạng.
IP QoS Network
Gatekeeper
Gateway B
1 2 3
4 5 6
7 8 9
*
8 #
Gateway A
1 2 3
4 5 6
7 8 9
*
8 #
H225 (Q931) call Setup (TCP)
H245 Call Control (TCP)
RTP (UDP)
H
2
2
5

R
A

với mỗi điểm cuối trong một hội nghị. MC gửi một tập khả năng tới các điểm cuối
để chỉ thị mô hình hoạt động mà chúng có thể sử dụng. MC cũng có thể sửa lại tập
các khả năng để gửi tới các thiết bị đầu cuối khi các đầu cuối tham gia hay ra khỏi
hội nghị hay vì một lý do nào khác.
MP nhận các dòng audio, video và data từ các điểm cuối trong một hội nghị
đa điểm. Nó sẽ xử lý tập trung các luồng phương tiện này và trả lại chúng cho các
diểm cuối. Nó có thể thực hiện các chức năng như trộn, chuyển mạch, hay các xử
lý khác dưới sự điều khiển của MC. MP có thể xử lý một luồng phương tiện đơn lẻ
hay nhiều luồng phương tiện phụ thuộc vào kiểu của hội nghị được hỗ trợ.