Công nghệ VoIP và Asterisk
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC HÌNH VẼ 8
LỜI MỞ ĐẦU 10
LỜI CẢM ƠN 11
CHƯƠNG 1 12
TỔNG QUAN VỀ VOIP 12
1.1. Giới thiệu 12
1.2. Cấu trúc mạng VoIP 12
1.3. Đặc điểm dịch vụ VoIP 14
1.4. Chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP 15
1.5. Các giao thức truyền thông thời gian thực 18
1.5.1. Giao thức RTP 18
1.5.2. Giao thức RTCP 19
CHƯƠNG 2 21
CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU 21
2.1. Giao thức H323 21
2.1.1. Giới thiệu 21
2.1.2. Các thành phần cơ bản của hệ thống H323 21
Terminal 22
Gateway 23
Gatekeeper 23
MCU 24
2.1.3. Tập giao thức H323 24
1
Công nghệ VoIP và Asterisk
2.1.1. Quá trình thiết lập cuộc gọi H323 26
2.2. Giao thức khởi tạo phiên SIP 27
2.2.1. Giới thiệu 27
4.3. Một số tính năng cơ bản 51
4.4. Các ngữ cảnh ứng dụng 53
4.5. Tổ chức thư mục của Asterisk 57
/etc/asterisk/ 57
/usr/lib/asterisk/modules/ 57
/var/lib/asterisk 57
Các thư mục con của thư mục /var/lib/asterisk/ bao gồm: 57
/var/spool/asterisk/ 58
/var/run/ 59
/var/log/asterisk/ 59
/var/log/asterisk/cdr-csv 59
4.6. Một số lệnh thao tác trên hệ thống asterisk 60
#/etc/init.d/asterisk (start|stop) 60
#CLI>reload 60
#CLI> sip show users 60
4.7. Cách thức cấu hình trên các tập tin cơ bản 61
Tất cả các file cấu hình cho hệ thống Asterisk đều nằm tại thư mục etc/asterisk
ngoại trừ file zaptel.conf cấu hình cho phần cứng TDM nằm tại thư mục /etc.
Cách thức cấu hình giống như tập tin .ini của Window. Các nội dung sau dấu
chấm phảy “;”là nội dung chú thích trong file cấu hình. Tất cả các khoảng
trắng trong file cấu hình đều được bỏ qua và không có ý nghĩa.Cú pháp thực
hiện giống nhau 61
4.8. Cách thức hoạt động của tập tin cấu hình 61
4.9. Giới thiệu dialplan 63
3
Công nghệ VoIP và Asterisk
Một ví dụ cụ thể như sau: 64
exten => 7325010,2,Voicemail(u7325010) 64
exten => Tương ứng với mỗi ứng dụng thực hiện 64
4
Công nghệ VoIP và Asterisk
Bấm phím 2 67
Sử dụng dịch vụ quà tặng âm nhạc, cho phép khách hàng có thể gửi tặng một bản
nhạc tới những người thân của mình cùng với lời nhắn của chính người gửi,
thời điểm gửi sẽ do người gửi quyết định.khách hàng sẽ được hướng dẫn để
nhập mã quà tặng,số điện thoại người nhận và thời gian gửi quà tặng, nếu
khách hàng nhập sai sẽ được thông báo và yêu cầu nhập lại.Mã quà tặng sẽ là
một chuỗi số có 4 chữ số, bị coi là không đúng khi chuỗi số chưa ký tự *,#
hoặc là không tồn tại quà tặng này.Số điện thoại sẽ là một chuỗi số khách
hàng nhập tùy ý cho tới khi nhấn phím #. Khách hàng sẽ được nghe lại số
điện thoại vừa nhập và lời hướng dẫn nhấn phím # để đi đến bước tiếp theo,
nhấn phím bất kỳ để nhập lại số điện thoại.Thời gian gửi quà tặng sẽ là một
chuỗi số có dạng xxyyzztt, trong đó xx là phút, yy là giờ, zz là ngày và tt là
tháng gửi quà tặng. Thời gian được coi là không đúng khi chuỗi số khách
hàng nhập vào chứa ký tự *, # hoặc là một thời điểm trong quá khứ so với
thời gian hiện tại của hệ thống. Cuối cùng khách hàng sẽ ghi âm lại lời nhắn
của chính mình để gửi tới người nhận. Sau đó là lời cảm ơn và kết thúc quá
trình gửi quà tặng 68
Bấm phím 0 68
Cho phép kết nối trực tiếp khách hàng với nhân viên tư vấn chăm sóc khách hàng.
68
Hệ thống xây dựng đáp ứng được các chức năng đã đề ra, giải quyết tối đa các yêu
cầu gọi đến và đảm bảo chất lượng âm thanh thoại 68
5.3. Phân tích thiết kế 68
5.3.1. Kịch bản cho hệ thống 68
72
73
74
Quy trình gặp nhân viên tư vấn 75
Sau khi cài xong thì cần cài thêm các gói nhỏ sau để có thể cài và chạy được
phần mềm Asterisk: 81
Cài đặt phần mềm Asterisk 82
Cài đặt Softphone 82
6
Công nghệ VoIP và Asterisk
Phần mềm hỗ trợ lập trình giao tiếp với Asterisk 82
5.4.2. Cấu hình hệ thống Asterisk 82
Cấu hình các file .conf như sau: 82
Musiconhold.conf 85
random=yes 85
Agent.conf 85
agent=>2222,2222,hungbd 85
Queue.conf 85
86
5.4.1. Lập trình cho hệ thống 87
Giới thiệu AGI 87
Asterisk Gateway Interface ( AGI ) là một chuẩn giao tiếp với Asterisk . AGI cho
phép Astersik gọi thực thi một chương trình ngoài để mở rộng nhiều chức
năng của Astersik như điều khiến các kệnh thoại , phát âm thanh , đọc số
DTMF , liên kết với cơ sở dữ liệu …. Các chương trình ngoài được gọi là
AGI Script , ta có thể lập trình ra các AGI Script bằng nhiều ngôn ngữ lập
trình khác nhau như Perl, PHP, C, C#, Java 87
Các file code 88
Các Script được viết bằng ngôn ngữ PHP, sử dụng thư viện PHPAGI để giao tiếp
với Asterisk 88
Khi gọi đến số 1900, hệ thống sẽ đưa người gọi đến mainmenu, là ngữ cảnh
chính, ở đây người gọi sẽ được nghe một lời chào mừng cùng lời hướng dẫn
bấm phím. Hệ thống sẽ chờ người dùng bấm phím trong vòng 30 giây, nếu
Hình 6: Các thành phần mạng H323 22
Hình 7: Tập giao thức H323 24
Hình 8 Quá trình thiết lập cuộc gọi trong H323 27
Hình 9 :Các thành phần hệ thống SIP 29
Hình 10 Một số trường header đơn giản 31
Hình 11 : Hoạt động của Proxy server 32
Hình 12 : Hoạt động của Redirect Server được trình bày như hình 33
Hình 13 Quá trình thiết lập và hủy một phiên kết nối của SIP 35
8
Công nghệ VoIP và Asterisk
Hình 14 : Topo mạng NGN 39
Hình 15 : Cấu trúc mạng và báo hiệu PSTN 40
Hình 16 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm 43
Hình 17 : Kiến trúc NGN 44
Hình 18 : Mô hình mạng NGN 47
Hình 19 : Sơ đồ tổng quan Asterisk 49
Hình 20 : Kiến trúc Asterisk 50
Hình 21 : IP PBX 54
Hình 22 : Kết nối IP PBX với PBX 55
Hình 23 : Kết nối giữa các Server Asterisk 55
Hình 24 : Triển khai server IVR, VoiceMail, Hội Thoại 56
Hình 25 : Phân phối cuộc gọi hàng đợi 57
Hình 26 Cấu trúc cây thư mục 59
Hình 27 Kịch bản Menu chính của hệ thống 69
Hình 28 Quy trình tra cứu kết quả xổ số 71
Hình 29 Quy trình gửi quà tặng âm nhạc 74
Hình 30 Gặp nhân viên tư vấn 75
Hình 31 Biểu đồ phân cấp chức năng 75
Hình 32 Biểu đồ ngữ ảnh 76
10
Công nghệ VoIP và Asterisk
Điện thoại IP sẽ là một xu thế không thể tránh khỏi, sẽ dần dần thay thế điện
thoại truyền thống. Việc tìm hiểu và xây dựng các ứng dụng dựa trên công nghệ
VoIP là điều cần thiết và sẽ mang lại những lợi ích to lớn.
Vì những lý do trên mà em đã đi đến thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình với
đề tài : “Tìm hiểu công nghệ VoIP và xây dựng hệ thống Callcenter trên nền
Asterisk” .
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, Chúng em xin gửi lời cảm ơn
chân thành nhất tới tập thể các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Thành Đô nói
chung, khoa Công nghệ thông tin nói riêng, đã đào tạo cho chúng em những kiến
thức, những kinh nghiệm qúy báu trong suốt thời gian học tập và rèn luyện.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Giáo Hoàng Thanh Tùng- Giảng viên
khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Thành Đô đã tận tình hướng dẫn, cho
chúng em những nhận xét góp ý quý báu trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Tuy nhiên, do thời gian và trình độ có hạn nên đồ án này chắc chắn không
tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các
thầy, các cô và toàn thể các bạn . Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội,ngày 18 tháng 03 năm 2014
11
Công nghệ VoIP và Asterisk
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VOIP
1.1. Giới thiệu
VoIP ( Voice Over IP ) là công nghệ cho phép truyền thông tin thoại từ nơi
này sang nơi khác thông qua các mạng sử dụng giao thức IP ( Internet Protocol ) để
truyền tải thông tin. VoIP cũng thường được biết đến dưới một số tên khác như :
điện thoại Internet, điện thoại IP, điện thoại dải rộng ( Broadband Telephony ) vv…
Gateway báo hiệu.
• Gatekeeper: Có thể xem gatekeeper như là bộ não của hệ thống mạng điện
thoại IP. Nó cung cấp chức năng quản lý cuộc gọi một cách tập trung và một
số các dịch vụ quan trọng khác như là: nhận dạng các đầu cuối và gateway,
13
Công nghệ VoIP và Asterisk
quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ (từ địa chỉ IP sang địa chỉ E.164 và
ngược lại), đăng ký hay tính cước Mỗi gatekeeper sẽ quản lý một vùng bao
gồm các đầu cuối đã đăng ký, nhưng cũng có thể nhiều gatekeeper cùng quản
lý một vùng trong trường hợp một vùng có nhiều gatekeeper.
Ta cũng thấy rằng có thể có 3 ngữ cảnh cuộc gọi:
• Phone to Phone: gọi giữa 2 máy điện thoại. Nếu 2 máy cùng thuộc một tổng
đài thì không cần thông qua mạng IP. Nếu 2 máy nằm ở các mạng các nhau
thì phải sử dụng các gateway chuyển tiếp vào mạng IP.
• PC to Phone: gọi giữa PC và Phone. Cần có ít nhất một gateway chuyển tiếp.
• PC to PC: gọi giữa PC và PC. Trong ngữ cảnh này thì cuộc gọi hoàn toàn
nằm trong mạng IP, không cần sử dụng gateway.
1.3. Đặc điểm dịch vụ VoIP
Sự phát triển của dịch vụ VoIP đã đem lại rất nhiều lợi ích. Dưới đây là một
số ưu điểm của nó:
• Dịch vụ gọi điện đường dài giá rẻ với chi phí chấp nhận được, chỉ tương
đương với chi phí truy nhập Internet.
• Các kĩ thuật nén đã giảm tốc độ bit từ 64kps (kênh thoại thường) xuống dưới
8kps (theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của ITU-T). Nhờ vậy, khả năng sử
dụng kênh sẽ cao hơn. Các bộ vi xử lý của máy tình có tốc độ xử lý nhanh.
Điều này làm độ trễ của cuộc gọi giảm xuống, chất lượng cuộc gọi tăng lên.
• Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu. Với mạng điện thoại
thông thường thì kênh báo hiệu là hoàn toàn tách biệt với kênh thoại. Với
mạng VoIP thì chỉ có một kênh duy nhất, nhờ vậy có thể tiết kiệm được cơ
• Handling delay/processing delay : trể xử lý, do các thiết bị xử lý gói tin. Trễ
này có thể giảm bằng việc sử dụng các thiết bị phần cứng tốt cũng như thuật
toán xử lý tối ưu.
• Serialization delay : trễ tuần tự hóa khi dữ liệu được đưa ra thiết bị vật lý.
Loại trễ này có ảnh hướng ít, chiếm vai trò nhỏ hoặc hầu như không đáng kể.
• Queuing delay : trễ hàng đợi xảy ra khi nhiều gói tin đến cùng lúc tại một nút
mạng. Trễ này do cấu hình mạng không đáp ứng đủ nhu cầu phục vụ nhiều
người dùng hoặc cài đặt không tốt dẫn tới việc xử lý gói tin tại nút mạng
không tốt.
• Jitter : là hiện tượng các gói tin không đến nơi trong những khoảng thời gian
đều nhau. Hiện tượng này làm cho cuộc hội thoại bị giật. Đây là một đặc
điểm của mạng IP khi mà các gói tin có thể đi theo các đường khác nhau đến
đích. Để loại bỏ hiện tượng này cần phải có các thuật toán đồng bộ gói tin
nơi phát và nơi thu.
• Mã hóa đường truyền Pulse Code Modulation (PCM): thuật toán mã hóa
đường truyền của mạng VoIP cũng tương tự như mạng chuyển mạch kênh.
15
Công nghệ VoIP và Asterisk
PCM là thuật toán có tần số lấy mẫu là 8Khz (125ms/mẫu). Ngoài ra nó có
thể sử dụng ADPCM : adaptive differential PCM(chuẩn G.726 ITU-T), với 4
bit mẫu, tốc độ 32kps. Các thuật toán này khác nhau ở tần số lấy mẫu và số
bit mẫu, do đó chất lượng cuộc gọi cũng khác nhau.
• Các chuẩn mã hóa tín hiệu được sử dụng trong VoIP có rất nhiều, trong đó
có thể kể tới G.711, G.726, G.728, G.729, G.232.1. Bảng dưới đây thể hiện
chất lượng cảm nhận (MOS) đối với mỗi loại thuật toán mã hóa tín hiệu.
Hình 2 Một số chuẩn mã hóa tín hiệu
• Echo : tiếng vọng. Đây là hiện tượng âm thanh phát qua bị quay trở lại đúng
nơi phát làm cho người nói luôn nghe lại được tiếng do mình phát ra. Lý do
là các gói tin đi qua các mạng có cấu hình khác nhau và không đến được
• Về giao thức truyền tin, VoIP sử dụng bộ giao thức RTP/ UDP/ IP. Tầng
giao vận sử dụng giao thức UDP để đảm bảo gói tin được truyền liên tục.
Tính chất thời gian thực được đảm bảo nhờ giao thức RTP (Real-time
Transport Protocol). Gói tin RTP chứa các trường như nhãn thời gian và số
thứ tự gói để đảm bảo sự đồng bộ thời gian giữa các gói tin.
Hình 3 Gói RTP
• Đi kèm với RTP là giao thức điểu khiển thời gian thực RTCP. Giao thức này
được dùng cho các ứng dụng thời gian thực như media on demand, các dịch
vụ tương tác. Nhược điểm của chùm giao thức này là header tổng cộng
40bytes, (RTP + IP + UDP) gấp 2 lần so với header trong chuẩn G.729. Tuy
nhiên nó có thể được nén sử dụng CRTP – compress RTP, có thể giảm được
lưu lượng cuộc gọi VoIP từ 24kps xuống dưới 11.2kps. Giao thức UDP cũng
có thể được mở rộng thành RUDP (Reliable UDP) thêm tính tin cậy cho
UDP bằng cách gửi cùng một gói tin nhiều lần và điểm nhận sẽ loại bỏ các
gói tin không cần thiết.
17
Công nghệ VoIP và Asterisk
1.5. Các giao thức truyền thông thời gian thực
1.5.1. Giao thức RTP
RTP được coi như một giao thứ truyền từ đầu cuối đến đầu cuối (end to end)
phục vụ truyền dữ liệu thời gian thực như audio và video. RTP thực hiện việc quản
lý về thời gian truyền dữ liệu và nhận dạng dữ liệu được truyền. Nhưng RTP không
cung cấp bất cứ một cơ chế nào đảm bảo thời gian truyền và cũng không cung cấp
bất cứ một cơ chế nào giám sát chất lượng dịch vụ. Sự giám sát và đảm bảo về thời
gian truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụ được thực hiện nhờ hai giao thức
RTCP và RSVP.
Tương tự như các giao thứ truyền dẫn khác, gói tin RTP (RTP packet) bao
gồm hai phần là header (phần mào đầu) và data (dữ liệu). Nhưng không giống như
các giao thức truyền dẫn khác là sử dụng các trường trong header để thực hiện các
đích đó. Trường CSRC có thể chứa tối đa là 15 số nhận dạng nguồn SSRC.
• Extension header (độ dài thay đổi): chứa các thông tin thểm của gói RTP.
1.5.2. Giao thức RTCP
Mặc dù RTP là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao
thức RTCP. RTCP trả về nguồn các thông tin về sự truyền thông và các thành phần
đích. Giao thức điều khiển này cho phép gửi về các thông số về bên thu và tự thích
nghi với bên phát cho phù hợp vời bên phát. Mỗi người tham gia một phiên truyền
RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP tới tất cả những người khác cũng tham gia
phiên truyền. Tuỳ theo mục đích mà RTCP thực hiện 4 chức năng:
• RTCP cung cấp một sự phản hồi chất lượng của dữ liệu. Các thông tin đó
giúp cho ứng dụng thực hiện chức năng điều khiển luồng và quản lý tắc
nghẽn.
• RTCP cung cấp sự nhận dạng mà được sử dụng để tập hợp các kiểu dữ liệu
khác nhau (ví dụ audio và video). Điều này là cần thiết vì khả năng này
không được RTP cung cấp.
• Nhờ việc định kỳ gửi các gói tin RTCP mà mỗi phiên truyền có thể theo dõi
được số người tham gia. RTP không thể sử dụng được cho mục đích này khi
một ai đó không gửi dữ liệu mà chỉ nhận từ những người khác.
19
Công nghệ VoIP và Asterisk
• Cuối cùng là một chức năng lựa chọn cho phép có thêm thông tin về những
người tham gia vào phiên truyền.
Tuỳ thuộc vào giao thức RTP được sử dụng cho loại dữ liệu nào mà RTCP
cung cấp các thông báo điều khiển khác nhau. Có 4 loại thông báo điều khiển chính
được giao thức RTCP cung cấp là:
• Sender report (SR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan đến
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.
• Receiver report (RR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan
chuẩn cụ thể. Trong thực tế, hoàn toàn có thể thiết kế một hệ thống thoại tuân thủ
H.323 mà không cần đến IP. Khuyến nghị này chỉ đưa ra yêu cầu về “giao diện
mạng gói” tại thiết bị đầu cuối. Ban đầu, H.323 dự định dành cho X.25, FrameRelay
sau đó là ATM, nhưng giờ đây lại là TCP/IP, trong khi đó có rất ít H.323 được vận
hành trên mạng X.25 và ATM.
2.1.2. Các thành phần cơ bản của hệ thống H323
• Các thiết bị đầu cuối (Terminal).
• Cổng kết nối (Gateway).
• Thiết bị điều khiển cổng kết nối (Gatekeeper).
• Khối điều khiển đa điểm MCU (Mutilpoint Control Units).
21
Công nghệ VoIP và Asterisk
Hình 6: Các thành phần mạng H323
Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về thành phần của mạng H323.
Terminal
Dùng trong liên lạc đa truyền thông song hướng thời gian thực , một thiết bị
đầu cuối H323 có thể là một máy tính PC, camera, điện thoại IP… hay một thiết bị
đơn lẻ chạy các ứng dụng H323. Nó là thiết bị trực tiếp tham gia kết nối để cung
cấp dịch vụ như: audio, video, data hoặc fax.
Một thiết bị đầu cuối sẽ có ba giao tiếp cơ bản là: giao tiếp với màn hình để
hiển thị hình ảnh hội nghị, giao tiếp Camera và giao tiếp âm thanh với Microphone.
Bên cạnh đó còn có giao tiếp dữ liệu với hệ thống mạng làm việc để trao đổi và
truyền dữ liệu.
Các tính năng của đầu cuối H.323 như:
• H.245: điều khiển sắp xếp sử dụng kênh truyền .
• Q.931 : báo hiệu và thiết lập cuộc gọi.
• RAS: giao thức liên lạc với gatekeeper.
• RTP/RTCP: sắp xếp các gói âm thanh và hình ảnh.
• Ngoài ra, H.323 còn có các tính năng khác như mã hoá/ giải mã tín hiệu âm
việc quản lý băng thông. Nó có thể là chức năng rỗng nghĩa là chấp nhận mọi
yêu cầu thay đổi băng thông.
• Quản lý vùng: Ở đây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm thiết
bị đầu cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thực
hiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác.
Các chức năng tuỳ chọn của gatekeeper
• Tín hiệu điều khiển gọi.
23
Công nghệ VoIP và Asterisk
• Cấp phép cuộc gọi.
• Quản lý cuộc gọi.
MCU
Khối điều khiển đa điểm là điểm cuối (endpoint) hỗ trợ hội nghị ba thành viên hoặc
nhiều hơn. MCU điển hình bao gồm bộ điều khiển đa điểm (MC) và một hoặc nhiều
bộ xử lý đa điểm (MP).
• Bộ điều khiển đa điểm (MC):MC là bộ phận không thể thiếu trong MCU. Nó
có thể điều khiển hội nghị điểm - điểm,sau đó phát triển thành hội nghị đa
điềm. MC thiết lập các giao thức chung cho tất cả các đầu cuối muốn tham
gia vào hội nghị và quyết định hội nghị theo kiểu Multicast hay Unicast .v.v.
MC không trực tiếp xử lý các chuỗi âm thanh, hình ảnh hoặc số liệu trong
hội nghị đa điểm.
• Bộ xử lý đa điểm (MP):MP là phần tử tuỳ chọn trong MCU. Nó thực hiện
trộn, chuyển mạch các chuỗi tín hiệu âm thanh, hình ảnh hoặc dữ liệu do MC
điều khiển. Tuỳ thuộc vào loại hội nghị mà MP có thể xử lý một hay nhiều
chuỗi tín hiệu này.
2.1.3. Tập giao thức H323
Hình 7: Tập giao thức H323
Báo hiệu RAS
Giao thức H.245
H245 xử lý các bản tin điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối giữa các thực thể
H.323. Các thủ tục H.245 thiết lập các kênh logic cho việc truyền tín hiệu âm thanh,
hình ảnh, dữ liệu và thông tin kênh điều khiển. Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa 2
25
Copyright: Tài liệu đại học ©