HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Trần Bích Phƣơng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SIP TRONG THÔNG TIN
ĐA PHƢƠNG TIỆN TRÊN INTERNET

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014
LỜI MỞ ĐẦU
Nhu cầu trao đổi thông tin của con người đang bùng nổ. Các
mạng Internet tốc độ cao làm cho việc trao đổi các đa phương tiện
ngày càng dễ dàng hơn đã tác động và làm thay đổi nhiều đến các
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc
sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn
thông 1
LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ thông tin đóng vai trò ngày càng quan trọng trong
tất cả các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong việc truyền thông
tin. Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin nói
chung, Internet đã làm biến đổi một phần thế giới. Sự phát triển của
Internet tạo ra sự gần gũi giữa các miền vùng, các nước khác nhau về
mặt khoa học công nghệ cũng như nhu cầu thông tin xã hội.
Nhu cầu trao đổi thông tin của con người đang bùng nổ. Các
mạng Internet tốc độ cao làm cho việc trao đổi các đa phương tiện
ngày càng dễ dàng hơn đã tác động và làm thay đổi nhiều đến các
cách truyền thông tin truyền thống của con người. Các ứng dụng
truyền thông dựa trên Internet đang được phát triển rất mạnh.
Để đáp ứng được sự phát triển này thì các giao thức mới, các
tiêu chuẩn mới về Internet cũng được đưa ra với mục đích tạo ra chất
lượng phục vụ tốt hơn. Và sự ra đời của giao thức SIP cũng không
nằm ngoài mục đích đó. Giao thức SIP (Session Initiation Protocol –
Giao thức khởi tạo phiên) là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng

1.1.3. Cấu trúc Internet
Cấu trúc Internet gồm các mạng máy tính được kết nối với
nhau thông qua các kết nối viễn thông. Thiết bị dùng để kết nối các
mạng máy tính với nhau là cổng nối Internet hoặc bộ định tuyến.

3

Hình 1.1: Cấu trúc Internet
1.1.4. Các dịch vụ cơ bản của Internet
1.2. Bộ giao thức TCP/IP
1.2.1. Giới Thiệu
TCP/IP (Transmission Control Protocol - Giao thức điều
khiển truyền thông /Internet Protocol - Giao thức Internet) giúp cho
các máy tính có thể liên lạc với nhau qua mạng. TCP/IP không chỉ
gồm 2 giao thức mà thực tế nó là tập hợp của nhiều giao thức. Chúng
ta gọi đó là một hệ giao thức hay bộ giao thức.
1.2.2. Tổng quát
TCP/IP sử dụng mô hình truyền thông bốn tầng. Mỗi giao
thức của họ TCP/IP đều thuộc một trong các tầng này. Các tầng
trong mô hình này như hình 1.4. 4 Hình 1.4: Các lớp của mô hình TCP/IP
1.2.2.1. Tầng Giao Diện Mạng (Network Interface Layer)
Tầng giao diện có trách nhiệm đưa dữ liệu tới và nhận dữ liệu từ
phương tiện truyền dẫn. Tầng này gồm các thiết bị phần cứng vật lí
chẳng hạn như card mạng và cáp mạng.

Hình 1.6 mô tả kiến trúc giao thức gồm phần lõi và hỗ trợ các giao
thức.

6

Hình 1.6: Kiến trúc truyền thông đa phƣơng tiện trên Internet
1.3.1. Các giao thức lõi: Báo hiệu
Giao thức báo hiệu cốt lõi cho truyền thông đa phương tiện
là giao thức khởi tạo phiên SIP. SIP hoạt động cùng với giao thức
mô tả phiên. SIP quyết định về vấn đề quản lý phiên, SDP chịu trách
nhiệm về phiên mô tả.
1.3.2. Các giao thức lõi: Loại phương tiện Media
Các giao thức cơ sở cho truyền tải phương tiện là: Real-time
Transport Protocol (RTP) , Message Session Relay Protocol
(MSRP), Transmission Control Protocol (TCP).
1.3.3. Các giao thức khác
1.3.3.1. Chất lượng dịch vụ QoS
Là một khái niệm rộng và có thể tiếp cận theo nhiều hướng
khác nhau. Các giải pháp về chất lượng dịch vụ gồm giải pháp dịch
vụ tích hợp (Integrated Service), giải pháp dịch vụ phân biệt
(Differentiated Services)…
1.3.3.2. Các chính sách điều khiển

7
Các nhu cầu thực hiện các cơ chế chất lượng dịch vụ thường
đi kèm theo chính sách điều khiển như COPS Common Open Policy
Service (Dịch vụ chính sách mở chung)
1.3.3.3. Authentication, Authorization, and Accounting (AAA) – Xác
thực, phân quyền, tính cước
AAA cho phép nhà quản trị mạng biết được các thông tin

CHƢƠNG 2
GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP
2.1. Giới thiệu về giao thức SIP
2.1.1. Định nghĩa giao thức SIP
Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol) là giao thức báo
hiệu điều khiển lớp ứng dụng được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc
các phiên truyền thông đa phương tiện (multimedia) có một hoặc
nhiều người tham gia.
2.1.2. Sự phát triển của giao thức SIP
Đầu tiên SIP chỉ đơn thuần là một giao thức dùng để thiết lập
phiên quảng bá cho Internet2. SIP được phát triển bởi SIP Working
Group trong IETF. Phiên bản đầu tiên được ban hành vào tháng 3
năm 1999 trong tài liệu RFC 2543. Sau đó, SIP trải qua nhiều thay
đổi và cải tiến. Phiên bản mới nhất hiện nay được ban hành trong
IETF RFC 3261. RFC 3261 hoàn toàn tương thích ngược với RFC

9
2543, do đó các hệ thống thực thi theo RFC 2543 hoàn toàn có thể sử
dụng với các hệ thống theo RFC 3261.
2.2. Các thành phần trong mạng SIP
2.2.1. Thành phần của giao thức SIP
2.2.1.1. SIP User Agent (người dùng Agent)
SIP UA gửi và nhận các yêu cầu và trả lời của SIP, nó là điểm
cuối của luồng đa phương tiện và nó luôn là người dùng Equiment.
2.2.1.2. SIP Server
SIP server là một thực thể luận lý, một SIP server có thể có
chức năng của nhiều loại server hay nói cách khác một SIP Server có
thể hoạt động như các server khác nhau trong các trường hợp khác
nhau. Trong SIP Server có các thành phần quan trọng như: Proxy
Server, Redirect Server, Location Server, Registrar Server, …

Hình 2.3 cấu trúc tổng quát bản tin SIP, gồm:
Startline
Header

Body
Hình 2.3: Cấu trúc bản tin SIP
- Start line: truyền loại bản tin và version.

11
- Header: mang thuộc tính của bản tin và ý nghĩa của bản tin.
- Body: dùng để mô tả phiên được khởi tạo. Nó có thể được
dùng để chứa dữ liệu phục vụ bản tin.
2.4.2. Các trường header của bản tin SIP
Các trường header của bản tin được dùng để vận chuyển các
thuộc tính của bản tin và để thay đổi ý nghĩa của bản tin. Chúng
tương tự như các trường tiêu đề trong giao thức HTTP. Chúng có
khuôn dạng như sau: <Name>:<Value>
2.5. Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP
2.5.1. Hoạt động của máy chủ ủy quyền (Proxy Server)

Hình 2.6: Hoạt động của máy chủ ủy quyền Proxy Server SIP
Hoạt động của Proxy Server được trình bày như trong hình 2.6.
Client SIP gửi bản tin INVITE cho
để mời tham gia cuộc gọi.
2.5.2. Hoạt động của máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect
Server)

12

Hình 2.7: Hoạt động của máy chủ chuyển đổi địa chỉ

khiển bao gồm khởi tạo, thay đổi và kết thúc một phiên có liên quan
đến các phần tử đa phương tiện như: Video, thoại, tin nhắn, game
trực tuyến… Là giao thức dựa trên HTTP, SIP cung cấp khả năng
tích hợp một cách dễ dàng tiếng nói với các dịch vụ Web khác, cho
phép truyền thông đa phương tiện như hội nghị truyền hình và trò
chuyện trực tuyến.

14
CHƢƠNG 3 - ỨNG DỤNG SIP TRONG THÔNG TIN ĐA
PHƢƠNG TIỆN TRÊN INTERNET
3.1. Hội nghị truyền hình
3.1.1. Giới thiệu chung
3.1.1.1. Hội nghị truyền hình là gì?
Giải pháp hội nghị truyền hình dựa trên công nghệ IP với sự hỗ trợ
nhiều giao thức (H.320, H.323, SIP, SCCP) cho phép triển khai hệ
thống hội nghị truyền hình tiên tiến nhưng vẫn tận dụng được cơ sở
hạ tầng có sẵn.

Hình 3.1: Mô hình hội nghị truyền hình
Với mỗi lĩnh vực, dịch vụ hội nghị truyền hình luôn là lựa chọn số
một khi khoảng cách giữa các điểm liên lạc với nhau là khá xa,
không thuận lợi cho việc đi lại để trực tiếp gặp mặt nhau trao đổi
công việc.
3.1.1.2. Những vấn đề cơ bản của việc truyền thông tin âm thanh và
hình ảnh

15
Vấn đề thứ nhất là kênh kết nối dùng để truyền thông tin phải có độ
cao. Vấn đề thứ hai là vấn đề biến luồng tin âm thanh và hình ảnh
nghĩa là mã hóa dữ liệu truyền đi và giải mã dữ liệu nhận được.

Điện thoại SIP giống như Điện thoại VoIP hoặc điện thoại
mềm. Đây là các điện thoại cho phép thực hiện các cuộc gọi bằng
cách sử dụng công nghệ VoIP.
Mô hình SIP cho phép người sử dụng có thể di chuyển từ
thiết bị đầu cuối này sang thiết bị đầu cuối khác mà không nhất thiết
phải cùng loại. Giao thức này đưa ra sự hỗ trợ rất mạnh cho việc ủy
nhiệm, tái định hướng, do đó người sử dụng có thể lựa chọn việc ẩn
dấu vị trí thực tế của họ.

Hình 3.9: Sơ đồ cụ thể về kiểm soát cuộc gọi SIP trên Internet

3.2.3. Kết nối mạng VoIP (SIP) và mạng PSTN
 Cuộc gọi bắt đầu từ VoIP (SIP) và kết thúc tại PSTN

18

Hình 3.11: Quá trình thiết lập cuộc gọi SIP – PSTN [5]
 Cuộc gọi bắt đầu từ PSTN và kết thúc tại VoIP (SIP)
3.2.3. Nhắn tin SIP
Sự phát triển dịch vụ nhắn tin hộp thư thoại trên tổng đài PBX,
điện thoại công cộng, điện thoại di động, thư điện tử, fax, nhắn tin
nhanh có thể tạo ra những thay đổi:
- Người dùng quản lý và theo dõi tin nhắn của họ trên nhiều
thiết bị, hệ thống và mạng khác nhau.
- Nhà cung cấp dịch vụ và người quản lý: quản lý nhiều hệ
thống tin nhắn.
3.2.4. Mô phỏng hoạt động của giao thức SIP bằng phần
mềm Softphone sử dụng trong mạng LAN
3.2.4.1. Hệ thống mạng gồm:
- SIP server: Sử dụng Brekeke Server. Server gồm có Proxy Server

3.3.2. Mạng ngang hàng SIP ( P2P SIP)
Client-Server (CS) SIP triển khai các máy chủ cho hộp thư
thoại, điều khiển cuộc gọi của bên thứ ba, IVR (Interactive Voice
Response) là một hệ thống trả lời điện toán hóa, hội nghị truyền
hình.

Hình 3.16: Mạng ngang hàng SIP (a) định tuyến cuộc gọi trong mô
hình CS SIP và (b) định tuyến cuộc gọi trong mô hình SIP sử dụng
DHTs
3.3.1.1.Mô hình của Client Server SIP
Trong hình 3.13a, ban đầu Caller phải xác định SIP Proxy
bằng cách gửi yêu cầu DNS SRV để có được một danh sách các
proxy SIP. Sau khi quyết định proxy trong danh sách để sử dụng,
DNS thứ hai sẽ trả lại địa chỉ IP của SIP proxy. SIP UA của người
gọi bây giờ sẽ gửi bản tin yêu cầu INVITE đến proxy ra bên ngoài.
3.3.1.2. Mô hình tham chiếu P2P SIP

21
DHT (Distributed Hash Table – Bảng băm phân tán) có chức
năng giúp bạn kết nối tới các máy khác nhanh hơn, là một lớp nằm
trong hệ thống mạng P2P, nó chứa các giá trị và tên giống như một
bảng Hash Table và sẵn sàng cung cấp các thông tin cho người dùng
có bật DHT.
Người gọi truy vấn lớp DHT (bước 1) xác định vị trí của nút
peer cho người được gọi. Các tuyến đường lớp DHT truy vấn vị trí
nút ngang hàng (bước 2, 3, và 4), sẽ trả lời và cung cấp địa chỉ IP của
nó với SIP UA của người gọi (bước 5). Trong bước 6, Lớp DHT trả
về địa chỉ IP cho các lớp SIP của người gọi. SIP UA của người gọi
có thể gửi trực tiếp bản tin INVITE vào nút gọi. Cuối cùng kết thúc
mạng ngang hàng P2P và thiết lập cuộc gọi.

quan tâm tới ba tin chính của SIP (INVITE, CANCEL, ACK).
3.4.2.2. Mở rộng SIP bằng các phương thức mới
Để tiếp cận mở rộng SIP bằng phương thức mới là Client sẽ
được hiểu thông qua các máy chủ. Có hai cách triển khai là:
- Sử dụng yêu cầu trường OPTIONS khi gửi phương thức mới. Các
đáp ứng trả lại OPTIONS sẽ chỉ ra trong tiêu đề cho phép được hỗ
trợ bởi các máy chủ.
- Chỉ ra những phương thức mới được hỗ trợ bởi UAC, máy client
sẽ gồm phần mào đầu Allow trong danh sách phương thức mới.

23
KẾT LUẬN
Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) là
một giao thức điều khiển và đã được chuẩn hóa bởi IETF. Nhiệm vụ
của nó là thiết lập, hiệu chỉnh và xóa các phiên làm việc giữa người
dùng. Các phiên làm việc cũng có thể là hội nghị đa phương tiên,
Cuộc gọi điện thoại điểm-điểm,….SIP được sử dụng kết hợp với các
chuẩn giao thức IETF khác như là SAP, SDP và MGCP (MEGACO)
để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ VoIP. Cấu trúc
của SIP tương tự với cấu trúc của HTTP (giao thức client-server). Nó
bao gồm các yêu cầu được gởi đến từ người sử dụng SIP client đến
SIP server. Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến client. Một
thông điệp yêu cầu, cùng với các thông điệp đáp ứng tạo nên sự thực
thi SIP. SIP sẽ cho phép thực hiện truyền thông đa phương tiện trên
Internet, tiếp tục cung cấp một cấp độ phát minh và lợi thế cạnh
tranh mới. SIP sẽ được sử dụng để hội tụ rất nhiều ứng dụng, thiết bị
và cách thức truyền thông để tạo ra những tính năng và khả năng
mới. Các lợi ích của SIP sẽ trở thành một bộ phận không tách rời của
hệ thống truyền thông và mạng thông minh.
Hướng phát triển tiếp theo của đề tài này sẽ là tìm hiểu kỹ