Phương pháp điều khiển lỗi arq bằng phần mềm hypertermina năm 2024

MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ..............................................................................................i Lêi nãi ®Çu..................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN ......................................3 1.1. SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN ....... 3

1.1.1. Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN ............................................................3 1.1.2. Các động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN ...................................4 1.2. KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN ........................................................... 5

1.2.1. Khái niệm......................................................................................................5 1.2.2. Các đặc điểm của mạng NGN ......................................................................7 1.3. KIẾN TRÚC MẠNG NGN ............................................................................................ 8

1.3.1. Kiến trúc chức năng của mạng NGN ............................................................8 1.3.2. Cấu trúc vật lý .............................................................................................11 1.4. CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN ...................................................................... 12

1.4.1. Media Gateway (MG) .................................................................................12 1.4.2. Media Gateway Controller (MGC) .............................................................13 1.4.3. Signalling Gateway (SG) ............................................................................15 1.4.4. Hệ thống thiết bị truyền tải ........................................................................15 1.4.5. Hệ thống thiết bị truy nhập .........................................................................15 1.5. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN ............... 16

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 ................................18 2.1. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (CCS7) ............................................. 18 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCS7 ............................................... 18 2.3. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CCS7 ......................................................... 19

2.3.1. Sơ đồ khối chức năng .................................................................................19 2.3.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI .............................................20 2.4. PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN – MTP.................................................................. 21

2.4.1. MTP mức 1 (đường số liệu báo hiệu) .........................................................21 2.4.2. MTP mức 2 (chức năng đường báo hiệu) ...................................................22 2.4.3. MTP mức 3 (chức năng mạng báo hiệu) ....................................................22 2.5. PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP ................................................ 23

2.5.1. Các dịch vụ của SCCP ................................................................................23 2.5.2. Cấu trúc chức năng của SCCP ....................................................................24 2.5.3. Các thủ tục báo hiệu ...................................................................................24 2.6. PHẦN ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG GIAO DỊCH – TCAP ........................................... 26

2.6.1. Cấu trúc của TCAP .....................................................................................26 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Mục Lục

2.6.2. Các hoạt động của TCAP ...........................................................................28 Chương 3. TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN ..........29 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................................. 29 3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN ........................................................................................ 31 3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI ................................. 32 3.4. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP ................................... 32

3.4.1. Tổng quan về kiến trúc của SCTP ..............................................................32 3.4.2. Tổng quan về chức năng của SCTP ............................................................33 3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP .........................................................34 3.5. M2PA ............................................................................................................................ 35 3.6. M2UA ........................................................................................................................... 36 3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA ....................................................................................... 37 3.8. M3UA ........................................................................................................................... 37 3.9. SUA .............................................................................................................................. 39 3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA ....................................................................................... 41

Chương 4. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG .42 4.1. GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP......................................................................... 42

4.1.1. Các đặc điểm và chức năng của SIP ...........................................................42 4.1.2. Các khái niệm và các thành phần của hệ thống SIP ...................................44 4.1.3. Khái quát về hoạt động của SIP ..................................................................49 4.1.4. Các loại bản tin SIP ....................................................................................53 4.1.5. Đánh giá SIP ...............................................................................................56 4.2. H.323............................................................................................................................. 57

4.2.1. Tổng quan về H.323 ...................................................................................57 4.2.2. Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323 ............................................58 4.2.3. Chồng giao thức sử dụng trong H.323........................................................64 4.2.4. Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323 trong trường hợp đơn giản nhất ..68 4.2.5. So sánh SIP và H.323 .................................................................................69 4.3. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP KÊNH MANG – BICC................................ 71

Chương 5. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ .............73 5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP ................................. 73

5.1.1. Kiến trúc và các thành phần........................................................................73 5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thông qua MGCP ..........................................................75 5.1.3. So sánh giữa MGCP, SIP và H.323 ............................................................76 5.1.4. Đánh giá giao thức MGCP .........................................................................77 5.2. MEGACO/H.248 .......................................................................................................... 77

5.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248 .................................................77 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Mục Lục

5.2.2. Vị trí của giao thức MEGACO/H.248 trong mô hình OSI .........................78 5.2.3. Các chức năng của MEGACO/H.248 .........................................................78 5.2.4. Các khái niệm trong giao thức MEGACO/H.248 ......................................79 5.2.5. Truyền dẫn các bản tin của giao thức MEGACO/H.248 ............................82 5.2.6. Các lệnh được định nghĩa bởi giao thức MEGACO/H.248........................82 5.2.7. Cấu trúc bản tin MEGACO/H.248 .............................................................86 5.2.8. Hoạt động của giao thức MEGACO/H.248 ................................................86 5.2.9. Các ưu điểm của MEGACO/H.248 so với các giao thức điều khiển cổng phương tiện khác...................................................................................................87 KẾT LUẬN ..................................................................................................................89 PHỤ LỤC .....................................................................................................................90 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................92

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL AD ADSL

ATM Adaptation Layer Analog to Digital Asymmetrical Digital Subscriber

Line Access Gateway

AS AS-F ASP ATM BCF BER

Application Server Application Server Function Application Server Process Asynchronous Transfer Mode Bearer Control Function Basic Encoding Rule

BICC

Bearer Independent Call Control

BIWF BRN CA CA-F CAS CC CCS7 CDR CIC CMN CPL CPU CR CSF CSL DER DNS DPC DSP DTMF DUP

Bearer Interworking Function Bearer Relay Node Call Agent CA Function Chanel Associated Signalling Connection Confirm Common Chanel Signalling N0 7 Call Detail Record Curcuit Identification Code Call Mediation Node Call Processing Language Central Processing Unit Connection Request Call Serving Function Component Sublayer Distinguished Encoding Rule Domain Name System Destination Point Code Digital Signal Processor Dual Tone MultiFrequancy Data User Part Dense Wavelength Division Multiplexing Frame Relay Gatekeeper General Packet Radio Service Gateway Serving Node Gateway Home Location Registration Hyper Text Markup Language HyperText Transfer Protocol

DWDM FR GK GPRS GSN GW HLR HTML HTTP

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Lớp thích ứng ATM Biến đổi tương tự sang số Đường dây thuê bao số bất đối xứng Cổng truy nhập Máy chủ ứng dụng Chức năng máy chủ ứng dụng Xử lý máy chủ ứng dụng Chế độ truyền tải không đồng bộ Chức năng điều khiển kênh mang Quy tắc mã hóa căn bản Giao thức điều khiển độc lập kênh mang Chức năng tương tác kênh mang Nút chuyển tiếp kênh mang Tác nhân cuộc gọi Chức năng CA Báo hiệu kênh kết hợp Xác nhận kết nối Báo hiệu kênh chung số 7 Bản ghi chi tiết cuộc gọi Mã nhận dạng kênh Nút dàn xếp cuộc gọi Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi Đơn vị xử lý trung tâm Yêu cầu kết nối Chức năng dịch vụ cuộc gọi Phân lớp thành phần Quy tắc mã hóa phức tạp Hệ thống tên miền Mã điểm đích Bộ xử lý tín hiệu số Tín hiệu đa tần kép Phần người sử dụng số liệu Ghép kênh phân chia theo bước sóng chặt Chuyển tiếp kiểu khung Giám sát cổng phương tiện Dịch vụ vô tuyến gói chung Nút dịch vụ cổng Cổng phương tiện Trạm đăng ký thường trú Ngôn ngữ định dạng siêu văn bản Giao thức truyền tải siêu văn bản i

Đồ án tốt nghiệp Đại học

I/O IN IP ISDN ISN ISP ISUP ITU – T IVR IW-F LAN M2PA M2UA M3UA MC MCF MCU MEGACO MG MGC MGC-F MGCP MG-F MMSF MP MPLS MSF MTP MTU MTUP NAS NGN NSP OLO OSI PLMN PNO PSTN QoS

Thuật ngữ viết tắt

Input/Output Intellingent Network Internet Protocol Integrated Service Digital Network Interface Serving Node Internet Service Provider ISDN User Part International Telecommunication Union – Telephone Interactive Voice Response Interworking Function Local Area Network MTP 2 Peer – to – Peer Adaptation

Đầu vào/ đầu ra Mạng thông minh Giao thức Internet Mạng số tích hợp đa dịch vụ Nút dịch vụ giao diện Nhà cung cấp dịch vụ Internet Phần người sử dụng ISDN Liên minh viễn thông thế giới về thoại Phúc đáp thoại tương tác Chức năng hoạt động tương tác Mạng cục bộ Thích ứng MTP mức 2 ngang hàng Thích ứng người sử dụng MTP MTP 2 User Adaptation mức 2 Thích ứng người sử dụng MTP MTP 3 User Adaptation mức 3 Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm Media Control Function Chức năng điều khiển phương tiện Multipoint Control Unit Đơn vị điều khiển đa điểm Giao thức điều khiển cổng phương Media Gateway Control tiện Media Gateway Cổng phương tiện Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC Function Chức năng MGC Giao thức điều khiển cổng phương Media Gateway Control Protocol tiện MG Function Chức năng MG Media Mapping and Switching Chức năng chuyển mạch và ghép Function nối phương tiện Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức Media Server Function Chức năng máy chủ phương tiện Message Transfer Part Phần chuyển giao bản tin Maximum Transfer Unit Đơn vị chuyển giao cực đại Phần người sử dụng điện thoại di Mobile Telephone User Part động Network Access Server Máy chủ truy nhập mạng Next Generation Network Mạng thế hệ sau Network Service Point Điểm dịch vụ mạng Nhà vận hành mạng bản quyền Other Lisenced Operator khác Open Systems Interconnection Các liên kết hệ thống mở Mạng thông tin di động công cộng Public Land Mobile Network mặt đất Public Network Operator Nhà vận hành mạng công cộng Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng Quality of Service Chất lượng dịch vụ

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

R–F

SCR

Routing Function Radio Access Network Application Part Request For Comments Residential Gateway Release Complete Resource Reservation Protocol Real Time Transport Control Protocol Real Time Transport Protocol Signalling Connection Control Part SCCP Connectionless Control SCCP Management Switched Circuit Network SCCP Connection – Oriented Control SCCP Routing

SCTP

Stream Control Transport Protocol

SDH SDP SG-F SIGTRAN SIP SIP – CGI SMS SMTP SN SONET SP

Synchronous Digital Hierarchy Session Description Protocol Symmetrical Digital Subscriber Line SG Function Signalling Transport Session Initiation Protocol SIP – Common Gateway Interface Short Message Service Simple Mail Transfer Protocol Serving Node Synchronous Optical Network Signalling Point

SPC

Store Program Control

SPS – F SS7 SSN STC STP SUA

SIP Proxy Server Function Signalling System N0 7 Subsystems Number Signalling Transport Converter Signalling Transfer Point SCCP User Adaptation Transaction Capabilities Application Part Transmission Control Protocol Time Division Multiplexing Trunk Gateway Transaction Sublayer Transmission Sequence Number Transit Serving Node

RANAP RFC RG RLC RSVP RTCP RTP SCCP SCLC SCM SCN SCOC

SDSL

TCAP TCP TDM TGW TSL TSN TSN

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Thuật ngữ viết tắt

Chức năng định tuyến Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến Khuyến nghị chung Gateway thường trú Giải phóng hoàn toàn Giao thức giành trước tài nguyên Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực Giao thức truyền tải thời gian thực Phần điều khiển kết nối báo hiệu Điều khiển phi kết nối Quản lý SCCP Mạng chuyển mạch kênh Điều khiển hướng kết nối Định tuyến SCCP Giao thức điều khiển truyền tải luồng Hệ thống phân cấp số đồng bộ Giao thức mô tả phiên Đường dây thuê bao số đối xứng Chức năng SG Giao thức truyền tải báo hiệu Giao thức khởi tạo phiên Giao diện cổng phương tiện chung Dịch vụ bản tin ngắn Giao thức truyền thư đơn giản Nút dịch vụ Mạng quang đồng bộ Điểm báo hiệu Tổng đài điều khiển bằng chương trình lưu trữ Chức năng SIP Proxy Server Hệ thống báo hiệu số 7 Chỉ số phân hệ Bộ chuyển đổi truyền tải báo hiệu Điểm truyền tải báo hiệu Thích ứng người sử dụng SCCP Ứng dụng khả năng giao dịch Giao thức truyền tải Ghép kênh phân chia theo thời gian Cổng trung kế Phân lớp giao dịch Chỉ số tuần tự truyền dẫn Nút dịch vụ chuyển tiếp

iii

Đồ án tốt nghiệp Đại học

TUP UA UAC UAS UDP UP VoDSL VoIP WAN

Telephone User Part User Agent UA Client UA Server User Datagam Protocol Universal Mobile Telecommunication System User Part Voice Digital Subscriber Line Voice over IP Wide Area Network

WDM

Wavelength Division Multiplexing

XML

Extensible Markup Language

UMTS

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Thuật ngữ viết tắt

Phần người sử dụng điện thoại Tác nhân người sử dụng UA khách UA chủ Giao thức gói tin người dùng Hệ thống thông tin di động toàn cầu Phần người sử dụng Đường dây thuê bao số Thoại trên nền IP Mạng diện rộng Ghép kênh phân chia theo thời gian Ngôn ngữ định dạng mở rộng

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Lời nói đầu

Lêi nãi ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, khi mμ ®êi sèng x· héi ngμy cμng ph¸t triÓn th× nhu cÇu trao ®æi th«ng tin cña con ng−êi còng t¨ng lªn rÊt nhiÒu c¶ vÒ møc ®é phong phó lÉn chÊt l−îng cña cña lo¹i h×nh dÞch vô. HiÖn nay, nh÷ng nhu cÇu ®ã kh«ng chØ cßn tËp trung vμo lo¹i h×nh dÞch vô tho¹i truyÒn thèng nh− tr−íc ®©y n÷a mμ cßn c¶ c¸c dÞch vô tho¹i cã h×nh ¶nh, héi nghÞ ®a ph−¬ng, cÇu truyÒn th«ng, kh«ng thÓ ®¸p øng ®−îc trªn c¬ së h¹ tÇng cña m¹ng viÔn th«ng tr−íc ®©y. Thùc tÕ nμy ®· ®Æt c¸c nhμ cung cÊp dÞch vô viÔn th«ng tr−íc mét th¸ch thøc rÊt lín lμ lμm sao cã thÓ ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña c¸c vÞ kh¸ch hμng khã tÝnh víi chi phÝ ®Çu t− thÊp nhÊt. Bªn c¹nh ®ã lμ sù ra ®êi cña c¸c c«ng nghÖ, kü thuËt míi, sù bïng næ cña Internet ®· trë thμnh ®éng lùc thóc ®Èy sù ra ®êi cña mét m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ míi – Next Generation Network (NGN). NGN kh«ng ph¶i lμ mét m¹ng cã c¬ së h¹ tÇng ®−îc x©y dùng hoμn toμn míi mμ nã ®−îc h×nh thμnh vμ ph¸t triÓn trªn nÒn t¶ng cña c¸c m¹ng thÕ hÖ tr−íc ®ã kÕt hîp víi kü thuËt chuyÓn m¹ch gãi theo giao thøc IP. Nhê ®−îc x©y dùng vμ ph¸t triÓn trªn c¬ së h¹ tÇng cña c¸c m¹ng thÕ hÖ tr−íc mμ c¸c nhμ cung cÊp dÞch vô viÔn th«ng kh«ng cÇn ph¶i bá vèn ®Çu t− ban ®Çu nhiÒu mμ vÉn cã kh¶ n¨ng thu l¹i lîi nhuËn cao. Nhê kü thuËt chuyÓn m¹ch gãi mμ NGN lμ mét m¹ng cã kh¶ n¨ng cung cÊp kh«ng chØ c¸c dÞch vô tho¹i th«ng th−êng mμ cßn cã kh¶ n¨ng cung cÊp c¶ c¸c dÞch vô sè liÖu, tho¹i vμ sè liÖu tÝch hîp, mét c¸ch mÒm dÎo vμ linh ho¹t. NGN ®· cã sù thay ®æi hoμn toμn vÒ mÆt kiÕn tróc, kiÕn tróc ph©n t¸n ®· ®−îc x©y dùng thay cho kiÕn tróc tËp trung nh− trong m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh tr−íc ®©y. Trong kiÕn tróc míi nμy, kh¶ n¨ng th«ng minh (Intelligent) kh«ng ph¶i ®−îc tËp trung mμ ®−îc ph©n t¸n cho c¸c thiÕt bÞ n»m r¶i r¸c trong toμn kiÕn tróc m¹ng. KiÕn tróc ph©n t¸n vμ sù kÕt hîp gi÷a m¹ng thÕ hÖ cò vμ m¹ng thÕ hÖ míi ®· ®Æt ra cho c¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn mét vai trß hÕt søc quan träng trong viÖc phèi hîp ho¹t gi÷a c¸c thiÕt bÞ trong m¹ng thÕ hÖ míi vμ gi÷a c¸c thiÕt bÞ trong m¹ng thÕ hÖ cò víi c¸c thiÕt bÞ trong m¹ng thÕ hÖ míi. §©y còng chÝnh lμ lý do em lùa chän ®Ò tμi TæNG QUAN VÒ C¸C GIAO THøC B¸O HIÖU Vμ §IÒU KHIÓN TRONG M¹NG NGN, néi dung cña ®Ò tμi nμy gåm c¸c phÇn sau: Ch−¬ng 1. Tæng quan vÒ m¹ng thÕ hÖ sau NGN. Ch−¬ng 2. Tæng quan vÒ hÖ thèng b¸o hiÖu sè 7. Ch−¬ng 3. TruyÒn t¶i b¸o hiÖu sè 7 qua m¹ng IP – SIGTRAN. Ch−¬ng 4. C¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn ngang hμng. Ch−¬ng 5. C¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn chñ tí.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Lời nói đầu

Do cßn rÊt nhiÒu h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é vμ thêi gian nªn ®Ò tμi nμy sÏ kh«ng tr¸nh khái c¸c sai sãt. Em rÊt mong nhËn ®−îc sù chØ b¶o vμ gãp ý cña c¸c thÇy c« vμ c¸c b¹n. Em xin ch©n thμnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong khoa ViÔn th«ng 1 ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho em trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®å ¸n. Trong ®ã, ®Æc biÖt lμ c« Vò Thóy Hμ ®· tËn t×nh chØ b¶o, h−íng dÉn, gióp ®ì vμ ®éng viªn em vÒ mäi mÆt ®Ó em hoμn thμnh ®å ¸n nμy.

Hμ Néi, th¸ng 9/2005 Sinh viªn: Ph¹m Vò Huy

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 1.1. SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN 1.1.1. Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN Có một điều rõ ràng là thị trường thông tin đang thay đổi một cách nhanh chóng. Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn tới nhiều đối tượng trong các lĩnh vực khác nhau của xã hội. Phương thức mà con người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh doanh với nhau đang dần dần được thay đổi cùng với những thay đổi của nền công nghiệp viễn thông. Các đường dây điện thoại không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và video. Thông tin thoại, số liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang được cung cấp tới các đầu cuối là máy điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân, các máy móc tự động…với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ từ phía người sử dụng ngày càng cao. Lưu lượng thông tin số liệu đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại và vẫn tăng không ngừng với tốc độ gấp 10 lần tốc độ tăng của lưu lượng thông tin thoại. Chuyển mạch kênh, vốn là đặc trưng của mạng PSTN truyền thống trong suốt thế kỷ qua đang nhường bước cho chuyển mạch gói trong mạng thế hệ sau vì không còn thích hợp nữa và tỏ ra có nhiều nhược điểm đối với các dịch vụ phi thoại: Sử dụng băng tần không linh hoạt. Lãng phí tài nguyên hệ thống. Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi. Hiệu năng sử dụng không cao... Để thoả mãn nhu cầu của khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu những giải pháp công nghệ mới thay thế (hoặc bổ sung) cho mạng PSTN. Cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng, công nghệ chuyển mạch gói cũng góp phần đưa ngành công nghiệp viễn thông chuyển sang một thời kỳ mới. Công nghệ chuyển mạch gói đưa ra các giải pháp chuyển giao thông tin dưới dạng các gói tin theo phương thức hướng kết nối hay phi kết nối trên các kênh ảo. Mạng chuyển mạch gói có thể được xây dựng theo các giao thức khác nhau: X25, IP,...trong đó giao thức IP là giao thức đang được quan tâm nhiều nhất. Mạng chuyển

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

mạch gói dựa trên giao thức IP được coi là giải pháp công nghệ đáp ứng được sự gia tăng nhu cầu của khách hàng. Với khả năng của mình, các dạng lưu lượng khác nhau được xử lý hoàn toàn trong suốt trong mạng IP, điều này cho phép mạng IP có khả năng cung cấp các loại dịch vụ phong phú và đa dạng, bao gồm cả các dịch vụ đa phương tiện chứ không riêng gì các dịch vụ thoại. Như vậy, để dáp ứng các yêu cầu đặt ra, các nhà quản trị mạng có 2 sự lựa chọn, hoặc là xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới cho mạng IP hoặc là xây dựng một mạng có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên hạ tầng mạng PSTN hiện có. Hạ tầng mạng của thế kỷ 20 không thể được thay thế chỉ trong một sớm, một chiều và vì thế phương án thứ hai là sự lựa chọn đúng đắn – đó là mạng thế hệ sau NGN – Next Generation Network. Như vậy mạng thế hệ sau (NGN: Next Generation Network) đã được hình thành, đó không phải là một cuộc cách mạng mà là một bước phát triển. 1.1.2. Các động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP. Ngoài những động lực về mặt kỹ thuật thì trong khía cạnh kinh doanh cũng có các động lực dẫn tới sự ra đời của mạng NGN: a. Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống. b. Xu thế đổi mới viễn thông Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá trình được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các mạng NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác. c. Các nguồn doanh thu mới Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn thông. Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video. 1.2. KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN 1.2.1. Khái niệm Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như: Mạng đa dịch vụ : cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau. Mạng hội tụ : hỗ trợ dịch vụ thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ. Mạng phân phối : phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng. Mạng nhiều lớp : tổ chức nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN. Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho mạng NGN. Do đó, định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động.

Hình 1.1. Mạng hợp nhất Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP một lượng lưu lượng dữ liệu lớn, nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN. Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề cốt lõi ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong số đó không được dự tính khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

1.2.2. Các đặc điểm của mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: Nền tảng là hệ thống mạng mở. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà: Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập. Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi. Chia tách cuộc gọi với truyền tải. Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia. Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. 1.3. KIẾN TRÚC MẠNG NGN 1.3.1. Kiến trúc chức năng của mạng NGN Hiện nay chưa có một khuyến nghị chính thức nào của ITU-T về kiến trúc NGN. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình kiến trúc NGN như Alcatel, Siemens, NEC, Lucent, Ericsson,…và kèm theo là các giải pháp mạng cùng các sản phẩm thiết bị mới. Từ các mô hình này, kiến trúc NGN có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau: Lớp kết nối (truy nhập, truyền tải/lõi). Lớp trung gian (truyền thông). Lớp điều khiển. Lớp quản lý. Trong các lớp trên, lớp điều khiển là phức tạp nhất với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN:

Hình 1.2. Cấu trúc mạng NGN (góc độ mạng) Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ, mô hình cấu trúc NGN còn có thêm lớp ứng dụng/dịch vụ. Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng/dịch vụ.

Hình 1.3. Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ) Phân tích: Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho thoại và dữ liệu. Các khối trong tổng đài hiện nay được phân chia thành các lớp mạng riêng lẻ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn. Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch PSTN thực chất đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch. Sự thông minh đó nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (softswitch) hay bộ điều khiển cổng phương tiện MGC (Media Gateway Controller) hay tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN – Intelligent Network) và các máy chủ ứng dụng (Aplication Server) mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc cung cấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời gian ngắn. Tại lớp trung gian (truyền thông), các cổng phương tiện (MG) được đưa vào sử dụng để thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các MG này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RG – Residential Gateway), hoặc với các mạng truy nhập (AG – Access Gateway), hoặc với mạng PSTN (TGW – Trunk Gateway). Các máy chủ phương tiện đặc biệt thực hiện nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc bản tin thông báo. Ngoài ra, chúng còn có các chức năng tiên tiến hơn như: trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang tiếng nói hoặc ngược lại. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Hình 1.4. Cấu trúc chức năng của NGN Các giao diện mở của kiến trúc cho phép các dịch vụ mới được triển khai nhanh chóng. Đồng thời tạo thuận lợi cho việc triển khai các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá trị truyền thống hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhau cung cấp.

Hình 1.5. Cấu trúc hệ thống chuyển mạch đa dịch vụ Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay, đó là: lớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền tải. Các giao diện mở có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng, dễ dàng. Đồng thời nhà khai thác có thể chọn lựa nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong mô hình mạng NGN. 1.3.2. Cấu trúc vật lý

Hình 1.6. Cấu trúc vật lý của NGN NGN cần được hiểu rõ là mạng thế hệ sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chú ý đến vấn đề kết nối mạng thế hệ sau với mạng hiện hành và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

1.4. CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN Xét cấu trúc tổng thể cho mạng NGN theo MSF:

Hình 1.7. Kiến trúc tổng thể cho mạng NGN 1.4.1. Media Gateway (MG) MG cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (Analog to Digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,… MG có các chức năng sau: Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức thời gian thực (RTP – Real Time Protocol). Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP) dưới sự điều khiển của MGC. Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này. Hỗ trợ các giao thức đã có như loop – start, ground – start, E&M, CAS, QSIG và ISDN qua T1. Quản lý tài nguyên và kết nối T1. Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Có phần mềm MG dự phòng. Cho phép khả năng mở rộng MG về: cổng (port), cards, các nút, mà không làm thay đổi các thành phần khác.

Hình 1.8. Cấu trúc của MG 1.4.2. Media Gateway Controller (MGC) MGC là đơn vị chức năng cơ bản của chuyển mạch mềm, và cũng thường được gọi là Call Agent hay Bộ điều khiển cổng (Gateway Controller), hay chuyển mạch mềm. Hình 1.9 trình bày kết nối của MGC với các thành phần khác của mạng NGN. MGC điều khiển xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện truyền thông. MGC điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau như PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau. Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho chuyển mạch mềm.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Các chức năng của MGC (Hình 1.9) Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một MG. Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của MG, SG. Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG-F. Xử lý bản tin báo hiệu SS7 (khi sử dụng SIGTRAN). Xử lý các bản tin liên quan QoS như RTCP. Thực hiện định tuyến cuộc gọi (bao gồm bảng định tuyến và biên dịch). Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record) Điều khiển quản lý băng thông.

Hình 1.9. Các chức năng của MGC b. Các giao thức MGC có thể sử dụng Giao thức thiết lập cuộc gọi: H.323, SIP. Giao thức điều khiển MG: MGCP, MEGACO/H.248. Giao thức điều khiển SG: SIGTRAN (SS7). Giao thức truyền thông tin: RTP, RCTP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Hình 1.10. Ví dụ sử dụng MGC 1.4.3. Signalling Gateway (SG) SG thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 và các nút được quản lý bởi chuyển mạch mềm trong mạng IP. SG làm cho chuyển mạch mềm giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu. SG có các chức năng sau: Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu. Truyền thông tin báo hiệu giữa MGC và SG thông qua mạng IP. Cung cấp đường thoại, dữ liệu và các dạng thông tin khác. 1.4.4. Hệ thống thiết bị truyền tải Nút chuyển mạch IP – ATM tốc độ cao lớp trên (ATM Switch, IP Switch,…). Thiết bị định tuyến lõi, biên (Router, LSR,…). Thiết bị truyền dẫn quang dung lượng lớn lớp dưới (SDH, DWDM, SONET). 1.4.5. Hệ thống thiết bị truy nhập Hỗ trợ toàn bộ các giao diện truy nhập phía xa như VoDSL, ADSL/SDSL, ISDN – BA,.v.v…và tách riêng các ứng dụng thoại và truyền số liệu đưa vào các mạng đường trục riêng biệt (mạng TDM và mạng lõi NGN).

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Cung cấp các loại cổng truy nhập khác nhau như: POTS, VoIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động,… 1.5. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN Kiến trúc của mạng NGN là kiến trúc phân tán vì thế mà các chức năng báo hiệu và xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi,…được thực hiện bởi các thiết bị nằm phân tán trong cấu hình mạng. Để có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, các thiết bị này phải trao đổi các thông tin báo hiệu và diều khiển được với nhau. Cách thức trao đổi các thông tin báo hiệu và điều khiển đó được quy định trong các giao thức báo hiệu và điều khiển được sử dụng trong mạng. Về cơ bản, trong mạng NGN có các giao thức báo hiệu và điều khiển sau: H.323 SIP BICC SIGTRAN MGCP, MEGACO/H.248 Các giao thức này có thể phân thành 2 loại: các giao thức ngang hàng (H.323, SIP, BICC) và các giao thức chủ tớ (MGCP, MEGACO/H.248) như trong hình 1.11. Sự khác nhau cơ bản giữa hai cách tiếp cận này là ở chỗ “khả năng thông minh” (intelligent) được phân bổ như thế nào giữa các thiết bị biên của mạng và các server. Sự lựa chọn cách nào là phụ thuộc vào chi phí hệ thống, triển khai dịch vụ, độ khả thi. Một giải pháp tổng thể sử dụng ưu điểm của cả hai cách tiếp cận nên được xem xét. Sự so sánh giữa hai cách tiếp cận này được trình bày trong bảng 1.1. Trong các chương sau sẽ trình bày một cách chi tiết về các giao thức báo hiệu và điều khiển này. Lưu đồ tiến trình cuộc gọi trong NGN sẽ được trình bày trong phần phụ lục.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 1. Tổng quan về mạng NGN

Bảng 1.1. So sánh 2 giao thức chủ/tớ và ngang hàng

Hình 1.11. Các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 2.1. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (CCS7) Hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 (CCS6) có hạn chế so với CCS7 đó là: các trung kế làm việc với tốc độ thấp (2,4 kb/s). Độ dài của các bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn nên hệ thống này không đáp ứng được với sự phát triển của mạng lưới. Hệ thống CCS7 được thiết kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng trung kế số. Tốc độ đạt 64 kb/s, có cấu trúc phân lớp. Hệ thống báo hiệu số 7 cũng có thể sử dụng trên các đường dây tương tự (analog). Hệ thống CCS7 được thiết kế không chỉ cho điều khiển thiết lập, giám sát các cuộc gọi điện thoại mà cho cả các dịch vụ phi thoại. SS7 là hệ thống báo hiệu kênh chung tối ưu để điều hành trong mạng viễn thông số, nó có sự phối hợp với các tổng đài SPC. SS7 có thể thoả mãn các yêu cầu hiện tại và trong tương lai cho các hoạt động giao dịch giữa các bộ vi xử lý trong mạng viễn thông để báo hiệu điều khiển cuộc gọi, điều khiển từ xa, báo hiệu quản lý và bảo dưỡng. SS7 cung cấp các phương tiện tin cậy để truyền thông tin theo trình tự chính xác, không bị mất hoặc lặp lại thông tin. Hiện nay và trong tương lai, CCS7 sẽ đóng vai trò rất quan trọng đối với các dịch vụ trong các mạng như: Mạng điện thoại công cộng – PSTN. Mạng số tích hợp đa dịch vụ – ISDN. Mạng thông minh – IN. Mạng thông tin di động mặt đất – PLMN. 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCS7 Mạng báo hiệu CCS7 có các khái niệm cơ bản sau: Điểm báo hiệu (SP: Signalling Point): là một nút chuyển mạch hoặc nút xử lý trong mạng báo hiệu được cài đặt chức năng báo hiệu số 7 của CCITT. Một

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

tổng đài điện thoại hoạt động như một điểm báo hiệu phải là tổng đài được điều khiển bằng chương trình lưu trữ SPC và báo hiệu số 7 là dạng thông tin số giữa các bộ vi xử lý. SP có thể là điểm kết cuối báo hiệu khi nó có khả năng xử lý các bản tin báo hiệu có liên quan. Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP: Signalling Transfer Point): là các điểm báo hiệu có khả năng định tuyến cho các bản tin, chuyển các bản tin CCS7 tới các tuyến báo hiệu một cách chính xác dựa trên các thông tin chứa trong trường địa chỉ của bản tin đó. Kênh báo hiệu/chùm kênh báo hiệu: Kênh báo hiệu là một đường truyền dẫn 64 kb/s kết nối giữa các điểm báo hiệu để chuyển tải các thông tin báo hiệu. Chùm kênh báo hiệu là một tập gồm một số kênh báo hiệu (tối đa 16 kênh) hoạt động chia sẻ tải cho nhau để nâng cao độ an toàn cho hệ thống. Bản tin báo hiệu: là một tập hợp các thông tin thuộc về một cuộc gọi, được định nghĩa tại lớp 3 hay lớp 4, sau đó được chuyển như một thực thể bởi chức năng chuyển tiếp bản tin. Tuyến báo hiệu/nhóm tuyến báo hiệu: Tuyến báo hiệu là một đường đã được xác định trước để bản tin đi qua mạng báo hiệu từ điểm báo hiệu nguồn đến điểm báo hiệu đích. Nó gồm một chuỗi các SP/STP được đấu nối với nhau bằng các kênh báo hiệu. Nhóm tuyến báo hiệu là tất cả các tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu có thể sử dụng để đi qua mạng báo hiệu. Mã điểm báo hiệu: là một mã nhị phân được gán cho mỗi một SP hoặc STP. 2.3. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CCS7 2.3.1. Sơ đồ khối chức năng Hệ thống CCS7 được chia thành một số khối chức năng chính sau (Hình 2.1):

Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản của hệ thống CCS7 Phần truyền bản tin (MTP: Message Transfer Part): đây là hệ thống vận chuyển chung để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai SP. MTP truyền các bản tin báo hiệu giữa các UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin được truyền. MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

này tới một UP khác. Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra chính xác trước khi chuyển cho UP. Phần người sử dụng (UP: User Part): đây thực chất là một số định nghĩa phần người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu. UP là phần tạo ra và phân tích bản tin báo hiệu. Chúng sử dụng MTP để chuyển thông tin báo hiệu đến một UP khác cùng loại. Hiện đang tồn tại một số UP trên mạng lưới: − TUP (Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng thoại. − DUP (Data User Part): phần người sử dụng cho mạng số liệu. − ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng cho mạng ISDN. − MTUP (Mobile Telephone User Part): Phần người sử dụng cho mạng điện thoại di động. 2.3.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI Hệ thống CCS7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu trúc theo kiểu module, rất giống với mô hình OSI nhưng nó chỉ có 4 mức. Trong đó 3 mức thấp nhất hợp thành phần chuyển bản tin (MTP), mức thứ tư gồm các phần ứng dụng (Hình 2.2).

Hình 2.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

2.4. PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN – MTP MTP là phần chung cho tất cả các UP khác nhau. Nó bao gồm đường số liệu báo hiệu (MTP mức 1), để đấu nối giữa 2 tổng đài và hệ thống báo hiệu bản tin. Hệ thống điều khiển chuyển bản tin được chia làm 2 phần: Chức năng đường báo hiệu (MTP mức 2) và chức năng mạng báo hiệu (MTP mức 3).

Hình 2.3. Cấu trúc chung của MTP Chức năng đường báo hiệu: chức năng này thực hiện giám sát đường báo hiệu như phát hiện các bản tin lỗi, điều khiển việc gửi và nhận các bản tin một cách tuần tự, không để mất hoặc lặp bản tin. Chức năng mạng báo hiệu: bao gồm các chức năng xử lý bản tin báo hiệu và quản lý mạng báo hiệu. – Xử lý bản tin báo hiệu: bao gồm các chức năng tạo tuyến cho các bản tin và phân phối chính xác các bản tin nhận được cho các UP. – Quản lý mạng báo hiệu: chức năng này có khả năng cấu hình lại và hoạt hóa đường báo hiệu để duy trì các dịch vụ trong các trường hợp có sự cố. 2.4.1. MTP mức 1 (đường số liệu báo hiệu)

Hình 2.4. Cấu trúc MTP 1 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn số liệu hai chiều. Nó bao gồm 2 kênh số liệu hoạt động đồng thời trên hai hướng ngược nhau với cùng một tốc độ (Hình 2.4). Đường số liệu báo hiệu có thể là đường tín hiệu số hoặc tương tự. Đường số liệu báo hiệu được xây dựng trên kênh truyền dẫn số (64 kb/s) và tổng đài chuyển mạch số. Đường số liệu báo hiệu tương tự được xây dựng trên kênh truyền dẫn tương tự tần số thoại (4 kHz) và Modem. 2.4.2. MTP mức 2 (chức năng đường báo hiệu) MTP mức 2 cùng với MTP mức 1 cung cấp 1 đường số liệu cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp. Chức năng đường báo hiệu bao gồm: Chức năng điều khiển đường báo hiệu. Các trường điều khiển được xử lý trong mức 2 để chuyển chính xác các bản tin. Sự phân định ranh giới các đơn vị báo hiệu. Phát hiện lỗi. Sửa sai. Đồng chỉnh ban đầu. Xử lý ngừng hoạt động. Điều khiển lưu lượng mức 2. Chỉ thị hiện tượng tắc nghẽn lên mức 3. Giám sát lỗi đường báo hiệu. 2.4.3. MTP mức 3 (chức năng mạng báo hiệu) Các chức năng của MTP mức 3 được phân chia thành 2 loại cơ bản là các chức năng xử lý bản tin báo hiệu và các chức năng quản trị mạng báo hiệu (Hình 2.5). a. Xử lý bản tin báo hiệu Mục đích của chức năng xử lý bản tin báo hiệu là đảm bảo cho các bản tin báo hiệu bắt nguồn từ một UP tại một điểm báo hiệu phát được chuyển đến UP tại điểm báo hiệu thu. Chức năng này gồm: Định tuyến bản tin báo hiệu.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Phân biệt bản tin báo hiệu. Phân phối bản tin báo hiệu. b. Quản trị mạng báo hiệu Mục đích của các chức năng quản trị mạng báo hiệu là để hoạt hóa các đường báo hiệu mới, để duy trì các dịch vụ báo hiệu, để điều khiển lưu lượng khi xảy ra tắc nghẽn và để cấu hình lại mạng báo hiệu nếu có sự cố. Trong trường hợp đường báo hiệu bị hư hỏng, lưu lượng sẽ được chuyển đến các đường khác trong cùng một nhóm kênh báo hiệu với đường hỏng. Các chức năng này gồm: Quản trị mạng báo hiệu. Quản trị tuyến báo hiệu. Quản trị lưu lượng báo hiệu.

Hình 2.5. Các chức năng mạng báo hiệu 2.5. PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP 2.5.1. Các dịch vụ của SCCP Phiên dịch, đánh địa chỉ của SCCP. Dịch vụ phi kết nối. Dịch vụ hướng kết nối.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

2.5.2. Cấu trúc chức năng của SCCP Chức năng SCCP bao gồm 4 chức năng chính (Hình 2.6): Điều khiển hướng kết nối SCCP (SCOC): cung cấp các thủ tục cho thiết lập, chuyển giao và giải phóng 1 đấu nối báo hiệu tạm thời. Nó cũng điều khiển công việc truyền số liệu trên các đấu nối này. Điều khiển phi kết nối SCCP (SCLC): cung cấp các thủ tục chuyển giao số liệu phi kết nối giữa các người dùng; phân phối và tiếp nhận các bản tin quản trị. Định tuyến SCCP (SCR): là chức năng dựa vào MTP để tạo tuyến vật lý từ điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác. Quản trị SCCP (SCM): cung cấp các thủ tục đảm bảo duy trì sự hoạt động của mạng bằng phương pháp định tuyến dự phòng hoặc điều chỉnh lại lưu lượng nếu xảy ra sự cố, tắc nghẽn,…

Hình 2.6. Cấu trúc chức năng của SCCP 2.5.3. Các thủ tục báo hiệu a. Các thủ tục hướng kết nối – Giao thức mức 2 và 3 Các thủ tục hướng kết nối bao gồm các pha: thiết lập kết nối, truyền số liệu và giải phóng đấu nối (Hình 2.7).

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Thiết lập kết nối: bao gồm các chức năng yêu cầu thiết lập kết nối báo hiệu tạm thời giữa 2 người sử dụng SCCP. Thủ tục này được người sử dụng SCCP khởi tạo bằng cách đưa ra yêu cầu kết nối (N – CONNECT REQUEST). Trước tiên, SCCP gốc phát đi bản tin CR yêu cầu kết nối. Bản tin này chứa một con số thứ tự (do SCCP gốc chọn), mức giao thức và địa chỉ của SCCP nhận. Bản tin CR có thể chứa những thông tin địa chỉ của SCCP phát và dữ liệu của người sử dụng. Khi nhận được bản tin CR, SCCP nhận trả lời bằng một bản tin xác nhận CC. Bản tin này mang con số thứ tự đã được chọn bởi SCCP phát, một con số thứ tự khác và mức giao thức được chọn bởi SCCP nhận. Khi SCCP phát nhận được bản tin CC, đường kết nối báo hiệu được thiết lập. Truyền số liệu: số liệu được chuyển đi trong các bản tin số liệu DT1 hoặc DT2. Giải phóng kết nối: đường kết nối báo hiệu được giải phóng bằng các bản tin giải phóng RLSD và giải phóng hoàn toàn RLC. b. Các thủ tục phi kết nối – Giao thức mức 0 và 1

Hình 2.7. Thủ tục hướng kết nối SCCP

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Các thủ tục phi kết nối cho phép người sử dụng SCCP yêu cầu truyền dẫn số liệu mà không cần thiết lập đường đấu nối. Yêu cầu N – UNIT DATA được người sử dụng SCCP đưa ra để yêu cầu thực hiện chức năng truyền số liệu. Yêu cầu này cũng được SCCP thu sử dụng để phân phát các bản tin số liệu tới những người sử dụng cuối cùng. Số liệu được truyền đi trong các bản tin UDT. 2.6. PHẦN ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG GIAO DỊCH – TCAP CCITT đã định nghĩa khái niệm khả năng giao dịch, viết tắt là TC để cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ khác nhau mà trong đó các ứng dụng không bị ràng buộc lẫn nhau. TCAP là thủ tục ứng dụng của hệ thống báo hiệu số 7. TCAP cung cấp khả năng chuyển giao thông tin không liên quan đến kênh trung kế và các dịch vụ của lớp ứng dụng. Các dịch vụ của TCAP dựa trên nền dịch vụ không đấu nối. Hiện nay lớp phiên, lớp trình bày, lớp vận chuyển chưa cung cấp một dịch vụ nào.TCAP giao tiếp trực tiếp với SCCP để tạo khả năng sử dụng dịch vụ không đấu nối của SCCP để chuyển thông tin giữa các TCAP (Hình 2.8).

Hình 2.8. Vị trí của TCAP trong hệ thống báo hiệu số 7 2.6.1. Cấu trúc của TCAP TCAP được chia thành 2 phân lớp: Phân lớp giao dịch và phân lớp thành phần (Hình 2.9). Phân lớp thành phần có nhiệm vụ nhận các thành phần từ các người sử dụng TC và phân chia các thành phần này đến các người sử dụng TC phía đối phương. Phân lớp giao dịch có nhiệm vụ quản trị sự trao đổi các bản tin gồm các thành phần giữa các thực thể của 2 TCAP. Sự trao đổi này của các phần tử để thực hiện một ứng dụng được gọi là hội thoại. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Hình 2.9. Cấu trúc của TCAP a. Phân lớp thành phần (Component Sublayer – CSL) Phân lớp thành phần cung cấp cho TC – user khả năng gửi các yêu cầu thực hiện cho phía đối phương và nhận trả lời. Phân lớp thành phần lại được chia thành 2 chức năng nhỏ là: Chức năng xử lý hội thoại (DHA) và chức năng xử lý thành phần (CHA). Hai chức năng này liên lạc với TC – user bằng cách gửi và nhận các bản tin, được gọi là các thành phần và hội thoại nguyên thủy.

Hình 2.10. Các phân lớp của TCAP b. Phân lớp giao dịch (Transaction Sublayer – TSL)

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Phân lớp giao dịch cung cấp khả năng gửi các bản tin giữa các TCAP. Các bản tin này có thể chứa các thành phần từ phân lớp thành phần. Phân lớp này sử dụng các dịch vụ phi kết nối được cung cấp bởi NSP. TSL xử lý một phần của bản tin TCAP được gọi là phần giao dịch (TP). Khi phát hiện ra lỗi trong thành phần, bản tin sẽ bị loại bỏ và nếu gặp quá nhiều lỗi thì quá trình giao dịch sẽ bị loại bỏ. 2.6.2. Các hoạt động của TCAP Hoạt động của TCAP là sự trao đổi thông tin giữa các thực thể trong lớp TCAP này hoặc là phục vụ sự trao đổi thông tin của lớp trên nhằm cung cấp các dịch vụ thông minh. Quá trình trao đổi thông tin được khởi đầu khi một quá trình ứng dụng gửi đến TCAP một hàm nguyên thủy (primitive) và nó kết thúc do một quá trình ứng dụng gửi đến TCAP một hàm nguyên thủy khác. Trong một quá trình trao đổi có thể có nhiều hơn một hoạt động xảy ra. Trong mỗi hoạt động có thể có một hoặc nhiều thành phần. Các thành phần đó là: yêu cầu, báo cáo kết quả, báo lỗi và hủy bỏ. Một số quá trình trao đổi có thể có một hoặc nhiều bản tin phục vụ cho nó. Bản tin ở đây là đơn vị chuyển giao của lớp dưới. Các bản tin trong cùng một quá trình trao đổi có cùng tham số ID trao đổi (Transaction ID). Tham số này để phân biệt với các bản tin của quá trình trao đổi khác đang đồng thời hoạt động. Có 2 phương thức trao đổi thông tin: phương thức 1 chiều và phương thức 2 chiều. Việc lựa chọn phương thức trao đổi thông tin nào là do quá trình ứng dụng lựa chọn khi nó khởi đầu một quá trình trao đổi.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Chương 3. TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG Công nghiệp truyền thông đang trải qua một giai đoạn bùng nổ theo hướng hội tụ của các dịch vụ. Dữ liệu đã trở nên có ý nghĩa hơn trong toàn bộ lưu lượng truyền tải trên mạng so với lưu lượng thoại. Các nhà khai thác đang tìm cách kết hợp giữa lưu lượng thoại và lưu lượng dữ liệu, giữa các mạng lõi và các dịch vụ. Trong số các giải pháp công nghệ được lựa chọn, công nghệ IP hiện đang được quan tâm với tư cách là giải pháp hứa hẹn cho hỗ trợ đa phương tiện để xây dựng các dịch vụ tích hợp mới. Hiện nay đang diễn ra sự tích hợp giữa mạng chuyển mạch kênh truyền thống với mạng IP mới. Các nhà khai thác đang thay thế các mạng điện thoại cố định và di động theo kiến trúc toàn IP và có cả hỗ trợ giao thức báo hiệu số 7. Công nhệ IP cho phép các nhà khai thác mạng có thể mở rộng mạng và xây dựng các dịch vụ mới một cách có hiệu quả. Thành phần các dịch vụ bổ sung thông dụng như SMS, … góp phần vào sự phát triển nhanh chóng của các mạng báo hiệu.

Hình 3.1 Truyền tải báo hiệu đơn giản qua môi trường IP Mạng IP có các ưu điểm nổi bật so với mạng trên cơ sở TDM như sau: Dễ triển khai: Với việc sử dụng gateway báo hiệu sẽ không cần gỡ bỏ mạng SS7 hiện có và các tính năng nâng cao trong tương lai là “trong suốt”.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Giá thành thiết bị thấp hơn: Không cần đầu tư nhiều đối với các phần tử báo hiệu hiện có. Hiệu quả tốt hơn: Sử dụng SIGTRAN qua IP không yêu cầu các luồng vật lý E1/T1 qua mạng truyền tải SDH. Sử dụng công nghệ truyền tải IP qua SDH, IP qua cáp quang, … có thể đạt thông lượng cao hơn nhiều. Băng thông cao hơn: Thông tin SIGTRAN qua IP không buộc phải có liên kết như trong SS7 và mạng IP linh động hơn rất nhiều so với mạng TDM. Các dịch vụ nâng cao: Triển khai mạng lõi IP tạo điều kiện dễ dàng cho sự phát triển hàng loạt các giải pháp mới và các dịch vụ giá trị gia tăng phong phú. Các nhà khai thác mạng đang muốn chuyển dần mạng viễn thông tiến đến kiến trúc mạng IP. Trong khi chưa thể chuyển ngay lên kiến trúc mạng toàn IP thì cả mạng IP và các mạng chuyển mạch kênh truyền thống đều song song tồn tại và cần phải được kết hợp lại vào cơ sở hạ tầng mạng thống nhất. Chắc chắn rằng mạch chuyển mạch kênh sẽ còn tồn tại trong nhiều năm nữa cùng với các dịch vụ IP. Kiến trúc kết hợp có thể là giải pháp tốt nhất cho hầu hết các nhà khai thác vì nó đảm bảo mức độ rủi ro thấp trong quá trình phát triển mạng hiện tại trong khi vẫn cho phép đáp ứng được các dịch vụ mới. Đây là mục đích của nhiều nhóm nghiên cứu chuẩn hóa mà SIGTRAN của IETF là một trong số đó. SIGTRAN đưa ra mô hình kiến trúc cho phép mạng phát triển tiến đến mạng toàn IP. Mô hình kiến trúc này gồm hai thành phần mới: SCTP và một số các giao thức tầng thích ứng người sử dụng (như M2UA, M2PA, M3UA, SUA) – cho phép đáp ứng các phương thức yêu cầu để hội tụ hai mạng này.

Hình 3.2. Kiến trúc mạng sử dụng SIGTRAN

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN Sigtran là một nhóm công tác thuộc tổ chức chuẩn hóa quốc tế cho lĩnh vực Internet – IETF. Mục đích chính của nhóm là đưa ra giải pháp truyền tải báo hiệu dạng gói trên mạng PSTN qua mạng IP, đảm bảo được các yêu cầu về chức năng và hiệu năng của báo hiệu PSTN. Nhằm phối hợp được với PSTN, các mạng IP cần truyền tải các bản tin báo hiệu như báo hiệu đường ISDN (Q.931) hay SS7 (như ISUP, SCCP, …) giữa các nút IP như gateway báo hiệu (SG), bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) và cổng phương tiện (MG) hoặc cơ sở dữ liệu IP. Nhóm công tác Sigtran xác định mục tiêu là: Các yêu cầu về chức năng và hiệu năng: Nhóm đưa ra một số các luận điểm (trong các RFC) xác định các yêu cầu tính năng và hiệu năng để hỗ trợ báo hiệu qua các mạng IP. Các bản tin báo hiệu (nhất là SS7) có yêu cầu về độ trễ và mất gói rất cao phải được đảm bảo như trong mạng điện thoại hiện tại. Các vấn đề về truyền tải: Nhóm công tác đã đưa ra RFC định nghĩa các giao thức truyền tải báo hiệu được sử dụng và định nghĩa mới các giao thức truyền tải trên cơ sở các yêu cầu xác định ở trên.

Hình 3.3. Mô hình chồng giao thức SIGTRAN SIGTRAN là một tập các tiêu chuẩn mới do IETF đưa ra nhằm cung cấp một mô hình kiến trúc để truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP. Kiến trúc giao thức SIGTRAN được định nghĩa gồm ba thành phần chính (Hình 3.3): Chuẩn IP. Giao thức truyền tải báo hiệu chung SCTP: Giao thức hỗ trợ một tập chung các tính năng truyền tải tin cậy cho việc truyền tải báo hiệu. Đặc biệt, SCTP là một giao thức truyền tải mới do IETF đưa ra. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Các phân lớp thích ứng: Hỗ trợ các hàm nguyên thủy xác định được yêu cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu riêng. Một vài giao thức phân lớp thích ứng mới được định nghĩa bởi IETF như: M2UA, M2PA, M3UA, SUA. 3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI Như chúng ta đã biết, giao thức truyền tải dữ liệu tin cậy chính đi kèm giao thức IP thường là TCP. Tuy nhiên, do TCP ra đời đã khá lâu và được thiết kế theo kiểu giao thức hướng gói nên TCP cũng gặp một số hạn chế khi sử dụng cho những ứng dụng mới. Với số lượng ứng dụng mới đang tăng lên ngày càng nhiều hiện nay đã cho thấy TCP có quá nhiều hạn chế. Các vấn đề giới hạn của TCP thể hiện gồm: Cơ chế tin cậy: TCP cung cấp cả hai kiểu chuyển giao dữ liệu là cơ chế hỏi đáp và cơ chế tuần tự. Một vài ứng dụng yêu cầu chuyển giao thông tin tin cậy mà không cần duy trì thứ tự gói tin, trong khi một số khác lại yêu cầu đáp ứng cả về thứ tự của gói dữ liệu. Đối với TCP, cả hai trường hợp này đều gặp phải hiện tượng “nghẽn đầu dòng” gây nên các trễ không cần thiết. Vấn đề thời gian thực: Cơ chế hỏi đáp trong TCP yêu cầu có một độ trễ để xác nhận gói tin, điều này làm cho TCP không đáp ứng được các ứng dụng thời gian thực. Các vấn đề bảo mật: TCP rất dễ bị tấn công do cơ chế bảo mật trong TCP không cao. Những giới hạn đề cập trên đây của TCP là rất đáng phải quan tâm khi muốn truyền báo hiệu số 7 qua mạng IP và do đó, đây là một động lực trực tiếp cho sự ra đời của giao thức SCTP – một giao thức truyền tải mới của SIGTRAN. SCTP không chỉ giải quyết được vấn đề truyền tải báo hiệu trong SIGTRAN mà còn có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác. 3.4. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP SCTP là một giao thức truyền tải qua IP mới, tồn tại đồng mức với TCP và UDP. SCTP hiện cung cấp các chức năng tầng truyền tải cho nhiều ứng dụng trên cơ sở Internet. SCTP được IETF đưa ra và đặc tả trong RFC 2960. 3.4.1. Tổng quan về kiến trúc của SCTP Về kiến trúc, SCTP nằm giữa tầng tương thích người dùng SCTP và tầng mạng chuyển gói phi kết nối như IP, … Dịch vụ cơ bản của SCTP là chuyển giao tin cậy các bản tin của người dùng giữa các người dùng SCTP đồng mức. SCTP là giao thức

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

hướng kết nối vì vậy, SCTP thiết lập kết nối giữa hai điểm đầu cuối (gọi là liên hệ trong phiên SCTP) trước khi truyền dữ liệu người dùng của nó. 3.4.2. Tổng quan về chức năng của SCTP Dịch vụ truyền tải SCTP có thể được phân thành một số chức năng. Các chức năng này được mô tả như sau (Hình 3.5): Thiết lập và hủy bỏ liên kết: Một liên hệ được tạo ra bởi một yêu cầu từ người dùng SCTP. Cơ chế cookie được dùng trong quá trình khởi tạo để cung cấp sự hỗ trợ bảo vệ chống lại sự tấn công. Phân phối tuần tự theo các luồng: Người dùng SCTP có thể xác định số lượng các luồng được hỗ trợ trong liên hệ tại thời điểm thiết lập liên hệ đó. Phân mảnh dữ liệu người dùng: SCTP hỗ trợ phân mảnh và tái hợp các bản tin dữ liệu người dùng để đảm bảo cho các gói tin SCTP truyền xuống các tầng thấp hơn phù hợp với MTU. Phát hiện và tránh tắc nghẽn: SCTP gán cho mỗi bản tin dữ liệu người dùng (được phân mảnh hoặc không) một số tuần tự truyền dẫn (TSN). Đầu cuối thu sẽ xác nhận toàn bộ các TSN và ngắt đoạn (nếu có) thu được. Chunk bundling: Gói tin SCTP được phân phối đến tầng thấp hơn bao gồm hai thành phần là tiêu đề chung và theo sau là một hoặc nhiều chunk. Hình vẽ sau đây mô tả kiến trúc chung của một gói SCTP:

Hình 3.4. Cấu trúc gói SCTP Hợp thức hóa gói tin: Trường Tag là bắt buộc và 32 bit của trường CheckSum nằm trong tiêu đề của SCTP. Quản lý tuyến: Chức năng quản lý tuyến SCTP chọn địa chỉ truyền tải đích cho mỗi gói tin SCTP đầu ra trên cơ sở chỉ dẫn của người dùng SCTP và trạng thái hiện thời của các địa chỉ đích hiện tại.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Hình 3.5. Các chức năng SCTP 3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP Hình vẽ sau đây mô tả khuôn dạng chung của tiêu đề gói tin SCTP:

Hình 3.6. Khuôn dạng tiêu đề SCTP Trường số thứ tự cổng nguồn/đích: 16 bít. Chỉ thị số thứ tự cổng của SCTP gửi/nhận. Trường Tag: 32 bít. Phía thu sử dụng trường này để xác nhận với phía gửi về gói tin SCTP này. Trường CheckSum: 32 bit. Chứa tổng kiểm tra của gói tin SCTP. SCTP sử dụng thuật toán Adler-32 để tính toán tổng kiểm tra.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

3.5. M2PA M2PA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải các bản tin MTP3 của SS7 qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. M2PA cho phép quản lý các bản tin MTP3 và khả năng quản lý mạng giữa hai nút SS7 bất kỳ truyền thông với nhau thông qua mạng IP. M2PA hỗ trợ: Hoạt động của các thực thể giao thức MTP3 đồng mức qua kết nối mạng IP. Ranh giới giao tiếp MTP2/MTP3, quản lý các liên hệ truyền tải SCTP và lưu lượng liên kết MTP2. Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái. Đặc tả MTP yêu cầu mỗi nút có tầng MTP3 phải có một mã điểm SS7. Vì vậy, mỗi điểm báo hiệu IP cũng cần phải có mã điểm SS7 của nó.

Hình 3.7. Vai trò và vị trí của M2PA

Hình 3.8. Vai trò và vị trí M2PA trong mạng toàn IP Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Hình 3.7 mô tả một điểm báo hiệu SS7 kết nối thông qua một SG, được trang bị hỗ trợ cho cả mạng SS7 và IP, kết nối đến một điểm báo hiệu IP. Hình 3.8 là một ví dụ khác, trong đó MTP3 được thích ứng với lớp SCTP nhờ sử dụng M2PA trong kiến trúc toàn IP. Ở đây, các điểm báo hiệu IP MTP3 sử dụng lớp M2PA bên dưới nó thay cho MTP2. Giao tiếp giữa hai lớp – MTP3 hoặc M2PA được định nghĩa bởi cùng các hàm nguyên thuỷ như trong giao tiếp MTP3/MTP2. M2PA thực hiện các chức năng tương tự như MTP2. 3.6. M2UA M2UA định nghĩa một giao thức để truyền tải các bản tin báo hiệu của ứng dụng MTP2 SS7 (ví dụ MTP3) qua IP sử dụng SCTP. Chỉ có ứng dụng của MTP2 là MTP3. M2UA cung cấp sự hỗ trợ cho: Ranh giới giao tiếp giữa MTP2/MTP3. Truyền thông giữa các modul quản lý tầng. Hỗ trợ cho quản lý các association tích cực.

Hình 3.9. Vai trò và vị trí của M2UA SG mong muốn nhận được báo hiệu SS7 qua một thiết bị kết cuối mạng SS7 chuẩn, sử dụng MTP SS7 để cung cấp truyền tải các bản tin báo hiệu SS7 đến và từ một điểm dầu cuối báo hiệu SS7. Sau đó, SG cung cấp sự phối hợp hoạt động giữa các chức năng truyền tải với IP SIGTRAN nhằm truyền tải các bản tin báo hiệu MTP3 đến điểm báo hiệu IP của MTP3 sử dụng MTP2 của SG với tư cách là tầng thấp hơn của

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

nó để sử dụng các hàm nguyên thủy tương ứng được định nghĩa giữa các tầng. Truyền thông MTP3/MTP2 được định nghĩa là các bản tin M2UA và gửi qua kết nối IP. 3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA Hình 3.7 và 3.9 minh họa một kiến trúc để mô tả sự khác nhau giữa hai giao thức. Bảng 2.1. So sánh M2PA và M2UA Đặc điểm so sánh

M2PA

M2UA

Bản tin dữ liệu MTP3

Truyền tải bản tin MTP3

Giao tiếp với MTP3

Đưa ra giao diện phía trên với MTP3

Điểm báo hiệu IP truyền tải các Điểm báo hiệu IP xử lý các hàm nguyên thủy MTP3 đến Các hàm nguyên thủy hàm nguyên thủy MTP3 MTP2 đến SG của MTP2 để xử đến MTP2 lý (thông qua chức năng phối hợp hoạt động)

Kiểu liên kết

Kết nối điểm báo hiệu IP và SG Kết nối điểm báo hiệu IP không phải là kết nối báo hiệu số với SG là liên kết báo hiệu 7. Nó là mở rộng của MTP2 đến SS7 một node từ xa.

Mã điểm

SG là một node SS7 và có SG không phải là một node SS7 mã điểm và không có mã điểm

Các tầng cao hơn

SG có các tầng SS7 cao hơn SG không có tầng SS7 cao hơn vì như SCCP,… nó không có MTP3

Quản lý

Các thủ tục quản lý dựa vào Sử dụng các thủ tục quản lý của MTP3 M2UA

3.8. M3UA M3UA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải báo hiệu người dùng MTP3 (ví dụ như các bản tin ISUP/SCCP,…) qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. Giao thức này thường được dùng giữa một SG và một MGC hoặc cơ sở dữ liệu thường trú IP. M3UA thích hợp với việc chuyển giao các bản tin của bất kỳ phần người dùng MTP3 nào. Danh sách các giao thức này là không giới hạn và bao gồm ISUP, SCCP và TUP. Chú ý rằng các bản tin của giao thức TCAP và RANAP được M3UA truyền tải trong suốt dưới dạng tải SCCP bởi vì đó là các giao thức người dùng của SCCP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Tầng M3UA cung cấp một tập các hàm nguyên thủy tương đương tại tầng trên của nó đến các người dùng MTP3 giống như MTP3 cung cấp cho các người dùng của nó tại các đầu cuối báo hiệu số 7. Theo cách này, tầng ISUP và/hoặc SCCP không biết được rằng các dịch vụ MTP3 yêu cầu được cung cấp từ xa bởi tầng MTP3 ở SG hay là bởi chính tầng MTP3 dưới nó. Tầng MTP3 tại một SG cũng có thể không biết được rằng người dùng của nó thực ra là người dùng trên nó hay là thành phần người dùng từ xa qua M3UA. Thực tế thì M3UA mở rộng truy nhập đến các dịch vụ MTP3 thành ứng dụng trên cơ sở IP từ xa.

Hình 3.10. Vai trò và vị trí của M3UA ASP – MGC, IP SCP hay IP HLR Ví dụ, hình 3.10 mô tả một SG chứa một thực thể của tầng giao thức SS7 SCCP thực hiện chức năng biên dịch tiêu đề toàn cục SCCP (GTT) đối với các bản tin đánh địa chỉ đến SG SCCP. Nếu kết quả của GTT cho một mã điểm SS7 đích (DPC) hoặc DPC/địa chỉ số phân hệ (SSN) của một SCCP đồng mức đặt trong miền IP, kết quả là yêu cầu gửi đến M3UA để định tuyến ra ngoài đến IP đích sử dụng các dịch vụ của tầng SCTP/IP. Hình 3.11 là ví dụ trong mạng toàn IP, các bản tin SCCP được trao đổi trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu IP bằng các thực thể giao thức người dùng SCCP như RANAP hoặc TCAP. Ở đây không có kết nối với mạng SS7 do đó không quan tâm đến thông tin quản lý trạng thái mạng MTP3 cho SCCP và các giao thức người dùng SCCP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Hình 3.11. Vai trò và vị trí của M3UA trong kiến trúc toàn IP 3.9. SUA

Hình 3.12. Vai trò và vị trí của SUA SUA định nghĩa giao thức truyền tải báo hiệu người dùng SCCP SS7 (ví dụ như RANAP, TCAP,…) qua mạng IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. Giao thức này được thiết kế dạng modul hóa và đối xứng nên cho phép làm việc được trong các kiến trúc khác nhau như kiến trúc một SG đến điểm báo hiệu IP cũng như kiến trúc điểm đầu cuối báo hiệu IP đồng mức. SUA hỗ trợ các chức năng sau: Chuyển giao các bản tin phần người dùng SCCP (TCAP, RANAP,…). Dịch vụ phi kết nối SCCP. Dịch vụ hướng kết nối SCCP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

Quản lý các liên hệ truyền tải SCTP giữa các SG và một hay nhiều nút báo hiệu IP. Các nút báo hiệu IP phân tán. Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái. ASP-MGC, IP SCP hoặc IP HLR Trong kiến trúc này, các tầng SUA và SCCP giao tiếp trong SG. Nhu cầu của chúng là phối hợp giữa các tầng SCCP và SUA để cung cấp ranh giới chuyển giao các bản tin người dùng và bản tin quản lý. Đối với bản tin đến ASP, có hai trường hợp: SG là điểm đầu cuối: Trong trường hợp này, các bản tin SCCP phi kết nối được định tuyến theo mã điểm và SSN. Phân hệ xác định bởi SSN và phía ngoài mạng SS7 được xem như thuộc SG. Điều này nghĩa là nhìn từ điểm SS7, người dùng SCCP được đặt tại SG. SG là điểm chuyển tiếp: Một GTT phải được thực hiện tại SG trước khi có thể xác định được đích của bản tin. Vị trí thực tế của người dùng SCCP không liên quan đến mạng SS7. Trong kiến trúc toàn IP có thể dùng cho một giao thức sử dụng các dịch vụ truyền tải của SCCP trong một mạng toàn IP. Điều này cho phép các mạng phát triển linh động hơn, đặc biệt là khi không cần tương tác giữa các báo hiệu hiện thời. Hình 3.13 mô tả trường hợp này.

Hình 3.13. Vai trò và vị trí của SUA trong kiến trúc toàn IP

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua IP

3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA Nhìn chung, chồng giao thức sử dụng SUA là không phức tạp và hiệu quả hơn so với chồng giao thức sử dụng SCCP và M3UA. Bởi vậy, SUA có thể nâng cao hiệu quả của mạng lõi và có thể cung cấp các phương tiện để triển khai dễ dàng hơn. Bảng 2.2. So sánh giữa M3UA và SUA M3UA

SCCP

Độ phức tạp trong triển khai

SUA

Yêu cầu điểm báo hiệu để hỗ trợ cho các ứng dụng khác nhau của Vấn đề là không được hỗ trợ khi SCCP khi phải phối hợp với các dùng SUA. hệ thống quốc gia khác nhau.

M3UA cần các dịch vụ SCCP.

Ít nhất có một giao thức tầng trên. Giảm độ phức tạp của nút mạng (trong triển khai cũng như trong quản lý), do đó, giảm chi phí.

Về mặt định tuyến

Trong M3UA, các bản tin được SUA cho phép mạng IP định điều khiển từ mà điểm đến mã tuyến bản tin theo thông tin điểm. trường tiêu đề toàn cục.

Về mặt địa chỉ

Để sử dụng M3UA, mỗi nút IP Sử dụng SUA, mỗi nút IP không cần được gán cả mã điểm và địa cần có mã điểm. chỉ IP.

Các dịch vụ ISUP

Có hỗ trợ.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Không thể hỗ trợ được.

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Chương 4. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG 4.1. GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP 4.1.1. Các đặc điểm và chức năng của SIP 4.1.1.1. Các đặc điểm Theo định nghĩa của IETF, “Giao thức khởi tạo phiên” SIP (Session Initiation Protocol) là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi và giải phóng các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng”. SIP có thể sử dụng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp thoại, hội nghị thoại, E-mail, dạy học từ xa, quảng bá (MPEG, MP3...), truy nhập HTML, XML, hội nghị video... SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (HyperText Transfer Protocol) - giao thức trao đổi thông tin của World Wide Web. Nó được định nghĩa như một giao thức Client-Server, trong đó các yêu cầu được chủ gọi (Client) đưa ra và bên bị gọi (Server) trả lời. SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu thực thể (mô tả nội dung - kiểu loại) và cho phép xác nhận các phương pháp sử dụng giống nhau được sử dụng trên Web. Kinh nghiệm trong sử dụng các giao thức Internet mail (SMTP) đã cung cấp rất nhiều cho việc phát triển SIP, trong đó tập trung vào khả năng thích ứng của báo hiệu trong tương lai. SIP định nghĩa các bản tin INVITE và ACK giống như bản tin Setup và Connect trong H.225, trong đó cả hai đều định nghĩa quá trình mở một kênh đáng tin cậy mà thông qua đó cuộc gọi có thể đi qua. Tuy nhiên khác với H.225, độ tin cậy của kênh này không phụ thuộc vào TCP. Việc tích hợp độ tin cậy vào lớp ứng dụng này cho phép kết hợp một cách chặt chẽ các giá trị điều chỉnh để ứng dụng, có thể tối ưu hoá VoIP. Cuối cùng, SIP dựa vào giao thức mô tả phiên SDP, một tiêu chuẩn khác của IETF, để thực hiện sự sắp xếp tương tự theo cơ cấu chuyển đổi dung lượng của H.245. SDP được dùng để nhận dạng mã tổng đài trong những cuộc gọi sử dụng một mô tả nguyên bản đơn. SDP cũng được sử dụng để chuyển các phần tử thông tin của giao thức báo hiệu thời gian thực RTSP để sắp xếp các tham số hội nghị đa điểm và định nghĩa khuôn dạng chung cho nhiều loại thông tin khi được chuyển trong SIP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Giao thức SIP được thiết kế với những tiêu chí hỗ trợ tối đa cho các giao thức khác đã ra đời trước đó. Giao thức SIP nó được tích hợp với các giao thức đã có của tổ chức IETF, nó có khả năng mở rộng, hỗ trợ đầu cuối và với SIP thì việc cung cấp dịch vụ mới trở nên dễ dàng và nhanh chóng khi triển khai. SIP có 5 tính năng sau: Tích hợp với các giao thức đã có của IETF. Đơn giản và có khả năng mở rộng. Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối. Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới.

Khả năng liên kết hoạt động với mạng điện thoại hiện tại. 4.1.1.2. Các chức năng SIP là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà nó có thể thiết lập, sửa đổi và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện (các hội nghị) hay các cuộc gọi điện thoại qua Internet. SIP có thể mời các thành viên tham gia vào các phiên truyền thông đơn hướng hoặc đa hướng; bên khởi tạo phiên không nhất thiết phải là thành viên của phiên đó. Phương tiện và các thành viên có thể được bổ sung vào một phiên đang tồn tại. SIP hỗ trợ việc ánh xạ tên và các dịch vụ chuyển tiếp một cách trong suốt, vì thế nó cho phép thực hiện các dịch vụ thuê bao điện thoại của mạng thông minh và mạng ISDN. Những tiện ích này cũng cho phép thực hiện các dịch vụ của các thuê bao di động. SIP hỗ trợ 5 khía cạnh của việc thiết lập và kết thúc các truyền thông đa phương tiện sau: Định vị người dùng (User location): xác định hệ thống đầu cuối được sử dụng trong truyền thông. Các khả năng người dùng (User capabilities): xác định phương tiện và các thông số phương tiện được sử dụng. Tính khả dụng người dùng (User Availability): xác định sự sẵn sàng của bên được gọi để tiến hành truyền thông. Thiết lập cuộc gọi (Call setup): “đổ chuông”, thiết lập các thông số của cuộc gọi tại cả hai phía bị gọi và chủ gọi.

Xử lý cuộc gọi (Call handling): bao gồm chuyển tải và kết thúc cuộc gọi.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

4.1.2. Các khái niệm và các thành phần của hệ thống SIP 4.1.2.1. Các khái niệm Phần này đưa ra một số thuật ngữ liên quan đến các quy tắc được sử dụng bởi các thành viên trong các truyền thông SIP: Call: Một cuộc gọi bao gồm tất cả các thành viên sử dụng một tài nguyên chung trong một hội nghị. Một cuộc gọi SIP được nhận dạng bởi một nhận dạng cuộc gọi (call – ID) duy nhất. Do đó, một ví dụ là nếu một người sử dụng được mời vào phiên truyền thông đa hướng bởi đồng thời một vài người, thì mỗi một lời mời này sẽ là một cuộc gọi duy nhất. Call leg: Một call leg được nhận dạng bằng sự kết hợp của trường mào đầu Call – ID và địa chỉ xác định, thẻ của các trường mào đầu “To” và “From”. Client: là một chương trình ứng dụng gửi các yêu cầu SIP. Các Client có thể hoặc không thể tương tác một cách trực tiếp với một người sử dụng. Các User agent (UA) và các Proxy chứa các client (và các Server). Conference (hội nghị): là một phiên truyền thông đa phương tiện được nhận biết bởi một sự mô tả phiên chung. Một hội nghị có thể không có hoặc có nhiều thành viên và bao gồm những trường hợp của một hội nghị đa phương, hội nghị nhiều mắt lưới (full – mesh) và một “cuộc gọi điện thoại” hai bên, cũng như các hỗn hợp của các trường hợp này. Bao nhiêu cuộc gọi cũng có thể được sử dụng để tạo ra một hội nghị. Downstream (luồng xuống): gồm các yêu cầu được gửi trực tiếp từ phía chủ gọi đến phía bị gọi (nghĩa là từ UA Client đến UA Server). Final response (phúc đáp cuối cùng): là một phúc đáp kết thúc một phiên giao dịch SIP, trái lại một phúc đáp tạm thời không kết thúc một phiên giao dịch SIP. Tất cả các phúc đáp: 2xx, 3xx, 4xx, 5xx và 6xx đều là các phúc đáp cuối cùng. Initiator, calling party, caller (Bên khởi tạo, bên đang gọi, người gọi): Là bên khởi tạo một lời mời phiên. Chú ý rằng bên đang gọi không phải là bên tạo ra hội nghị. Invitation (lời mời): Là một yêu cầu được gửi đến một người sử dụng (hay một dịch vụ) để yêu cầu tham gia vào một phiên. Một lời mời SIP thành công gồm 2 giao dịch: một yêu cầu INVITE được theo sau bởi một yêu cầu ACK. Invitee, invited user, called party, callee (bên được mời, người bị gọi): Là người hay dịch vụ mà bên đang gọi đang mời tham gia vào một hội nghị.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Yêu cầu hay phúc đáp đồng hình: Hai yêu cầu hoặc hai phúc đáp được định nghĩa là đồng hình theo các ý đồ của tài liệu này nếu chúng có cùng các giá trị trong các trường mào đầu của Call – ID, To, From và Cseq. Thêm vào đó, các yêu cầu đồng hình phải có cùng Request – URI và cùng thông số nhánh trong trường mào đầu Via của chúng. Location server (máy chủ định vị): chi tiết ở phần dịch vụ định vị. Location service (dịch vụ định vị): Một dịch vụ định vị được sử dụng bởi một SIP redirect hay proxy server để có được thông tin về các vị trí có thể có của người bị gọi. Các ví dụ về các tài nguyên của thông tin định vị gồm các đăng ký SIP, các cơ sở dữ liệu hay các giao thức đăng ký di động. Các dịch vụ định vị được đưa ra bởi các máy chủ định vị. Các máy chủ định vị có thể là một phần của một máy chủ SIP, nhưng cách thức mà một máy chủ SIP yêu cầu các dịch vụ định vị nằm ngoài phạm vi của tài liệu này. Outbound proxy: Là một proxy nằm gần nơi tạo ra các yêu cầu. Nó nhận tất cả các yêu cầu đi ra từ một UAC cụ thể, các Request – URL của các yêu cầu này nhận dạng một host không phải là outbound proxy. Sau bất kỳ một xử lý cục bộ nào, outbound proxy sẽ gửi những yêu cầu này đến các địa chỉ được chỉ ra trong Request – URL. (Tất cả các proxy server khác đều được xem xét một cách đơn giản như là các proxy, chứ không phải là các inbound proxy). Parallel search (tìm kiếm song song): Trong một tìm kiếm song song, một proxy đưa ra một vài yêu cầu đến các vị trí có thể có của người sử dụng trong khi nhận một yêu cầu đầu vào. Hơn là đưa ra một yêu cầu và sau đó đợi cho đến khi nhận được phúc đáp cuối cùng trước khi đưa ra một yêu cầu kế tiếp như trong một tìm kiếm tuần tự, một tìm kiếm song song đưa ra các yêu cầu mà không cần đợi kết quả của các yêu cầu trước đó. Provisional response (phúc đáp tạm thời): Là một phúc đáp được sử dụng bởi máy chủ để chỉ thị tiến trình nhưng nó không kết thúc một giao dịch SIP. Phúc đáp 1xx là phúc đáp tạm thời, các phúc đáp khác là các phúc đáp cuối cùng. Proxy, proxy server: Là một chương trình trung gian hoạt động cả như là một máy chủ và một máy khách cho mục đích tạo ra các yêu cầu với tư cách của các máy khách khác. Các yêu cầu được cung cấp một cách nội bộ hoặc đưa chúng qua các máy chủ khác sau những biên dịch cần thiết. Một proxy biên dịch và nếu cần thiết nó ghi lại một bản tin yêu cầu trước khi chuyển tiếp bản tin đó. Ví dụ, các proxy

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

server được sử dụng để định tuyến các yêu cầu, thực thi các chính sách, điều khiển các tường lửa. Redirect server: Một redirect server là một máy chủ mà nó nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ hiện có thành một số địa chỉ mới và gửi trả lại các địa chỉ này cho máy khách. Không giống như một proxy server, nó không khai báo yêu cầu SIP của bản thân nó. Không giống như một UA Server, nó không chấp nhận các cuộc gọi. Registrar (trạm đăng ký): Một trạm đăng ký là một máy chủ mà nó nhận các yêu cầu REGISTER. Một trạm đăng ký được định vị chung với một proxy hoặc redirect server và có thể tạo ra sẵn sàng thông tin của nó thông qua máy chủ định vị (location server). Ringback (hồi âm chuông): Hồi âm chuông là chuông báo hiệu được tạo ra bởi ứng dụng của máy khách phía gọi để chỉ ra rằng bên bị gọi đang được thông báo (đổ chuông). Server (máy chủ): Một máy chủ là một chương trình ứng dụng mà nó nhận các yêu cầu để xử lý và gửi trả lại các đáp ứng cho những yêu cầu đó. Các máy chủ là các proxy, redirect, UAS hoặc registrar. Session (phiên): Từ định nghĩa SDP: “Một phiên truyền thông đa phương tiện là một tập các phía gửi và nhận đa phương tiện và các luồng dữ liệu từ phía gửi đến phía nhận. Một hội nghị đa phương tiện là một ví dụ của một phiên truyền thông đa phương tiện.” Như được định nghĩa, một bên bị gọi có thể được mời tham gia cùng 1 phiên một vài lần bởi các cuộc gọi khác nhau. Nếu SDP được sử dụng, một phiên được định nghĩa bằng sự ghép nối của các phần tử: tên người dùng, ID của phiên, kiểu mạng, kiểu địa chỉ và địa chỉ trong các trường gốc. (SIP) transaction (giao dịch SIP): Một giao dịch SIP xuất hiện giữa một máy khách và một máy chủ và bao gồm tất cả các bản tin từ yêu cầu đầu tiên được gửi từ máy khách đến máy chủ cho đến phúc đáp cuối cùng được gửi từ máy chủ về máy khách. Một giao dịch được nhận biết bởi chuỗi số Cseq trong một call leg đơn lẻ. Yêu cầu ACK có cùng chuỗi số Cseq với yêu cầu INVITE tương ứng, nhưng bao gồm một giao dịch của riêng nó. Stateless Proxy (proxy phi trạng thái): Là một thực thể logic mà nó không duy trì trạng thái của một phiên giao dịch SIP. Một proxy phi trạng thái chuyển tiếp tất cả các yêu cầu nó nhận ở đường xuống và tất cả các phúc đáp nó nhận ở đường lên. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Stateful Proxy (proxy trạng thái): Là một thực thể logic duy trì thông tin trạng thái của ít nhất một giao dịch SIP. Upstream (đường lên): Các phúc đáp được gửi trực tiếp từ máy chủ UA đến máy khách UA. URL – encoded (mã URL): Là một chuỗi ký tự được mã hoá theo RFC 1738. User agent client (UAC): Một UAC là một ứng dụng khách khởi đầu một yêu cầu SIP User agent server (UAS): Một UAS là một ứng dụng chủ mà nó giao tiếp với người sử dụng khi một yêu cầu SIP được nhận và nó gửi trả lại một phúc đáp cho người sử dụng đó. Phúc đáp đó chấp nhận, từ chối hoặc chuyển tiếp yêu cầu đó. User agent (UA): Một ứng dụng hoạt động cả như UAC và UAS. Các Proxy, Redirect, Location và Registrar Server được định nghĩa ở trên là các thực thể logic; các sự thực thi có thể kết hợp chúng thành một chương trình ứng dụng đơn nhất. Các thuộc tính của các kiểu máy chủ SIP khác nhau được cho trong bảng 4.1. Bảng 4.1. Các thuộc tính của các kiểu máy chủ SIP khác nhau

4.1.2.2. Các thành phần của hệ thống SIP Xét trên quan điểm Client / Server, các thành phần chính của một hệ thống SIP bao gồm (Hình 4.1): Đầu cuối SIP (UAC/UAS). Proxy server. Location server. Redirect server. Registrar server. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Hình 4.1. Cấu trúc của hệ thống SIP User Agent là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, nó có thể là một máy điện thoại SIP hay một máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP. UA có thể khởi tạo, thay đổi hay giải phóng cuộc gọi. Trong đó phân biệt hai loại UA: UAC (User Agent Client) và UAS (User Agent Server). UAC là một thực thể thực hiện việc khởi tạo một cuộc gọi còn UAS là một thực thể thực hiện việc nhận cuộc gọi. Nhưng cả UAC và UAS đều có thể giải phóng cuộc gọi. Proxy Server là phần mềm trung gian hoạt động cả như Server và cả như Client để thực hiện các yêu cầu thay thế cho các đầu cuối khác. Tất cả các yêu cầu được xử lý tại chỗ bởi Proxy Server (nếu có thể) hoặc nó chuyển đến cho các máy chủ khác. Trong trường hợp Proxy Server không trực tiếp đáp ứng các yêu cầu này thì Proxy Server sẽ thực hiện khâu chuyển đổi hoặc dịch sang khuôn dạng thích hợp trước khi chuyển đi. Location Server là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server. Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại những địa chỉ này cho đầu cuối. Không giống như Proxy Server, Redirect Server không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ một yêu cầu nào. Redirect Server cũng không thực hiện việc chấp nhận hay huỷ cuộc gọi. Registrar Server là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký Register. Trong nhiều trường hợp Registrar Server đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhận người sử dụng. Thông thường Registrar Server được cài đặt cùng với Proxy hoặc Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Redirect Server hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao. Mỗi lần đầu cuối được bật lên (thí dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với Server. Nếu đầu cuối cần thông báo với Server về địa điểm của mình thì bản tin Register được gửi đi. Nói chung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ. 4.1.3. Khái quát về hoạt động của SIP Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia (bên chủ gọi và bên bị gọi) được gắn một địa chỉ SIP hay còn gọi là SIP URL. Người sử dụng phải đăng ký vị trí của họ với SIP Server. Để tạo một cuộc gọi SIP, phía chủ gọi định vị tới máy phục vụ thích ứng và sau đó gửi một yêu cầu SIP. Hoạt động SIP thường xuyên nhất là lời mời các thành viên tham gia hội thoại. Thành phần Register đóng vai trò tiếp nhận các yêu cầu đăng ký từ UA và lưu trữ các thông tin này tại một dịch vụ phi SIP (Non-SIP). 4.1.3.1. Địa chỉ SIP Các đối tượng được đánh địa chỉ bởi SIP là các người sử dụng tại các trạm, những người sử dụng này dược định danh bằng một SIP URL. SIP URL có dạng user@host. Phần user là một tên của người sử dụng hay tên của một máy điện thoại. Phần host có thể là một tên miền hoặc một địa chỉ mạng. SIP URL được dùng trong các bản tin SIP để thông báo về nơi gửi (From), đích hiện thời (Request URI) và nơi nhận cuối cùng (To) của một yêu cầu SIP và chỉ rõ địa chỉ gián tiếp. Một SIP URL có thể gắn vào một trang Web hoặc những siêu liên kết (Hyperlink) khác để thông báo rằng người dùng hoặc dịch vụ có thể gọi thông qua SIP. Một địa chỉ SIP URL có thể chỉ rõ một cá nhân (có thể được định vị tại một trong các hệ thống đầu cuối), người khả dụng đầu tiên từ một nhóm các cá nhân hoặc toàn bộ một nhóm. Ví dụ, khuôn dạng địa chỉ: sip: [email protected] nói chung là không đủ để quyết định mục đích của người gọi. 4.1.3.2. Quá trình định vị tới máy chủ SIP Khi một Client muốn gửi đi một yêu cầu, Client sẽ gửi bản tin yêu cầu đó tới SIP Proxy Server (như trong HTTP), hoặc tới địa chỉ IP và cổng tương ứng trong địa chỉ của yêu cầu SIP (Request-URI). Trường hợp đầu, yêu cầu được gửi tới SIP Proxy Server không phụ thuộc vào địa chỉ của yêu cầu đó là như thế nào. Với trường hợp sau, Client phải xác định giao thức, cổng và địa chỉ IP của Server mà yêu cầu được gửi đến. Một Client thực hiện các bước tiếp theo để có được những thông tin này. Tại mỗi bước, trừ các trạng thái khác, Client cố gắng liên lạc với Server theo số cổng được chỉ Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

ra trong địa chỉ yêu cầu SIP (Request-URI). Nếu không có số cổng nào chỉ ra trong Request-URI, Client sẽ sử dụng địa chỉ cổng mặc định là 5060. Nếu Request-URI chỉ rõ là sử dụng giao thức TCP hay UDP, Client sẽ làm việc với Server theo giao thức đó. Nếu không có giao thức nào được chỉ ra thì Client cố gắng dùng giao thức UDP (nếu không hỗ trợ TCP) hoặc sử dụng giao thức TCP cho hoạt động của mình (chỉ được hỗ trợ TCP mà không được hỗ trợ UDP). Client cố gắng tìm một hay nhiều địa chỉ cho SIP Server bằng việc truy vấn DNS (Domain Name System) theo các thủ tục sau: 1) Nếu địa chỉ Host trong địa chỉ Request-URI là một địa chỉ IP thì Client làm việc với Server bằng địa chỉ được đưa ra. Nếu đó không phải là một địa chỉ IP, Client thực hiện bước tiếp theo. 2) Client đưa ra câu hỏi tới DNS Server về bản ghi địa chỉ cho địa chỉ Host trong địa chỉ Request-URI. DSN sẽ trả về một bản ghi danh sách các địa chỉ. Lúc đó việc lựa chọn một trong các địa chỉ này là tùy ý. Còn nếu DNS Server không đưa ra bản ghi địa chỉ, Client sẽ kết thúc hoạt động, có nghĩa nó không thực hiện được việc định vị máy chủ. Nhờ bản ghi địa chỉ, sự lựa chọn tiếp theo cho giao thức mạng của Client có nhiều khả năng thành công hơn. Một quá trình thực hiện thành công là quá trình có một bản ghi chứa trong phần trả lời và Server làm việc ở một trong những địa chỉ chứa trong trả lời đó. 4.1.3.3. Giao dịch SIP Khi có địa chỉ IP của SIP Server thì yêu cầu sẽ được gửi đi theo tầng vận chuyển giao thức TDP hay UDP. Client gửi một hoặc nhiều yêu cầu SIP đến máy chủ đó và nhận lại một hoặc nhiều các phúc đáp từ máy chủ. Một yêu cầu cùng với các phúc đáp được tạo ra bởi yêu cầu đó tạo thành một giao dịch SIP. Tất cả các phúc đáp cho một yêu cầu mang cùng các giá trị trong các trường: Call – ID, Cseq, To, và From. Yêu cầu ACK xác định sự nhận một phúc đáp INVITE không là một phần của giao dịch vì nó có thể di chuyển giữa một tập các host khác nhau. Mỗi cuộc gọi trong SIP được định danh bởi một trường định danh cuộc gọi (Call-ID). Một yêu cầu phải cần có thông tin gửi đi từ đâu (From) và tới đâu (To). Trường From và To đều có cấu trúc theo khuôn dạng SIP-URL. Trường CSeq lưu trữ thông tin về phương thức sử dụng trong phiên, trường CSeq có dạng: CSeq = “CSeq”: “DIGIT Method”

Trong đó DIGIT là số nguyên không dấu 32 bit.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Nếu một giao thức điều khiển luồng tin cậy được sử dụng, yêu cầu và các phúc đáp trong một giao dịch đơn lẻ được mang trên cùng kết nối. Một vài yêu cầu SIP từ cùng máy khách đến cùng máy chủ có thể sử dụng cùng kết nối hoặc có thể sử dụng một kết nối mới cho mỗi yêu cầu. Nếu một client gửi yêu cầu thông qua một giao thức datagram đơn hướng như UDP thì các UA thu sẽ định hướng phúc đáp theo thông tin chứa trong các trường mào đầu Via. Mỗi proxy server trong tuyến chuyển tiếp của yêu cầu chuyển tiếp phúc đáp sử dụng các trường mào đầu Via này. 4.1.3.4. Lời mời SIP Một lời mời SIP thành công gồm hai yêu cầu INVITE và ACK. Yêu cầu INVITE thực hiện lời mời một thành viên tham gia hội thoại. Khi phía bị gọi đồng ý tham gia, phía chủ gọi xác nhận đã nhận một bản tin đáp ứng bằng cách gửi đi một yêu cầu ACK. Nếu phía chủ gọi không muốn mời thành viên tham gia cuộc gọi nữa nó sẽ gửi yêu cầu BYE thay cho ACK. Thông điệp INVITE chứa thành phần mô tả phiên (SDP) và phương thức tiến hành trao đổi ứng với phiên đó. Với các phiên đa hướng, phần mô tả phiên liệt kê kiểu và khuôn dạng của các phương tiện (Media) để phân phối cho phiên hội thoại. Với một phiên đơn hướng, phần mô tả phiên liệt kê kiểu và khuôn dạng của các phương tiện mà phía chủ gọi muốn sử dụng và nơi những dữ liệu muốn gửi đi. Trường hợp máy phục vụ ủy quyền (Proxy Server): ⇒ Proxy Server (PS) tiếp nhận lời mời INVITE. ⇒ PS tra cứu thông tin ở dịch vụ định vị ngoài SIP. ⇒ PS nhận thông tin để tạo ra địa chỉ chính xác. ⇒ PS tạo lại INVITE trong trường Request URI và chuyển tiếp. ⇒ UAS thông báo bị gọi. ⇒ PS nhận đáp ứng chấp nhận 200 OK từ UAS. ⇒ PS trả về kết quả thành công cho chủ gọi. ⇒ Chủ gọi gửi thông báo xác nhận ACK. ⇒ Yêu cầu xác nhận được chuyển tiếp qua PS. Chú ý: Một ACK có thể được gửi trực tiếp đến User được gọi qua Proxy. Tất cả các yêu cầu và đáp ứng phải có cùng Call-ID. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Trường hợp máy phục vụ gián tiếp (Redirect Server): ⇒ PS tiếp nhận lời mời INVITE. ⇒ Liên lạc với dịch vụ định vị. ⇒ Trả lời địa chỉ chủ gọi. ⇒ Chủ gọi gửi thông báo xác nhận ACK đến PS. ⇒ Chủ gọi tạo một yêu cầu mới cùng một Call-ID nhưng có CSeq cao hơn tới địa chỉ trả lời bởi Server đầu tiên. ⇒ Bị gọi gửi đáp ứng chấp nhận 200 OK.

⇒ Chủ gọi gửi thông báo xác nhận ACK. 4.1.3.5. Định vị người dùng Một đối tượng bị gọi có thể di chuyển giữa một số các hệ thống đầu cuối khác nhau theo thời gian. Một máy chủ định vị cũng có thể sử dụng một hay nhiều giao thức khác nhau để xác định hệ thống đầu cuối mà tại đó một người sử dụng có thể liên lạc. Một máy chủ định vị có thể đưa ra một vài vị trí vì người sử dụng được đăng nhập vào tại một vài host đồng thời hoặc bởi vì máy chủ định vị lỗi. Máy chủ SIP kết hợp các kết quả để đưa ra một danh sách các vị trí. Đối với từng kiểu SIP Server thì hoạt động sau khi nhận được danh sách các vị trí khác nhau là khác nhau. Một SIP Redirect Server sẽ trả lại danh sách địa chỉ cho Client với các mào đầu Contact. Một SIP proxy server có thể thử lần lượt hoặc song song các địa chỉ cho đến khi cuộc gọi thành công (phúc đáp 2xx) hoặc bên bị gọi từ chối cuộc gọi (phúc đáp 6xx). Nếu một proxy server chuyển tiếp một yêu cầu SIP, nó phải bổ sung địa chỉ của nó vào vị trí bắt đầu của danh sách các trạm chuyển tiếp được ghi trong các mào đầu Via. Dấu vết Via đảm bảo rằng các trả lời có thể đi theo cùng tuyến đó theo hướng ngược lại, việc đảm bảo hoạt động chính xác nhờ tuân theo các tường lửa và tránh lặp lại yêu cầu. Ở hướng phúc đáp, mỗi host phải xoá bỏ Via của nó, do đó thông tin định tuyến nội bộ được che khuất đối với phía bị gọi và các mạng bên ngoài. 4.1.3.6. Thay đổi một phiên hiện tại Trong một vài trường hợp, cần phải thay đổi các thông số của phiên hội thoại hiện tại. Việc đó được thực hiện bởi việc phát lại các yêu cầu INVITE. Các yêu cầu INVITE đó có cùng trường Call-ID nhưng có trường mào đầu và trường bản tin khác

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

với yêu cầu ban đầu để mang thông tin mới. Các bản tin INVITE đó phải có chỉ số CSeq cao hơn các yêu cầu trước. Ví dụ: có hai thành viên đang hội thoại và muốn có thêm một người thứ ba tham gia. Một trong hai thành viên sẽ mời thành viên thứ ba tham gia với một địa chỉ đa hướng (Multicast) mới và đồng thời gửi một bản tin INVITE đến thành viên thứ hai với trường miêu tả phiên đa hướng nhưng có trường Call-ID cũ. 4.1.4. Các loại bản tin SIP SIP là giao thức dạng Text sử dụng bộ ký tự ISO 10646 trong mã hoá UTF-8 (RFC 2279). Điều này tạo cho SIP tính linh hoạt, mở rộng và dễ thực thi các ngôn ngữ lập trình cấp cao như Java, Tol, Perl. Cú pháp của SIP gần giống với giao thức HTTP, nó cho phép dùng lại mã và đơn giản hóa sự liên kết của các máy phục vụ SIP với các máy phục vụ Web. Tuy nhiên, SIP không phải là một dạng mở rộng của HTTP. Khác với HTTP, SIP có thể sử dụng giao thức UDP. Bản tin SIP được chia làm hai loại: Bản tin yêu cầu từ Client tới Server và bản tin đáp ứng từ Server trả lời cho Client: SIP-message = Request/ Response 4.1.4.1. Bản tin yêu cầu (Request) Bản tin Request có khuôn dạng gồm hai phần cơ bản: Request-line và phần mào đầu-header (với 3 loại header): Request=Request-line*(General-header/Request-header/ Entity-header) CLRF [message-body] Trong đó thành phần Request-line chứa tên phương thức, một Request – URI và số phiên bản của giao thức. Các thành phần được ngăn cách với nhau bằng một khoảng trắng (SP). Cũng như các dòng khác, dòng khởi đầu được kết thúc bằng một ký tự xuống dòng (CRLF). Request-line = Method SP Request-URI SP SIP-Version Trong đó: Method (Phương thức SIP): SIP định nghĩa 6 phương thức cơ bản như trong bảng 4.2. Request-URI: Trường Request-URI có khuôn dạng theo SIP URL. Nó thông báo cho User hoặc dịch vụ về địa chỉ hiện tại. Khác với trường “To”,

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Request-URI có thể được ghi lại bởi Proxy (trường hợp máy phục vụ ủy quyền). SIP Version: Phiên bản SIP là các bản SIP được đưa ra các lần khác nhau. Cả hai bản tin Request và Response đều chứa phiên bản của SIP được sử dụng SIP Version. Hiện tại phiên bản SIP là 2.0. Bảng 4.2. Các phương thức SIP INVITE ACK OPTIONS BYE

Mời thành viên tham gia hội thoại. Yêu cầu xác nhận đã nhận được đáp ứng chập nhận (OK) cho yêu cầu INVITE. Hỏi khả năng của máy phục vụ SIP. Yêu cầu giải phóng cuộc gọi

CANCEL

Hủy bỏ yêu cầu sắp được thực hiện với cùng giá trị trong các trường Call_ID, From, To, Cseq của yêu cầu đó bằng cách ngừng quá trình tìm kiếm báo hiệu.

Đăng ký danh sách địa chỉ liên hệ của người dùng với máy phục vụ.

4.1.4.2. Bản tin phúc đáp (Response) Sau khi nhận và thông dịch một bản tin yêu cầu, phía nhận thực hiện trả lời bằng một bản tin phúc đáp. Khuôn dạng bản tin cũng gồm hai phần cơ bản: Status-line và phần mào đầu header (với 3 loại header): Response = Status-line *(General-header/ Response-header/ Entity-header) CLRF [message-body] Trong đó thành phần Status-line có cấu trúc sau: (SP là ký tự phân cách): Status-line = SIP-Version SP status-code SP Reason-phrase SIP Version: Cũng giống như trong bản tin Request. Status-code và Reason-phrase: Status-code là một mã kết quả nguyên gồm 3 digit, chỉ ra kết quả của việc cố gắng thực hiện và mức độ thỏa mãn yêu cầu. Reason-Phrase thì dùng để đưa ra một lời giải thích ngắn cho Status-code. Status-code mục đích là để sử dụng cho Server còn Reason-phrase là dùng cho User. Client không thể yêu cầu hiển thị hay kiểm tra Reason-phrase.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Status-code gồm 3 digit. Digit đầu tiên định nghĩa loại đáp ứng, hai digit sau không có vai trò phân loại. SIP 2.0 định nghĩa 6 giá trị của digit đầu tiên như sau: Bảng 4.3. Các mã trạng thái SIP 1xx

Tìm kiếm, báo hiệu, sắp hàng đợi

2xx

Thành công

3xx

Chuyển tiếp yêu cầu

4xx

Lỗi phía người dùng

5xx

Lỗi phía Server

6xx

Lỗi chung: đường dây đang bận, từ chối,….

Mã đáp ứng SIP có thể mở rộng được. Các ứng dụng SIP không yêu cầu phải hiểu rõ về ý nghĩa của tất cả mã đáp ứng được đăng ký mà chỉ cần hiểu các loại mã đáp ứng, ý nghĩa của digit đầu tiên. 4.1.4.3. Cấu trúc bản tin SIP Cả hai loại bản tin trên đều sử dụng chung một định dạng cơ bản được quy định trong RFC 2822 với cấu trúc gồm một dòng khởi đầu (start – line), một số trường tiêu đề và một phần thân bản tin tuỳ chọn (hình 4.2). Cấu trúc này được tóm tắt như sau: generic-message = start-line *message-header CRLF [ message-body ]

Với start-line = Request-Line / Status-Line

Hình 4.2. Cấu trúc bản tin SIP Trong đó, dòng bắt đầu, các dòng tiêu đề hay các dòng trắng phải được kết thúc bằng một ký tự xuống dòng (CRLF) và phải lưu ý rằng dòng trắng vẫn phải có để ngăn cách phần tiêu đề và phần thân của bản tin ngay cả khi phần thân bản tin là rỗng. Start line: Mỗi bản tin SIP được bắt đầu với một Start Line, Start Line vận chuyển loại bản tin (phương thức trong các Request, và mã đáp ứng trong các

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

bản tin đáp ứng) và phiên bản của giao thức. Start line có thể là Request-Line (trong các request) hoặc là Status-Line (trong các response).

Headers: Các trường Hearder của SIP được sử dụng 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 để của bản tin HTTP theo cả cú pháp và ngữ nghĩa (thực tế có một vài tiêu đề được mượn từ HTTP) cho nên chúng luôn có khuôn dạng như sau: :< Value>.

Thứ tự các trường tiêu đề khác tên là không quan trọng (nhưng các tiêu đề mà được sử dụng để định tuyến bởi các proxy sẽ được đặt trước). Thứ tự các tiêu đề có cùng tên là quan trọng. Tiêu đề bản tin bao gồm bốn loại: – Tiêu đề chung. – Tiêu đề Request. – Tiêu đề Response. – Tiêu đề thực thể. Body: Thân bản tin được sử dụng để mô tả phiên được khởi tạo (ví dụ: trong một phiên multimedia phần này sẽ mang loại mã hóa audio và video, tốc độ lấy mẫu …), hoặc nó có thể được sử dụng để mang dữ liệu dưới dạng text hoặc nhị phân (không được dịch) mà liên quan đến phiên đó. Phần thân bản tin có thể xuất hiện trong cả bản tin yêu cầu và đáp ứng. Các loại Body bao gồm: – SDP: Session Description Protcol. – MIME: Multipurpose Internet Mail Extentions.

– Các phần khác: được định nghĩa trong IETF. 4.1.5. Đánh giá SIP SIP là giao thức đề cử được tổ chức IETF đưa ra. Nó ra đời với mục đích đơn giản hoá cơ chế báo hiệu và điều khiển cuộc gọi cho VoIP. SIP là giao thức dạng text, các lệnh SIP có cấu trúc đơn giản để các thiết bị đầu cuối dễ dàng phân tích và sửa đổi. Các ưu điểm nổi bật của SIP là:

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

- Tính mở rộng một cách tự nhiên của giao thức cho phép dễ dàng định nghĩa và thi hành trong tương lai. - Cho phép tạo các thiết bị đầu cuối một cách đơn giản và dễ dàng mà vẫn đảm bảo chi phí thấp. Tuy nhiên SIP vẫn còn có các nhược điểm: - SIP là giao thức rất mới, cần được tiếp tục hoàn thiện. - Nó chỉ đề cập tới một phạm vi hẹp trong toàn bộ phiên truyền thông nên cần phải được kết hợp với các giao thức khác trong quá trình xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh. - Khả năng giao tiếp với mạng chuyển mạch kênh kém. 4.2. H.323 4.2.1. Tổng quan về H.323 Khuyến nghị H.323 đầu tiên (phiên bản 1) được ra đời vào tháng 5/1996, do Tổ chức Viễn Thông Quốc Tế ITU (International Telecommunication Union) phê chuẩn. H.323 định nghĩa cách thức truyền âm thanh, dữ liệu và hình ảnh thời gian thực qua các mạng LAN, WAN. Với sự phát triển mạnh mẽ của thoại gói và thoại IP, phiên bản 2 của H.323 đã ra đời, nó bổ sung sự mô tả các thành phần cấu thành hệ thống, các thông báo, thủ tục cho các cuộc gọi đa phương thức thời gian thực được thiết lập giữa hai hoặc nhiều hơn các thực thể giao tiếp trên mạng gói. Khuyến nghị H.323 về một hệ thống truyền thông đa phương tiện trên nền IP mang tính chất toàn diện, linh hoạt. Nó hỗ trợ việc sử dụng các chuẩn truyền thông đã có sẵn như các chuẩn nén, Q931….Vì vậy ta có thể xây dựng các ứng dụng đa phương thức, kèm cả dữ liệu và thoại. Các ứng dụng H.323 được thị trường hoá do những nguyên nhân sau: H.323 thiết lập các chuẩn truyền thông dựa trên nền sẵn có là mạng IP. Nó cũng được thiết kế để bù được độ trễ trên mạng LAN, cho phép người sử dụng các ứng dụng đa phương thức mà không cần thay đổi nền mạng trước đó. Độ rộng dải thông mạng LAN như Ethernet ngày càng tăng, từ 10 đến 100 Mbps tới tận Gbps và tốc độ máy tính cá nhân hiện thời cũng đã đạt tới tốc độ xử lý GHz. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Bằng việc cung cấp tính tương tác giữa thiết bị tới thiết bị, ứng dụng tới ứng dụng, đại lý tới đại lý, H.323 cho phép tương thích giữa các sản phẩm khác nhau. H.323 cung cấp chuẩn để giao tiếp được giữa các mạng LAN và các mạng khác. Với H.323, nhà quản lý mạng có thể tiết kiệm được giải thông trên mạng mà cần thiết cho truyền thông. Việc hỗ trợ đa phát đáp trong hội thoại với số thành viên nhỏ cũng giảm bớt được yêu cầu giải thông. H.323 được chấp nhận bởi rất nhiều các công ty máy tính, tổ chức viễn thông hàng đầu như ITU, Intel, Microsoft, Cisco, IBM thống nhất về một chuẩn chung. Khuyến nghị H.323 bao gồm cả các yêu cầu về dịch vụ giao tiếp thoại và hình ảnh trong mạng LAN mà không có cơ chế đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS). Nó cũng kết hợp chặt chẽ với chuẩn T.120 chỉ định dữ liệu cho cuộc hội thoại. 4.2.2. Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323

Hình 4.3. Kiến trúc mạng và các thành phần H.323 H.323 định nghĩa 4 thành phần chính của hệ thống giao tiếp: 4.2.2.1. Đầu cuối H.323 Là các điểm đầu cuối trong mạng LAN. Terminal đơn thuần là máy tính cá nhân hoặc một thiết bị độc lập nào đó hỗ trợ giao tiếp hai chiều thời gian thực với các máy trạm khác qua thoại và dữ liệu. Mỗi Terminal phải đảm bảo tính tương thích với các

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

loại mạng khác nhau. Các thành phần bắt buộc và tuỳ chọn của nó được mô tả trên hình 4.4. Các đầu cuối H.323 phải hỗ trợ các giao thức sau: H.245 cho việc chuyển đổi dung lượng của đầu cuối và cho việc tạo lập một kênh truyền thông. H.225 cho việc báo hiệu và thiết lập cuộc gọi. RAS cho việc khai báo và các điều khiển cho phép khác với một Gatekeeper. RTP/RTCP cho việc sắp xếp thành dãy các gói tin thoại và hình ảnh. Các đầu cuối H.323 cũng phải hỗ trợ G.711 vì kết nối cơ bản tối thiểu của H.323 là thoại. Các thành phần tuỳ chọn trong một đầu cuối H.323 là các Codec cho hình ảnh, giao thức T-120 cho hội nghị dữ liệu, và MCU cho khả năng hội nghị đa điểm.

Hình 4.4. Đầu cuối H.323

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

4.2.2.2. Cổng phương tiện (GW)

Hình 4.5. Cấu tạo GW Một GW cung cấp khả năng kết nối giữa một mạng H.323 với các mạng khác. Ví dụ như: một GW có thể kết nối liên lạc giữa một đầu cuối H.323 với các mạng SCN (SCN bao gồm tất cả các mạng chuyển mạch thoại như kiểu PSTN). Khả năng kết nối các mạng khác nhau này được thực hiện bởi việc phiên dịch giao thức cho việc thiết lập và giải phóng cuộc gọi, bằng việc chuyển đổi các định dạng truyền thông giữa các mạng khác nhau, và bằng việc trao đổi thông tin giữa các mạng mà kết nối bởi GW. Tuy nhiên việc kết nối giữa các đầu cuối H.323 sẽ không đòi hỏi sự có mặt của một GW (Hình 4.5). 4.2.2.3. Giám sát cổng truyền thông (GK) Một vùng H.323 (zone) trên cơ sở mạng IP là tập hợp của tất cả các đầu cuối. Trong đó, mỗi đầu cuối được gán với một bí danh. Mỗi miền được quản trị bởi một GK duy nhất, là trung tâm đầu não, đóng vai trò giám sát mọi hoạt động trong miền đó. Đây là thành phần tuỳ chọn trong hệ thống VoIP theo chuẩn H.323. Tuy nhiên nếu có mặt GK trong mạng thì các đầu cuối H.323 và các GW phải hoạt động theo các dịch vụ của GK đó. Mọi thông tin trao đổi của GK đều được định nghĩa trong RAS. Mỗi người dùng tại đầu cuối được GK gán cho một mức ưu tiên duy nhất. Mức ưu tiên này rất cần thiết cho cơ chế báo hiệu cuộc gọi mà cùng một lúc nhiều người sử dụng. H.323 định nghĩa cả những tính chất bắt buộc tối thiểu phải có cho GK và các những đặc tính tuỳ chọn . Các chức năng bắt buộc tối thiểu của một GK gồm: Phiên dịch địa chỉ, điều khiển cho phép truy nhập, điều khiển dải thông, quản lý “vùng”. Các chức năng tuỳ chọn của GK gồm có: Báo hiệu điều khiển cuộc gọi, cấp phép cho cuộc gọi, quản lý cuộc gọi

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Các thành phần chính của một GK được mô tả trên hình 4.6. Vai trò vị trí của GK như hình 4.7. GK hoạt động ở hai chế độ: Chế độ trực tiếp: GK chỉ có nhiệm vụ cung cấp địa chỉ đích mà không tham gia vào các hoạt động kết nối khác. Chế độ chọn đường: GK là thành phần trung gian, chuyển tiếp mọi thông tin trao đổi giữa các bên.

Hình 4.6. Cấu trúc GK

Hình 4.7. Vai trò và vị trí của GK Các chức năng của Gatekeeper được trình bày trong bảng dưới đây:

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Bảng 4.4. Các chức năng Gatekeeper Chức năng

Định nghĩa

Biên dịch địa chỉ (Address Translation)

Người gọi thường không biết địa chỉ IP tại đầu cuối của người nghe mà chỉ biết bí danh của người đó. Để thiết lập cuộc gọi thì Gatekeeper phải dịch bí danh này sang địa chỉ IP

Điều khiển quyền truy nhập (Admission Control)

Với một tài nguyên mạng cụ thể, người quản trị mạng đặt ra một ngưỡng chỉ số hội thoại cùng lúc cho phép trên mạng đó. Gatekeeper có nhiệm vụ từ chối kết nối mới mỗi khi đạt tới ngưỡng. Nó điều khiển quyền truy nhập mạng của người dùng theo mức ưu tiên đã gán trước.

Điều khiển băng thông (Bandwidth Control)

Giám sát và điều khiển việc sử dụng dải thông mạng. Đồng thời Gatekeeper cũng phải đảm bảo lưu lượng thông tin truyền không được vượt quá tải của mạng do nhà quản trị mạng đặt ra.

Báo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signaling)

Tùy chọn Gatekeeper cung cấp địa chỉ đích cho người gọi theo hai chế độ trực tiếp và chọn đường. Tại chế độ trực tiếp, sau khi cung cấp địa chỉ đích thì Gatekeeper ngừng tham gia hoạt động “bắt tay” giữa các bên. Tại chế độ chọn đường, địa chỉ đích là địa chỉ của Gatekeeper nên nó đóng vai trò trung gian chuyển tiếp mọi thông tin trao đổi trong quá trình bắt tay giữa các bên. Gatekeeper xử lý các thông tin báo hiệu Q.931 trao đổi giữa các bên.

Quản lý băng thông (Bandwidth Management)

Tùy chọn Gatekeeper để giới hạn số cuộc gọi cùng lúc trong miền của nó trong phiên Q.931.

Dịch vụ quản lý cuộc gọi (Call Management Service)

Tùy chọn Gatekeeper lưu trữ một danh sách các cuộc gọi hiện thời để cấp thông tin cho việc quản lý giải thông và để xác định đầu cuối nào đang bận.

Dịch vụ xác nhận cuộc gọi Gatekeeper loại bỏ cuộc gọi khi quá trình xác nhận (Call Authrization là sai ngay cả khi chưa tới ngưỡng. Service) Dịch vụ chỉ dẫn (niên giám) (Directory Service)

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Cơ sở dữ liệu của Gatekeeper chứa thông tin về người sử dụng để phục vụ quá trình tìm kiếm người dùng.

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

4.2.2.4. Đơn vị điều khiển đa điểm (MCU) Cung cấp chức năng hội thoại với số bên tham gia lớn hơn 3. Nó phối hợp các phương thức giao tiếp của các bên tham gia và cung cấp các đặc trưng trộn âm thanh và hình ảnh (nếu cần) cho các Terminal. MCU bao gồm hai thành phần: Bộ điều khiển đa điểm (MC) có nhiệm vụ thiết lập và quản lý hội thoại nhiều bên qua H.245. MC có thể được đặt trong GK, GW, đầu cuối hoặc MCU. Bộ xử lý đa điểm (MP): đóng vai trò trộn tín hiệu, phân kênh và lưu chuyển dòng bit quá trình giao tiếp giữa các bên tham gia hội thoại. Đối với MCU tập trung thì có đầy đủ MC và MP. Đối với MCU phân quyền thì chỉ còn chức năng của MC. Sự khác biệt là ở chỗ trong hội thoại phân quyền các bên trao đổi trực tiếp với nhau mà không cần phải thông qua MCU. Ngoài ra, có thể kết hợp giữa hai loại này tạo thành MCU lai ghép.

Hình 4.8. Cấu tạo của MCU Vùng hoạt động

Hình 4.9. Một vùng hoạt động đơn giản

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Một vùng hoạt động H.323 là một tập hợp tất cả các đầu cuối, các GW và các MCU chịu sự quản lý của duy nhất một GK. Vùng hoạt động này độc lập với topo của mạng thực tế và có thể bao gồm nhiều phân đoạn (segment) mạng nối với nhau qua router hay các thiết bị khác. Mô hình về một đoạn mạng đơn giản được minh họa trong hình sau: 4.2.3. Chồng giao thức sử dụng trong H.323 Chồng các giao thức trong H.323 và vị trí của chúng theo mô hình OSI được mô tả trong hình 4.10. Bao gồm: Các chuẩn mã hoá và giải mã thoại (Audio CODECs): G711, G722, G728, G729, G723.1. Các chuẩn mã hoá và giải mã hình ảnh (Video CODECs): H261, H263. Bản tin H.225 khai báo, cho phép và quản lý trạng thái RAS (Registration, Admision, and Status). Bản tin H.225 cho báo hiệu cuộc gọi. Bản tin H.245 điều khiển cuộc gọi. Giao thức điều khiển thời gian thực (RTCP) Giao thức truyền tải thời gian thực (RTP).

Hình 4.10. Chồng giao thức H.323

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

4.2.3.1. Bản tin báo hiệu cuộc gọi H.225 a. Bản tin H.225 RAS Bảng 4.5. Các thông báo của H.225 RAS Tên thông báo

Chức năng

Yêu cầu quyền truy nhập (Admission Request- ARQ)

Một đầu cuối gửi yêu cầu tới Gatekeeper, xin phép được truy nhập vào mạng chuyển mạch gói. Gatekeeper có thể chấp nhận (ACF) hay loại bỏ (ARJ).

Yêu cầu băng thông (Bandwidth Request- BRQ)

Đầu cuối gửi yêu cầu để thay đổi băng thông, Gatekeeper có thể chấp nhận (BCF) hoặc loại bỏ (BRJ). Gatekeeper cũng có thể hỏi lại cơ chế truyền băng thông thấp hay cao.

Yêu cầu giải phóng cuộc gọi (Disengage Request- DRQ)

Đầu cuối gửi thông báo tới Gatekeeper liên kết đang bị loại bỏ, hoặc Gatekeeper gửi thông báo bắt buộc kết thúc cuộc gọi (bên nhận phải gửi DCF). Bên nhận có thể chấp nhận (DCF) hoặc từ chối (DRJ), Gatekeeper có thể từ chối (DRJ) nếu đầu cuối chưa đăng ký với nó.

Yêu cầu thông tin trạng thái (InfoRequest- IRQ)

Gatekeeper gửi yêu cầu tới Terminal để lấy thông tin trạng thái. Terminal trả lời qua IRR.

Phúc đáp yêu cầu thông tin (InfoRequest Response- IRR)

Đáp ứng yêu cầu của IRQ.

Yêu cầu cục bộ (Location Request- LRQ)

Yêu cầu Gatekeeper cung cấp địa chỉ dịch. Gatekeeper có thể phúc đáp (LCF) và khi đó trong lời đáp có chứa địa chỉ đích, hoặc có thể loại bỏ (LRJ).

Bản tin không hiểu được (Message not understood)

Đầu cuối gửi đáp ứng khi không hiểu thông báo mà nó nhận được.

Yêu cầu đăng ký (Regisration Request- RRQ)

Terminal gửi yêu cầu, xin đăng ký với Gatekeeper. Gatekeeper có thể đồng ý (RCF) hoặc loại bỏ (RRJ).

Bấm giờ truy nhập từ xa và yêu cầu trong tiến trình (RAS timer and Request in Progress - RIP)

Đưa ra nhãn thời gian trễ mặc định cho các đáp ứng trả lời các yêu cầu và số lần phát lại nếu chưa nhận được đáp ứng.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Khi hệ thống có sự tham gia của GK, các đầu cuối tiến hành bắt tay với nhau thông qua GK là thành phần trung gian bằng cơ chế hỏi/đáp. GK căn cứ vào tình trạng của mạng để từ chối hoặc cho phép yêu cầu đó được thực hiện. Nó có các chính sách cụ thể như cho phép tối đa bao nhiêu cuộc gọi diễn ra đồng thời trong miền mà nó quản lý, để đảm bảo mạng hoạt động tốt. Các thông tin trao đổi định nghĩa trong RAS được trình bày trong bảng 4.5. b. Q.931 Bảng 4.6. Các thông báo của Q.931 Tên thông báo

Chức năng

Thông báo (Alerting)

Người được gọi gửi thông báo nhận được một yêu cầu kết nối từ phía người gọi.

Tiến hành cuộc gọi (Call Proceeding)

Người được gọi gửi thông báo yêu cầu thiết lập cuộc gọi của người gọi đã được khởi tạo và nó không chấp nhận một yêu cầu kết nối nào khác.

Kết nối (Connect)

Người được gọi gửi thông báo chấp nhận kết nối từ phía người gọi.

Thông tin (Information)

Cung cấp thêm các thông tin trong quá trình thiết lập cuộc gọi hoặc các thông tin thêm về cuộc gọi.

Quá trình cuộc gọi (Progress)

Được gửi từ Gateway tới SCN, đưa ra tiến trình cuộc gọi trong quá trình trao đổi.

Hoàn thành giải phóng cuộc Terminal đưa thông báo giải phóng cuộc gọi, thu gọi hồi lại tài nguyên đã cung cấp cho cuộc gọi. (Release Complete) Thiết lập (Setup)

Người gọi gửi thông báo yêu cầu muốn được kết nối với người được gọi.

Trạng thái (Status)

Đáp ứng lại thông báo thẩm tra trạng thái hoặc một thông báo không xác định được loại thông báo báo hiệu cuộc gọi.

Thẩm tra trạng thái (Status Inquiry)

Thông báo yêu cầu các thông tin trạng thái cuộc gọi.

Đây là giao thức sẽ được sử dụng tiếp theo sau khi quá trình bắt tay thành công qua RAS. Nếu hệ thống không có GK thì không cần đến RAS và Q.931 là giao thức sẽ được gọi dùng đầu tiên để thiết lập cuộc thoại giữa các đầu cuối. Q.931 thực hiện việc trao đổi trực tiếp các thông báo giữa 2 đầu cuối với mục đích thiết lập cuộc gọi và

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

chấm dứt cuộc gọi khi một trong các bên kết thúc hội thoại. Các thông tin chính được định nghĩa trong Q.931 được trình bày trong bảng 4.6. 4.2.3.2. Bản tin điều khiển cuộc gọi H.245 Khi hai bên đồng ý tham gia cuộc thoại sau quá trình bắt tay qua Q.931 thì bước tiếp theo là hai bên thống nhất một cách thức hội thoại phù hợp bao gồm các công việc sau: Thỏa thuận về bộ CODEC được sử dụng, mở hai cổng UDP kề nhau cho các kênh logic truyền và điều khiển dòng thông tin đa phương thức, quản lý kênh logic thông qua việc xác lập máy chủ/máy khách, điều khiển tốc độ truyền dòng bit… Các thông tin trao đổi định nghĩa trong H.245 được trình bày trong sau dưới đây: Bảng 4.7. Các thông báo của H.245 Tên thông báo

Chức năng

Sự xác định Chủ-khách

Cho phép xác định đâu là máy chủ/máy khách để tránh xung đột. Trạng thái này có thể thay đổi bất cứ lúc nào trong một phiên hoạt động. Các đáp ứng: ACK (chấp nhận), Reject (loại bỏ), Release (trường hợp timeout).

Khả năng trao đổi

Đảm bảo chỉ có một dòng thông tin đa phương thức được trao đổi trên kênh logic và thuật toán điều chế/giải điều chế để mỗi bên có thể hiểu tín hiệu nhận được. Các đáp ứng: ACK, Reject, Release.

Mở kênh logic

Mở một kênh logic. Các đáp ứng: ACK, Reject, Confirm (xác nhận).

Đóng kênh Logic

Đóng kênh logic hội thoại giữa các bên.Đáp ứng: ACK.

Yêu cầu về phương thức

Yêu cầu được đưa ra để chỉ rõ chế độ truyền luồng tin đa phương thức tiếng nói, hình ảnh hay dữ liệu. Các đáp ứng: ACK, Reject, Release.

Thu thập khả năng của các đầu cuối

Cung cấp thông tin về phương thức trao đổi của các Terminal. Trường hợp hội thoại thì cho biết bộ CODEC được sử dụng tại mỗi bên.

Chỉ thị kết thúc phiên

Chỉ thị kết thúc phiên H.245.

4.2.3.3. Giao thức truyền tải thời gian thực RTP Giao thức này cung cấp các dịch vụ truyền tải thoại và hình ảnh thời gian từ đầu đến cuối. Trong khi, H.323 được sử dụng để chuyển tải dữ liệu trên nền mạng gói, thì RTP cơ bản là được dùng để chuyển tải dữ liệu thông qua giao thức datagram của người dùng (UDP). RTP cùng với UDP cung cấp các chức năng của một giao thức Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

chuyển tải (transport_protocol). RTP cung cấp các dịch vụ sau: nhận dạng trọng tải, đánh số theo dãy, đếm nhịp thời gian, và ghi thông báo vô tuyến. UDP cung cấp các dịch vụ đa thành phần và tổng kiểm tra. RTP cũng có thể được sử dụng cùng với một giao thức khác. 4.2.3.4. Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP Giao thức này cung cấp các dịch vụ điều khiển. Chức năng cơ bản của RTCP là cung cấp sự phản hồi về chất lượng của việc phân phối dữ liệu. Những chức năng khác của RTCP gồm có: thực hiện việc nhận biết cấp truyền tải cho một tài nguyên RTP mà được gọi với cái tên chính tắc là: đồng bộ hóa thoại và hình ảnh. 4.2.4. Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323 trong trường hợp đơn giản nhất Báo hiệu H.323 là một quá trình thực sự phức tạp. Tương tác giữa các phần tử trong mạng H.323 trong quá trình báo hiệu được mô tả trong hình 4.11. Một cách chi tiết thì cuộc gọi giữa hai đầu cuối H.323 được thiết lập như sau: Trước hết cả 2 phải đã được đăng ký tại Gatekeeper. Đầu cuối A gửi yêu cầu tới Gatekeeper đề nghị thiết lập cuộc gọi. Gatekeeper gửi cho đầu cuối A thông tin cần thiết về đầu cuối B. Đầu cuối A gửi bản tin SETUP tới đầu cuối B. Đầu cuối B trả lời bằng bản tin Call Proceeding và đồng thời liên lạc với Gatekeeper để xác nhận quyền thiết lập cuộc gọi. Đầu cuối B gửi bản tin Alerting và Connect. Hai đầu cuối trao đổi một số bản tin H.245 để xác định chủ/tớ, khả năng xử lý của đầu cuối và thiết lập kết nối RTP.

Hình 4.11. Báo hiệu thiết lập cuộc gọi giữa mạng chuyển mạch gói và PSTN Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Hình 4.12. Thiết lập cuộc gọi H.323 Mô tả trong hình 4.12, là trường hợp cuộc gọi điểm – điểm đơn giản nhất, khi mà báo hiệu cuộc gọi không được định tuyến tới Gatekeeper. 4.2.5. So sánh SIP và H.323 Những người đề xuất SIP cho rằng H.323 đang xuất hiện trong báo hiệu ATM và ISDN là không thích hợp cho điều khiển hệ thống VoIP nói chung và trong thoại Internet nói riêng. H.323 được khẳng định là rất phức tạp, hỗ trợ các chức năng phần lớn là không cần thiết cho thoại IP do đó đòi hỏi chi phí cao và không hiệu quả. Ví dụ H.323 xác định 3 phương pháp khác nhau để phối hợp hoạt động giữa H.225 và H.245, với các kết nối khác nhau, H.245 ngang qua kết nối H.225, và tiến hành phương pháp "kết nối nhanh" của 2 giao thức tích hợp. Mặc dù hầu hết các khả năng thực hiện chỉ hỗ trợ cho các kết nối nhanh, tính tương thích H.323 liên quan đến yêu cầu hỗ trợ của cả 3 phương pháp. Đồng thời, họ cũng cho rằng H.323 không có khả năng mở rộng yêu cầu đối với giao thức báo hiệu cho công nghệ chẳng hạn như VoIP, là những công nghệ chắc chắn sẽ phát triển và hỗ trợ các dịch vụ và đặc tính mới. Giữa H.323 và SIP có nhiều điểm tương đồng. Cả hai đều cho phép điều khiển, thiết lập và hủy bỏ cuộc gọi. Cả H.323 và SIP đều hỗ trợ tất cả các dịch vụ cần thiết. Tuy nhiên có một số điểm khác biệt giữa hai chuẩn này. Đó là:

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

H.323 hỗ trợ hội nghị đa phương tiện rất phức tạp. Hội nghị H.323 về nguyên tắc có thể cho phép các thành viên sử dụng những dịch vụ như bảng thông báo, trao đổi dữ liệu, hoặc hội nghị Video. SIP hỗ trợ SIP-CGI (SIP-Common Gateway Interface) và CPL (Call Processing Language). SIP hỗ trợ điều khiển cuộc gọi từ một đầu cuối thứ 3. Hiện nay H.323 đang được nâng cấp để hỗ trợ chức năng này. Bảng sau đây sẽ thể hiện cụ thể hơn những điểm khác nhau của H.323 và SIP: Bảng 4.8. So sánh giữa SIP và H.323 Đặc điểm so sánh Tổ chức Quan hệ kết nối Khởi điểm Đầu cuối

SIP

H.323

IETF

ITU

Ngang cấp

Dựa trên mạng Internet và Cơ sở là mạng thoại. Giao thức Web. Cú pháp và bản tin báo hiệu tuân theo chuẩn ISDN tương tự như HTTP. Q.SIG Đầu cuối thông minh SIP

Đầu cuối thông minh H.323

Các Server lõi

SIP proxy, redirect, location và registration H.323 Gatekeeper servers

Tình hình hiện nay

Giai đoạn thử nghiệm khả năng cùng hoạt động của các thiết bị đã kết thúc. SIP Đã được sử dụng rộng rãi nhanh chóng trở nên phổ biến.

Khuôn dạng bản tin

Text, UTF-8

Trễ thiết lập cuộc gọi

1.5 RTT (Round-trip time), tức là chu kỳ nhận bản tin 6-7 RTT hoặc hơn và nhận bản tin trả lời hay xác nhận.

Giám sát trạng thái cuộc gọi

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

Nhị phân ASN.1 PER

Phiên bản 1 và 2: máy chủ phải Có 2 lựa chọn: chỉ trong giám sát trong suốt thời gian thời gian thiết lập cuộc gọi cuộc gọi và phải giữ trạng thái hoặc suốt thời gian cuộc kết nối TCP → hạn chế khả năng gọi mở rộng và giảm độ tin cậy.

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

Báo hiệu quảng bá Có hỗ trợ.

Không hỗ trợ.

Chất lượng dịch vụ

Sử dụng các giao thức khác Gatekeeper điều khiển băng như RSVP, OPS, OSP để thông. RSVP để lữu trữ tài đảm bảo chất lượng dịch nguyên mạng. vụ.

Bảo mật

Đăng ký tại Registrar Chỉ đăng ký khi trong mạng có Server, có xác nhận đầu Gatekeeper, xác nhận và mã hóa cuối và mã hoá. theo chuẩn H.235.

Định vị đầu cuối sử dụng E.164 Dùng SIP URL để đánh địa hoặc tên ảo H.323 và phương Định vị đầu cuối chỉ. Định tuyến nhờ sử pháp ánh xạ địa chỉ nếu trong và định tuyến cuộc dụng Redirect và Location mạng có Gatekeeper. Chức năng gọi định tuyến do Gatekeeper đảm Server. nhiệm. Tính năng thoại

Hỗ trợ các tính năng của Hỗ trợ các tính năng của cuộc cuộc gọi cơ bản. gọi cơ bản.

Hội nghị

Được thiết kế để hỗ trợ rất nhiều Hội nghị cơ sở, quản lý tính năng hội nghị, hình ảnh và phân tán. dữ liệu, quản lý tập trung → MC có thể tắc nghẽn.

Tạo tính năng và dịch vụ mới

Dễ dàng, sử dụng SIP-CGI H.405.1. và CPL.

Khả năng mở rộng Dễ dàng. Tích hợp với Web

Hạn chế.

Rất tốt, hỗ trợ click-to-dial.

Kém.

4.3. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP KÊNH MANG – BICC Giao thức BICC đưa ra sự tách biệt chức năng của các giao thức báo hiệu phương tiện mang và báo hiệu cuộc gọi với sự liên kết thông tin của cả hai giao thức, cho phép sự thiết lập độc lập cuộc gọi và phương tiện mang trong mạng băng rộng. Sự liên kết thông tin cho phép phối hợp các giao thức độc lập này tương quan với nhau tại các điểm đầu cuối. Các chức năng liên quan đến phương tiện mang như chặn và điều khiển tiếng vọng sẽ được điều khiển bởi điều khiển phương tiện mang. Báo hiệu của điều khiển tiếng vọng sẽ được thực hiện từ giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 4. Các giao thức ngang hàng

BICC đưa ra cơ chế hỗ trợ các dịch vụ ISDN băng hẹp qua mạng trục băng rộng mà không ảnh hưởng tới các giao diện của mạng N – ISDN hiện có và các dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối. Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi BICC dựa trên báo hiệu N – ISUP. Giao thức báo hiệu điều khiển phương tiện mang dựa trên các giao thức báo hiệu điều khiển công nghệ phương tiện mang khác nhau như IP, DSS2… Các phiên bản của BICC: BICC CS1: chuyển tải cuộc gọi sử dụng MTP SS7 hoặc ATM, hỗ trợ các loại truyền tải AAL1 và AAL2. BICC CS2: mở rộng BICC tới các tổng đài nội hạt, hỗ trợ phương tiện mang IP, hỗ trợ truyền tải báo hiệu IP, hỗ trợ AAL1. BICC CS3: tập trung vào mạng truy nhập và làm việc với SIP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Chương 5. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ 5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP “MGCP- Media Gateway Controll Protocol là giao thức điều khiển các cổng VoIP từ các thiết bị điều khiển cuộc gọi như MGC hay Call Agent”. Đây là định nghĩa về MGCP trích từ IETF RFC 2705 - Media Gateway Control Protocol. Sự phát triển của MGCP được mở rộng do ảnh hưởng của sự xung đột giữa các phần kiến nghị cho việc tách rời hóa kiến trúc GW. MGCP là sự bổ sung của cả hai giao thức SIP và H.323, được thiết kế đặc biệt như một giao thức bên trong giữa các MG và các MGC cho việc tách hoá kiến trúc GW. Trong đó, MGC xử lý cuộc gọi bằng việc giao tiếp với mạng IP qua truyền thông với một thiết bị báo hiệu địa chỉ giống như H.323 GK hoặc SIP Server và với mạng chuyển mạch kênh qua một GW báo hiệu tuỳ chọn. MGC thực hiện đầy đủ chức năng của lớp báo hiệu trong H.323 và như một H.323 GK. MG có nhiệm vụ chuyển đổi giữa dạng tín hiệu analog từ các mạch điện thoại, với các gói tin trong mạng chuyển mạch gói. MGCP hoàn toàn tương thích với VoIP GW. Nó cung cấp một giải pháp mở cho truyền thông qua mạng và sẽ cùng tồn tại với H.323 và SIP. 5.1.1. Kiến trúc và các thành phần MGCP dựa trên mô hình Client/Server. Giống như các giao thức khác, MGCP sử dụng giao thức SDP để mô tả phương thức truyền thông và sử dụng RTP/RCTP cho việc vận chuyển và giám sát truyền tin. MGCP định nghĩa các thực thể điểm cuối (Endpoint-E) và các kết nối (Connection-C). E là các nguồn dữ liệu có thể là vật lý hoặc logic. Việc tạo nguồn vật lý đòi hỏi phải thiết lập phần cứng, chẳng hạn như giao tiếp qua một GW và kết thúc một kết nối tới mạng chuyển mạch kênh PSTN, còn nguồn logic tạo ra từ phần mềm như nguồn tiếng nói. Kết nối có thể là kết nối điểm – điểm hoặc đa điểm, có thể được thiết lập qua rất nhiều thành phần mang trên mạng, như gói tin thoại dùng RTP trên mạng TCP/UDP, dùng AAL2 cho mạng ATM. Các hoạt động của MGCP là các báo hiệu (Signal-S) gửi từ MGC tới MG và các kết quả (Event-E) do MG gửi tới MGC. Quan hệ giữa MG và MGC (hay CA) được thể hiện trên hình 5.1:

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Hình 5.1. Quan hệ giữa MG và MGC Quá trình thiết lập giữa hai đầu cuối tại các Gateway cùng được quản lý bởi MGC diễn ra như sau: Quá trình thiết lập giữa hai đầu cuối tại các Gateway cùng được quản lý bởi MGC diễn ra như sau: MGC gửi CreatConnection tới GW đầu tiên. GW sẽ định vị các tài nguyên cần thiết và gửi trả các thông tin cần thiết cho kết nối như địa chỉ IP, cổng UDP, các tham số cho quá trình đóng gói. Các thông tin này được chuyển tiếp qua MGC. MGC gửi CreatConnection tới GW thứ hai chứa các thông tin chuyển tiếp ở trên. GW này trả về các thông tin mô tả phiên của nó. MGC gửi lệnh ModifyConnection tới đầu cuối thứ nhất. Quá trình kết nối thành công sau khi hoàn tất các bước trên. MGCP định nghĩa 3 báo hiệu: Bảng 5.1. Các báo hiệu trong MGCP Khai báo (Notify) Xoá kết nối (DeleteConnection) Khởi động lại trong quá trình ( RestartInProcess )

Các sự kiện được quan sát trên Gateway Xóa một kết nối, giải phóng tài nguyên. Xóa mọi dịch vụ tại đầu cuối, khởi tạo lại tiến trình kết nối.

MGCP cũng định nghĩa 8 lệnh trao đổi thông tin giữa các MGC với các đầu cuối:

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Bảng 5.2. Các lệnh trao đổi thông tin trong MGCP Cấu hình kết cuối (EndpointConfiguration) Yêu cầu khai báo (NotificationRequest) Tạo kết nối (CreatConnection)

MGC cho Gateway biết tên luật mã hoá tín hiệu. Trong trường hợp tiếng nói là luật – μ hoặc luật – A. Yêu cầu Gateway gửi các thông báo về các sự kiện diễn ra ở một đầu cuối nào đó. Mở một kết nối giữa hai đầu cuối.

Sửa đổi kết nối (ModifyConnection)

Thay đổi các tham số trong một kết nối đã được mở trước đó.

Xoá kết nối (DeleteConnection)

Đóng một kết nối. Lệnh này có thể được gửi bởi MGC, Gateway. Đáp ứng của lệnh này trả vể các thông tin tổng hợp trong suốt quá trình kết nối.

Kiểm toán đầu cuối (AuditEndpoint)

MGC tìm kiếm các thông tin về trạng thái tại một đầu cuối nào đó.

Kiểm toán kết nối (AuditConnection)

MGC gửi yêu cầu trả về các thông số trong một kết nối đã được mở.

Thông báo thăm dò(PollNotify)

Đưa sự kiện thông báo.

5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thông qua MGCP

Hình 5.2. Thiết lập cuộc gọi giữa A và B Trình tự thiết lập cuộc gọi giữa hai máy điện thoại A điện thoại B như sau: Khi máy điện thoại A được nhấc lên Gateway A gửi bản tin cho MGC. Gateway A tạo âm mời quay số và nhận số bị gọi. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Số bị gọi được gửi cho MGC. MGC xác định định tuyến cuộc gọi như thế nào: MGC gửi lệnh cho Gateway B. Gateway B đổ chuông ở máy B. MGC gửi lệnh cho Gateway A và B tạo phiên kết nối RTP/RTCP. 5.1.3. So sánh giữa MGCP, SIP và H.323 MGCP khác với SIP và H.323 ở một số điểm như sau: MGCP là giao thức kiểu chủ/tớ, trong khi SIP và H.323 là giao thức ngang cấp. MGCP được sử dụng giữa MG và MGC. Bảng 5.3. So sánh H.323 và MGCP H.323 1. Thuê bao nhấc máy và quay số

MGCP 1. Thuê bao nhấc máy và quay số

2. Gateway phân tích định tuyến cuộc 2. Gateway thông báo cho MGC gọi 3. MGC phân tích số, định tuyến và gửi lệnh cho Gateway bị gọi để đổ 3. Hai Gateway trao đổi thông tin chuông ở số máy bị gọi 4. Gateway bị gọi đổ chuông ở số máy bị gọi 4. MGC gửi lệnh cho 2 Gateway để thiết lập phiên kết nối RTP/RTCP 5. Hai Gateway thiết lập phiên kết nối RTP/RTCP

MGCP ra đời nhằm tách biệt các chức năng báo hiệu và thiết lập đường truyền. MGC (hay CA, Softswitch...) sau khi nhận được yêu cầu thiết lập cuộc gọi SIP hoặc H.323 sẽ dùng giao thức MGCP để điều khiển Gateway thiết lập phiên kết nối giữa 2 đầu cuối. Trong hình 5.2 ta thấy chức năng báo hiệu đã được tách biệt và do MGC đảm nhiệm. Chúng ta xem xét việc thiết lập cuộc gọi trong hai trường hợp: cuộc gọi trong mạng H.323 và trong mạng MGCP.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

5.1.4. Đánh giá giao thức MGCP Các ưu điểm của MGCP là: MGCP đặc biệt hữu ích đối với các ứng dụng triển khai lớn, các hệ thống phức tạp. Nó cho phép tích hợp tốt với mạng SS7, tạo sự thuận tiện cho quá trình điều khiển và xử lý các cuộc gọi. MGCP phân tách riêng biệt hai chức năng chính là chức năng điều khiển luồng phương thức và chức năng báo hiệu nên việc thi hành dễ dàng hơn. Tuy nhiên nó vẫn có nhược điểm là trở nên quá phức tạp đối với các ứng dụng nhỏ. Ngoài ra nó chỉ tập trung vào việc chuyển đổi giữa các luồng phương thức. Giao thức này được hoàn thiện trong chuẩn H.248/ Megaco tháng 11/2000 với sự hợp tác giữa hai tổ chức ITU và IETF. 5.2. MEGACO/H.248 5.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248

Hình 5.3. Kiến trúc điều khiển của MEGACO/H.248 MEGACO/H.248 là giao thức điều khiển cổng phương tiện nói chung, bao gồm cổng nội hạt, trung kế trong mạng PSTN, giao diện ATM, giao điện thoại và đường dây analog, điện thoại IP, các loại server,…Với tính năng hỗ trợ rộng rãi các ứng dụng một cách mềm dẻo, đơn giản và hiệu quả ở mức chi phí hợp lý, giao thức MEGACO/H.248 sẽ là chuẩn được sử dụng trong mạng thế hệ sau NGN. MEGACO/H.248 không bị ràng buộc với bất kỳ một giao thức điều khiển cuộc gọi ngang hàng nào (ví dụ: SIP hay H.323) và hoàn toàn tùy thuộc vào thiết kế của người

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

quản trị mạng. Kiến trúc của MEGACO/H.248 dựa trên 3 lớp: lớp MGC, lớp MG và lớp MEGACO (hình 5.3). Lớp MGC chứa tất cả các phần mềm điều khiển, xử lý cuộc gọi. Lớp này thực hiện các đặc điểm ở mức cuộc gọi như phát hiện cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, hội thoại hay giữ cuộc gọi (hold). Lớp MGC cũng thực hiện giao tiếp với các MGC cũng như các thực thể ngang cấp hay cấp dưới khác, MGC quản lý mọi thuộc tính trong quá trình giao tiếp. Lớp MG thực hiện các kết nối lưu lượng đi và tới các mạng khác, tương tác với các luồng lưu lượng này qua ứng dụng báo hiệu và sự kiện. Lớp MG cũng điều khiển các thuộc tính thiết bị của cổng phương tiện (ví dụ như giao diện người dùng). Lớp này không hề biết gì về việc điều khiển các thuộc tính cuộc gọi và hoạt động theo sự điều khiển của lớp MGC. Lớp MEGACO/H.248 quy định cách thức mà lớp MGC điều khiển lớp MG. 5.2.2. Vị trí của giao thức MEGACO/H.248 trong mô hình OSI

Hình 5.4. Vị trí của MEGACO/H.248 trong OSI Như chỉ ra trong hình 5.4, giao thức MEGACO/H.248 thực hiện các chức năng của mình ở 3 lớp trên cùng trong mô hình OSI. 5.2.3. Các chức năng của MEGACO/H.248 Giao thức MEGACO/H.248 định nghĩa giao diện điều khiển của MGC đối với MG. MEGACO/H.248 cung cấp các chức năng sau: Điều khiển các loại MG khác nhau (TGW, RGW, AGW, MS,…). Hỗ trợ đàm phán quyết định các thuộc tính cuộc gọi. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Có khả năng xử lý cuộc gọi đa người dùng. Hỗ trợ QoS và đo lường lưu lượng (các thông tin thống kê sau mỗi kết nối). Thông báo lỗi giao thức, lỗi mạng hay các thuộc tính cuộc gọi.

Hình 5.5. Vị trí và chức năng của giao thức MEGACO/H.248 5.2.4. Các khái niệm trong giao thức MEGACO/H.248 Các loại gateway: GW có địa chỉ IP và chỉ số cổng UDP mặc định của MGC quản lý nó. TGW (Trunking Gateway): là gateway giữa các tổng đài trung kế giữa mạng PSTN và mạng IP. AGW (Access Gateway): là gateway giữa mạng ISDN, tổng đài PBX và mạng IP. RGW (Residential Gateway): là gateway giữa một nhóm các máy điện thoại (nối trực tiếp vào Gateway này) và mạng IP. NAS: Gateway cung cấp khả năng truy cập Internet. IVR (Interactive Voice Response): gateway này được MGC điều khiển để thu các digit và gửi fax,… Mỗi loại GW có khả năng hỗ trợ các gói tin khác nhau. Termination: MGC coi GW là đại diện cho một nhóm các Termination, trong đó mỗi Termination chịu trách nhiệm xử lý cho một loại lưu lượng. Mỗi Termination được GW gán cho một ID tại thời điểm nó được tạo ra. Có 2 loại Termination là: Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Termination cố định (các giao diện vật lý, kênh TDM). Đối với loại Termination này, việc sử dụng các lệnh Add hay Subtract chỉ đơn giản là việc lấy chúng ra hay thêm vào Null context. Termination tạm thời hay Termination logic (cổng RTP nối GW với mạng, chỉ tồn tại khi sử dụng). Loại Termination này được tạo ra bởi lệnh Add và bị xóa đi bởi lệnh Subtract. GW được MGC coi như Termination gốc, điều này có ý nghĩa khi MGC muốn làm việc với chính GW (ví dụ khi tuyên bố GW là “in” hay “out” một dịch vụ nào đó). Giao thức MEGACO/H.248 có khả năng làm việc với một số lượng lớn các Termination là do Termination có các thuộc tính lựa chọn (event, signal, statistic). Các thuộc tính này được đưa vào các gói và MGC có thể chỉ định Termination là nó chỉ tiếp nhận những gói nào. Tại mỗi thời điểm, Termination cũng được điều khiển ở một chế độ xác định (chế độ chỉ nhận, chỉ gửi hoặc vừa nhận vừa gửi). Termination là nơi đi và đến của các luồng lưu lượng hay điều khiển. Context: Là khái niệm mang tính đột phá của MEGACO/H.248 so với các giao thức cùng loại trước nó. Khái niệm này cho phép tạo ra các phiên liên lạc đa điểm. Mỗi đầu cuối có thể tham gia vào nhiều context khác nhau với các loại lưu lượng khác nhau (ví dụ khi đầu cuối tham gia một phiên truyền thông đa phương tiện). Đây là một phiên kết nối bao gồm nhiều Termination. Mỗi context được GW tạo ra ban đầu chỉ có một Termination, các Termination kết nối với Termination đầu tiên sẽ lần lượt được thêm vào context này. Context sẽ bị xóa bỏ khi Termination cuối cùng được giải phóng. Số lượng Termination tối đa trong một context sẽ phụ thuộc vào khả năng của GW (những GW chỉ hỗ trợ liên lạc điểm – điểm sẽ chỉ có tối đa 2 Termination trong một context). Context được MG gán một phần nhận dạng ID bao gồm 32 bit (ID là duy nhất đối với một MG). Tất cả các Termination không tham gia vào một kết nối nào sẽ nằm trong Null context. Hiện nay Context có 3 thuộc tính: topology descriptor (mô tả topo phi kết nối), Priority flag (cờ ưu tiên, hướng dẫn GW phân bổ tài nguyên trong trường hợp khan hiếm) và emergency flag (cờ khẩn, chỉ ra context nào sẽ được lưu lại và khôi phục trong trường hợp có sự cố). Các thuộc tính khác của context có thể được bổ sung trong tương lai. Transaction: là một chuyển giao, mỗi transaction gồm phần yêu cầu (request) và phần trả lời (reply). Transaction Pending được sử dụng để thông báo rằng transaction vẫn đang được xử lý (được sử dụng khi transaction nào đó bị timeout). Mỗi transaction có một số nhận dạng ID. Số nhận dạng ID có giá trị từ 1 đến 99999. Thông tin trao đổi giữa MGC và các GW dưới dạng các chuyển giao (chứa các lệnh và các bản tin thông Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

báo sự kiện, trả lời,…), các lệnh trong mỗi chuyển giao sẽ được xử lý theo thứ tự đã chỉ ra. Event: là các sự kiện của đầu cuối (như onhook, offhook,…). Các sự kiện này được MG phát hiện và báo cáo tới MGC. MGC sẽ xem xét chỉ các sự kiện mà nó quan tâm ở bất kỳ thời điểm nào (được chỉ ra bởi event descriptor). Signal: là báo hiệu tạo ra các âm báo hay hiển thị hình ảnh ở đầu cuối. Thời gian tồn tại của báo hiệu có thể do MGC quy định hoặc có thể tồn tại cho tới khi bị loại bỏ. Nó sẽ bị loại bỏ bất cứ khi nào một sự kiện được phát hiện ở đầu cuối trừ khi có sự can thiệp của MGC. Termination descriptor: các thuộc tính của Termination được nhóm lại thành các descriptor bao gồm: Termination state descriptor: các thuộc tính của Termination (test, có quyền hay bị cấm sử dụng một dịch vụ,…). Media descriptor: bảng mô tả các luồng lưu lượng (voice, data,…). Event descriptor: mô tả các sự kiện được phát hiện bởi GW và hành động lại đáp lại sự kiện đó. Signal descriptor: mô tả các báo hiệu có thể xảy ra ở Termination. Stream descriptor: bảng các descriptor của remote, local, local control đối với một luồng lưu lượng xác định. Local control descriptor: chứa các thuộc tính cần quan tâm giữa GW và MGC (chế độ của Termination, các xử lý của GW khi nhận được local hay remote descriptor). Local descriptor: chứa các thuộc tính chỉ ra luồng lưu lượng mà GW nhận từ thực thể đầu xa. Remote descriptor: chứa các thuộc tính chỉ ra luồng lưu lượng mà GW gửi tới thực thể đầu xa. Digitmap descriptor: định nghĩa một dãy tập hợp các sự kiện (về quay số) có thể có (theo kế hoạch đánh số). Dãy này được gửi tới GW để thu các chữ số được quay bởi khách hàng và gửi tới MGC dưới dạng các gói hoàn chỉnh (toàn bộ số bị gọi). Observed event descriptor: mô tả các sự kiện quan sát được (có trong lệnh Notify hay AuditValue). Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Package descriptor: trong lệnh AuditValue, dùng để trả lại bảng các gói tin gửi đi từ Termination. Service change descriptor: lý do đưa ra lệnh Service change. Statistic descriptor: trong lệnh Audit hay Subtract, để báo cáo các thống kê ở Termination. Topology descriptor: chỉ ra topo của context. Audit descriptor: trong lệnh Audit, xác nhận thông tin yêu cầu. Error descriptor: chứa mã lỗi và mã lỗi văn bản (tùy chọn) trong lệnh Notify (yêu cầu và trả lời). Event Buffer descriptor: mô tả sự kiện vừa được GW phát hiện khi kích hoạt eventbuffering. 5.2.5. Truyền dẫn các bản tin của giao thức MEGACO/H.248 Cơ chế truyền dẫn được sử dụng cần phải đảm bảo tính tin cậy, các lệnh đang gửi đi và chờ xác nhận từ phía nhận sẽ được lưu giữ một cách độc lập. Các bản tin MEGACO/H.248 có thể được truyền dẫn qua lớp UDP/IP hoặc TCP/IP. Các GW và các MGC sẽ được gán các địa chỉ IP, các luồng lưu lượng đi và đến sẽ qua các cổng UDP hay TCP được chỉ ra. Ví dụ như cổng dành cho lệnh Service Change request là 2944 khi sử dụng mã hóa văn bản và 2945 khi sử dụng mã hóa nhị phân (đối với cả UDP và TCP), các cổng này cũng được sử dụng khi không có cổng nào được chỉ ra. Các Transaction reply sẽ được gửi tới cùng với cổng mà TransactionRequest được gửi đi. Trong quá trình truyền dẫn các bản tin MEGACO/H.248 cũng đặt ra một vấn đề về độ trễ của các bản tin, dẫn tới độ trễ của các lệnh và tính “hợp thời” của các xử lý tại GW hay MGC. Để giải quyết vấn đề này, RFC 3525 cũng đưa ra một số quy tắc trong việc xử lý các bản tin MEGACO/H.248 tại MGC (6 quy tắc). 5.2.6. Các lệnh được định nghĩa bởi giao thức MEGACO/H.248 Giao thức MEGACO/H.248 sử dụng 8 lệnh trong giao diện điều khiển giữa MGC và GW bao gồm: Add: Được sử dụng để thêm một Termination vào context, cũng có thể để tạo một context (nếu đó là Termination đầu tiên trong context này).

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Modify: Sử dụng để thay đổi thuộc tính, sự kiện hay các báo hiệu ở một Termination. Subtract: Sử dụng để xóa một Termination khỏi context, cũng có thể là xóa luôn cả context (nếu đó là Termination cuối cùng trong context này). Move: Chuyển một Termination từ một context này sang một context khác. AuditValue: Trả lại trạng thái hiện tại của Termination (báo hiệu, sự kiện, thuộc tính, số liệu thống kê). Audit Capability: Trả lại tất cả các giá trị có thể có của Termination (báo hiệu, sự kiện, thuộc tính, số liệu thống kê). Các lệnh trên được sử dụng bởi MGC. Notify: GW sử dụng để báo cáo các sự kiện mà nó phát hiện được tới MGC. Service Change: Lệnh này được sử dụng bởi: ¾ GW, để thông báo tới MGC rằng một nhóm Termination có ý định rời khỏi hay tham gia một dịch vụ nào đó. ¾ GW, để đăng ký tới MGC khi nó khởi động. ¾ MGC, để tuyên bố một chuyển giao tới GW. ¾ MGC, để lệnh cho một MG nào đó đưa một nhóm Termination hay một Termination tham gia hay ra khỏi một dịch vụ. 5.2.6.1. Mã hoá lệnh của giao thức MEGACO/H.248 Các bản tin MEGACO/H.248 có thể được mã hoá bằng hai cách: mã hoá nhị phân và mã hóa văn bản. Trong phương pháp mã hóa nhị phân, tiêu chuẩn ISO/ITU ASN.1 được sử dụng. ASN.1 là một ngôn ngữ định nghĩa cách gửi dữ liệu giữa các hệ thống không giống nhau, nó định nghĩa ở các hệ thống cùng một cú pháp dữ liệu (trong các giao thức tầng ứng dụng). ASN.1 được viết bằng các ngôn ngữ khác nhau trong từng hệ thống, phù hợp với từng hệ thống. Khi một hệ thống muốn gửi dữ liệu, hệ thống đó sẽ mã hóa dữ liệu cần gửi theo ASN.1, sau đó gửi đi. Hệ thống nhận sẽ tiến hành giải mã theo chuẩn định sẵn ASN.1. Các luật mã hóa theo chuẩn ASN.1 bao gồm: BER (Basic Encoding Rule), DER (Distinguished Encoding Rule). Việc sử dụng các luật mã hóa nào là tùy vào người thiết kế.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Trong phương pháp mã hóa văn bản, chuẩn ABNF được sử dụng (RFC 2234). Có thể sử dụng hai định dạng: rút gọn (compact text) và đầy đủ (Pretty text). Chúng được mô tả như sau:

Cả hai định dạng đều có ưu điểm và nhược điểm của nó, dạng rút gọn cho bản tin có kích thước nhỏ hơn, thời gian mã hóa ngắn hơn nhưng có độ tin cậy không cao bằng dạng đầy đủ. 5.2.6.2. Cú pháp lệnh của giao thức MEGACO/H.248 Để tiện phân tích ta có thể lấy một lệnh để minh hoạ, đây là lệnh từ MGC tới GW: MGC to RGW2: MEGACO/1 [216.33.33.61]: 27000 Transaction = 1240 { Context = 2 { Modify = TermB { Signals {cg/bt} Media { LocalControl { Mode = recvonly} } }, Modify = EphB { Media {

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

LocalControl { Mode = recvonly} } } } } }

Lệnh trong ví dụ trên bao gồm các phần sau: Địa chỉ IP của nơi gửi (MGC hay GW): 216.33.33.61 (IPv4). Số cổng nơi gửi: 2700. Số định danh transaction: 1240. Context ID. Mỗi context sẽ có nhiều lệnh: Notify, Audit, Modify,…Trong mỗi lệnh lại gồm: - Termination ID: TermB. - Local Termination State. - Các descriptor. Ta có thể thấy: mỗi Transaction gồm nhiều action (mỗi action cho 1 context), mỗi action lại gồm nhiều lệnh, mỗi lệnh sẽ có các descriptor.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

5.2.7. Cấu trúc bản tin MEGACO/H.248 Mỗi bản tin MEGACO/H.248 bao gồm nhiều Transaction và một header. Trong đó header chứa các thông nhận thực, bảo mật. Mỗi Transaction gồm nhiều action (cho mỗi context) và một Transaction header (chứa Transaction ID). Mỗi context lại gồm một context header, một context properties và các lệnh. Context header chứa contextID, context properties chứa các thông tin về cấu hình context, thuộc tính, mức ưu tiên. Mỗi lệnh gồm một command header và các descriptor của lệnh đó.

Hình 5.6. Cấu trúc bản tin MEGACO/H.248 5.2.8. Hoạt động của giao thức MEGACO/H.248 SD HEWLETT PACKARD

MEGACO

RGW

Anolog phone

DLT SureStore Autoloader718

MGC

RTP/RTCP

MEGACO

RGW

Anolog phone

Hình 5.7. Mô tả cuộc gọi MEGACO/H.248 Khi một đầu cuối nào đó nhấc máy và định thực hiện cuộc gọi, sự kiện offhook này sẽ được phát hiện bởi MG quản lý nó. MG sẽ thông báo sự kiện này tới MGC trực thuộc, MGC sẽ chỉ định MG đó bằng một lệnh để gửi âm báo mời quay số tới đầu cuối Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

đó, đồng thời digitmap cũng được MG này cập nhật từ MGC, để phục vụ cho việc thu các chữ số và gửi toàn bộ số được quay về MGC. Giả sử đầu cuối bị gọi thuộc một MG khác nhưng cùng được quản lý bởi MGC trên. Quá trình thiết lập liên kết được tiến hành theo 3 bước cơ bản sau: MGC yêu cầu MG thứ nhất thiết lập một kết nối tại điểm kết cuối thứ nhất. MG này sẽ phân bổ tài nguyên cho kết nối yêu cầu và đáp ứng lại bằng bản tin trả lời. Bản tin trả lời sẽ chứa các thông tin cần thiết để MG thứ hai có thể gửi các bản tin một cách tin cậy tới liên kết vừa thiết lập. Các thông tin này có thể là: địa chỉ IP, tên cổng UDP, TCP hay các thông tin đóng gói bản tin. Tương tự, MGC cũng yêu cầu MG thứ hai thiết lập một liên kết ở điểm kết cuối thứ hai. MG này phân bổ tài nguyên cho kết nối này trên cơ sở các thông tin trong bản tin đáp ứng của MG thứ nhất. Tới lượt, MG thứ hai cũng đáp ứng lại bằng bản tin chứa các thông tin cần thiết nhằm đảm bảo MG thứ nhất có thể gửi các bản tin một cách tin cậy tới liên kết vừa thiết lập bởi MG thứ hai. Các thông tin trong bản tin đáp ứng của MG thứ hai sẽ được gửi tới MG thứ nhất. Khi này liên kết đã được thiết lập, quá trình truyền thông có thể diễn ra theo hai chiều. Lưu lượng được chuyển tải nhờ các giao thức RTP hay RTCP. Trong trường hợp hai MG được quản lý bởi 2 MGC khác nhau, các MGC sẽ trao đổi các thông tin báo hiệu thông qua một giao thức báo hiệu từ MGC tới MGC (có thể là SIP hoặc H.323) để đảm bảo việc đồng bộ trong việc thiết lập kết nối tới hai điểm kết cuối. Khi lên kết đã được thiết lập, các tham số của nó được giám sát bởi MGC và có thể được thay đổi dưới các lệnh của MGC (ví dụ như thêm một kết cuối vào liên kết). 5.2.9. Các ưu điểm của MEGACO/H.248 so với các giao thức điều khiển cổng phương tiện khác So với giao thức MGCP, phiên bản MEGACO/H.248 version 1 có các điểm nổi trội sau: Hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện, các dịch vụ hội nghị đa điểm tăng cường. Cải tiến cú pháp lệnh để việc xử lý bản tin hiệu quả hơn. Có khả năng lựa chọn giao thức TCP hay UDP. Chấp nhận cả việc mã hóa văn bản hay nhị phân. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Chương 5. Các giao thức chủ tớ

Các gói tin của MEGACO/H.248 chi tiết hơn MGCP, hơn thế nữa các gói tin mới có thể được định nghĩa dựa trên các gói tin cơ sở này. Đưa ra khái niệm context, khái niệm này hỗ trợ các kết nối đa dịch vụ, đa điểm.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Kết luận

KẾT LUẬN B¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn cã mét vai trß rÊt quan träng trong c¸c m¹ng viÔn th«ng, ®©y lμ vÊn ®Ò quan t©m hμng ®Çu khi tiÕn hμnh x©y dùng vμ ph¸t triÓn c¸c m¹ng viÔn th«ng nãi chung còng nh− c¸c m¹ng NGN nãi riªng. §ång thêi ®©y còng lμ mét vÊn ®Ò rÊt khã vμ phøc t¹p. Cã rÊt nhiÒu c¸c giao thøc kh¸c nhau tham gia vμo qu¸ tr×nh b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn khi thiÕt lËp c¸c cuéc gäi, trong ®ã mçi mét giao thøc l¹i cã mét vai trß vμ vÞ trÝ riªng. Trªn ®©y lμ c¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn c¬ b¶n ®−îc sö dông trong m¹ng NGN mμ em ®· tiÕn hμnh t×m hiÓu ®−îc trong thêi gian thùc hiÖn ®å ¸n nμy. Trong ®ã, SIGTRAN lμ giao thøc truyÒn t¶i c¸c b¶n tin b¸o hiÖu sè 7 qua m¹ng gãi theo giao thøc IP; c¸c giao thøc ngang hμng (SIP, H.323) tham gia vμo qu¸ tr×nh thiÕt lËp cuéc gäi; c¸c giao thøc chñ tí (MGCP, MEGACO/H.248) gi÷ vai trß ®iÒu khiÓn c¸c MG. HiÖn nay, m¹ng NGN ®· ®−îc triÓn khai trªn thùc tÕ víi sù tham gia cña nhiÒu h·ng viÔn th«ng kh¸c nhau nh−: Simen, Acatel, Nortel,…Tïy theo lo¹i thiÕt bÞ vμ gi¶i ph¸p ®−îc ®−a ra cña mçi h·ng mμ sù lùa chän c¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn còng nh− sù phèi hîp cña c¸c giao thøc ®ã cã sù kh¸c nhau. Tuy nhiªn, do h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é còng nh− thêi gian nªn ®å ¸n nμy míi chØ giíi h¹n t×m hiÓu c¸c giao thøc b¸o hiÖu vμ ®iÒu khiÓn ë mÆt lý thuyÕt. Trong thêi gian tíi, ®å ¸n nμy cÇn ®−îc hoμn thiÖn h¬n n÷a c¶ vÒ mÆt lý thuyÕt vμ mÆt x©y dùng phÇn mÒm m« pháng. RÊt mong ®−îc sù gióp ®ì vμ ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« vμ c¸c b¹n !jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Phụ lục

PHỤ LỤC LƯU ĐỒ XỬ LÝ CUỘC GỌI TRONG NGN

(1) Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao. SG nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái mới của thuê bao. (2) SG sẽ báo cho MGC trực tiếp quản lý mình thông qua CA-F, đồng thời cung cấp tín hiệu mời quay số cho thuê bao. Ta gọi MGC này là MGC chủ gọi. (3) MGC chủ gọi gửi yêu cầu tạo kết nối đến MG nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F. (4) Các con số quay số của thuê bao sẽ được SG thu và chuyển tới MGC chủ gọi.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Phụ lục

(5) MGC chủ gọi sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện. Cụ thể: các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F, R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các máy chủ để có thể định tuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với đầu cuối gọi đi (tức đều là thuê bao PSTN): - Nếu thuê bao bị gọi cùng thuộc MGC chủ gọi, tiến trình theo bước (7). - Còn nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khác, tiến trình theo bước (6). Trường hợp thuê bao bị gọi là một đầu cuối khác loại thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt chức năng IW-F để khởi động bộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi. Lúc này thông tin báo hiệu sẽ được một GW khác xử lý. Và quá trình truyền thông tin sẽ diễn ra tương tự như kết nối giữa 2 thuê bao thoại thông thường. (6) MGC chủ gọi sẽ gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác. Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là MGC trung gian) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng MGC bị gọi. Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gửi yêu cầu đến nó. Các công việc này được thực hiện bởi CA-F. (7) MGC bị gọi gửi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuê bao bị gọi (MG trung gian). (8) Đồng thời MGC bị gọi gửi thông tin đến SG trung gian, thông qua mạng SS7 để xác định trạng thái của thuê bao bị gọi. (9) Khi SG trung gian nhận được bản tin thông báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi) thì nó sẽ gửi ngược thông tin này trở về MGC bị gọi. (10) Và MGC bị gọi sẽ gửi phản hồi về MGC chủ gọi để thông báo tiến trình cuộc gọi. (12) MGC bị gọi gửi thông tin để cung cấp tín hiệu hồi âm chuông cho MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao chủ gọi. (13) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự như các bước trên: qua nút báo hiệu số 7, qua SG trung gian đến MGC bị gọi, rồi đến MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi. (14) Kết nối giữa thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua MG chủ gọi và MG trung gian.. (15) Khi kết thúc cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như thiết lập cuộc gọi.

Phạm Vũ Huy, Đ2001VT

http://www.ebook.edu.vn

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Tài liệu tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Ngọc Giao & Nguyễn Tất Đắc, Nghiên cứu các giải pháp điều khiển kết nối và phối hợp báo hiệu trong mạng NGN, mã số: 017-2002-TCT-RDP-VT-07, Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện, 2002. 2. Neill Wilkinson, Next Generetion Network Services, John Wiley & Sons Ltd, England, 2002. 3. The International Engineering Consortium, Next Generation Networks, Web ProForum Tutorials: http://www.iec.org. 4. The International Engineering Consortium, SS7 over IP Signalling Transport & SCTP, Web ProForum Tutorials: http://www.iec.org. 5. Matthew C. Schlesener, Performance Evaluation of Telephony Routing over IP (TRIP), B.S.E.E. Kansas State University, Manhattan KS Fall 1996. 6. Handley, SIP: Session Initiation Protocol, ietf-sip-rfc2543bis-02.ps, Schulzrinne/Schooler/Rosenberg ACIRI/Columbia U./4-2001. 7. Josef Glasmann, Service Architectures In H.323 and SIP: A Comparison, Munich University of Technology (TUM), http://www.comsoc.org/pubs/s

Phương pháp điều khiển lỗi arq bằng phần mềm hypertermina năm 2024

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội