Đang tải... (xem toàn văn)
Trước đây khi đề cập đến VoIP, tiêu chuẩn quốc tế thường đề cập đến là H.323. Giao thức H.323 là chuẩn do ITU– T phát triển cho phép truyền thông đa phương tiện qua các hệ thống dựa trên mạng chuyển mạch gói, tập giao thức H.323 bao gồm rất nhiều giao thức con bên trong nó như H.245, H225, Q.931… hoạt động dựa trên H.323 là rất chặt chẽ và phức tạp. Những năm trở lại đây thì giao thức SIP lại chiếm ưu thế và dần dần thay thế H.323.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỀ ÁN CƠ SỞ NGÀNH MẠNG MÁY TÍNH GIAO THỨC SIP TRONG VOIP ( SESSION INITIATION PROTOCOL : GIAO THỨC BÁO HIỆU ĐIỀU KHIỂN) Giáo viên hướng dẫn : Ths.Nguyễn Đức Quang Người thực : Lê Võ Hồng Thanh MSSV : 1081020097 TP Hồ Chí Minh, 2011 MỤC LỤC Lời Mở Đầu I Tổng quan giao thức SIP Tổng quan RFC Tổng quan giao thức SIP Nguồn gốc phát triển SIP II Các thành phần bên mạng SIP SIP User Agent SIP Server Mối liên hệ thành phần mạng SIP Bản tin SIP 4.1 SIP Response 4.2 SIP Request 4.3 Các trường Header 4.4 Message Body 4.5 Cấu trúc tin SIP Chức SIP 5.1 Thiết lập,sửa đổi kết thúc phiên 5.2 Tính di động người sử dụng Thiết lập hủy gọi SIP III Các giao thức hỗ trợ SIP RSVP ( Reource Revervation Protocol ) : Giao thức chiếm trước tài nguyên mạng RTP ( Real Time Tranpsport Protocol ) : Giao thức vận chuyển thời gian thực RTCP (Real-Time Transport Control Protocol)odd port-port lẻ RTSP ( Real Time Streaming Protocol ) : Giao thức tạo luồng thời gian thực SDP ( Session Description Protocol ) : Giao thức mô tả phiên kết nối đa phương tiện MIME ( Multipurpose Internet mail Extension – Mở rộng thư tín Internet đa mục đích HTTP ( Hypertext Transfer protocol ) : Giao thức truyền siêu văn IV Kết luận V Demo Mục tiêu mơ hình Công cụ Demo Các bước Kết LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi tới thầy giáo Ths Nguyễn Đức Quang , lời cảm ơn chân thành sâu sắc trực tiếp hướng dẫn , bảo tận tình suốt trình em làm đề án LỜI MỞ ĐẦU Trước đề cập đến VoIP, tiêu chuẩn quốc tế thường đề cập đến H.323 Giao thức H.323 chuẩn ITU-T phát triển cho phép truyền thông đa phương tiện qua hệ thống dựa mạng chuyển mạch gói, tập giao thức H.323 bao gồm nhiều giao thức bên H.245, H225, Q.931… hoạt động dựa H.323 chặt chẽ phức tạp Những năm trở lại giao thức SIP lại chiếm ưu thay H.323 I TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC SIP : Tổng quan RFC : Trong kỹ thuật mạng máy tính, tài liệu RFC (Request For Comments - RFC) loạt ghi nhớ chứa nghiên cứu mới, phương pháp luận ứng dụng cho công nghệ internet Thông qua Hội đồng Internet (Internet Society) kỹ sư nhà khoa học máy tính cơng bố luận văn hình thức ghi nhớ RFC đồng nghiệp khác phê bình đơn để thông báo tin tức quan điểm mặt kỹ thuật Tổ chức chuyên trách kỹ thuật liên mạng (IETF – Internet Engineering Task Force) chấp nhận lý thuyết công bố RFC ứng dụng thực tế tiêu chuẩn cho Internet Mỗi RFC có số đăng ký,một số đăng ký cơng bố khơng sữa chữa hay bị hủy bỏ Nếu cần chỉnh sửa tác giả cơng bố chỉnh sữa RFC bị lỗi thời Hàng loạt RFC đăng ký hình thành nên lịch sử tiến triển tiêu chuẩn Internet Tiến trình kiến tạo RFC khơng giống với tiến trình tiêu chuẩn hóa tổ chức quy tiêu chuẩn ANSI thường làm Những chuyêng gia kỹ thuật mạng truyền thơng tự đề bạt dự thảo Internet (Internet Draft) mà không cần hỗ trợ từ quan bên Những RFC công nhận thường công bố với phê chuẩn IETF đa số chuyên gia tham dự nhóm điều hành IETF thi hành Khi bắt đầu chúng dự thảo Internet, cách xắp xếp cho phép dự thảo thơng qua vịng thăm dò ý kiến ban đầu từ đồng nghiệp trước tài liệu hoàn thành lọc để trở thành RFC Truyền thống RFC dựa vào tính thực dụng, kinh nghjệm trải, quyền tiêu chuẩn hóa thảo thơng qua thực tế đạt cá nhân nhóm cộng tác nhỏ Điều có ưu điểm nhiều so với quy trình quy hội đồng điều khiển mà thường thấy ANSI ISO Các RFC tiếng chất lượng chúng Trong RFC vừa khơng gặp nhập nhằng,khó hiểu vấn đề phổ biến thiết kế dự thảo, vừa khơng có chức ngồi dự kiến sai lầm hội đồng gây điều ám ảnh tiêu chuẩn quy Và chúng mở đường cho mạng lưới phát triển tới tầm cỡ tồn cầu Hình thức RFC khởi đầu vào năm 1969, phần hội thảo dự án ARPANET Hiện nay, kênh cơng bố thức IETF, Ủy Ban Kiến Trúc Mạng ( Internet Architecture Board – IAB) mức độ cộng đồng kỹ sư nghiên cứu mạng lưới truyền thơng máy tính tồn cầu Những RFC tác giả chúng đánh máy đánh chữ truyền tay in nhóm kỹ sư nghiên cứu ARPA Tháng 12 năm 1969, kỹ sư nghiên cứu phân phát RFC thông qua mạng lưới truyền thông ARPANET Bản RFC với đề tài Phần Mềm Dành Cho Máy Chủ (Host Software), Steve Crocker, sinh viên trường đại học California, Los Angeles ( UCLA) viết công bố vào ngày 07 tháng 04 năm 1969 Trong phiên RFC số 3, Steve Crocker đặt RFC quyền “Nhóm Điều Hành Mạng – Network Working Group“, nhóm chưa tồn thức mà định nghĩa “nhóm người này” ủy quyền “họ” tồn RFC Trường đại học UCLA tiếp tục cho đời nhiều RFC năm 1970 khơng chất lượng chúng cao mà cịn UCLA điểm kết nối mạng ARPANET Từ năm 1969 đến 1998, ông Jon Postel làm chủ biên tập RFC Sau hết hạn hợp đồng tài trợ phủ Mỹ, hội đồng Internet (thay mặt cho IETF) ký hợp đồng với chi nhánh điều hành mạng (Networking Division) trường đại học Nam California (USC) đứng làm quyền biên tập chịu trách nhiệm việc xuất Mọi người tiếp cận RFC website thức chủ biên RFC : http://www.rfc-editor.org/rfc.html Hầu hết RFC hiện hữu dạng ASCII, đồng thời có số định dạng khác Từ năm 2006 trở đặc tả tiêu chuẩn internet dạng ASCII Không phải RFC tiêu chuẩn, có nhóm IETF đại diện cho nhóm đạo kỹ thuật kết nối mạng ( Internet Engineering Stearing Group – IESG) có quyền chuẩn y RFC trở thành tiêu chuẩn Cấp bậc RFC bao gồm : Đề nghị (Proposed – PS), dự thảo (Draft – DS), bảng đầy đủ (Full) – Tiêu chuẩn Internet (Internet Standart – STD) Mỗi biên tập phụ, thuộc tiêu chuẩn STD có mã số riêng Kể từ năm 2006 tiêu chuẩn số RFC3700 Một số STD tạo thành nhiều nhóm nhỏ, gồm RFC có liên quan với Một RFC thử nghiệm tài liệu IETF, đệ trình cá nhân lên chủ biên RFC Trên lý thuyết, thực trạng tài liệu tên ám - “ đề nghị duyệt thảo bình luận “ ( Request For Comments ) Trên thực tế ,một số tài liệu không nâng lên mức tiêu chuẩn khơng có người tình nguyện thực hành chi tiết cụ thể thủ tục Một số tài liệu quan trọng tồn “Bản Thảo Internet”, có RFC quy lại trở nên lỗi thời Một RFC tin tức (news) thứ gì, từ RFC hài hước ( công bố vào ngày 1-4 – Ngày nói đùa ) giao thức sở hữu RFC chủ chốt nhiều người biết đến RFC 1591 Một số RFC tin tức nhóm lại thành loạt “ tin tức đáng ý” (For Your Information – FYI) Tuy nhiên đăng thêm, số FYI cũ thú vị FYI 18 hay gọi RFC 1983 “ từ vựng dành cho người dùng Internet” (Internet User’s Glossary) Một RFC tồn kho (historic) lỗi thời có RFC khác thay Những nói giao thức khơng cịn để ý hoàn cảnh Internet bị đưa khỏi mức tiêu chuẩn hóa lý Một số RFC lỗi thời cịn khơng liệt kê danh sách tồn kho, “ tiến trình tiêu chuẩn hóa “ (Internet Standards Process) thường không cho phép tham chiếu có tính quy chuẩn (normative references) RFC tiêu chuẩn hóa, từ RFC có cấp độ thấp Đồng thời người ý đến việc giải chi tiết thủ tục yêu cầu, để RFC phân loại tồn kho, thay đổi đánh dấu vào tất RFC phụ thuộc vào Dạng vơ danh thường đặt cho RFC cũ không rõ cấp bậc phải cơng bố Trong vài trường hợp RFC cịn hồn tồn không công bố Những RFC cũ thường “ yêu cầu duyệt thảo bình luận “, không trọng việc đặc tả giao thức, chu trình quản lý thứ khác mà RFC dùng để thực Tổng quan SIP : Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol ) giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng dùng để thiết lập , trì , kết thúc phiên truyền thơng đa phương tiện ( multimedia ) có nhiều người tham gia Các phiên multimedia bao gồm thoại internet , hội nghị ứng dụng tương tự có liên quan đến phương tiện truyền đạt ( media ) âm , hình ảnh liệu SIP sử dụng tin mời ( INVITE ) để thiết lập phiên để mang thông tin mô tả phiên truyền dẫn SIP hỗ trợ phiên đơn bá ( unicast ) quảng bá ( multicast ) tương ứng gọi điểm tới điểm gọi đa điểm SIP giao thức để thiết lập phiên truyền thông Các phiên SIP bao gồm Hội họp đa phương tiện qua internet Các gọi điện thoại qua internet Các phiên video qua internet Phân phối đa phuong tiên Các phần tử SIP liên lạc thông qua : Liên lạc cá nhân Phát quảng bá Thông qua tổ hợp quan hệ liên lạc cá nhân tổ hợp tất phương tiên Trong môi trường IPv4 IPv6 thông qua : UDP TCP SCTP TLS TCP SIP giao thức mở rộng đơn giản Các phương tiên ( Methods ) – Định nghĩa phiên truyền thông Phần mào đầu ( Headers ) – Mô tả phiên truyền thông Phần thơng tin báo hay cịn gọi phần thân ( Message Body ) – SDP , ký tự , XML Nguồn gốc phát triển giao thức SIP : Đầu tiên SIP đơn giao thức dùng để thiết lập phiên quảng bá cho Internet ( từ đến cuối thập kỉ 90 ) SIP phát triển SIP Working Group IETF Phiên ban hành vào tháng năm 1999 tài liệu RFC 2543 : giao thức dựa ý tưởng cấu trúc HTTP (HyperText Transfer Protocol) giao thức trao đổi thông tin World Wide Web (WWW) phần kiến trúc Multimedia IETF Sau đó, SIP trải qua nhiều thay đổi cải tiến Phiên ban hành IETF RFC 3261 RFC 3261 hồn tồn tương thích ngược với RFC 2543, hệ thống thực thi theo RFC 2543 hồn tồn sử dụng với hệ thống theo RFC 3261 Các giao thức có liên quan đến SIP bao gồm : - Giao thức đặt trước tài nguyên RSVP ( Resource Reservation Protocol ) - Giao thức truyền vận thời gian thực RTTP ( Real Time Transfer Protocol ) - Giao thức cảnh báo phiên SAP ( Session Announcement Protocol ) - Giao thức miêu tả phiên SDP ( Session Description Protocol ) Các chức SIP độc lập không phụ thuộc vào giao thức thuộc giao thức Mặt khác SIP hoạt động hỗ trợ với giao thức báo hiệu khác H.323 SIP giao thức theo thiết kế mở mở rộng thêm chức Sự linh hoạt tin SIP cho phép đáp ứng dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm dịch vụ di động Một tin SIP có hai phần, phần mào đầu ( Headers ) phần thân ( Message Body ) Phần thân cho phép phục vụ ứng dụng khác cách linh hoạt Ban đầu phần thân dùng để chuyển tải tham số miêu tả phiên SDP codec, địa IP đầu cuối, Phần thân sử dụng để mở rộng ứng dụng khác SIP ví dụ SIP-T cho liên vận PSTN-SIP-PSTN MSCML (Media Server Control Markup Language) cho dịch vụ hội nghị Sự phổ cập SIP dẫn tới việc loạt nhóm làm việc liên quan đến SIP thành lập Nhóm SIPPING ( Session Initiation Protocol Project Investigation working group) thành lập với mục đích nghiên cứu ứng dụng phát triển yêu cầu mở rộng cho SIP Nhóm SIMPLE (SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions) có nhiệm vụ chuẩn hoá giao thức cho ứng dụng nhắn tin tức thời Các nhóm làm việc khác PINT (PSTN and Internet Inter-networking), SPIRITS (PSTN/IN requesting Internet Services) II Các thành phần bên mạng SIP : Thành phần SIP : bao gồm SIP User Agent ( UA ) SIP server SIP User Agent: SIP UA thiết bị đầu cuối điểm cuối dialog : SIP UA gửi - nhận yêu cầu trả lời SIP , điểm cuối luồng đa phương – bao gồm ứng dụng thiết bị đầu cuối ứng dụng phần cứng chuyên dụng UA gồm hai phần : User Agent Client ( UAC ) : ứng dụng người gọi – khởi tạo yêu cầu (request ) User Agent Server ( UAS ) : chấp nhận , gửi lại , từ chối yêu cầu ( request ) gửi trả lời cho request đến thay mặt cho người gọi UA thực thể SIP mà tương tác với người sử dụng giao diện SIP Server : SIP server : Cần phân biệt SIP Server UA server mơ hình client-server Ở , SIP server thực thể luận lý , SIP server có chức nhiều loại server hay nói cách khác SIP Server hoạt động server khác trường hợp khác Trong SIP Server có thành phần quan trọng : Proxy Server , Redirect Server , Location Server , Registrar Server … Proxy Sever : Có thể xem Proxy Server router thiết bị đầu cuối SIP làm nhiệm vụ chuyển tiếp request tới thực thể khác mạng, chức 10 MƠ HÌNH LÀM DEMO Cơng cụ Demo : _ máy tính laptop HP dv5 sử dụng Windows Vista _ Dùng phần mềm VMware giả lập PC ảo sử dụng WindowsXP _ Dùng phần mềm GNS giả lập router Cisco 2691 với Cloud dùng hệ thống mạng _ Phần mềm Brekeke Ondo Sip Server đóng vai trò SIP server _ Phần mềm Xterm Eye Beam đóng vai trị SIP client (phần mềm dùng để thực gọi điện thoại) Các bước tiến hành : _ Cài đặt chương trình VMware version7 vào máy laptop HP dv5 _ Mở chương trình Vmware lên cài đặt WindowsXP 41 _ Cài đặt phần mềm GNS3 42 _ Giả lập router Cisco 2691 Cloud cho kết nối với _ Cấu hình cho router sau : R1 : Ta xem chi nhánh Hà Nội, có địa IP sau 43 R2 : Ta xem chi nhánh Sài Gịn, có địa IP sau _ Đặt cấu hình địa IP cho máy PC ảo sau 44 _ Đặt cấu hình địa IP cho máy PC thật sau 45 _ Xác định chắn kết nối thông suốt ( máy thật ping thấy máy ảo thơng router cấu hình ) 46 _ Cài đặt SIP Server máy Windows Vista _ Cấu hình SIP server sau 47 _ Thiết lập địa IP địa máy tính cài đặt cấu hình SIP Server,ở địa : 1.1.1.2 48 Tạo danh sách số điện thoại mà muốn SIP server quản lý _ Cài đặt SIP Client ( Xterm Eye Beam ) máy thật máy ảo,đăng nhập với account tương ứng ta tạo account SIP Server 49 Máy PC thật (Vista) cài đặt Sip Client đăng nhập với số điện thoại 101 Máy PC ảo ( WinXP ) cài đặt Sip Client đăng nhập với số điện thoại 102 _ Thực gọi máy 50 Kết : _ Sử dụng WireShark bắt gói tin gọi 51 Kết thu từ việc bắt gói tin WireShark cho thấy quy trình thiết lập gọi giao thức SIP sau : Khi ta thực gọi giao thức SIP đưa gói tin Invite để gởi yêu cầu thực gọi tới máy đích hình 1.Gói tin Invite Ở hình ta thấy gói Invite gởi từ số máy 101 có địa IP 1.1.1.2 đến số máy 102 có địa IP 2.2.2.2 sử dụng chương trình User-Agent (Sip Client) Eye Beam 52 Gói tin Invite Sau gởi gói tin Invite nhận phản hồi (cho biết máy đích online – available) giao thức SIP tiếp tục gởi gói tin 180 - Ringing hình 180Ringing để báo hiệu có gọi đến máy đích Đồng thời lúc máy gởi yêu cầu máy đích có tiếng đổ chng 180-Ringing Khi máy đích cho phép gọi thực (hình thức nhấc máy điện thoại) gói tin 200 – OK khởi tạo bắt đầu thực việc kết nối gọi trực tiếp máy hình 200- OK 53 200- OK Khi gọi kết thúc (hình thức gác máy điện thoại) gói tin BYE khởi tạo để thực việc ngắt kết nối trực tiếp gọi BYE 54 Kết Luận Do hạn chế khuôn khổ đề án kinh nghiệm thực tiễn em khơng nhiều nên đề án khơng tránh khỏi có sai sót nhầm lẫn Vì đóng góp thầy bạn khơng giúp đề án em có chất lượng cao mà giúp trang bị cho em kiến thức vững vàng việc nghiên cứu công việc sau Em xin chân thành cảm ơn Tài liệu tham khảo: RFC 3261 : http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt Các RFC khác IETF liên quan đến SIP : http://www.sipknowledge.com/SIP_RFC.htm Trang web SIP http://www.cs.columbia.edu/sip/ http://www.chez.com/jaaayyy/html/ProjetSIP/SIP07.html (tiếng Pháp) Sách "SIP Demystified" 2001-08 by: Gonzalo Camarillo http://rapidshare.com/files/12389875/sipdemystified.rar 55 ... quan giao thức SIP Tổng quan RFC Tổng quan giao thức SIP Nguồn gốc phát triển SIP II Các thành phần bên mạng SIP SIP User Agent SIP Server Mối liên hệ thành phần mạng SIP Bản tin SIP 4.1 SIP Response... khơng trọng việc đặc tả giao thức, chu trình quản lý thứ khác mà RFC dùng để thực Tổng quan SIP : Giao thức SIP (Secssion Initiation Protocol ) giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng dùng... Ngoài SIP cịn có mơ hình hoạt động liên mạng với SS7 (đến PSTN) liên mạng với chồng giao thức H.323 III- Các giao thức hỗ trợ SIP Các giao thức khác IETF sử dụng để xây dựng ứng dụng SIP SIP hoạt