Đồ án Gateway trong công nghệ VoIP

ác thiết bị này tương đối rẻ và việc cài đặt, bảo dưỡng cũng không phức tạp lắm. Hiện nay có nhiều hãng viễn thông lớn trên thế giới cung cấp thiết bị cho thoại VoIP như Cisco, Acatel, Siemen…Các thiết bị này có thể tương thích với hầu hết các chuẩn giao thức hiện nay. Bên cạnh các ưu điểm, VoIP còn có những nhược điểm đặc biệt là về chất lượng dịch vụ: Do dựa trên nền IP là kiểu mạng best effort và không tin cậy. Độ trễ không đồng nhất giữa các gói tin. 1.7. Kết luận chương I. Trong chương này ta mới chỉ trình bày về tổng quan về VoIP các mô hình truyền thoại qua IP, kỹ thuật nén và các dịch vụ của VoIP, ưu nhược điểm của VoIP so với mạng PSTN mà chưa đi vào các vấn đề như giao thức báo hiệu sử dụng và Gateway. Trong các chương sau ta sẽ lần lượt giải quyết vấn đề này. CHƯƠNG II: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU SỬ DỤNG TRONG VOIP 2.1. Giới thiệu giao thức H.323 Đầu năm 1996 một nhóm các công ty lớn (Microsoft, Intel...) đã tổ chức hội nghị Voice over IP nhằm thống nhất tiêu chuẩn cho các sản phẩm của các nhà cung cấp. Đến tháng 5/1996, ITU-T phê chuẩn đặc tả H.323. Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời qua các mạng IP, bao gồm cả Internet. Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng với nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích. H.323 cũng đồng thời giải quyết các ứng dụng cốt lõi của điện thoại IP thông qua việc định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ cho các tín hiệu âm thanh, định nghĩa mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu yêu cầu thời gian thực trong truyền thông Internet. (H.324 định nghĩa việc truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng điện thoại truyền thống, trong khi đó H.320 định nghĩa tiêu chuẩn cho truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng tổ hợp đa dịch vụ ISDN). Đến nay H.323 đã phát triển thông qua hai phiên bản. Phiên bản thứ nhất (Version 1) được thông qua vào năm 1996 và phiên bản thứ hai (Version 2) được thông qua vào tháng một năm 1998. ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng như những ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng như cho truyêng thông hội nghị. H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác. 2.1.1. Sự phát triển của H.323. Ban đầu H.323 là giao thức dành cho LANs (1996), chỉ là kết nối thoại trên mạng LAN. Sau đó là sử dụng trên mạng WAN, mạng VoIP riêng và sau cùng là giao thức trên Internet. Trước kia nó được các giao thức của IETF chấp nhận như RTP- cung cấp khả năng truyền thoại và video thời gian thực qua mạng IP trên toàn thế giới nhưng thực tế H.323 lớn hơn so với giao thức chỉ dành riêng cho mạng LAN. Nhận thức được điều này, ITU-T đã liên tục phát triển giao thức này. H.320 cũng tương tự như H.323 vì nó cũng cung cấp truyền thoại, video và dữ liệu song H.323 lại được thiết kế cho truyền thông qua mạng gói như Internet, LAN doanh nghiệp hay các mạng dựa trên IP khác trong khi H.320 chỉ thiết kế để dùng cho ISDN. Dù có nhiều lần bổ sung song điểm tập trung cần phải giải quyết vẫn là tính tương thích ngược. Mỗi version mới được đưa ra có nhiều đặc điểm nhưng vẫn không thoả mãn được tính phối hợp hoạt động. H.323 bao gồm các giao thức H.225.0-RAS, Q.931- H.245, RTP/RTCP và các bộ mã hoá và giải mã thoại, video, dữ liệu như các bộ mã hoá và giải mã thoại (audio) G.711, G.723.1, G.728..., cho video là H.261 và H.263, cho dữ liệu là T.120. Các dòng thông tin dữ liệu được truyền trên giao thức RTP/RTCP. RTP mang thông tin thực còn RTCP mang thông tin điều khiển và trạng thái. Thông tin báo hiệu (ngoại trừ RAS) được truyền tin cậy trên giao thức TCP. Các giao thức sau xử lý về báo hiệu: RAS: Quản lý việc đăng ký, chấp nhận và trạng thái dùng cho truyền thông giữa một điểm cuối H.323 với một gatekeeper. Q.931: Quản lý việc thiết lập và điều khiển /kết thúc cuộc gọi. H.225: Điều khiển cuộc gọi. H.245: thảo luận về việc sử dụng kênh và các khả năng. H.235: bảo mật và nhận thực. H.450.x: các dịch vụ bổ trợ. 2.1.2. Sơ đồ kết nối sử dụng chuẩn H.323. Hình dưới cho biết các thiết bị thành phần cơ bản cấu thành một mạng VoIP dựa trên giao thức H.323. Theo khuyến nghị H.323, mạng VoIP có thể có 4 thiết bị cơ bản: đầu cuối H.323, Gatekeeper, Multipoint Control Unit và Gateway. Hình 2-1: Các phần tử kết nối mạng H323. 2.1.3. Bộ giao thức H.323 H.323 cung cấp nhiều loại hình dịch vụ từ thoại đến video và dữ liệu, thông tin đa phương tiện. Lược đồ sau minh hoạ các giao thức H.323 khi so sánh với mô hình OSI.(hình 2.2). - Với dịch vụ Audio có giao thức lớp ứng dụng là các chuẩn G (G.711, G.723, G.729) và Video có giao thức lớp ứng dụng là các chuẩn H (H.261, H.263), chúng cùng với các giao thức RTCP, RAS, RTP dựa trên nền giao tức UDP ở lớp vận chuyển. Với dịch vụ dữ liệu/fax: có chuẩn riêng, không dựa trên UDP, đó là T.120 cho dữ liệu và T.138 cho fax. - Với các dịch vụ bổ sung: chỉ nằm trong lớp vận chuyển có các giao thức báo hiệu và điều khiển, sử dụng TCP ở lớp vận chuyển phía dưới. Các khuyến nghị giao thức H khác của ITU hoạt động cùng H.323: - H.235: Đặc tả tính bảo mật và mã hoá cho các đầu cuối theo H.323 và H.245. - H.450.N: H.450.1 đặc tả khung công việc cho các dịch vụ bổ sung như các Hình 2-2: Mô hình giao thức H.323 tương quan với mô hình OSI. dịch vụ chuyển cuộc gọi, chuyển hướng cuộc gọi, giữ cuộc gọi, dừng cuộc gọi, đợi cuộc gọi, chỉ dẫn có tin nhắn chờ, nhận dạng tên, kết thúc cuộc gọi, yêu cầu cuộc gọi và chỉ dẫn cuộc gọi. - H.246: Đặc tả liên mạng giữa các đầu cuối H với các đầu cuối chuyển mạch kênh. - RTP (Real Transfer protocol): Giao thức vận chuyển thời gian thực cung cấp các chức năng vận chuyển phù hợp cho các ứng dụng truyền dữ liệu thời gian thực như audio, video, hay dữ liệu mô phỏng qua các dịch vụ mạng như unicast hoặc multicast. RTP không chiếm giữ nguồn địa chỉ và không đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ thời gian thực. Nó được bổ sung vào dữ liệu UDP trong H.323. - RTCP: Đảm bảo giao thức thời gian thực, nó cho phép giám sát luồng lưu lượng phân tán trong mạng và thực hiện các chức năng điều khiển luồng, nhận dạng luồng cho các lưu lượng thời gian thực. Các bản tin điều khiển: Bản tin báo hiệu Q.931, các bản tin thay đổi khả năng H.245,bản tin giao thức RAS được mang trên lớp TCP tin cậy. - Chức năng điều khiển H.245 dùng kênh điều khiển H.245 để mang bản tin điều khiển đầu cuối-đầu cuối để quản lý hoạt động thực thể H.323. - Các bản tin: khả năng trao đổi, đóng và mở kênh logic, yêu cầu ưu tiên mode, bản tin điều khiển luồng, lệnh và chỉ thị chung. Vị trí: thiết lập giữa hai điểm cuối, điểm cuối với MCU, điểm cuối và Gatekeeper. Kênh điều khiển H.245 được mang trên kênh logic 0, kênh logic này mở từ khi thiết lập kênh điều khiển H.245 đến khi kết thúc kênh này. Hình 2-3: Các chức năng giao thức của hệ thống VoIP cho Audio. - Có 4 loại bản tin H.245: Request, Response, Command, Indication. Bản tin Request và Response được sử dụng bởi các thực thể giao thức, bản tin Request yêu cầu một hành động xác định của máy thu, bao gồm cả những đáp ứng ngay lập tức. Bản tin Response đáp ứng lại yêu cầu tương ứng. Bản tin Command yêu cầu một hành động nhưng không yêu cầu đáp ứng. Bản tin Indication chỉ ra một thông báo và không yêu cầu bất cứ một hành động hoặc đáp ứng nào. Đầu cuối H.323 sẽ đáp ứng tất cả yêu cầu và lệnh H.245 và truyền chỉ thị phản ánh trạng thái của đầu cuối. - Đầu cuối có khả năng phân tích tất cả các bản tin H.245 multimedia System Control Message, gửi và nhận tất cả các bản tin để thực hiện các chức năng đã được yêu cầu và các chức năng tuỳ chọn đã được hỗ trợ bởi đầu cuối. Đầu cuối H.323 sẽ gửi bản tin Function Not Support để đáp ứng bản tin Request, Response hoặc Command mà nó không hiểu được. - Chức năng báo hiệu của RAS dùng bản tin H.225 để đăng ký, thừa nhận, thay đổi độ rộng băng tần, trạng thái và thủ tục mở gói giữa điểm cuối và Gatekeeper. Kênh báo hiệu RAS độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và điều khiển H.245. Thủ tục mở kênh logic H.245 không được dùng để thiết lập kênh báo hiệu RAS. Trong môi trường mạng không có Gatekeeper, kênh báo hiệu RAS không được sử dụng. Trong môi trường mạng có Gatekeeper, kênh báo hiệu được mở giữa điểm cuối và Gatekeeper. Kênh báo hiệu RAS được mở trước để thiết lập bất kỳ kênh khác giữa những điểm cuối H.323. - Chức năng báo hiệu cuộc gọi H.225 để thiết lập kết nối giữa hai điểm cuối H.323 sử dụng các bản tin trong khuyến nghị H.225 và các bản tin được hỗ trợ Q.931. Một kênh điều khiển cuộc gọi tin cậy (TCP) được tạo ra qua mạng IP trên một cổng TCP. Cổng này phát đi các bản tin điều khiển cuộc gọi Q.931 để kết nối, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Kênh báo hiệu cuộc gọi độc lập với kênh RAS và kênh điều khiển H.245. Thủ tục mở kênh logic H.245 không được dùng để thiết lập kênh H.245 và bất kỳ kênh logic nào khác giữa nhiều điểm cuối H.323. Trong hệ thống không có Gatekeeper, kênh báo hiệu được mở giữa hai điểm cuối liên quan tới cuộc gọi. Trong hệ thống có Gatekeeper, kênh báo hiệu cuộc gọi được mở giữa hai điểm cuối và Gatekeeper hoặc giữa các điểm cuối mà Gatekeeper chọn. 2.1.4. Các thiết bị trong hệ thống H323. a. Đầu cuối (terminal). Đây là các điểm cuối khác của LAN cung cấp thông tin thời gian thực, hai chiều. Tất cả các đầu cuối H.323 đều yêu cầu hổ trợ H.245, H.225, Q.931, trạng thái công nhận đăng kí RAS (Registration Admission Status) và các giao thức truyền dẫn thời gian thực RTP (Real-time transport protocol). H.245 được dùng để điều khiển việc sử dụng kênh, trong khi H.225 hoặc Q.931 được dùng cho báo hiệu cuộc gọi, thiết lập và xóa cuộc gọi. RTP được dùng như là một giao thức truyền dẫn mang thông tin lưu thoại. RAS được sử dụng bởi điểm cuối để tương tác với gatekeeper. Một đầu cuối H.323 có thể truyền thông với một đầu cuối H.323 khác, một gateway H.323 hoặc một MCU. b. Gateway H.323. Một gateway H.323 là một điểm cuối trên mạng mà hổ trợ thông tin hai chiều và thông tin thời gian thực giữa các đầu cuối H.323 trên mạng IP với các đầu cuối khác trên mạng chuyển mạch PSTN hoặc một gateway H.323 khác. Các gateway là các thiết bị tùy chọn trong cấu trúc H.323 bởi vì các đầu cuối trong một LAN riêng lẻ có thể truyền thông trực tiếp với nhau mà không dùng gateway. Chỉ khi mà truyền thông cần mở rộng tới các mạng khác như là PSTN thì một gateway sẽ cần đến. Trong các trường hợp, các giao thức H.245 và Q.931 được dùng bởi các điểm cuối và Gateway trung gian. Hình 2-4: Cấu trúc H.323 c. Gatekeeper H.323. Gatekeeper là một thực thể tuỳ chọn trong mạng H.323 để cung cấp các chức năng biên dịch địa chỉ và điều khiển truy nhập mạng cho các thiết bị đầu cuối H.323, các Gateway và các MCU. Ngoài ra, Gatekeepr cũng có thể cung cấp các dịch vụ khác cho các phần tử mạng trên như quản lý băng thông hay định vị các Gateway. Về mặt logic, Gatekeeper là một thiết bị độc lập nhưng trong thực tế nó thường được tích hợp với các phần tử mạng khác trong cùng một thiết bị vật lý. Mỗi Gatekeeper quản lý một vùng mạng, nếu trong mạng có một Gatekeeper thì các điểm cuối phải đăng ký và sử sử dụng các dịch vụ do nó cung cấp. Một vùng mạng H.323 được hiểu như một tập hợp các node như đầu cuối, Hình 2-5: Mỗi Gatekeeper quản lý một vùng H.323 Gateway hay MCU. Một vùng được quản lý bởi một Gatekeeper và các điểm cuối trong mạng phải đăng ký với Gatekeeper này. Khi sử dụng Gatekeeper sẽ chỉ có duy nhất một Gatekeeper trong một vùng H.323 tại bất kỳ thời điểm nào cho dù có nhiều thiết bị có thể cung cấp chức năng này ở trong vùng đó. Nhiều thiết bị cung cấp chức năng báo hiệu RAS cho Gatekeeper được đề cập đến như là các Gatekeeper dự phòng.Gatekeeper cung cấp các dịch vụ cơ bản sau đây: - Biên dịch địa chỉ: GK có thể biên dịch từ địa chỉ định danh sang địa chỉ truyền tải. Điều đó được thực hiện bằng một bảng biên dịch. Bảng này thường xuyên được cập nhật bằng các bản tin đăng ký của các điểm cuối trong vùng quản lý của Gatekeeper. - Điều khiển đăng nhập: GK quản lý quá trình truy nhập mạng của các điểm cuối bằng các bản tin H.225.0. - Điều khiển băng thông: GK quản lý băng thông của mạng bằng các bản tin H.225.0. - Quản lý vùng: GK sẽ cung cấp các chức năng trên cho các đầu cuối được đăng ký với nó. Ngoài ra, Gatekeeper còn cung cấp một số dịch vụ tuỳ chọn khác: - Báo hiệu điều khiển cuộc gọi: GK quyết định có tham gia vào quá trình báo hiệu cho cuộc gọi hay không. - Cấp phép cho cuộc gọi: GK GK quyết định có cho phép cuộc gọi được tiến hành hay không. - Quản lý băng tần - Quản lý cuộc gọi - Sửa đổi địa chỉ định danh Hình 2-6: Gatekeeper thông tin với các thành phần trong mạng. - Biên dịch số được quay: GK sẽ chuyển các số được quay sang số E.164 hay số mạng riêng. - Quản lý cấu trúc dữ liệu d. Khối điều khiển đa điểm H.323: MCU. MCU là một điểm cuối trong mạng để cung cấp khả năng truyền thông hội nghị cho ba điểm hay nhiều thiết bị đầu cuối và các Gateway tham gia một hội nghị đa điểm. Nó cũng có thể kết nối hai thiết bị đầu cuối trong một hội nghị điểm-điểm mà sau đó có thể phát triển thành một hội nghị đa điểm. Hình 2-7: Mô hình giao thức của MCU. MCU bao gồm hai phần: một bộ điều khiển đa điểm (MC) bắt buộc và một bộ xử lý đa điểm (MP) tuỳ chọn. - MC cung cấp các chức năng điều khiển để hỗ trợ các hội nghị giữa ba hay nhiều điểm cuối tham gia một hội nghị đa điểm. Nó thực hiện trao đổi khả năng với mỗi điểm cuối trong một hội nghị. MC gửi một tập khả năng tới các điểm cuối để chỉ thị mô hình hoạt động mà chúng có thể sử dụng. MC cũng có thể sửa lại tập các khả năng để gửi tới các thiết bị đầu cuối khi các đầu cuối tham gia hay ra khỏi hội nghị hay vì một lý do nào khác. - MP nhận các dòng audio, video và data từ các điểm cuối trong một hội nghị đa điểm. Nó sẽ xử lý tập trung các luồng phương tiện này và trả lại chúng cho các diểm cuối. Nó có thể thực hiện các chức năng như trộn, chuyển mạch, hay các xử lý khác dưới sự điều khiển của MC. MP có thể xử lý một luồng phương tiện đơn lẻ hay nhiều luồng phương tiện phụ thuộc vào kiểu của hội nghị được hỗ trợ. Thành phần của khối điều khiển đa điểm gồm: - Bộ điều khiển đa điểm: cung cấp chức năng điều khiển. - Bộ xử lý đa điểm: thu nhận và xử lý các dòng thoại, video hoặc dữ liệu. e. Hoạt động của H.323. Giao thức H.323 bao gồm nhiều hoạt động để hỗ trợ truyền thông giữa người dùng và các đầu cuối khác, các gateway và MCU. Hình 4.4 trình bày các giai đoạn chính trong quá trình thiết lập cuộc gọi giữa hai điểm cuối H.323. Hình 2-8: Các giai đoạn chính của H.323. - Giai đoạn 1: giai đoạn phát hiện là bắt buộc đối với các điểm cuối, tìm một Gatekeeper để nó có thể đăng kí. Tiến trình này cho phép nhà điều hành mạng quản lý những ai đang sử dụng mạng H.323. Trong suốt giai đoạn này, điểm cuối và Gatekeeper trao đổi các địa chỉ. Địa chỉ multicast IP 224.0.1.41 được dành cho việc phát hiện Gatekeeper. - Giai đoạn 2: hoạt động đăng kí định nghĩa một điểm cuối đăng kí với một Gatekeeper như thế nào. Các địa chỉ được thiết lập trong giai đoạn phát hiện được sử dụng trong giai đoạn này. Loại đầu cuối được định dạng (như là đầu cuối người dùng, Gatekeeper hoặc một MCU). Hoạt động đăng kí cho phép các trạm H.323 tham gia vào vùng cuộc gọi. Cổng 1718 và 1719 để dành cho phát hiện UDP và đăng kí UDP. - Giai đoạn 3: trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi, một kết nối được thiết lập giữa hai điểm cuối. - Giai đoạn 4: thay đổi dung lượng. Mục đích của việc này là đảm bảo bất cứ một lưu lượng nào được gửi bởi một điểm cuối có thể được nhận hoàn toàn bởi điểm cuối nhận. Thông tin về phiên làm việc như tốc độ bit, loại mã hóa được thay đổi trong giai đoạn này. Hoạt động này cho phép điểm cuối và gatekeeper thương lượng về dung lượng của chúng. - Giai đoạn 5: H.323 cho phép truyền các loại lưu lượng khác nhau trên các kênh logic. Giai đoạn này mở một hoặc nhiều kênh logic để mang lưu lượng. - Giai đoạn 6 và 7: sau khi tất cả các giai đoạn được hoàn thành, lưu lượng người dùng có thể được trao đổi. Sau khi phiên làm việc người dùng hoàn thành, hoạt động kết thúc xảy ra. Sự kết thúc làm giải phóng các kênh logic và các nguồn tài nguyên khác (như băng thông) đã được thiết lập trong các giai đoạn trước. 2.2. Giao thức khởi tạo phiên SIP. 2.2.1. Giới thiệu. Giao thức khởi tạo phiên (SIP, Session Initiation Protocol) là một giao thức điều khiển và đã được tiêu chuẩn hóa bởi IETF (RFC 2543). Nhiệm vụ của nó là thiết lập, hiệu chỉnh và xóa các phiên làm việc giữa các người dùng. Các phiên làm việc cũng có thể là hội nghị đa phương tiện, cuộc gọi điện thoại điểm-điểm, …. SIP được sử dụng kết hợp với các chuẩn giao thức IETF khác như là SAP, SDP và MGCP (MEGACO) để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ VoIP. Cấu trúc của SIP cũng tương tự với cấu trúc HTTP (giao thức client-server). Nó bao gồm các yêu cầu được gửi đến từ người sử dụng SIP client tới SIP server. Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến các client. Một thông điệp yêu cầu, cùng với các thông điệp đáp ứng tạo nên sự thực thi SIP. SIP là một công cụ hỗ trợ hấp dẫn đối với điện thoại IP vì các lý do sau : - Nó có thể hoạt động vô trạng thái hoặc có trạng thái. Vì vậy, sự hoạt động vô trạng thái cung cấp sự mở rộng tốt do các server không phải duy trì thông tin về trạng thái cuộc gọi một khi sự thực hiện (transaction) đã được xử lý.Nó có thể sử dụng nhiều dạng hoặc cú pháp giao thức chuyển siêu văn bản HTTP (Hypertext Transfer Protocol), vì vậy, nó cung cấp một cách thuận lợi để hoạt động trên các trình duyệt. -Bản tin SIP (nội dung bản tin) thì không rõ ràng, nó có thể là bất cứ cú pháp nào. Vì vậy, nó có thể được mô tả theo nhiều cách. Chẳng hạn, nó có thể được mô tả với sự mở rộng thư Internet đa mục đích MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) hoặc ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML (Extensible Markup Language). Nó nhận dạng một người dùng với bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL (Uniform Resource Locator), vì vậy, nó cung cấp cho người dùng khả năng khởi tạo cuộc gọi bằng cách nhấp vào một liên kết trên trang web. Nói chung, SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau : Định vị trí của người dùng. Định media cho phiên làm việc. Định sự sẵn sàng của người dùng để tham gia vào một phiên làm việc. Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc. 2.2.2. Cấu trúc của SIP. Một khía cạnh khác biệt của SIP đối với các giao thức xử lý cuộc gọi IP khác là nó không sử dụng bộ điều khiển Gateway. Nó không dùng khái niệm Gateway/bộ điều khiển Gateway nhưng nó dựa vào mô hình khách/chủ (client/server). - Server : là một chương trình ứng dụng chấp nhận các bản tin yêu cầu để phục vụ các yêu cầu này và gửi trả các đáp ứng cho các yêu cầu đó. Server là Proxy, Redirect, UAS hoặc Registrar. - Proxy server : là một chương trình trung gian, hoạt động như là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác. Các yêu cầu được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến server khác. Một Proxy có thể dịch và nếu cần thiết, có thể tạo lại bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến server khác hoặc một UA. Trong trường hợp này, trường Via trong bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các Proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu. - Redirect server : là một server chấp nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ trong yêu cầu thành một địa chỉ mới và trả lại địa chỉ này trở về client. Không giống như Proxy Server, nó không khởi tạo một yêu cầu SIP và không chuyển các yêu cầu đến các Server khác. Không giống như Server đại diện người dùng UAS, nó không chấp nhận cuộc gọi. - Registrar : là một server chấp nhận yêu cầu REGISTER. Một Registrar được xếp đặt với một Proxy hoặc một server gửi lại và có thể đưa ra các dịch vụ định vị. Registrar được dùng để đăng kí các đối tượng SIP trong miền SIP và cập nhật vị trí hiện tại của chúng. Một miền SIP thì tương tự với một vùng H.323. a) b) Hình 2-9: a- Proxy Server. b- Redirect Server. - UA (User Agent) : là một ứng dụng chứa cả UAC (User Agent Client) và UAS. - UAC (User Agent Client): đây là phần người sử dụng được dùng để khởi tạo một yêu cầu SIP tới server SIP hoặc UAS. - UAS (User Agent Server) : là một ứng dụng server giao tiếp với người dùng khi yêu cầu SIP được nhận và trả lại một đáp ứng đại diện cho người dùng. Hình 2.10 trình bày hai thành phần chính của SIP : User Agent và SIP server. User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt động đại diện cho người dùng. User Agent bao gồm hai thành phần : một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức server được biết như là UAS. UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi. Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP có thể hoạt động ngang hàng khi sử dụng mô hình client/server. Server SIP có hai loại : Proxy server và Redirect server. Proxy server nhận một yêu cầu từ client và quyết định server kế tiếp mà yêu cầu sẽ đi đến. Proxy này có thể gửi yêu cầu đến một server khác, một Redirect server hoặc UAS. Đáp ứng sẽ được truyền cùng đường với yêu cầu nhưng theo chiều ngược lại. Proxy server hoạt động như là client và server. Redirect server sẽ không chuyển yêu cầu nhưng sẽ chỉ định client tiếp xúc trực tiếp với server kế tiếp, đáp ứng gửi lại client chứa địa chỉ của server kế tiếp. Nó không hoạt động được như là một client, nó không chấp nhận cuộc gọi. 2.2.3. Tổng quan về hoạt động của SIP. a. Địa chỉ SIP. Địa chỉ của SIP còn được gọi là bộ định vị tài nguyên chung URL (Universal Resource Locator), tồn tại dưới dạng user@host. Phần user trong phần địa chỉ có thể là tên người sử dụng hoặc số điện thoại. Phần host có thể là tên miền hoặc địa chỉ mạng. Ví dụ địa chỉ SIP : sip:ciscopress@cisco.com sip:4085262222@171.171.171.1 b. Định vị server SIP. Khi client muốn gửi một yêu cầu, client gửi nó đến một proxy server SIP đã được cấu hình hoặc gửi yêu cầu đến địa chỉ IP và số cổng tương ứng với URL SIP. Gửi yêu cầu trực tiếp đến proxy server thì dễ dàng nếu ứng dụng cuối đã biết proxy server. Gửi yêu cầu theo cách thứ hai thì phức tạp hơn. Client phải cố gắng tiếp xúc với server ở số cổng được liệt kê trong bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL SIP. Nếu số hiệu cổng không có trong URL SIP thì client sử dụng số cổng 5060. nếu URL SIP chỉ định một giao thức (UDP hoặc TCP) thì client tiếp xúc với server sử dụng giao thức đó. Nếu không có giao thức nào được chỉ định hoặc nếu client không hỗ trợ UDP nhưng có hỗ trợ TCP thì nó cố gắng dùng TCP. Client có gắng tìm một hoặc nhiều địa chỉ server SIP bằng cách truy vấn DNS (Domain Name System). Tiến trình như sau: - Nếu phần host của URL SIP là địa chỉ IP, client tiếp xúc với server ở địa chỉ cho trước. Ngược lại nó xử lý bước kế tiếp. - Client truy vấn server DNS cho địa chỉ phần host của URL SIP. Nếu server DNS không trả về địa chỉ của URL SIP, client sẽ ngừng vì nó không thể định vị được server. c. Sự giao dịch SIP (SIP Transaction). Khi phần host của URL SIP đã được giải quyết, client gửi một hoặc nhiều yêu cầu SIP đến server và nhận được một hoặc nhiều đáp ứng từ server. Các yêu cầu cùng với các đáp ứng liên hệ với nhau trong hoạt động này tạo thành sự giao dịch SIP. Tất cả các đáp ứng chứa cùng các giá trị trong các trường Call-ID, Cseq, To và From. Điều này cho phép các đáp ứng so khớp với các yêu cầu. - Nếu TCP được sử dụng, các đáp ứng và yêu cầu trong một sự giao dịch đơn lẻ được mang trên cùng một kết nối TCP. Nhiều yêu cầu SIP từ một client đến một server có thể sử dụng cùng kết nối TCP hoặc có thể sử dụng một kết nối mới cho mỗi yêu cầu. - Nếu client gửi yêu cầu sử dụng UDP, đáp ứng được gửi đến địa chỉ được định nghĩa trong trường tiêu đề của yêu cầu. d. Lời mời SIP (SIP Invitation). Một lời mời SIP thành công bao gồm hai bản tin: bản tin INVITE và theo sau là bản tin ACK. Bản tin INVITE yêu cầu người bị gọi tham gia vào một hội nghị đặc biệt hoặc thiết lập một cuộc đối thoại hai người. Sau khi người bị gọi đồng ý tham gia vào cuộc gọi, người gọi xác nhận rằng nó đã nhận được đáp ứng bằng cách gửi bản tin ACK. e. Định vị người dùng. Người bị gọi có thể di chuyển giữa nhiều hệ thống đầu cuối theo thời gian. Các vị trí này có thể đăng kí động với server SIP. Một server vị trí có thể trả về nhiều vị trí bởi vì người dùng đăng nhập ở nhiều trạm một cách đồng thời hoặc server vị trí có thông tin không chính xác. Server SIP kết hợp các kết quả để cung cấp một danh sách các vị trí hoặc không có vị trí nào. Hoạt động nhận danh sách các vị trí thay đổi tùy thuộc vào server SIP. Một Redirect server trả về một danh sách hoàn chỉnh các vị trí và cho phép các client định vị người dùng chính xác. Một Proxy server cũng cố gắng định địa chỉ cho đến khi cuộc gọi thành công hoặc người bị gọi từ chối cuộc gọi. g. Thay đổi một phiên đang tồn tại. Trong một số trường hợp, người ta mong muốn tha