Đồ án Mạng VoIP và Các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ

BÁO CÁO TỐT NGHIỆPMạng VoIP và Các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ Sinh viên thực hiện : Lê Thị Thúy Mã sinh viên : 080326 Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS. Vương Đạo VyHải Phòng - 20081Mạng VoIP và các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụChương I: Tổng quan về dịch vụ VoIPChương II: Các giao thức trong VoIPChương III: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 2Chương I : Tổng quan về dịch vụ VoIP 1.1. Giới thiệu chung về công nghệ VoIP1.2. PSTN, mạng chuyển mạch gói và Internet1.3. Các kỹ thuật mã hoá và nén số trong VoIP1.4. Cấu hình của mạng điện thoại IP1.5. Cách hoạt động của VoIP1.6. Các loại hình dịch vụ thoại qua IP1.7. Lợi ích và nhược điểm 3 VoIP là công nghệ truyền thoại qua môi trường IP VoIP đang được sử dụng rộng rãi hiện nay1.1. Giới thiệu chung về công nghệ VoIP41.2. PSTN, mạng chuyển mạch gói và InternetBảng 1.1. Bảng mô tả sự khác nhau giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói51.3. Các kỹ thuật mã hoá và nén số trong VoIPBảng 1.2 Các chuẩn mã hoá thoại 61.4. Cấu hình của mạng điện thoại IP- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP- Mạng truy nhập IP- Mạng xương sống IP- Gateway- Gatekeeper- Mạng chuyển mạch kênh- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch kênhTrong các kết nối khác nhau cấu hình mạng có thể thêm hoặc bớt một số phần tử trên.71.6. Các loại hình dịch vụ VoIP1.6.1 Phone to phone1.6.2 PC to phone1.6.3. PC to PC81.6. Các loại hình dịch vụ VoIPHình 1.1. Kết nối từ máy điện thoại đến máy điện thoại 91.6. Các loại hình dịch vụ VoIP Hình 1.2 Kết nối từ máy tính đến máy điện thoại 101.6. Các loại hình dịch vụ VoIP Hình 1.3 Kết nối từ máy tính đến máy máy tính 111.7. Lợi ích và nhược điểm Lợi ích+ Giảm chi phí cuộc gọi.+ Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu.+ Khả năng mở rộng (Scalability+ Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý+ Quản lý băng thông.+ Nhiều tính năng dịch vụ.+ Khả năng multimedia.Nhược điểm+ Kỹ thuật phức tạp.+ Vấn đề bảo mật (security).12Chương II: Các giao thức trong VoIP2.1. Kiến trúc giao thức IP2.2. Giao thức thời gian thực RTP/ PTCP2.3. Giao thức H.3232.4. SIP – Giao thức khởi tạo phiên2.5. So sánh giữa H.323 và SIP 132.1. Kiến trúc TCP/IP2.1.1. Giao thức liên mạng IP2.1.1.1. Cấu trúc của IP Datagram (IPv4)2.1.1.2. Cấu trúc của IPv62.1.2. Giao thức truyền tải tin cậy TCP2.1.3. Giao thức truyền tải không tin cậy UDP142.1.1.1. Cấu trúc của IP Datagram (IPv4)Hình 2.1. Cấu trúc của Datagram152.1.1.1. Cấu trúc của IP Datagram (IPv4)Hình 2.2. Khuôn dạng của trường Type of service 162.1.1.1. Cấu trúc của IP Datagram (IPv4)Bảng 2.1 giá trị ưu tiên IP Precedence TOS172.1.1.2. Cấu trúc của IPv6 Hình 2.3. Cấu trúc IPv6 header182.1.2. Giao thức truyền tải TCPTCP cung cấp các chức năng chính sau:Thiết lập, duy trì và kết thúc liên kết giữa hai thực thể TCP.Phân phát gói tin một cách tin cậy.Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu một cách tin cậy.Cho phép điều khiển lỗi.Cung cấp khả năng đa kết nối thông qua việc sử dụng các cổng.Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công. 192.1.2. Giao thức truyền tải TCPHình 2.4. Cấu trúc gói dữ liệu TCP202.1.3. Giao thức truyền tải UDPHình 2.5. Cấu trúc gói dữ liệu UDPƯu điểm của UDP đó là do không cung cấp các chức năng tin cậy, điều khiển luồng, khôi phục lỗi nên tiêu đề của UDP rất nhỏ so với TCP và nó rất phùhợp với các dịch vụ thời gian thực yêu cầu độ trễ thấp.212.2. Giao thức thời gian thực RTP ( Real Time Protocol )RTP có một số đặc tính sau :+> Đưa ra cơ chế truyền dẫn các ứng dụng thời gian thực từ đầu cuối đến đầu cuối như các dịch vụ tương tác thoại và hình ảnh 222.2. Giao thức thời gian thực RTP ( Real Time Protocol )Hình 2.6. Cấu trúc tiêu đề cố định RTP232.1. Giao thức H.323Hình 2.7. Mô hình H.323 cho điện thoại Internet242.1. Giao thức H.323Hình 2.8. Ngăn xếp giao thức H.323252.2. Giao thức khởi tạo phiên SIP SIP hỗ trợ 5 dịch vụ trong việc thiết lập và kết thúc các phiên truyền thông:Định vị người dùng: xác định vị trí của người dùng tiến hành hội thoại.- Năng lực người dùng: xác định các phương thức và các tham số tương ứng trong hội thoại.- Xác định những người sẵn sàng tham gia hội thoại.-Thiết lập các tham số cần thiết cho cuộc gọi- Điều khiển cuộc gọi: bao gồm cả quá trình truyền và kết thúc cuộc gọi.262.2. Giao thức khởi tạo phiên SIPHình 2.9. Bảng mô tả sự khác nhau giữa H.323 và SIP27Chương III: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ 3.2. Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 283.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ3.2.1. TrễTrễ được hiểu là khoảng thời gian tiêu tốn để người nghe nghe được âm thanh phát ra từ người nói trong một cuộc điện thoại 293.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ3.2.2. JitterLà hiện tượng sai lệch thời gian , gói tin đến đích không đúng thời điểm 3.2.3. Mất gói tin. Hiện tượng mất gói tin do nhiều nguyên nhân :Quá tải lượng người truy nhập cùng một lúc mà tài nguyên mạng thì hạn chế.Hiện tượng xung đột trên mạng LAN. Lỗi do thiết bị vật lý và các thiết bị liên kết truy nhập mạng303.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ3.2.4. Băng thông- Băng thông là độ rộng dải tần là giới hạn giữa tần số cao nhất với tần số thấp nhất có thể truyền qua đường dây truyền 313.3. Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 3.3.1. Cấu trúc IntServ--bảo đảm chặt chẽ các tham số QoS nhờ nguyên lý điều khiển các luồng gói IP vi mô 3.3.2. Cấu trúc DiffServ--phân loại gói, tăng tính áp dụng rộng 323.3.1. Cấu trúc IntServHình 3.1. Cấu trúc mạng IntServ Giao thức báo hiệu RSVP sẽ đưa ra quyết định luồng IP từ nút H1 đến nút H2 có thể được mạng IntServ phục vụ hay không. Trước hết, RSVP xác định và xây dựng đường truyền cho luồng IP bằng tin PATH. Đường truyền này đi qua các bộ định tuyến R1, R2, R3. Tiếp đó dung lượng sẽ được chiếm giữ cho đường truyền theo chiều từ nút nhận ngược trở lại nút gửi. Sự chiếm giữ được thực hiện bằng tin RESV của giao thức RSVP. Nếu sự chiếm giữ thành công tại tất cả các bộ định tuyến R3, R2, R1, luồng IP bắt đầu được phục vụ. Nếu tại bất cứ bộ định tuyến nào, sự chiếm giữ không thực hiện được do thiếu dung lượng cần thiết, giao thức RSVP sẽ dựa vào kết quả này để chặn luồng IP.333.3.2. Cấu trúc DiffServHình 3.2. Kiến trúc Diffserv343.3.2. Cấu trúc DiffServKiến trúc Diffserv bao gồm hai tập các thành phần chức năng: -Tại biên của mạng, việc phân loại và điều khiển lưu lượng được thực hiện và các gói được phân vào các lớp. -Tại lõi, một cơ chế phân loại đơn giản được thực hiện. Cơ chế hàng đợi dựa trên lớp được áp dụng. 35KẾT LUẬN Thị trường viễn thông rộng lớn đang hướng tới sự tích hợp dịch vụ trong một thiết bị người sử dụng duy nhất. Để làm được điều này cần thay thế mạng chuyển mạch kênh truyền thống bằng một mạng gói linh hoạt hơn trong việc triển khai các dịch vụ mới. Điều này sẽ cho phép tiết kiệm tài nguyên mạng và giá thành chi phí dịch vụ cho người sử dụng. Cùng với tốc độ phát triển như vũ bão của các công nghệ mới, công nghệ VoIP ra đời đã đánh dấu một bước quan trọng trong quá trình phát triển của công nghiệp viễn thông, đó là sự kết hợp giữa tín hiệu thoại vào mạng nền gói thay cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống 36KẾT LUẬN Vấn đề cơ bản trong việc triển khai dịch vụ VoIP vẫn là QoS, các tổ chức viễn thông thế giới vẫn đang tiếp tục nghiên cứu các biện pháp nâng cao chất lượng dịch vụ để đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu của người sử dụng, và nếu giải quyết tốt vấn đề này trong tương lai có thể các mạng PSTN truyền thống có thể được thay thế hoàn toàn bằng các mạng VoIP.37Em xin chân thành cảm ơn!38