Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 3 CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG

CHƯƠNG 3 CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG

Tải bản đầy đủ

-

MEGACO

Các giao thức này có thể phân thành hai loại:
-

Giao thức ngang hàng (H.323, SIP).

-

Giao thức chủ tớ (MGCP, H.248/MEGACO).
Mỗi loại giao thức có ưu điểm và nhược điểm riêng của mình với các chức

năng khác nhau, tồn tại trong mạng ở các cấp khác nhau.
-

Giao thức ngang cấp H.323, SIP được sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu
giữa các MGC, giữa các MGC và các Server.

-

Giao thức chủ tớ MGCP, H.248/MEGACO là giao thức báo hiệu điều khiển
giữa MGC và các Gateway (trong đó MGC điều khiển Gateway).

-

Giao thức SIGTRAN là giao thức báo hiệu giữa MGC và Signaling Gateway.

Hình 3.2 Các giao thức cơ bản ứng dụng trong chuyển mạch mềm
Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định
cách thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phân phối thực hiện cuộc gọi

hay các ứng dụng khác. Trong đó, các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc phân bố
không đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực
thể chức năng điều khiển (đóng vai trò là master), thực thể này sẽ giao tiếp (điều
khiển) với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.

3.1 Giao thức H.323
Giao thức H323 là tiêu chuẩn dành cho truyền thông đa phương tiện
Multimedia trên cơ sở mạng chuyển mạch gọi, do ITU ban hành. Phiên bản đầu tiên
được đưa ra vào năm 1996 và phiên bản mới nhất (version 4) được ban hành vào
7/2001. Phiên bản 1 và 2 hỗ trợ H245 trên nền TCP và RAS trên nền UDP. Các
phiên bản 3 và 4 có hỗ trợ thêm H245 và Q931 trên nền TCP và UDP. Ban đầu H323
dự định dành cho X25 và ATM nhưng trong thực tế nó lại được biết đến nhiều hơn
với ứng dụng VoIP.
Ngăn xếp giao thức H323 mô hình OSI

Hình 3.3 Ngăn xếp giao thức H.323
Từ ngăn xếp giao thức ta thấy:
-

H323 hỗ trợ cho lưu lượng thoại qua các chuẩn mã hóa G711, G722, G728,
G729, G723.1 trên nền giao thức RTP và RTC thông qua phương thức truyền
tải không tin cậy (UDP).

-

H323 hỗ trợ lưu lượng video qua các chuẩn mã hóa H261, H263 trên nền các
giao thức RTP và RTCP cũng qua phương thức truyền tải không tin cậy (UDP).

-

H323 hỗ trợ lưu lượng dữ liệu các giao thức T122, T124, T125, T127, T126
qua phương thức truyền tải tin cậy (TCP).

-

H245 là giao thức điều khiển kênh (trao đổi các thuộc tính cuộc gọi giữa 2 đầu
cuối). H225 là giao thức báo hiệu giữa đầu cuối và Gatekeeper.

Hình 3.4 Cấu hình H.323 đơn giản
Cấu hình mạng bao gồm đầu cuối, Gateway, Gatekeeper, MCU.
• Terminal (đầu cuối)
Là thành phần dùng trong truyền thông 2 chiều đa phương tiện thời gian thực
được dùng trong việc kết nối các cuộc gọi. Như vậy, nó bắt buộc phải hỗ trợ:
- H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi.

- H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo ra các kênh thông tin.
- RAS cho việc đăng kí và điều khiển các hoạt động quản lí khác.
- RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và hình ảnh.
- G.711 cho các code thoại.
Việc hỗ trợ các code video là không bắt buộc đối với các đầu cuối H.323.
• Gateway
Thực hiện chức năng chuyển đổi về báo hiệu và dữ liệu, cho phép các mạng
hoạt động dựa trên các giao thức khác nhau có thể phối hợp với nhau. Cấu tạo của
một Gateway bao gồm một MGC (Media Gateway Controller), MG (Media
Gateway) và SG (Signalling Gateway) được minh họa trong hình vẽ sau.

Hình 3.5 Cấu tạo của Gateway
Các đặc tính cơ bản của một Gateway:

- Một Gateway phải được hỗ trợ các giao thức hoạt động trong H.323 và mạng
sử dụng chuyển mạch kênh (SCN – Switched Circuit Network).
- Về phía H.323, Gateway phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245 cho quá trình
trao đổi khả năng hoạt động của đầu cuối cũng như Gateway, báo hiệu cuộc gọi
H.225, báo hiệu RAS.
- Về phía SCN, Gateway phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng chuyển
mạch kênh (SS7 sử dụng trong mạng PSTN).
• Gatekeeper
Một Gatekeeper được xem là bộ não của mạng H.323, nó chính là điểm trung
tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323. Mặc dù là thành phần tùy chọn nhưng
Gatekeeper cung cấp các dịch vụ quan trọng như dịch địa chỉ, sự ban quyền và nhận
thực cho đầu cuối và Gateway, quản lí băng thông, thu thập số liệu và tính cước.
Trong mạng H.323 không nhất thiết phải có Gatekeeper, tuy nhiên nếu có thì
tất cả các đầu cuối phải đăng kí trước khi thực hiện cuộc gọi.

Hình 3.6 Chức năng của Gatekeeper
• MCU
MCU là thành phần hỗ trợ dịch vụ hội nghị điểm đa điểm có sự tham gia của
từ hai Terminal H.323 trở lên. Mọi Terminal tham gia vào hội nghị đều phải thiết lập
một kết nối với MCU. Trong MCU có hai module là MC (Multipoint Controller) có
chức năng điều khiển và MP (Multipoint Processor) nhận và xử lí các luồng dữ liệu
thoại, video hoặc dữ liệu khác.

Hình 3.7 Cấu trúc của MCU

3.2 Giao thức SIP
SIP do nhóm làm việc MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) của
IETF phát triển từ tiêu chuẩn RFC2543. Đây là giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô
tả việc khởi tạo thay đổi và hủy phiên truyền thông đa phương tiện giữa các đầu
cuối. SIP được đưa ra trên cơ sở nguyên lí giao thức trao đổi thông tin của mạng
Internet (HTTP). SIP là giao thức ngang cấp, hoạt động theo nguyên tắc hỏi đáp
(server/client). Vị trí giao thức SIP trong mô hình phân lớp hệ thống được mô tả như
sau:

Hình 3.8 Vị trí giao thức SIP trong mô hình phân lớp
Từ hình trên cho thấy, SIP có thể chạy trên cả UDP hay TCP với IPv4 hoặc
IPv6. SIP được thiết kế độc lập với các giao thức truyền dẫn mức thấp và có thể bổ
sung các tính năng mới thông qua việc thay đổi các tham số hay mào đầu của bản
tin.
Các thực thể mạng của giao thức SIP bao gồm:
Đầu cuối SIP: Có thể là máy điện thoại SIP hay máy tính chạy phần mềm SIP.
Mỗi đầu cuối sẽ được gắn một địa chỉ SIP URL để định danh và nhận thực.
Proxy Server: Là đại diện cho một nhóm các đầu cuối SIP, có nhiệm vụ đáp
ứng các yêu cầu SIP của nhóm đó hay từ các Proxy khác. Trong trường hợp nó
không đáp ứng được thì yêu cầu sẽ được chuyển sang Proxy khác.
Redirect Server: Nhận địa chỉ SIP và gửi lại cho nơi hỏi dưới dạng địa chỉ
khác của Proxy kế tiếp để liên lạc.
Registrar Server: Có chức năng nhận thực, bảo mật. Ghi lại địa chỉ SIP và địa
chỉ IP của đầu cuối SIP đăng kí.

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.
SIP sử dụng phương pháp mã hóa kiểu văn bản với cấu trúc bản tin theo kiểu
hỏi/đáp, bao gồm các bản tin:
-

INVITE: Bắt đầu thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi bản tin mời đầu cuối khác
tham gia.

-

ACK: Bản tin này khẳng định Client đã nhận được bản tin trả lời bản tin
INVITE.

-

BYE: Bắt đầu kết thúc cuộc gọi.

-

CANCEl: Hủy yêu cầu đang nằm trong hàng đợi.

-

REGISTER: Đầu cuối SIP sử dụng bản tin này để đăng kí với Registrar Server.

-

OPTIONS: Sử dụng để xác định năng lực của server.

-

INFO: Sử dụng để tải các thông tin như tone DTMF.

Hình 3.9 Cấu trúc hệ thống SIP

Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia được gán một địa chỉ SIP hay còn được
gọi là SIP URL, người sử dụng phải đăng kí vị trí của họ với SIP Server. Để tạo một
cuộc gọi SIP, phía gọi định vị tới máy phục vụ thích ứng và sau đó gửi đi một yêu
cầu SIP. Hoạt động thường xuyên nhất là mời các thành viên tham gia hội thoại.
Thành phần Registran đóng vai trò tiếp nhận các yêu cầu đăng kí từ UA (User
Agent) và lưu trữ các thông tin này tại một dịch vụ bên ngoài SIP.

3.2 Giao thức Sigtran
Mạng NGN là sự hội tụ của công nghệ thông tin, mạng IP, Internet vào mạng
viễn thông. Sự hội tụ này đặt ra yêu cầu chuyển tiếp giữa mạng PSTN truyền thống
và mạng IP. Điều này được tiến hành nhờ giao thức truyền tải báo hiệu Signalling
Transport – Sigtran. Sigtran là một giao thức VoIP, cho phép truyền tải các bản tin
báo hiệu số 7 có thể truyền qua mạng IP. Để làm được điều này, Sigtran sử dụng một
loạt các giao thức thành phần và các module tương thích bao gồm: Giao thức truyền
tải điều khiển dòng – SCTP (Stream Control Transport Protocol), module tương
thích với MTP lớp 3 (M3UA), MTP lớp 2 (M2UA), lớp tương thích với người dùng
ISDN (IUA). Ngăn xếp giao thức Sigtran được minh họa như hình sau

Hình 3. 10 Ngăn xếp giao thức Sigtran

Chức năng các thành phần như sau:
• SCTP
-

Truyền tải các bản tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP.

-

Là giao thức truyền tải tin cậy trên nền mạng gói theo chế độ Connectinonless.

-

Thực hiện xác nhận không có lỗi và không truyền lại dữ liệu.

-

Đóng gói dữ liệu (gộp nhiều bản tin là khách hàng vào một gói).

-

Phân mảnh dữ liệu.
• M3UA có chức năng:

-

Hỗ trợ chuyển giao các bản tin MTP lớp 3 (ISUP, SCCP, TUP…).

-

Hỗ trợ cho hoạt động của các giao thức lớp MTP3.

-

Hỗ trợ quản lí kết hợp truyền tải SCTP và lưu lượng giữa một SG và một hay
nhiều MGC.

-

Hỗ trợ cho MGC hay các cơ sở dữ liệu lưu trữ chia sẻ lưu lượng.
• SUA có chức năng:

-

Hỗ trợ chuyển giao các bản tin phần người dùng SCCP.

-

Hỗ trợ các dịch vụ không hướng kết nối (Connectionless) SCCP

-

Hỗ trợ các dịch vụ hướng kết nối (Connection Oriented) SCCP.

-

Hỗ trợ quản lí kết hợp truyền tải SCTP và lưu lượng giữa một SG và một hay
nhiều node báo hiệu IP.

-

Hỗ trợ cho việc thông báo một cách đồng bộ sự thay đổi trạng thái cho công tác
quản lí.