bài tập lớn

Nghiên cứu và thiết kế hệ thống VoIPv6

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, sự xuất hiện của VoIP đã gây nên một sự chú ý

đặc biệt trong lĩnh vực viễn thông thế giới, lợi ích mà nó mang lại là rất lớn. Đối

với người tiêu dùng, lợi ích đầu tiên mà họ đạt được là chi phí cuộc gọi sẽ rẻ hơn

đáng kể. Còn đối với các nhà sản xuất, cung cấp và khai thác mạng, truyền thoại

qua mạng Internet mở ra những thách thức mới nhưng cũng hứa hẹn khả năng lợi

nhuận đáng kể. Đây cũng là một bước đột phá trong việc tiến tới một xu thế

mạng viễn thông mới. Công nghệ VoIp có rất nhiều ưu điểm như: giảm cước phí

dịch vụ thoại đường dài; hỗ trợ nhiều cuộc gọi với băng tần thấp hơn; nhiều hơn

và tốt hơn các dịch vụ nâng cao; sử dụng có hiệu quả nhất giao thức IP… Tuy

nhiên vẫn tồn tại một số nhược điểm về bảo mật và kĩ thuật phức tạp.

Với tình trạng phát triển nhanhcủa các dịch vụ mạng, dải địa chỉ IPv4 đang

ngày càng cạn kiệt, VoIP không thể phát huy hết sức mạnh vốn có của nó. Để tận

dụng hết những ưu điểm của truyền thoại qua mạng Internet đồng thời giải quyết

được nhược điểm của cả VoIP thế hệ cũ và IPv4, thì việc nghiên cứu và thử

nghiệm truyền thoại qua IPv6 đã được rất nhiều công ty, tổ chức trên thé giới chú

ý. Ở Việt Nam dù vẫn còn nhiều hạn chế về cơ sở hạ tầng và nguồn lực song

không thể nằm ngoài xu thế phát triển chung đó của thế giới.

SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16 1


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa: điện – điện tử, đã tận

tình dạy bảo và dìu dắt em trong suốt thời gian học tập tại trường ĐH Kinh Tế Kỹ

Thuật Công Nghiệp, để em có được kiến thức và có thể thực hiện cũng như hoàn

thành đề tài này. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cô giáo Đặng Thị Hương

Giang, là giáo viên hướng dẫn đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn cho em trong suốt

quá trình làm đề tài. Và em xin cảm ơn tất cả các bạn trong và ngoài lớp điện tử

16 đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình tìm kiếm tài liệu và góp ý cho bài làm

của em được tốt hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình em đã tạo

điều kiện cho em học tập để hôm nay em có thể hoàn thành được đề tài này.

Em xin chúc các thầy, cô và các bạn cùng gia đình em sức khỏe và hạnh phúc!

Hà Nội tháng 4 năm 2010

Sinh viên : Phạm Thị Huyền.



MỤC LỤC

Lời Nói Đầu…………………………………………………………..1

Lời Cảm Ơn…………………………………………………………..2

Mục Lục………………………………………………………………3

Danh Mục Các Từ Viết Tắt…………………………………………..5

Danh mục Các hình Vẽ……………………………………………….8

Chương 1 : Tổng quan về VoIP………………………………………9

1.1 Khái niệm VoIP…………………………………………………9

1.2 Đặc điểm của điện thoại IP và mạng VoIP……………………..11

1.3 Các hình thức truyền thoại qua IP……………………………...16

1.4 Cơ chế làm việc của VoIP……………………………………...17

1.5 Các vấn đề chất lượng của VoIP……………………………….20

Chương 2 : Kiến trúc hệ thống VoIP…………………………………23

2.1 Kiến trúc và các giao diện của mạng VoIP…………………….23

2.2 Các thành phần của mạng VoIP………………………………..24

Chương 3 : Các giao thức báo hiệu VoIP……………………………32

3.1 Giao thức báo hiệu H.323……………………………………...32

3.2 Giao thức báo hiệu SIP………………………………………...43

3.3 So sánh giao thức SIP và H.323……………………………….50

3.4 Giao thức SGCP……………………………………………….52

3.5 Giao thức MGCP………………………………………………52

Chương 4 : Tổng quan địa chỉ IPv6…………………………………54



4.1 Sự ra đời của IPv6…………………………………………….54

4.2 Sơ lược một số đặc điểm của IPv6……………………………56

4.3 Địa chỉ IPv6…………………………………………………...61

4.4 Hoạt động của địa chỉ IPv6…………………………………...68

Chương 5 : Thiết kế hệ thống VoIPv6……………………………...76

5.1 Mô tả hệ thống………………………………………………..76

5.2 Thực hiện……………………………………………………..77

5.3 Kết quả……………………………………………………….78

Kết luận…………………………………………………………….82

Tài liệu tham khảo………………………………………………….83



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Từ tiếng anh Nghĩa tiếng việt

VOIP Voice over Internet Protocol Hình thức truyền thoại qua Internet

TCP/IP Transport control protocol /

Internet protocol

Giao thức truyền và sửa lỗi đối với

Các dữ liệu.

LAN Local Area Network Mạng vùng cục bộ

WAN Wide Area Network Mạng rộng

PSTN Public Switched Telephone

Network

Mạng điện thoại công cộng

SIP Session Inititation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

PBX Private Branche Xchange Tổng đài chi nhánh riêng

RTP Real Time Transport Protocol Vận chuyển thời gian thực

RTCP Real Time Transport control

Protocol

Điều khiển truyền thời gian thực

RSVP Reservation Protocol Giao thức giữ trước tài nguyên

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tin

UDP User Datagram Protocol Dữ liệu người sử dụng

IPv4 Internet Protocol version 4 Giao thức Internet phiên bản 4

IPv6 Internet Protocol version 6 Giao thức Internet phiên bản 6

PC Personnal Computer Máy tính cá nhân

GSM Global System for Mobie Hệ thống toàn cấu cho điện thoại

di động

PCM Pulse Code Modulation Điều chế mã xung

ETSI European Telecommunications

Standards Institute

Tiêu chuẩn viễn thông châu âu

GK Gatekeeper Cổng quản lý mạng



GW Gateway Cổng nối mạng

SCN Switching Network Mạng chuyển mạch

ISDN Integrated Service Digital

Network

Mạng dịch vụ tích hợp số

DSL Digital Subcribe Line Đăng ký kỹ thuật số dòng

OAM Operation And Maintenance

Management

Vận hành quản lý và bảo dưỡng

MGW Media Gateway Cổng trung gian

DTMF Dual Tone Multi Frequency

SGW Singnalling Gateway Cổng báo hiệu

RAS Registration Admission And

Status

Tình trạng đăng nhập

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

DRQ Data Read Queue Hàng đọc dữ liệu

HTTP Hypertext Tranfer Protocol Giao thức chuyển siêu văn bản

IETF Internet Engineering Task Force Nhiệm vụ kỹ thuật Internet

UA User Agent Đại diện người sử dụng

ACK Acknow Ledgement Ghi nhận

SDP Sesion Descripion Protocol Phiên bản mô tả giao thức

SMTP Simple Mail Tranfer Protocol Di chuyển giao thức đơn giản

ITU International Telecommunication

Union

Liên đoàn viễn thông quốc tế

RTT Radio Teletype Máy vô tuyến điện báo

OPS Operations Per Second Hoạt động phụ

OSP Operator Station Test Nhà điều hành trạm thử nghiệm

CPL Character Per Line Ký tự trên dòng



NAT Network Address Translation Công nghệ thay thế địa chỉ

ID Information Divce Thiết bị thông tin mạng

MAC Media Access Control Kiểm soát truy cập phương tiện

truyền thông

DNS Domain Name Server Hệ thống tên miền

ISP Internet Service Provider Cung cấp dịch vụ Internet

ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ

RFC Request For Comments Tài liệu chuẩn cho Internet

MSN Multicast Solicited Node Trưng cầu nút

DAD Duplicate Address Detection Dò tìm địa chỉ trùng lặp

ICMP Internet Control Manager ment

Protocol

Chữa giao thức quản lý Internet

NS Network services Mạng lưới dịch vụ

RA Repeat to Address Lặp lại đến địa chỉ

DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol

Giao thức cấu hình địa chỉ động

MTU Maximum Transmition Unit Đơn vị tối đa có thể truyền được



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mã hóa âm thanh…………………………………………………9

Hình 1.2 Mô hình truyền thoại qua IP……………………………………..10

Hình 1.3 Cấu trúc phân lớp của hoạt động VoIP…………………………..11

Hình 1.4 Các múc độ đánh giá chất lượng thoại…………………………...21

Hình 3.1 Cấu trúc H.323…………………………………………………...32

Hình 3.2 Sơ đồ khối thiết bị đầu cuối H.323………………………………32

Hình 3.3 Mô tả hoạt động của H.323………………………………………37

Hình 3.4 Tiến trình đăng ký với gatekeeper……………………………….38

Hình 3.5 Tiến trình thiết lập kênh media…………………………………..39

Hình 3.6 Tiến trình thay đổi băng thông…………………………………...40

Hình 3.7 Thiết lập cuộc gọi nội vùng………………………………………41

Hình 3.8 Thiết lập cuộc gọi liên vùng……………………………………...42

Hình 3.9 Tiến trình ngắt kết nối liên vùng…………………………………43

Hinh 3.10 Cấu trúc của SIP………………………………………………..44

Hình 3.11 Thiết lập cuộc gọi qua Proxy Server……………………………48

Hình 3.12 Thiết lập cuộc gọi qua Redirect Server…………………………49

Hình 4.1 Định dạng IPv6 header…………………………………………..58

Hình 4.2 Địa chỉ Unicast toàn cầu…………………………………………63

Hình 4.3 Mô tả cấu trúc địa chỉ link-local…………………………………64

Hình 4.4 Mô tả cấu trúc địa chỉ Site-Local………………………………..65

Hình 4.5 Mô tả cấu trúc địa chỉ Multicast…………………………………66

Hình 4.6 Mô tả cấu trúc địa chỉ Node Solicited…………………………...68



CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ VoIP

1.1 Khái niệm VoIP :

VoIP (viết tắt của Voice over Internet Protocol – nghĩa là “truyền giọng nói

trên giao thức IP”) là truyền tiếng nói của con người (thoại) qua mạng thông tin

sử dụng bộ giao thức TCP/IP. Nó sử dụng các gói dữ liệu trên mạng LAN, WAN,

Internet với thông tin được truyền tải là mã hóa của âm thanh. VoIP là một trong

những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay không chỉ đối với

nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ.

Hình 1.1: mã hóa âm thanh

VoIP là một công nghệ mà cho phép tạo cuộc gọi dùng kết nối băng thông

rộng thay vì dùng đường dây điện thoại tương tự (analog). Nhiều dịch vụ dùng

Voice over IP có thể chỉ cho phép bạn gọi người khác dùng cùng loại dịch vụ, tuy

nhiên cũng có những dịch vụ cho phép gọi những người khác dùng số điện thoại

như số nội bộ,đường dài, di động, quốc tế. Trong khi cũng có những dịch vụ chỉ

làm việc qua máy tính, hay loại điên thoại qua IP(IP phone) đặc biệt. Cũng có vài

dịch vụ cho phép dùng điện thoại truyền thống qua một bộ điều hợp (adaptor).



VoIP cho phép thực hiện cuộc dùng máy tính qua mạng dữ liệu như Internet.

VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tương tự analog vào tín hiệu số

(digital) trước khi truyền qua Internet, sau đó chuyển đổi ngược lại ở đấu nhận.

Khi tạo một cuộc gọi VoIP dùng điện thoại với một bộ điều hợp, chúng ta sẽ

nghe âm mời gọi, quay số sẽ xảy ra sau tiến trình này. VoIP có thể cũng sẽ cho

phép tạo một cuộc gọi trực tiếp từ máy tính dùng loại điện thoại tương ứng hay

dùng microphone.

VoIP cho phép tạo cuộc gọi đường dài qua mạng dữ liệu IP có sẵn thay vì

phải được truyền qua mạng PSTN. Ngày nay nhiều công ty đã thực hiện giải

pháp VoIP của họ để giảm chi phí cho những cuộc gọi đường dài giữa nhiều chi

nhánh xa nhau.

Hình 1.2 Mô hình truyền thoại qua IP

Nhìn chung VoIP có thể vừa thực hiện mọi cuộc gọi như trên mạng điện thoại

kênh truyền thống PSTN, vừa đồng thời truyền dữ trên cơ sở mạng truyền dữ



liệu. Do các ưu điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ

nên VoIP ngày nay được triển khai một cách rộng rãi.

Công nghệ này bản chất là dựa trên chuyển mạch gói, nhằm thay thế công

nghệ truyền thoại cũ dùng chuyển mạch kênh. Nó ghép nhiều kênh thoại trên một

đường truyền tín hiệu, và những tín hiệu này được truyền qua mạng Internet, vì

thế có thể giảm giá thành. Nguyên tắc của VoIP bao gồm việc số hóa tín hiệu

tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói nếu cần và truyền gói

tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này được ráp lại theo đúng thứ tự của

bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói ban đầu.

Để thực hiện việc này, điện thoại IP thường được tích hợp sẵn các nghi thức

báo hiệu chuẩn như SIP hay H.323, kết nối tới một tổng đài IP ( IP PBX ) của

doanh nghiệp hay của nhà cung cấp dịch vụ. Điện thoại IP có thể ở dạng như một

điện thoại thông thường ( chỉ khác là thay vì nối với mạng điện thoại qua đường

dây thì điện thoại IP nối trực tiếp vào mạng LAN qua cáp Ethernet ) hoặc phần

mềm thoại (soft-phone) cài trên máy tính.

Cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP phổ biến hiện nay được mô tả giống như

cấu trúc phân lớp của mô hình TCP/IP và được biểu diễn như sau:

Hình 1.3 cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP

1.2 Đặc điểm của điện thoại IP và mạng VoIP:

SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16

H.323

RTP, RTCP, RSVP

TCP, UDP

IPv4, IPv6

Network, Access

11


Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu,

khai thác tính linh hoạt trong quá trình phát triển các ứng dụng mới của giao thức

IP và nó được áp dụng trên mạng toàn cầu là mạng Internet. Các tiến bộ của công

nghệ mang đến nhưng ưu điểm như sau:

Giảm chi phí cuộc gọi:

Ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại hiện tại là

khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với chất lượng chấp

nhận được. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai, thì chi phí cho một

cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet.

Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại được truyền

tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao. Đồng thời, kỹ

thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64Kbps xuống thấp tới 8Kbps

kết hợp với tốc độ xử lý nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc

truyền tiếng nói theo thời gian thực là có thể thực hiện được với lượng tài

nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ thuật cũ.

So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua

mạng IP:

+ PSTN: Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi

phí phải bỏ ra để duy trì cho một kênh 64kbps suốt từ đầu cuối này tới

đầu cuối kia thông qua một hệ thống các tổng đài. Chi phí này đối với

các cuộc gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn.

+ IP: Người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì kênh

64kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương. Nhà

cung cấp dịch vụ điện thoại IP sẽ đảm nhận nhiệm vụ nén, đóng gói

tín hiệu thoại và gửi chúng đi qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất

để tới được Gateway nối tới một mạng điện thoại khác có người liên

lạc đầu kia. Việc kết nối như vậy làm giảm đáng kể chi phí cuộc gọi



do phần lớn kênh truyền 64Kbps đã được thay thế bằng việc truyền

thông tin qua mạng dữ liệu hiệu quả cao

Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong điện thoại

IP, tín hiệu thoại, số liệu và ngay cả báo hiệu đều có thể đi trên cùng

một mạng IP. Điều này sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư để xây dựng

những mạng riêng rẽ.

Khả năng mở rộng: Nếu như các hệ tổng đài thường là những hệ thống

kín, thì rất khó để thêm vào đó những tính năng thì các thiết bị trong

mạng Internet thường có khả năng thêm vào những tính năng mới.

Chính tính mềm dẻo đó mang lại cho dịch vụ điện thoại IP khả năng mở

rộng dễ dàng hơn so với điện thoại truyền thống.

Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Gói

thông tin trong mạng IP truyền đến đích mà không cần một sự thiết lập

kênh nào. Gói tin chỉ cần mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng là thông

tin đó có thể đến được đích. Do vậy, việc điều khiển cuộc gọi trong

mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không cần phải

tập trung vào chức năng thiết lập kênh.

Quản lý băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh tài nguyên

băng thông cung cấp cho một cuộc thoại là cố định, nhưng trong điện

thoại IP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn

nhiều. Khi một cuộc liên lạc diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp thì

băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có thể,

nhưng khi lưu lượng của mạng cao thì mạng sẽ hạn chế băng thông của

từng cuocj gọi ở múc duy trì chất lượng thoại chấp nhận được nhằm

phục vụ cùng lúc được nhiều người nhất. Điểm này cũng là một yếu tố

làm tăng hiệu quả sử dụng của điện thoại IP.Việc quản lý băng thông

một cách tiết kiệm như vậy cho phép người ta nghĩ tới những dịch vụ



cao cấp hơn như điện thoại hội nghị (là loại điện thoại để bàn VoIP dựa

trên SIP có khả năng mở rộng cao với công nghệ hàng đầu. Điện thoại

hội nghị mang lại âm thanh rõ nét tuyệt vời trong toàn bộ phòng họp

trên hệ thống điện thoại VoIP), điều mà với công nghệ chuyển mạch cũ

thì không thực hiện vì chi phí quá cao.

Nhiều tính năng dịch vụ: Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra

nhiều tính năng mới trong dịch vụ thoại như: Cho biết thông tin về

người gọi tới hay một thuê bao điện thoại IP có thể có nhiều số liên lạc

mà chỉ cần một thiết bị đầu cuối duy nhất.

Khả năng multimedia: Trong một cuộc gọi người sử dụng có thể vừa

nói chuyện vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ

liệu, hay xem hình ảnh của người nói chuyện bên kia.

Sử dụng hiệu quả: Như đã biết VoIP truyền thoại qua mạng Internet và

sử dụng giao thức IP, ngày nay IP là giao thức mạng được sử dụng rộng

rãi nhất và có rất nhiều ứng dụng đang được khai thác trên cơ sở các

giao thức của mạng IP, VoIP có thể kết hợp sử dụng các ứng dụng này

để nâng cao hiệu quả sử dụng mạng. Kỹ thuật VoIP được sử dụng chủ

yếu kết hợp với các mạng máy tính do đó có thể tận dụng được sự phát

triển của công nghệ thông tin để nâng cao hiệu quả sử dụng, các phần

mềm sẽ hỗ trợ rất nhiều cho việc khai thác các dịch vujcua mạng VoIP.

Công nghệ thông tin càng phát triển thì việc khai thác càng có hiệu quả,

sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ mới hỗ trợ người sử dụng trong mọi lĩnh vực.

Tuy nhiên công nghệ IP cũng có những hạn chế như:

Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng

chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không

thể tránh và độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên

mạng. Để có được một dịch vụ thoại chấp nhận được cần phải có một



kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những yêu cầu khắt khe như: tỉ số nén

lớn, có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc…

Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder-bộ mã hóa và giải

mã) phải đủ nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn. Đồng

thời cơ sở hạ tầng của mạng cũng cần được nâng cấp lên các công nghệ

mới để có tốc độ cao hơn và có cơ chế thực hiện chức năng QoS

(Quality of Service-chất lượng dịch vụ).

Vấn đề bảo mật: Mạng Internet là mạng có tính rộng khắp và hỗn hợp,

trông đó có rất nhiều loại máy tính khác nhau, các dịch vụ khác nhau

cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do vậy không có gì đảm bảo

rằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng như số liên lạc truy nhập sử

dụng dịch vụ của người dùng được giữ bí mật. Và nguy cơ nghe lén

cuộc gọi VoIP khá cao do các gói dữ liệu phải chuyển tiếp qua nhiều

trạm trung gian trước khi đến người nghe hoặc vấn đề truy cập trái phép

(unauthorized access attack), hacker có thể lợi dụng các lỗ hổng bảo

mật để xâm nhập vào hệ thống mạng.

Ngoài ra: VoIP có thể gặp những vấn đề như không thể sử dụng được

dịch vụ khi cúp điện, không thể kết nối đến các dịch vụ khẩn như: cấp

cứu, báo cháy...

) Ứng dụng của VoIP:

+ Internet Telephone: là thiết bị giống như điện thoại thông thường

nhưng có thể kết nối vào mạng máy tính đồng thời có thể hỗ trợ hoặc không

hỗ trợ kết nối vào mạng điện thoại công cộng PSTN. Internet Telephone còn

có khả năng truyền và nhận tín hiệu âm thanh trực tiếp từ các mạng số liệu, nó

có thể sử dụng được như một thiết bị truy cập Internet thông thường. Internet

Telephone trong tương lai sẽ phát triển mạnh với mô hình nhà cung cấp dịch

vụ.



+ Gateway IP – PSTN: Để có thể sử dụng mạng VoIP với mạng điện

thoại công cộng PSTN thì gateway IP – PSTN là một cổng kết nối cho phép

trao đổi các thông tin trên hai mạng. Gateway có thể trực tiếp hai mạng nói

trên hoặc có thể sử dụng kết hợp với các PBX. Gateway IP – PSTN có hai

giao diện chính đó là: giao diện với mạng PSTN và giao diện với mạng

Internet. Gateway có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu cũng như chuyển đổi

và xử lý các bản tin báo hiệu sao cho phù hợp với các giao diện

+ Các ứng dụng mở rộng: Trên cơ sở gateway IP – PSTN, chúng ta có

thể phát triển thiết kế gateway IP – mobile để có thể trực tiếp trao đổi thông

tin giữa mạng di động với mạng Internet. Điều này có ý nghĩa hết sức to lớn

trong thời điểm thông tin di động đang phát triển trên khắp toàn cầu. Người sử

dụng máy di động không chỉ có thể liên lạc được mà còn có khả năng truy

nhập thông tin và sử dụng các dịch vụ Internet. Có thể mở rộng kết hợp với

các ứng dụng web phone. Ngoài ra có thể phát triển các ứng dụng VoIP như

truyền hình hội thảo hay điện thoại có hình.

Như vậy điện thoại IP chứng tỏ nó là một loại hình dịch vụ mới rất có tiềm

năng. Trong tương lai điện thoại IP sẽ cung cấp các dich vụ hiện có của điênj

thoại trong mạng PSTN và các dịch vụ mới của riêng nó nhằm đem lại lợi ích cho

đông đảo người dùng. Tuy nhiên điện thoại IP với tư cách là một dịch vụ sẽ

không trở nên hấp dẫn hơn PSTN vì nó chạy trên mạng IP. Khách hàng chỉ chấp

nhận loại dịch vụ này vì nó đưa ra được một chi phí thấp và những tính năng vượt

trội hơn so với dịch vụ điện thoại hiện tại.

1.3 Các hình thức truyền thoại qua IP

1.3.1 Mô hình PC to PC

Trong mô hình này, mỗi máy tính cần được trang bị một sound card, một

microphone, một speraker và được kết nối trực tiếp với mạng Internet thông qua

modem hoặc card mạng. Mỗi máy tính được cung cấp một địa chỉ IP và hai máy



tính, vậy là đã có thể trao đổi tín hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet.

Tất cả các thao tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hóa và giải mã, nén và giải

nén tín hiệu đều được máy tính thực hiện. Trong mô hình này chỉ có những máy

tính nối với cùng một mạng mới có khả năng trao đổi thông tin với nhau.

1.3.2 Mô hình PC to phone

Mô hình PC to phone là một mô hình được cái tiến hơn so với mô hình PC

to PC. Mô hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộc gọi

đến mạng PSTN thông thường và ngược lại. Trong mô hình này mạng Internet và

mạng PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt dó là gateway.

Đây là mô hình cơ sở để dẫn tới việc kết hợp giữa mạng Internet và mạng PSTN

cũng như các mạng GSM hay đa dịch vụ khác.

1.3.3 Mô hình phone to phone

Đây là mô hình mở rộng của mô hình PC to phone, sử dụng Internet làm

phương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN đều kết nối với

mạng Internet thông qua các gateway. Khi tiến hành cuộc gọi, mạng PSTN sẽ kết

nối đến gateway gần nhất, tại đây địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉ PSTN

sang địa chỉ IP để có thể định tuyến các gói tin đến được mạng đích. Đồng thời

gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự thành dạng số sau

đó mã hóa, nén, đóng gói lại và gửi qua mạng. Mạng đích cũng được kết nối với

gateway và tại đó địa chỉ lại được chuyển đổi trở thành địa chỉ PSTN và tín hiệu

được giải nén, giải mã, rồi chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào

mạng PSTN đến đích.

1.4 Cơ chế làm việc của VoIP:

Khi nói vào ống nghe hay microphone, giọng nói sẽ tạo ra tín hiệu điện từ, đó

là những tín hiệu analog. Tín hiệu analog được chuyển sang tín hiệu số dùng

thuật toán đặc biệt để chuyển đổi. Những thiết bị khác nhau có cách chuyển đổi

khác nhau như IP phony hay soft phone, nếu dùng điện thoại analog thông



thường thì cần một Telephone Adapter (TA). Sau đó giọng nói được số hóa sẽ

được đóng vào gói tin và gởi trên mạng IP. Trong suốt tiến trình một giao thức

như SIP hay H323 sẽ được dùng để điểu khiển cuộc gọi như là thiết lập, quay số,

ngắt kết nối… và RTP thì được dùng cho tính năng đảm bảo độ tin cậy và duy trì

chất lượng dịch vụ trong quá trình truyền.

1.4.1 Số hóa tín hiệu Analog:

Biểu diễn tín hiệu tương tự(analog) thành dạng số (digital) là công việc khó

khăn. Vì bản thân dạng âm thanh như giọng nói con người ở dạng analog do đó

cần một số lượng lớn các giá trị digital để biểu diễn biên độ (amplitude), tần

số(frequency) và pha (phase), chuyển đổi những giá trị đó thành dạng số nhị phân

(zero và one) là rất khó khăn. Cần thiết cần có cơ chế dùng để thực hiện sự

chuyển đổi này và kết quả của sự phát triển này là sự ra đời của những thiết bị

được gọi là codec (coder-decoder) hay là thiết bị mã hóa và giải mã. Tín hiệu đện

thoại analog được đặt vào đầu vào của thiết bị codec và được chuyển đổi thành

chuỗi số nhị phân ở đầu ra. Sau đó quá trình này thực hiện trở lại bằng cách

chuyển chuỗi số thành dạng analog ở đầu cuối, với cùng quy trình codec.

1.4.2 Lấy mẫu (Sampling):

Tín hiệu âm thanh trên mạng điện thoại có phổ năng lượng đạt đến 10Khz.

Tuy nhiên, hầu hết năng lượng đều tập trung ở phần thấp hơn trong dải này. Do

đó để tiết kiệm băng thông trong các hệ thống truyền được ghép kênh theo FDM

và cả TDM. Các kênh điện thoại thường giới hạn băng tần trong khoảng từ 300

đến 3400Hz. Tuy nhiên trong thực tế sẽ có một ít năng lương nhiễu được chuyển

qua dưới dạng các tần số cao hơn tần số hiệu dụng 3400Hz. Vì thế phổ tẩn số có

thể được mở rộng đến 4Khz, theo lý thuyết Nyquist: khi một tín hiệu thì được lấy

mẫu đồng thời ở mỗi khoảng định kì và có tốc độ ít nhất bằng hai lần phổ tần số

cao nhất, sau đó những mẫu này sẽ mang đủ thông tin để cho phép việc tái tạo lại

chính xác tín hiệu ở thiết bị nhận. Với phổ tần số cao nhất cho thoại là 4000Hz



hay 8000 mẫu được lấy trong một giây, khoảng cách giữa mỗi mẫu là 125 micro

giây.

1.4.3 Lượng tử hoá (Quantization):

Tiến trình kế tiếp của số hóa tín hiệu tuần tự là biểu diễn giá trị chính xác cho

mỗi mẫu được lấy. Mỗi mẫu có thể được gán cho một giá trị số, tương ứng với

biên độ (theo chiều cao) của mẫu. Sau khi thực hiện giới hạn đầu tiên đối với

biên độ tương ứng với dải mẫu, đến lượt mỗi mẫu sẽ được so sánh với một tập

hợp các mức lượng tử và gán vào một mức xấp xỉ với nó. Qui định rằng tất cả các

mẫu trong cùng khoảng giữa hai mức lượng tử được xem có cùng giá trị. Sau đó

giá trị gán được dùng trong hệ thống truyền. Sự phục hồi hình dạng tín hiệu ban

đầu đòi hỏi thực hiện theo hướng ngược lại.

1.4.4 Mã hóa (Encoding):

Mỗi mức lượng tử được chỉ định một giá trị số 8 bit, kết hợp 8 bit có 256 mức

hay giá trị. Qui ước bit đầu tiên dùng để đánh dấu giá trị âm hoặc dương cho

mẫu. Bảy bít còn lại biểu diễn cho độ lớn; bit đầu tiên chỉ nửa trên hay nửa dưới

của dãy, bit thứ hai chỉ phần tư trên hay dưới, bit thứ 3 chỉ phần tám trên hay

dưới và cứ thế tiếp tục. Ba bước tiến trình này sẽ lặp lại 8000 lần mỗi giây cho

dịch vụ kênh điện thoại. Dùng bước thứ tư là tùy chọn để nén hay tiết kiệm băng

thông. Với tùy chọn này thì một kênh có thể mang nhiều cuộc gọi đồng thời.

1.4.5 Nén giọng nói(Voice Compression):

Mặc dù kĩ thuật mã hóa PCM 64 Kps hiện hành là phương pháp được chuẩn

hóa, nhưng có vài phương pháp mã hóa khác được sử dụng trong những ứng

dụng đặc biệt. Các phương pháp này thực hiện mã hóa tiếng nói với tốc độ nhỏ

hơn tốc độ của PCM, nhờ đó tận dụng được khả năng của hệ thống truyền dẫn số.

Chắc hẳn, các mã hóa tốc độ thấp này sẽ bị hạn chế về chất lượng, đặt biệt là

nhiễu và méo tần số.

1.4.6 Packetizing voice:



Mỗi khi giọng nói đã được số hoá và được nén lại, nó phải được chia

thành những phần nhỏ, để đặt vào gói IP, VoIP thì không hiệu quả cho

những gói tin nhỏ, trong khi những gói tin lớn thì tạo ra nhiều độ trễ, do ảnh

hưởng của vài loại header mà kích thưóc cuả dữ liệu thoại (voice data ) cũng

sẽ ảnh hưởng. Ví dụ header của IP, UDP, RTP là 40 byte, nếu gói tin voice

cũng chỉ khoảng 40 byte thì hoàn toàn không hiệu quả, kích thước gói tin

lớn nhất có thể trong môi trường Ethernet là 1500 byte, dùng 40 byte cho

header còn lại 1460 byte có thể sử dụng cho phần dữ liệu thoại, tương đương

với 1460 mẫu (samples) không được nén hay thời gian để đặt phần dữ liệu

vào gói tin. Nếu gói bị mất nhiều hay đến đích không đúng thứ tự sẽ làm cho

cuộc thoại bị ngắt quãng. Thông thường, cần khoảng 10 s đến 30 s

(trung bình là 20 s) để đặt dữ liệu thoại vào bên trong gói tin, ví dụ phần

dữ liệu thoại (voice data) vơí kích thước 160 byte không nén cần khoảng 20

s để đặt phần dữ liệu thoại vào bên trong gói tin. Số lượng dữ liệu thoại

bên trong gói tin cần cân bằng giữa sự hiệu quả trong sử dụng băng thông và

chất lượng của cuộc thoại.

1.5 Các vấn đề chất lượng của VoIP:

Đòi hỏi cơ bản nhất của hệ thống VoIP là phải có chất lượng thoại tương

đương với chất lượng thoại trong mạng PSTN. Chất lượng thoại được chia

thành các cấp độ khác nhau, việc đánh giá chất lượng thoại còn mang tính

chủ quan nhưng cũng có một số tham số được dùng để đánh giá chất lượng

thoại. Có 3 tham số chính quyết định chất lượng thoại đó là : trễ, trượt và

mất gói.



Chất lượng như nói chuyện trực tiếp

Chất lượng điện thoại

Có thể hiểu được ý nhưng chất lượng chưa tốt lắm

Không hiểu hết từ nhưng hiểu ý của người nói

Không hiểu được từ và ý của người nói

Hình 1.4 Các mức độ đánh giá chất lượng thoại

Trễ (Delay):

Trễ là một nhân tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại, thời gian trễ lớn làm

giảm chất lượng thoại rất nhiều. Mỗi hệ thống truyền thông chỉ cho phép một giới

hạn trễ nhất định, khi thời gian trễ trong hệ thống vượt quá 400ms thì chất lượng

cuộc liên lạc là không chấp nhận được. Thời gian trễ có thể chấp nhận được nằm

trong khoảng từ 200ms đến 400ms. Muốn đạt được chất lượng cuộc gọi tốt thì

thời gian trễ yêu cầu không quá 200ms. Thời gian trễ được phân chia thành 2 loại

là thời gian trễ cố định (như thời gian trễ truyền dẫn) và trễ biến đổi (như thời

gian trễ do xếp hàng đợi ở router). Yêu cầu giảm trễ là rất cần thiết trong hệ

thống VoIP để có thể nâng cao chất lượng dịch vụ.

Trượt (Jitter):

Trượt là sự chênh lệch về thời gian đén của các gói trong mạng gây ra do sự

chênh lệch thời gian truyền dẫn của các gói thoại theo các đường khác nhau từ

nguồn đến đích. Để có thể tái tạo tiếng nói một cách chính xác trung thực thì bên

bên thu cần phải loại bỏ Jitter. Phương pháp được sử dụng để loại bỏ Jitter hiện

đang được sử dụng là dùng bộ đệm. Các gói sau khi nhận sẽ được lưu trong bộ

đệm và sẽ được xử lý lần lượt. Dùng bộ đệm sẽ tránh được những thời gian trễ

lớn của các gói tin. Nhưng bù lại thì bộ đệm làm tăng thêm thời gian trễ trong hệ

thống, thời gian trượt càng lớn thì dung lượng bộ đệm cũng phải lớn. Nhưng bộ



đệm càng lớn thì thời gian trễ gây ra càng lớn. Do vậy việc tính toán dung lượng

của bộ đệm thích hợp với từng hệ thống là rất cần thiết, sao cho tránh được trượt

mà thời gian trễ không làm giảm chất lượng của hệ thống.

Mất gói (packet loss):

Mạng Internet không thể đảm bảo rằng tất cả các gói tin đều được chuyển

giao. Các gói tin có thể bị mất trong trường hợp mạng bị quá tải, nghẽn mạng

hoặc do đường kết nối không đảm bảo. Yêu cầu tỉ lệ mất gói là nhỏ hơn 10%. Do

hạn chế của thời gian trễ nên các giao thức truyền bảo đảm không thích hợp để

giải quyết vấn đề này. Để duy trì chất lượng thoại ở múc chấp nhận được mặc dù

không thể tránh khỏi các nguyên nhân bất thường trong mạng, một số kỹ thuật đã

được đưa ra. Đó là kỹ thuật thay thế các gói tin mất bằng những khoảng im lặng.

Người ta cũng giảm số lượng các gói truyền qua mạng bằng kỹ thuật nén tín hiệu.

Sử dụng bộ phận phát hiện tích cực thoại, khi hai bên không tích cực thoại thì

không trao đổi thông tin và phát tạp âm dễ chịu, sử dụng phương pháp này làm

tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền. Ngoài ra cần nâng cao độ tin cậy của đường

truyền như tăng tốc độ kênh truyền, tăng dung lượng hệ thống thiết bị truyền dẫn.



CHƯƠNG 2 : KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VoIP

2.1 Kiến trúc và các giao diện của mạng VoIP :

2.1.1 Kiến trúc của mạng VoIP :

Theo tiêu chuẩn của tổ chức ETSI, cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể gồm

các phần sau:

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP.

- Mạng xương sống, mạng truy nhập Ip.

- Gateway điều khiển phương tiện.

- Gateway phương tiện.

- Gateway báo hiệu.

- Gatekeeper (GK).

- Mạng chuyển mạch (SCN).

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng điện thoại SCN.

- Các dịch vụ đầu cuối (Back-end service).

2.1.2 Các giao diện của mạng VoIP:

Các giao diện chuẩn của mạng VoIP gồm có:

- Giao diện A: Giao diện giữa thiết bị đầu cuối H.323 và GK.

- Giao diện B: Giao diện giữa thiết bị đầu cuối với gateway

phương tiện.

- Giao diện C: Giao diện giữa gateway điều khiển phương tiện và

gatekeeper.

- Giao diện D: giao diện giữa hai GK.

- Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb, trong đó Ea là

giao diện giữa gateway phương tiện và mạng chuyển mạch, còn

Eb là là giao diện giữa gateway báo hiệu với mạng SCN.



- Giao diện F: Giao diện giữa Back-end service và gateway điều

khiển phương tiện.

- Giao diện G: Giao diện giữa Back-end service và GK.

- Giao diện H: Giao diện giữa thiết bị đầu cuối và mạng truy nhập

IP.

- Giao diện I: Giao diện giữa mạng truy nhập IP và mạng xương

sống IP.

- Giao diện J: Giao diện giữa gateway báo hiệu và gateway điều

khiển phương tiện.

- Giao diện K: Giao diện giữa gateway điều khiển phương tiện và

gateway phương tiện.

Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một GK và giao tiếp này giống như giao

tiếp giữa thiết bị đầu cuối và GW. Có thể mỗi GK quản lý một vùng, có thể nhiều

GK chia nhau quản lý từng phần của một vùng trong trường hợp một vùng có

nhiều GK. Trong vùng quản lý của GK, các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển

tiếp qua một hoặc nhiều GK. Do đó các GK phải có khả năng trao đổi các thông

tin với nhau khi cuộc gọi có liên quan đến nhiều GK. Có thể sử dụng nhiều cách

thức để nối hai GK hoặc một GK và một GW như: dành riêng, không dành riêng,

theo khoảng thời gian hoặc theo nhu cầu.

2.2 Các thành phần của mạng VoIP:

2.2.1 Thiết bị đầu cuối:

Một thiết bị đầu cuối là một nút trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP, nó có

thể được kết nối với mạng sử dụng một trong các giao diện truy nhập. Một thiết

bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng IP thực hiện một cuộc gọi

tới một thuê bao khác trong mạng chuyển mạch. Các cuộc gọi sẽ được nằm dưới

sự giám sát của Gk của thiết bị đầu cuối mà thuê bao đã được đăng ký. Một thiết

bị đầu cuối có thể bao gồm các khối chức năng sau:



- Chức năng đầu cuối H.225: thu và nhận các bản tin H.225

- Chức năng đầu cuối H.245: thu và nhận các bản tin H.245

- Bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh truyền tải thông tin

kết nối với thiết bị đầu cuối.

- Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối với

thiết bị đầu cuối.

- Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng, thiết bị hoặc

phần tử mạng.

- Non-repudiaiton evidence gathering: thu thập các thông tin dùng để xác

nhận là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc

nhận chưa.

- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.

- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi lại các thông tin về sự

kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.

- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng được

ghi ra thiết bị ngoại vi.

2.2.2 Mạng truy nhập IP:

Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, gateway, gatekeeper truy nhập

vào mạng IP thông qua cơ sở hạ tầng sẵn có. Một vài loại giao diện chuẩn truy

nhập IP được sử dụng trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP là:

- Truy nhập PSTN

- Truy nhập ISDN

- Truy nhập LAN

- Truy nhập cáp, DSL

- Truy nhập GSM

Trên đây không phải là tất cả các giao diện truy nhập IP, bởi còn một vài loại

khác đang được nghiên cứu để sử dụng trong mạng VoIP. Đăc điểm của các giao



diện này có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng và tính bảo mật của cuộc gọi

VoIP.

2.2.3 Gatekeeper:

Gatekeeper là phần tử mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký chấp nhận

trạng thái của các thiết bị đầu cuối và gateway. Gatekeeper có thể tham gia vào

việc quản lý vùng, xử lý cuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi. Nó xác định định tuyến

để truyền báo hiệu cuộc gọi và nội dung đối với mỗi cuộc gọi. Gatekeeper bao

gồm các khối chức năng sau:

- Chuyển đổi địa chỉ E.164: chuyển đổi từ địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323

- Chuyển đổi tên gọi H.323: chuyển đổi từ tên gọi H.323 sang số E.164

- Chuyển đổi địa chỉ H.225.0: chuyển đổi từ từ tên gọi H.323 sang địa chỉ Ip

để truyền hoặc nhận các bản tin H.225.0 và truyền địa chỉ IP để truyền các

bản tin H.225.0 bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng.

- Dịch địa chỉ kênh thông tin: nhận và truyền địa chỉ IP của các kênh truyền

tải thông tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng.

- Dịch địa chỉ kênh H.245: nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo hiệu

H.245, bao gồm cả mã lựa chọn cho nhà cung cấp mạng.

- GK H.225.0: truyền và nhận các bản tin H.225.0

- GK H.245: truyền và nhận các bản tin H.245

- Giao tiếp giữa các GK: thực hiện trao đổi thông tin giữa các GK.

- Đăng ký: cung cấp các thông tin cấn đăng ký khi yêu cầu dịch vụ.

- Xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của khách hàng, thiết bị đầu

cuối hoặc các phần tử mạng.

- Điều khiển GK chấp nhận kênh thông tin: cho phép hoặc không cho phép sử

dụng các kênh truyền tải thông tin.



- Non-repudiation evdence gathering: thu thập các thông tin để xác nhận là

các bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận

chưa.

- Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK

với thiết bị đầu cuối.

- Tính cước: thu nhập thông tin để tính cước.

- Điều chỉnh tốc độ và giá cước: xác định tốc độ và giá cước sử dụng.

- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.

- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng đã được ghi

ra thiết bị ngoại vi.

2.2.4 Gateway:

Một gateway có thể kết nối vật lý một hoặc nhiều mạng IP với một hoặc nhiều

mạng SCN. Một gateway có thể bao gồm: gateway báo hiệu, gateway điều khiển

phương tiện và gateway phương tiện. Một hay một số chức năng này có thể thực

hiện bởi GK hoặc một GW khác.

2.2.4.1 Gateway báo hiệu (SGW):

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN, SGW là phần tử

trung gian chuyển đổi báo hiệu trong mạng IP và báo hiệu trong mạng SCN.

SGW bao gồm các chức năng sau:

- Kết cuối các giao thức điều khiển cuộc gọi.

- Kết cuối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với chức năng báo hiệu

của gateway điều khiển phương tiện.

- Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu IP với báo hiệu mạng SCN

khi phối hợp hoạt động với gateway điều khiển phương tiện.

- Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính năng bảo mật của kênh báo hiệu từ

GW.



- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và

bản tin thông tin truyền và nhận.

- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết

bị ngoại vi.

- OAM & P: vận hành quản lý và bảo dưỡng thông qua các giao diện logic

cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới

các phần tử quản lý hệ thống.

- Chức năng quản lý : giao diện với hệ thống quản lý mạng.

- Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

2.2.4.2 Gateway truyền tải kênh thoại (MGW):

MGW cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hóa. Nó

chuyển đổi giữa các mã hóa truyền trong mạng IP (mã này được truyền trên kênh

RTP/UDP/IP) với các mã hóa truyền trong mạng SCN (mã PCM, GSM). MGW

bao gồm các chức năng sau:

- Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các

kênh truyền và nhận.

- Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa

mạng IP và mạng SCN bao gồm việc chuyển đổi mã hóa và triệt tiếng vọng.

- Chức năng dịch mã hóa: định tuyến các luồng thông tin giữa mạng IP và

mạng SCN.

- Bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin giữa mạng

IP và mạng SCN. Bảo mật kênh thông tin bao gồm tất cả các phần cứng và

giao diện cần thiết để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh. Nó phải bao gồm

các bộ mã hóa và giải mã PCM luật A (theo tiêu chuẩn Bắc Mĩ) và PCM luật

U (theo tiêu chuẩn Châu Âu).



- Kết nối chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các giao thức liên quan đến việc

kết nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói, gồm các bộ mã hóa và

giải mã có thể được sử dụng.

- Giao diện với mạng SCN: kết cuối và điều khiển các kênh mạng như kênh

DS0 từ mạng SCN.

- Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN: chuyển đổi giữa kênh

mang thông tin thoại, fax, số liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng

chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp như:

nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng im lặng, mã hóa, chuyển đổi

tín hiệu fax, điều tiết tốc độ cho modem tương tự. Thêm vào đó nó còn thực

hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng SCN và các tín hiệu thích

hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hóa tín hiệu thoại không

mã hóa tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và

SCN cũng có thể thu thập thông tin về lưu lượng gói và chất lượng kênh đối

với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển cuộc

gọi.

- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và

các bản tin thông tin truyền và nhận.

- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết

bị ngoại vi.




- Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.


2.2.4.3 Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại (MGWC):



MGWC đóng vai trò phần tử kết nối MGW, SGW và GK, nó cung cấp chức

năng xử lý cuộc gọi cho GK, điều khiển MGW nhận thông tin báo hiệu SCN từ

SGW và thông tin báo hiệu IP từ GK. GMWC bao gồm các khối chức năng sau:

- Chức năng GW H.225.0: truyền và nhận các bản tin H.225.0

- Chức năng GW H.245: truyền và nhận các bản tin H.245

- Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng thiết

bị hoặc phần tử mạng.

- Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không

cho phép một luồng dữ liệu.

- Non-repudiaiton evidence gathering: thu thập thông tin dùng để xác nhận là

bản tin báo hiệu hoặc là bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận

chưa.

- Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các loại báo hiệu cuộc gọi có thể

thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như theo chuẩn H.323 thì bao

gồm: H.225.0, Q.913, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối H.323

chỉ nhận thì nó bao gồm H225.0 RAS mà không bao gồm H.245.

- Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: kết cuối giao thức báo hiệu chuyển

mạch gói. Nó chỉ lưu lại vừa đủ thông tin trạng thái để quản lý giao diện. Về

thực chất giao diện báo hiệu mạng chuyển mạch gói trong MGWC không

kết nối trực tiếp với MGW như là các thông tin truyền từ MGWC tới MGW

thông qua chức năng điều khiển cuộc gọi.

- Điều khiển GW: bao gồm các chức năng điều khiển kết nối logic, quản lý tài

nguyên, chuyển đổi giao diện.

- Giám sát tài nguyên từ xa: bao gồm giám sát độ khả dụng của các kênh trung

kế của MGW, dải thông và độ khả dụng cho tỷ lệ định tuyến thành công

cuộc gọi trong IP.



- Chức năng điều khiển cuộc gọi: lưu giữ các trạng thái cuộc gọi của GW.

Chức năng điều khiển cuộc gọi bao gồm tất cả các chức năng điều khiển kết

nối logic của GW.

- Quản lý tài nguyên MGW: cấp phát tài nguyên cho MGW.

- Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu mạng

SCN trong phối hợp hoạt động với SGW.

- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi lại các thông tin về sự

kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.

- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng được

ghi ra thiết bị ngoại vi.




- Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.




CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VoIP

3.1 Giao thức báo hiệu 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 (ví dụ như

Internet). H.323 cung cấp nền tảng kĩ thuật cho truyền thoại, hình ảnh, số liệu

một cách đồng thời qua mạng IP, giải quyết các ứng dụng cốt lõi của điện thoại

IP (định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ, các mức ưu tiên…). H323 bao gồm cả chức

năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện, quản lí băng thông,

cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác.

Hình 3.1 cấu trúc H.323

Hình 3.2 sơ đồ khối thiết bị đầu cuối H.323



3.1.1 Giao thức RAS (Registration Admission and Status):

Các bản tin RAS được dùng để trao đổi giữa các đầu cuối và các Gatekeeper

cho các chức năng như tìm Gatekeeper, đăng kí, quản lí băng thông… Kênh báo

hiệu RAS được tải đi trong gói tin UDP mang thông điệp dùng trong quá trình

tìm Gatekeeper và đăng ký.

Các bản tin dùng trong RAS:

Thông điệp Ý nghĩa

Gatekeeper Request (GRQ)

Gatekeeper Confirm (GCF)

Gatekeeper Reject (GRJ)

Registration Request (RRQ)

Registration Confirm (RCF)

Registration Reject (RRJ)

Unregistration Request (URQ)

Unregistration Confirm (UCF)

Unregistration Reject (URJ)

Location Request (LRQ)

Location Confirm (LCF)

Location Reject (LRJ)

Admission Request (ARQ)

Admission Confirm (ACF)

Admission Reject (ARJ)

Bandwidth Change Request(BRQ)

Bandwidth Change Confirm(BCF)

Bandwidth Change Reject (BRJ)

Information Request (IRQ)

Yêu cầu thăm dò gatekeeper

Gatekeeper cho phép đăng ký

Gatekeeper không cho phép đăng ký

Yêu cầu đăng ký

Xác nhận đăng ký

Từ chối đăng ký

Yêu cầu hủy đăng ký

Xác nhận hủy đăng ký

Từ chối hủy đăng ký

Yêu cầu định vị

Khẳng định định vị

Từ chối định vị

Yêu cầu kết nạp cuộc gọi

Xác nhận kết nạp cuộc gọi

Từ chối kết nạp cuộc gọi

Yêu cầu thay đổi thông lượng cuộc gọi

Xác nhận thay đổi thông lượng cuộc gọi

Từ chối thay đổi thông lượng cuộc gọi

Yêu cầu thông tin điểm cuối



Information Request Respond(IRR) Trả lời yêu cầu thông tin

3.1.2 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H225 (Q.931):

H225 được dùng để thiết lập liên kết giữa các điểm cuối H323 ( đầu cuối,

gateway ), qua liên kết đó dữ liệu thời gian thực sẽ được truyền đi. Do yêu cầu tin

cậy nên các thông báo của H225 sẽ được truyền đi trong gói tin TCP.

Các thông điệp Q.931 sử dụng trong báo hiệu cuộc gọi :

Thông điệp Ý nghĩa Sử dụng

Alerting

Call proceeding

Connect

Connect Acknowledge

Release Complete

Setup

Setup Acknowledge

User Information

Progress

Hồi âm chuông

Cuộc gọi đang được xử lý

Bị gọi chấp nhận cuộc gọi

Phúc đáp

Giải phóng kênh điều khiển cuộc gọi

Yêu cầu thiết lập cuộc gọi

Phúc đáp

Thông tin bổ xung

Đang xử lý quá trình nhận

Bắt buộc

Bắt buộc

Bắt buộc

Tùy chọn

Bắt buộc

Bắt buộc

Tùy chọn

Tùy chọn

Tùy chọn

3.1.3 Giao thức vận chuyển thời gian thực RTP/RTCP: RTP:

Là một thủ tục dựa trên kĩ thuật IP tạo ra các hỗ trợ truyền tải các dữ liệu yêu

cầu thời gian thực. RTP được coi như một giao thức truyền từ đầu cuối đến đầu

cuối (end to end) phục vụ truyền dữ liệu thời gian thực như audio và video. RTP

thực hiện việc quản lý về thời gian truyền dữ liệu và nhận dạng dữ liệu được

truyền, nhưng RTP không cung cấp bất cứ một cơ chế nào đảm bảo thời gian

truyền và cũng không cung cấp bất cứ một cơ chế nào giám sát chất lượng dịch

vụ. Tương tự như các giao thức truyền dẫn khác, gói tin RTP bao gồm hai phần là



header và data. Nhưng không giống các giao thức truyền dẫn khác là sử dụng các

trường tong header để thực hiện các chức năng điều khiển, RTP sử dụng một cơ

chế điều khiển độc lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện các chức

năng này.

RTCP:

RTCP là giao thức hỗ trợ cho RTP, giám sát chất lượng của quá trình phân

phối dữ liệu và cung cấp thông tin phản hồi về chất lượng truyền dữ liệu. Giao

thức điều khiển này cho phép gửi các thông số về bên thu và sự thích nghi với

bên phát cho phù hợp với bên phát. Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP

phải gửi định kỳ các gói RTCP tới tất cả những người khác cũng tham gia phiên

truyền. Tùy theo mục đích mà RTCP thực hiện 4 chức năng:

Chức năng chính của RTCP là cung cấp một sự phản hồi chất lượng của

dữ liệu. Các thông tin đó giúp cho ứng dụng thực hieenjchuwcs năng điều khiển

luồng và quản lý tắc nghẽn, các thông tin còn được sử dụng để chuẩn đoán kết

quả.

RTCP cung cấp sự nhận dạng mà được sử dụng để tập hợp các kiểu dữ liệu

khác nhau. Điều này là cần thiết vì khả năng này không được RTP cung cấp.

Nhờ việc định kỳ gửi các gói tin RTCP mà mỗi phiên truyền có thể theo

dõi được số người tham gia. RTP không thể sử dụng được cho mục đích này khi

một ai đó khôn gửi dữ liệu mà chỉ nhận dữ liệu từ những người khác.

Cuối cùng là một chức năng lựa chọn cho phép có thêm thông tin về

những người tham gia vào phiên truyền.

Tùy thuộc vào giao thức RTP được sử dụng cho loại dữ liệu nào mà RTCP

cung cấp các thông báo điều khiển khác nhau. Có 4 loại thông báo điều khiển

chính được giao thức RTCP cung cấp là:



Sender report (RT): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan

đến kết quả truyền như: tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ. Các thông

báo này phát ra từ phía phát trong một phiên truyền thông.

Receiver report (RR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên

quan đến kết quả nhận giữa các điểm cuối. Các thông báo này được phát ra từ

phía thu trong một phiên truyền thông.

Source description (SDES): thông báo này bao gồm các thông số mo tả

nguồn như: tên, vị trí…

Application (APP): thông báo cho phép truyền các dữ liệu ứng dụng.

3.1.4 Giao thức giữ trước tài nguyên (RSVP):

Giao thức RSVP được sử dụng như một giao thức báo hiệu hỗ trợ cho RTP,

mục đích của RSVP là cung cấp một cơ chế đảm bảo băng thông cho các hoạt

độngcủa các ứng dụng. RSVP gửi tham số chất lượng dịch vụ QoS kết hợp với

các dữ liệu thời gian thực được truyền trên mạng TCP/IP. Hỗ trợ giao thức RTP,

giao thức RSVP có thể giải quyết các lỗi xảy ra trên đường truyền để đảm bảo

các tham số chất lượng. Thật vậy, giao thức RTP chỉ hỗ trợ việc truyền thông

điểm - điểm và không quản lý các tham số liên kết trên mạng. RSVP không

những tác động ở máy phát, máy thu mà còn tác động trên cả các router trong

mạng.

RSVP thiết lập và duy trì kết nối duy nhất cho một luồng dữ liệu, xác lập một

hệ thống quản lý thứ tự các gói và tạo modun điều khiển để quản lý các nguồn tài

nguyên của các nút mạng khác nhau. RSVP đưa ra một mô hình tối ưu để liên kết

các dữ liệu từ một nguồn tới nhiều đích. RSVP đóng vai trò quản lý bằng cách

lập các host đích để tự thích nghi các tham số chất lượng giữa khả năng cung cấp

và nhu cầu đáp ứng.

Việc dành riêng các tài nguyên được yêu cầu bởi bên thu bằng cách phát một

yêu cầu chất lượng dưới dạng một bản tin RSVP tương thích vói nhu cầu của



chúng. Thực tế sử dụng RSVP nhằm đảm bảo chất lượng trong việc truyền tin.

Để đảm bảo đường truyền thông suốt các điểm cuối phải hoạt động ở chế độ kết

nối. Máy thu phải thường xuyên gửi cac sbanr tin RSVP đến các router để đảm

bảo thông suốt đường truyền.

3.1.5 Hoạt động của H.323:

Hình 3.3 mô tả hoạt động của H.323

Hoạt động phát hiện gatekeeper:

Là hoạt động bắt buộc đối với mỗi điểm cuối khi nó đăng nhập mạng. Đầu

cuối gửi bản tin yêu cầu gatekeeper (GRQ), gatekeeper đáp ứng lại với bản tin

xác nhận (RCF), nếu Gatekeeper chọn không làm Gatekeeper cho điểm cuối sẽ

gửi bản tin GRJ.

Tiến trình phát hiện gatekeeper có thể thực hiện băng hai cơ chế:

Theo cơ chế unicast: các bản tin GRQ sẽ được gởi trên cổng 1719 của giao

thức UDP với đia chỉ IP mặc định đã được cấu hình cho nó.

Theo cơ chế multicast: phát bản của nó theo địa chỉ multicast 224.0.1.41, vì

nó không được cấu hình địa chỉ IP mặc định của gatekeeper trên mạng. Như vậy,



một đầu cuối có thể nhận được nhiều bản tin GCF từ các gatekeepper trên mạng.

Khi đó, nó phải có cơ chế để lựa chọn gatekeeper.

Hoạt động đăng ký với gatekeeper:

Khi hoạt động phát hiện gatekeeper xảy ra, tiến trình đăng ký bắt đầu. Hoạt

động này định nghĩa một điểm cuối tham gia vào một vùng như thế nào và cung

cấp cho Gatekeeper số cổng và địa chỉ của nó.

Hình 3.4 tiến trình đăng ký với gatekeeper

1. Điểm cuối gửi bản tin yêu cầu đăng ký RRQ tới Gatekeeper

2. Gatekeeper đáp ứng với bản tin công nhận đăng ký RCF hoặc bản tin từ

chối đăng ký RRJ.

Điểm cuối hoặc gatekeeper đều có thể hủy bỏ việc đăng ký, sự hủy bỏ kết nối

từ điểm cuối:

3. Điểm cuối gửi bản tin yêu cầu hủy đăng ký URQ.

4. Gatekeeper đáp ứng với bản tin công nhận hủy đăng ký UCF hoặc bản

tin từ chối hủy đăng ký URJ.

Tương tự, quá trình 5 và 6 là trình bày sự hủy đăng ký từ gatekeeper với bản

tin URQ và điểm cuối đáp ứng lại với bản tin UCF.

Thiết lập kênh media:



Kênh điểu khiển H.245 được thiết lập giữa gateway A và gateway B, Gateway

A sử dụng H.245 để đưa ra khả năng của nó bằng cách gửi bản tin Terminal

Capability Set đến Gateway B.

Hình 3.5 tiến trình thiết lập kênh media

Tiến trình:

1. Gateway A trao đổi khả năng của nó với Gateway B bằng cách gửi bản tin

Terminal Capability Set H.245

2. Gateway B gửi bản tin công nhận khả năng của Gateway A bằng các bản

tin công nhận Terminal Capability Set Acknowledge

3. Gateway B trao đổi khả năng của nó với Gateway A bẳng cách gửi bản tin

Terminal Capability Set

4. Gateway a gửi bản tin công nhận khả năng của Gateway B bằng các bản

tin công nhận Terminal Capability Set Acknowledge

5. Gateway A mở kênh Media với Gateway B bằng cách gửi bản tin Open

Logical Channel và địa chỉ truyền tải của kênh RTCP(nếu luồng Media

được quản lý bởi RTCP)

6. Gateway B công nhận sự thiết lập kênh logic của Gateway A bằng cách

gửi bản tin Open Logical Channel Acknowledge, bản tin này gồm:



- Địa chỉ truyền tải RTP được phân phối bởi Gateway B (địa chỉ này sẽ được

sử dụng để truyền luồng media RTP)

- Địa chỉ RTCP nhận được từ Gateway A

7. Gateway B mở kênh media với Gateway A bằng cách gửi bản tin Open

Logical Channel và địa chỉ truyền tải của kênh RTCP

8. Để hoàn thành việc thiết lập kênh media hai chiểu, Gateway A công nhận

việc thiết lập kênh logic của Gateway B bằng cách gửi bản tin công nhận

Open Logical Channel Acknowledge, bản tin này gồm:

- Địa chỉ truyền tải RTP được phân phối bởi Gateway.

- Địa chỉ RTCP nhận được từ Gateway B.

Hoạt động thay đổi băng thông:

Các điểm cuối (hoặc Gateway) cũng có thề yêu cầu thay đổi băng thông.

Gatekeeper phải quản lý các yêu cầu thay đổi băng thông này (tăng hoặc giảm).

Hình 3.6 Tiến trình thay đổi băng thông

Tiến trình:

1. Gateway gửi bản tin yêu cầu băng thông BRQ đến Gatekeeper để yêu cầu

băng thông mong muốn.

2. Gatekeeper đáp ứng yêu cầu băng thông bằng bản tin BCF.

3. Một kênh logic đươc thiết lập giữa 2 gateway với băng thông được chỉ

định.

4. Bản tin BRQ được gửi đến Gatekeeper để yêu cầu thay đổi băng thông kết

nối (giả sử Gateway này không thỏa mãn băng thông đã chỉ định).



5. Gatekeeper đáp ứng gateway bằng bản tin BCF để xác nhận băng thông

mới.

6. Kênh logic được thiết lập với băng thông mới.

Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper nội vùng:

Hình 3.7 tiến trình thiết lập cuộc gọi nội vùng

1: Đầu cuối A quay số điện thoại B.

2: Gateway A gửi ARQ đền gatekeeper (yêu cầu cho phép gọi đến B).

3: Gatekeeper tìm B và gửi trả ACF với địa chỉ IP của gateway B.

4: Gateway A gửi bản tin Q.931 cho gateway B với số điện thoại của B.

5: Gateway B gửi ARQ cho Gatekeeper (yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi

từ A).

6: Gatekeeper gửi trả ACF với địa chỉ IP của gateway A.

7: Gateway B thiết lập cuộc gọi đến đầu cuối B.

8: Khi B trả lời, gateway B gửi Q.931 đến gateway A.

Thiết lập cuộc gọi gatekeeper liên vùng:

Khác với nội vùng là có sự liên kết giữa hai Gatekeeper trên mạng để thiết lập

cuộc gọi cho hai thuê bao đầu cuối.



Hình 3.8 thiết lập cuộc gọi liên vùng

Tiến trình:

1: Đầu cuối A quay số điện thoại B.

2: Gateway A gửi ARQ đến Gatekeeper A( yêu cầu cho phép gọi đến B).

3: Gatekeeper A tìm và không thấy sự đăng ký của đầu cuối B. Nó tra các số

đầu và thấy trùng khớp với Gatekeeper B. Nó gửi bản tin LRQ cho

Gatekeeper B và bản tin RIP cho Gateway A.

4: Gatekeeper B tìm và nhận thấy sự đăng ký của đầu cuối B. Nó gửi

Gatekeeper A bản tin LCF với địa chỉ IP của Gateway B.

5: Gatekeeper A trả lại bản tin ACF cho Gateway A với địa chỉ IP của

Gateway B.

6: Gateway A gửi bản tin thiết lập cuộc gọi Q.931 cho GatewayB với số điện

thoại của B.

7: Gateway B gửi ARQ cho Gatekeeper B (yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi

từ Gateway A).

8: Gatekeeper B gửi trả ACF với địa chỉ IP của Gateway A.

9: Gateway B thiết lập cuộc gọi đến đầu cuối B.

10: Khi B trả lời, Gateway B gửi Q.931 đến Gateway A.

Ngắt kết nối giữa hai đầu cuối H.323 liên vùng:



Hình 3.9 tiến trình ngắt kết nối liên vùng

1. Đầu cuối B gác máy.

2. Gateway B gửi bản tin DRQ đến Gatekeeper B để yêu cầu ngắt kết nối

giữa A và B.

3. Gatekeeper B gửi trả lại bản tin DCF công nhận bản tin DRQ.

4. Gateway B gửi bản tin giải phóng kết nối Q.931 đến Gateway A.

5. Gateway A gửi bản tin DRQ đến Gatekeeper A để yêu cầu ngắt kết nối

giữa A và B.

6. Gatekeeper A gửi trả lại bản tin DCF.

7. Gateway A gửi bản tin ngắt kết nối đến A.

3.2 Giao thức báo hiệu SIP:

SIP là giao thức điều khiển báo hiệu thuộc lớp ứng dụng, được phát triển như

là một chuẩn mở RFC 2543 của IEFT. Khác với H.323, nó dựa trên nguồn gốc

Web (HTTP) và có thiết kế kiểu modul, đơn giản và dễ dàng mở rộng với các

ứng dụng thoại SIP. SIP là một giao thức báo hiệu để thiết lập, duy trì và kết thúc

các phiên đa phương tiện như: thoại IP, hội nghị và các ứng dụng tương tự khác

liên quan đến việc truyền thông tin đa phương tiện.

Ưu điểm chính của SIP so với các phương thức báo hiệu khác là cung cấp một

sự mềm dẻo. Nó được thiết kế nhanh và đơn giản. Giao thức SIP cung cấp các

chức năng sau :

- Định vị người dùng thông qua địa chỉ tương tự như email.



- Năng lực người dùng : các tham số phiên có thể thương lượng giữa hai

phía.

- Lợi ích người dùng : xác định dựa trên kiểu bên bị gọi muốn tiến hành

truyền thông.

3.2.1 Các thành phần của SIP:

Hình 3.10 cấu trúc của SIP

Giao thức SIP gồm hai thành phần: đại lý trạm của người sử dụng (user agent)

và máy chủ mạng (network server). User agent là một ứng dụng kết cuối hệ thống

mà nó bao gồm cả user agent client (UAC) khởi tạo cuộc gọi và user agent server

(UAS) nó sẽ trả lời cuộc gọi. Cả UCA và UAS đều có thể kết thúc cuộc gọi.

Kiến trúc của SIP cho phép thông tin ngang cấp sử dụng giao thức máy

khách/máy chủ Network server gồm 4 kiểu là: Proxy server (máy chủ ủy quyền),

Location server (máy chủ định vị), Redirect server (máy chủ chuyển tiếp),

Register server (máy chủ đăng ký):

+ Máy chủ ủy quyền (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 các



server khác. Một proxy có thể dịch và nếu cần thiết có thể tạo lại các 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.

+ Máy chủ định vị (Location Server): là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp

thông tin về những vị trí có thể của thuê bao bị gọi cho các phần mềm máy chủ

ủy quyền và máy chủ chuyển đổi địa chỉ.

+ Máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server): là phần mềm nhận yêu cầu

SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối.

Không giống như máy chủ ủy quyền, máy chủ chuyển đổi địa chỉ không bao giờ

hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ yêu cầu nào. Máy chủ

chuyển đổi địa chỉ cũng không nhận hoặc huỷ cuộc gọi.

+ Máy chủ đăng ký (Register Server): là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký.

Trong nhiều trường hợp máy chủ đăng ký đảm nhiệm luôn một số chức năng an

ninh như xác nhận người sử dụng. Thông thường máy chủ đăng ký được cài đặt

cùng với máy chủ ủy quyền và máy chủ hay địa chỉ hoặc cung cấp dịch vụ định

vị thuê bao. Mỗi lần đầu cuối được bật lên ( ví dụ máy điện thoại hoặc phần mềm

SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với máy chủ. Nếu đầu cuối cần thông báo cho máy

chủ về địa điểm của mình thì bản tin REGISTER cũng được gửi đi. Nói chung

các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ.

3.2.2 Các bản tin trong giao thức SIP và phản hồi:

Các bản tin:

- INVITE: Khi một UAC muốn khởi tạo một phiên mới như: video, audio

hay game thì nó sẽ tạo ra một bản tin INVITE. Bản tin này gửi yêu cầu về

server cho phép thiết lập một phiên làm việc. Bản tin này có thể được gửi

qua các proxy, các UAS. Các UAS sẽ kiểm tra thường xuyên xem người sử

dụng có đồng ý lời mời không. Nếu đồng ý (nghĩa là phiên làm việc được



thiết lập) thì các UAS sẽ gửi bản tin phản hồi 2xx về. Còn nếu lời mời

không dược chấp nhận thì phản hồi 3xx, 4xx, 5xx hay 6xx sẽ được gửi đi

tùy theo lý do từ chối. Trước khi gửi tín hiệu phản hồi cuối cùng này, UAS

còn gửi kèm một bản tin 1xx để thông báo UAC tiếp tục giữ quá trình liên

lạc với người được gọi.

- ACK: bản tin này khẳng định máy trạm đã nhận được bản tin trả lời bản tin

INVITE. SIP thực thi quá trình bắt tay qua ba bước: Phía gọi gửi bản tin

INVITE; Phía được gọi gửi bản tin ACK chấp nhận yêu cầu; Phía gọi gửi

bản tin ACK để thông báo quá trình bắt tay đã hoàn tất và quá trình thiết

lập cuộc gọi bắt đầu. Cho dù bản tin INVITE đầu tiên bao gồm gói tin SDP

(Session Description Protocol) hay không thì bản tin ACK đầu tiên sẽ có

SDP của phía được gọi. Các bản tin ACK khác đượcgửi đi để kết thúc quá

trình bắt tay và bao gồm SDP cần để thiết lập cuộc gọi.

- BYE: Được sử dụng để kết thúc một phiên làm việc cụ thể hoặc một phiên

làm việc tạm thời.

- CANCEL: Giống như tên gọi, bản tin CANCEL được sử dụng để hủy yêu

cầu trước đó được gửi từ phía cilent. Nó yêu cầu UAS tạm dừng xử lý yêu

cầu và tạo ra một phản hồi lỗi cho yêu cầu đó. Bản tin này sẽ không có tác

dụng đối với yêu cầu mà UAS gửi đi phản hồi cuối cùng.Vì vậy bản tin

này sẽ rất có ích đối với những yêu cầu mà server mất nhiều thời gian để

phản hồi. Do đó, bản tin CANCEL thích hợp nhất với bản tin INVITE, là

bản tin mất nhiều thời gian để phản hồi.

- REGISTER: Bản tin này sử dụng để đăng ký UA với UAS.

- OPTIONS: Bản tin này cho phép một UA xác định khả năng có thể của

Proxy Server hay UA khác.

- Ngoài ra còn một số giao thức khác nữa được sử dụng như: INFO,

NOTIFY, SUBCRIBE, UNSUBCRIBE, UPDATE, MESSAGE, REFER…



Các phản hồi:

- 1xx ( PROVISIONAL): phản hồi tạm thời, cho biết đã nhận được yêu cầu ,

tiếp tục quá trình yêu cầu.

- 2xx (SUCCESS): thông báo đã nhận được đầy đủ, hiểu và chấp nhận.

- 3xx (REDIRECTION): thông báo cần có các bản tin khác để hoàn thành

yêu cầu.

- 4xx (CLIENT ERORR): thông báo yêu cầu chứa cấu trúc sai hoặc không

được đáp ứng ở server.

- 5xx (SERVER ERORR): thông báo server không thể đáp ứng được yêu

cầu có cấu trúc hợp lệ.

- 6xx (GLOBAL FAILURE): thông báo yêu cầu không thể xử lý được ở bất

cứ server nào.

3.2.3 Các bước thiết lập, duy trì và hủy cuộc gọi:

Đăng ký, khởi tạo và xác định vị trí người dùng.

Xác định băng thông cần thiết được sử dụng.

Xác định sự sẵn sàng của phía được gọi, phía được gọi phải gửi một bản tin

phản hồi thể hiện cuộc gọi (chấp nhận hay từ chối).

Cuộc gọi được thiết lập.

Chỉnh sửa cuộc gọi (chuyển cuộc gọi và duy trì).

Kết thúc cuộc gọi.

3.2.4 Hoạt động của SIP:

Địa chỉ SIP tồn tại dưới dạng user@host. Trong đó:

+) User : tên người dùng hoặc số điện thoại.

+) Host: tên miền hoặc địa chỉ mạng.

Mỗi địa chỉ SIP là duy nhất. Mô tả cuộc gọi SIP:



+) Hoạt động của máy chủ ủy quyền (proxy server): Cuộc gọi SIP được định tuyến qua Proxy server.

Hình 3.11 thiết lập cuộc gọi qua Proxy server

1. [email protected] gửi bản tin INVITE cho UserB ở miền hostmail.com,

bản tin này đến proxy server SIP của miền hostmail.com (Bản tin INVITE

có thể đi từ Proxy server SIP của miền yahoo.com và được Proxy này

chuyển đến Proxy server của miền hostmail.com).

2. Proxy server của miền hostmail.com sẽ tham khảo server định vị (Location

server) để quyết định vị trí hiện tại của UserB.

3. Server định vị trả lại vị trí hiện tại của UserB (giả sử là

[email protected]).

4. Proxy server gửi bản tin INVITE tới [email protected]. Proxy server

thêm địa chỉ của nó trong một trường của bản tin INVITE.

5. UAS của UserB đáp ứng cho server Proxy với bản tin 200 OK.

6. Proxy server gửi đáp ứng 200 OK trở về [email protected].

7. [email protected] gửi bản tin ACK cho UserB thông qua proxy server.

8. Proxy server chuyển bản tin ACK cho [email protected].


mailto:[email protected]







9. Sau khi cả hai bên đồng ý tham dự cuộc gọi, một kênh RTP/RTCP được

mở giữa hai điểm cuối để truyền tín hiệu thoại.

10.Sau khi quá trình truyền dẫn hoàn tất, phiên làm việc bị xóa bằng cách sử

dụng bản tin BYE và ACK giữa hai điểm cuối.

+) Hoạt động của máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server):

Hình 3.12 thiết lập cuộc gọi qua Redirect Server

1. Redirect server nhân được yêu cầu INVITE từ người gọi (Yêu cầu này có

thể đi từ một proxy server khác).

2. Redirect server truy vấn server định vị địa chỉ của B.

3. Server định vị trả lại địa chỉ của B cho Redirect server.

4. Redirect server trả lại địa chỉ của B đến người gọi A. Nó không phát yêu

cầu INVITE như proxy server.

5. User Agent bên A gửi lại bản tin ACK đến Redirect server để xác nhận sự

trao đổi thành công.

6. Người gọi A gửi yêu cầu INVITE trực tiếp đến địa chỉ được trả lại bởi

Redirect server (đến B). Người bị gọi B đáp ứng với chỉ thị thành công

(200 OK), và người gọi đáp trả bản tin ACK xác nhận. Cuộc gọi được thiết

lập.



3.3 So sánh giao thức SIP và H.323:

H.323 được xây dựng nhằm tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh, không những

hoạt động tốt trong vấn đề truyền tiếng nói qua mạng IP mà còn có khả năng kế

thừa và tương thích tốt với các hệ thống trước đây. Do vậy mà cấu trúc của nó rất

đầy đủ và phức tạp.

SIP được xây dựng với mục đích tối ưu hóa đối với mạng IP, nên giao thức

của nó đơn giản và thuận tiện. Mang dáng dấp của các giao thức trên lớp ứng

dụng như HTTP, SMTP. Chính vì vậy mà khả năng kết hợp của nó với các mạng

phi IP là rất khó.

So sánh cụ thể như sau:

SIP H.323

Nguồn gốc IETF ITU-T

Quan hệ mạng Ngang cấp Ngang cấp

Khởi điểm Kế thừa cấu trúc HTTP Kế thừa Q.931, Q.SIG

Đầu cuối SIP H.323

Server

Proxy Server

Redirect Server

Location Serve

Registrar Server

H.323 Gatekeeper

Khuôn dạng Text, UTF-8 Nhị phân

Trễ thiết lập

cuộc gọi 1.5 RTT 6.7 RTT hoặc hơn

Giám sát trạng

thái cuộc gọi

Có hai lựa chọn:

- trong thời gian thiết lập

cuộc gọi.

- suốt thời gian cuộc gọi.

Máy chủ phải giám sát trong

suốt thời gian cuộc gọi và phải

giữ trạng thái kết nối TCP. Điều

này hạn chế khả năng mở rộng



và giảm độ tin cậy.

Báo hiệu

quảng bá

Có hỗ trợ Không

Chất lượng

dịch vụ

Sử dụng các giao thức khác

như: RSVP, OPS, OST để

đảm bảo chất lượng dịch vụ

Getaekeeper điều khiển băng

thông. H.323 khuyến nghị dùng

RSVP để lưu dữ tài nguyên

mạng.

Bảo mật

Đăng ký tại Registrar server

có xác nhận đầu cuối và mã

Chỉ đăng ký khi trong mạng có

gatekeeper, xác nhận và mã hóa

theo tiêu chuẩn H.232

Định vị đầu cuối

và định tuyến

cuộc gọi

Dùng SIP-URL để đánh địa

chỉ. Định tuyến nhờ sử dụng

Redirect và Location Server

Định vị đầu cuối sử dụng E.164

hoặc tên ảo H.323 và phương

pháp ánh xạ địa chỉ nếu trong

mạng có gatekeeper. Chức năng

định tuyến do gatekeeper đảm

nhiệm.

Tính năng thoại

Hỗ trợ các tính năng của

cuộc gọi cơ bản

Được thiết kế nhằm hỗ trợ

rất nhiều tính năng hội nghị, kể

cả thoại, hình ảnh và dữ liệu,

quản lý tập trung nên có thể gây

tắc nghẽn ở gatekeeper.

Tạo tính năng và

dịch vụ mới

Dễ dàng, sử dụng SIP-CGI

và CPL

H.450.1

Khả năng

mở rộng

Dễ dàng Hạn chế

3.4 Giao thức SGCP (Simple Gateway Control Protocol):



Giao thức này cho phép các thành phần điều khiển cuộc gọi, có thể điều khiển

kết nối giữa trung kế, các thiết bị đầu cuối với các gateway. Các thành phần điều

khiển được gọi là call Agent. SGCP được sử dụng để thiết lập, duy trì và giải

phóng các cuộc gọi qua mạng IP. Call Agent thực hiện các chức năng báo hiệu

cuộc gọi và gateway thực hiện chức năng truyền tín hiệu âm thanh. SGCP cung

cấp 5 lệnh điều khiển chính như sau:

- Notification Request: yêu cầu gateway phát các tín hiệu nhấc đặt máy và

các tín hieuj quay số DTMF.

- Notifi: gateway sử dụng lệnh này để thông báo với call Agent về các tín

hiệu được phát ở trên.

- Create Connection: Call Agent yêu cầu khởi tạo két nối giữa các đầu liên

lạc trong GW.

- Modify Connection: Call Agent dùng lệnh này để thay đổi các thông số về

kết nối đã được thiết lập. Lệnh này cũng có thể dùng để điều khiển luồng

cho các gói tin RTP đi từ GW này sang GW khác.

- Delete Connection: Call Agent sử dụng lệnh này để giải phóng các kết nối

đã được thiết lập.

Năm lệnh trên đây điều khiển GW và thông báo cho call agent về sự kiện xảy

ra. Mỗi lệnh hay yêu cầu bao gồm các thông số cụ thể cần thiết để thực thi các

phiên làm việc.

3.5 Giao thức MGCP:

Giao thức MGCP cho phép điều khiển lệnh các Gwthoong qua các thành phần

điều khiển nằm bên ngoài mạng. MGCP sử dụng mo hình kết nối tương tự như

SGCP dựa trên các kết nối cở bản giữa thiết hị đầu cuối và GW. Các kết nối có

thể là kết nối điểm-điểm hoặc kết nối đa điểm. Ngoài chức năng điều khiển như

SGCP, MGCP còn cung cấp thêm các chức năng sau:



- Endpoint Configuration: Call Agent dùng lệnh này để yêu cầu GW xác

định kiểu mã hóa ở phía đường dây kết nối đến thiết bị đầu cuối.

- Auditendpoint và Auditconnection: Call Agent dùng lệnh này để kiểm tra

trạng thái và sự kết nối ở thiết bị đầu cuối.

- Restartin-progress: GW dùng lệnh này để thông báo với Call Agent khi

nào các thiết bị đầu cuối ngừng sử dụng dịch vụ và khi nào quay lại sử

dụng dịch vụ.

Ngoài các giao thức chuẩn kể trên, còn có một giao thức mới đang được xây

dựng và phát triển, đó là IAX – Inter Asterisk eXchange. IAX là giao thức báo

hiệu VoIp được phát triển bởi tác giả của phần mềm Asterisk để khắc phục

những hạn chế trong giao thức SIP. Không giống như giao thức SIP truyền tải

thoại và báo hiệu trên 2 kênh khác nhau, IAX truyền tải thoại và báo hiệu trên

cùng một kênh. IAX giải quyết được vấn đề NAT đề cập trên phần giao thức SIP.

Mặt khác IAX là loại giao thức tối ưu trong việc sử dụng băng thông, cho phép

nhiều gói dữ liệu thoại trên cùng một IP header, cơ chế truyền tải nhiều cuộc gọi

trên cùng một gói IP được gọi là trung kế. Nhìn chung IAX là giao thức dành cho

VoIP mới nhất cho đến thời điểm nàyvới nhiều ưu điểm hấp dẫn như:

+ tối thiểu sử dụng băng thông

+ Trong suốt với NAT

+ Hiệu quả với cơ chế trung kế.



CHƯƠNG 4 : TỔNG QUAN ĐỊA CHỈ IPv6

4.1 Sự ra đời của IPv6:

4.1.1 Sự cạn kiệt của địa chỉ IPv4:

Những thập kỷ vừa qua, do tốc độ phát triển mạnh mẽ của Internet, không

gian địa chỉ IPv4 đã được sử dụng trên 60%. Những tổ chức quản lý địa chỉ quốc

tế đặt mục tiêu sử dụng hiệu quả lên hàng đầu. Những công nghệ góp phần giảm

nhu cầu địa chỉ IP như NAT (công nghệ biên dịch để có thể sử dụng địa chỉ IP

private), DHCP (cấp địa chỉ tạm thời) được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, hiện nay

nhu cầu tăng địa chỉ rất lớn:

- Internet phát triển tại những khu vực dân cư đông đảo như Trung Quốc, Ấn

Độ.

- Những dạng dịch vụ mới đòi hỏi không gian địa chỉ IP cố định (tỉ lệ địa

chỉ/khách hàng là 1:1) và kết nối dạng đầu cuối – đầu cuối: dịch vụ DSL,

cung cấp dịch vụ Internet qua đường cáp truyền hình, việc phát triển các

mạng giáo dục, game trực tuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng

Internet, truyền tải thoại, audio, video trên mạng.

4.1.2 Hạn chế về công nghệ và nhược điểm của IPv4:

IPv4 hỗ trợ trường địa chỉ 32 bit, IPv4 ngày nay hầu như không còn đáp ứng

được nhu cầu sử dụng của mạng Internet. Hai vấn đề lớn mà IPv4 đang phải đối

mặt là việc thiếu hụt các địa chỉ, đặc biệt là các không gian địa chỉ tầm trung (lớp

B) và việc phát triển về kích thước rất nguy hiểm của các bảng định tuyến trong

Internet.

Thêm vào đó, nhu cầu tự động cấu hình (Auto-config) ngày càng trở nên cần

thiết. Địa chỉ IPv4 trong thời kỳ đầu được phân loại dựa vào dung lượng của địa

chỉ đó (số lượng địa chỉ IPv4 ). Địa chỉ IPv4 được chia thành các lớp. 3 lớp đầu

tiên được sử dụng phổ biến nhất. Các lớp địa chỉ này khác nhau ở số lượng các



bit dùng để định nghĩa Network ID. Ví dụ: Địa chỉ lớp B có 14 bit đầu dành để

định nghĩa Network ID và 16 bit cuối cùng dành cho Host ID. Trong khi địa chỉ

lớp C có 21 bit dành để định nghĩa Network ID và 8 bit còn lại dành cho Host

ID… Do đó, dung lượng của các lớp địa chỉ này khác nhau.

Để giảm nhu cầu tiêu dùng địa chỉ, hoạt động mạng IPv4 sử dụng phổ biến

công nghệ biên dịch NAT. Trong đó, máy chủ biên dịch địa chỉ (NAT) can thiệp

vào gói tin truyền tải thay thế trường địa chỉ để các máy tính gắn địa chỉ Private

có thể kết nối mạng Internet. Mà mô hình sử dụng NAT của dịa chỉ IPv4 có một

vài nhược điểm như: Không có kết nối điểm - điểm và gây trễ ; Việc gói tin

không được giữ nguyên tình trạng từ nguồn tới đích, có những điểm trên đường

truyền tải tại đó gói tin bị can thiệp, như vậy tồn tại những lỗ hổng về bảo mật.

Bên cạnh những giới hạn đã nêu ở trên, mô hình này còn có một hạn chế nữa

chính là sự thất thóat địa chỉ nếu sử dụng các lớp địa chỉ không hiệu quả. Mặc dù

lượng địa chỉ IPv4 hiện nay có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng trên thế giới, nhưng

cách thức phân bổ địa chỉ IPv4 không thực hiện được chuyện đó. Ví dụ: một tổ

chức có nhu cầu triển khai mạng với số lượng Host khoảng 300. để phân địa chỉ

IPv4 cho tổ chức này, người ta dùng địa chỉ lớp B. Tuy nhiên, địa chỉ lớp B có

thể dùng để gán cho 65536 Host. Dùng địa chỉ lớp B cho tổ chức này làm thừa

hơn 65000 địa chỉ. Các tổ chức khác sẽ không thể nào sử dụng khoảng địa chỉ

này. Đây là điều hết sức lãng phí.

Nguy cơ thiếu hụt địa chỉ IPv4 cùng những hạn chế của nó đưa ra yêu cầu cấp

thiết phải nghiên cứu để đưa ra một giao thức Internet mới, khắc phục những hạn

chế của giao thức IPv4 và đem lại những đặc tính mới cần thiết cho dịch vụ và

cho hoạt động mạng thế hệ tiếp theo. IETF đã đưa ra quyết định thúc đẩy thay thế

cho IPv4 là IPv6 - giao thức địa chỉ Internet phiên bản 6 còn được gọi là giao

thức IP thế hệ mới. Địa chỉ Internet phiên bản 6 có chiều dài gấp 4 lần so với

phiên bản 4: 128 bit địa chỉ.



4.2Sơ lược một số đặc điểm của IPv6:

Khi phát triển phiên bản mới, IPv6 hoàn toàn dựa trên nền tảng IPv4. Nghĩa là

tất cả những chức năng của IPv4 đều được tích hợp vào IPv6. Tuy nhiên, IPv6

cũng có một vài điểm khác biệt:

Tăng kích thước của tầm địa chỉ: IPv6 sử dụng 128 bit địa chỉ trong khi

IPv4 chỉ sử dụng 32 bit; nghĩa là IPv6 có tới 2128 địa chỉ khác nhau; 3 bit đầu

luôn là 001 được dành cho các địa chỉ khả định tuyến toàn cầu (Globally

Routable Unicast –GRU). Nghĩa là còn lại 2125 địa chỉ. Một con số khổng lồ.

Điều đó có nghĩa là địa chỉ IPv6 sẽ chứa 1028 tầm địa chỉ IPv4.

Tăng sự phân cấp địa chỉ: IPv6 chia địa chỉ thành một tập hợp các tầm xác

định hay boundary: 3 bit đầu cho phép biết được địa chỉ có thuộc địa chỉ khả định

tuyến toàn cầu (GRU) hay không, giúp các thiết bị định tuyến có thể xử lý nhanh

hơn. Top Level Aggregator (TLA) ID được sử dụng vì 2 mục đích: thứ nhất, nó

được sử dụng để chỉ định một khối địa chỉ lớn mà từ đó các khối địa chỉ nhỏ hơn

được tạo ra để cung cấp sự kết nối cho những địa chỉ nào muốn truy cập vào

Internet; thứ hai, nó được sử dụng để phân biệt một đường (Route) đến từ đâu.

Nếu các khối địa chỉ lớn được cấp phát cho các nhà cung cấp dịch vụ và sau đó

được cấp phát cho khách hàng thì sẽ dễ dàng nhận ra các mạng chuyển tiếp mà

đường đó đã đi qua cũng như mạng mà từ đó Route xuất phát. Với IPv6, việc tìm

ra nguồn của 1 Route sẽ rất dễ dàng. Next Level Aggregator (NLA) là một khối

địa chỉ được gán bên cạnh khối TLA, những địa chỉ này được tóm tắt lại thành

những khối TLA lớn hơn, khi chúng được trao đổi giữa các nhà cung cấp dịch vụ

trong lõi Internet, ích lợi của loại cấu trúc địa chỉ này là: Thứ nhất, sự ổn định về

định tuyến, nếu chúng ta có 1 NLA và muốn cung cấp dịch vụ cho các khách

hàng, ta sẽ cố cung cấp dịch vụ đầy đủ nhất, tốt nhất. Thứ hai, chúng ta cũng

muốn cho phép các khách hàng nhận được đầy đủ bảng định tuyến nếu họ muốn,

để tạo việc định tuyến theo chính sách, cân bằng tải... Để thực hiện việc này



chúng ta phải mang tất cả các thông tin về đường đi trong Backbone để có thể

chuyển cho họ.

Đơn giản hóa việc đặt địa chỉ Host: IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa chỉ

Host, trong 64 bit đó có cả 48 bit là địa chỉ MAC của máy, do đó, phải đệm vào

đó một số bit đã được định nghĩa trước mà các thiết bị định tuyến sẽ biết được

những bit này trên subnet. Ngày nay, ta sử dụng chuỗi 0xFF và 0xFE (:FF:FE:

trong IPv6) để đệm vào địa chỉ MAC. Bằng cách này, mọi Host sẽ có một Host

ID duy nhất trong mạng. Sau này nếu đã sử dụng hết 48 bit MAC thì có thể sẽ sử

dụng luôn 64 bit mà không cần đệm.

Địa chỉ Anycast: IPv6 định nghĩa một loại địa chỉ mới: địa chỉ Anycast.

Một địa chỉ Anycast là một địa chỉ IPv6 được gán cho một nhóm các máy có

chung chức năng, mục đích. Khi packet được gửi cho một địa chỉ Anycast, việc

định tuyến sẽ xác định thành viên nào của nhóm sẽ nhận được packet qua việc

xác định máy gần nguồn nhất.Việc sử dụng Anycast có 2 ích lợi: Một là, nếu

chúng ta đang đến một máy gần nhất trong một nhóm, chúng ta sẽ tiết kiệm được

thời gian bằng cách giao tiếp với máy gần nhất. Thứ hai là việc giao tiếp với máy

gần nhất giúp tiết kiệm được băng thông. Địa chỉ Anycast không có các tầm địa

chỉ được định nghĩa riêng như Multicast, mà nó giống như một địa chỉ Unicast,

chỉ có khác là có thể có nhiều máy khác cũng được đánh số với cùng scope trong

cùng một khu vực xác định. Anycast được sử dụng trong các ứng dụng như

DNS...

Việc tự cấu hình địa chỉ đơn giản hơn: Một địa chỉ Multicast có thể được

gán cho nhiều máy, địa chỉ Anycast là các gói Anycast sẽ gửi cho đích gần nhất

(một trong những máy có cùng địa chỉ) trong khi Multicast packet được gửi cho

tất cả máy có chung địa chỉ (trong một nhóm Multicast). Kết hợp Host ID với

Multicast ta có thể sử dụng việc tự cấu hình như sau: khi một máy được bật lên,

nó sẽ thấy rằng nó đang được kết nối và nó sẽ gửi một gói Multicast vào LAN;



gói tin này sẽ có địa chỉ là một địa chỉ Multicast có tầm cục bộ (Solicited Node

Multicast address). Khi một Router thấy gói tin này, nó sẽ trả lời một địa chỉ

mạng mà máy nguồn có thể tự đặt địa chỉ, khi máy nguồn nhận được gói tin trả

lời này, nó sẽ đọc địa chỉ mạng mà Router gửi; Sau đó, nó sẽ tự gán cho nó một

địa chỉ IPv6 bằng cách thêm Host ID (được lấy từ địa chỉ MAC của interface kết

nối với subnet đó) với địa chỉ mạng, Do đó, tiết kiệm được công sức gán địa chỉ

IP.

Header hợp lý: Header của IPv6 đơn giản và hợp lý hơn IPv4. IPv6 chỉ có 6

trường và 2 địa chỉ, trong khi IPv4 chứa 10 trường và 2 địa chỉ. IPv6 Header có

dạng:

Hình 4.1 định dạng IPv6 header

IPv6 cung cấp các đơn giản hóa sau:

- Định dạng được đơn giản hóa: IPv6 header có kích thước cố định 40 octet

với ít trường hơn IPv4 nên giảm được thời gian xử lý header, tằn độ linh

hoạt.

- Không có Header checksum: Trường checksum của IPv4 được bỏ đi vì các

liên kết ngày nay nhanh hơn và có độ tin cậy cao hơn vì vậy chỉ cần các

Host tính checksum còn Router thì khỏi cần.



- Không có sự phân đoạn theo từng hop: Trong IPv4, khi các packet quá lớn

thì Router có thể phân đoạn nó. Tuy nhiên, việc này sẽ làm tăng them

Overhead cho packet. Trong IPv6 chỉ có Host nguồn mới có thể phân đoạn

một packet theo các giá trị thích hợp dựa vào một MTU path mà nó tìm

được. Do đó, để hỗ trợ Host thì IPv6 chứa một hàm giúp tìm ra MTU từ

nguồn đến đích.

Bảo mật: IPv6 tích hợp tính bảo mật vào trong kiến trúc của mình bằng

cách giới thiệu 2 Header mở rộng tùy chọn: Authentication Header (AH) và

Encrypted Security Payload (ESP) Header. Hai Header này có thể được sử dụng

chung hay riêng để hỗ trợ nhiều chức năng bảo mật.

- AH quan trọng nhất trong Header này là trường Integriry Check Value

(ICU). ICU được tính bởi nguồn và được tính lại bởi đích để xác minh.

Quá trình này cung cấp việc xác minh tính toàn vẹn và xác minh nguồn

gốc của dữ liệu. AH cũng chứa cả một số thứ tự để nhận ra một tấn công

bằng các packet replay giúp ngăn các gói tin được nhân bản.

- ESP Header: ESP Header chứa một trường: Security Parameter Index

(SPI) giúp đích của gói tin biết payload được mã hóa như thế nào. ESP

Header có thể được sử dụng khi tunneling, trong tunnelling thì cả Header

và payload gốc sẽ được mã hóa và bỏ vào một ESP Header bọc ngoài, khi

đến gần đích thì các gateway bảo mật sẽ bỏ Header bọc ngoài ra và giải mã

để tìm ra Header và payload gốc.

Tính di động: IPv6 hỗ trợ tốt các máy di động như laptop. IPv6 giới thiệu 4

khái niệm giúp hỗ trợ tính toán di động gồm: Home address; Care-of address;

Binding; Home agent. Trong IPv6 thì các máy di động được xác định bởi một địa

chỉ Home address mà không cần biết hiện tại nó được gắn vào đâu. Khi một máy

di động thay đổi từ một subnet này sang subnet khác; nó phải có một Care-of



address qua một quá trình tự cấu hình. Sự kết hợp giữa Home address và Care-of

address được gọi là một Binding. Khi một máy di động nhận được một Care-of

address, nó sẽ báo cho Home agent của nó bằng gói tin được gọi là Binding

update để Home agent có thể cập nhật lại Binding cáche của Home agent về

Care-of address của máy di động vừa gửi. Home agent sẽ duy trì một ánh xạ giữa

các Home address và Care-of address và bỏ nó vào Binding cáche. Một máy di

động có thể được truy cập bằng cách gửi một packet đến các Home address của

nó. Nếu máy di động không được kết nối trên subnet của Home agent thì Home

agent sẽ gửi packet đó cho máy di động qua Care-of address của máy đó trong

Binding cáche của Home agent (Lúc này, Home agent được xem như máy trung

gian để máy nguồn có thể đến được máy di động). Máy di động sau đó sẽ gửi một

gói tin Binding update cho máy nguồn của gói tin. Máy nguồn sau đó sẽ cập nhật

Binding cáche của nó, thì sau này máy nguồn muốn gửi đến máy di động, chỉ cần

gửi trực tiếp đến cho máy di động qua Care-of address chứa trong Binding cáche

của nó mà không cần phải gửi qua Home address. Do đó, chỉ có gói tin đầu tiên

là qua Home agent.

Hiệu suất: IPv6 cung cấp các lợi ích sau:

- Giảm được thời gian xử lý Header, giảm Overhead vì chuyển dịch địa chỉ:

vì trong IPv4 có sử dụng private address để tránh hết địa chỉ, Do đó, xuất

hiện kỹ thuật NAT để dịch địa chỉ, nên tăng Overhead cho gói tin. Trong

IPv6 do không thiếu địa chỉ nên không cần private address, nên không cần

dịch địa chỉ.

- Giảm được thời gian xử lý định tuyến: nhiều khối địa chỉ IPv4 được phân

phát cho các user nhưng lại không tóm tắt được, nên phải cần các entry

trong bảng định tuyến làm tăng kích thước của bảng định tuyến và thêm

Overhead cho quá trình định tuyến. Ngược lại, các địa chỉ IPv6 được phân

phát qua các ISP theo một kiểu phân cấp địa chỉ giúp giảm được Overhead.



- Tăng độ ổn định cho các đường: trong IPv4, hiện tượng route flapping

thường xảy ra, trong IPv6, một ISP có thể tóm tắt các route của nhiều

mạng thành một mạng đơn, chỉ quản lý mạng đơn đó và cho phép hiện

tượng flapping chỉ ảnh hưởng đến nội bộ của mạng bị flapping.

- Giảm Broadcast: trong IPv4 sử dụng nhiều Broadcast như ARP, trong khi

IPv6 sử dụng Neighbor Discovery Protocol để thực hiện chức năng tương

tự trong quá trình tự cấu hình mà không cần sử dụng Broadcast.

- Multicast có giới hạn: trong IPv6, một địa chỉ Multicast có chứa một

trường scope có thể hạn chế các gói tin Multicast trong các Node, trong các

link, hay trong một tổ chức.

- Không có checksum.

4.3 Địa chỉ IPv6:

4.3.1 Cách viết địa chỉ IPv6:

Địa chỉ IPv6 128 bit được chia thành 8 khối mỗi khối 16 bit, mỗi khối này

được chuyển sang dạng số hexa 4 bit và được phân biệt với nhau bằng dấu hai

chấm. Ví dụ : cho 1 địa chỉ IPv6 dưới dạng nhị phân như sau:

00100001110110100000000011010011000000000000000000101111001110110

000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010

Địa chỉ này được chia ra thành các khối 16bit như sau:

0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0010111100111011

0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010

Mỗi khối này được chuyển sang chữ số hexa và chia cách nhau bằng dấu hai

chấm, kết quả là: 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

Việc viết địa chỉ IPv6 có thể đơn giản hóa bằng cách xóa bỏ 0 đứng đầu trong

mỗi khối 16 bit. Tuy nhiên mỗi khối phải có ít nhất một số đơn. Trong ví dụ trên,

địa chỉ trên được đơn giản hóa thành: 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A



4.3.2 Prefix của IPv6:

Prefix là một phần của địa chỉ IPv6, nó chỉ ra các bit có giá trị cố định hoặc là

các bit đóng vai trò là ID của mạng. Các prefix cho định danh mạng con của

IPv6, các tuyến, các vùng địa chỉ được biểu diễn như trong ký hiệu CIDR

(classless Inter-Domain Routing) cho IPv4. Ví dụ 21DA::/48 cho một địa chỉ

Prefix tuyến và 21DA:D3:0:2F3B::/64 cho 1 prefix mạng con. Trong đó IPv6 chỉ

dùng prefix chứ không dùng mặt nạ mạng con như IPv4.

4.3.3 Các dạng địa chỉ IPv6:

Địa chỉ unicast: Một địa chỉ unicast xác định một giao diện đơn trong phạm

vi của loại địa chỉ unicast. Với một topology định tuyến unicast thích hợp, các

gói được đánh địa chỉ unicast được chuyển đến một giao diện đơn.

Địa chỉ multicast: Một địa chỉ multicast xác định nhiều giao diện. Với topo

định tuyến thích hợp thì các gói được đánh địa chỉ multicast sẽ được chuyển tới

tất cả các giao diện mà được xác định bởi địa chỉ này. Một địa chỉ multicast được

dùng trong truyền thông một-nhiều, được chuyển đến nhiều giao diện.

Địa chỉ anycast: Một địa chỉ Anycast xác định nhiều giao diện. Với

topology định tuyến thích hợp thì các gói được đánh địa chỉ anycast được chuyển

đến một giao diện đơn gần nhât được xác định bởi địa chỉ anycast này. Khái niệm

giao diện gần nhất được xác định gần nhất trong giới hạn khoảng cách định

tuyến. Địa chỉ anycast được dùng trong truyền thông 1-1 trong nhiều.

4.3.3.1 Địa chỉ unicast:

Địa chỉ unicast IPv6 bao gồm các loại sau: địa chỉ unicast toàn cầu, địa chỉ

link-local, địa chỉ site-local và địa chỉ đặc biệt.

Địa chỉ Unicast toàn cầu:

Địa chỉ Unicast toàn cầu tương ứng với địa chỉ public của IPv4. Nó có thể

định tuyến toàn cầu trong Internet. Không giống như Internet dựa trên IPv4 có sự



định tuyến trên cả dạng phẳng và phần phân cấp Internet IPv6 được thiết kế từ

nền móng của nó là hỗ trợ cho việc định tuyến và đánh địa chỉ phân cấp và hiệu

quả. Các trường của địa chỉ Unicast toàn cầu được mô tả như sau:

- Phần cố định được gán cho giá trị là 001.

- Prefix định tuyến toàn cầu: chỉ prefix định tuyến toàn cầu cho một site của

một tổ chức cụ thể. Ba bit cố định cùng với 45 bit prefix định tuyến toàn

cầu tạo thành một prefic site 48 bit, prefix này được cấp cho một site cá

nhận của một tổ chức. Một khi đã được cấp các bộ định tuyến trên Internet

IPv6 sẽ chuyển lưu lượng IPv6 phù hợp với prefix 48 bit đến các bộ định

tuyến thuộc site của tổ chức.

- Subnet ID: Subnet ID được dùng cho site của tổ chức để xác định các mạng

con. Kích thước của trường này là 16 bit. Site của tổ chức có thể dùng 16

bit này với site của nó để tạo 65.536 mạng con hoặc nhiều mức độ của sự

phân cấp đánh địa chỉ và một cơ sở hạ tầng định tuyến hiệu quả.

- Giao diện ID: chỉ giao diện trên một subnet cụ thể của một site. Kích thước

của trường này là 16 bit. Các trường với địa chỉ unicast toàn cầu tạo ra cấu

trúc 3 cấp như hình vẽ:

Hình 4.2 Địa chỉ Unicast toàn cầu

Topology công cộng là tập hợp của các ISP lớn hơn và nhỏ hơn mà cung

cấp truy nhập vào Internet IPv6. Topo của site là tập hợp của các mạng con

trong cùng site của tổ chức. Chỉ thị giao diện chỉ một giao diện cụ thể trên

một mạng con trong cùng site của một tổ chức.

Địa chỉ Unicast dùng nội bộ.



Có 2 loại : địa chỉ link-local và địa chỉ site-local

* Địa chỉ Link-Local:

Các địa chỉ link-local được dùng bởi các node khi truyền thông với các node

láng giềng trên cùng 1 liên kết. Ví dụ như trên mạng IPv6 liên kết đơn không có

bộ định tuyến, các địa chỉ link-local được dùng để truyền thông giữa các host trên

link. Một địa chỉ link-local cần thiết cho các quá trình xử lý tìm kiếm láng giềng

và luôn luôn được tự động được cấu hình ngay cả khi không có tất cả các địa chỉ

unicast khác.

Hình 4.3 Mô tả cấu trúc của địa chỉ link-local

Các địa chỉ link-local luôn luôn bắt đầu với FE80. Với 64 bit xác định giao

diện. Prefix cho địa chỉ link-local luôn luôn là FE80::/64. Một bộ định tuyến IPv6

chuyển lưu lượng link-local vượt ngoài giới hạn liên kết.

* Địa chỉ Site khu vực (Site-Local):

Các địa chỉ site-local tương ứng với không gian địa chỉ IPv4 riêng ( 10.0.0.0,

172.16.0.0/24 và 192.168.0.0/16). Ví dụ các mạng nội bộ riêng mà không có một

hướng, định tuyến kết nối đến Internet IPv6 có thể dùng các địa chỉ site-local mà

không xung đột với các địa chỉ Unicast toàn cầu. Các địa chỉ site-local không đến

được từ các site khác và các bộ định tuyến phải không được chuyển lưu lượng

site-local ra ngoài site. Các địa chỉ site-local có thể được dùng thêm vào các địa

chỉ unicast toàn cầu. Một site là một mạng tổ chức hoặc 1 phần của mạng tổ

chức mà được định nghĩa về mặt địa lý, như 1 cơ quan hay 1 tổ hợp cơ quan, một

trường học. Không giống như các địa chỉ link-local, các địa chỉ site-local không

được tự động cấu hình và được cấp phát bởi các quá trình cấu hình địa chỉ

stateful hay stateless. Cấu trúc của địa chỉ site-locak như sau:



Hình 4.4 Mô tả cấu trúc của địa chỉ Site-Local

10 bit đầu tiên luôn luôn cố định cho các địa chỉ site-local ( FEC0::/10). Sau

10 bit cố định là trường ID Subnet cung cấp 54 bit mà ta có thể tạo ra một cơ sở

hạ tầng định tuyến có thể tóm tắt và phân cấp trong cùng 1 site. Sau trường ID

mạng con là 64 bit trường ID giao diện mà chỉ thị một giao diện cụ thể trên một

subnet.

Địa chỉ IPv6 đặc biệt:

* Địa chỉ không chỉ rõ:

Địa chỉ “0:0:0:0:0:0:0:0” hay “::” chỉ được dùng để chỉ sự không có mặt của

một địa chỉ. Nó tương thích với địa chỉ không rõ trong IPv4 là “0.0.0.0”. Địa chỉ

không chỉ rõ thường được dùng như là một địa chỉ nguồn cho các gói cố gắng để

xác nhận sự có mặt duy nhất của một địa chỉ không chỉ rõ. Địa chỉ không chỉ rõ

không được cấp cho 1 giao diện hoặc là dùng như 1 địa chỉ đích đến.

* Địa chỉ loopback:

Địa chỉ loopback “0:0:0:0:0:0:0:1” hoặc “::1” được dùng để xác định 1 giao

diện loopback cho phép 1 node có thể gửi các gói gửi ngược về chính nó. Nó

tương đương với địa chỉ loopback “127.0.0.1” trong IPv4. Các gói được đánh địa

chỉ cho địa chỉ loopback phải không được gửi trên đường liên kết hoặc được

chuyển tiếp bởi 1 bộ định tuyến IPv6.

4.3.3.2 Địa chỉ Multicast IPv6:

Trong IPv6 lưu lượng multicast hoạt động giống như ở IPv4. Các node IPv6

được định vị tùy ý có thể lắng nghe lưu lượng multicast trên 1 địa chỉ multicast

tùy ý. Các node IPv6 được định vị tùy ý có thể lắng nghe nhiều địa chỉ multicast



tại cùng 1 thời điểm. Các node có thể tham gia hoặc rời khỏi nhóm multicast bất

cứ lúc nào.

Địa chỉ multicast IPv6 có 8 bit đầu tiên là 1111 1111. Một địa chỉ IPv6

multicast có thể dễ dàng nhận ra vì nó luôn bắt đầu bằng FF. Các địa chỉ

multicast không thể được dùng như là các địa chỉ nguồn hoặc là các đích trung

gian trong 1 tiêu đề định tuyến. Phía sau 8 bit đầu tiên địa chỉ multicast bao gồm

cấu trúc thêm vào để xác định các cờ, phạm vi và nhóm multicast.

Hình 4.5 Mô tả cấu trúc của địa chỉ Multicast

Các trường trong địa chỉ multicast là:

- Cờ: chỉ các cờ được thiết lập trong địa chỉ multicast. Kích thước của trường

này là 4 bit. Như RFC 3513 cờ chỉ được định nghĩa là cờ T( transient: tạm

thời). Cờ T dùng bit bậc thấp của trường cờ. Khi được set về 0 cờ T chỉ ra

rằng địa chỉ multicast là một địa chỉ multicast được cấp thường trực, được

cấp phát bởi IANA (Internet Assigned Number Authority). Khi được set

lên 1, cờ T chỉ ra địa chỉ multicast này là địa chỉ multicast tạm thời.

- Phạm vi: chỉ phạm vi của liên mạng IPv6 cho lưu lượng multicast được dự

định. Kích thước của trường này là 4 bit. Thêm vào đó thông tin cung cấp

bởi các giao thức định tuyến multicast , các bộ định tuyến dùng phạm vi

multicast để xác định nơi mà lưu lượng multicast sẽ được chuyển đi. Các

giá trị thông thường nhất cho trường phạm vi là 1 ( phạm vi giao diện cục

bộ), 2 ( phạm vi liên kết nội bộ) và 5 (phạm vi site nội bộ). Ví dụ lưu lượng

với địa chỉ multicast là FF02::2 có 1 phạm vi liên kết nội bộ thì 1 bộ định

tuyến IPv6 sẽ không chuyển lưu lượng này ra liên kết nội bộ.



- ID nhóm: chỉ nhóm multicast và là duy nhất đối với mỗi phạm vi. Kích

thước của trường này là 112 bit. Các ID nhóm được gán thường trực không

phụ thuộc vào phạm vi. Các ID nhóm tạm thời chỉ liên quan đến 1 phạm vi

cụ thể. Các địa chỉ từ FF01:: đến FF0F:: là các địa chỉ để lưu trữ và được

biết đến nhiều. Để xác định tất cả các node cho các phạm vi liên kết nội bộ

và giao diện nội bộ, các địa chỉ sau được định nghĩa:

FF01::1 ( giao diện-local scope all-nodes multicast address)

FF02::1 ( link-local scope all-node multicast address

Để xác định tất cả các bộ định tuyến cho phạm vi giao diện nội bộ và site

nội bộ, các địa chỉ sau được định nghĩa:

FF01::2 ( giao diện-local scope all-bộ định tuyếns multicast address)

FF02::2 ( link-local scope all-bộ định tuyếns multicast address)

FF05::2 ( site-local scope all-bộ định tuyếns multicast address)

Với 112 bit cho ID nhóm thì có thể có 2112 ID nhóm địa chỉ. Tuy nhiên

theo cách mà các điạ chỉ multicast IPv6 ánh xạ sang các địa chỉ MAC

multicast của Ethernet nên RFC 3513 khuyến cáo cấp phát ID nhóm từ 32

bit bậc thấp của địa chỉ multicast IPv6 và xét các bit ID nhóm còn lại là 0.

Bằng cách chỉ sử dụng 32 bit bậc thấp mỗi ID nhóm ánh xạ 1 địa chỉ MAC

multicast duy nhất.

4.3.3.3 Địa chỉ Node Solicited:

Điạ chỉ node solicicated làm cho thuận tiện trong việc query các node mạng

trong việc chuyển địa chỉ. Trong IPv4, các khung ARP Request được gửi sang

broadcast cấp độ MAC, gửi đến tất cả các node trong từng đoạn mạng, bao gồm

các địa chỉ không chạy IPv4. IPv6 dùng các bản tin Neighbor Solicitation để thực

hiện việc chuyển đổi địa chỉ. Tuy nhiên thay vì dùng địa chỉ multicast tất cả các

node phạm vi liên kết nội bộ như các đích bản tin Neighbor Solicitation, sẽ gửi

đến tất cả các node IPv6 trên liên kết nội bộ, địa chỉ multicast solicited node được



dùng. Địa chỉ multicast solicited node bao gồm prefix FF02::1:FF00:0/104 và 24

bit sau cùng của điạ chỉ IPv6 được chuyển sang.

Hình 4.6 Mô tả cấu trúc của địa chỉ Node Solicited

4.3.3.4 Địa chỉ Anycast IPv6:

Một địa chỉ anycast được cấp cho nhiều giao diện. Các địa chỉ được đánh địa

chỉ anycast được chuyển sang giao diện gần nhất mà địa chỉ anycast được cấp.

Để dễ dàng cho việc phân phát, cơ sở hạ tầng phải nhận biết được các giao diện

được gán địa chỉ anycast và khoảng cách của chúng trong giới hạn của metric

định tuyến. Hiện tại thì địa chỉ anycast chỉ được dùng như các địa chỉ đích và chỉ

được gán cho các bộ định tuyến. Các địa chỉ anycast cấp không gian địa chỉ

unicast và phạm vi của một địa chỉ unicast là phạm vi của kiểu địa chỉ unicast từ

địa chỉ anycast được cấp.

Địa chỉ anycast Subnet - Route được định nghĩa trước và là cần thiết. Nó được

tạo ra từ prefix mạng con cho một giao diện cho trước. Để thiết kế địa chỉ anycast

Subnet-Bộ định tuyến, các bit trong prefix subnet được cố định tại các giá trị

thích hợp và các bit còn lại được xét về 0. Tất cả các giao diện của bộ định tuyến

kết nối đến đến 1 mạng con được cấp địa chỉ anycast Subnet - Route cho mạng

con đó. Địa chỉ anycast Subnet – Route được dùng cho việc truyền thông với một

trong nhiều bộ định tuyến được nối đến mạng con ở xa.

4.4 Hoạt động của địa chỉ Ipv6:

4.4.1 Phân giải địa chỉ:



Trong địa chỉ Ipv4, quy trình này được đảm nhiệm bởi thủ tục ARP. Node cần

phân giải địa chỉ sẽ gửi gói tin truy vấn tới địa chỉ đích là địa chỉ broad cast, tác

động đến mọi node khác trên đường link. Trong địa chỉ của Ipv6, đây là một

trong số những quy trình thủ tục Neighbor Discovery đảm nhiệm. Để phục vụ

cho việc phân giải tương ứng địa chỉ lớp mạng và địa chỉ vật lý, các node IPv6

đều duy trì một bảng cache thông tin về các node lân cận gọi là “neighbor cache”.

Trong hệ điều hành window, chúng ta có thể xem thông tin trong bảng này với

lệnh “nesth>interface ipv6>show neighbors”.

Khi một IPv6 node cần tìm địa chỉ lớp link – layer (ví dụ địa chỉ MAC trên

đường link Ethernet) tương ứng với một địa chỉ unicast IPv6 nào đó, thay vì gửi

gói tin truy vấn tới địa chỉ multicast mọi node phạm vi link (FF02::1) để tác động

tới mọi node trên đường link tương đương địa chỉ broadcast trong IPv4, node đó

chỉ gửi tới địa chỉ Multicast Solicited Node tương ứng địa chỉ unicast cần phân

giải.

Như chúng ta cũng biết, một node IPv6, khi được gắn một địa chỉ unicast,

ngoài việc lắng nghe lưu lượng tại địa chỉ unicast đó, node IPv6 sẽ lập tức nghe

và nhận lưu lượng của một dạng địa chỉ multicast tương ứng là Multicast

Solicited Node tương ứng địa chỉ unicast này.

Như vậy, trong quá trình phân giải địa chỉ của IPv6, chỉ những node đang

nghe lưu lượng tại địa chỉ MSN phù hợp mới nhận và xử lý gói tin. Điều này

giảm thiểu việc tác động đến mọi node trên đường link, tăng hiệu quả hoạt động.

Để thực hiện quy trình phân giải địa chỉ, hai node IPv6 trong một đường link

trao đổi thông điệp Neighbor Solicitation và Neighbor Advertisement. Khi một

node cần phân giải địa chỉ, nó gửi đi trên đường link thông điệp Neighbor

Solicitation:

- Địa chỉ nguồn: địa chỉ IPv6 của giao diện gửi gói tin.



- Địa chỉ đích: địa chỉ IPv6 MSN tương ứng địa chỉ unicast cần phân giải địa

chỉ.

- Thông tin chứa trong phần dữ liệu có chứa địa chỉ lớp link- layer của nơi gửi

(trong Option Source Link-layer Address)

Trên đường link, node đang nghe lưu lượng tại địa chỉ MSN trùng với địa chỉ

đích của gói tin sẽ nhận được thông tin. Nó thực hiện những hành đọng sau:

- cập nhật địa chỉ lớp link-layer ( địa chỉ MAC trong trường hợp kết nối

Ethernet) của nơi gửi vào bảng neighbor cache.

- gửi thông điệp Neighbor Advertisement đáp trả tới địa chỉ đích là địa chỉ

nguồn đã gửi gói tin, thông tin trong phần dữ liệu có lớp địa chỉ lớp link-

layer của nó (chứa trong Option Target Link-Layer Address).

Khi nhận được thông điệp Neighbor Advertisement, node cần phân giải địa

chỉ sẽ sử dụng thông tin trong đó để thực hiện liên lạc đồng thời cập nhật thông

tin vào bảng neighbor cache của mình.

4.4.2 Kiểm tra trùng lặp địa chỉ:

Tự động cấu hình địa chỉ là một trong nhưng đặc tính nổi bật của thế hệ địa

chỉ IPv6. Đặc tính này có được nhờ việc node IPv6 có khả năng tự cấu hình 64

bit định danh giao diện (Interface ID) từ địa chỉ của card mạng, hoặc nhận ID là

một con số ngẫu nhiên. Do 64 bit định danh giao diện có thể là con số ngẫu

nhiên, hoàn toàn có khả năng trên đường kết nối, địa chỉ IPv6 node dự định sử

dụng đã được một node khác sử dụng rồi. Do vậy chúng cần một quy trình để

kiểm tra sự trùng lặp địa chỉ trong đường link. Đó là quy trình DAD.

DAD cũng sử dụng hai thông điệp ICMPv6 Neighbor Solicitation và

Neighbor Advertisement. Tuy nhiên một số thông tin của gói tin này khác với gói

tin sử dụng trong quá trình phân giải địa chỉ. Khi một node cần kiểm tra trùng lặp

địa chỉ, nó gửi gói tin Neighbor Solicitation:



- Địa chỉ IPv6 nguồn: là địa chỉ unspeccified “::”. Điều này đẽ hiểu, địa chỉ

dự định được gắn cho giao diện sẽ chưa thể được sử dụng chừng nào chưa

kiểm tra là không có sự trùng lặp.

- Gói tin Neighbor Solicitation sẽ chứa địa chỉ IPv6 đang được kiểm tra trùng

lặp.

Sau khi gửi NS, node sẽ đợi, nếu không có phản hồi thì có nghĩa là địa chỉ này

chưa được sử dụng, còn nếu địa chỉ này đã được mọt node nào đó sử dụng rồi ,

node này sẽ gửi thông điệp Neighbor Advertisement đáp trả:

- Địa chỉ nguồn: Địa chỉ IPv6 node giao diện gửi gói tin

- Địa chỉ đích: Địa chỉ IPv6 multicast mọi node phạm vi link (FF02::1)

- Gói tin sẽ chứa đại chỉ bị trùng lặp

Nếu node đang kiểm tra địa chỉ trùng lặp nhận được thông điệp RA phản hồi

lại RS mình đã gửi, nó sẽ hủy bỏ việc sử dụng địa chỉ này.

4.4.3 Kiểm tra tính có thể đạt tới của node lân cận:

Thông điệp Neighbor Solicitation và Neighbor Advertisement được sử dụng

trong quá trình phân giải địa chỉ, kiểm tra trùng lặp địa chỉ cũng được sử dụng

cho những mục đích khác như: quá trình kiểm tra tính có thể đạt tới của một node

lân cận. Các IPv6 node duy trì bảng thông tin về các neighbor của mình gọi là

neighbor cache, và sẽ cập nhật bảng này khi có sự thay đổi tình trạng mạng.

Bnagr này lưu thông tin đối với cả router và host.

Biết được node lân cận có thể đạt tới hay không rất quan trọng đối với một

node vì nó sẽ điều chỉnh cách thức cư xử của mình theo kết quả nhận được, Ví dụ

nếu biết một node lân cận không đạt tới được, host sẽ ngừng gửi gói tin, biết một

router đang không thể đạt tới được, host có thể thực hiện quy trình tìm kiếm một

router khác.

Nếu một host muốn kiểm tra tình trạng có thể nhận gói tin của node lân cận,

nó gửi thông điệp Neighbor Solicitation. Nếu nhận được Neighbor Advertisement



phúc đáp, nó biết tình trạng của node lân cận là đạt tới được và cập nhật bảng

neighbor cache tương ứng. Tất nhiên tình trạng này chỉ được coi là tạm thời và có

một khoảng thời gian dành cho nó, trước khi node cần thực hiện kiểm tra lại trạng

thái neighbor. Khoảng thời gian quy định này cũng như một số các tham số hoạt

động khác host sẽ nhận được từ thông tin quảng bá Router Adertisement của

router trên đường kết nối.

4.4.4 Tìm kiếm router:

Đối với hoạt động của địa hcir IPv6, sự trao đổi giữa các host với nhau, giữa

host với router là rất quan trọng. Trong mạng router là thiết bị đảm nhiệm việc

chuyển tiếp lưu lượng củ các host từ mạng này sang mạng khác. Một host phải

nhờ vào router để có thể gửi thông tin tới những node nằm ngoài đường kết nối

của mình. Do vậy, trước khi một host có thể thực hiện các hoạt động giao tiếp với

các mạng bên ngoài, nó cần tìm một router và học được những thông tin quan

trọng về router, cũng như về mạng. Trong thế hệ địa chỉ IPv6, để có thể cấu hình

địa chỉ, cũng như có những thông số cho hoạt động, IPv6 host cần tìm thấy router

và nhận được những thông tin từ router trên đường kết nối. Router IPv6 ngoài

việc đảm trách chuyển tiếp gói tin cho host, nó còn đảm nhiệm một hoạt động

không thể thiếu là quảng bá sự hện diện của mình và cung cấp các tham số trợ

giúp host trên đường kết nối cấu hình địa chỉ và các tham số hoạt động. Thực

hiện những hoạt động trao đổi thông tin giữa host và router là một nhiệm vụ rất

quan trọng của thủ tục Neighbor Discovery.

Quá trình tìm kiếm, trao đổi giữa host và router thực hiện dựa trên hai dạng

thông điệp sau:

- Router Solicitation được gửi bởi host tới các router trên đường link. Do

vậy, gói tin được gửi tới dịa chỉ đích multicast mọi router phạm vi link

(FF02::2). Host gửi thông điệp này để yêu cầu router quảng bá ngay các

thông tin nó cần cho hoạt động.



- Router Advertisement chỉ được gửi bởi các router để quảng bá sự hiện diện

của router và các tham số cần thiết khác cho hoạt động của các host.

Router gửi định kỳ thông điệp này trên đường kết nối và gửi thông điệp

này bất cứ khi nào nhận được router solicitation từ các host trong đường

kết nối.

4.4.5 Cấu hình tự động địa chỉ cho IPv6 node:

Địa chỉ IPv6 được cải tiến để có thể giảm thiểu những cấu hình nhân công, 64

bit cuối cùng của địa chỉ IPv6 luôn dành để định danh giao diện, 64 bit định danh

này có thể tự động cấu hình từ địa chỉ card mạng hoặc gán một cách tự động.

Nhờ quy trình giao tiếp trên đường link của thử tục Neighbor Discovery, IPv6

host có thể liên lạc với router trên đường kết nối để nhận các thông tin về prefix

trên link và những tham số hoạt động khác. Do vậy, các node trong IPv6 có hai

cách thức cấu hình địa chỉ: cấu hình địa chỉ bằng tay, hoặc cấu hình địa chỉ tự

động.

IPv6 node có hai cách thức cấu hình tự động địa chỉ cho giao diện:

- Tự động cấu hình có trạng thái (stateful): Đây là cách thức cấu hình địa chỉ

cho host dựa vào sự trợ giúp của DHCPv6 server. Cách thức cấu hình này

tương tự như việc sử dụng DHCP của IPv4. Hiện nay, các RFC dành cho

DHCPv6 đã được IETF hoàn thiện đầy đủ. Máy chủ DHCPv6 sẽ cung cấp

cho host địa chỉ và các thông tin để host cấu hình, nên được gọi là cấu hình

có trạng thái (stateful).

- Tự động cấu hình không trạng thái (stateless): Đây là cách thức tự động

trong đó, một host sẽ tự thực hiện cấu hình địa chỉ cho giao diện không cần

sự hỗ trợ của bất kỳ một máy chủ DHCP nào. Host thực hiện cấu hình địa

chỉ từ khi chưa có một thông tin nào hỗ trợ cấu hình (stateless) và qua trao

đổi với router IPv6 trên đường kết nối.

4.4.6 Đánh số lại thiết bị IPv6:



Đánh số lại mạng IPv4 là điều mà những nhà quả trị rất ngại. Nó ảnh hưởng

tới hoạt động mạng lưới và tiêu tốn nhân lực cấu hình lại thông tin cho host, node

trên mạng.

Đối với địa chỉ IPv6, dựa trên nguyên tắc cấu hình tự động , các host trên

mạng có thể được đánh số lại nhờ thông báo của router đặt thời gian hết thời hạn

có thể sử dụng cho một network prefix. Sau đó, router thông bao prefix mới để

các host tạo lạ địa chỉ IP. Trên thực tế, các host có thể duy trì sử dụng địa chỉ cũ

trong một khoảng thời gian nhất định trước khi xóa bỏ hoàn toàn.

4.4.7 Phân mảnh gói tin IPv6:

Mạng quy mô lớn hay nhỏ, bao gồm các đường kết nối vật lý khác nhau. Mỗi

đường kết nối có một giá trị giới hạn về kích thước thông tin truyền tải trên đó,

được gọi là MTU. Trong hoạt động của thế hệ địa chỉ IPv4, trong quá trình

forward gói tin, nếu IPv4 router nhận được gói tin lớn hơn giá trị MTU của

đường kết nối, router sẽ thực hiện phân mảnh gói tin. Sau quá trình truyền tải, gói

tin được xây dựng lại nhờ nhũng thông tin trong header.

Địa chỉ IPv6 áp dụng một mô hình khác để phân mảnh gói tin, việc phân

mảnh gói tin được thực hiện tại host nguồn, nơi gửi gói tin. Mọi IPv6 router

không tiến hành phân mảnh gói tin, nhờ đó tăng hiệu quả, giảm thời gian xử lý

gói tin. Trong header cơ bản IPv6, các trường hỗ trợ cho việc phân mảnh va kết

cấu lại gói tin của IPv4 header đã được bỏ đi. Nhũng thông tin trợ giúp cho việc

phân mảnh và tái tạo gói tin IPv6 được để trong header mở rộng của gói tin IPv6.

Giá trị MTU tối thiểu mặc định trên đường link IPv6 là 1280 byte. Router sẽ

gửi cho các IPv6 host trên đường link giá trị MTU mặc định của đường link đó.

Tuy nhiên , để đến được được đích, gói tin sẽ đi qua nhiều đường kết nối có giá

trị MTU khác nhau, việc phân mảnh gói tin được thực hiên tai host nguồn, không

thực hiện bởi các router trên đường truyền tải. Để truyền được tới đích, gói tin

cần phải có kích thước phù hợp với giá trị MTU nhỏ nhất trên toàn bộ đường



truyền từ nguồn tới đích. Nhằm phục vụ cho host nguồn phân mảnh gói tin, phải

có một cách thức nào đó để host nguồn quyết định giá trị MTU sử dụng khi gửi

gói tin.

Trong địa chỉ IPv6 tồn tại hai khai niệm:

- LinkMTU: giá trị MTU trên đường kết nối trực tiếp của host

- PathMTU: giá trị MTU nhỏ nhất trên toàn bộ đường truyền

Host nguồn có thuật toán tìm Path MTU trên toàn bộ đường truyền gọi là Path

MTU Discovery, và sẽ lưu giữ giá trị này để sử dụng trong giao tiếp.



CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG VoIPv6

Bước sang những năm đầu của thế kỷ XXI, ứng dụng của Internet phát triển

nhằm cung cấp dịch vụ cho người dùng notebook, cellualar modem và thậm chí

nó còn thâm nhập vào nhiều ứng dụng dân dụng khác như TV, máy pha cà phê…

Để có thể đưa những khái niệm mới dựa trên cơ sở TCP/IP này thành hiện thực,

TCP/IP phải mở rộng. Nhưng một thực tế mà không chỉ giới chuyên môn, mà

ngay cả các ISP cũng nhận thức được đó là tài nguyên mạng ngày càng hạn hẹp.

Việc phát triển về thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhân lực… không phải là một khó khăn

lớn. Vấn đề ở đây là địa chỉ IP, không gian địa chỉ IP ngày càng cạn kiệt, càng về

sau địa chỉ IP (IPv4) không thể đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng đó. Bước tiến

quan trọng mang tính chiến lược đối với kế hoạch mở rộng này là việc nghiên

cứu cho ra đời một thế hệ sau của giao thức IP, đó chính là IP version 6.

IPv6 ra đời không có nghĩa là phủ nhận hoàn toàn IPv4 (công nghệ mà hạ tầng

mạng chúng ta đang dùng ngày nay). Vì là một phiên bản hoàn toàn mới của

công nghệ IP, việc nghiên cứu, ứng dụng vào thực tiễn luôn là một thách thức rất

lớn. Một trong những thách thức đó liên quan đến khả năng tương thích giữa

IPv6 và IPv4, liên quan đến việc chuyển đổi từ IPv4 lên IPv6, làm thế nào mà

người dùng có thể khai thác những thế mạnh của IPv6 nhưng không nhất thiết

phải nâng cấp đồng loạt toàn bộ mạng (LAN, WAN, Internet…) lên IPv6.

5.1Mô tả hệ thống:

Hệ thống VoIPv6 gồm có 3 tổng đài Asteriskv6, 3 tổng đài này có thể là cùng

một dải mạng để chia sẻ quản lý các tài khoản điện thoại. Cũng có thể là ở 3 khu

vực địa lý khác nhau để có thể cùng một công ty hoặc ở các công ty khác nhau.

Mỗi tổng đài quản lý số lượng tài khoản nhất định. Ba tổng đài nói chuyện với

nhau bằng giao thức IAX, các softphone nói chuyện với tổng đài bằng giao thức



SIP. Yêu cầu đặt ra của hệ thống là các tài khoản đăng ký cùng 1 tổng đài có thể

gọi được cho nhau:

IPv4 IPv6 (cả hai chiều)



Các tài khoản đăng ký ở các tổng đài khác nhau cũng có thể gọi được cho

nhau:




Và từ tài khoản có địa chỉ ipv4, IPv6 gọi ra được mạng PSTN và ngược lại:

IPv4 PSTN (cả hai chiều)

IPv6 PSTN (cả hai chiều)

5.2 Thực hiện:

Tổng đài Asteriskv6 PBX 1 cài Fedora Core 10, hai tổng đài còn lại cài trên

CentOS 5. Các máy trạm cảu các tài khoản cài Ubuntu 8.10 hoặc Windows XP2,

các trạm có thể dùng softphone là Linphone sử dụng cả địa chỉ IPv6 và IPv4 hoặc

X-lite chỉ sử dụng địa chỉ IPv4. Dùng GW SPA3102 để giao tiếp với mạng

PSTN. Sử dụng phần mềm Wireshark để bắt gói tin trên mạng Internet.

Asteriskv6 PBX 1: Có 4 tài khoản: 101, 102, 103, 104. Mỗi tài khoản có thể

nhận 1 trong 4 địa chỉ sau:

- địa chỉ IPv6 là 2001:dc9::110/64

- địa chỉ IPv4 là 192.168.1.111/24

- địa chỉ IPv4 là 192.168.1.112/24

- địa chỉ IPv6 là 2001:dc9::113/64



Asteriskv6 PBX 2: Có 2 tài khoản 202, 203. Mỗi tài khoản có thể nhận một

trong hai địa chỉ sau:

- địa chỉ IPv6 là 2001:dc9::114/64

- địa chỉ IPv4 là 192.168.1.115/24

Asteriskv6 PBX 3: Có hai tài khoản là 304, 305. Mỗi tài khoản có thể nhận

được một trong hai địa chỉ sau:

- địa chỉ IPv6 là 2001:dc9::116/64

- địa chỉ IPv4 là 192.168.1.117/24

Gateway có địa chỉ 192.168.1.4 nối với Asteriskv6 PBX 1

5.3 Kết quả đạt được:

Cuộc gọi IPv4 tới IPv4, IPv6 trong cùng một tổng đài và khác tổng đài thành

công tốt đẹp cả hai chiều do cùng trên một hạ tầng mạng IPv4 hoặc IPv6. Nhưng

cuộc gọi giữa IPv4 và IPv6 diễn ra phức tạp hơn vì có sự chuyển đổi địa chỉ trên

server.

Qua kết quả khảo sát cho thấy:

+ Asteriskv6 PBX 1 đã kết nối được với 2 tổng đài còn lại bằng giao thức

IAX2 trên port 4569.

+ Các tài khoản do Asteriskv6 PBX 1 quản lý đã đăng ký thành công với tổng

đài.

+ Tài khoản 104 có địa chỉ 192.168.1.111 gọi cho tài khoản 102 có địa chỉ

2001:dc9::110 trong cùng 1 tổng đài Asteriskv6 PBX 1 có địa chỉ 192.168.1.100

hoặc 2001:dc9::110. Quá trình cụ thể như sau:

- Khi tài khoản 104 bấm phím gọi cho tài khoản 102 trong cùng tổng đài,

bản tin INVITE được gửi từ địa chỉ 192.168.1.111 tới tổng đài. Tổng đài

trao đổi với tài khoản 104 bằng địa chỉ 192.168.1.100 và trao đổi thông tin

với tài khoản 102 bằng địa chỉ IPv6 2001:dc9::100 bằng cách mở port cho

IPv6 hoạt động lắng nghe các kết nối của cả 2 định dạng giao thức địa chỉ.



- Tài khoản 104 có địa chỉ 192.168.1.111 gửi bản tin INVITE tới tổng đài

Asteriskv6 PBX 1 yêu cầu thiết lập phiên kết nối tới tài khoản 102 cùng

thuộc tổng đài với 104. Tổng đài gửi trả bản tin 100 Trying báo đã nhận

được bản tin INVITE do 104 gửi tới và đang thiết lập kết nối.

- Tổng đài gửi bản tin INVITE yêu cầu thiết lập phiên cuộc gọi tới 102 có

địa chỉ 2001:dc9::110 và gửi tra 104 bản tin 180 Ringing là tín hiệu chuông

chờ.

- Tài khoản 102 gửi lại tổng đài tín hiệu chuông chờ và tổng đài lại chuyển

tiếp đến tài khaonr 104.

- Khi 102 nhấc máy, bản tin 200 OK xác lập cuộc gọi thành công được gửi

tới tổng đài. Tổng đài gửi tín hiệu trả lời ACK trở lại cho tài khoản 102 và

gửi bản tin 200 OK thiết lập phiên kết nối thành công tới tài khoản 104.

Lúc này phiên kết nối được xác lập giữa hai tài khoản.

- Khi có một tài khoản dập máy trước thi bản tin BYE được gửi tới tổng đài,

tổng đài chấp nhận ngắt kết nối bằng bản tin 200 OK và gửi bản tin BYE

tiếp tục tới tài khoản 104 tài khoản 104 gửi trả bản tin 200 OK chính

thức kết thúc phiên kết nối giữa hai tài khoản.

+ Tài khoản 305 có địa chỉ 192.168.117 ở Asteriskv6 PBX 3 gọi sang tài

khoản 103 có địa chỉ 2001:dc9::110, quá trình như sau:

- Khi tài khoản 305 có địa chỉ 192.168.117 do Asteriskv6 PBX 3 quản lý gọi

sang tài khoản 103 có địa chỉ 2001:dc9::110 do Asteriskv6 PBX 1 quản lý,

thì tổng đài Asteriskv6 PBX 3 trao đổi thông tin với tài khoản 305 và

Asteriskv6 PBX 1 bằng địa chỉ IPv4, không sử dụng port cho IPv6. Giao

tiếp từ tài khoản 305 tới Asteriskv6 PBX 3 hoàn toàn là IPv4, nhưng

Asteriskv6 PBX 2 trao đổi với tài khoản 103 bằng địa chỉ IPv6. Hai tổng

đài trao đổi thông tin bằng giao thức IAX 2.



- Tài khoản 305 gửi bản tin INVITE tới server Asteriskv6 PBX 3 yêu cầu

thiết lập phiên với tài khoản 103 . Tài khoản 305 sử dụng softphone X-lite.

- Asteriskv6 PBX 3 gửi bản tin 100 Trying vè tài khoản 103 báo rằng nó đã

nhận được bản tin INVITE và đang thiết lập kết nối, gửi tín hiệu chuông

chờ.

- Server Asteriskv6 PBX 3 biết tài khoản 103 do Asteriskv6 PBX 1 quản lý

nên trao đổi thông tin với Asteriskv6 PBX 1 Asteriskv6 PBX 1 gửi bản

tin INVITE tơi tài khoản 103 yêu cầu thiết lập phiên kết nối.

- Các server vẫn tiếp tục trao đổi thông tin bằng đường Trunk sử dụng giao

thức IAX 2. Tài khoản 103 có địa chỉ 2001:dc9::110 gửi tín hiệu chuông

chờ cho Asteriskv6 PBX 1 đến khi nhấc máy gửi bản tin 200 OK và chấp

nhận kết nối.

- Các server lại trao đổi thông tin và Asteriskv6 PBX 3 gửi thông tin 200 OK

thành công tới tài khoản 305 và thiết lập luồng RTP hai chiều tới Server rồi

được chuyển tiếp tới các tài khoản.

- Ví dụ khi 305 dập máy trước, bản tin BYE được gửi tới Asteriskv6 PBX 3,

server gửi lại bản tin OK chấp nhận yêu cầu kết thúc cuộc gọi. Và tiếp tục

chuyển yêu cầu kết thúc cuộc gọi tới Asteriskv6 PBX 1, Asteriskv6 PBX 1

gửi bản tin BYE tới tài khoản 103.

- 103 gửi bản tin OK tới Asteriskv6 PBX 1 chấp nhận ngắt phiên kết nối

thành công.

+ Tài khoản 101 có địa chỉ 2001:dc9::110 gọi ra tài khoản 1111 PSTN, quá

trình diễn ra như sau:

- Tài khoản 101 co địa chỉ 2001:dc9::110 gửi bản tin INVITE yêu cầu thiết

lập phiên kết nối với tài khoản 1111 tới Asteriskv6 PBX 1 có địa chỉ

2001:dc9::100. Asteriskv6 PBX 1 trả lại bản tin 100 Trying báo rằng nó

nhận được bản tin INVITE và đang thiết lập cuộc gọi.



- Server nhận thấy đây là cuộc gọi PSTN nên nó chuyển tiếp bản tin INVITE

đến gateway SPA3102 có địa chỉ IP là 192.168.1.4, nhưng nó trao đổi

thông tin với gateway bằng địa chỉ 192.168.1.100 của mình vì gateway có

địa chỉ IPv4.

- Gateway gửi bản tin 100 Trying về server báo rằng nó đã nhận bản tin

INVITE do server gửi tới và đang thiết lập cuộc gọi. Sau đó gateway gửi

tín hiệu đổ chuông về cho server server chuyển tiếp tín hiệu đổ chuông

về cho máy có tài khoản 101.

- Gateway nhận được thông tin trả về từ mạng điện thoại tương tự, nó sẽ gửi

bản tin 200 OK và thiết lập luồng RTP hai chiều tới server và được chuyển

tiếp tới thuê bao 101. Sau khi nhận được bản tin này thì luồng RTP được

thiết lập trước đó được chuyển thành hai chiều và gửi bản tin ACK xác

nhận đi cuộc gọi đã được thiết lập.

- Ví dụ khi thuê bao PSTN dập máy trước, bản tin BYE được gửi đi từ 1111

tới server Asteriskv6 PBX 1. Sau đó server gửi lại bản tin 200 OK chấp

nhận ngắt kết nối với tài khoản 1111. Quá trình gửi bản tin BYE tương tự

từ server tới 101 và sau đó phiên kết nối kết thúc.

Kết quả thu được ở trên cho thấy hoạt động cụ thể của VoIPv6, VoIPv6 hoàn

toàn có khả năng triển khai song song và thích ứng với hạ tầng mạng IPv4 hiện

tại. Với những tính năng vượt trội của IPv6 so với IPv4 thì việc triển khai IPv6 là

hoàn toàn cần thiết cà chắc chắn sẽ phải diễn ra trong tương lai không xa. Trên

đây là một hệ thống cơ bản có thể phát triển trong mạng nội bộ của một công ty

hoặc giữa các chi nhánh ở các khu vực địa ký khác nhau.



KẾT LUẬN

Trên đây là bài làm của em về đề tài “nghiên cứu và thiết kế hệ thông

VoIPv6”. Bài làm tập trung nghiên cứu về giao thức truyền thoại qua mạng

Internet VoIPv6, trình bày về đặc điểm của hệ thống VoIP, VoIPv6 – những ưu

điểm nổi bật của IPv6 so với IPv4. Và việc ứng dụng VoIPv6 trong tương lai là

một xu thế tất yếu trong vài năm tới. Vấn đề là với sự phổ biến rộng khắp của

công nghệ hiện nay, IPv6 sẽ tồn tại song song với hạ tầng mạng IPv4.

Tuy nhiên do điều kiện kiến thức còn hạn hẹp và tài liệu hạn chế và thời hian

nghiên cứu không được nhiều nên bài làm của em còn sơ sài và có thiếu sót.

Mong cô chỉ dạy thêm để em được hiểu biết sâu hơn về hệ thống VoIP.

Hạn chế của bài làm là chưa khảo sát được hoạt động thực tế của quá trình kết

nối các cuộc gọi từ IPv4 sang IPv4/Ipv6 và từ IPv6 sang mạng thoại tương tự

PSTN.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

http://forum.saobacdau-acad.vn/showthread.php?p=943#post943

http://forum.saobacdau-acad.vn/showthread.php?t=785

http://vi.wikipedia.org/wiki/Triple_play

Giáo trình-Bài giảng : cơ sở thoại Internet

Signaling in Telecommunication Networks (2ND). Tác giả: John G. van

Bosse, Fabrizio U. Devetak

http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=4330

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet (Internet Telephony).

Tác giả: Phạm Việt Dũng

Network Protocols Handbook - Javvin Technologies

Nghiên cứu công nghệ truyền thoại qua internet sử dụng giao thức

TCP/IP ( VoIP ) - Bùi xuân Hạnh

Voice over IP Fundamentals – Cisco

http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=17296

http://www.ptithcm.org/forum/showthread.php?t=4296


http://www.ptithcm.org/forum/showthread.php?t=4296

http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=17296






http://vi.wikipedia.org/wiki/Triple_play

http://forum.saobacdau-acad.vn/showthread.php?t=785

http://forum.saobacdau-acad.vn/showthread.php?p=943#post943

bài tập lớn

Documents