CÔNG NGHỆ IP.doc.DOC

CÔNG NGHỆ IP

I Công nghệ IP

1.1 Tổng quan.

Việc thực hiện truyền đa tin tức trên mạng Internet dựa trên giao thức TCP/IP có nghĩa là các máy tính kết nối đến mạng cần phải có một số hiệu để nhận dạng, số hiệu này đợc gọi là địa chỉ IP của máy tính đó Tin tức truyền đa trên mạng đợc thể hiện dới dạng các gói tin, mỗi gói tin đều đợc gán các địa chỉ IP của máy tính cần nhận thông tin đó Trong công nghệ IP một vấn đề đáng quan tâm nữa là các bộ định tuyến, để các gói tin đến đích một cách chính xác cần phải thực hiện việc định tuyến (router) Do các máy tính trong mạng đều có một địa chỉ IP duy nhất nên các bộ router sẽ tính toán và tìm ra hớng truyền phù hợp.

1.2 Công nghệ IP version 6 (IP phiên bản 6).

IP version 6 (IPv.6) là phiên bản mới của giao thức Internet vốn đã trở nên hết sức phổ biến với chúng ta ngày nay, là giao thức Internet Protocol (IP hay TCP/IP) Sự ra đời của IPv.6 bắt nguồn từ chỗ ngời ta phát hiện ra những vấn đề nảy sinh trong mạng IP khi mà Internet đã phát triển vợt bậc Bởi vậy IPv.6 đợc đa ra nh một giải pháp cho những vấn đề trên cũng nh để tạo ra giao thức u việt hơn giao thức TCP/IP.

Chúng ta có thể nhận thấy rằng bằng cách sử dụng giao thức IP phiên bản 4 hiện nay rõ ràng không đạt hiệu quả cao Bởi vì tại thời điểm đa ra giao thức IP, những nhà thiết kế và quy hoạch mạng đã cho rằng con số 4 tỷ nút mạng (các địa chỉ IP của máy tính) có thể cùng trao đổi thông tin với nhau là quá đủ cho mạng truyền thông cho dù có phân các nút mạng trên thành các lớp A, B, C đi chăng nữa Tuy nhiên gần 75% trong số địa chỉ này đã bị chiếm giữ bởi những ngời khổng lồ trong viễn thông nh MIT hay AT&T Các công ty này đều có ở vị trí A trong các phân lớp IP, mỗi hãng hiện nay đang điều khiển khoảng hơn 16 triệu địa chỉ Bởi vậy các công ty khác ngày nay chỉ có thể chia sẻ với nhau những địa chỉ thuộc lớp C mà thôi

Ngợc lại với IPv.4 (chỉ sử dụng 32 bít dể đánh địa chỉ), IPv.6 sử dụng đến 128 bít do đó có thể đa số địa chỉ IP lên tới 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ Nói các khác nếu mỗi ngời trên hành tinh chúng ta đều sở hữu một mạng IPv.6 với 18 tỷ nút thì IPv.6 vẫn thừa khả năng để đánh địa chỉ cho tất cả các nút đó.

Vấn đề thứ hai xảy ra đối với giao thức IPv.4 là khó khăn của việc chọn đờng trong một hệ thống mạng luôn thay đổi nh Internet Vấn đề này càng trở nên rõ ràng khi chúng ta xét đến các chức năng của internet tại những mức ứng dụng cao nhất Hiện tại, ngời ta sử dụng hai giải pháp sau để giải quyết vấn đề trên:

• Sử dụng những kỹ thuật để chuyển đổi địa chỉ (Network Address Translation) để cải thiện khả năng đánh địa chỉ.

•Sử dụng cơ chế chọn đờng liên mạng kiểu không phân lớp (Classles Interdomain Routing) để giải quyết vấn đề chọn đờng.

Tuy nhiên, cả hai giải pháp trên mới chỉ là tạm thời Bởi vậy ngời ta đã đa ra IPv.6 để giải quyết triệt để các vấn đề trên.

Khả năng đánh giá địa chỉ cũng nh chọn đờng chỉ là hai trong số rất nhiều tính năng của IPv.6 Những khả năng này phát triển dựa trên những nhu cầu của các doanh nghiệp cho môt cấu trúc mạng có khả năng chuyển đổi cao, tăng cờng bảo mật và toàn vẹn dữ liệu, tích hợp với các tiêu chuẩn chất lợng dịch vụ có khả năng tự động cấu hình mạng, tích hợp với công nghệ di động, truyền thông dữ liệu

Tại hội nghị thờng niên của SIGCOMM năm 1999, bà Sandy Fraser - giám đốc kỹ thuật của AT&T đã bày tỏ mối quan tâm của mình tới cấu trúc mạng Internet hiện nay Liêu có đủ khả năng để đáp ứng tốc độ phát triển của Viễn thông và Công nghệ truyền thông nh hiện nay hay không? Tại sao chúng ta cha chuyển đổi từ IPv.4 sang IPv.6 ? Phải chăng tổ chức chịu trách nhiệm nghiên cứu và phát triển Internet IETF đang tỏ ra cứng nhắc trong hoạt động của mình?

Một trong những vấn đề xung quanh việc phỏ cập IPv.6 là chúng ta không thể xác định đợc khi nào chúng ta mới có thể đặt dấu chấm hết cho các địa chỉ kiểu IPv.4 Những ngời lạc quan cho rằng IPv.4 sẽ chỉ còn tồn tại trong vài thập kỷ nữa mà thôi Bởi vì có một thức tế là những quốc gia chỉ đợc phân phối địa chỉ IPv.4 nh: Trung Quốc, Nhật Bản lại đang là những nớc có nhu cầu về địa chỉ IP tăng mạnh trong thời gian tới Những nhà cung cấp dịch vụ IP thế hệ mới nh: Công nghệ điện thoại số di động và những nhà cung cấp thiết bị mạng cũng nói rằng hộ cần tới hàng triệu địa chỉ IP cho hàng triệu thiết bị tới của họ Chúng ta cũng cần ghi nhận những động thái tích cực từ phía IETF, nhóm nghiên cứu về giao thức IP thế hệ mới của tổ chức này đang cố gắng đa ra những đặc tả về IPv.6 cũng nh thiết lập ra một diễn đàn mới nhằm mục đích phát triển giao thức này.

1.3 Chuyển đổi từ IPv.4 sang IPv.6.

Một yêu cầu tối cần thiết với IPv.6 là trớc khi có thể chuyển đổi hoàn toàn mạng Internet sang sử dụng IPv.6, thì giao thức này phải “chung sống hoà bình” với IPv.4 Thực tế thì IPv.6 hoàn toàn có thể hỗ trợ khả năng này, chúng ta có thể nâng cấp cấu trúc mạng theo kiểu nâng cấp từng nút mạng rồi mới nâng cấp router, hay ngợc lại nâng cấp router lên IPv.6 rồi mới nâng cấp nút mạng Thậm chí chúng ta có thể chỉ nâng cấp một số nút mạng và router, số còn lại giữ nguyên.

Cho đến khi nhà cung cấp dịch vụ có thể xây dựng đợc Backbone IPv.6 riêng và bắt đầu cung cấp các dịch vụ IPv.6, các nút mạng đầu cuối vẫn trao đổi thông tin qua mạng IPv.4 điều này có thể đợc thực hiện dễ dàng bởi các gói tin IPv.6 đợc đóng gói trong phần dữ liệu của IPv.4 Tại một điểm dừng, gói tin IPv.4 sẽ đợc phân tích để lấy lại gói tin IPv.6 rồi tiếp tục đợc gửi cho tới điểm đích.

1.4 Những thuận lợi của mạng IP thế hệ mới sử dụng IPv.6.

Với việc đáp ứng đợc các nhu cầu doanh nghiệp về khả năng tơng tác dữ liệu đa phơng tiện cũng nh hỗ trợ cho các ứng dụng truyền thông chất l-ợng cao, IPv.6 đang là giải pháp đầy triển vọng cho các liên mạng của các doanh nghiệp nói riêng cũng nh toàn Internet nói chung.

 Tính tin cậy và khả chuyển:

Môt trong những khác biệt quan trọng giữa mạng Internet ngày nay và mạng Internet trong tơng lai sẽ là độ tin cậy của nó Internet sẽ trỡ nên luôn sẵn sàng khi chung ta muốn sử dụng nó Ngời dùng sẽ dễ dàng kết nối vào mạng mà không cần thực hiện một loạt các thủ tục quay số đăng nhập phức tạp nh ngày nay nữa và họ có thể truy nhập vào bất cứ side nào hay môt ứng dụng nào trên mạng mà không phải quan tâm đến những vấn đề nh biến đổi thông lợng mạng dẫn đến mất kết nối.

 Tính an toàn và bảo mật:

• Ngời dùng trong mạng IP thế hệ mới có thể hoàn toàn tin cậy vào những dữ liệu trên mạng giống nh những dữ liệu mà họ lu trữ trong tủ hồ sơ của mình với sự trợ giúp của thông tin số lúc đó đã trở nên phổ biến, các dữ liệu của ngời dùng sẽ đợc bảo mật và lu trữ hết sức an toàn Đặc biệt, chúng ta sẽ có đợc những phơng pháp đảm bảo an toàn để:

• Bảo đảm tính bí mật của dữ liệu đợc gửi đi trên mạng Internet.

• Bảo đảm rằng những thông điệp đợc gửi đi và nhận về hoàn toàn chính xác.

• Lu trữ và bảo đảm an toàn cho các thông tin cá nhân trên mạng • Cung cấp chữ ký điện tử cho các văn bản lu hành trên mạng.

• Bảo đảm rằng các giao dịch sẽ đợc thực hiện đúng với thời gian quy định.

 Chất lợng dịch vụ:

Cả IPv.4 và IPv.6 đều hỗ trợ những trờng trong phần header để đảm bảo cung cấp các dịch vụ khác biệt đơn giản Cả IPv.4 và IPv.6 đều có thẻ hỗ trợ giao thức lu trữ tài nguyên cho những dịch vụ tơng đối phức tạp hơn

Khuôn dạng gói tin trong IPv.6 bao gồm một trờng 24 bít để xác định trafficflow cho phép các nhà cung cấp có thể thực hiện những tiêu chuẩn chất lợng dịch vụ của mình Mặc dù những dịch vụ này đang còn ở giai đoạn thử nghiệm những IPv.6 đã đợc đặt nền móng cho phép triển khai những ứng dụng đảm bảo chất lợng dịch vụ cho phép phơng thức mới có tính khả thi Một điểm lợi khác của IPv.6 là cung cấp trờng flow label cũng có thể đợc dùng để xác định giải thông ngay cả khi phần dữ liệu gói tin đã bị mã hoá Nhờ thông tin trong trờng flow label, chúng ta có thể xác định đợc những gói tin nào cần phải đợc thao tác một cách đặc biệt Ví dụ nh: dữ liệu hình ảnh, âm thanh có thể gắn với một nhãn flow label cũng có thể đợc sử dụng để gắn cho một luồng dữ liêụ những mức u tiên về đảm bảo an toàn về độ trễ hay về chi phí truyền thông.

 Hỗ trợ các ứng dụng di động:

Vì nhiều lý do, hiện nay IPv.4 tỏ ra rất khó khăn trong việc quản lý nút mạng di động.

Mỗi nút mạng di động cần sử dụng một địa chỉ chuyển tiếp tại mỗi thời điểm mà nó kết nối với Internet IPv.4 thực hiẹn việc này một cách khó khăn.

IPv.4 không hỗ trợ những cơ chế đã đăng ký và quản lý thuê bao tốt mà những cơ chế này lại rất cần thiết trong mạng di động để các agent có thể đợc thông tin về vị trí mới của các nút di động.

Các nút mạng di động thờng gặp nhiều khó khăn để xác định xem chúng có cùng thuộc một mạng IPv.4 hay không.

Trong IPv.4 các nút mạng di động thờng không thể thông báo cho đối tác truyền thông của nó sự thay đổi vị trí.

Cấu trúc IPv.6 cho phép hỗ trợ tối đa cho việc thiết lập và quản lý các nút mạng di động Việc tăng cờng khả năng xử lý về lựa chọn địa chỉ đích tự động cấu hình, routing header, đóng gói gói tin, đảm bảo an toàn và có thể truyền thông anycast đáp ứng đợc yêu cầu của mạng di động.

2 Các dịch vụ của Internet

2.1 Th điện tử (E-mail).

Là dịch vị cơ bản, đợc sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất Ngời gửi nạp thông tin cần soạn thảo trên máy tính, khi khai báo địa chỉ máy tính của ngời nhận trong Internet, rồi thực hiện một số thao tác đơn giản theo mẫu hớng dẫn Bức th điện tử đợc tự động chuyển đến và lu trữ trong hộp th của ngời nhận Khi bật máy tính của mình, cũng thực hiện một số thao tác hớng dẫn đơn giản, ngời nhận sẽ thấy trên màn hình xuất hiện các th điện tử mới đợc chuyển đến Cách gửi th điện tử thuận tiện hơn nhiều so với gửi th qua hệ thống bu điện trớc đây hoặc qua FAX, lại rẻ hơn và nhanh hơn nhiều lần Dịch vụ th điện tử là một phơng thức đáng tin cậy để gửi và nhận các thông điệp này tới đúng địa chỉ và còn nguyên vẹn.

2.2 Dịch vụ trao đổi các tệp dữ liệu cũng đợc thực hiện tơng tự đối với th điện tử Dịch vụ trao đổi tệp FPT (File Transfer Protocol: Giao thức

chuyển tệp) cho phép chuyển tệp từ một máy tính này tới một máy tính khác Phần nhiều ngời ta dùng dịch vụ FTP chép tệp trên một máy chủ từ xa vào máy tính của mình Việc xử lý này gọi là tải xuống (Downloading) và ngợc lại gọi là đa lên mạng (uploading).

2.3 Thông tin dới dạng tiếng nói và hình ảnh đợc truyền đi thông qua dịch vụ siêu văn bản (Hypertext) nh MO-SAIC và WWW (World Wide Web).

2.4 Dịch vụ Telnet: Cho phép thiết lập một phiên làm việc dạng trạm

đầu cuối (terminal session) với một máy tính từ xa Ví dụ, chúng ta có thể sử dụng Telnet để kết nối với một máy chủ ở một miền khác của thế giới Chỉ khi nối kết đợc thiết lập, chúng ta mới có thể thâm nhập vào (log in) máy tính đó theo nh lệ thờng (tất nhiên chúng ta phải có tài khoản ngời dùng (User Account) hợp lệ và mật khẩu (Password) Telnet còn cho phép hai chơng trình phối hợp làm việc bằng cách trao đổi dữ liệu trên Internet.

2.5 Usenet: Là loại dịch vụ trong đó các loại thông tin mà chỉ có thể

trao đổi trong một nhóm ngời theo kiểu hội thảo chuyên đề, thông qua dịch vụ gọi là nhóm tin tức (New Groups) Internet có hơn 1000 nhóm khác

nhau với phạm vi và chủ đề rất rộng, nh các sở thích công việc, sở thích và cách sống

2.6 Truy nhập thông tin từ xa (Remote Login): Xâm nhập vào một

máy tính bất kỳ trên mạng để tìm kiếm các thông tin cần biết và đợc phép Hiện nay trong Internet có rất nhiều kho dữ liệu đồ sộ luôn luôn mở cửa phục vụ miễn phí cho mọi ngời.

3.Các ứng dụng công nghệ IP tại Việt Nam.

ở Việt Nam, công nghệ IP đã đợc ứng dụng phục vụ công tác hoạt động giảng dạy và nghiên cứu từ khá sớm chủ yếu dới dạng các mạng cục bộ LAN tại các công sở, trờng học, viện nghiên cứu Cho đến cuối năm 1997, công nghệ IP cho mạng WAN bắt đầu đợc phát triển rộng rãi với sự ra đời và phát triển của Internet tại Việt Nam Đến nay hệ thông mạng IP đã trở nên phổ biến trên toàn quốc tuy nhiên khả năng đáp ứng về chất lợng cũng nh dải thông vẫn còn hạn chế (Hầu hết là 10Mbps cho mạng LAN và 2Mbps cho mạng WAN back bone).

Hiện nay, mạng truy nhập VNN đã có mặt tại 61 tỉnh thành phố, đợc chia làm 3 vùng tơng thích với mạng PSTN đang tồn tại Ba vùng này đợc kết nối bằng backbone 2MBps, tại Hà Nội có các cổng kết nối ra Internet quốc tế Mỗi vùng có một Inter Domain Router HN- gateway cisco 7531.

Nhìn sơ đồ hình 1.1 chúng ta có thể nhận thấy rằng mạng này đợc cấu tạo nên từ 5 phân lớp chính, phân lớp trên cùng chính là mạng Internet quốc tế Các nhà cung cấp dịch vụ Internet trong nớc sẽ truy nhập tới mạng Internet quốc tế bằng những cổng riêng sử dụng đờng truyền tốc độ cao Tại mỗi cổng truy nhập Internet quốc tế các nhà cung cấp dịch vụ có thể đặt một Domain router làm nhiệm vụ định tuyến cho toàn bộ thuê bao trong nớc muốn truy nhập Internet quốc tế qua cổng trên Vì một Router tại một cổng truy nhập quốc tế có thể là không đủ cho nhu cầu thuê bao cả nớc, các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng nhiều Domain router, nếu một trong các router này bị quá tải, công việc của nó có thể sẽ đợc chia sẻ trong một router khác còn rỗi Domain router có thể đợc kết nối với các router phân

cấp, các router có nhiệm vụ chuyển đổi giao diện mạng WAN - LAN Mỗi router này đợc kết nối một Access server tại điểm truy nhập của các mạng PSTN Bu điện tỉnh Từ đây các kết nối Inernet giữa các thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ sẽ đợc thiết lập.

Hình 1.1: Cấu trúc mạng Internet tại Việt Nam.

4 Mạng điện thoại công cộng trên mạng Viễn thông Việt Nam

Dịch vụ thoại là một trong những dịch vụ cơ bản của Viễn thông, do đó về cấu trúc thì mạng điện thoại công cộng nằm trong cấu trúc mạng Viễn thông bao gồm mạng nội hạt, mạng liên tỉnh, mạng quốc tế và kết hợp thành ba miền trung tâm: Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh.

Mạng viễn thông là tổ hợp các nút mạng đợc nối với nhau bằng các đ-ờng truyền dẫn Nút mạng đợc phân thành nhiều thứ cấp và từ đó kết hợp với các đờng truyền tạo thành các cấp mạng khác nhau Nút mạng thờng là các tổng đài, đờng truyền là các tuyến truyền dẫn.

ở mạng lới, các thuê bao đợc đấu nối vào các tổng đài nội hạt hoặc các tổng đài nhánh.Thông qua mạng lới, các thuê bao đợc đấu nối với nhau dể thực hiện các dịch vụ thông tin nh điện thoại, truyền số liệu, Fax và các dịch vụ khác.

Để tạo kết nối giữa các thuê bao với nhau, các nút mạng phải trao đổi thông tin trên cơ sở thông tin yêu cầu dịch vụ và địa chỉ mạng lới (danh bạ) của các thuê bao, mạng lới trao đổi thông tin địa chỉ và dịch vụ gọi là mạng báo hiệu.

Nút mạng cấp 1: bao gồm các nút mạng quốc tế (Gateway QT) các nút mạng này làm nhiệm vụ giao tiếp và kết nối mạng quốc gia với mạng quốc tế Chúng bao gồm thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn để tạo tuyến kết nối cho thiết bị chuyển mạch về các nút mạng quốc gia và đi quốc tế Thiết bị thuyền dẫn thờng là cáp quang và vệ tinh.

Nút mạng cấp 2: là nút mạng chuyển tiếp quốc gia Nó bao gồm các tổng đài đờng dài và hệ thống truyền dẫn đờng trục Các tổng đài làm nhiệm vụ chuyển mạch để kết hợp với các hệ thống truyền dẫn tạo ra tuyến nối đờng dài cho các thuê bao qua mạng cấp 4 và cấp 5

Nút mạng cấp 3: Là nút mạng chuyển tiếp nội hạt hoặc nội tỉnh Chúng bao gồm những tổng đài Tandem cũng nh các hệ thống truyền dẫn để kết nối các tổng đài Tandem với các nút cho cuộc gọi từ thuê bao trong khu vực nội hạt hoặc nội tỉnh với nhau và các cuộc gọi liên tỉnh quốc tế chiều đi và chiều đến Các hệ thông truyền dẫn làm nhiệm vụ tạo đờng truyền nối các tổng đài Tadem các với nút 2 và 4, chúng thờng là hệ thống cáp quang hay viba.

Nút mạng cấp 4: Là nút mạng nội hạt, bao gồm các hệ thống tổng đài nội hạt (Local Exchange) và hệ thống đấu nối các tổng đài nội hạt với các

tổng đài Tandem, và các tổng đài nội hạt với các tổng đài nhánh (tông đài vệ tinh và các tổng đài độc lập dung lợng nhỏ, còn gọi là tổng đài thuê bao) Các hệ thống ở đây là các hệ thống truyền dẫn cáp quang và viba dung lợng nhỏ.

Nút mạng cấp 5: Đây là nút mạng gắn liền với truy cập thuê bao và kết nối trực tiếp với các thuê bao.Chúng thờng là tổng đài độc lập dung l-ợng nhỏ kết nối với các nút mạng phía trên qua đờng truyền trung kế sử dụng báo hiệu.

Các kiểu nối mạng chủ yếu trong mạng Viễn thông hiện nay là các mạng hình sao, mắt lới, mạng hỗn hợp Mạng Viễn thông đợc kết nối với nhau bởi các đờng nối cơ bản và các đờng nối trực tiếp lu lợng cao Các đ-ờng nối cơ bản tạo ra mạng đảm bảo lu thoát lu lợng cơ bản và định hình mạng sao cho mọi thuê bao trên mạng có thể đợc thiết lập tuyến nối với nhau Ngoài ra các tuyến nối trực tiếp lu lợng cao hình thành giữa hai nút mạng có lu lợng hấp dẫn (nhiều thuê bao), đảm bảo hiệu suất sử dụng và chất lợng truyền dẫn cao cũng nh các ý nghĩa về mặt kinh tế.

Dịch vụ thoại công cộng hiện nay đang sử dụng công nghệ số hoá truyền thống yêu cầu tốc độ 64Kbps thờng đợc gọi là mạng thoại PCM 64 Kbps PCM là tín hiệu điều xung mã, tín hiệu thoại PCM trong suốt thời gian đàm thoại và chiếm toàn bộ băng tần Đây là bản chất của việc ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) sử dụng trong mạng chuyển mạch kênh.

Dới đây là sơ đồ cấu trúc mạng điện thoại công cộng II Công nghệ Voice over IP

1 Khái niệm về công nghệ Voice over IP (VoIP)

Công nghệ Voice over IP (VoIP) hay điện thoại Internet là một dịch vụ điện thoại sử dụng mạng công nghệ IP kết hợp với khả năng tính toán và sử lý dữ liệu của các thiết bị đầu cuối để thực hiện truyền tải các cuộc đàm thoại Trong đó luồng thông tin sẽ đợc truyền trong các gói (packets) Các thuật ngữ nh IP telephony, Internet telephony, packet-voice, packetized voice và Voice over IP đợc sử dụng với nghĩa tơng tự nhau.

Voice over IP (VoIP) là sự phân bố thời gian thực của tín hiệu thoại

(và có thể là các kiểu số liệu của các thiết bị multimedia khác) giữa hai hoặc nhiều bên tham gia qua mạng dùng giao thức Internet và trao đổi thông tin yêu cầu để điều khiển sự phân phối này VoIP là cơ hội tốt để thiết kế các hệ thống truyền thông multimedia toàn cầu có thể thay thế cơ sở hạ tầng mạng hiện tại mà không làm trở ngại đến di sản công nghệ cũ

 H.323 Gatekeeper: Giám sát cổng theo chuẩn H.323  PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng.

2 Sự khác nhau giữa VoIP và mạng chuyển mạch điện thoại công cộng chung (GSTN).

VoIP có một số khía cạnh khác với GSTN cả thuật ngữ, cấu trúc và các giao thức Sự khác nhau là ảnh hởng đến thiết kế của các dịch vụ VoIP.

Về cơ bản VoIP dựa vào mô hình đầu cuối đến đầu cuối (end to end) cho sự phân phối dịch vụ Các giao thức báo hiệu nằm giữa các hệ thống đầu cuối bao hàm trong các cuộc gọi; Các bộ định tuyến mạng xem các gói báo hiệu này giống nh bất kỳ số liệu khác Tuy nhien để VoIP có thể lợi dụng các bộ định tuyến báo hiệu hoặc proxy để hỗ trợ chức năng nh xác định vị trí ngời sử dụng Trong trờng hợp này, các proxy chỉ sử dụng cho đinh tuyến của các thông điệp báo hiệu khởi động Các thông điệp báo hiệu khởi động tiếp theo có thể trao đổi end to end, do tính liên tiếp của mô ình báo hiệu end to end, trạng thái cuộc gọi end to end đợc xem nh là sự minh hoạ của nhiều đặc trng điện thoại.

Internet bản thân nó là da dịch vụ và độc lập dịch vụ Nó cung cấp truyền tải mức gói end to end cho các dịch vụ nào đã triển khai tại các hệ thống đầu cuối qua giao thức và phần mềm ở tầng cao hơn Điều này làm nó dẫn đầu trong khả năng mềm dẻo và mở rộng VoIP tách rời thiết lập cuộc gọi với giữ trớc tài nguyên Trong Internet các giao thức RSVP (giao thức thiết lập tài nguyên dự trữ) dùng để giữ trớc tài nguyên,các giao thức này là độc lập ứng dụng, sự giữ trớc có thẻ xảy ra trớc hoặc sau khi bắt đầu của đóng số liệu thức tế Khi giao thức này dùng sau khi dòng số liệu thức tế đã bắt đầu, số liệu đợc xem nh với sự cố gắng tốt nhất (best effort) Do đó dẫn tới VoIP có thể đợc dùng cho một cuộc gọi mà không cần giữ trớc tài nguyên trong mạng khi khả năng của mạng là đủ.

Mặc dù khả năng bào hiệu của hệ thống đầu cuối GSTN (General Switching Telephone Network) bị giới hạn Các địa chỉ của GSTN (là số điện thoại) là quá tải với ít nhất bốn chức năng: nhận diện điểm đầu cuối,

nhận diện dịch vụ, nhận diện ai trả cớc cho cuộc gọi và nhà cung cấp dich vụ truyền tải GSTN cũng trói buộc nguồn gốc cuộc gọi với việc thanh toán cớc phí, ngoại trừ nh thay đổi một số địa chỉ (nh số 800) trong mạng thông minh hoặc các đặc trng nhân công cụ thể (collect call) Các địa chỉ VoIP đa vào công thức giống nh dạng URL (Uniform Resource Loctor- đơn vị định vị tài nguyên), chúng đợc sử dụng duy nhất để nhận diện điểm đầu cuối và nhận diện chỉ dẫn dịch vụ cơ bản Các chức năng khác nh thanh toán cớc và chọn nhà cung cấp dịch vụ truyền tải là dễ dàng hơn, lợi dụng bởi các giao thức nh RSVP và RTSP theo các địa chỉ.

VoIP đa ra mức tự do lớn hơn để tìm các chức năng giữa các server mạng với ngời đợc cung cấp và các hệ thống đầu cuối đã khai thác Ví dụ: vì báo hiệu end to end, các dịch vụ điện thoại nh phân biệt chuông dựa trên cuộc gọi khẩn cấp, lựa chọn đầu cuối trên cơ sở phơng thức và mã thành mật mã xác nhận, nhận diện ngời gọi (them vào đặc trng sẵn có của điện thoại truyền thông nh quay số nhanh và nhận diện ngời gọi) có thể hoàn thành một cách bình thờng bởi ngay cả với hệ thông VoIP riêng rẽ, chính vì vậy nó cho nhiều kết quả mềm dẻo hơn.

Hệ thống diện thoại dùng các giao thức báo hiệu khác nhau giữa một ngời dùng và mạng (User Network Interface- UNI) giống nh so sánh giữa các phần tử mạng (Network-Network Interface – NNI) Điều này tạo ra một số đặc trng nào đó (nh sự chuyển dịch các số) là không sẵn sàng đối với đầu cuối ngời dùng, hoặc dẫn đến phân lớp đầu cuối ngời dùng nh là “mạng”, với các ứng dụng an toàn mở rộng trong quá trình truy nhập đến cơ sở dữ liệu và tài nguyên mạng Sự phân biệt giữa UNI và NNI là không tồn tại trên Internet, cả hai tại mức truyền tải số liệu và báo hiệu SIP có thể thiết lập các cuộc gọi giữa hai hệ thống đầu cuối một cách dễ dàng tạo một “kênh” trên sự gộp các RTP (Realtime Protocol) lại.

Tính mở, đa dịch vụ, end to end một cách tự nhiên của Internet cũng có nghĩa rằng các thành phần khác nhau của dịch vụ điện thoại sẽ đợc cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại khác nhau hoàn toàn Điều này

thuận tiện cho đầu vào cũng nh sự cạnh tranh cao hơn trên thị trờng của các dịch vụ Internet nh là VoIP.

Sự khác biệt của các chức năng cũng nh sự đơn giản tiện lợi cho các khả năng chuyển đổi số Do một tổ chức có thể cung cấp ánh xạ tên dịch vụ, một ngời sử dụng có thể thay đổi các nhà cung cấp dịch vụ mà không cần thay đổi trong tên Tự động hoã các dịch vụ trang trắng, cho phép các tầng khác gián tiếp làm giảm hơn nữa vấn đề di chuyển số.

3 Các đặc trng của VoIP.

Sự khác nhau về kiến trúc đợc mô tả trong phần trớc dẫn đến một số lợi điểm từ khía cạnh cả ngời dùng và nhà cung cấp dịch vụ truyền tải, tiến tới “các cuộc điện thoại rẻ tiền hơn”:

 Chất lợng có thể điều chỉnh đợc: Trong khi VoIP hiện tại chất lợng còn phụ thuộc từng phần (tin-can Quality) dù mã hoá và giải mã tốc độ bít thấp, riêng từng phần không có lý do (ngoại trừ thiếu của băng thông) Bởi vì Internet không phải là một mạng dịch vụ cụ thể, phơng thức trao đổi là đ-ợc bình chọn hoàn toàn bởi các hệ thống đầu cuối Do vậy, các hệ thống đầu cuối có thể điều khiển số lợng nén trên cơ sở băng thông của mạng hoặc nội dung để truyền.

 Sự an toàn: Internet có tiếng là không an toàn, ngay cả một mắc rẽ nghe trộm một hộp điện thoại dễ dàng hơn là một router Hiện tại SIP (Session Initiation Protocol) có thể mã thành mật mã của những phơng thức truyền thông Trên toàn trình đợc mã hoá thành mật mã đảm bảo truyền thông an toàn.

 Nhận diện ngời sử dụng: Các dịch vụ điện thoại truyền thông đơn giản và ISDN đa ra nhận diện ngời gọi chỉ ra một số (rất hiếm khi là tên) của ngời gọi, những trong khi cầu nối hội thoại nhiều bên, không xác định đợc ai đang nói Giao thức trao đổi thời gian thực RTP dùng cho VoIP hỗ trợ dễ dàng để chỉ ra ngời nói trong cả đa phát đáp (Multicast) và các cấu hình ghép nối và có thể truyền thông tin chi tiết hơn theo mong muốn của ngời gọi.

 Giao diện ngời sử dụng: Các hệ thống đầu cuối VoIP có nhiều khả năng báo hiệu phong phú hơn, giao diện đồ họa cung cấp bởi VoIP có thể thay đổi dễ dàng cho phù hợp hơn và đa ra các đặc trng chỉ dẫn phong phú hơn.

 Liên kết điện thoại - máy tính: Khả năng kết nối từ điện thoại vào máy tính hiện nay đã có rất phong phú các sản phẩm để giải quyết kết nối phức tạp này.

 Đặc trng có mặt nhiều nơi: VoIP không chịu ảnh hởng bởi các vấn đề cơ sở hạ tầng mạng cố định Ngày nay giao thức Internet là đợc dùng quốc tế và vì vậy các dịch vụ đợc định nghĩa rộng bởi các hệ thống đầu cuối.

 Đa phơng tiện (multimedia): Tăng thêm các phơng tiện truyền thông phụ trợ nh video, whiteboards chia sẻ, hoặc các ứng dụng chia sẻ là dễ hơn nhiều trong môi trờng Internet so với mạng điện thoại truyền thông đơn giản và ISDN Làm các giao thức báo hiệu đơn giản hơn, các vấn đề nh phân phối kênh –B và đồng bộ là không tồn tại trong Internet.

Lợi ích cho các nhà truyền tải:

 Triệt và nén im lặng: gửi âm thanh nh các gói làm nó dẽ dàng triệt tiêu đi trong thời gian im lặng, vì thế thu nhỏ băng thông tiêu tốn, đặc biệt trong hội thoại nhiều bên tham gia hoặc hệ thống thông báo thoại Không giống nh GSTN, nói chung triệt im lặng qua các liên kết giữa toàn cầu vì VoIP thực hiện triệt im lặng tại các điểm đầu cuối Các mạng gói là thích hợp hơn nhiều để ghép kênh, sự nén đợc dùng tại các hệ thống đầu cuối để thu nhỏ băng thông thiêu thụ qua toàn thể mạng, tất nhiên nén cũng góp phần cản trở tới việc nâng cao chất lợng dịch vụ thoại Tuy nhiên đã có bộ mã hoá và giải mã tốc độ thấp, chúng đa ra cả chất lợng tuyệt hảo và băng thông thu nhỏ so GSTN Vì vậy sự triệt im lặng và bù nén để tăng hiệu quả của chuyển mạch gói.

 Chia sẻ thuận lợi: Đặc trng của mạng IP là chia sẻ tất cả các tài nguyên của mạng các kênh truyền thông không tạo ra cố đinh nh các mạng thoại riêng, mạng số liệu và mạng báo hiệu riêng rẽ.

 Các dịch vụ tiên tiến: Sử dụng giao thức đơn giản hơn cho việc phát triển và triển khai các dịch vụ điện thoại tiên tiến ở trong môi trờng chuyển mạch gói hơn là trong môi trờng GSTN Chúng thực hiện đầy đủ các chức năng của các giao thức nh báo hiệu ngời dùng đến mạng báo hiệu số 7.

 Tách biệt của thoại và điều khiển luồng: Trong điện thoại, luồng báo hiệu truyền tải trên mạng tách biệt, phải duyệt tất cả các chuyển mạch trung gian để thiết lập mạch Trong khi đó gửi gói trong Internet không yêu cầu thiết lập, điều khiển cuộc gọi, Internet có thể tập trung ở trên chức năng cuộc gọi (hơn là trên kết nối) Ví dụ nó dễ dàng để tránh định tuyến tam giác khi gửi hoặc chuyển giao các cuộc gọi.

4 Kiến trúc của họ giao thức H.323.

4.1.Giới thiệu về kiến trúc của họ giao thức H.323.

Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời qua mạng IP và mạng Internet Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và ứng dụng đa phơng tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng với nhau, cho phép ngời dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm đến vần đề tơng thích.

Là một khuyến nghị đợc Hiệp Hội Viễn Thông Quốc Tế (ITU) đề xuất, H.323 đề ra các tiêu chuẩn cho truyền thông đa phơng tiện qua các mạng không đảm bảo truyền thông tuỳ thuộc chất lợng dịch vụ (non-Guaranteed Quality of Server) Những mạng máy tính ngày nay đa phần đều là loại mạng này bao gồm các mạng gói sử dụng giao thức TCP/IP hoặc IPX dựa trên các công nghệ Ethernet, Fast Ethernet và TakenRing Do vậy H.323 là một chuẩn rất quan trọng cho rất nhiều ứng dụng cộng tác mới cũng nh các ứng dụng truyền thông đa phơng tiện trên mạng nội bộ.

Đến nay H.323 đã phát triển thông qua 2 phiên bản Phiên bản thứ nhất đợc thông qua vào năm 1996, phiên bản này đa ra điểm hội tụ cho công nghiệp và hạn chế sự phát triển của nhiều sản phẩm không tơng thích trên tỉ lệ lớn Giao thức H.323 đợc phát triển bằng việc sử dụng hoặc đa vào cân đối với công nghệ đang tồn tại để đủ khả năng và sự phù hợp: RTP/RTCP, và các chuẩn mã hoá dùng lại mà không cần thay đổi; H.323 và H.245-dịch vụ bổ xung, là đợc cải tiến bao gồm ghép nối để lợi dụng mức trung bình đang tồn tại và đạt đợc chất lợng dịch vụ (QoS) Cho phép ngời quản trị mạng điều khiển (mạng) các tài nguyên sử dụng bởi các cấu hình H.323 và các giao thức liên quan tạo ra phiên bản năm 1998 đã tăng thêm các khuyến nghị liên quan mới (H.235: cơ cấu an ninh; H.332: mở rộng cho các hội thoại nhóm lớn; H.450.x) ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng nh những ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trờng máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng nh cho truyền thông hội nghị H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phơng tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác.

4.2 Chồng giao thức H.323 (H.323 Protocol Stack)

Khuyến nghị của ITU-T về chuẩn H.323 đã đa ra cấu trúc giao thức cho các ứng dụng H.323 bao gồm các khuyến nghị:

 H.245: khuyến nghị về báo hiệu điều khiển truyền thông Multimedia.

 H.225.0: đóng gói và đồng bộ các dòng thông tin đa phơng tiện (thoại, truyền hình, số hiệu) Khuyến nghị này bao gồm giao thức RIP/RTCP (giao thức vận chuyển thời gian đọc/giao thức điều khiển vận chuyển thời gian đọc) và các thủ tục điều khiển cuộc gọi Q.931  Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (PCM 64 kbps); G:722; G.723,

G.728, G.729.

 Các chuẩn nén tín hiệu video:H.261, H.263.

 I-120: Các chuẩn cho các ứng dụng chia sẻ số liệu.

Hình 2: Cấu trúc giao thức ứng dụng H.323

4.3 Các thuận lợi khi tuân theo chuẩn H.323

- Thống nhất các chuẩn codec: H.323 sử dụng các tiêu chuẩn nén dãn tín hiệu audio và video do ITU đề xuất Điều này đảm bảo các thiết bị từ các hãng sản xuất khác nhau có thể giao tiếp đợc với nhau.

- Đảm bảo sự hoạt động qua lại (Interoperability): Giúp cho ngời sử dụng không phải quan tâm đến tính tơng thích của thiết bị Để đảm bảo bên thu giải mã đúng tín hiệu media H.323 cung cấp một cơ cấu cho phép bên thu báo cho bên phát các kiểu mã hoá, nén tín hiêuh mà nó hỗ trợ.

- Độc lập đối với nền phần cứng và hệ điều hành - Hỗ trợ kết nối đa điểm và truyền thông multicast - Độc lập đối với kiến trúc mạng.

- Có khả năng quản lý băng thông.

5 Các phần tử của mạng VOIP.

5.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VOIP

Theo ETSI[12], cấu hình chuẩn của mạng VOIP bao gồm các phần tử

- Mạng truy nhập IP: PPP Acces Server.

- Mạng SCN (Switched Circuit Network): Hub, router… - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng SCN.

- Dịch vụ Back-end.

6 Gateway-Gatekeeper và các giao diện chuẩn trong mô hình H.323

Hình2: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VOIP’

- Giao diệnA: A là giao diện giữa đầu cuối H.323 và gatekeeper Các thông tin chuyển qua giao diện A phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thong tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 nh trong khuyến nghị H.323.

- Giao diện B: B là giao diện giữa đầu cuối của H.323 và Media Gateway Các thông tin chuyển qua giao diện B phải hỗ trợ luồng dữ liệu giữa thiết bị đầu cuối H.323 và Media Gateway, bao gồm giao thức RTP, có thể coi RPCP nh trong khuyến nghị H.225.0 và H.245 nh đợc trình bày

- Giao diện C: C là giao diện giữa Media Gateway Contooller và Gatekeeper Các thông tin chuyển qua giao diện C phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thông tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 nh đợc trình bày trong khuyến nghị H.323.

- Giao diện D: D là giao diện giữa hai gatekeeper Các thông tin chuyển qua giao diện D phải hỗ trợ các chức năng sau:

+ Tìm kiếm: là cơ chế để một gatekeeper tìm kiếm một gatekeeper khác.

+ Thông tin trao đổi: khi mà một gatekeeper thông báo cho một gatekeeper khác là nó hỗ trợ quay số kiểu khác để các thiết bị có thể sử dụng dịch vụ.

+ Xác nhận: khi hai gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng lẫn nhau để chấp nhận trao đổi thông tin.

+ Bảo mật: khi hai gatekeeper bảo mật các thông tin trao đổi.

+ Xác nhận với Proxy: khi một gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng của một phần tử với một gatekeeper khác Chức năng này thờng đợc sử dụng trong điều kiện phải đăng ký và xác nhận với Proxy.

+ Đăng ký với Proxy: khi một gatekeeper đăng ký đại diện cho một phần tử với một gatekeeper khác.

+ Quy tắc chấp nhận: khi một gatekeeper đợc phép yêu cầu cho phép một vài hoạt động đại diện cho một phần tử hoặc một gatekeeper khác.

+ Cho phép Proxy: khi một gatekeeper cho phép một phần tử hoạt động (thực hiện cuộc gọi, đại diện cho một phần tử khác) trao đổi thông tin với một gatekeeper khác.

+ Báo hiệu cuộc gọi: xác định kênh và bản tin báo hiệu đợc truyền giữa hai gatekeeper.

+ Tính cớc: trao đổi thông tin tính cớc với nhau.

- Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb Ea là giao diện giữa Media Gateway và Switched Circuit Network Eb là giao diện giữa

Signalling Gateway và Switched Circuit Network Các thông tin chuyển qua giao diện E phải hỗ trợ:

+ Tại giao diện Ea: phải hỗ trợ các luồng dữ liệu kết nối giữa mạng IP và mạng Switched Circuit.

Tại giao diện Eb: phải hỗ trợ báo hiệu giữa mạng IP và Mạng SCN - Giao diện F: là giao diện giữa Backend và service và Media Gateway contooller.

- Giao diện G: là giao diện giữa Backend service và Gatekeeper.

- Giao diện H: là giao diện giữa đầu cuối H.323 hoặc gatekeeper và

- Giao diện N: là giao diện giữa Media Gateway Contooler và Media Gateway Các thông tin trao đổi qua giao diện N phải hỗ trợ các chức năng sau:

+ Tạo, thay đổi, xoá một luồng dữ liệu kết nối qua MGW.

+ Xác định các thông số kỹ thuật đợc sử dụng của luồng dữ liệu truyền qua Media Gateway khi thiết lập một kết nối và sau đó là trong suốt khoảng thời gian kết nối đó tồn tại.

+ Yêu cầu chèn các âm và thông báo vào luồng dữ liệu theo yêu cầu trự tiếp của Media Gateway Controller hoặc bởi chỉ thị chèn các âm hoặc thông báo bắt đầu và kết thúc khi phát hiện một số sự cố trong bản thân Media Gateway.

+ Yêu cầu thông báo và có thể thực hiện hoạt đọng để khắc phục khi phát hiện lỗi trên luồng dữ liệu.

7 Chức năng các phần tử trong VoIP

Mô hình chức năng cơ bản trên nền mô hình H.323 (Hình 2) đợc chia làm 3 thực thể: Gatekeeper, Gateway, Terminal.Trong đó Gateway đợc chia