Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Tìm hiểu Voip trên nền 802.11
Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPChương 2. Giao thức truyền voice qua IP2.1. Kiến trúc và các tầng của OSI và IP2.1.1. Kiến trúc OSI Kiến trúc và chức năng các tầng trong OSI Dựa vào các nguyên tắc trên, mô hình OSI được chia làm 7 tầng, mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề khác và được xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên sẽ tiếp diễn cho tới khi gói tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.• Tầng vật lý (Physical) Chức năng chính là truyền tải chuỗi bit từ đầu cuối này đến đầu cuối khác. Các thuật ngữ liên quan như đặc tính điện, tốc độ, môi trường truyền dẫn, mode truyền tải, chuẩn kết nối… • Tầng liên kết dữ liệu (Data link) Chức năng chính là cung cấp khả năng truyền dữ liệu tin cậy qua môi trường truyền dẫn. Các thuật ngữ liên quan như đơn vị dữ liệu “khung”, địa chỉ MAC, điều khiển lỗi, điều khiển luồng……Trang - 9 -Hình 2.1 Mô hình 7 lớp OSI. Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP• Tầng mạng (Network) Cung cấp một kết nối và khả năng chọn đường giữa các host trong môi trường liên mạng. Các thuật ngữ liên quan bao gồm gói tin, tuyến, bảng định tuyến, giao thức định tuyến, địa chỉ IP… • Tầng giao vận (Transport) Cung cấp chức năng tạo, giám sát, giải phóng một kết nối ảo khả dụng từ đầu cuối đến đầu cuối, phân bổ các phân mảnh đến các ứng dụng. Các thuật ngữ liên quan như phân mảnh và tái hợp luồng dữ liệu, giám sát lỗi, khôi phục lỗi….• Tầng phiên (Session) Thực hiện chức năng thiết lập, quản lý, giải phóng phiên thông tin giữa hai host, đồng bộ hóa việc hội thoại của quá trình trình diễn và quản lý việc trao đổi thông tin. Các thuật ngữ liên quan như điều khển hội thoại, điểm đồng bộ……• Tầng trình diễn (Presentation) Cung cấp khả năng mã hóa thông tin của lớp ứng dụng để sao cho thông tin này hoàn toàn có thể đọc được tại đầu còn lại. Các thuật ngữ liên quan như khuôn dạng dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu, nén dữ liệu, mã hóa dữ liệu… • Tầng ứng dụng (Application) Cung cấp ứng dụng trực tiếp cho người ứng dụng sử dụng dịch vụ mạng. Các thuật ngữ liên quan như truyền file, thư điện tử… 2.1.2. Mô hình TCP/IP TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng, hay nói cách khác TCP/IP là một phần mềm được sử dụng trên Internet để truyền thông tin từ máy này sang máy khác và từ mạng này sang mạng khác.Trang - 10 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP Kiến trúc và chức năng các tầng trong TCP/IP TCP/IP gồm 4 tầng như sau :• Tầng ứng dụng Là phần giao tiếp với người dùng để cung cấp các dịch vụ trên mạng. Lớp ứng dụng cho phép việc truy xuất các dịch vụ hiện diện trên toàn mạng TCP/IP.• Tầng truyền tải (Transport) Nhiệm vụ chính của tầng truyền tải là cung cấp đường thông tin giữa các trình ứng dụng. Tầng truyền tải phân chia dòng dữ liệu cần truyền đi thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn (gói dữ liệu) và chuyển chúng cùng với địa chỉ đích đến tầng thấp hơn để thực hiện quá trình phân phối dữ liệu trong mạng.• Tầng Internet (Internet Layer) Xử lý các tiến trình thông tin giữa các mạng khác nhau. Tầng Internet sẽ thực hiện các chức năng thiết lập đường đi giữa các mạng cũng như thực hiện việc phân phối các gói dữ liệu trên mạng.• Tầng giao tiếp mạng (Network Interface Layer) Là tầng giao tiếp giữa các cấu trúc luận lý bên trên với các kết nối vật lý bên dưới, tầng giao tiếp mạng có nhiệm vụ tiếp nhận các gói dữ liệu từ lớp Internet.Trang - 11 -Hình 2.2 Cấu trúc các tầng trong TCP/IP. Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP• Sự tương quan giữa OSI và họ giao thức TCP/IP 2.1.3. Giao thức IPIP là một giao thức liên lạc không kết nối (connectionless), có nghĩa là nó không cần có giai đoạn thiết lập và hủy bỏ kết nối, nó nhận dữ liệu từ tầng cao hơn, sau đó gắn thêm một header rồi chuyển xuống tầng thấp hơn. Dịch vụ quan trọng nhất của IP là gởi các gói tin đến đích một cách chính xác. 0001020304050607080910111213141516171819202122232425262728293031Version IHL TOS Total lengthTrang - 12 -Ứng dụngTrình bàyPhiênSNMPTFTPDNSBOOTPFTPTELNETSMTPPOPỨng dụngVận chuyển UDP TCP Vận chuyểnMạng IP-ICMP-RAP-RARP MạngLiên kết dữ liệu Thiết bị giao diện mạngVật lý Phương tiện truyền dẫnGiao diện mạng Mô hình OSI Các giao thức Mô hình IPBảng 2.1 So sánh mô hình OSI và IP. Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPIdentification Flags Fragment offsetTTL Protocol Header checksumSource IP addressDestination IP addressOptions and padding : : :Hình 2.3 Mào đầu của gói IP Giao thức TCP/IPTCP là một giao thức điều khiển có liên kết (connection - oriented), nghĩa là cần phải thiết lập liên kết (logic) giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. TCP cung cấp dịch vụ tầng truyền dẫn có độ tin cậy cao, TCP bao gồm điều khiển luồng và phát hiện lỗi. Tốc độ gói có thể tăng hay giảm phụ thuộc mức tải của mạng.• Khuôn dạng của một TCP segment :Bít 0-3 Bít 4-7 Bít 8-11 Bít 12-15Bít 16-19Bít 20-23Bít 27-27Bít 28-31Cổng nguồn Cổng đíchSố trình tựSố xác nhậnTHL Dự phòng Cờ Kích thước cửa sổMã kiểm tra lỗi Con trỏ khẩn• Thủ tục kết nối TCP Trang - 13 -Hình 2.5. Khuôn dạng của một TCP segmentHình 2.6. Thủ tục thiết lập tuyến. Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPĐầu tiên một host khởi động cầu nối bằng cách gởi một gói chỉ ra số tuần tự khởi động x của nó, với một bit nào đó trong phần header được đặt ở trạng thái chỉ ra yêu cầu kết nối. Bước 2, host khác nhận gói này ghi lại số tuần tự x, phúc đáp bằng một báo nhận x+1, và bao hàm cả chỉ số tuần tự khởi động y riêng của nó. Chỉ số báo nhận x+1 có nghĩa là nó đã nhận tất cả các gói có số tuần tự x đến và đang mong nhận gói có số tuần tự x+1. Giao thức UDP/IPUDP là một giao thức phi kết nối (connectionless protocol) đảm bảo truyền thông end-to-end của dữ liệu.UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng kết nối, không cung cấp cơ chế báo nhận, không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu đến và có thể dẫn đến tình trạng dữ liệu mất hoặc trùng dữ liệu mà không có thông báo cho người gởi.Khuôn dạng của một UDP datagram 2.2. Các giao thức báo hiệu cuộc gọi2.2.1. H.323 Các khuyến nghị H.32x của ITU-T định nghĩa các thiết bị đầu cuối (terminal) thoại trực quan và cách thức chúng được vận hành trên các mạng khác nhau. H.320 dùng cho mạng N-ISDN, trong khi H.321 áp dụng cho mạng B-ISDN (ATM). H.322 Trang - 14 -Source port Destination portMessage length ChecksumDATA 0 15 16 31Hình 2.7. Khuôn dạng của UDP datagram. Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPvà H.323 áp dụng cho mạng LAN. Sự khác biệt giữa H.322 và H.323 là H.323 áp dụng trong các mạng LAN không có các đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS) còn H.322 cho các mạng LAN với các đảm bảo về QoS. H.323 có thể áp dụng cho bất kì mạng chuyển mạch gói nào bất chấp lớp vật lí bên dưới. Mạng được kì vọng có thể cung cấp các kĩ thuật giao nhận đáng tin cậy và không đáng tin cậy. H.323 độc lập với mô hình mạng : các terminal H.323 có thể truyền thông qua các hub, bộ định tuyến, brigde và các kết nối quay số.Theo mô hình tham chiếu OSI, kiến trúc H.323 được sắp xếp theo sơ đồ sauHình 2.8. Kiến trúc H323 trong mô hình OSI2.2.1.1. Các thành phần chính trong cấu trúc H323 Các thành phần chính trong cấu trúc của H.323 bao gồm: terminal, gateways, gatekeeper, MCU (Multipoint Control Unit) kết nối với nhau tại endpoint.• Terminal Được dùng cho truyền thông hai chiều với thời gian thực. Một H.323 terminal có thể là một máy điện thoại hay một máy PC chạy ứng dụng của H.323 và các ứng dụng đa phương tiện khác. Nó được sử dụng cho cả tín hiệu thoại, tín hiệu hình và Trang - 15 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPdữ liệu. H.323 đóng vai trò quan trọng trong điện thoại IP. Mục đích của H.323 tạo các liên kết hoạt động với các thiết bị truyền thông khác. H.323 tương thích với H.324 terminal của mạng chuyển mạch công cộng SCN (Switching Circuit Network), với H.310 terminal trên mạng B-ISDN, H.320 trên ISDN, H.321 trên B-ISDN và H.322 terminal trên mạng cục bộ QoS LAN. • Gateway Gateway thực hiện chức năng chuyển đổi các giao thức cho việc thiết lập và giải phóng cuộc gọi, chuyển đổi các dạng truyền thông giữa mạng dùng H.323 không dùng H.323. Trong điện thoại IP, gateway thực hiện việc kết nối giữa mạng IP và mạng PSTN.Về phía cổng nối với H.323, gateway dùng giao thức kiểm tra báo hiệu H.245 để trao đổi khả năng. Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 dùng để thiết lập và giải phóng cuộc gọi, và giao thức H.225 RAS dùng cho việc đăng ký các endpoint với gatekeeper. Về phía PSTN, gateway sử dụng giao thức báo hiệu như trong mạng ISDN và SS7.Terminal giao tiếp với gateway sử dụng giao thức kiểm tra báo hiệu H.245 và giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225. Gateway chuyển đổi các giao thức này theo kiểu trong suốt (transparent) đối với thiết bị liên lạc trên mạng không dùng H.323 và ngược lại. Gateway cũng tiến hành thiết lập và giải phóng cuộc gọi ở cả hai mạng H.323 và non-H.323. Việc chuyển đổi khuôn dạng tín hiệu âm thanh, hình ảnh, số liệu cũng được thực hiện tại gateway. Việc chuyển đổi giữa âm thanh và hình ảnh có thể không cần thiết nếu như cả hai phía terminal tìm thấy một hình thức giao tiếp chung. Gatekeeper nhận dạng được endpoint nào là gateway khi gateway và terminal đăng ký với gatekeeper. Gateway có thể thực hiện nhiều cuộc gọi đồng thời giữa mạng H.323 và mạng non-H.323. Một gateway là một thiết bị logic của H.323 và có thể sử dụng như một phần của gatekeeper hoặc một MCU.• Gatekeeper Trang - 16 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IPGatekeeper cung cấp chức năng kiểm tra cuộc gọi cho các H.323 endpoints, như việc chuyển đổi địa chỉ và quản lý băng thông như được định nghĩa trong RAS. Gatekeeper trong mạng H.323 có thể tùy chọn. Nếu chúng có mặt trong mạng, terminal và gateway phải sử dụng các dịch vụ của chúng. Chuẩn H.323 đồng thời định nghĩa các dịch vụ mà gatekeeper phải cung cấp và xác định các chức năng tùy chọn khác mà nó có thể cung cấp.Một chức năng tùy chọn khác của gatekeeper là thực hiện báo hiệu tìm đường cuộc gọi. Endpoint gởi các tín hiệu báo hiệu cuộc gọi tới gatekeeper để gatekeeper tìm đường đến endpoint đích. Các endpoint có thể luân phiên gởi trực tiếp các tín hiệu báo hiệu cuộc gọi tới các end point tương đương . Chức năng này sử dụng để điều khiển các cuộc gọi cung cấp trong mạng hơn là các cuộc gọi trong mạng. Gatekeeper là tùy chọn trong hệ thống H.323. Các dịch vụ cung cấp bởi gatekeeper có thể được định nghĩa bằng RAS và bao gồm cả việc chuyển đổi địa chỉ, kiểm tra việc tiếp nhận cuộc gọi, kiểm tra băng thông, và quản lý vùng H.323. Mạng H.323 có Gateway điện thoại IP cần gatekeeper để chuyển đổi số điện thoại ( E.164) sang địa chỉ truyền. i) Các thành phần gatekeeper quản lýHình 2.9. Các thành phần do gatekeeper quản lýii) Nhiệm vụ của GatekeeperTrang - 17 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP• Chuyển đổi địa chỉ. • Kiểm tra việc tiếp nhận đăng ký.• Kiểm tra băng thông. iii) Các chức năng tùy chọn của gatekeeper• Kiểm tra báo hiệu cuộc gọi. • Cho phép cuộc gọi. • Quản lý cuộc gọi. MCU (Multipoint Control Unit) Cung cấp khả năng kết nối với ba hoặc nhiều H.323 terminals hơn nữa. Tất cả các terminal tham gia cuộc nó chuyện hình thành kết nối với MCU. MCU quản lý hình thức nói chuyện hội thảo, dàn xếp giữa các terminal nhằm mục đích xác định việc mã hóa, giải mã tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu hình sử dụng, và cóthể điều khiển dòng thông tin. Gatekeeper, gateway, terminal là các thành phần riêng biệt của chuẩn H.323 nhưng có thể được sử dụng như một thiết bị ngoại vi duy nhất. MCU bao gồm hai thành phần là MC ( Mutipoint Controller) và MP (Multi Processor) để thực hiện kết hợp giữa tiếng nói và hình ảnhPhân vùng quản lý trong mạng H.323Trang - 18 - [...]... gatekeeper với các chức năng : -Tìm gatekeeper phù hợp của endpoint - ăng ký của endpoint - ịnh vị endpoint -Tiếp nhận kiểm tra Trang - 20 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP -Truy cập mạng vòng H.225 Báo hiệu cuộc gọi (H.225 Call Signalling) Giao thức H.225 báo hiệu cuộc gọi dùng để thiết lập kết nối giữa hai endpoints H.323 bằng cách trao đổi các thơng điệp của giao thức H.255 trên kênh báo hiệu Các... từ microphone của terminal phát H.323 và giải mã tín hiệu nhận được để gởi tới speaker trên terminal thu H.323 Mã hóa âm thanh thực hiện dựa trên nhiều tiêu chuẩn khác nhau của ITU-T Ví dụ chuẩn G.711 ( 64kbps ), G.722 ( 64, 56 và 48 kpbs ), G.723.1 ( 5.3 và 6.3 kbps ), G.728 ( 16kbps ), G.729 ( 8 kbps ) Trang - 19 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP Dưới đây là trích bảng so sánh các phương pháp... tiêu của giao thức thời gian thực là cung cấp các dịch vụ được u cầu bởi các cuộc hội thảo đa phương tiện có tác động qua lại Nó có khả năng : - ồng bộ ngõ ra -Phân kênh -Nhận dạng luồng dữ liệu và nhóm đang đàm thoại -Hiệu quả xử lý ( về thời gian đóng gói tin ) -Hiệu quả băng thơng 2.3.2.1 Cấu trúc của RTP Khái niệm RTP gồm hai phần có liên kết chặt chẽ với nhau, đó là Giao thức truyền tải thời gian... để trao đổi các thơng tin kiểm tra hoạt động của các H.323 endpoint Các thơng điệp này mang thơng tin liên quan đến các vấn đề sau: -Trao đổi khả năng (thu ,phát) của các endpoint -Mở và đóng các kênh logic mang dòng thơng tin (đơn hướng) -Các thơng tin kiểm tra dòng -Các lệnh và các chỉ dẫn chung Kết hợp giữa giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 và giao thức kiểm tra báo hiệu cuộc gọi H.245 Mạng điển... Reply 16 Information Request 17 Address Mask Request 18 Address Mask Reply • Code : Mơ tả sự cố • Internet header : ICMP header tương tự như IP header với các trường: Trang - 32 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP -Protocol ICMP = 1 -6 4 bits of original Datagram : 64 bit dữ liệu trong gói ban đầu được host gởi kèm trong tin báo ICMP để chuyển tin báo đến đúng nơi xử lý tương hợp Nếu giao thức ở cấp... thơng điệp được trao đổi trực tiếp giữa các endpoints H.323 nếu khơng có gatekeeper nào trên mạng Nếu có một gatekeeper tồn tại, các thơng điệp được trao đổi hoặc trực tiếp giữa các endpoint hoặc giữa các endpoint sau khi đã tìm đường thơng qua gatekeeper Có hai cách báo hiệu là : -Báo hiệu gián tiếp qua gatekeeper -Báo hiệu trực tiếp giữa hai endpoint H.245 Điều khiển báo hiệu cuộc gọi Giao thức kiểm... về sự truyền thơng và các thành phần đích - Gửi về nguồn các thơng số bên thu như kiểu nén tín hiệu - Điều chỉnh lưu lượng dữ liệu bên phát cho phù hợp với đường truyền Tùy thuộc vào giao thức RTP được sử dụng cho loại dữ liệu nào mà RTCP cung cấp các thơng báo điều khiển khác nhau Nói chung RTCP cung cấp 4 loại thơng báo điều khiển chính như sau : Trang - 35 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP... tần số gởi tín hiệu của mỗi phần tử càng thấp 4) Chức năng tùy chọn - mang thơng tin điều khiển phiên, ví dụ hiển thị đặc điểm nhận dạng của các bên tham gia trên giao diện với người sử dụng 2.3.3 Giao thức RSVP - Resource Reservation Protocol Hỗ trợ cho giao thức RTP, giao thức RSVP có thể giải quyết tạm thời các lỗi có thể xảy ra trên đường truyền để bảo đảm các tham số chất lượng Thực vậy, giao thức... Thực tế, sử dụng RSVP nhằm đảm bảo chất lượng trong việc truyền thơng tin Trang - 37 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP Để bảo đảm đường truyền thơng suốt, các hệ thống đầu cuối phải hoạt động ở chế độ kết nối Máy thu phải thường xun gửi các message RSVP đến các bộ định tuyến để bảo đảm thơng suốt đường truyền Trang - 38 - ... luồng thơng tin cụ thể Call identifier : được chứa trong trường Call-ID là một định danh độc nhất được tạo bởi nơi tạo ra cuộc gọi và được sử dụng bởi tất cả những người tham gia Một phần của các tính chất được chứa trong các trường cụ thể và một số tính chất khác được truyền như là một phần của dung lượng của thơng điệp SIP Trang - 27 - Chương 2 2.2.2.5 Giao thức truyền voice qua IP Đàm thoại đa điểm . mạng.• Khuôn dạng của một TCP segment :Bít 0-3 Bít 4-7 Bít 8 -1 1 Bít 1 2-1 5Bít 1 6-1 9Bít 2 0-2 3Bít 2 7-2 7Bít 2 8-3 1Cổng nguồn Cổng đíchSố trình tựSố xác nhậnTHL. -Tìm gatekeeper phù hợp của endpoint .- ăng ký của endpoint .- ịnh vị endpoint.-Tiếp nhận kiểm tra.Trang - 20 - Chương 2 Giao thức truyền voice qua IP-Truy
