Đang tải... (xem toàn văn)
chuyên đề voip
Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Mục lục DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 13: Cấu trúc khung của gói tin RTP 1 Hình 14: Bắt gói bản tin RTP 2 Hình 15: Bắt gói tin SIP kết thúc cuộc gọi VoIP 3 Lời mở đầu Trong những năm gần đây, chúng ta đã nghe nói nhiều đến điện thoại giá rẻ VoIP như là một công nghệ mang tính cách mạng trong việc truyền tín hiệu thoại qua môi trường Internet. Cùng với sự bùng nổ Internet, VoIP cũng đã có những bước phát triển dài, ngày càng hoàn thiện về công nghệ, chất lượng ổn định, tích hợp được truyền thông đa phương tiện và rất cạnh tranh về giá cước. Nhiều hệ thống VoIP đã ra đời và được triển khai rộng khắp.Vì vậy việc nghiên cứu và nắm bắt các công nghệ về VoIP đang rất được quan tâm. Trong quá trình tìm hiểu về VoIP, Nhóm 2-Đ07VTC1 đã quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk”, nội dung được trình bày trong 5 chương: Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang1 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Chương I: Đề xuất 3 giải pháp VoIP, so sánh và quyết định giải pháp triển khai Chương II : Triển khai VoIP trên hệ thống Asterisk Chương III: Thực hiện cuộc gọi Chương IV: Bắt và phân tích các gói tin Chương IV: Kết luận Trong quá trình làm đề tại, dù đã cố gắng song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm chúng em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn giúp đỡ của Thầy và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2011 Nhóm thực hiện Nhóm 2 –Đ07VTC1 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU BA PHẦN MỀM ỨNG DỤNG VOIP 1.1 Asterisk 1.1.1. Giới thiệu về phần mềm Asterisk Asterisk là phần mềm mã nguồn mở miễn phí thực hiện cuộc gọi thoại qua VoIP, cho phép các doanh nghiệp có thể lắp đặt hệ thống tổng đài PBX mà không cần phải mua một hệ thống tổng đài hay phần mềm sở hữu độc quyền cho một hệ thống tổng đài nội bộ. Asterisk là công cụ phần mềm mở cho thoại phổ biến nhất trên thế giới. Nó cho phép các máy tính của một tổ chức có thể liên lạc thông tin bằng thoại với nhau thông qua giao thức VoIP, tích hợp chuyển mạch TDM, và nó đáp ứng được nhu cầu giao tiếp với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN). Asterisk hoạt động trên nhiều hệ điều hành bao gồm FreeBSD, Linux, OS X, Windows, và Solaris. Asterisk độc đáo ở chỗ nó cho phép các doanh nghiệp thiết lập Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang2 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk một hệ thống tổng đài nội bộ PBX chuyên nghiệp với đầy đủ các tính năng cần thiết, truy nhập sử dụng dịch vụ thoại không tính cước (free), và nó còn cung cấp một mức độ lớn các tuỳ biến và tính linh hoạt cho các nhu cầu sử dụng cụ thể của từng đối tượng. Đối với các cá nhân, tổ chức biết cách sử dụng Asterisk thì sẽ có nhiều lợi ích và tính năng mà nó có thể cung cấp. Một số nhà cung cấp mã nguồn mở PBX đã sử dụng Asterisk như một kỹ thuật nền tảng cho các giải pháp về tổng đài riêng PBX hoặc phần mềm VoIP của họ. Các nhà cung cấp, chẳng hạn như Free PBX, Elastix, Trixbox và Call Weaver, tất cả đều sử dụng Asterisk như là kỹ thuật lõi cho các giải pháp phần mềm của họ. 1.1.2 Tính năng – ưu và nhược điểm của Asterisk Asterisk có một số lợi ích và một số nhược điểm. Những lợi ích của việc sử dụng Asterisk đã làm cho nó trở thành một giải pháp ngày càng phổ biến cho nhiều tổ chức. Một số lợi ích của việc sử dụng Asterisk : - Các cá nhân và công ty có thể chỉnh sửa phần mềm cho phù hợp với nhu cầu cụ thể của họ. - Ưu điểm chính chính là tiết kiệm chi phí lắp đặt cũng như chi phí cho thoại. - Asterisk linh hoạt và có khả năng chỉnh sửa để làm việc với một loạt các thiết bị phần cứng. - Truy cập vào hàng ngàn hướng dẫn trên internet để tạo các giải pháp PBX khác nhau. - Hỗ trợ kỹ thuật và truy cập vào các diễn đàn với chi phí hỗ trợ kỹ thuật hàng tháng thấp. - Các chức năng cho một giải pháp tổng đài PBX chuyên nghiệp, thường được cập nhật. - Asterisk có các GUI và giao diện người dùng cho phép truy cập trực quan và dễ quản lý. • Một số nhược điểm mà các giải pháp phần mềm mã nguồn mở PBX còn là : - Hỗ trợ là một chi phí thêm trong hầu hết các giải pháp - Khó khăn trong việc triển khai thực hiện hoặc hiểu rõ làm thế nào để sử dụng phần mềm. - Đối với doanh nghiệp: cần có thời gian và nguồn lực cần thiết để chi trả cho việc đào tạo nhân viên biết cách cài đặt, cấu hình, và sử dụng phần mềm. 2.1 OpenSIP 2.1.1 Khái niệm OpenSIPS OpenSIPS (Open SIP Server) là một hệ thống mã nguồn mở của một SIP server.Nó không chỉ là một SIP proxy/router vì OpenSIPS bao gồm những chức năng ở cấp độ ứng dụng, OpenSIPS như là một máy chủ SIP,là thành phần cốt lõi của bất kỳ giải pháp VoIP trên SIP server đa chức năng,đa mụcđích:Router,switch,application- server,redirect-server,gateway,load-balancer .Với một cơ cấu định tuyến linh hoạt và tùy biến OpenSIPS hợp nhất tiếng nói,video,IM (Instant Message) và các dịch vụ Presence một cách có hiệu quả cao nhờ thiết kế dạng Module có thể mở rộng.Vì vậy,OpenSIPS có hiệu quả cao,đáng tin cậy.OpenSIPS là một trong những máy chủ SIP Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang3 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk nhanh nhất,với một thông lượng được xác định nó như là một giải pháp tối ưu cho doanh nghiệp,các ngành công nghiệp. 2.1.1.2Tính năng và lợi ích của OpenSIPS 2.1.1.1 OpenSIPS trong VoIP Hình 1: OpenSIPS trong VoIP .1.2.2 Kiến trúc OpenSIPS OpenSIPS là một SIP proxy,nó đơn giản hơn B2BUA trong Asterisk bởi vì một SIP proxy chỉ liên quan đến báo hiệu.OpenSIPS bao gồm hơn 70 module, mỗi module có một chức năng riêng, với giao diện module PLUG and PLAY thì OpenSIPS dễ dàng mở rộng và nâng cấp các tính năng của mà không ảnh hưởng tới phần lõi và càng làm tăng sự ổn định của hệ thống lõi. .1.2.3 Khả năng kết nối đến PSTN OpenSIPS cần một SIP gateway để kết nối tới PSTN.Nó không có khả năng cài đặt thẻ điện thoại trong server.Thông thường,người ta sẽ thực hiện Asterisk như là một cổng PSTN cho OpenSIPS. .1.2.4 Giao tiếp với NAT OpenSIPS có liên quan nhiều đến NAT,cho phép thoại hoặc luồng dữ liệu từ điện thoại IP hoặc phần mềm VoIP của khách hàng trực tiếp đến một nhà cung cấp dịch vụ trong nhiều trường hợp (không đối xứng NAT).OpenSIPS cũng cho phép bạn thao tác trực tiếp SIP truyền thông để xử lý các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như khi bạncó hai máyđiệnthoại VoIP phíasaucùngmộtNATroutervàmuốngửicácphươngtiện truyền thông trực tiếp giữa chúng. .1.2.5 Cân bằng tải Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang4 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Một sức mạnh độc đáo của OpenSIPS là khả năng cân bằng tải cho các cuộc gọi VoIP.Thuật toán “chuyên ngành băm” trongOpenSIPS có thể được cấu hình để cân bằng tải bởi các"tên người dùng", "ruri", "callid",và các đặc tính khác.OpenSIPS là "failover aware" và có thể làm một phần bổ sung rất hữu ích của giải pháp Asterisk. .1.2.6 Giao diện quản lí và cơ sở dữ liệu Giao diện quản lí (cho tích hợp ngoài) thông qua FIFO file, XMLRPC hoặc Datagram (UDP hoặc Unixsockets). OpenSIPS đa cơ sở dữ liệu backends - MySQL, PostgreSQL, Oracle, Berkeley, flat files và các loại database khác có thể xử lý unixodbc. .1.2.8 Dịch vụ truyền thông OpenSIPS là một Proxy SIP và không có khả năng của bất kỳ mạng lưới dịch vụ truyền thông tin liên quan (phần tiếng nói của một cuộc điện thoại).OpenSIPS không phải là một nền tản mà ta sử dụng để tạo ra hệ thống như IVR,thư thoại,TTS và nhận biết tiếng nói…Điều này là do thiết kế. .1.2.8 Khả năng nâng cấp OpenSIPS OpenSIPS có thể chạy trên hệ thống nhúng, hiệu suất thiết lập cuộc gọi có thể lên đến hàng trăm cuộc gọi/giây. Với hệ thống có bộ nhớ 4GB, OpenSIP có thể phục vụ hơn 300.000 thuê bao trực tuyến. Hệ thống có thể dễ dàng mở rộng bằng cách thêm máy chủ OpenSIPS. OpenSIPS hỗ trợ IPv4 và IPv6 và có thể phục vụ được Multiple domain. .1.3 Kết luận OpenSIPS là Carrier Class SIP proxy server được sử dụng chủ yếu bởi các nhà cung cấp VoIP. Nó được thiết kế để xử lý khối lượng lớn các cuộc gọi, cân bằng truyền tải SIP,giải quyết các kịch bản nâng cao cho NAT và liên quan đến báohiệu trong SIP.Nổi bật về tính năng linh hoạt và sự ổn định, OpenSIPS đang liên tục phát triển các tính năng đó trong Viễn thông. Rất phổ biến trong các dịch vụ cung cấp VoIP/Internet Telephony, OpenSIPS cung cấp nền tảng truyền thông hoàn chỉnh: Vocie,Video, Instant Messaging và Presence.Hơn thế nữa cấu hình OpenSIPS server không phải là dễ dàng,nhưng đó là chìa khóa thành công và bảo mật cho dự án IP.Với đặc tính linh hoạt của OpenSIPS cho phép triển khai dich vụ tiên tiến và tiết kiệm được thời gian và chi phí. .1 Kamailio Cũng giống như OpenSIP, Kamailio được phát triển lên từ OpenSER, nhưng OpenSIP thì lại đi theo hướng khác, hai nhánh này do sự xung đột về nhóm core nên được tách ra làm hai. Đến Kamailio phiên bản 3.0 thì hai nhóm lại kết hợp và cùng chia sẻ nhiều chức năng chungđể tương thích với nhau, có thể sẽ hợp nhất lạitrong tương lai. Kamailio là SIP Server, gồm các vai trò: - SIP Registrar - SIP Proxy Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang5 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk - SIP Redirector. Asterisk là BUA(Back-to-back User Agent). Ngoài xử lý, SIP còn có một số giao thức khác như: - IAX - H.323 Xử lý cảMedia lẫn control.Asterisk giống như một media gateway trong mô hình làm việc của SIP, ngoài ra còn làm được: - SIP Registrar - SIP Client (UA). Asterisk là IP PBX, hỗ trợ rất đầy đủ tính năng của một tổng đài nội bộ, còn Kamailio thì được gọi là SIP Server, một phần của hệ thống SIP (chỉ quan tâm tới control), chứ không gọi là IP PBX (một bộ hoàn chỉnh cả control lẫn media). Cũng vì lý do chỉ quan tâm tới control, nên khả năng xử lý của Kamailio là rất khủng khiếp. Một server bình thường (2 core, vài GB RAM) có khả năng quản lý hàng chục ngàn subsciber, định tuyến hàng ngàn hướng khác nhau, và hàng trăm cuộc gọi/giây. Asterisk để đạt được khả năng đó thì phải sử dụng rất nhiều server mạnh.Nhìn chung cả Asterisk và Kamailio đều hỗ trợ SIP. Điểm khác nhau là ở chỗ, trong khi Asterisk là một hệ thống khá hoàn chỉnh, hỗ trợ cả điều khiển và các dịch vụ đa phương tiện thì Kamailio đơn thuần chỉ là SIP server trong mô hình VoIP, chính vì tính chuyên biệt như vậy nên hiệu suất của nó là rất cao. Tuy nhiên, một mình Kamailio thì chưa đủ để tạo nên một hệ thống VoIP kiểu như PBX mà Asterisk vẫn làm, phải có thêm hàng loạt các thiết bị liên quan đến medianữa mới gần đủ chức năng như Asterisk: Media gateway (ví dụ FXO gate kết nối đi PSTN, cái này Asterisk có thể tự làm hoặc là sử dụng ngoài) - MCU (conference server) - IVR gateway - ACD Gateway - Recording Server - Voice Mail server Trong khi các chức năng này Asterisk có sẵn. Nhìn chung, Kamailio là một sản phẩm của hướng phát triển VoIP, đó là chia nhỏ và chuyên biệt hóa các thành phần của hệ thống. Với việc bước đầu làm quen với VoIP, kiến thức còn hạn chế nhiều mặt, nên trong chuyên đề này chúng em sẽ tìm hiểu về Asterisk, do hiện nay Asterisk khá phổ biên và được sử dụng nhiều, các tài liệu hỗ trợ tìm hiểu cũng đa dạng. Việc xây dựng mô hình mạng cũng tương đối đơn giản, nằm trong khả năng của nhóm. Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang6 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk CHƯƠNG II: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ASTERISK Asterisk là một phần mềm mang tính cách mạng, tin cậy, mã nguồn mở và miễn phí mà biến một PC rẻ tiền thông thường chạy Linux thành một hệ thống điện thoại doanh nghiệp mạnh mẽ. Asterisk là một bộ công cụ mã nguồn mở cho các ứng dụng thoại và là một server xử lý cuộc gọi đầy đủ chức năng. Asterisk là một nền tảng tích hợp điện thoại vi tính hoá kiến trúc mở. Nhiều hệ thống Asterisk đã được cài đặt thành công trên khắp thế giới. Công nghệ Asterisk đang phục vụ cho nhiều doanh nghiệp. Asterisk đem đến cho người sử dụng tất cả các tính năng và ứng dụng của hệ thống tổng đài PBX và cung cấp nhiều tính năng mà tổng đài PBX thông thường không có được. 2.1 Giới thiệu chung - Mục đích: • Thực hiện thử nghiệm các hình thức truyền thoại qua môi trường IP • Nghiên cứu các tính năng tối ưu mà hệ thống Asterisk đem lại. - Quy mô hệ thống: Do hạn chế về cơ sở hạ tầng, thiết bị nên thí nghiệm ở đây được xây dựng với quy mô nhỏ, chủ yếu nhằm mục đích nghiên cứu các tính năng một hệ thống VoIP. 2.2 Kết nối phần cứng Các thiết bị dùng cho triển khai hệ thống Asterisk được kết nối theo mô hình sau: Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang7 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 2: Các thiết bị trong hệ thống Asterisk PBX là một máy chủ sử dụng OS là Windows, cài đặt Asterisk 1.6. Cấu hình máy chủ: - RAM: 1GB - CPU: 2GHz - HDD: 250GB 2 Laptop sử dụng có cài đặt softphone X-Lite Switch có đủ cổng để kết nối tới các máy tính khác. Kết quả mong muốn đạt được là thực hiện được cuộc gọi VoIP trong mạng LAN, dùng phần mềm Wireshark bắt và phân tích các gói tin SIP. 2.3 Cài đặt phần mềm .3.1 Máy chủ PBX Cài đặt OS là Windows7giao diện của hệ điều hành: Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang8 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 3: Giao diện hệ điều hành .3.2 Cài đặt phần mềm Asterisk trên máy chủ Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang9 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 4 – Cài đặt .Net Framework 4.0 để hỗ trợ cài đặt Asterisk Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang10 [...]...Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Hệ thống VoIP Asterisk Trang11 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Hệ thống VoIP Asterisk Trang12 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 5- Quá trình cài đặt phần mềm Tổng đài PBX Asterisk 3.3 Cài đặt softphone trên các laptop Softphone được sử dụng là phần mềm X-Lite 4( download phần mềm... http://www.counterpath.com/x-lite-4.0-for-windows-download.html) Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang13 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 5- Quá trình cài đặt softphone X-Lite 4 Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang14 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 6: Giao diện của phần mềm X Lite CHƯƠNG III: THỰC HIỆN CUỘC GỌI VOIP Ta tiến hành khai báo 2 thuê bao 3000(IP:192.168.1.190) và 3001 (IP:192.168.1.101) tại... 192.168.1.100, khai báo các thông số thuê bao Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang15 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 7 – Khai báo Account cho các Client Hình 8- client 3001 đã kết nối thành công với client thứ 3 là 3002 Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang16 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 9- Client 3001 đã kết nối đàm thoại thành công với client 3002 và đang nhận cuộc gọi... nhà Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang22 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk cung cấp dịch vụ là xác định phương hướng phát triển dịch vụ, trên cơ sở đó sẽ tiếp tục xây dựng tài liệu chuẩn cho các phần mở rộng liên quan Asteriskđang liên tục phát triển các tính năng đó trong Viễn thông Rất phổ biến trong các dịch vụ cung cấp VoIP/ Internet Telephony, Asterisk cung cấp nền tảng truyền thông... Dưới đây là cấu trúc khung của một gói tin RTP: Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang19 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk RTP packet Hình 13: Cấu trúc khung của gói tin RTP - - Header RTP gồm các thông tin cần thiết cho ứng dụng đích cấu trúc lại mẫu tiếng nói đã được chia nhỏ để truyền trên đường truyền • V (Version): Chỉ ra version của RTP – 2bit • P (Padding) : Cho biết có các byte đệm ở... 32bit Header Extension: Sử dụng cho các dạng tin yêu cầu thêm thông tin đặc biệt nào đó – 32bit Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang20 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch - Hệ thống VoIP Asterisk Payload: Dữ liệu cần truyền trong một gói RTP, trong trường hợp VoIP dữ liệu này là tín hiệu thoại đã được mã hóa – bội số của 32bit Sau đây chúng ta sẽ bắt một gói tin RTP trong quá trình thực hiện đàm thoại để phân tích:... cuộc gọi Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang21 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 15- Bắt gói bản tin SIP kết thúc cuộc gọi CHƯƠNG V: KẾT LUẬN SIP là giao thức báo hiệu linh hoạt, mềm dẻo và rất thích hợp khi sử dụng trong mạng IP SIP ngày càng trở nên phổ biến và đã trở thành một giao thức báo hiệu chính trong mạng VoIP SIP có phần mở rộng đồ sộ cho những tính năng, ứng dụng, dịch vụ... mạch Hệ thống VoIP Asterisk Hình 11- Phần mềm softphone có hỗ trợ cả videocall CHƯƠNG IV: BẮT VÀ PHÂN TÍCH GÓI TIN 1 Kịch bản cuộc gọi: Sau khi khai báo thuê bao xong ở cả hai softphone, softphone1 3001 (IP:192.168.1.101) thực hiện cuộc gọi tới soft phone 2 3000(IP:192.168.1.190) Softphone 2 nhấc máy, đàm thoại, softphone 1 gác máy kết thúc cuộc gọi Sau đây là quá trình phân tích các gói tin bắt được trên. .. tất cả các chức năng của nó trong mạng VoIP, phục vụ cho các doanh nghiệp, các ngành Công nghiệp một cách tối ưu nhất DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DNS Domain Name System HTTP Hypertext Transfer Protocol IEFT Internet Engineering Task Force ISDN Integrated Service Digital Network Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang23 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk MGCP Media Gateway Control Protocol... URL Universal Resource Locator VoIP Voice over Internet Protocol XCAP XML Configuration Access Protocol XML Extensible Markup Language XMPP The Extensible Messaging and Presence Protocol Tài liệu tham khảo : [1] Mark A.Miller, P.E 2002 “Voice over IP Technologies Building the Converged Network”, M&T Books Nhóm 2 - Lớp Đ07VTC1 Trang24 Chuyên đề Kỹ thuật chuyển mạch Hệ thống VoIP Asterisk [2] Henry Sinnreich, . rất được quan tâm. Trong quá trình tìm hiểu về VoIP, Nhóm 2-Đ07VTC1 đã quyết định chọn đề tài Tìm hiểu hệ thống VoIP trên Asterisk”, nội dung được trình. Hệ thống VoIP Asterisk Chương I: Đề xuất 3 giải pháp VoIP, so sánh và quyết định giải pháp triển khai Chương II : Triển khai VoIP trên hệ thống