TR ỜƢ NG ĐẠI HỌC BÁCH KH OA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN T HÔ NG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đ ề t à i: TỔNG ĐÀI ASTERISK VÀ CÔNG NGH Ệ VoIP NG ỜIƢ THỰC HIỆN : NGUYỄN THỊ QUỲNH TR ANG LỚP : 04DT1 NG ỜIƢ H ỚƢ NG DẪN : GVC.TS.NGUYỄN VĂN C ỜƢ NG ĐÀ NẴNG, 06 / 2009 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc ***** L Ờ I CAM ĐOAN Em tên là: Nguy ễ n Thị Quỳnh Trang Sinh viên lớp: 04ĐT1 Em xin cam đoan nội dung đồ án này không giống hoàn toàn với bất cứ đồ án ho ặ c công trình đã có từ trước. Nếu không đúng, em xin chịu hoàn toàn trách nhi ệ m. M Ụ C L Ụ C MỤC LỤC MỞ ĐẦU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VOIP 1 1.1 Giới thiệu c h ơngƣ 1 1.2 Khái quát về mạng VoIP 1 1.2.1 Giới thiệu 1 1.2.2 Khái ni ệ m 1 1.2.3 Đặc điểm của điện thoại IP 2 1.2.4 Các hình thức truyền thoại qua IP 4 1.2.5 Một số ứng dụng VoIP 6 1.2.6 Đặc tính của mạng VoIP 7 1.2.7 Yêu cầu chất lượng đối với VoIP 9 1.3 Kiến trúc và các thành phần mạng VoIP 10 1.3.1 Kiến trúc tổng quát mạng VoIP 10 1.3.2 Mô hình phân lớp chức năng 11 1.3.3 Các thành phần trong mạng VoIP 13 1.4 Kết luận ch ơngƣ 14 CHƢƠNG 2 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MẠNG VOIP 15 2.1 Giới thiệu c h ơngƣ 15 2.2 Các giao thức báo hiệu trong mạng VoIP 15 2.2.1 H.323 15 2.2.2 SIP 23 2.2.3 Giao thức SGCP (Simple Gateway Control Protocol) 31 2.2.4 Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol) 31 2.2.5 Kết luận chư ơ ng 32 CHƢƠNG 3 TỔNG ĐÀ I AST E RISK 33 3.1 Giới thiệu c h ơngƣ 33 3.2 Tổng đài IP-PBX 33 3.2.1 Một số mô hình cuộc gọi sử dụng tổng đài I P -PBX 36 Mục 3.3 Tổng đài Asterisk 37 3.3.1 Kiến trúc hệ thống Asterisk 39 3.3.2 Một số tính năng cơ bản 40 3.3.3 Ngữ cảnh ứng dụng 42 3.4 Asterisk với VoIP 44 3.4.1 Các thiết bị dùng trong VoIP 44 3.4.2 Các giao thức VoIP được Asterisk hỗ tr ợ 46 3.4.3 Các chuẩn nén và định dạng file 47 3.4.4 File cấu hình 50 3.4.5 Dialplan trong Asterisk 53 3.5 Kết luận ch ơngƣ 56 CHƢƠNG 4 TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ASTERISK 57 4.1 Giới thiệu ch ongƣ 57 4.2 Kết nối phần cứng 57 4.3 Cài đặt phần mềm 58 4.4 Cấu hình hệ thống Aterisk 59 4.5 Thực hiện cuộc g ọ i 62 4.6 Kết luận ch ơngƣ 64 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Những năm gần đây, số lượng người sử dụng Internet trên thế giới ngày một tăng. Mạng Internet đã phát tri ể n thành một mạng số liệu toàn cầu cho phép nhiều loại hình thông tin truyền đi trên đó. Ra đời sau mạng chuy ể n mạch kênh, sự phát triển của Internet liên quan nhiều đến các kỹ thuật của mạng PSTN. Rất nhiều người truy nhập vào Internet bằng modem thông qua đường dây điện thoại và mạng điện thoại có thể trở thành môi trường để truyền đi những thông tin số liệu. Các dịch vụ multimedia trên mạng Internet đang ngày càng phát tr i ể n, thông tin truyền trên Internet không chỉ còn là số liệu nữa mà bao gồm cả tiếng nói và hình ảnh. Mạng Internet và mạng PSTN đang có xu hướng hội nhập lại với nhau. Một biểu hiện của sự hội nhập giữa mạng Internet và mạng PSTN là dịch vụ truyền thoại qua mạng IP. Dịch vụ truyền thoại qua mạng IP trong vài năm gần đây đang phát t ri ể n rất mạnh. Nó hứa hẹn đem l ạ i nhiều lợi ích bao gồm giảm chi phí các cuộc gọi đường dài và tích h ợ p thoại và số liệu vào một mạng duy nhất dựa trên công nghệ chuy ể n mạch gói. Vì vậy, vi ệ c nghiên cứu và nắm bắt công nghệ VoIP đang được nhiều đối tượng quan tâm. Trong quá trình tìm hiểu em đã chọn đề tài : “Tổng đài ASTERISK và công ngh ệ VoIP”. Nội dung đề tài gồm 4 chương:  Chƣơng 1 Tổng quan về VoIP Trong chương này sẽ tìm hiểu các khái niệm VoIP, ứng dụng của VoIP, trình bày các ưu, nhược điểm cũng như yêu cầu chất lượng đối với VoIP và tìm hiểu về ki ế n trúc mạng và các thành phần của mạng VoIP.  Chƣơng 2 Các giao thức trong mạng VoIP Chương này sẽ trình bày các khái niệm, chức năng của giao thức báo hiệu trong mạng VoIP  Chƣơng 3 Tổng đài Asterisk Giới thiệu về tổng đài Asterisk, trình bày k i ế n trúc , tính năng và ngữ cảnh ứ ng dụng của tổng đài Asterisk, giới thiệu các giao thức của VoIP của tổng đài.  Chƣơng 4 Tri ể n khai hệ thống Asterisk Thực hiện thử nghi ệ m hình thức truyền tho ạ i qua môi trường IP để thấy được các tính năng mà hệ thống Asterisk đem l ạ i. Lời mở Trong quá trình làm đồ án, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn và s ự giúp đỡ của Thầy Cô, bạn bè. Suốt quá trình học tập, Thầy Cô đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu tạo cơ sở cho em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các Thầy Cô trong khoa Đi ệ n Tử-Viễn Thông. Đặc biệt là Thầy Nguyễn Văn Cƣ ờng đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu và cổ vũ, động viên em trong thời gian qua. Em xin chân thành cám ơn! Đà Nẵng, tháng 6 năm 2009 Sinh viên thực hi ệ n Nguy ễ n Thị Quỳnh Trang DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình PC to PC 5 Hình 1.2 Mô hình PC to Phone 5 Hình 1.3 Mô hình Phone to Phone 6 Hình 1.4 Mô hình kiến trúc tổng quan của m ạ ng VoIP 10 Hình 1.5 Mô hình phân cấp chức năng 11 Hình 1.6 Cấu hình m ạ ng VoIP trong xu hướng m ạ ng thế hệ mới NGN 13 Hình 2.1 Các giao thức sử dụng trong H.323 15 Hình 2.2 Các thành phần của H.323 16 Hình 2.3 Tập giao thức H.323 18 Hình 2.4 Quá trình thiết lập cuộc gọi H.323 22 Hình 2.5 Các thành phần của SIP 23 Hình 2.6 Hoạt động của Proxy server 25 Hình 2.7 Hoạt động của Redirect Server 26 Hình 2.8 Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP 27 Hình 3.1 Mô hình IP-PBX hay PBX “ m ề m” 33 Hình 3.2 Mô hình cuộc gọi nội bộ 36 Hình 3.3 Mô hình cuộc gọi từ máy IP ra m ạ ng PSTN 36 Hình 3.4 Mô hình cuộc gọi từ PSTN vào máy IP-PBX 37 Hình 3.5 Mô hình cuộc gọi sử dụng dịch vụ SIP công c ộ ng 37 Hình 3.6 Sơ đồ giao tiếp tổng quát. 38 Hình 3.7 Sơ đồ khối của Asterisk 39 Hình 3.8 IP BPX 42 Hình 3.9 Kết nối IP PBX với PBX 42 Hình 3.10 Kết nối giữa các server asterisk 43 Hình 3.11 Triển khai server IVR, VoiceMail, Conference Call 43 Hình 3.12 Phân phối cuộc gọi với hàng đ ợ i 44 Hình 3.13 Các chu ẩ n nén 48 Hình 3.14 Các định dạng file 48 Hình 4.1 Mô hình triển khai hệ thống Asterisk trong m ạ ng LAN 57 Hình 4.2 Giao diện Fedora Core 8 58 Hình 4.3 Giao diện softphone X-lite 3.0 59 Hình 4.4 Cấu hình softphone 60 Hình 4.5 Softphone X- L it e đăng ký thành công tài khoản 200 61 Hình 4.6 Các user đã được xác nhận của hệ thống Asterisk PBX 61 Hình 4.7 User 200 rung chuông 201 62 Hình 4.8 Cuộc gọi được thiết lập giữa user 200 và 201 62 Hình 4.9 Lời nhắn được g ử i đến voicemail box của user 200 63 Hình 4.10 Truy nhập vào voicemail của user 200 bằng cách bấm gọi 500 63 Hình 4.11 Cuộc gọi giữa user 200 với skype-username 64 Danh mục hình DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 So sánh giữa PBX truy ề n thống và IP-PBX 34 Bảng 3.2 Hệ thống quản lý file trong Asterisk 50 Danh mục bảng CÁC TỪ VIẾT TẮT A AA Automated Attendant ACD Automatic Call Distribution Phân phối cuộc gọi tự động ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ ATA Advanced Technology Attachment Chuẩn truyền dữ liệu cho các thiết bị lưu trữ. ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường truyền thuê bao số bất đồng bộ API Application Program Interface Giao diện ứng dụng ARP Address Resolution Protocol Giao th ứ c phân gi ải đị a ch ỉ ARP C CRC cyclic redundancy check Kiểm tra vòng dư CPL Call Processing Language Ngôn ngữ xử lí cuộc gọi COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở chung D DTMF Dual Tone Multi Frequency Đa tần kép Các từ viết H HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao th ứ c truy ền siêu văn bả n I IAX Inter-Asterisk eXchange IP Internet Protocol Giao thức Internet IPDC Internet Protocol Device Control Giao thức đ i ề u khiển thiết b ị IVR Interactive Voice Response Tương tác thoại M MAC Media Access Control Khả năng kết nối ở tầng vật lý MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa đi ể m MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức đ i ề u khiển Media Gateway MGW Media GateWay Cổng truyền thông MGWC Media GateWay Controller Đi ề u khiển cổng truyền thông MIME Multipurpose Internet Mail Extension Mở rộng thư tín Internet đa mục đích: Giao thức thư điện tử . 14 CHƢƠNG 2 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MẠNG VOIP 15 2. 1 Giới thiệu c h ơngƣ 15 2. 2 Các giao thức báo hiệu trong mạng VoIP 15 2. 2.1 H. 323 15 2. 2 .2 SIP 23 2. 2.3 Giao thức. 13 Hình 2. 1 Các giao thức sử dụng trong H. 323 15 Hình 2. 2 Các thành phần của H. 323 16 Hình 2. 3 Tập giao thức H. 323 18 Hình 2. 4 Quá trình thiết lập cuộc gọi H. 323 22 Hình 2. 5 Các thành. ơngƣ 1 1 .2 Khái quát về mạng VoIP 1 1 .2. 1 Giới thiệu 1 1 .2. 2 Khái ni ệ m 1 1 .2. 3 Đặc điểm của điện thoại IP 2 1 .2. 4 Các hình thức truyền thoại qua IP 4 1 .2. 5 Một số