THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 1 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
CHƯƠNG III: HỖ TRỢ DỊCH VỤ ĐA PHƯƠNG
TIỆN VÀ QUẢN LÝ PHIÊN

III.1 GIỚI THIỆU
Hai đặc tính chủ yếu của các mạng 3G là khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện và
môi trường thường trú ảo (VHE:Virtual Home Environmet). Đây là một mạng có khả năng hỗ
trợ các nhiều dịch vụ hơn ngoài thông tin thoại truyền thống (các dịch vụ không yêu cầu thời
gian thực,các ứng dụng dữ liệu như Word Wide Web và E-mail ).Sau đó là nơi mà người sử
dụng các mạng 3G lưu trữ các sở thích và dữ liệu của họ .Chương này sẽ tìm hiểu cách thức
các chức năng này được cung cấp trong một mạng IP. Điều này bắt đầu với việc thảo luận các
khái niệm về quản lý phiên (Session Management).Một sự truyền tin đa phương tiện,như một
cuộc gọi điện thoại –video, được gọi là một phiên.Có một số chức năng khác nhau được yêu
cầu để hỗ trợ để cung cấp và hỗ trợ các phiên.Chương này đặc biệt tập trung vào các chức năng
điều khiển mặt phẳng quản lý phiên .Tiếp theo sẽ tìm hiểu ngắn gọn các phiên hiện tại và chức
năng VHE được sử dụng trong 2G/R99 UMTS và trong Internet.Bên trong Internet điều khiển
mặt phẳng quản lý phiên đối với các dịch vụ thời gian thực.Hai giao thức chính để thực hiện
vai trò này sẽ được xem xét.H.323 hiện tại đang được sử dụng,ngược lại SIP (Session Initiation
Protocol) là một chuẩn IETF mới hơn .SIP bao gồm trong các thế hệ tiếp theo của chuẩn
UMTS.Chương này sau đó sẽ xem xét các ví dụ về sức mạnh của IP,cách đặt nó vào sử dụng
trong mạng 3G, đặc biệt cách nó được sử dụng để liên kết giữa mạng điện thoại truyền thống
và mạng IP,và cách SIP có thể cho phép đạt được các dịch vụ cao cấp của mạng.Trong suốt
chương này,SIP được xem xét trong bối cảnh tương lai,di động và Internet đa phương tiện.
III.2 QUẢN LÝ PHIÊN
III.2.1 PHIÊN LÀ GÌ?
Một phiên là một chuỗi các thông tin có ý nghĩa giữa 2 hoặc nhiều điểm đầu cuối.Các
phiên được hỗ trợ bởi tính kết nối (như kết nối TCP/IP) để cung cấp các kết nối vật lý nhằm
đảm bảo rằng các luồng bit đến đúng các điểm cuối.Phiên cung cấp thêm các hỗ trợ để cho
phép các đầu thu xác định một luồng bit có được biến đổi vào luồng audio không.
Một phiên có thể có nhiều kết nối liên kết với nó.Ví dụ một cuộc hội nghị video, ở đây

phần audio và video được gửi qua các kết nối tách riêng.
III.2.2 CHỨC NĂNG CỦA CÁC GIAO THỨC QUẢN LÝ PHIÊN
Các giao thức lớp phiên được sử dụng để tạo,sửa đổi ,kiểm tra và kết thúc phiên với một
hoặc nhiều người tham gia .Các phiên này bao gồm các hội nghị đa phương tiện và các cuộc
gọi điện thoại Internet.
Để minh họa cho vấn đề này,chúng ta sẽ xem xét một thủ tục điển hình được yêu cầu để
thiết lập một cuộc gọi điện thọai Internet cách đây hơn 7 năm.Hai người sử dụng đầu tiên phải
đảm bảo rằng họ sử dụng cùng một ứng dụng,thỏa thuận về mã tín hiệu thoại ,tốc độ lấy mẫu ,
sự nén dữ liệu,mã lỗi sẽ được sử dụng .Các địa chỉ IP sẽ được trao đổi,và UDP được chấp nhận
như một cơ chế điều khiển truyền tải,như vậy kết nối có thể được thiết lập.Tại thời điểm này
người sử dụng sẽ ngừng nói chuyện và chuẩn bị cho các máy tính của họ.Ngày nay toàn bộ quá
trình xử lý này là một phần của “Sự khởi đầu phiên” hoặc “điều khiển mặt phẳng của quản lý
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 2 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
phiên” và có một số giao thức khác nhau tồn tại để cho quá trình xử lý này được dễ dàng .Quá
trình xử lý này sẽ được tìm hiểu sâu trong chương này.
Điển hình ,sự cố gắng đầu tiên để thiết lập một cuộc gọi thoại IP, tiếng nói sẽ bị méo
nghiêm trọng,bởi vì lưu lượng khác trong mạng Ethernet nội bộ sẽ là nguyên nhân gây ra
những tác động xấu, biến đổi ,và trễ gói.Trễ gói ảnh hưởng rất nghiêm trọng đối với truyền tin
thời gian thực, điều đó có thể gây khó chịu cho người nghe. Để sự truyền tin đạt chất lượng tốt
thời gian trễ từ đầu cuối đến đầu cuối thường không vượt quá 150ms.Có nhiều nguyên nhân
gây ra trễ:trễ đóng gói,trễ truyền dẫn ,trễ hàng đợi ,và trễ bộ đệm.Trễ đóng gói là thời gian để
đóng đầy một gói,và thời gian này thường phải nhỏ hơn 20ms. Điều này giải thích tại sao các
gói dữ liệu trong thông tin thoại thường rất nhỏ.Trễ truyền dẫn là thời gian tối thiểu để các gói
được phát qua môi trường vật lý và xử lý tại các router.Trễ hàng đợi là các trễ biến đổi tại các
router do sự chia sẽ lưu lượng tại router.Trễ bộ đệm là có bao nhiêu gói đang đợi tại bộ đệm ở
đầu thu,do có nhiều gói đến và bộ xử lý không xử lý kịp nên phải đưa bớt vào bộ đệm,do đó
gây ra trễ .Nói chung bất kỳ dạng trễ nào cũng đều gây ra méo tín hiệu thoại ở đầu thu. Để khắc

phục vấn đề này,giao thức thời gian thực(RTP: Real-Time Protocol) và kết hợp với giao thức
điều khiển thời gian thực RTCP(Real –Time Control Protocol) thường được sử dụng trong
Internet . Đây là các giao thức lớp phiên,các giao thức end-to-end không yêu cầu bất kỳ sự hợp
tác nào từ mạng.Cũng như giải quyết vấn đề của hiện tượng jitter, điều này đặc biệt hữu ích khi
một phiên bao gồm nhiều kết nối (audio và video ).Mặc dù RTP và RTCP (mặt phẳng dữ liệu)
là các giao thức quản lý phiên,chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng truyền tin.Nếu
không sử dụng RTP/RTCP một cuộc gọi điện thoại Internet chỉ được thực hiện khi 2 máy kết
nối trực tiếp với nhau.
III.2.3 TÌNH TRẠNG HIỆN TẠI
III.2.3.1 QUẢN LÝ PHIÊN
Chức năng quản lý phiên có vẽ rất cần thiết,nhưng quản lý phiên ngày nay thường
không được chú trọng .Về cơ bản “phiên” là một từ chung bao gồm tất cả từ truyền tin đa
phương tiện thời gian thực đến tải dữ liệu xuống từ Web,rõ ràng quản lý phiên hiện tại chỉ được
xem xét trong phạm vi truyền tin đa phương tiện hoặc truyền tin thời gian thực .Các lý do này
sẽ trở nên rõ ràng hơn trong các phần tiếp theo để xem xét cách các phiên này được quản lý
trong các mạng hiện tại .
TRONG MẠNG DI ĐỘNG 2G
Các mạng điện thoại chuyển mạch mạch truyền thống,chỉ hỗ trợ một dịch vụ , đó là
thoại.Một phiên thoại được hiểu là một cuộc gọi điện thoại.Tốc độ dữ liệu và sơ đồ mã hóa
được xác định rõ ràng,và đặc biệt là các khối inter-working-các media gateway cần phải có để
chuyển dữ liệu giữa các sơ đồ mã hóa sử dụng trong các hệ thống khác nhau (Ví dụ,giữa mạng
PSTN tốc độ 64 kb/s và các mạng di động 2G tốc độ 14kb/s.Quản lý phiên và chất lượng dịch
vụ tổ hợp chặt chẽ trong các ứng dụng và mạng.Các đặc tính như chuyển hướng phiên (ở đây
một cuộc gọi điện thoại đến có thể được gửi một lần nữa từ cơ quan đến điện thoại di động ) và
chờ cuộc gọi được cung cấp sử dụng thiết bị chuyên dụng, được biết như là nền tảng của mạng
thông minh(IN).
Phương pháp này chỉ đạt hiệu quả đối với các dịch vụ đơn .Không có sự thương lượng
trong một phiên.Mạng có thể dễ dàng cung cấp chất lượng dịch vụ sử dụng công thức của
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM


THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 3 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Erlang để cung cấp tài nguyên.Tuy nhiên sẽ rất khó khăn để hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện
đối với phương pháp này.
Trong mạng di động thế hệ 2,5G (GPRS) vẫn không có khái niệm của một phiên rõ
ràng.Và một lần nữa quản lý phiên và quản lý chất lượng dịch vụ được kết hợp chặt chẽ với
nhau.Người sử dụng thiết lập một phạm vi PDP và kết nối đến nhà cung cấp mạng thâm nhập
của họ-Một ISP hoặc một LAN nội bộ công ty.Họ có thể thâm nhập dịch vụ như duyệt Web và
E-mail nhưng các dịch vụ liên quan đến thời gian thực sẽ không được hỗ trợ .Và các dịch vụ
multicast cũng không hoạt động sử dụng GTP.
TRONG INTERNET
Duyệt Web và E-mail là các ứng dụng phổ biến nhất được sử dụng trong Internet. Ở đây
duyệt Web được xem như một ví dụ của quản lý phiên hiện tại.Về cơ bản chỉ có một loại của
download Web-Người sử dụng tìm một máy và lấy dữ liệu sử dụng giao thức TCP để cung cấp
sự truyền dẫn tin cậy.Trên thực tế,hệ thống tên miền DNS được sử dụng để tìm địa chỉ IP cho
phép một kết nối được thiết lập đến đúng server Web.Loại MIME (Multipurpose Internet Mail
Extensions) của phiên thông tin,thông báo cho trình duyệt Web loại dữ liệu gì sẽ được
nhận.Tuy nhiên không có sự thỏa thuận thông tin này-người sử dụng không thể chọn một
phiên bản “gif” qua một “jpeg” của một file-File đã được viết rồi và lưu trong đĩa.
III.2.4 KHÁI NIỆM VHE
VHE (Virtual Home Environment)là một khả năng mà nhờ đó người sử dụng có thể
được cung cấp cùng một dịch vụ trong một mạng bên ngoài giống như mạng thường trú của
họ.Khi một người sử dụng được kết nối, ở đây đầu cuối có thể là di động ,cố định hoặc vệ
tinh,người sử dụng sẽ được kết nối đến VHE của họ để sau đó có thể đáp ứng dịch vụ cho kết
nối và đầu cuối đang sử dụng.Trước khi một người sử dụng được liên lạc với người khác,thì
VHE phải được tra hỏi-để hầu hết các đầu cuối thích hợp có thể được sử dụng và truyền thông
tin đến các đầu cuối và các kết nối của các bên tham gia.
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G

GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 4 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU

Hình III.1 VHE(Virtual Home Environment): Môi trường thường trú ảo
Do đó có một mối quan hệ chặt chẽ giữa quản lý phiên-thương lượng các đặc tính của
phiên và khái niệm VHE .
BÊN TRONG CÁC MẠNG 2G/3G
Khái niệm VHE trong các mạng 3G tương đương với CAMEL (Customised
Application for Mobile network Enhanced Logic ) trong GSM.CAMEL là một giao thức
chuyên dụng của GSM dựa trên nền của mạng thông minh cho phép người sử dụng có thể di
chuyển đến các mạng bên ngoài và vẫn đạt được một vài dịch vụ cao cấp mà mạng thường trú
cung cấp.CAMEL được thiết kế để hỗ trợ tạo và điều khiển dịch vụ mềm dẻo.Vì vậy người vận
hành có thể triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng một cách nhanh chóng.Các dịch vụ này có thể
được truy nhập bởi người sử dụng,thậm chí khi họ đang chuyển mạng.CAMEL cho phép thực
hiện điều này bằng cách cung cấp các giao diện chuẩn giữa thực thể mạng điều khiển các dịch
vu mới (được gọi là chức năng điều khiển dịch vụ GSM –gsmSCF) và các chuyển mạch của
các mạng khác.
Hình III.1 mô tả cấu trúc chung của CAMEL.Ngoài các thiết bị chuẩn của GSM (như
HLR,MSCs và VLR).Một thực thể mới được giới thiệu:the CAMEL Service
Environment(CSE) chứa đựng gsmSCF .Chức năng mới cũng được thêm vào chuyển mạch di
động :the gsmSSF (Service Switching Funtion).
CAMEL được mở rộng để sử dụng trong các phiên bản sau của UMTS -kể cả vùng
chuyển mạch gói (PS) và khả năng sử ứng dụng của điện thoại IP.Giao diện giữa CSCF và CSE
vẫn đang được thảo luận trong 3GPP (Third Generation Partnership Project).Vùng IM (Instant
Messaging) sẽ có các tùy chọn đối với SIP,CAMEL và PARLAY-Loại giao diện để tạo dịch
vụ.PARLAY.
Các dịch vụ
VHE(Virtual Home Environment):Môi trường thường trú ảo
Mạng thâm nhập
UMTS1


UMTS2

UMTS2

Hệ thống đầu cuối
Hệ thống mạng
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 5 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU



Hình III.1 Cấu trúc chức năng hỗ trợ của CAMEL.
Trong đó :
IPLMN(
VPLMN(Visited network):
GMSC(Gateway Mobile Switch Centre) :trung tâm chuyển mạch di động cổng
VMSC(Visited MSC):MSC tạm trú
VLR(Visited Location Register) :thanh ghi định vị tạm trú
HLR(Home Location Register):thanh ghi định vị thường trú
MAP(Mobile Application Part):phần ứng dụng di động
MT(Mobile Terminating):kết cuối ở trạm di động
MO(Mobile Originating): khởi đầu ở trạm di động.
SSF(Service Switch Funtion):chức năng chuyển mạch dịch vụ
SCF(Service Control Funtion):chức năng điều khiển dịch vụ.
CAP(CAMEL Application Part):phần ứng dụng CAMEL)
CSE(CAMEL Service Environment):môi trường dịch vụ CAMEL.
CAMEL
Service

Environment
(SCE)
gsm
SCF

HLR
GMSC
gsm
SSF

GMSC
VLR
gsm
SSF

Mạng thường trú (HPLN)
MT call
Nhánh gọi
đến.
CAP

MAP

MAP
CAP

MT
MO
MAP
Nhánh

chuyển mạng
IPLMN

VPLMN

MO call-Nhánh gọi đi (hoặc điều kiện
chuyển cuộc gọi
Cuộc gọi không điều
ki
ện

DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 6 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
III.3CÁC GIAO THỨC KHỞI ĐẦU PHIÊN
Phần trước đã nêu rõ các giao thức khởi đầu phiên gì được yêu cầu để tìm một người sử
dụng và cho phép các việc truyền tin đa phương tiện được thiết lập.Khi phiên đang được kết
nối thì RTP và RTCP được sử dụng để quản lý phiên.Tuy nhiên các giao thức cho khởi đầu
phiên thì H.323 thuộc chuẩn ITU và SIP (Session Initiation Protocol) thuộc chuẩn IETF sẽ
được sử dụng .
Để nghiên cứu các giao thức khởi đầu phiên này chúng ta chỉ tập trung vào các ứng
dụng thời gian thực và truyền tin đa phương tiện,vì đây là các ứng dụng mà các giao thức
khởi đầu phiên sẽ đem lại các lợi ích lớn nhất.
Một trong những thách thức lớn nhất của các mạng IP thế hệ sau là cung cấp các dịch vụ
hội nghị đa phương tiện.Hơn nữa giới thiệu các dịch vụ mới qua mạng điện thoại truyền
thống.Bên cạnh các vấn đề chung là hỗ trợ các dịch vụ thời gian thực trong mạng IP, ở đây
đưa ra sự quan tâm đặc biệt nhất vào việc điều khiển các dịch vụ bổ sung và vào cơ cấu
triển khai và sự phát triển chúng.Hai phương pháp triển vọng nhất để hỗ trợ các dịch vụ đa
phương tiện qua mạng IP là bộ giao thức H.323 (ITU-T) và SIP (IETF). Đã có nhiều sự so

sánh của 2 giao thức này đã được công bố,nhưng cấu trúc dịch vụ của chúng thì ít khi được
quan tâm.Mặc dù cấu trúc 2 giao thức là khá giống nhau ,nó vẫn có sự khác nhau đáng kể
về cấu trúc các dịch vụ bổ sung.
III.3.1 GIAO THỨC H.323
ITU-T bắt đầu đưa ra giao thức báo hiệu Voip vào tháng 5-1995,vào tháng 12-1996 ,một
nhóm nghiên cứu đã đưa ra giao thức H.323 được biết như là “Chuẩn cho các hội nghị
video thời gian thực qua các mạng LAN không đảm bảo chất lượng dịch vụ”.Phần này giới
thiệu sự mô tả các đầu cuối và các thực thể khác như:Gatekeeper,Gateway,các khối điều
khiển đa điểm để cung cấp truyền tin đa phương tiện qua các mạng chuyển mạch gói cơ
sở,hỗ trợ cho audio là có tính chắt bắt buộc,còn thoại và video là tuỳ chọn.Giao thức H.323
định nghĩa điều khiển cuộc gọi cơ bản và thiết lập báo hiệu cho các cuộc hội nghị đa
phương tiện đa điểm.Quy trình một cuộc gọi cơ bản gồm có chức năng báo hiệu RAS và
chức năng báo hiệu cuộc gọi.Chức năng báo hiệu RAS được yêu cầu để đăng ký các điểm
cuối , điều khiển nhận và giải quyết địa chỉ.Chức năng điều khiển cuộc gọi bao gồm thiết
lập kết nối,khả năng trao đổi và mở các kênh logic.
Chuẩn giao thức H.323 nhằm xác định cách kết hợp nhiều giao thức thành một hệ thống
dành cho việc truyền thoại qua mạng IP.Mối quan hệ của các giao thức trong chuẩn H.323
được thể hiện trong hình III.2:

DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 7 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU


Hình III.2 Các giao thức trong chuẩn H.323
Qua hình trên,các ứng dụng yêu cầu thời gian thực sử dụng giao thức UDP và phần mào
đầu của giao thức truyền tải thời gian thực RTP sẽ được bổ sung vào dữ liệu UDP,còn các
ứng dụng dữ liệu không yêu cầu thời gian thực,các gói tin phát bị hỏng,sai có thể phát
lại.Các ứng dụng này sử dụng TCP cho lớp truyền tải .Cả TCP và UDP cùng chạy trên IP.

Đặc trưng trong các giao thức của chuẩn H.323 dùng trong Video và thoại là có kèm
giao thức RTP .Giao thức này được sử dụng để truyền các tín hiệu thoại và video đã số hóa
trên mạng .RTP cung cấp 2 phương tiện chủ chốt , đánh số thứ tự trong mỗi gói để cho phép
nơi nhận phát hiện ra việc phát chuyển không đúng thứ tự hoặc bị mất gói tin và đánh dấu
thời gian để nơi nhận dữ liệu có thể tái tạo lại thời gian của dữ liệu ban đầu.
III.3.2 SIP(SESSION INITIATION PROTOCOL)
Giao thức SIP thì phát triển gần đây hơn giao thức H.323 ,nó bắt đầu triển khai từ giữa
năm 1996 và năm 1999 trong nhóm IETF MMUSIC và tại đại học Colombia.Nó là một giao
thức nhỏ hơn H.323,nó độc lập với lớp truyền tải mặc dù hầu hết sự thực thi của nó sử dụng
Video I/O
Equipment
Video codec
H.261,H.263
Audio I/O
Equipment
Audio code
G.711,G.722
G.723,G.728
G.729


RTP


UDP
User Data
Application

System control
System control

User Interface
H.245 control
Call control
H.255.0
RAS control
H.255.0




TCP
UDP












IP
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 8 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
truyền tải UDP.Bằng cách sử dụng UDP,nó dễ dàng thực hiện các ứng dụng như định vị

người sử dụng hoặc các ứng dụng trung tâm cuộc gọi.Không giống giao thức H.323 nó
không chỉ rõ bất kỳ nguồn tài nguyên dành riêng hoặc việc bảo mật nào,các giao thức khác
sẽ xử lý các vấn đề này .
SIP cũng cho phép mở rộng các báo cáo lỗi và trạng thái nhiều hơn H.323.SIP hầu hết
được sử dụng để mang các bản tin diễn tả phiên và được xác định bởi giao thức diễn tả
phiên SDP nhưng thậm chí điều này còn có thể xử lý mềm dẻo hơn.
SIP cung cấp chức năng điều khiển và báo hiệu cho một phạm vi rộng lớn của truyền tin
đa phương tiện.Chức năng chính của nó là : định vị các đầu cuối,yêu cầu phiên dịch vụ và
thương lượng các thông số của phiên. Để thực hiện các chức năng này,SIP cung cấp một số
bản tin dạng text-based nhỏ để trao đổi giữa các thực thể đồng cấp của SIP (đại lý người
dùng SIP trong đại lý người sử dụng).Các thực thể mạng như:Proxy servers, hoặc redirect
servers mà các bản tin có thể đi qua,có thể được sử dụng để hỗ trợ như phân tích địa chỉ .
IETF đề xuất SDP (Session Description Protocol):giao thức mô tả phiên,trên thực tế nó
không phải là một giao thức,mà nó là một cấu trúc dạng text-based mô tả dạng truyền thông
mà có thể được mang trong phần nội dung của bản tin SIP.Vì bản tin nội dung là trong suốt
nên bất kỳ sự mô tả phiên nào cũng có thể được chuyển đi kể cả Weblink

Hình III.3 Bộ giao thức SIP (IETF)






Data
Services
Application & System
control
AV I/O Equipment



Audio


Video

SIP

RTP










Other
Services

TCP

UDP

IP
Call control Famework
Calltransfer …
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM


THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 9 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
SIP là một giao thức báo hiệu cho việc khởi đầu,quản lý và kết thúc phiên thoại và video
qua các mạng chuyển mạch gói cơ sở ,các phiên SIP bao gồm một hoặc nhiều bên tham gia
và có thể sử dụng truyền tin unicast và multicast .Vay mượn từ các giao thức Internet khắp
nơi ,như HTTP và SMTP,SIP là một giao thức dạng text-encoded và có khả năng mở rộng
cao.SIP có thể được mở rộng để cung cấp các đặc tính và các dịch vụ như dịch vụ điều
khiển cuộc gọi,tính di động,thao tác với các hệ thống điện thoại hiện hành và nhiều dịch vụ
khác nữa.
SIP là một giao thức đồng cấp cho phép các thiết bị đầu cuối(User-Agents-Uas) khởi
đầu các phiên .
SIP sử dụng nhiều giao thức đang hiện hành của IETF để cung cấp:
v Định dạng bản tin (HTTP:Hyper text Transfer Protocol)
v Thương lượng phương tiện(SDP:Session Description Protocol)
v Truyền thông(RTP:Real Time Protocol,RTSP:Real Time Streaming Protocol)
v Đánh địa chỉ(URL Uniform Resource Locators)
v Giải quyết tên và tính di động (DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol)
v Ứng dụng mã hóa (MIME:Multipurpose Internet Mail Extensions)
v Bảo mật (TLS: Transport Layer Security )
Các thành phần của SIP :
ü User Agent-bắt buộc
ü SIP gateway-tùy chọn
ü Registra server-tùy chọn
ü Proxy server-tùy chọn
ü Redirect server-tùy chọn
Mỗi thành phần có các chức năng riêng biệt và tham gia vào quá trình truyền tin như khách
hàng (khởi đầu yêu cầu),như một server ( trả lời yêu cầu) hoặc có thể cả hai.
• User Agent:












Hình III.4 Mô tả User Agent
Một User Agent (UA) là một thực thể điểm cuối .UA khởi đầu và kết thúc phiên bằng
cách trao đổi các yêu cầu và các đáp ứng.UA có thể được xem như là một ứng dụng mà chứa cả
User Agent Client (UAC) và User Agent Server(UAS),như sau:
User Agent Client (UAC):là một ứng dụng khách hàng để khởi đầu phiên
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 10 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
User Agent Server (UAS): là một ứng dụng server để liên lạc với người sử dụng khi một
yêu cầu SIP đã được chấp nhận và gởi lại một đáp ứng cho người sử dụng.
Một vài thiết bị mà có thể có chức năng trong mạng SIP là: workstations, IP-phones
,Telephony-gateways,call Agent và các dịch vụ trả lời tự động
• Proxy server:
Proxy server là một thực thể trung gian mà hoạt động như người sử dụng và server nhằm
mục đích thiết lập yêu cầu đến các người sử dụng khác.Các yêu cầu được bảo quản bên
trong các proxy server hoặc đi qua chúng,sau đó được truyền đi một cách chính xác đến các
server khác.Một proxy giải thích và nếu cần thiết là viết lại một bản tin yêu cầu trước khi
chuyển nó đi.


















Hình III.5:Mô tả proxy server
• Redirect server:
Một redirect server là một server mà để chấp nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ SIP của
người bị gọi sang zero (nếu nó không biết địa chỉ ) hoặc các địa chỉ mới và gởi trở lại người
sử dụng.Khác với proxy server,Redirect server không chuyển yêu cầu đến các server khác.












DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 11 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU



Hình III.6 Mô tả Redirect server
• SIP Gateway:
Dùng để chuyển đổi giữa mạng sử dụng giao thức SIP đến và từ mạng không sử dụng
giao thức SIP.
















Hình III.7:Mô tả gateway SIP

• SIP Registra server:
Registra server là một server mà chấp nhận yêu cầu đăng ký nhằm để cập nhật cơ sơ dữ liệu
định vị cùng với thông tin của người sử dụng trong yêu cầu.
SIP registra server chủ yếu dành cho tính di động
Nó không định tuyến bản tin SIP , điều khiển đăng ký từ SIP UAS














DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 12 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU


Hình III.7:Mô tả Registra server
Các thông điệp:
Các loại thông điệp:
Có 2 loại thông điệp SIP:
ü Các yêu cầu-gởi từ người sử dụng đến server

ü Các đáp ứng-gởi từ server đến người sử dụng
Các yêu cầu:
v INVITE-khởi đầu một cuộc gọi,thay đổi thông số cuộc gọi (yêu cầu lại)
v ACK-Xác nhận đáp ứng cuối cùng cho INVITE
v BYTE-kết thúc cuộc gọi
v CANCEL-hủy bỏ các cuộc gọi chưa quyết định,không kết thúc các cuộc gọi
đã được chấp nhận.
v OPTIONS-Chất vấn khả năng của các server
v Register-đăng ký với server định vị(registra server của một vùng)
v INFO-Gởi thông tin giữa phiên để không thay đổi trạng thái phiên
Các đáp ứng:
Thông điệp đáp ứng chứa các mã đáp ứng ,bộ mã đáp ứng SIP là một phần của mã đáp
ứng cơ sở của HTTP.Có 2 loại đáp ứng và có 6 lớp.
Các loại đáp ứng:
Đáp ứng tạm thời (lớp 1xx) –đáp ứng tạm thời được sử dụng bởi server để cho biết tiến
trình ,nhưng chúng không kêt thúc sự giao dịch SIP
Đáp ứng sau cùng (Các lớp 2xx,3xx,4xx,5xx,6xx) các đáp ứng sau cùng kết thúc phiên
SIP.
Các lớp:
1xx-đáp ứng thông tin cuộc gọi
2xx-đáp ứng đã thành công
3xx-đáp ứng gởi lại địa chỉ ,chuyển cuộc gọi
4xx-đáp ứng lỗi người sử dụng
5xx-đáp ứng lỗi server
6xx-đáp ứng lỗi toàn cầu
Các mã đáp ứng mẫu:
100-tiếp tục
180-rung chuông
200-OK
300-lựa chọn nhiều điểm

301-di chuyển vĩnh cữu
302-di chuyển tạm thời
400-yêu cầu xấu
401-không cho phép
403-Forbidden
408-yêu cầu time-out
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 13 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
480-không sẵn sàng
481-nhánh cuộc gọi/phiên không tồn tại
482-phát hiện lặp
5xx-lỗi server
600-bận
603-từ chối
604-không tồn tại
606-không chấp nhận
Phần thông điệp:
Các thông điệp SIP bao gồm 3 phần:
Start line:
Mọi bản tin SIP đều bắt đầu với phần “Start line”,phần start line chuyển loại thông điệp
(loại thứ tự trong các yêu cầu và mã đáp ứng trong các đáp ứng) và giao thức phiên .Start line
có thể là một Request-line (các yêu cầu) hoặc một Status-line (trong các đáp ứng) như sau:
Request line bao gồm một Request URI để cho biết người sử dụng hoặc server đang
thực hiện yêu cầu này, địa chỉ này có thể được ghi lại bởi các proxy.
Status-line giữ status-code và kết hợp nó với cụm văn bản.
Phần header:
Phần header của SIP được sử dụng để chuyển thuộc tính thông điệp và thay đổi ý nghĩa
thông điệp,chúng tương tự vùng header của HTTP nên luôn luôn có dạng:

<name>:<value>
Các header có thể nối qua nhiều đường.Một vài header SIP như :VIA ,Contact,Route và
Request –Route có thể xuất hiện nhiều lần trong thông điệp.
Body(nội dung):
Phần nội dung dùng để mô tả phiên đã được bắt đầu (Ví dụ,trong một phiên đa phương
tiện,phần này có thể bao gồm các loại mã video và audio,tốc độ lấy mẫu…)hoặc nó có thể được
sử dụng để chứa nguyên bản không rõ ràng hoặc dữ liệu nhị phân liên quan đến phiên.Phần nội
dung của thông điệp có thể xuất hiện trong cả các yêu cầu lẫn các thông điệp đáp ứng.SIP tạo
một sự khác biệt rõ ràng giữa thông tin báo hiệu được chuyển trong start-line và các header và
thông tin mô tả phiên.Loại nội dụng có thể gồm:
SDP-Session Description protocol .
MIME-Multipurpose Internet Mail Extensions
Hoặc các giao thức khác.
III.3.3 KHỞI ĐẦU PHIÊN CHO 3G
Giao thức SIP là một giao thức đơn giản hơn và mềm dẻo hơn giao thức H.323.Nếu việc
ánh xạ từ SIP đến H.323 là tương đối dễ dàng nhưng điều ngược lại là không đúng,do đó
các mạng 3G quyết định xử dụng SIP hơn là sử dụng H.323 ,vì vậy SIP sẽ được thảo luận
chi tiết hơn
III.4 CHI TIẾT GIAO THỨC SIP
III.4.1HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA SIP
Phần này mô tả sự tương tác giữa các thực thể SIP.
Báo hiệu SIP từ đầu cuối đến đầu cuối,không có server
Quá trình thiết lập và kết thúc phiên được mô tả như sau:
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 14 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Thiết lập phiên:
1. Người gọi (User Agent Client) gởi một thông điệp INVITE đến UAS .Thông điệp này
cũng chứa một gói SDP mô tả khả năng truyền thông của đầu cuối đang gọi.

2. UAS nhận yêu cầu và lập tức trả lời bằng một thông điệp đáp ứng 100-Trying
3. UAS bắt đầu “ringing” để biết có một cuộc gọi mới. Đồng thời một thông điệp 180
(Ringing) được gởi đến UAC.
4. Người bị gọi nhấc máy và UAS gởi một thông điệp 200 (OK) đến người gọi (UA)
.Thông điệp này cũng chứa một gói SDP mô tả khả năng truyền thông của đầu cuối người bị
gọi.
5. Người gọi (UAC) gởi một thông điệp ACK để xác nhận đáp ứng 200 (OK) đã được
nhận.
Kết thúc phiên:
Quá trình kết thúc phiên được mô tả như sau:
1. Người gọi quyết định kết thúc cuộc gọi và đặt máy. Đồng thời thông điệp BYE được gởi
từ UAC đến UAS.
2. UAS trả lời bằng một thông điệp 200 (OK) ,cho biết rằng cuộc đàm thoại đã kết thúc.

DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 15 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU

Hình III.8 Thiết lập phiên SIP và kết thúc cuộc gọi
III.4.2 SIP VÀ ĐỊNH VỊ NGƯỜI SỬ DỤNG
Cuộc gọi SIP với Redirect Server:
1. Đầu tiên một bản tin SIP “INVITE” được gởi đến người nhận,nhưng đường báo hiệu tìm
đến Redirect server trước.
2. Redirect server tìm vị trí hiện tại của người nhận trong dịch vụ định vị sử dụng giao thức
khác SIP (ví dụ LDAP).
3. Dịch vụ định vị gởi lại địa chỉ hiện tại của người nhận.( địa chỉ SIP).
4. Redirect server gởi thông tin này đến người gọi UAC sử dụng đáp ứng 302 (Moved
Temporarily).Trong thông điệp đáp ứng này nó nhập vào phần header và bộ giá trị vị trí
hiện tại của người nhận.

5. Người gọi UAC báo nhận đáp ứng bằng cách gởi một thông điệp ACK












USER
AGENT
CLIENT
(UAC)












USER

AGENT
SERVER
(UAS)
1.INVITE

2
.100/Trying

3.180/Ringing
4.200/OK

5
.ACK

1.BYE

2
.200/OK

DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 16 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
6. Người gọi UAC sau đó tiếp tục liên lạc lập tức với người nhận bằng cách gởi một
INVITE mới.
7. Người nhận có thể cho biết họ đã nhấc máy .Một đáp ứng 200 (OK) được gởi trở lại
người gọi UAC.
8. Người gọi UAC báo nhận với một bản tin ACK.

Hình III.9 :Cuộc gọi SIP với Redirect Server

Cuộc gọi SIP với Proxy server:
1. Một thông điệp INVITE được gởi đến người nhận,nhưng đường báo hiệu tìm đến proxy
server trước.
2. Proxy server lập tức đáp ứng với một thông điệp tạm thời 100 (Trying).
3. Proxy server tìm vị trí hiện tại của người nhận trong dịch vụ định vị sử dụng giao thức
không phải SIP.
4. Dịch vụ định vị gởi lại vị trí hiện tại của người nhận(địa chỉ SIP).











USER
AGENT
CLIENT
(UAC)





REDIRECT
SERVER





Location
SERVICE




USER AGENT
SERVER
(UAS)
1.INVITE

4.302

2.T
ìm
v
ị
tr
í

3.G
ởi

đ
ịa
ch
ỉ


5.ACK

6.INVITE

7.200/OK

8.ACK
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 17 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
5. Proxy server quyết định ủy quyền cuộc gọi và tạo một thông điệp INVITE mới trên cơ
sở thông điệp INVITE ban đầu,nhưng với yêu cầu URI trong phần start line đã được
thay đổi.Proxy server gởi yêu cầu này đến UAS.
6. UAS đáp ứng với thông điệp 100 (Trying).
7. UAS đáp ứng với thông điệp 180 (Ringing).
8. Proxy server chuyển đáp ứng 180 (Ringing) trở lại người gọi UA.
9. Khi cuộc gọi được chấp nhận bởi người sử dụng (bằng cách nhấc máy điện thoại), UAS
gởi một đáp ứng 200 (OK).
10. Proxy server chuyển đáp ứng 200 (OK) trở lại người gọi UAC.
11. Người gọi UA lập tức gởi một thông điệp ACK đến người nhận.

Hình III.10: Cuộc gọi SIP với Proxy server

Location
SERVICE









USER
AGENT
CLIENT
(UAC)









USER
AGENT
SERVER
(UAS)







PROXY

SERVER
1.INVITE

2.100/Trying

3.Tì
m vị
tr
í

4.Gởi
địa
ch
ỉ

5.INVITE

6.100/trying
7.180/ringing

8.180/Ringing
9.200/OK

10.200/OK

11.ACK

DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G

GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 18 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Giao thức mô tả phiên (SDP:Session Description Protocol):
SDP là một giao thức sử dụng để mô tả cáo thị phiên đa phương tiện,sự yêu cầu phiên đa
phương tiện và các dạng khác của khởi đầu phiên đa phương tiện.
Các gói SDP :
Các gói SDP thường bao gồm các thông tin sau:
Thông tin phiên:
Tên phiên và mục đích của nó
Thời gian phiên được hoạt động.
Vì tài nguyên cần thiết cho các bên tham gia trong một phiên có thể bị giới hạn,nó sẽ hữu dụng
để đưa vào các thông tin sau:
Thông tin về băng thông được sử dụng của phiên.
Thông tin truyền thông:
Loại truyền thông,như audio và video
Giao thức truyền tải,như RTP/UDP/IP và H.320
Dạng truyền thông,như video H.261 và MPEG video.
Địa chỉ quãng bá và cổng truyền tải cho truyền thông (Phiên quãng bá IP)
Địa chỉ từ xa cho truyền thông và cổng truyền tải cho địa chỉ liên lạc (Phiên IP unicast).
III.4.3 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA SIP:
Tính đơn giản:
SIP được thiết kế khá đơn giản,nó có thể hoạt động chỉ với 4 header và 3 loại yêu cầu.
Điều này có nghĩa rằng SIP có thể chạy trên các thiết bị có khả năng xử lý bị hạn chế
Sự mô tả phiên chung:
SIP tách báo hiệu của phiên từ sự mô tả của phiên.SDP không có tính bắt buộc,và SIP có
thể được sử dụng để khởi đầu và điều khiển phiên.
Tính modul và tính mềm dẻo:
SIP được thiết kế mềm dẻo ,cho phép chúng tương thích với các đặc tính khác nhau
.Như có thể thấy,phiên bản SIP được sử dụng trong UMTS là một sự mở rộng của chuẩn cơ
bản.
Tính lập trình được:

Như đã giới thiệu các server SIP cung cấp khả năng chạy của tập lệnh hoặc code ,và có
thể sữa đổi,gởi lại,hoặc copy thông điệp INVITE hoặc các thông điệp khác của SIP.Các server
SIP không chỉ có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ mạng thông minh như chuyển một
cuộc gọi đến số điện thoại khác nếu máy điện thoại hiện tại đang bận trong các mạng thoại
truyền thống,mà nó có thể mở rộng để cung cấp điều khiển các dịch vụ mạng thông minh của
các dịch vụ đa phương tiện.
Tích hợp với các công nghệ IP khác:
Giao thức SIP được thiết kế để khắc phục những nhược điểm của các giao thức IP khác
,nó được thiết kế để bổ sung cho các giao thức IP như:giao thức RTSP (Real Time Streaming
Protocol) ,ngoài ra giao thức SIP có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ mail thoại hoặc
yêu cầu một server video để xem phim trong thời gian thực hiện một cuộc hội nghị nhiều người
tham gia.
Khả năng mở rộng và tính mạnh mẽ:
SIP cho phép khả năng mở rộng rất cao,SIP cũng hỗ trợ các phiên multicast.
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 19 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
III.5 ỨNG DỤNG CỦA SIP
III.5.1 KẾT NỐI MẠNG IP VÀ MẠNG ĐIỆN THOẠI:
Thoại là một trong những dịch vụ chủ yếu mà SIP được hy vọng sẽ hỗ trợ trên Internet
,nó là một dịch vụ thời gian thực đồng cấp.Tuy nhiên,nó có thể nó có thể hỗ trợ trong một giới
hạn rộng hơn ,nó có thể được hy vọng là hầu hết mọi người sử dụng trên thế giới sẽ chỉ truy
nhập đến mạng điện thoại ,và chỉ có các dịch vụ thoại.Hãy tưởng tượng một người nào đó
(người sử dụng A) muốn liên lạc với một người bạn của họ (người sử dụng B),nhưng A đang ở
trong một mạng 3G toàn IP,ngược lại người sử dụng B đang sử dụng điện thoại cố định,như
vậy người sử dụng B sẽ được liên lạc như thế nào? Gateway gì sẽ được sử dụng ở giữa 2 vùng
để chuyển các gói thoại trong mạng IP và gởi qua một luồng PCM 64 kb/s trong mạng
PSTN,gateway cũng phải cũng phải chuyển các lệnh SIP trong mạng IP và tạo các bản tin báo
hiệu SS7.Một SIP PSTN đến Gateway IP (SIP PIG :SIP PSTN IP Gateway) có thể làm việc

như sau:
Đầu cuối của người sử dụng A tạo một thông điệp INVITE bao gồm số điện thoại của
người sử dụng B,tốc độ bit và các codec đã được cài đặt trong máy của người sử dụng A và địa
chỉ IP của A.Bên trong đầu cuối của người sử dụng A sẽ có một danh sách các proxy server SIP
mà cung cấp các dịch vụ định vị ,tất cả các host chứa một danh sách các DNS server mặc định
để sử dụng.Người sử dụng A có thể sử dụng một SIP server để liên kết với nhà cung cấp mạng
UMTS của họ.SIP proxy server sẽ thừa nhận rằng người sử dụng A cần kết nối đến PSTN và
định vị một PIG gắn với một mạng PSTN thích hợp.Một thông điệp SIP TRYING sẽ được gởi
lại người sử dụng A .INVITE của người sử dụng A sẽ được chuyển đến PIG mà sẽ kết cuối đến
trung kế của mạng chuyển mạch mạch của PSTN và kết hợp nó với một kết cuối RTP bên phía
mạng IP.Khi người sử dụng A nhận địa chỉ của PIG,họ có thể thiết lập một vài QoS mạng đến
PIG,có thể với bản tin IntServ RSVP và khi hoàn tất ,PIG sẽ chọn các codec và bắt đầu thiết lập
cuộc gọi trong PSTN.PIG và SIP user agent sẽ trao đổi các thông điệp qua proxy server .PIG
thiết lập cuộc gọi PSTN với các bản tin ISUP. Đầu tiên một bản tin địa chỉ khởi đầu(Initial
Address Message) sẽ được gởi và các tín hiệu cuộc gọi PSTN sẽ được chấp nhận với một bản
tin địa chỉ đầy đủ(Address Complete Message).Sau đó PSTN gởi một bản tin tiến hành gọi(Call
Progress Message) để báo hiệu rằng điện thoại của người sử dụng B đang reo , điều này có thể
thông báo trở laị người sử dụng A thông qua bản tin SIP RINGING.Thực tế PIG giống như một
người sử dụngVoip , để đệm ,mã hóa và giải mã để tạo một luồng bit , điều này cần có bộ
chuyển mã sang tín hiệu PCM 64 kb/s .Các PIG có cấu trúc phức tạp và có nhiều chức năng,do
đó trong một vài cấu trúc VOIP chúng được chuyển sang MG (Media Gateway),một MGC
(Media Gateway Controler) ,và một SG ( Signalling Gateway).
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 20 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU

Hình III.11 :PIG trong cấu trúc VOIP điển hình
MG có nhiệm vụ thực hiện tất cả các chuyển mạch,chuyển mã .MGC chứa các chức
năng chuyển mạch và dịch vụ

ITU và IETF đã cùng nhau chuẩn hóa giao thức MEGACO được sử dụng giữa MG và
MGC.Lý do cho sự tách này là các MG có thể được định vị từ xa từ các MGC .
III.5.2 SIP HỖ TRỢ CÁC DỊCH VỤ
SIP được đưa ra như một sự hỗ trợ đắc lực cho các dịch vụ đa phương tiện,phần này
xem xét chi tiết hơn cách các dịch vụ như thương mại di động (phiên bản di động của thương
mại điện tử),các trò chơi tương tác,và các ứng dụng video có thể được cung cấp sử dụng SIP
.Một số kỹ thuật lập trình đang được phát triển để cho phép tạo dịch vụ trong các mạng SIP nói
chung, đặc biệt phần này bao gồm các Proxy server SIP,do đó xem xét vấn đề này sẽ giúp hiểu
sâu hơn về giao thức SIP.
Một mạng VOIP cơ bản sử dụng SIP để định vị người sử dụng và thương lượng phiên
có thể chứa một proxy server và mỗi PC (Personal Computer ) hoặc đầu cuối di động sẽ có một
“User Agent “đang chạy khi chúng sẵn sàng kết nối.Các SIP User Agent có thể được thẩm
vấn,qua một API (Application Programming Interface ) bởi ứng dụng VOIP để cung cấp các
chi tiết như :phát hiện địa chỉ IP,hoặc thương lượng codec mà ứng dụng VOIP đồng cấp đang
sử dụng.
Nếu tất cả các bản tin điều khiển đi qua proxy server (sử dụng một câu lệnh “VIA
server” trong phần header của SIP ) thì nó có thể cho phép giữ trạng thái này và cung cấp các
dịch vụ tại điểm này.
Có một số phương pháp lập trình để tạo các dịch vụ tại proxy server:
Ø Các tập lệnh CGI-Thường dùng các tập lệnh Web để chạy trên các server Web.
Ø PARLAY-Một giao diện chuẩn viễn thông cho các dịch vụ thông minh (IN).
Ø JAIN-phiên bản JAVA của PARLAY.
Ø JAVA-Các chương trình JAVA nhỏ để chạy trên các server.

CỔNG BÁO
HIỆU
BỘ ĐIỀU
KHIỂN CỔNG
TRUYỀN
THÔNG




Mạch kết cuối
Luồng kết cuối RTP


PSTN

IP
Network
SIP/H.323

B
áo
hi
ệu

SS7

B
áo
hi
ệu

Các cổng
TDM

Các
cổng

IP
Giao thức Megaco

Cổng
truyền

thông
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 21 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Ø CPL (Call Programming Language )-Một ngôn ngữ đặc biệt với các tập lệnh để chạy
trên các server.
III.6 KẾT LUẬN
SIP:
Chương này đã xem xét sự cần thiết của quản lý phiên đối với các dịch vụ thời gian
thực,các ứng dụng đa phương tiện.SIP đã được thừa nhận như một giao thức cho phép người sử
dụng điều khiển thời gian và quản lý cuộc gọi của họ.SIP là một giao thức quản lý phiên phổ
biến nhất,nó làm tăng khả năng kết nối cho các dịch vụ thời gian thực và truyền thông cá
nhân.SIP đã được lựa chọn bởi vì nó là một giao thức vạn năng ,có tính mềm dẻo thích hợp cho
các mạng Internet tương lai và các mạng UMTS tương lai.
VHE:
SIP là một giao thức mở , đã được chuẩn hóa hoàn toàn,nó hoàn toàn độc lập với các
mạng mà nó đang hoạt động.Do đó các người sử dụng SIP sẽ có nhiều lợi ích,ví dụ dễ dạng đạt
được các dịch vụ cá nhân .SIP cho phép dữ liệu người dùng được lưu giữ trong chính đầu cuối
của họ hoặc trong các proxy server. Ưu điểm của proxy server là một người sử dụng có thể di
chuyển giữa các đầu cuối,ví dụ khi họ cần nạp pin trên thiết bị di động.
CAMEL được phát triển để cung cấp các dịch vụ thông minh, đây là giao thức giúp cho
người sử dụng có thể đạt được các dịch vụ ở các mạng khác trong khi đang chuyển mạng từ
mạng thường trú.Tuy nhiên CAMEL là một giao thức bị hạn chế ,nó chỉ hỗ trợ các dịch vụ

thoại chuyển mạch mạch và nó không hỗ trợ tính di động.









CHƯƠNG IV: IP DI ĐỘNG
IV.1 GIỚI THIỆU-IP DI ĐỘNG LÀ GÌ?
Ngày nay, các mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) đang phát triển nhanh Các nhà điều hành
đang phát triển và triển khai các dịch vụ UMTS và CDMA2000 cho khách hàng của họ.Các
mạng 3G này đang tạo ra các ứng dụng thế hệ mới trên cơ sở thâm nhập dữ liệu di động.
Sự hội tụ giữa các công nghệ mạng hiện tại:công nghệ Internet và công nghệ di
động,nhưng sự định tuyến IP của Internet đã được thiết kế để làm việc với các node tĩnh (đứng
yên) chứ không phải các node di động.Do đó vấn đề đặt ra là làm sao tăng khả năng định tuyến
IP để hỗ trợ tính di động.
IP di động là một đề xuất chủ đạo từ IETF nhằm làm tăng khả năng của giao thức IP để
cho phép định tuyến trong suốt các gói dữ liệu IP đến các node di động trong Internet.
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 22 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Phần này trước hết sẽ xem xét 2 loại di động:cá nhân và đầu cuối.Thứ 2,các lớp giao
thức khác nhau mà tính di động có thể được giải quyết được xem xét.Thứ 3 ta sẽ thảo luận sự
khác nhau giữa một bộ nhận dạng (Identifier) và một bộ định vị (Locator).
IV.1.1.CÁ NHÂN VÀ ĐẦU CUỐI DI ĐỘNG
Một mạng di động truyền thống như GSM hỗ trợ 2 loại di động : đầu cuối và cá nhân.

Đầu cuối di động nói đến một thiết bị di động thay đổi vị trí của nó trong mạng.Với mục đích
là trong suốt một phiên,một đầu cuối di động có thể di chuyển trong một mạng mà không phá
vỡ dịch vụ. Đây là đặc tính hiển nhiên mà mạng di động phải hỗ trợ.Cá nhân di động nói đến
một người sử dụng di chuyển đến một thiết bị đầu cuối khác và vẫn liên lạc.Các mạng 2G là
một dạng của cá nhân di động,bởi vì một người sử dụng có thể di chuyển SIM CARD của họ
và đặt nó vào trong một đầu cuối khác –vì vậy họ vẫn có thể nhận các cuộc gọi,họ vẫn có tài
khoản và các dịch vụ cá nhân của họ như mã quay số nhanh vẫn làm việc.
Tính di động đang tồn tại trong các mạng Internet hiện nay là gì? Thứ nhất,tính di động
được, điều này tương tự như đầu cuối di động nhưng nó không thể duy trì một phiên được liên
tục.Nó giải quyết trường hợp một thiết bị đi vào một điểm thâm nhập mạng mới giữa phiên.Ví
dụ ,người sử dụng có thể đặt laptop của họ vào bất kỳ một cổng mạng nào trên mạng thường
trú của họ.Tuy nhiên, đầu cuối di động phù hợp không sẵn có trong các mạng Internet ngày
nay,thứ 2 cá nhân di động,ví dụ qua cổng WWW (như Yahoo),cho phép người sử dụng gởi và
nhận e-mail từ các quán cafe Internet.
IV.1.2 CÁC VẤN ĐỀ CỦA IP DI ĐỘNG
Ngày nay do yêu cầu công việc và để thuận tiện nhiều người cần có một dụng cụ hỗ trợ
công việc có thể dễ dàng xách theo và dễ dàng sử dụng như laptop,notebook… Các mạng 3G
và các mạng không dây được xem là các mạng có khả năng cung cấp các dịch vụ mềm dẻo cho
người sử dụng .
Các dịch vụ nổi trội nhất cho tính di động là các dịch vụ Internet và Intranet,mà chạy
trên giao thức IP.Host Internet di động đặt ra một vấn đề tại lớp mạng (lớp IP),khi một node di
động di chuyển từ một sub-net này đến một sub-net khác,bảng định tuyến phải cập nhật đến các
gói định tuyến đến các đích sub-net thay vì các sub-net gốc.
Quá trình này không hiệu quả và tốn nhiều thời gian.Cụ thể,nếu một host di động cần
giữ lại địa chỉ mạng của nó (địa chỉ IP) trong khi thay đổi các sub-net.Nhưng nếu một host di
động thay đổi địa chỉ mạng của nó thì tất cả thiết lập kết nối lớp truyền tải (TCP) sẽ bị gãy.
Hãy tưởng tượng rằng,một máy tính đang dowload nhạc trong khi di chuyển trên xe
lửa.Người sử dụng này đang sử dụng một laptop có gắn một máy thu phát di động.Bộ thu phát
di động có thể được kết nối đến Internet sử dụng các dịch vụ dữ liệu được cung cấp bởi các
mạng GSM hoặc CDMA

Khi người sử dụng đăng ký các dịch vụ dữ liệu,Ví dụ người sử dụng khởi đầu một cuộc
gọi dữ liệu,người đó sẽ được bổ nhiệm một địa chỉ IP duy nhất.Mỗi lần được kết nối người sử
dụng bắt đầu một phiên FTP để dowload nhạc từ Internet.Phiên FTP này về cơ bản là một kết
nối lớp truyền tải .
Nhưng khi xe lửa di chuyển,trạm di động di chuyển đến cell khác,do đó điểm tham gia
dịch vụ có thể thay đổi (Ví dụ ,nếu người sử dụng di chuyển ngang qua các nhà cung cấp dịch
vụ-Chuyển mạng).Nếu trạm di động bây giờ được gán một địa chỉ IP mới,thì tất cả các kết nối
lớp truyền tải sẽ bị gãy.Do đó phiên FTP sẽ bị bãi bỏ.
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 23 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Đây là vấn đề mà IP di động sẽ giải quyết.Cụ thể IP di động định nghĩa các bộ phận mà
cho phép định tuyến các gói IP đến các Node di động,mà không yêu cầu các thay đổi chính từ
bảng định tuyến của Internet.
Nói chung có 3 phương pháp để xem xét các vấn đề của IP di động,tương ứng với 3 lớp
của ngăn giao thức mà người ta nghĩ nó sẽ được giải quyết là:
v Giải quyết các vấn đề tại lớp 2-quan điểm này cho rằng vấn đề là một trong những tính
di động phải được giải quyết bởi một giao thức đặc biệt nhất ở lớp 2 và hành động đó sẽ
được ẩn từ lớp IP.
v Giải quyết vấn đề tại lớp ứng dụng-Quan điểm này cũng cho rằng sẽ không ảnh hưởng
bởi tính di động,do đó sẽ giải quyết vấn đề ở trên lớp IP.
v Giải quyết vấn đề tại lớp IP-Nói chung quan điểm này cho rằng đó là IP di động.
Các giải pháp ở lớp 2:
Phương pháp này cho rằng tính di động sẽ được giải quyết bởi một giao thức đặc biệt
lớp 2. Đối với một mạng IP tính di động là vô hình-các gói IP được phân phối đến một router
và tính di động xãy ra trong một mạng con .Giao thức mà giữ cho thông tin không bị gián đoạn
là một sự ánh xạ động giữa địa chỉ IP cố định của đầu cuối di động và địa chỉ lớp 2 thay đổi của
nó và điều này tương đương với phiên bản đặc biệt của ARP của Ethernet (Address Resolution
Protocol). Đây là phương pháp được sử dụng bởi các mạng LAN không dây,Ví dụ thông qua

giao thức IAPP (Inter-access Point Protocol).Mặc dù các giao thức này nhanh chúng không sử
dụng được cho một phạm vi đầu cuối lớn .Ngoài ra,sự giải quyết tính di động lớp 2 là riêng biệt
cho riêng lớp 2 và vì thế công nghệ chuyển giao sẽ rất khó khăn.
Một ví dụ khác là một người sử dụng GSM quay số đến ISP của họ,Với giao thức PPP
được sử dụng để đạt được ứng dụng khả năng kết nối đến Internet hoặc E-mail của họ.Tính di
động được điều khiển hoàn toàn bởi bộ giao thức GSM tại ISP.Rõ ràng sự giải quyết này rất
thành công.Tuy nhiên vấn đề là tất cả các giao thức IP phải được xử lý như các ứng dụng chạy
từ đầu cuối di động đến ISP.Vấn đề là nhiều giao thức IP không thể thực hiện được như dự
định-Ví dụ nó không thể thực hiện giấu Web hoặc quãng bá có hiệu quả.Các giao thức này sẽ
trở nên quan trọng hơn để xây dựng các mạng rộng lớn có hiệu quả.
Các giải pháp lớp ứng dụng:
Mặc dù gọi chung là các giải pháp lớp ứng dụng ,nhưng thực chất đây là sự giải quyết
trên lớp IP.Ví dụ ở đây sẽ dùng lại là DNS (Domain Name System ).Ngày nay,DNS được sử
dụng để giải quyết tên của Website vào một địa chỉ để cho người sử dụng biết ở đâu server
được yêu cầu trang Web.Thoạt nhìn, đây sẽ là vấn đề đầy hứa hẹn cho tính di động,và đặc biệt
cho cá nhân di động,khi đầu cuối di động di chuyển ,nó có thể đạt được một địa chỉ IP mới và
cập nhật vào DNS của nó.Và vì thế nó vẫn có thể được giữ thông tin không bị gián đoạn.Tuy
nhiên DNS được thiết kế với sự giả định rằng các server rất hiếm khi di chuyển,vì vậy để tăng
hiệu quả ,sự ánh xạ tên đến địa chỉ đã được giấu kín trong toàn mạng và thực vậy ở trong máy
của người sử dụng. Điều này có nghĩa rằng nếu DNS được sử dụng để giải quyết vấn đề tính di
động,thường thì một địa chỉ cất giấu không còn đúng nữa sẽ được tìm kiếm.Mặc dù đã có sự cố
gắng để cải thiện DNS để làm cho nó động hơn,về cơ bản phải bắt buộc tất cả các thời gian
sống địa chỉ cất giấu phải là không, điều này làm cho mọi người cảm thấy như một hình
phạt,thậm chí khi nó không cần thiết.
Các giải pháp tại lớp 3:
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 24 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Hai sự lựa chọn trước bị hạn chế bởi khả năng sử dụng,vì vậy giao thức IP sẽ đã được

nghiên cứu cho một giải pháp IP di động,nói cách khác đó là một sự giải quyết lớp 3.Nó cũng
thích hợp với một trong những nguyên lý thiết kế của IP “tuân theo mô hình phân lớp”.Vì lớp
IP nói về việc phân phối các gói IP, từ một quan điểm thuần tý lớp IP là một vị trí hợp lý để
điều khiển tính di động.Từ một quan điểm trên thực tế , điều đó có nghĩa là các giao thức
Internet khác sẽ làm việc hiệu quả hơn.Ví dụ,các kết nối truyền tải và các mức cao hơn được
giữ liên lạc một cách liên tục khi đầu cuối di động thay đổi vị trí.
Nói chung, điều này đề nghị rằng các giải pháp lớp 3 và đôi khi là lớp 2 là thích hợp cho
đầu cuối di động,và các giải pháp lớp ứng dụng thì đôi khi thích hợp cho cá nhân di động.
CÁC BỘ ĐỊNH VỊ VÀ CÁC BỘ NHẬN DẠNG:
Một trong những ý tưởng về vấn đề tính di động là chúng ta phải có một vài loại phép
ánh xạ động giữa một bộ nhận dạng cố định và một bộ định vị thay đổi.Vì vậy để ví dụ ,trong
trường hợp DNS tên miền là bộ nhận dạng và địa chỉ IP là bộ định vị .Tương tự,cổng www sẽ
có địa chỉ E-mail của người sử dụng như bộ nhận dạng của họ và địa chỉ IP hiện tại của họ như
bộ định vị.

NHẬN DẠNG ĐỊNH VỊ
DNS Tên web site Địa chỉ IP
Cổng www Địa chỉ E-mail + password Địa chỉ IP hiện tại của đầu
cuối
SIP SIP URL Tên bản tin khẩn cấp, địa chỉ
e-mail,số điện thoại.
IP di động Địa chỉ IP thường trú. Định vị địa chỉ chuyển (hoặc
đại lý ngoài địa chỉ chuyển
trong Ipv4 di động
Di động có thứ bậc Vùng địa chỉ chuyển Liên kết địa chỉ chuyển
Ipv6 –BCMP Địa chỉ định tuyến toàn bộ Router truy nhập hiện tại
Cellular IP V4: Địa chỉ thường trú IP di
động
V6: Định vị địa chỉ chuyển .
Cổng đi vào mỗi host tại mỗi

router.
Hawaii Địa chỉ chuyển mạng (CcoA)

Cổng đi vào mỗi host tại mỗi
router.
MER-TORA Địa chỉ định tuyến toàn bộ Định tuyến tiền tố cơ sở
+Các cổng đi vào mỗi host
tại một vài router.

NHẬN DẠNG ĐỊNH VỊ
WIP Địa chỉ chuyển mạng (CcoA)

Định tuyến tiền tố cơ sở
+Các cổng vào mỗi host tại
một vài router khi đầu cuối
di động di chuyển.
IAPP Địa chỉ MAC Các cổng đầu ra của chuyển
mạch lớp 2.
Bảng IV.1: Tính di động khác nhau ,các giải pháp ánh xạ giữa nhận dạng và định vị.
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G
GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 25 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU
Vì tính di động liên quan chặt chẽ đến khái niệm của một bộ nhận dạng,một vài loại
khác nhau của bộ nhận dạng có thể xãy ra như sau:
• Nhận dạng đầu cuối-đây là địa chỉ phần cứng của card giao diện mạng.Một đầu cuối
thực tế có thể có nhiều card.
• Nhận dạng thuê bao-đây là một vài thứ mà một nhà cung cấp dịch vụ sử dụng như sự
tham chiếu bên trong của chính nó,ví dụ để nó có thể giữ các hồ sơ cho mục đích quãng
cáo.Dịch vụ cung cấp có thể tại lớp ứng dụng hoặc lớp mạng.

• Nhận dạng người dùng-đây là nhận dạng cá nhân và rõ ràng đây là trung tâm của di
động cá nhân.Trong lúc thiết lập cuộc gọi,có thể có một vài phương pháp để kiểm tra
nhận dạng người dùng (có lẽ nhập một password) để có thể bắt đầu liên kết với một
nhận dạng thuê bao.Nói chung,một nhận dạng người dùng có thể liên kết với một hoặc
nhiều nhận dạng thuê bao,hoặc ngược lại.
• Nhận dạng phiên-đây là nhận dạng một cuộc gọi thoại qua IP ,phiên bản tin khẩn
cấp,phiên HTTP,…Ngược lại 3 bộ nhận dạng khác là cố định,nhận dạng phiên thì
không.
Vì cá nhân di động thực chất là nói về sự duy trì một ánh xạ giữa một bộ nhận dạng
người sử dụng và các bộ nhận dạng đầu cuối hiện tại của nó,ngược đầu cuối di động là nói về
duy trì cùng bộ nhận dạng phiên khi đầu cuối di chuyển.
Vai trò của địa chỉ IP là gì? Từ viễn cảnh của một mạng IP,vai trò chính của một địa chỉ
IP là để hoạt động như một bộ định vị.Nó là một phần thông tin để cho biết giao thức định
tuyến IP.Một sự thay đổi vị trí đưa đến một sự thay đổi địa chỉ IP .
Tuy nhiên một ứng dụng điển hình hiện nay cũng sử dụng địa chỉ IP như một phần của
bộ nhận dạng phiên. Điều này không thành vấn đề trong một mạng Internet cố định-thậm chí
nếu đầu cuối nhận được các địa chỉ IP động.Ví dụ mỗi lần nó khởi động lại qua DHCP,cuộc gọi
thoại qua IP mới sẽ sử dụng địa chỉ IP mới,nhưng nếu đầu cuối là một thiết bị di động.Chúng ta
có một sự xung đột quyền lợi: địa chỉ IP đang hoạt động như một bộ nhận dạng và một bộ định
vị-Hàm ý rằng địa chỉ IP sẽ được giữ lại và thay đổi.Các chức năng bị quá tải là một vấn đề mà
đầu cuối IP di động cần phải khắc phục.Có 2 phương pháp chính là:
v Cấp 2 địa chỉ IP cho đầu cuối di động-Một địa chỉ được lưu cố định (bộ nhận dạng) và
một thay đổi (định vị ).Phương pháp này được gọi là đường hầm cơ sở hoặc IP di động
cơ sở.
v Có một địa chỉ IP (nhận dạng) cộng thêm một giao thức định tuyến mới (giao thức này
quản lý các vị trí khác nhau).Phương pháp này gọi là chuyển mỗi host.
Một vài ý tưởng có liên quan là:
v Ghi lại các ứng dụng để chúng có thể hỗ trợ sự thay đổi địa chỉ IP.Ví dụ,khởi động
lại trong một vài phiên bản của FTP,phương pháp này được gọi là khôi phục lớp ứng
dụng.

v Tương tự ghi lại giao thức truyền tải để chúng hỗ trợ sự thay đổi địa chỉ IP (ví dụ
thông qua một tùy chọn TCP mới cho phép một kết nối TCP được nhận dạng bởi
một “token” cố định,mà ánh xạ sự thay đổi địa chỉ IP ).
v Phát minh một “nhận dạng host mới”.Các kết nối truyền tải sẽ nhận dạng host thay vì
địa chỉ IP .
DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM