phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP Giới thiệu khái quát về mạng IP, các loại mạng, các giao thức liên mạng và định tuyến, các cơ chế truyền tải trong mạng IP. Chƣơng 2: CÔNG NGHỆ THOẠI VOIP Nghiên cứu một số đặc điểm công nghệ VoIP, các hình thức truyền thoại qua VoIP, mô hình của mạng VoIP. Đi sâu nghiên cứu các giao thức chính trong mạng VoIP như TCP/IP, UDP, RTP, RTCP, SRVP, SGCP, MGCP,… đặc biệt là nghiên cứu về chuẩn giao thức H.323 và SIP là nền tảng cho dịch vụ VoIP. Chƣơng 3: CHẤT LƢỢNG VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG VOIP (QOS) Nghiên cứu các yếu tố chính có ảnh hưởng tới mạng VoIP và các kĩ thuật, công nghệ đảm bảo QoS cho mạng VoIP như quản lí tắc nghẽn, quản lí lưu lượng, phân mảnh các gói tin, báo hiệu,… Đi sâu nghiên cứu, phân tích các cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng IP, các mô hình dịch vụ tích hợp IntServ và Dịch vụ phân biệt DiffServ, các cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) và những lợi thế của mô hình dịch vụ tích hợp RSVP - Diffserv đối với kiến trúc IP và triển khai phương pháp này trên mạng Internet.
Trên cơ sở phân tích, tính toán và đánh giá, chúng tôi đưa ra các khuyến nghị triển khai QoS trên mạng IP, là tiền đề cho sự phát triển của mạng thế hệ mới NGN. Đây là phần trọng tâm của luận văn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ - 15 - Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP Mạng IP ở đây là các mạng dữ liệu sử dụng bộ giao thức TCP/IP cho các chức năng tầng giao vận (Transport Layer) và tầng mạng (Network Layer). Còn giao thức các tầng thấp hơn (các giao thức truy cập mạng: Network Access Protocols) có thể là giao thức trong mạng LAN, X.25, Frame Relay, ATM, hay PPP,.
Bởi vậy so với mạng chuyển mạch kênh thông thường, điện thoại IP có nhiều khác biệt. PSTN, MẠNG CHUYỂN MẠCH GÓI VÀ INTERNET Mạng điện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network - PSTN) là mạng truyền thông dựa trên nền tảng kĩ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching). Chuyển mạch kênh là phương pháp truyền thông trong đó một kênh truyền dẫn dành riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian. Dòng thông tin truyền trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian.
Băng thông của kênh dành riêng được đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng điện thoại PSTN), và độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên kênh (propagation time). Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (store-and-forward system) tại các nút mạng. Thông tin được chia thành các phần nhỏ (gọi là gói), mỗi gói được thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho quá trình truyền như là địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nơi nhận,. Các gói thông tin đến nút mạng được xử lí và lưu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến nút tiếp theo sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả cao nhất.
Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng nào được thiết lập, băng thông của kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không cố định, và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh rất nhiều. Điểm khác biệt lớn nhất là băng thông chỉ bị chiếm khi thực sự có thông tin cần được truyền đi, trong khi trong mạng PSTN kênh dành riêng luôn được duy trì ngay cả khi không có trao đổi thông tin. Khi các mạng số liệu trên thế giới được liên kết lại, một mạng số liệu lớn được thiết lập, đó là Internet. Giao thức liên mạng sử dụng trong internet là giao thức IP (Internet Protocol).
Cũng giống như mạng điện thoại PSTN, mạng Internet có quy mô toàn cầu, phù hợp cho việc khai thác và phát triển các dịch vụ viễn thông trên thế giới. Tuy nhiên, giữa chúng có sự khác biệt sâu sắc về mặt kĩ thuật: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ - 16 - Kĩ thuật chuyển mạch: Mạng Internet sử dụng phương pháp định tuyến động (dynamic routing) dựa trên việc đánh địa chỉ không mang tính địa lí (non-geographic addressing). Ngược lại mạng PSTN, sử dụng phương pháp chuyển mạch tĩnh (static switching) dựa trên số điện thoại phụ thuộc vị trí của thuê bao (geographic telephone numbering). Kiến trúc mạng: Kiến trúc của Internet là phân tán.
Sự “thông minh” của Internet phân bố trên toàn bộ mạng. Các ứng dụng cung cấp dịch vụ cho mạng là các phần mềm hướng máy khách (client-oriented software) và được bố trí khắp nơi trên mạng. Trong khi đó mạng PSTN tập trung các phương tiện truyền dẫn và các chương trình điều khiển lại với nhau tại một vài trung tâm trong mạng. Kiến trúc phân tán của Internet có một ý nghĩa hết sức quan trọng.
Nó tạo cho Internet tính linh hoạt trong triển khai và ứng dụng các công nghệ mới. Điều này giải thích cho sự phát triển mạng mẽ của Internet trong một vài năm gần đây. CÁC LOẠI MẠNG IP Sự phát triển nhanh chóng của Internet kéo theo việc mở rộng phạm vi ứng dụng của giao thức TCP/ IP hình thành lên các loại mạng IP như sau: mạng Internet toàn cầu, mạng IP trong các tổ chức và doanh nghiệp còn gọi là mạng intranet, mạng riêng ảo dùng giao thức IP (IP VPN). Một số mạng IP bao gồm cả ba loại mạng trên.
Ví dụ trong một doanh nghiệp có một số mạng LAN chạy giao thức IP trên các công nghệ như Ethernet, TokenRing, FDDI,. ở các chi nhánh khác nhau. Mỗi địa điểm ở xa sẽ có các router kết nối với mạng WAN dùng IP VPN. Mạng này có cổng nối ra Internet, coi như một phần của mạng Internet toàn cầu.
Các mạng intranet là những mạng IP được quản lí (managed IP network) nghĩa là việc truyền dữ liệu được thực hiện mau lẹ với độ trễ thấp và độ tin cậy cao bởi vì hoạt động của doanh nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào việc giao nhận dữ liệu kịp thời. Nó tương phản với mạng Internet trong đó độ trễ lớn và thời điểm dữ liệu đến không thể dự doán trước được. Các công ty và tổ chức lớn, nhiều chi nhánh, có xu hướng tiến hành xây dựng mạng riêng nhưng giá thành sẽ là quá cao. Một giải pháp kinh tế hơn là xây dựng mạng riêng ảo trên nền tảng mạng Internet công cộng chạy giao thức IP.
Do đó, IP VPN là một dịch vụ mới, dự định cung cấp cho các doanh nghiệp một loại mạng IP có chất lượng tương đương với Intranet. Trong các mạng IP VPN có sự đảm bảo về độ trễ thấp, về băng thông cũng như các tính năng bảo mật để “bắt chước” các đặc điểm của mạng Intranet. Những sự đảm bảo này tạo nên một tính LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ - 17 - năng gọi là “đảm bảo chất lượng dịch vụ” (QoS). QoS là sự khác nhau cơ bản chủ yếu giữa IP VPN, Intranet và Internet công cộng.
GIAO THỨC LIÊN MẠNG (IP- INTERNET PROTOCOL) TCP/IP là một bộ giao thức trong đó IP là giao thức chủ chốt cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền thông tin. Vai trò của IP tương tự như lớp mạng trong mô hình OSI minh hoạ ở hình 1. Hai nhiệm vụ chính của IP là phân phát gói theo kiểu không liên kết (connectionless) và phân mảnh hoặc tái tạo các gói (datagram) để phù hợp với kích thước MTU của tầng liên kết dữ liệu ở dưới. Nó thích ứng với mọi loại giao thức ở hai tầng dưới, vì thế giao thức IP có tính phổ biến rộng khắp.
Chồng giao thức TCP/IP Việc truyền thông tin trong mạng IP tồn tại dưới ba hình thức: Unicast, multicast và broadcast. Phần tiêu đề gói IP Vers: Định nghĩa phiên bản của IP hiện thời là IPv4 trên mạng. Phiên bản sau là Ipv6. Length: Chiều dài của phần tiêu đề gói IP tính theo đơn vị 32bit.
Service of Type (ToS): Kiểu dịch vụ. Khuôn dạng phần tiêu đề gói IP LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ - 18 - Precedence D T R unused Precedence: Chỉ thị quyền ưu tiên gửi gói IP, trường này có giá trị từ 0 (mức ưu tiên bình thường) tới 7 (mức kiểm soát mạng) quy định việc gửi datagram. Bit D – thiết lập là 1 khi yêu cầu trễ thấp. Bit T – yêu cầu thông lượng cao.
Bit R – yêu cầu độ tin cậy cao. Có thể dùng trường ToS để chỉ ra mức chất lượng dịch vụ yêu cầu, tuy nhiên mạng IP phải có các cơ chế hỗ trợ thì yêu cầu mới được thực hiện. Total length: Chiều dài của gói IP bao gồm cả phần dữ liệu và phần tiêu đề. Flags: Trong đó có hai bit cuối dùng trong việc phân mảnh (fragment) các gói IP, chỉ ra gói đó có được phân mảnh hay không và gói đó có phải là gói cuối cùng hay không.
Identification: Nhận dạng các datagram được phân đoạn từ cùng một datagram lớn hơn. Nó kết hợp với địa chỉ IP nguồn để nhận dạng. Fragment offset: Chỉ ra vị trí của đoạn trong gói IP, để có thể tái tạo lại datagram gốc. Time to live (TTL): Chỉ ra thời gian sống của gói, bắt đầu từ trạm gửi nó sẽ đặt giá trị = N (thường = 16) cứ đi qua mỗi nút mạng giá trị của trường này sẽ giảm đi 1.
Nếu giảm bằng 0 mà nó vẫn chưa tới đích thì gói sẽ bị huỷ tránh tình trạng đi quẩn trên mạng. Checksum (16 bit): Kiểm tra lỗi theo mã dư vòng CRC, chỉ dùng cho phần tiêu đề gói. Source và Destination Address: Địa chỉ của trạm nguồn và trạm đích. IP option (độ dài thay đổi): Khai báo các lựa chọn do người gửi yêu cầu.
Padding: Vùng độn để đảm bảo cho phần tiêu đề (header) luôn kết thúc ở giá trị tính theo 32 bit. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ - 19 - 1. Địa chỉ IP Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bit. Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bit được tách thành 4 vùng (mỗi vùng một byte) hay được biểu diễn dưới dạng thập phân có dấu chấm để tách các vùng.