Đề tài Xây dụng giải pháp voip cho trường đại học công nghệ

TRƯỜNG ………………….  KHOA……………………….  ‐‐‐‐‐[\ [\‐‐‐‐  Báo cáo tốt nghiệp  Đề tài:   XÂY DỤNG GIẢI PHÁP VoIP CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TÓM TẮT NỘI DUNG Với sự phát triển mạnh mẽ của mạng Internet hiện nay, cùng với các dịch vụ đi kèm, công nghệ truyền giọng nói qua mạng Internet (VoIP) dần một thay thế công nghệ truyền giọng nói qua mạng điện thoại truyền thống. Với những ưu điểm của mình công nghệ VoIP sẽ ngày một phát triển trong tương lai. Và trường đại học với hạ tầng mạng đã được xây dựng tốt và hoàn thiện cũng đang hướng tới việc sử dung công nghệ VoIP để dần thay thế mạng điện thoại truyền thống. Khóa luận với đề tài “Xây dựng giải pháp VoIP cho trường Đại học Công Nghệ” sẽ trình bày cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP, cũng như thiết lập thử nghiệm hệ thống VoIP với các thiết bị sẵn có ở Trung tâm Máy Tính trường Đại học Công nghệ, qua đó đánh giá khả năng của thiết bị có đáp ứng đủ nhu cầu để triển khai cho toàn bộ trường đại học Công Nghệ, cùng với đó đề xuất các giải pháp triển khai VoIP cho trường đại học công nghệ với hệ thống sẵn có. Luận văn cũng đề cập đến các giải pháp VoIP của hãng khác dựa trên hệ thống hạ tầng mạng sẵn có của trường đại học Công nghệ. MỤC LỤC CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU....................................................................................................1 1.1. Lý do lựa chọn đề tài .............................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................2 1.3. Phương hướng thực hiện đề tài ............................................................................2 1.4. Kết quả đề tài đã thực hiện được .........................................................................2 1.5. Bố cục khóa luận....................................................................................................3 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ VoIP ...........................................................................4 2.1. Khái niệm VoIP .....................................................................................................4 2.2. Nguyên tắc hoạt động của VoIP...........................................................................5 2.2.1. Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................5 2.2.2. Phiên hoạt động của VoIP............................................................................5 2.3. Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP ....................................................9 2.4. Các giao thức của VoIP.......................................................................................11 2.4.1. Giao thức báo hiệu và điều khiển cuộc gọi ................................................12 2.4.2. Giao thức điều khiển và truyền tải voice data............................................14 2.5. Sự khác biệt của gọi qua giao thức IP với gọi điện thông thường:.................16 2.5.1. Điện thoại Analog thông thường ................................................................16 2.5.2. Điện thoại VoIP ..........................................................................................17 2.6. Lợi ích của VoIP ..................................................................................................18 2.7. Các hạn chế của VoIP .........................................................................................21 CHƯƠNG 3. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG VoIP .............................23 3.1. Mô tả hệ thống VoIP của Alcatel hiện có ở trường ĐHCN .............................23 3.1.1. Mô hình triển khai hệ thống VoIP ..............................................................23 3.1.2. Hệ thống đã triển khai ở trung tâm máy tính DHQG HN ..........................24 3.1.3. Các bước cấu hình tổng đài........................................................................24 3.1.4. Kết quả đã đạt được....................................................................................34 3.2. Đánh giá về hệ thống VoIP đã triển khai ..........................................................35 3.2.1. Khả năng của tổng đài hiện có ...................................................................35 3.2.2. Kết luận.......................................................................................................39 CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP VoIP CHO TRƯỜNG ĐHCN..........................................40 4.1. Thực trạng hệ thống mạng trường ĐHCN........................................................40 4.2. Thực trạng hệ thống điện thoại trường ĐHCN ................................................40 4.3. Nhu cầu của trường ĐHCN................................................................................40 4.4. Các giải pháp VOIP tổng quan ..........................................................................40 4.4.1. Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp ......................................................40 4.4.2. Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp.......................................................41 4.4.3. Giải pháp kết nối VoIP tổng đài và máy nhánh .........................................42 4.4.4. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP dùng dịch vụ nhà cung cấp .............43 4.4.5. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP bằng xây dựng hệ thống riêng.........44 4.4.6. Sử dụng hệ hệ thống mã nguồn mở Asterik ................................................45 4.5. Giải pháp VoIP cho trường ĐHCN ...................................................................47 4.5.1. Giải pháp Alcatel ........................................................................................47 4.5.2. Mạng VoIP nội bộ.......................................................................................48 4.5.3. Kết nối mạng VoIP tới các chi nhánh (nếu có) ..........................................49 4.5.4. Kết nối tới các hệ thống VoIP khác ............................................................49 4.5.5. Các thiết bị điện thoại Alcatel sử dụng ......................................................49 4.6. Giải pháp của Cisco.............................................................................................52 4.6.1. Mô hình mạng .............................................................................................53 4.6.2. Các thiết bị IP phone Cisco ........................................................................53 4.7. Ưu điểm và nhược điểm của từng giải pháp .....................................................55 4.8. Kết luận về các giải pháp ....................................................................................56 KẾT LUẬN ..................................................................................................................58 PHỤ LỤC ..................................................................................................................59 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................62 BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Viết đầy đủ Nghĩa tiếng việt 1 PC Personal Computer Máy tính cá nhân 2 VoIP Voice over Internet protocol Thoại qua giao thức mạng 3 TTMT Trung tâm Máy Tính Trung tâm Máy Tính 4 ĐHCN Đại học Công Nghệ Đại học Công Nghệ 5 SIP Session Initation Prototcol Giao thức khởi tạo phiên 6 PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống 7 RTP Real-time Transport Protocol Giao thức giao vận thời gian thực 8 IP Internet Protocol Giao thức mạng 9 LAN Local Area Network Mạng cục bộ 10 VLAN Virtual LAN Mạng Lan ảo 11 RTCP Realtime Transport Control Protocol Giao thức điều khiển giao vận thời gian thực 12 ITSP Internet Telephone Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại qua Internet Danh mục hình vẽ và bảng biểu Hình 2-1: Lấy mẫu tín hiệu giọng nói ..................................................................................7 Hình 2-2: Lượng tử hóa........................................................................................................7 Hình 2-3: Điều chế theo mã..................................................................................................8 Hình 2-4: Đóng gói gói tin ...................................................................................................9 Hình 2-5: Mô hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP...........................................................10 Hình 2-6: Mô hình VoIP đơn giản......................................................................................11 Hình 2-7: Chuyển mạch kênh.............................................................................................16 Hình 2-8: Chuyển mạch gói ...............................................................................................17 Hình 2-9: Mô hình mạng và điện thoại truyền thống .........................................................19 Hình 2-10: Mô hình mạng điện thoại kết hợp voice ..........................................................19 Hình 2-11: Mô hình VoIP kết hợp analog..........................................................................20 Hình 3-1:: Mô hình VoIP triển khai ở TTMT ....................................................................23 Hình 3-2:: Các mode cấu hình cho tổng đài .......................................................................25 Hình 3-3: Add user và điện thoại cho tổng đài...................................................................26 Hình 3-4:: Tạo mailbox và lời chào cho từng mailbox ......................................................27 Hình 3-5: Cấu hình cho từng điện thoại .............................................................................27 Hình 3-6: Tạo danh sách gọi nhanh....................................................................................28 Hình 3-7: Danh bạ của tổng đài..........................................................................................28 Hình 3-8: Thời gian làm việc của hệ thống........................................................................29 Hình 3-9: Tạo attendant group list......................................................................................30 Hình 3-10: Hệ thống voice mail unit..................................................................................30 Hình 3-11: Hệ thống chào tự động .....................................................................................30 Hình 3-12: Hệ thống chuyển máy nhánh tự động ..............................................................31 Hình 3-13: Menu transfer cuộc gọi ....................................................................................32 Hình 3-14: Tạo attendant group list....................................................................................33 Hình 3-15: Tạo nhóm Hunt group ......................................................................................33 Hình 3-16: Tạo nhóm Pick up group..................................................................................34 Hình 3-17: Cấu hình voice VLAN .....................................................................................34 Hình 3-18: Khả năng phần cứng của thiết bị......................................................................35 Hình 3-19: Hệ thống board có sẵn trong thiết bị ................................................................36 Hình 3-20: Khả năng phần mềm của thiết bị......................................................................37 Hình 3-21: Khả năng liên kết multi-site của thiết bị ..........................................................38 Hình 3-22: Khả năng hỗ trợ hệ thống Vlan voice và data của thiết bị ...............................39 Hình 4-1: Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp..............................................................40 Hình 4-2: Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp ..............................................................41 Hình 4-3: Giải pháp kết nối tổng đài VoIP và các máy nhánh...........................................42 Hình 4-4: Giải pháp dùng ISTP..........................................................................................43 Hình 4-7: Mô hình mạng VoIP sử dụng hệ thống Alcatel .................................................48 Hình 1: Gọi từ Pc-PC..........................................................................................................59 Hình 2: Gọi từ điện thoại - PC............................................................................................59 Hình 3: Gọi từ điện thoại- điện thoại..................................................................................60 Bảng 1: Các icon và chức năng của điện thoại Alcatel mobile 100...................................61 LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi tới thầy Nguyễn Nam Hải lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin cảm ơn các thầy ở trung tâm máy tính đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian làm khóa luận tại trung tâm máy tính. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Đại học Công Nghệ đã hết lòng dạy bảo, giúp đỡ em trong những năm học đại học, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý giá trong chuyên môn và cuộc sống. Những hành trang đó là một tài sản vô giá nâng bước cho em tới được với những thành công trong tương lai. Cuối cùng, em xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Hà Nội, tháng 5 năm 2010 Sinh viên 1 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do lựa chọn đề tài Cùng với sự phát triển nhanh của mạng Internet, có rất nhiều dịch vụ sử dụng các giao thức IP cũng phát triển theo. Ngoài các dịch vụ về Web, Mail, FTP đã rất phát triển thì hiện nay các dịch vụ về Voice, Video trên nền IP cũng đang phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rất nhiều. Từ nhiều năm nay, VoIP là một công nghệ đang rất được thế giới quan tâm và ứng dụng ở trong thực tế vì những lợi ích mà nó đem lại. Với sự phát triển nhảy vọt của mạng chuyển mạch gói IP hiện nay không chỉ đem lại cho chúng ta những dịch vụ mới đa dạng mà còn là cơ hội cải thiện các dịch vụ viễn thông trước kia với chất lượng tốt hơn và giá thành rẻ hơn. Đã từ lâu, mạng chuyển mạch kênh PSTN đã có một vai trò vô cùng quan trọng với sự phát triển của xã hội. Bên cạnh những ưu điểm về chất lượng dịch vụ tốt, vùng dịch vụ rộng lớn trên khắp mọi lãnh thổ,… thì mạng PSTN cũng bộc lộ nhiều hạn chế như số lượng các dịch vụ hạn chế, sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá thành cao. Thế nhưng, ở các trường đại học Việt Nam, VoIP vẫn chưa được chú ý và đưa vào sử dụng nhiều. Nguyên nhân đầu tiên là để xây dựng được một vệ thống hoạt động tốt thì cần phải xây dựng một hạ tầng mạng tốt, và không phải trường nào cũng có điều kiện để xây dựng được một hệ thống như thế. Ngoài ra, kinh phí để xây dựng một hệ thống VoIP khá cao, các Ipphone có giá ngang gần một chiếc máy tính. Ngoài ra để xây dựng một hệ thống VoIP có thể hoạt động liên tục cần một nguồn điện ổn định cũng như nguồn điện dự phòng và nó sẽ làm tăng chi phí xây dựng hệ thống khá cao. VoIP là một giải pháp mới cho việc truyền tín hiệu giọng nói tích hợp song song với truyền dữ liệu, giúp giảm chi phí đáng kể cho những cuộc gọi đường dài trong nước cũng như quốc tế. Với những lợi ích mà VoIP đem lại, việc xây dựng hệ thống VoIP cho trường ĐHCN là một vấn đề cần thiết, đem lại không chỉ lợi ích trước mắt mà về lâu dài. Với những lợi thế về hạ tầng mạng rất tốt đã được xây dựng, hệ thống VoIP hoàn toàn có thể được xây dựng trên hệ thống mạng sẵn có mà không phải thay đổi nhiều đến cấu trúc mạng toàn trường. 2 Chính vì những lý do trên và để góp phần vào việc xây dựng được một hệ thống VoIP cho trường đại học công nghê nên em đã chọn đề tài “Xây dựng giải pháp VoIP cho trường đại học Công Nghệ”. 1.2. Mục tiêu của đề tài Mục đích của khóa luận là lắp đặt thử nghiệm hệ thống sẵn có, đánh giá khả năng của thiết bị tổng đài Alcatel sẵn có, để tiến tới có thể triển khai cho toàn bộ trường ĐHCN- DHQG Hà Nội hay không? Nếu vẫn dùng hệ thống tổng đài Alcatel thì cần phải nâng cấp thiết bị tổng đài thế nào để có thể đáp ứng được nhu cầu cho trường ĐHCN. Ngoài ra đưa thêm giải pháp thiết bị của hãng khác để có lựa chọn và phù hợp với hệ thống mạng đang sẵn có của trường. Ngoài ra phương hướng phát triển của trường ĐHCN là tích hợp các thiết bị di động vào trong hệ thống VoIP để giúp ta có thể sử dụng các thiết bị động như một chiếc điện thoại IP thông thường khi được kết nối vào mạng VoIP. Với việc sử dụng các điện thoại di động, ta có thể kết nối vào mạng VoIP ở bất cứ nơi nào thông qua mạng 3G hoặc GPRS, điều đó làm giảm chi phí cuộc gọi. Và với việc sử dụng thiết bị điện thoại di động, chỉ cần duy trì hệ thống tổng đài luôn luôn có điện là ta sẽ luôn luôn kết nối được với tổng đài. Trung tâm máy tính hiện có một bộ tổng đài Alcatel OmniPCX Office, bộ tổng đài có thể dùng làm file server, hoặc gateway internet, nhưng quan trọng nhất là hệ thống VoIP được tích hợp trong đó. Trường ĐHCN đã có sẵn một hạ tầng hệ thống mạng tốt và hoàn toàn có thể triển khai hệ thống VoIP trên hạ tầng có sẵn. 1.3. Phương hướng thực hiện đề tài Nghiên cứu về hệ thống VoIP và cách thức hoạt động của hệ thống. Đề ra giải pháp cũng như mô hình mạng VoIP cho trường ĐHCN. Nghiên cứu phương pháp triển khai hệ thống VoIP của Alcatel và sử dụng các thiết bị điện thoại. Triển khai và đưa vào hoạt động thử nghiệm các thiết bị của tổng đài để có thể đánh giá chất lượng của hệ thống. Đánh giá hệ thống khi đưa vào hoạt động trong phạm vi trường ĐHCN. 1.4. Kết quả đề tài đã thực hiện được Trình bày cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP. 3 Đề xuất được giải pháp xây dựng hệ thống VoIP cho trường đại học Công Nghệ dựa trên cơ sở lý thuyết. Triển khai thử nghiệm thành công hệ thống VoIP sử dụng thiết bị Alcatel tại trung tâm máy tính. Đưa ra được các vấn đề khi triển khai hệ thống VoIP trên trường ĐHCN sẽ gặp phải. 1.5. Bố cục khóa luận Dựa vào phương hướng thực hiện đề tài, trong nội dung của bài khóa luận tốt nghiệp này, em xin được giới thiệu các nội dung chính sau: 9 Chương 1: Đặt vấn đề - Đưa ra lý do chọn đề tài cũng như phương hướng và kết quả khóa luận đã đạt được. 9 Chương 2: Tổng quan về hệ thống VoIP - giới thiệu các khái niệm cũng như các giao thức và cách thức hoạt động của hệ thống VoIP. 9 Chương 3: Mô tả hệ thống VoIP đã triển khai và đánh giá hệ thống VoIP đã triển khai. 9 Chương 4: Đưa ra giải pháp VoIP cho trường ĐHCN. 9 Kết luận 9 Phụ lục 9 Tài liệu tham khảo 4 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ VoIP 2.1. Khái niệm VoIP VoIP là một công nghệ sử dụng băng thông internet và các kết nối IP để truyền âm thanh thời gian thực. Bằng các thiết bị chuyển đổi, tín hiệu âm thanh (voice signal) sẽ được đóng gói thành thành các gói dữ liệu (data packets) và được truyền thông qua môi trường mạng Internet trong môi trường VoIP, sau đó các gói dữ liệu voice lại được chuyển thành tín hiệu âm ở thiết bị người nhận. Đầu năm 1995 công ty VOCALTEC đưa ra thị trường sản phẩm phần mềm thực hiện cuộc thoại qua Internet đầu tiên trên thế giới. Sau đó có nhiều công ty đã tham gia vào lĩnh vực này. Tháng 3 năm 1996, VOLCALTEC kết hợp với DIALOGIC tung ra thị trường sản phẩm kết nối mạng PSTN và Internet. Hiệp hội các nhà sản xuất thoại qua mạng máy tính đã sớm ra đời và thực hiện chuẩn hoá dịch vụ thoại qua mạng Internet. Việc truyền thoại qua internet đã gây được chú ý lớn trong những năm qua và đã dần được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. (trích dẫn từ Internet). VoIP sử dụng kỹ thuật