Luận Văn Nghiên cứu giao thức sip và xây dựng ứng dụng voice chat

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
I. Đặt vấn đề 1
II. Tóm tắt phương pháp triển khai, nội dung tóm tắt các chương tiếp theo 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
I. Tổng quan về kỹ thuật VoIP và các yếu tố quan trọng đối với VoIP 3
I.1. VoIP là gì? 3
I.1.1. Các lợi ích của VoIP 3
I.1.2. Các ứng dụng của VoIP 4
I.2. Các yếu tố quan trọng đối với VoIP 5
I.2.1. Thời gian trễ (Time Delay) 5
I.2.2. Sự thay đổi thời điểm gói đến (Jitter) 6
I.2.3. Điều chế xung theo mã PCM (Pulse Code Modulation) 6
I.2.4. Nén âm thanh 7
I.2.5. Khoảng lặng 9
I.2.6. Tiếng vọng (Echo) 9
I.2.7. Mất gói 10
I.2.8. Các giao thức vận chuyển 10
II. Tìm hiểu giao thức SIP 11
II.1. Giới thiệu 11
II.1.1. Lược sử SIP 11
II.1.2. Vai trò và vị trí của SIP trong VoIP 12
II.1.3. Các ưu điểm của SIP 13
II.2. Các đặc điểm của giao thức SIP 14
II.2.1. Thông điệp SIP (SIP messages) 14
II.2.2. Các thành phần của giao thức SIP (SIP Elements) 16
II.3. Cấu trúc của giao thức SIP 17
II.4. Các giao thức liên quan 17
II.4.1. Giao thức SDP (Session Description Protocol) 17
II.4.2. Giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) 20
II.4.3. Giao thức RTCP (Real-time Transport Control Protocol) 22
II.5. Thiết lập cuộc gọi thông qua SIP 23
III. Đánh giá giao thức SIP và các bộ giao thức khác 24
III.1. H323 24
III.2. So sánh SIP và H323 25
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28
I. Mô hình Use – Case 29
I.1. Mô hình UseCase hệ thống 29
I.2. Danh sách Actors 29
I.3. Danh sách UseCase 30
I.4. Đặc tả các UseCase chính 30
I.4.1. Đặc tả UseCase “DangKy” 30
I.4.2. Đặc tả UseCase “DangNhap” 31
I.4.3. Đặc tả UseCase “ThayDoiThongTin” 32
I.4.4. Đặc tả UseCase “TextChat” 33
I.4.5. Đặc tả UseCase “VoiceChat” 34
I.4.6. Đặc tả UseCase “GoiFile” 35
I.4.7. Đặc tả UseCase “QuanLyHeThong” 35
I.4.8. Đặc tả UseCase “QuanLyThanhVien” 36
II. Biểu đồ lớp 37
II.1. Phân tích Use-case “QuanLyHeThong” 37
II.1.1. Sơ đồ lớp đối tượng 37
II.1.2. Danh sách các lớp đối tượng 37
II.2. Phân tích Use-case “QuanLyThanhVien” 37
II.2.1. Sơ đồ lớp đối tượng 37
II.2.2. Danh sách các lớp đối tượng 38
II.3. Phân tích Use-case “DangKy” 38
II.3.1. Sơ đồ lớp đối tượng 38
II.3.2. Danh sách các lớp đối tượng 38
II.4. Phân tích Use-case “DangNhap” 39
II.4.1. Sơ đồ lớp đối tượng 39
II.4.2. Danh sách các lớp đối tượng 39
II.5. Phân tích Use-case “VoiceChat” 39
II.5.1. Sơ đồ lớp đối tượng 39
II.5.2. Danh sách các lớp đối tượng 40
II.6. Phân tích Use-case “TextChat” 40
II.6.1. Sơ đồ lớp đối tượng 40
II.6.2. Danh sách các lớp đối tượng 40
II.7. Phân tích Use-case “GoiFile” 41
II.7.1. Sơ đồ lớp đối tượng 41
II.7.2. Danh sách các lớp đối tượng 41
II.8. Phân tích Use-case “ThayDoiThongTin” 41
II.8.1. Sơ đồ lớp đối tượng 41
II.8.2. Danh sách các lớp đối tượng 42
III. Biểu đồ tuần tự 43
III.1. Xử lý “DangKy” 44
III.1.1. Biểu đồ tuần tự 44
III.1.2. Biểu đồ cộng tác 44
III.1.3. Danh sách hành động 45
III.2. Xử lý “DangNhap” 45
III.2.1. Biểu đồ tuần tự 45
III.2.2. Biểu đồ cộng tác 46
III.2.3. Danh sách hành động 46
III.3. Xử lý “KhoiDongHeThong” 47
III.3.1. Biểu đồ tuần tự 47
III.3.2. Biểu đồ cộng tác 47
III.3.3. Danh sách các hành động 47
III.4. Xử lý “XemDanhSach” 48
III.4.1. Biểu đồ tuần tự 48
III.4.2. Biểu đồ cộng tác 48
III.4.3. Danh sách các hành động 49
III.5. Xử lý “GoiDien” 49
III.5.1. Biểu đồ tuần tự 49
III.5.2. Biểu đồ cộng tác 50
III.5.3. Danh sách các hành động 50
III.6. Xử lý “NhanCuocGoi” 51
III.6.1. Biểu đồ tuần tự 51
III.6.2. Biểu đồ cộng tác 52
III.6.3. Danh sách các hành động 52
III.7. Xử lý “TextChat” 53
III.7.1. Biểu đồ tuần tự 53
III.7.2. Biểu đồ cộng tác 54
III.7.3. Danh sách các hành động 54
III.8. Xử lý “LuuCuocGoi” 55
III.8.1. Biểu đồ tuần tự 55
III.8.2. Biểu đồ cộng tác 55
III.8.3. Danh sách các hành động 55
III.9. Xử lý “GoiFile” 56
III.9.1. Biểu đồ tuần tự 56
III.9.2. Biểu đồ cộng tác 56
III.9.3. Danh sách các hành động 57
XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 58
I. Sơ đồ triển khai hệ thống 58
II. Thiết kế cơ sở dữ liệu 60
III. Thiết kế giao diện 60
III.1. Màn hình login Sip Client 60
III.2. Màn hình chính Sip Client 61
III.3. Màn hình chat text 62
III.4. Màn hình đăng ký thành viên 63
III.5. Màn hình chính Sip Server 64
IV. Công cụ và môi trường phát triển 64
KẾT LUẬN 65
I. Kết quả đạt được 65
II. Hướng phát triển 65






DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 – Điểm đánh giá MOS một số codec của ITU 9
Bảng 2 – Một số điểm khác biệt giữa H323 và SIP 26
Bảng 3 – Danh sách các UseCase của Actor User 30
Bảng 4 – Danh sách các UseCase của Actor Admin 30
Bảng 5 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “QuanLyHeThong” 37
Bảng 6 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “QuanLyThanhVien” 38
Bảng 7 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “DangKy” 38
Bảng 8 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “DangNhap” 39
Bảng 9 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “VoiceChat” 40
Bảng 10 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “TextChat” 40
Bảng 11 – Danh sách các lớp đối tượng trong Use-case “GoiFile” 41
Bảng 12 – Danh sách lớp đối tượng trong Use-case “ThayDoiThongTin” 42
Bảng 13 – Danh sách các xử lý chính của hệ thống 43
Bảng 14 – Danh sách các hành động của xử lý “DangKy” 45
Bảng 15 – Danh sách các hành động của xử lý “DangNhap” 46
Bảng 16 – Danh sách các hành động của xử lý “KhoiDongHeThong” 47
Bảng 17 – Danh sách các hành động của xử lý “XemDanhSach” 49
Bảng 18 – Danh sách các hành động của xử lý “GoiDien” 50
Bảng 19 – Danh sách các hành động của xử lý “NhanCuocGoi” 52
Bảng 20 – Danh sách các hành động của xử lý “TextChat” 54
Bảng 21 – Danh sách các hành động của xử lý “LuuCuocGoi” 55
Bảng 22 – Danh sách các hành động xử lý “GoiFile” 57
Bảng 23 – Danh sách các trường của bảng User 60
Bảng 24 – Mô tả các thành phần trên màn hình login Sip Client 61
Bảng 25 – Mô tả các thành phần trên màn hình chính Sip Client 61
Bảng 26 – Mô tả các thành phần trên màn hình chat text 62
Bảng 27 – Mô tả các thành phần trên màn hình đăng ký thành viên 63
Bảng 28 – Mô tả các thành phần trên màn hình chính Sip Server 64


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 – Thời gian trễ của một số truyền dẫn. 5
Hình 2 – Sự thay đổi thời điểm gói đến 6
Hình 3 – Sơ đồ điều chế xung theo mã 7
Hình 4 – VoIP stack 12
Hình 5 – Cấu trúc một thông điệp SIP 14
Hình 6 – Mã hoá gói tin RTP/UDP/IP 21
Hình 7 – Mô hình thực hiện cuộc gọi giữa hai UAC thông qua Proxy Server 23
Hình 8 – Mô hình Use-case của Actor User 29
Hình 9 – Mô hình Use-case của Actor Admin 29
Hình 10 – Sơ đồ các lớp của Use-case “QuanLyHeThong” 37
Hình 11 – Sơ đồ các lớp của Use-case “QuanLyThanhVien” 37
Hình 12 – Sơ đồ các lớp của Use-case “DangKy” 38
Hình 13 – Sơ đồ các lớp của Use-case “DangNhap” 39
Hình 14 – Sơ đồ các lớp của Use-case “VoiceChat” 39
Hình 15 – Sơ đồ các lớp của Use-case “TextChat” 40
Hình 16 – Sơ đồ các lớp của Use-case “GoiFile” 41
Hình 17 – Sơ đồ các lớp của Use-case “ThayDoiThongTin” 41
Hình 18 – Biểu đồ tuần tự xử lý “DangKy” 44
Hình 19 – Biểu đồ cộng tác xử lý “DangKy” 44
Hình 20 – Biểu đồ tuần tự xử lý “DangNhap” 45
Hình 21 – Biểu đồ cộng tác xử lý “DangNhap” 46
Hình 22 – Biểu đồ tuần tự xử lý “KhoiDongHeThong” 47
Hình 23 – Biểu đồ cộng tác xử lý “KhoiDongHeThong” 47
Hình 24 – Biểu đồ tuần tự xử lý “XemDanhSach” 48
Hình 25 – Biểu đồ cộng tác xử lý “XemDanhSach” 48
Hình 26 – Biểu đồ tuần tự xử lý “GoiDien” 49
Hình 27 – Biểu đồ cộng tác xử lý “GoiDien” 50
Hình 28 – Biểu đồ tuần tự xử lý “NhanCuocGoi” 51
Hình 29 – Biểu đồ cộng tác xử lý “NhanCuocGoi” 52
Hình 30 – Biểu đồ tuần tự xử lý “TextChat” 53
Hình 31 – Biểu đồ cộng tác xử lý “TextChat” 54
Hình 32 – Biểu đồ tuần tự xử lý “LuuCuocGoi” 55
Hình 33 – Biểu đồ cộng tác xử lý “LuuCuocGoi” 55
Hình 34 – Biểu đồ tuần tự xử lý “GoiFile” 56
Hình 35 – Biểu đồ cộng tác xử lý “GoiFile” 56
Hình 36 – Sơ đồ triển khai hệ thống 58
Hình 37 – Sơ đồ quá trình gởi và nhận âm thanh giữa hai Sip_Client 59
Hình 38 – Màn hình Login của Sip Client 60
Hình 39 – Màn hình chính Sip Client 61
Hình 40 – Màn hình chat text 62
Hình 41 – Màn hình đăng ký thành viên hệ thống 63
Hình 42 – Màn hình chính Sip Server 64


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

IETF Internet Engineering Task Force
ISDN Integrated Services Digital Network
ITU International Telecommunication Union
PSTN Public Switch Telephone Network
VoIP Voice Over Internet Protocol
SNMP Simple Network Mangement Protocol
PCM Pulse Code Modulation
PAM Pulse Amplitude Modulation
SNR Signal to Noise Ratio
MOS Mean Opinion Score
QoS Quality of Service
VAD Voice Activity Detection
UDP User Datagram Protocol
TCP Transmission Control Protocol
RTP Realtime Transport Protocol
RTCP Realtime Transport Control Protocol
OSI Open Systems Interconnection
SIP Session Initiation Protocol
SDP Session Description Protocol
RAS Registration, Admission and Status
SSL Secure Sockets Layer
URI Universal Resource Identifier
IP Internet Protocol
MEGACO Media Gateway Control Protocol
UAS User Agent Server
UAC User Agent Client
LAN Local Area Network


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Công nghệ thông tin đóng vai trò ngày càng quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong việc truyền thông tin. Ngày nay, cùng với sự triển của công nghệ thông tin nói chung, Internet đã làm biến đổi một phần thế giới. Sự phát triển của Internet tạo ra sự gần gũi giữa các miền vùng, các nước khác nhau về mặt khoa học công nghệ cũng như nhu cầu thông tin xã hội.
Nhu cầu trao đổi thông tin của con người đang bùng nổ. Các mạng Internet tốc độ cao làm cho việc trao đổi các đa phương tiện ngày càng dễ dàng hơn đã tác động và làm thay đổi nhiều đến các cách truyền thông tin truyền thống của con người. Các ứng dụng truyền thông dựa trên Internet đang được phát triển rất mạnh.
Để đáp ứng được sự phát triển này thì các giao thức mới, các tiêu chuẩn mới về Internet cũng được đưa ra với mục đích tạo ra chất lượng phục vụ tốt hơn. Và sự ra đời của giao thức SIP cũng không nằm ngoài mục đích đó.
Từ khi tổ chức IETF (Internet Enginnering Task Force) công bố phiên bản SIP đầu tiên vào năm 1999 đến nay SIP đã trải qua nhiều biến đổi và cải tiến. Và phiên bản gần đây nhất là năm 2002. Hiện nay đã có hàng trăm nhà sản xuất bắt đầu kinh doanh máy chủ và điện thoại có tính năng SIP. SIP đóng vai trò then chốt trong nhiều ứng dụng đa phương tiện như tin nhắn nhanh, video, game online Đặc biệt hơn, thời gian gần đây cộng đồng VoIP đánh giá SIP là giao thức hàng đầu để điều khiển truyền tín hiệu qua Internet. Bên cạnh ứng dụng điện thoại Internet, hiện nay SIP cũng được triển khai trong thương mại điện tử.
Chính vì vậy, chúng em chọn đề tài “Nghiên cứu giao thức SIP và xây dựng ứng dụng Voice Chat” nhằm tìm hiểu, nghiên cứu giao thức SIP từ đó xây dựng một hệ thống trao đổi thông tin giữa các người sử dụng với nhau thông qua việc trao đổi âm thanh, hình ảnh và gởi file dữ liệu dựa trên giao thức này.