SIP và mạng thế hệ mới

SIP vµ m¹ng thÕ hÖ míi KS. §inh Kim C­êng, KS. NguyÔn H¶i §¨ng Trung t©m C«ng nghÖ th«ng tin Tãm t¾t: ChuyÓn dÞch tõ m¹ng viÔn th«ng truyÒn thèng lªn m¹ng thÕ hÖ míi (NGN) lµ mét vÊn ®Ò rÊt thiÕt thùc ®èi víi qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c¬ së h¹ tÇng viÔn th«ng ViÖt Nam. MÆc dï Bé BCVT ®· cã kÕ ho¹ch mua nót m¹ng NGN cña n­íc ngoµi ®Ó trang bÞ cho c¸c thµnh phè lín, nh­ng viÖc chñ ®éng nghiªn cøu ph¸t triÓn c¸c thµnh phÇn cña NGN còng rÊt quan träng. CDIT còng ®· lªn kÕ ho¹ch cho h­íng nghiªn cøu nµy trong hai n¨m 2003 vµ 2004 víi ba ®Ò tµi. So víi c¸c thµnh phÇn kh¸c th× SIP server Ýt ®­îc biÕt ®Õn h¬n c¶, v× vËy qua bµi nµy chóng t«i sÏ giíi thiÖu vÒ sù ph¸t triÓn cña giao thøc SIP (Session InitiationProtocl) vµ vÞ trÝ cña SIP server trong m« h×nh NGN. §èi víi sù ph¸t triÓn cña m¹ng thÕ hÖ míi (NGN), SIP ®· vµ ®ang trë thµnh mét lùc ®Èy quan träng. C¸ch ®©y kho¶ng 3 n¨m, SIP chØ ®­îc coi lµ mét ®èi träng t­¬ng ®èi Ýt ®­îc biÕt ®Õn so víi H.323 giµ ®êi h¬n, vµ nhiÒu nhµ s¶n xuÊt khi ®ã ®· l­u t©m ®Õn SIP nh­ng hÇu hÕt ®Òu chó träng vµo viÖc ph¸t triÓn MGCP/MEGACO (H.248) tr­íc. Sau 2 n¨m, SIP ®· dÇn cã ®­îc vÞ trÝ xøng ®¸ng cña nã. Vèn ®­îc thiÕt kÕ ®Ó phôc vô cho IP phone, nh­ng SIP kh«ng chØ ®¬n gi¶n lµ mét giao thøc telephony mµ còng rÊt phï hîp cho c¸c øng dông multimedia, ®Æc biÖt lµ ®èi víi messaging. C¸c SIP server cã thÓ liªn kÕt víi nhau t¹o nªn m«i tr­êng dÞch vô trªn ph¹m vi réng, cã thÓ phèi hîp víi c¸c gateway ®Ó ®¹t tíi c¸c vïng dÞch vô non-SIP, còng nh­ cã thÓ cung cÊp dÞch vô víi c¸c media server, feature server phï hîp. C¸c b¶n tin SIP sö dông ®Þnh d¹ng text rÊt gÇn gòi víi HTTP. §Þnh d¹ng text cho phÐp dÔ dµng më réng néi dung cña b¶n tin, dÔ theo dâi ho¹t ®éng, còng nh­ t¸i sö dông l¹i c¸c m« h×nh ®· thµnh c«ng víi HTTP (ch¼ng h¹n m« h×nh servlets, digest authentication). Tuy nhiªn ®Þnh d¹ng text còng g©y nhiÒu khã kh¨n ®èi víi ng­êi ph¸t triÓn ch­a cã nhiÒu kinh nghiÖm, v× sù linh ho¹t lu«n tû lÖ nghÞch víi sù chÆt chÏ trong có ph¸p. Sù linh ho¹t cña SIP cã ®­îc lµ do tÝnh ®éc lËp cña nã. B¶n th©n SIP chØ ®Þnh nghÜa c¸c thñ tôc ®Ó thiÕt lËp c¸c phiªn kÕt nèi gi÷a c¸c cÆp SIP client (end-to-end), trong khi ho¹t ®éng cña c¸c líp trªn còng nh­ ®Æc ®iÓm media lµ dùa trªn c¸c chuÈn kh¸c (ch¼ng h¹n RTP/RSVP, audio codecs). Nãi c¸ch kh¸c, SIP lµ mét chuÈn më. XÐt trªn khÝa c¹nh viÔn th«ng, SIP ®­a ra mét quan ®iÓm míi. C¸c chuÈn viÔn th«ng truyÒn thèng th­êng lµ rÊt chi tiÕt vµ chÆt chÏ, ®Çy ®ñ tíi tËn møc øng dông. §iÒu nµy h¹n chÕ tÝnh më, tuy nhiªn theo c¸c chuyªn gia th× ®©y l¹i lµ mét trong nh÷ng lý do mµ H.323 sím chiÕm ®­îc ­u thÕ trong thÞ tr­êng Internet phone. Trong khi ®ã SIP ®­îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ tån t¹i l©u dµi, dÔ dµng thÝch nghi vµ tiÕn hãa. VÝ dô ®¬n gi¶n nh­ ch¼ng h¹n sau nµy xuÊt hiÖn mét giao thøc kiÓm so¸t QoS hiÖu qu¶ h¬n RSVP, viÖc bæ sung giao thøc míi vµo øng dông sÏ ®­îc thùc hiÖn ®éc lËp víi SIP. Quan ®iÓm më cña SIP khuyÕn khÝch nhµ ph¸t triÓn m¹nh d¹n chuÈn bÞ tr­íc c¸c nÒn t¶ng cho ®Çu cuèi cña hä mµ kh«ng ng¹i bÞ lçi thêi, ch¼ng h¹n nh­ Microsoft ®· tÝch hîp SIP stack vµo trong kiÕn tróc RTC client cña hÖ ®iÒu hµnh Windows XP, s½n sµng cho viÖc ph¸t triÓn c¸c øng dông SIP-based phÝa ng­êi dïng cuèi. HiÖn nay ë trong n­íc, khi mµ VoIP míi ®­îc ®­a vµo khai th¸c ch­a l©u vµ ®Òu dùa trªn H.323, th× SIP hÇu nh­ cßn ch­a ®­îc biÕt ®Õn. Tuy nhiªn trªn thÕ giíi thÞ tr­êng SIP hiÖn ®ang ®¹t møc t¨ng tr­ëng kho¶ng 66% víi dù b¸o sÏ ®¹t 2.2 tû USD trong n¨m nay (sè liÖu tõ IDC), trong ®ã phÇn lín lµ tõ c¸c doanh nghiÖp sö dông SIP-enabled IP PBX. C¸c nghiªn cøu øng dông vµ më réng SIP còng ®· vµ ®ang ®­îc tiÕn hµnh tõ hai n¨m nay, víi môc tiªu khuyÕn khÝch øng dông giao thøc nµy trong nhiÒu lÜnh vùc. Ch¼ng h¹n nh­ SIP-CPL (Call Processing Languge) m« t¶ kÞch b¶n cuéc gäi víi c¸c thÎ XML, SIP-CGI ®Þnh nghÜa giao diÖn qua ®ã c¸c thµnh phÇn SIP cã thÓ truyÒn tham sè tíi øng dông, hay c¸c chuÈn øng dông SIP phÝa server nh­ SIP Servlet, JAIN SIP vµ PARLAY. M« h×nh øng dông SIP cã rÊt nhiÒu ®iÓm t­¬ng ®ång víi m« h×nh øng dông NGN, ®©y còng lµ lý do mµ nhiÒu h·ng ®· tr×nh lµng c¸c gi¶i ph¸p NGN víi hÇu hÕt c¸c thµnh phÇn dùa trªn SIP. Trong kiÕn tróc NGN, SIP ho¹t ®éng ë líp b¸o hiÖu vµ ®iÒu khiÓn (Control & Signalling plane). Thµnh phÇn chÝnh cña mét nót m¹ng NGN lµ Media Gateway Controller (MGC - softswitch) sÏ trao ®æi trùc tiÕp víi SIP server ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô NGN cho c¸c thuª bao cña SIP server (lµ c¸c ®Çu cuèi IP, cßn gäi lµ SIP client). Trong m«i tr­êng NGN, SIP server chØ lµm nhiÖm vô thiÕt lËp c¸c phiªn media (cuéc gäi) gi÷a c¸c client cña nã tíi MGC, trong khi c¸c chøc n¨ng nh­ cung cÊp dÞch vô gia t¨ng hay tÝnh c­íc sÏ ®­îc thùc hiÖn bëi MGC. Ngoµi ra, c¸c më réng cña SIP còng ®­îc ¸p dông trong mét sè m¾t xÝch cña NGN, vÝ dô nh­ SIP-T ®­îc sö dông ®Ó b¸o hiÖu gi÷a c¸c MGC, hay b¶n th©n SIP còng cã thÓ ®­îc sö dông thay thÕ Sigtrans/SCTP trªn kÕt nèi tõ MGC tíi SS7 Gateway. C¸c SIP server còng cã thÓ ho¹t ®éng ®éc lËp víi NGN ®Ó cung cÊp c¸c dÞch vô trªn nÒn IP cho c¸c SIP client, ch¼ng h¹n VoIP. Víi sù bæ sung c¸c gateway, SIP server cho phÐp c¸c client kÕt nèi tíi nhiÒu hÖ thèng kh¸c nh­ PSTN, mail server, SMS, H.323... Khi kÕt nèi víi NGN, ®øng tõ vÞ trÝ cña SIP server nh×n lªn th× MGC ®­îc coi nh­ mét SIP gateway th«ng th­êng. SIP server cã thÓ ®Æt t¹i phÝa nhµ cung cÊp dÞch vô NGN ®Ó phôc vô cho c¸c kh¸ch hµng ®¬n lÎ, c¸c kh¸ch hµng nµy cÇn sö dông Access Server cña nhµ cung cÊp ®Ó cã ®­îc kÕt nèi IP tíi hÖ thèng. Ngoµi ra, c¸c kh¸ch hµng ë quy m« lín h¬n cã thÓ tù trang bÞ SIP server vµ ®¨ng ký víi nhµ cung cÊp dÞch vô NGN. Cã thÓ t×m thÊy SIP server trong kiÕn tróc NGN cña hÇu hÕt c¸c h·ng tªn tuæi: Siemens sö dông hiQ6200 (SIP server nµy ®­îc mua l¹i cña mét h·ng kh¸c) trong hÖ thèng weSurpass, Alcatel th× tÝch hîp SIP server vµo thµnh phÇn IP Telephony (5020 IPT) trong hÖ thèng cña hä, cßn gi¶i ph¸p cña Nortel th× sö dông SIP lµm c¬ së cho hÇu hÕt c¸c component. H×nh: VÞ trÝ cña SIP server trong m« h×nh NGN Nh­ vËy SIP server lµ mét thµnh phÇn c¬ b¶n cña mét nót m¹ng NGN. ViÖc nghiªn cøu x©y dùng phÇn mÒm hÖ thèng SIP server sÏ cho phÐp lµm chñ giao thøc SIP, m«t giao thøc ngµy cµng ®ãng vai trß quan träng trong kiÕn tróc m¹ng NGN. VÒ mÆt øng dông hÖ thèng SIP server cã thÓ cung cÊp c¸c dÞch vô Voice-over-IP, unified messaging khi kÕt hîp víi c¸c gateway phï hî. Ngoµi ra viÖc lµm chñ giao thøc SIP sÏ lµ mét tiÒn ®Ò quan träng ®Ó chñ ®éng nghiªn cøu ph¸t triÓn c«ng nghÖ Softswitch/NGN. Trong giai ®o¹n tíi, chóng t«i sÏ thiÕt kÕ phÇn mÒm hÖ thèng SIP server vµ c¸c component cã liªn quan (Location Service, STUN server, registrar server, SIP proxy server...) víi n¨ng lùc xö lý ®¸p øng cho mét cæng Ethernet 10Mb/s víi kh¶ n¨ng cÊu h×nh linh ho¹. Thö nghiÖm æn ®Þnh víi c¸c ®Çu cuèi SIP-softphone, IP-phone vµ ho¹t ®éng phèi hîp c¸c phiªn b¶n víi nhau. Tµi liÖu tham kh¶o: [1] J. Rosenberg, Session Initiation Protocol - RFC3261 [2] www.sipforum.org