Slide chuong 5

12/31/2016 I Chất lượng truyền thông đa phương tiện I Chất lượng truyền thông đa phương tiện Chất lượng dịch vụ QoS Chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) Các tham số chất lượng dịch vụ - QoS phụ thuộc vào chất lượng hỗ trợ dịch vụ, chất lượng khai thác dịch vụ, chất lượng thực dịch vụ chất lượng an toàn - Chất lượng hỗ trợ: Tạo điều kiện thuận lợi khách hàng sử dụng dịch vụ - Chất lượng khai thác dịch vụ: Về phía khách hàng khai thác hay khơng, phía nhà cung cấp có khả sửa chữa dịch vụ, thao tác bổ trợ… - Chất lượng thực dịch vụ mạng (khả phục vụ) - Chất lượng an tồn: Đảm bảo tính an tồn thơng tin cho khách hàng, quyền truy nhập, an toàn cho hệ thống thiết bị, an toàn cho người sử dụng Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh I Chất lượng truyền thông đa phương tiện I Chất lượng truyền thông đa phương tiện 1.Chất lượng dịch vụ QoS Muốn có chất lượng tốt phải dựa hiệu mạng tốt Thơng thường có năm giá trị đánh gía hiệu mạng sau có ảnh hưởng quan trọng đến QoS: - Độ khả dụng: Độ sẵn sàng phục vụ mạng Một mạng lý tưởng sẵn sàng 100% thời gian - Thông lượng: Đây tốc độ truyền tải liệu thực tế tính bit/s, Kb/s Mb/s Nhà cung cấp dịch vụ phải đảm bảo tốc độ thông lượng tối thiểu cho khách hàng - Tỷ lệ gói: Trong mạng quản lý tốt tỷ lệ gói thường nhỏ 1%/tháng - Trễ: Là thời gian liệu từ nguồn tới đích - Jitter (rung pha – biến thiên trễ) Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh Chất lượng trải nghiệm người dùng QoE (Quality of Experience) - QoE tồn tính chất chấp nhận ứng dụng dịch vụ, cảm nhận chủ quan người sử dụng cuối - Nó bao gồm toàn tác động hệ thống đầu-cuối (khách hàng, thiết bị đầu cuối, mạng, sở hạ tầng dịch vụ,…) bị ảnh hưởng người dùng cuối người sử dụng khác QoE khác - Góp phần vào QoE phép đo hiệu dịch vụ khách quan thông tin trễ Các phép đo khách quan với thành phần thuộc người cảm xúc, thái độ, tảng ngôn ngữ, động thúc đẩy… xác định mức độ chấp nhận tổng thể dịch vụ Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 12/31/2016 I Chất lượng truyền thông đa phương tiện II Các giao thức truyền thông đa phương tiện Chất lượng trải nghiệm người dùng QoE (Quality of Experience) IP- Multicast Mối quan hệ QoS QoE - IP Multicast chuẩn mở IETF dùng để truyền dẫn gói liệu IP từ - QoE toàn hiệu hệ thống từ quan điểm người sử dụng QoE phép đo hiệu từ đầu đến cuối mức dịch vụ từ nhìn nhận khách hàng nguồn đến nhiều đích mạng LAN hay WAN - Các host tham gia vào nhóm Multicast ứng dụng gửi thông tin cho địa nhóm thị cho biết hệ thống đáp ứng nhu cầu người sử dụng tốt tới mức - Thông tin gửi đến điểm muốn nhận lưu lượng - QoS lại đo hiệu mức gói, từ quan điểm mạng QoS coi - Việc gửi tin Unicast Broadcast trường hợp đặc biệt phương pháp Multicast tập kĩ thuật (cơ chế QoS) cho phép nhà quản trị mạng quản lý - Truyền Multicast cải thiện đáng kể hiệu suất, thường sử dụng băng thông nhỏ tác động tắc nghẽn lên hiệu ứng dụng cung cấp dịch vụ truyền đơn mạng, cho phép xây dựng ứng dụng phân tán hợp lý phân biệt cho luồng lưu lượng mạng chọn lựa tới khách hàng chọn lựa Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh II Các giao thức truyền thông đa phương tiện Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh II Các giao thức truyền thông đa phương tiện IP- Multicast IP- Multicast - Truyền dẫn Unicast: truyền dẫn điểm- điểm Trong hình thức truyền dẫn này, nhiều - Truyền dẫn Multicast: Một địa Multicast cho phép phân phối liệu tới tập host muốn nhận thông tin từ bên gửi bên gửi phải truyền nhiều gói tin đến hợp host cấu thành viên nhóm Multicast bên nhận Điều dẫn đến gia tăng băng thông có nhiều bên nhận mạng phân tán khác Đây phương pháp truyền dẫn đa điểm, không hiệu nguồn đệm host có nhu cầu nhận liệu tham gia vào nhóm Điều hạn chế - Truyền dẫn Broadcast: Kiểu truyền dẫn cho phép truyền gói tin từ địa điểm tối đa lãng phí băng thơng mạng, cịn nhờ chế gửi gói liệu tới tất host mạng mà không quan tâm đến việc số host Multicast mà băng thông tiết kiệm triệt để khơng có nhu cầu nhận Kiểu truyền dẫn sử dụng tài nguyên băng thông không hiệu Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 10 Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 11 12/31/2016 RTP (Real Time Protocol) RTP - RTP (Real-time Transport Protocol) giao thức vận chuyển - Thông tin bao gồm: timestamp (phục vụ đồng bộ), số thứ tự (sắp xếp gói tin phát gói tin bị mất), định dạng payload (chỉ định dạng mã hóa liệu) thời gian thực đặc tả tiêu chuẩn định dạng gói tin dùng để truyền âm hình ảnh qua Internet - Một số khái niệm liên quan đến giao thức RTP: - RTP cung cấp chức giao vận phù hợp cho ứng dụng truyền liệu mang đặc tính thời gian thực thoại truyền hình tương tác - Đa phần RTP xây dựng giao thức UDP RTP • RTCP packet: gói tin điều khiển RTCP, có phần tiêu đề cố định gần giống gói RTP • SSRC: Nguồn phát dịng gói RTP, định danh 32 bit SSRC phần header gói RTP • Mixer (bộ trộn): Đây hệ thống trung gian nhận gói RTP từ nhiều nguồn đồng khác Mixer kết hợp gói có dạng chuyển tiếp gói RTP • CSRC: Khi dịng gói RTP tổng hợp nhờ Mixer Bộ Mixer chèn danh sách CSRC chứa định danh SSRC nguồn tổng hợp • RTP packet: Là gói liệu RTP bao gồm phần cố định RTP header, phần danh sách nguồn phân tán (có thể rỗng), phần RTP payload RTP payload: Đây phần liệu truyền gói RTP Đây mẫu tín hiệu thoại liệu Video nén RTP 12/31/2016 RTCP (Real Time Control Protocol) RTCP a Chức RTCP b Các loại gói điều khiển RTCP - RTCP (RTP Control Protocol) kèm với giao thức RTP để cung cấp thông tin phản hồi chất lượng dịch vụ - Có nhiều loại gói tin RTCP tương ứng với loại thông tin điều khiển khác -Các chức bao gồm: • SR (Sender report): Bản tin phía gửi, dùng để thơng tin trạng thái truyền nhận phía gửi tin • Cung cấp thông tin phản hồi chất lượng đường truyền liệu • RR (Receiver Report): Bản tin người nhận, dùng để thông tin trạng thái nhận phía nhận tin • RTCP mang thơng tin định danh lớp vận chuyển gọi CNAME (Canonical name) • SDES (Source description items): Thơng tin mơ tả nguồn gửi, bao gồm CNAME • Chức quản lý băng thông phiên RTCP sử dụng băng thông không vượt 5% tổng số băng thông phiên • BYE: Dùng thành viên khỏi hội thảo • APP: xác định chức phụ thuộc ứng dụng cụ thể H.323 H.323 a Tổng quan H.323 Dịch vụ Giao thức - H.323 nhóm tiêu chuẩn kỹ thuật cho truyền dẫn video, Báo hiệu gọi (Call Signalling) H.225 Điều khiển truyền thông (Media Control) H.245 Mã hóa giải mã audio (Audio G.711, G.722, Codecs) G.723, audio liệu thông qua giao thức mạng Internet IP ITU-T đưa - H.323 gồm có chức báo hiệu điều khiển gọi giao vận điều khiển truyền thông, điều khiển độ rộng G.728, G.729 băng tần cho hội nghị từ điểm tới điểm đa điểm - H.323 giao thức tương đối cũ phức tạp, thay giao thức SIP Mã hóa giải mã video (Video Codecs) H.261, H.263 Chia sẻ liệu (Data Sharing) T.120 Giao vận truyền thông (Media Transport) RTP/RTCP 12/31/2016 H.323 H.323 ISDN Đầu cuối H.323 - Đầu cuối H.323: điện thoại hay máy tinh chạy ứng dụng H.323 Chức là: • Mã hóa giải mã Audio • Mã hóa giải mã video Gatew ay • Bộ đệm: Khi nhận tín hiệu audio, video vào đệm xếp lại để truyền tín hiệu có tốc độ Gatekeeper PSTN - Gateway: Nó thực chức chuyển đổi H.323 non H.323 • Là cầu nối H.323 mạng khác (PSTN, ISDN) MCU Đầu cuối H.323 • Giữa khn dạng truyền • Chuyển đổi media format mạng khác H.323 - Gatekeeper: Thực chức quản lý • Gatekeeper thực nhiệm vụ sau: Dịch địa chỉ, điều khiển truy nhập, điều khiển độ rộng băng tần gọi, quản lý băng thông… - MCU (Multipoint Control Unit): Hỗ trợ kết nối đa điểm (conference) cho thiết bị kết cuối gateway phần: • Multipoint Controller (MC): MC định dung lượng chung kết cuối hội nghị, định vị đầu cuối, gateway gatekeeper • Multipoint Processor (MP): MP nhận luồng liệu audio, video phân phối chúng tới điểm cuối tham dự vào hội nghị đa điểm H.323 c Hoạt động H.323 - Hoạt động H.323 bao gồm hoạt động kênh điều khiển RAS, kênh báo hiệu gọi Q.931 kênh điều khiển truyền thông H.245 - Kênh báo hiệu gọi Q.931 • Sử dụng tin TCP để truyền tin báo hiệu gọi: Liên kết, giám sát, hủy liên kết gọi • Truyền trực tiếp điểm cuối định tuyến thông qua gatekeeper 12/31/2016 H.323 H.323 - Kênh điều khiển RAS - Kênh điều khiển truyền thơng H.245 • Là kênh logic khơng tin cậy, sử dụng chế timeout để • Xử lý thông điệp thực thể mạng H.323 Thiết lập kênh logic cho audio, video, data điều khiển phát lại Khi điểm cuối không đáp ứng kịp trả lời • Kênh điều khiển sử dụng cổng TCP dành riêng tin RIP • Tìm kiếm Gatekeeper để đăng ký • H.245 kết nối trực tiếp thiết bị đầu cuối thông qua gatekeeper • Đăng ký/hủy đăng ký điểm cuối với Gatekeeper • Các thủ tục cho phép H.245 điều khiển xử lý bao gồm: • Định vị điểm cuối khác thơng qua Gatekeeper Trao đổi khả mã hóa giải mã dịng tín hiệu media • Kênh RAS cịn dùng để truyền tải tin điều khiển Quyết định chủ-tớ truy nhập, thay đổi, giám sát giải phóng băng thông H.323 H.323 - Thủ tục báo hiệu gọi gatekeeper liên vùng H.323 Gatekeeper A • Bước 3: gatekeeper A tìm khơngthấy đăng kí đầu cuối B Nó tra số đầu nhận thấy trùng khớp với gatekeeper B Nó gửi tin LRQ (Yêu cầu định vị) cho gatekeeper B tin RIP (chờ xử lý) cho gateway A 10 Gateway A Gateway B • Bước 1: Đầu cuối A quay số điện thoại đầu cuối B • Bước 2: Gateway A gửi tin ARQ cho gatekeeper A, yêu cầu cho phép gọi đến đầu cuối B Gatekeeper B Đóng mở kênh logic cho tín hiệu media • Bước 4: gatekeeper B tìm nhận thấy đăng ký đầu cuối B, gửi trả lại Gatekeeper A tin LCF với địa IP gateway B • Bước 5: gatekeeper A trả lại tin ACF cho gateway A với địa IP gateway B 12/31/2016 H.323 • Bước 6: gateway A gửi tin thiết lập gọi Q.931 đến gateway B với số điện thoại đầu cuối B H.323 - Ngắt kết nối đầu cuối H.323 liên vùng • Bước 7: Gateway B gửi cho gatekeeper B tin ARQ yêu cầu cho phép trả lời gọi gateway A • Bước 8: Gatekeeper B trả lại tin ACF với địa IP gateway A • Bước 9: Gateway b thiết lập gọi đến đầu cuối B • Bước 10: Khi đầu cuối B trả lời, gateway B gửi tin kết nối Q.931 đến gateway A Hai đầu cuối trao đổi số tin H.245 để xác định chủ tớ, khả xử lý đầu cuối thiết lập kết nối RTP H.323 Gatekeeper A Gatekeeper B A B Gateway A Gateway B SIP (Session Initialion Protocol) • Bước 1: Đầu cuối B gác máy a Tổng quan SIP • Bước 2: gateway B gửi tin DRQ đến gatekeeper B để yêu cầu ngắt kết nối A B - SIP (Session Initiation Protcol ) giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng dùng để thiết lập, trì, kết thúc phiên truyền thông đa phương tiện (multimedia) • Bước 3: Gatekeeper B gửi lại tin DCF cơng nhận tin DRQ • Bước 4: gateway B gửi tin giải phóng kết nối Q.931 đến gateway A • Bước 5: gateway A gửi tin DRQ đến gatekeeper A để yêu cầu ngắt kết nối A B • Bước 6: Gatekeeper A gửi lại tin DCF • Bước 7: gateway A gửi tin ngắt kết nối đến A - Các phiên multimedia: thoại Internet, hội nghị… - Chuẩn báo hiệu H.323 không thích hợp với dịch vụ IP chế phức tạp, hiệu thấp chi phí cao ->SIP đời với vai trò giao thức báo hiệu đặc thù cho multimedia Nó tương thích với nhiều giao thức báo hiệu khác 12/31/2016 SIP - Đặc tính giao thức SIP SIP b Các thành phần SIP • Đơn giản hóa chức năng: Mơ hình request-response khơng địi hỏi phải hiểu chi tiết hoạt động phiên Nó hoạt động kiểu Client/Server • Dễ dàng mở rộng: Thêm Network Server không ảnh hưởng đến trạng • Kế thừa mơ hình giao thức HTTP, SMTP hoạt động khuôn dạng tin Đảm bảo tương thích với nhiều ứng dụng mà phục vụ • Hỗ trợ khả di động người dùng Địa logic không ràng buộc người dùng với thiết bị SIP SIP - SIP gồm thành phần chính: - SIP server: • SIP client : thiết bị hỗ trợ giao thức SIP SIP phone • Proxy Server: làm nhiệm vụ chuyển tiếp SIP request tới thực thể khác mạng Chức mạng định tuyến cho tin đến đích • SIP server : thiết bị mạng xử lý tin SIP Trong SIP server có thành phần quan trọng như: Proxy server, Redirect server, Location server, Registrar server - SIP client: • Gắn với thiết bị đầu cuối: điện thoại SIP, máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP • Hai thực thể Client/Server (UAC/UAS) đưa request/nhận trả lời • Redirect server: xác định server chặng thơng báo cho client để tự gửi yêu cầu Redirect server không tạo gửi yêu cầu • Registrar server: tiếp nhận xử lý yêu cầu REGISTER (ví dụ bật máy thuê bao), thực nhận thực thuê bao • Location server: định vị thuê bao cung cấp thông tin cho proxy server redirect server 12/31/2016 SIP c Các tin SIP, mào đầu đánh số - Dưới tin SIP : • INVITE : bắt đầu thiết lập gọi cách gửi tin mời đầu cuối khác tham gia • ACK : tin khẳng định máy trạm nhận tin trả lời tin INVITE • BYE : bắt đầu kết thúc gọi • CANCEL : hủy yêu cầu nằm hàng đợi • REGISTER : đầu cuối SIP sử dụng tin để đăng ký với máy chủ đăng ký • OPTION : sử dụng để xác định lực máy chủ • INFO : sử dụng để tải thông tin âm báo DTMF SIP - Giao thức SIP có nhiều điểm trùng hợp với giao thức HTTP Các tin trả lời tin SIP nêu gồm có • 1xx – tin chung • 2xx – thành cơng • 3xx - chuyển địa • 4xx – yêu cầu khơng đáp ứng • 5xx - cố máy chủ • 6xx - cố tồn mạng SIP d Hoạt động SIP SIP Kiểu Proxy - Địa SIP Location Server • Các SIP nhận dạng qua địa tài ngun tồn cầu (URL) • Cấu trúc địa User@host Trong phần user tên người sử dụng hay số điện thoại phần host địa mạng tên miền VD: dt9_k50@hut.edu.vn - Có kiểu thiết lập gọi SIP INVITE Client OK Proxy Server INVITE UAS OK • Kiểu Proxy ACK • Kiểu Redirect ACK 12/31/2016 SIP SIP • Bước 1: Client gửi tin INVITE cho Proxy server • Bước 7: Client gửi tin ACK cho UAS thơng qua proxy • Bước 2: Proxy server tham khảo server định vị (Location server) để định vị trí UAS server • Bước 8: Proxy server chuyển tin ACK cho UAS • Bước 3: Server định vị trả lại vị trí UAS (giả sử UserB@hotmail.com) • Bước 4: Proxy server gửi tin INVITE UAS Proxy server thêm địa trường tin INVITE • Bước 5: UAS đáp ứng cho server Proxy tin 200 OK • Bước 6: Proxy server gửi đáp ứng 200 OK trở Client • Bước 9: Sau hai bên đồng ý tham dự gọi, kênh RTP/RTCP mở hai điểm cuối để truyền tín hiệu thoại • Bước 10: Sau q trình truyền dẫn hồn tất, phiên làm việc bị xóa cách sử dụng tin BYE ACK hai điểm cuối SIP SIP Kiểu Redirect • Bước 1: Redirect server nhân yêu cầu INVITE từ L ocati on serv er người gọi (Yêu cầu từ proxy server khác) • Bước 2: Redirect server truy vấn server định vị địa B IN V IT E U AC C li ent R ed irec t serv er A C K IN V IT E UAS • Bước 3: Server định vị trả lại địa B cho Redirect server • Bước 4: Redirect server trả lại địa B đến người gọi 7.O K A CK A Nó khơng phát u cầu INVITE proxy server 12/31/2016 SIP III Các ứng dụng truyền thơng đa phương tiện • Bước 5: User Agent bên A gửi lại tin ACK đến Redirect Video conferencing server để xác nhận trao đổi thành cơng - Video Conference- hội nghị truyền hình hệ thống thiết bị (bao gồm phần cứng phần mềm) truyền tải hình ảnh âm hai nhiều địa • Bước 6: Người gọi A gửi yêu cầu INVITE trực tiếp đến địa điểm từ xa kết nối qua đường truyền mạng Internet, WAN hay LAN, để đưa tín hiệu âm hình ảnh phòng họp đến với ngồi trả lại Redirect server (đến B) hợp phòng Thiết bị cho phép hai hay nhiều địa điểm • Bước 7: Người bị gọi B đáp ứng với thị thành công (200 OK) đồng thời liên lạc hai chiều thông qua video truyền âm - Hệ thống thiết bị hội nghị truyền hình hệ thống thiết bị điện tử (bao gồm • Bước 8: Người gọi đáp trả tin ACK xác nhận phần cứng phần mềm) sử dụng công nghệ kỹ thuật số, nén âm Cuộc gọi thiết lập video thời gian thực Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh III Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện III Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện Video conferencing - Các thiết bị cần thiết cho hệ thống hội nghị truyền hình bao gồm: • Video đầu vào: video camera webcam • Video đầu ra: hình máy tính truyền hình máy chiếu • Âm đầu vào: micro, CD/DVD… • Âm đầu ra: loa phóng kèm với thiết bị hiển thị điện thoại • Truyền liệu: số điện thoại mạng tương tự, LAN Internet Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 45 46 Video conferencing - Thiết bị bao gồm: • Camera - Thu tín hiệu hình ảnh • Micro - Thu tín hiệu âm • DECODE - Xử lý mã hóa nhận truyền tín hiệu âm hình ảnh truyền qua đường truyền • Màn hình hiển thị - Hiển thị hình ảnh phịng họp từ xa • Loa - Phát tín hiệu âm phịng họp từ xa • MCU - Thiết bị quản lý xử lý đa điểm • Lưu Trữ - Ghi lại nội dung họp • Show Present - Thường phần mềm có chức trình chiếu tài liệu máy tính lên hình ảnh hội nghị Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 47 12/31/2016 III Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện NHIỆM VỤ VỀ NHÀ Video conferencing - Thiết bị trung tâm: • Trước đa số sử dụng mã hóa H264-AVC Hình ảnh thiết bị đầu cuối mã hóa lớp truyền đến thiết bị trung tâm Thiết bị trung tâm có nhiệm vụ giải mã, chỉnh sửa mã hóa lại hình ảnh cho phù hợp với điểm cầu khác Quá trình thường tạo độ trễ yêu cầu lực xử lý thiết bị trung tâm phải lớn • Ngày nay, số hãng công nghệ ứng dụng mã hóa H264-SVC (Scalable Video Coding) để giúp thiết bị đầu cuối truyền nhiều lớp hình ảnh lúc Khi thiết bị trung tâm đóng vai trị Router ln chuyển vứt bỏ lớp hình ảnh tùy theo yêu cầu điểm cầu khác Quá trình giúp giảm giá thành thiết bị trung tâm giảm độ trễ cách đáng kể Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 48 Học viên có nhiệm vụ: - Giảng viên: Nguyễn Thị Khánh Linh 49 ... chuẩn kỹ thuật cho truyền dẫn video, Báo hiệu gọi (Call Signalling) H.2 25 Điều khiển truyền thơng (Media Control) H.2 45 Mã hóa giải mã audio (Audio G.711, G.722, Codecs) G.723, audio liệu thông... kiếm Gatekeeper để đăng ký • H.2 45 kết nối trực tiếp thiết bị đầu cuối thơng qua gatekeeper • Đăng ký/hủy đăng ký điểm cuối với Gatekeeper • Các thủ tục cho phép H.2 45 điều khiển xử lý bao gồm: •... bao gồm hoạt động kênh điều khiển RAS, kênh báo hiệu gọi Q.931 kênh điều khiển truyền thông H.2 45 - Kênh báo hiệu gọi Q.931 • Sử dụng tin TCP để truyền tin báo hiệu gọi: Liên kết, giám sát, hủy