(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ứng dụng điện toán đám mây để xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến cho đài truyền hình bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN QUỐC ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ĐỂ XÂY DỰNG h HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Bình Định - Năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN QUỐC ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN h CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 8520208 Ngƣời hƣớng dẫn: TS HUỲNH CƠNG TÚ i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Quy Nhơn, ngày 21 tháng năm 2021 Học viên thực Nguyễn Quốc Anh h ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH 1.1 Nguồn gốc truyền hình 1.2 Công nghệ truyền hình màu 1.3 Kỷ nguyên vàng truyền hình 1.4 Cơng nghệ truyền hình cáp 1.5 Truyền hình tƣơng tự kỹ thuật số 10 h 1.6 Kỷ nguyên truyền hình độ nét cao [17] 10 1.7 Xu hƣớng xem mới: YouTube Hulu 12 1.8 Video theo yêu cầu 14 1.9 Truyền hình tƣơng tác 15 1.10 Truyền hình qua Internet 16 1.11 Kết luận chƣơng 18 CHƢƠNG 2: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 19 2.1 Định nghĩa 19 2.2 Ƣu nhƣợc điểm 20 2.2.1 Ƣu điểm 20 2.2.2 Nhƣợc điểm 21 2.3 Mơ hình tổng quan điện tốn đám mây 22 2.4 Các loại hình đám mây 23 iii 2.4.1 Đám mây công cộng 23 2.4.2 Đám mây riêng 23 2.4.3 Đám mây lai 24 2.4.4 Đám mây cộng đồng 25 2.5 Đặc điểm điện toán đám mây 25 2.6 Các giải pháp 26 2.7 So sánh điện toán đám mây điện toán truyền thống 27 2.8 Hiện thực hóa điện tốn đám mây 28 2.8.1 Các dịch vụ đám mây 29 2.8.2 Ảo hóa 32 2.8.3 Mơ hình điện tốn đám mây 35 2.8.4 Cách tính chi phí điện tốn đám mây 38 2.9 Cấu trúc cách hoạt động ―Điện toán đám mây‖ 38 h 2.9.1 Cấu trúc phân lớp mơ hình Điện tốn đám mây 38 2.9.2 Cách thức hoạt động Điện toán đám mây 40 2.10 Xu hƣớng phát triển điện toán đám mây 41 2.10.1 Dự báo xu hƣớng phát triển chung 41 2.10.2 Điện toán đám mây xu hƣớng 42 2.11 Kết luận chƣơng 42 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG LĨNH VỰC TRUYỀN HÌNH 44 3.1 Cấu trúc đám mây cho dịch vụ truyền hình đám mây 44 3.2 Mây hóa dịch vụ truyền hình đám mây 47 3.3 Kiến trúc đám mây theo yêu cầu cho dịch vụ truyền hình đám mây 48 3.4 Khung làm việc dịch vụ truyền hình đám mây 50 3.5 Kết luận chƣơng 52 iv CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH ĐÁM MÂY PHÁT SĨNG TRỰC TIẾP 53 4.1 Công nghệ Streaming [6] 53 4.2 Các giao thức treaming 55 4.2.1 Real-Time Messaging Protocol (RTMP) [12] 55 4.2.2 Apple HTTP Live Streaming (HLS) [1] 57 4.2.3 Giao thức Realtime Transport Protocol (RTP)[13] 60 4.3 Xây dựng ứng dụng phát chƣơng trình trực tuyến dựa tảng đám mây cho Đài truyền hình Bình Định 61 4.3.1 Thiết lập server demo phát trực tuyến cho Đài truyền hình Bình Định 61 4.3.2 Cài đặt Nginx với module nginx-rtmp 66 4.3.3 Demo phát livestream từ máy chủ cloud streaming 71 h 4.3.4 Demo phát streaming máy chủ đám mây 72 4.4 Kết luận chƣơng 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT V t tắt BI CRM T n Anh Business Intelligence Customer Relationship Management T n V ệt Hệ thống hỗ trợ định Quản lý quan hệ khách hàng Cathode Ray Tube Ống tia âm cực CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm DHT Distributed Hash Table Bảng băm phân tán DVR Digital video recorders Đầu thu video kỹ thuật số ERP Enterprise Resource Planning FCC GPU HDTV h CRT Giải pháp phần mềm quản lý hoạt động kinh doanh The Federal Communications Ủy ban Truyền thông Liên bang Commission Hoa Kỳ Graphics Processing Unit Bộ xử lý đồ họa High-Definition Television Truyền hình độ nét cao Giao thức truyền phát đa phƣơng HLS HTTP Live Streaming IaaS Infrastructure as a Service Dịch vụ sở hạ tầng Information technology Công nghệ thông tin MEC Media - Edge Cloud Đám mây truyền thông biên MSP Managed Service Provider IT tiện dựa giao thức HTTP Nhà cung cấp dịch vụ mảng công nghệ thông tin ( máy chủ, vi network, ứng dụng…) National Teltevision System Ủy ban Hệ thống Truyền hình Committee Quốc gia OTT Over The Top Truyền hình qua Internet OVP Online video platform Nền tảng Video trực tuyến PaaS Platform as a Service Dịch vụ tảng QoE Quality of experience Chất lƣợng trải nghiệm QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ NTSC RTMP Real-Time Messaging Protocol Giao thức gởi tin thời gian thực Giao thức truyền tải thời gian Realtime Transport Protocol SaaS Software as a Service Dịch vụ phần mềm SAN Storage Area Network Công nghệ lƣu trữ qua mạng h RTP SDTV thực Standard Definition Television Truyền hình độ nét chuẩn SLA Service Level Agreement Cam kết chất lƣợng dịch vụ TV Television Ti vi VCR Video Cassette Recorder Đầu máy video VLAN Virtual local area network Mạng nội ảo VM Virtual Machine Máy tính ảo VOD Video-on-Demand Video theo yêu cầu VPS Virtual Private Server Máy chủ riêng ảo vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh Điện toán truyền thống Điện toán Đám mây 28 h viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hai phát minh quan trọng mở đƣờng cho truyền hình xuất hiện: ống tia âm cực hệ thống đĩa học Hình 1.2: Biểu đồ tỉ lệ hộ gia đình sở hữu tivi Hoa Kỳ giai đoạn 19501965 Hình 1.3: Tỷ lệ khung hình HDTV (16:9) khác so với SDTV (4:3) 11 Hình 1.4: Thỏa thuận YouTube tập đồn truyền thơng 13 Hình 2.1: Mơ hình điện tốn đám mây NIST 20 Hình 2.2: Mơ hình tổng quan điện toán đám mây 22 Hình 2.3: Minh họa dịch vụ điện tốn đám mây 27 Hình 2.4: Ảo hóa mạng 34 Hình 2.5: Kiến trúc đám mây hƣớng thị trƣờng 36 Hình 2.6: Minh họa lớp Front End Back End 40 h Hình 2.7: Một số nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 41 Hình 3.1: Kiến trúc tổng quát dịch vụ truyền hình đám mây 45 Hình 3.2: Các dịch vụ đám mây theo yêu cầu 49 Hình 3.3: Thành phần khung làm việc Dịch vụ truyền hình đám mây 50 Hình 3.4: Tƣơng tác thành phần Dịch vụ truyền hình đám mây 51 Hình 4.1: Minh họa trình streaming 54 Hình 4.2: Mơ hình truyền nhận giao thức RTMP 56 Hình 4.3: Các thành phần HTTP Live Stream 58 Hình 4.4: Mơ hình truyền liệu giao thức lớp mạng 61 Hình 4.5 Sơ đồ hoạt động xử lý phân phối quảng bá 62 Hình 4.6 Sơ đồ hoạt động xử lý tảng video trực tuyến dựa đám mây 63 Hình 4.7: Cấu hình streaming cho máy chủ phát live 71 Hình 4.8: Mở luồng phát video VLC 72