Đề tài : Đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện.QoS

Trang 1 Giáo viên hướng dẫn : Thạc sĩ.Trần Bích ThảoĐề tài : Đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện.QoSNguyễn Duy Trung

Giáo viên hướng dẫn : Thạc sĩ.Trần Bích Thảo

Đề tài : Đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.Các mạng

thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện.QoS

Nguyễn Duy Trung

Bùi Vĩnh Tiến

Lê Ngọc Hùng Sinh viên

thực hiện

Tìm hiểu về QoS Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện

Đảm bảo chất lượng dịch vụ đa phương tiện

Nội

dung

trình

bày

Đảm bảo chất lượng dịch vụ đa phương tiện

 Các thiết bị vào ra, bao gồm cá các ổ đĩa cứng chứa file hệ thống

 Network adapter và các tài nguyên mạng dùng để truyền các gói

dữ liệu giữa các node

 Các CPU dùng để chạy ứng dụng và phần mềm giao thức

 Bộ đệm dùng để lưu trữ phần mềm và dữ liệu

 Băng thông

 Các thiết bị vào ra, bao gồm cá các ổ đĩa cứng chứa file hệ thống

 Network adapter và các tài nguyên mạng dùng để truyền các gói

dữ liệu giữa các node

 Các CPU dùng để chạy ứng dụng và phần mềm giao thức

 Bộ đệm dùng để lưu trữ phần mềm và dữ liệu

 Tài nguyên động: CPU, bus, network adapter, các hệ thống vào ra, đường truyền

 Tài nguyên tĩnh: bộ nhớ của các host, các hệ thống trung gian như là router, hoặc

switch

 Tài nguyên động: CPU, bus, network adapter, các hệ thống vào ra, đường truyền

 Tài nguyên tĩnh: bộ nhớ của các host, các hệ thống trung gian như là router, hoặc

switch

Để phân phối một mức cụ thể đến một ứng dụng, hệ thống phải có các tài nguyên phù hợp, và các tài nguyên đó cần có cơ chế quản lý hiệu quả để sẵn sàng phục vụ ứng dụng khi ứng dụng cần sử dụng các tài nguyên đó Do sự phát triển các công nghệ, các tài nguyên hệ thống đã dần dần đáp ứng được các yêu cầu của các ứng dụng mới, tuy nhiên vẫn tồn tại sự khan hiếm tài nguyên, do đó việc xây dựng một cơ chế thích hợp để quản lý các tài nguyên là rất cần thiết

Để phân phối một mức cụ thể đến một ứng dụng, hệ thống phải có các tài nguyên phù hợp, và các tài nguyên đó cần có cơ chế quản lý hiệu quả để sẵn sàng phục vụ ứng dụng khi ứng dụng cần sử dụng các tài nguyên đó Do sự phát triển các công nghệ, các tài nguyên hệ thống đã dần dần đáp ứng được các yêu cầu của các ứng dụng mới, tuy nhiên vẫn tồn tại sự khan hiếm tài nguyên, do đó việc xây dựng một cơ chế thích hợp để quản lý các tài nguyên là rất cần thiết

Các tài nguyên đó thường được chia thành 2 loại:

2 Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện

 NGN là bươc tiếp theo trong lĩnh vực truyền thong thế giới, truyền thống được hỗ trợ bởi 3 mạng lưới: Mạng thoại PSTN, mạng không dây và mạng số liệu (Internet).NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh, hiệu quả cho phép truy xuất toàn cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh doanh phát triển

 NGN là bươc tiếp theo trong lĩnh vực truyền thong thế giới, truyền thống được hỗ trợ bởi 3 mạng lưới: Mạng thoại PSTN, mạng không dây và mạng số liệu (Internet).NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh, hiệu quả cho phép truy xuất toàn cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh doanh phát triển

 Loại hình thúc đẩy sự ra đời của NGN

 Dịch vụ truyền thông thời gian thực (real-time services) và phi thời gian thực (non real-time services )

 Dịch vụ nội dung (content services )

 Các hoạt động giao dịch (transaction )

 Loại hình thúc đẩy sự ra đời của NGN

 Dịch vụ truyền thông thời gian thực (real-time services) và phi thời gian thực (non real-time services )

 Dịch vụ nội dung (content services )

 Các hoạt động giao dịch (transaction )

Tổng quan về mạng thế hệ mới (Next generation network - NGN)

tổng đài điện thoại nội hạt.

Do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên cùng phụ thuộc vào tập hữu hạn các sản phẩm

tổng đài điện thoại nội hạt

Do ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng Internet nên cần phải có một giải pháp mới

Do ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng Internet nên cần phải có một giải pháp mới

Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụ thông tin thoại, fax, số liệu, đa phương tiện

Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụ thông tin thoại, fax, số liệu, đa phương tiện

Vấn đề kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết nối phần báo hiệu

Vấn đề kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết nối phần báo hiệu

Vấn đề phát triển dịch vụ: Giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch công nghệ chuyển mạch mềm

Vấn đề phát triển dịch vụ: Giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch công nghệ chuyển mạch mềm

 Mạng NGN

Cấu trúc vật lý mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng (hình 2.2.1)Cấu trúc vật lý mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng (hình 2.2.1)

Lớp ứng dụng / dịch vụ : cung cấp các ứng dụng dịch vụ như dchj vụ mạng thông minh IN, trả

tiền trước, giái trị gia tăng,…

Lớp điều khiển : gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao

Lớp chuyển tải dịch vụ : gồm các nút chuyển mạch và các hệ thống truyền dẫn

Lớp truy nhập dịch vụ : gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối

Lớp quản lý : là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên

Các dịch vụ trong mạng NGN

Dịch vụ thoại (Voice Telephony): như chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên,

Dịch vụ dữ liệu (Data Service)

Dịch vụ phương tiện (Multimedia Service): cho phép tương tác với nhau qua thoại, videoDịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN):

Tính toán mạng công cộng (PNC – Public network computing)

Bản tin hợp nhất (Unified Messaging)

Mô giới thông tin (Information Brokering)

Thương mại điện tử (E-commerce)

Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service)

Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming)

Thực tế ảo phân tán (Distributed Vitual Reality)

Quản lý tại nhà (Home Manager)

 Công nghệ VoIP (Voice over Internet Protocol)

Nguyên lý hoạt động VoIP

VoIP trước khi gửi,chúng ta sẽ

số hóa tín hiệu bằng

ADC(Analog to Digital

Converter-Thiết bị chuyển đổi

tín hiệu tuần tự sang tín hiệu

số)sau đó truyền đi và tại đầu

nhận sẽ chuyển đổi ngược lại

với DAC(Digital to Analog

Converter-Thiết bị chuyển đổi

tín hiệu số sang tín hiệu tuần tự)

để sử dụng

VoIP trước khi gửi,chúng ta sẽ

số hóa tín hiệu bằng

ADC(Analog to Digital

Converter-Thiết bị chuyển đổi

tín hiệu tuần tự sang tín hiệu

số)sau đó truyền đi và tại đầu

nhận sẽ chuyển đổi ngược lại

với DAC(Digital to Analog

Converter-Thiết bị chuyển đổi

tín hiệu số sang tín hiệu tuần tự)

để sử dụng

Cho phép thực hiện cuộc gọi dùng máy tính qua mạng dữ liệu internet VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tương tự vào tín hiệu số trước khi truyền qua internet sau đó chuyể đổi ngược lại ở đầu nhận

Cho phép thực hiện cuộc gọi dùng máy tính qua mạng dữ liệu internet VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tương tự vào tín hiệu số trước khi truyền qua internet sau đó chuyể đổi ngược lại ở đầu nhận

Các giao thức được sử dụng trong VoIP.

Terminal: là 1 PC hay 1 IP phone đang sử dụng giao thức H.323Gateway: Là cầu nối giữa mạng H.323 với các mạng khác như SIP, PSTN,

GateKeeper: đóng vai trò là những điểm trung tâm ( focal points) trong mô hình mạng H.323

Mutipoint control unit (MCU): hỗ trợ việc hội thoại đa điểm (conference)cho các máy

terminal ( 3 máy trở lên )trong mạng H.323

Các thành phần hoạt động trong giao thức H.323: có 4 thành phần

2 Giao thức SIP

Các gói tin SIP sẽ được

gửi thông qua các Proxy

Server hay các Redirect

Server Proxy Server dựa

vào tiêu đề trên gói tin để

liên lạc với server cần liên

lạc rồi gửi các pacckets

cho máy người nhận Các

redirect server đồng thời

gửi thông tin lại cho người

gửi ban đầu

VoIP được đưa vào sử dụng rộng rãi khi công nghệ tích hợp giọng nói và

dữ liệu phát triển Do sử dụng chung các thành phần thiết bị chung với môi trường truyền dữ liệu mạng ( data network), VoIP cũng chịu chung với các vấn đề

về bảo mật vốn có của mạng data

3 Tính bảo mật của VoIP

Cấu trúc mềm dẻo

 Công nghệ Winmax

WiMax là một mạng không dây băng thông rộng viết tắt là Worldwide Interoperability for Microwave Access WiMax được thiết kế dựa vào tiêu chuẩn IEEE 802.16 WiMax đã giải quyết tốt nhất những vấn đề khó khăn trong việc quản

lý đầu cuối

Phủ sóng rộng hơnDung lượng cao

Dịch vụ đa mức

Tính tương thích

Di động

Ưu điểm

Các peer tham gia vào mạng

có thể đóng góp tài nguyên chia

sẻ với nhau, tài nguyên có thể

riêng lẻ và có thể truy cập tài

nguyên ở bất các các nodes nào

trong mạng

Các peer đóng vai tròn như

cả Client khi truy vấn thông tin

và Server khi cung cấp thông tin

Không cần Server riêng, khi

Không đáng tin cậy và không tốt cho các ứng dụng cơ sở

dữ liệu cần bảo mật cao

Liên quan đến văn hóa trong chia sẻ về các tài nguyên có bản quyền

Nhược điểm

Chính là sự thỏa mãn về chất lượng dịch vụ người đó nhận được từ nhà cung cấp

mạng cho một loại hình dịch vụ hoặc một ứng dụng mà người đó thuê bao

3 Tìm hiểu về QoS

Ví dụ, với người sử dụng dịch vụ thoại, chất lượng dịch vụ cung cấp tốt khi thoại được

rõ ràng, tức là chúng ta phải đảm bảo tốt về giá trị tham số trễ, biến thiên độ trễ và giá trị tham số mất gói tin với một tỉ lệ tổn thất nào đó có thể chấp nhận được Nhưng đối với khách hàng là người sử dụng trong truyền số liệu ở ngân hàng thì điều tối quan trọng là độ tin cậy, có thể chấp nhận trễ lớn, biến thiên độ trễ lớn, nhưng thông số mất gói tin, độ bảo mật kém thì không thể chấp nhận được Với các dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao như nghe nhạc, xem phim trực tuyến, VoIP,…được truyền trên mạng thì quá trình phát và nhận theo thời gian thực đòi hỏi phải triển khai một mạng có hỗ trợ việc đảm bảo chất lượng dịch vụ

 Khái niệm QoS

− Trễ (delay): do routers phải tìm

kiếm trong bảng định tuyến, do

thời gian gói tin truyền trên đường

truyền

− Biến thiên độ trễ (jitter): chủ yếu

do các gói tin phải chờ ở bộ đệm

của các router để được chuyển tiếp

hoặc phải phát lại do bị mất

− Mất gói tin (loss packets): chủ

 CÁC MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoS CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Mô hình IntServ (Integrated Service)

Giao thức dành trước tài nguyên - RSVP

Mô hình DifServ (Differentiated Service)

 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO QoS CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Phương pháp bỏ đuôi - DropTail

DropTail là cách thức quản lý hàng đợi đơn giản, truyền thống dựa vào cơ chế FIFO Tất cả các gói tin đến được xếp vào hàng đợi, khi hàng đợi đầy thì những gói tin đến sau sẽ bị loại bỏ

 Thuật toán

Phương pháp loại bỏ ngẫu nhiên – RED

Một số đánh giá về RED

RED là một điển hình của các chiến lược quản lý hàng đợi động AQM, ngoài những ưu điểm chung của AQM, RED còn có một số tính chất (ưu điểm) riêng biệt khác nữa:

Hàng đợi RED trong DiffServ khác với hàng đợi RED sẵn có của NS2 trong REDQueue, nó được định nghĩa trong lớp dsREDQueue, thừa kế từ lớp Queue, nó có những chức năng như sau:

- Triển khai nhiều hàng đợi vật lý RED qua cùng 1 liên kết đơn

- Triển khai nhiều hàng đợi ảo trong 1 hàng đợi vật lý, với những tham số

riêngbiệt cho mỗi hàng đợi ảo

- Xác định 1 packet thuộc hàng đợi vật lý và hàng đợi ảo nào dựa vào giá trị Code Point của nó

- Xác định hàng đợi vật lý và hàng đợi ảo nào mà packet đi ra

Phương pháp loại bỏ ngẫu nhiên theo trọng số - WRED

Cấu trúc của DiffServ

DiffServ cung cấp dịch vụ QoS bằng việc chia traffic ra làm nhiều nhóm (lớp) khác nhau, mỗi một packet sẽ được đánh dấu bằng 1 mã (Code Point) để xác định nhóm

Hàng đợi RED trong module DiffServ

Tốc độ truy cập cam kết (CAR - Committed Access Rate)

Mô hình chiếc thùng và thẻ bài

Định dạng lưu lượng tổng quát - GTS (Generic Traffic Shaping)