Các giao thức cho ứng dụng tương tác thời gian thực

Trang 2 A - Bộ giao thức RTP/RTCP•Tín hiệu thoại sau khi nén xuống tốc độ thấp được Trang 3 1.Vai trò của giao thức RTP/RTCP•+ RTP : Là một thủ tục dựa trên kĩ thuật IP tạo ra các hỗ t

• Thảo luận môn: Truyền thông đa

phương tiện

• Đề tài:

tác thời gian thực:

• _ RTP/RTCP

• _ SIP

• Hồ Thị Huyền

• Nguyễn Thị Xuân

A - Bộ giao thức RTP/RTCP

• Tín hiệu thoại sau khi nén xuống tốc độ thấp được

đóng gói lại để truyền đi trong mạng chuyển mạch gói Có nhiều cách thức đóng gói tín hiệu thoại để truyền trong mạng IP Một trong những cách thức được áp dụng nhiều nhất là bộ giao thức RTP/RTCP nhờ tính linh hoạt và khả năng giám sát trạng thái dòng thông tin một cách hiệu quả của nó.

1.Vai trò của giao thức RTP/RTCP

• +) RTP : Là một thủ tục dựa trên kĩ thuật IP tạo ra các hỗ trợ truyền tải các dữ liệu yêu cầu thời gian thực RTP được coi như một giao thức truyền từ đầu cuối đến đầu cuối (end to end) phục vụ truyền dữ liệu thời gian thực như audio và video

• +) Giao thức RTP (Realtime Transport Protocol) cung cấp các chức năng giao vận phù hợp cho các ứng dụng truyền dữ liệu mang đặc tính thời gian thực như là thoại và truyền hình tương tác.Những dịch vụ của RTP bao gồm trường chỉ thị loại tải trọng

(payload identification), đánh số thứ tự các gói, điền tem thời gian

(phục vụ cho cơ chế đồng bộ khi phát lại tín hiệu ở bên thu)…

+) RTP có thể được sử dụng với những giao thức khác của tầng mạng và tầng giao vận bên dưới miễn là các giao thức này cung cấp được các dịch vụ mà RTP đòi hỏi: Giao thức RTP hỗ trợ việc truyền dữ liệu tới nhiều đích sử dụng phân bố dữ liệu multicast

nếu như khả năng này được tầng mạng hoạt động bên dưới nó

cung cấp

Lưu ý : bản thân RTP không cung cấp một cơ chế nào đảm bảo việc phân phát kịp thời dữ liệu tới các trạm mà nó dựa trên các dịch vụ của tầng thấp hơn để thực hiện điều này RTP cũng không đảm bảo việc truyền các gói theo đúng thứ

tự Tuy nhiên số thứ tự trong RTP header cho phép bên thu xây dựng lại thứ tự đúng của các gói bên phát.

• +) Giao thức RTP được cố tình để cho chưa hoàn thiện Nó chỉ cung

cấp các dịch vụ phổ thông nhất cho hầu hết các ứng dụng truyền thông hội nghị đa phương tiện Mỗi một ứng dụng cụ thể đều có thể thêm vào RTP các dịch vụ mới cho phù hợp với các yêu cầu của nó

• +) Các khả năng mở rộng thêm vào cho RTP được mô tả trong một

profile đi kèm Ngoài ra, profile còn chỉ ra các mã tương ứng sử dụng trong trường PT (Payload type) của phần tiêu đề RTP ứng với các loại tải trong (payload) mang trong gói

• +) Một vài ứng dụng cuả thử nghiệm cũng như thương mại đã được triển khai Những ứng dụng này bao gồm các ứng dụng truyền thoại, video và chuẩn đoán tình trạng mạng (như là giám sát lưu lượng)

• +) Tuy nhiên, mạng Internet ngày nay vẫn chưa thể hỗ trợ được đầy

đủ yêu cầu của các dịch vụ thời gian thực Các dịch vụ sử dụng RTP đòi hỏi băng thông cao (như là truyền audio) có thể là giảm nghiêm trọng chất lượng của

các dịch vụ khác trong mạng

2.Các ứng dụng của RTP

• 2.1 Hội nghị đàm thoại đơn giản

• _Các ứng dụng hội nghị đàm thoại đơn giản chỉ bao gồm việc

truyền thoại trong hệ thống Tín hiệu thoại của những bên tham gia được chia thành những đoạn nhỏ, mỗi phần được thêm vào

phần tiêu đề của giao thức RTP

• _Tiêu đề RTP mang thông tin chỉ ra cách mã hóa tín hiệu thoại

(như là PCM, ADPCM, hay LPC…) Căn cứ vào thông tin này, các bên thu sẽ thực hiện giải mã cho đúng

• _Mạng Internet cũng như các mạng gói khác đều có khả năng xảy

ra mất gói và sai lệch về thứ tự các gói Để giải quyết vấn đề này, phần tiêu đề RTP mang thông tin định thời và số thứ tự các gói,

cho phép bên thu khôi phục định thời với nguồn phát Sự khôi phục định thời được tiến hành độc lập với từng nguồn phát trong hội

nghị Số thứ tự gói có thể được sử dụng để ước tính số gói bị mất trong khi truyền

2.3 Hội nghị điện thoại truyền hình

• _ Nếu cả hai dòng tín hiệu thoại và truyền hình đều được sử dụng

trong hội nghị thì ứng với mỗi dòng sẽ có một phiên RTP (RTP

session) độc lập Mỗi một phiên RTP sẽ ứng với một cổng (port

number) cho thu phát các gói RTP và một cổng thu phát các gói RTCP Các phiên RTP sẽ được đồng bộ với nhau để cho hình ảnh và

âm thanh dùng nhận được ăn khớp

• _ Lý do để bố trí các dòng thông tin thoại và truyền hình thành

những phiên RTP tách biệt là để cho các thiết bị đầu cuối chỉ có khả năng thoại cũng có thể tham gia vào cuộc hội nghị truyền

hình mà không cần có bất kỳ thiết bị hỗ trợ nào

2.3 Translator và Mixer

_ Các ứng dụng miêu tả ở phần trên đều có điểm chung là bên thu và bên phát đều sử dụng chung một phương pháp mã hóa thoại

_ Trong trường hợp một người dùng có đường kết nối tốc độ thấp tham gia vào một hội nghị gồm các thành viên có đường liên kết nối tốc độc cao thì tất cả những người tham gia đều buộc phải sử dụng kết nối tốc độ thấp cho phù hợp với thành viên mới tham gia Điều này rõ ràng là không hiệu quả

> Khắc phục : một translator hoặc một mixer được đặt giữa hai vùng tốc độ đường truyền cao và thấp để chuyển đổi cách

mã hóa thích hợp giữa hai vùng

3.Khuôn dạng gói RTP

• Gói tin RTP (RTP packet) bao gồm hai phần là header (phần mào

đầu) và data (dữ liệu) Nhưng không giống như các giao thức

truyền dẫn khác là sử dụng các trường trong header để thực hiện các chức năng điều khiển, RTP sử dụng một cơ chế điều khiển độc lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện các chức năng này

Gói tin RTP có các phần:

_ Version (2 bit): version của RTP (hiện tại là version 2).

_ Padding (1 bit): có vai trò như bit cờ được sử dụng để đánh dấu

khi có một số byte được chèn vào trong gói.

_ Extension (1 bit): cũng có vai trò như một bit cờ được sử dụng để

đánh dấu khi có header mở rộng tiếp theo header cố định.

_ CSRC count (4 bit): chỉ rõ số lượng của CSRC (contributing

source)

_ Marker (1 bit): có vai trò như một bit cờ, trạng thái của nó được

phụ thuộc vào trường payload type.

_ Payload Type (7 bit): chỉ rõ loại thông tin được chứa trong

_ Serquence Number (16 bit): cung cấp số thứ tự của các gói

Cách này như một cơ chế giúp bên thu có thể thu đúng thứ tự các gói tin, nhận ra gói tin bị mất.

_ Time-stamp (32 bit): là tham số đánh dấu thời điểm byte đầu

tiên được lấy mẫu trong gói RTP Giá trị time-stamp khởi đầu là

ngẫu nhiên, các gói RTP phát đi liên tiếp có thể có cùng giá trị

time-stemp nếu chúng cùng được phát đi một lúc.

_ Syschronisation source (SSRC) identifier: số nhận dạng

nguồn của gói dữ liệu Nếu ứng dụng muốn truyền dữ liệu có nhiều dạng khác nhau trong cùng một thời điểm (ví dụ là tín hiệu audio

và video) thì sẽ có những phiên truyền riêng cho mỗi dạng dữ liệu Sau đó ứng dụng sẽ tập hợp các gói tin có cùng nhận dạng SSRC

Số nhận dạng này được gán một cách ngẫu nhiên.

_ Contribute source (CSRC) identifer (độ dài thay đổi): tại

một điểm đích nào đó mà những tín hiệu audio đến đích cần trộn lại với nhau thì giá trị CSRC sẽ là tập hợp tất cả các giá trị SSRC của các nguồn mà gửi tín hiệu đến điểm đích đó Trường CSRC có thể chứa tối đa là 15 số nhận dạng nguồn SSRC.

_ Extension header (độ dài thay đổi): chứa các thông tin thểm

của gói RTP.

 

4.Giao thức điều khiển RTCP

+) Đi cùng với RTP là giao thức RTCP (Realtime Transport Control

Protocol) có các dịch vụ giám sát chất lượng dịch vụ và thu thập các thông tin về những người tham gia vào phiên truyền RTP đang tiến hành

Giao thức RTCP bao gồm các loại gói sau:

_SR (Sender Report): Mang thông tin thống kê về việc

truyền và nhận thông tin từ những người tham gia trong

trạng thái tích cực gửi.

_RR (Receiver Report): Mang thông tin thống kê về việc nhận thôngtin từ những người tham gia không ở trạng thái tích cực gửi.

_SDES (Source Description items): Mang thông tin miêu tả nguồn phát gói RTP.

_BYE: Chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên truyền.

_APP: Mang các chức năng cụ thể cửa ứng dụng.

Mỗi gói thông tin RTCP bắt đầu bằng một phần tiêu đề

cố định giống như gói RTP thông tin Theo sau đó là các cấu trúc có chiều dài có thể thay đổi theo loại gói nhưng luôn bằng số nguyên lần 32 bits Trong phần tiêu đề cố định có một trường chỉ thị độ dài Điều này giúp cho các gói thông tin RTCP có thể gộp lại với nhau thành một hợp gói

(compound packet) để truyền xuống lớp dưới mà không

phải chèn thêm vào các bit cách ly Số lượng các gói trong hợp gói không quy định cụ thể mà tùy thuộc vào chiều dài đơn vị dữ liệu lớp dưới.

B – Giao thức SIP

1.Tổng quan

+) Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) là một giao thức điều khiển và đã được chuẩn hóa bởi IETF

+) Nhiệm vụ của nó là thiết lập, hiệu chỉnh và xóa các phiên

làm việc giữa người dùng

+) Các phiên làm việc cũng có thể là hội nghị đa phương tiên,

Cuộc gọi điện thoại điểm-điểm,….SIP được sử dụng kết hợp với các chuẩn giao thức IETF khác như là SAP, SDP và MGCP

(MEGACO) để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ VoIP

+) Cấu trúc của SIP tương tự với cấu trúc của HTTP (giao thức

client-server) Nó bao gồm các yêu cầu được gởi đến từ người sử dụng SIP client đến SIP server Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến client

+) SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau:

- Định vị trí của người dùng

- Định media cho phiên làm việc

- Định sự sẵn sàng của người dùng để tham gia vào một phiên làm việc

- Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc

2.Cấu trúc của SIP

- SIP client: là thiết bị hỗ trợ giao thức SIP như SIP phone,chương trình chát,…

- SIP server : là thiết bị trong mạng xử lí các bản tin SIP với các chức năng cụ thể như sau :

+ User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt động đại diện cho người dùng User Agent bao gồm hai phần

chính: một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức server được biết như là UAS UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP có thể hoạt động ngang hàng khi sử dụng mô hình client/server

+ proxy server là phần mềm trung gian hoạt động như cả server

và client để thực hiện các yêu cầu thay mặt các đầu cuối

khác Chức năng chính của nó trong mạng là định tuyến cho bản tin đến đích

Hình 1 trình bày hai thành phần chính của SIP: User Agent và SIP server User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt động đại diện cho người dùng User Agent bao gồm hai phần chính: một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức server được biết như là UAS UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi

Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP có thể hoạt động ngang hàng khi sử dụng mô hình client/server.

Server SIP có hai loại: Proxy server và Redirect Server.Proxy server nhận một yêu cầu từ client và quyết định server kế tiếp mà yêu cầu

sẽ đi đến Proxy này có thể gửi yêu cầu đến một server khác, một Redirect server hoặc UAS Đáp ứng sẽ được truyền cùng đường với yêu cầu nhưng theo chiều ngược lại Proxy server hoạt động như là client và server Redirect server sẽ không chuyển yêu cầu nhưng sẽ chỉ định client tiếp xúc trực tiếp với server kế tiếp, đáp ứng gửi lại client chứa địa chỉ của server kế tiếp Nó không hoạt động được như

là một client, nó không chấp nhận cuộc gọi.

• Hình 1 Proxy Server

Hình 2: Redirect Server

thanks you!

the end.