Nghiên cứu triển khai mô hình P2P cho dịch vụ IPTV trên nền IMS

Nghiên cứu triển khai mô hình P2P cho dịch vụ IPTV trên nền IMS Luận văn gồm 4 chương: Chương I: TỔNG QUAN VỀ IPTV Chương II: IPTV DỰA TRÊN NỀN KIẾN TRÚC IMS Chương III:MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI P2P CHO DỊCH VỤ IPTV Chương IV: KIẾN TRÚC DỊCH VỤ IPTV TRÊN NỀN IMS SỬ DỤNG MÔ HÌNH P2P

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được

ai công bố trong bất kì công trình nào khác.

Tác giả

Trần Ngọc Anh

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

3GPP Third Generation Partnership Project Dự án đối tác thứ ba

AAC Advanced Audio Coding Mã hóa âm thanh cấp cao

ALM Application Level Multicast Ứng dụng mức multicast

AS Application Server Máy chủ ứng dụng

CDN Content Delivery Network Mạng cung cấp nội dung

CFIA Customer Facing IPTV Application IPTV ứng dụng giao diện khách hàng

CSCF Call session control function Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi

DMCA Digital Millennium Copyright Act Luật sao chép số hóa

DRM Digital Rights Management Quản lý quyền số hóa

EPG Electronic Program Guide Bản chỉ dẫn chương trình điện tử

I-CSCF Interrogating -Call session control

function Truy vấn- chức năng điều khiển phiên cuộc gọi

IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ IP đa phương tiện

IP Internet Protocol Giao thức internet

IPTV IP Television Truyền hình giao thức internet

IPTV-C

MCF Media Control Function Chức năng điều khiển truyền thông

MDF Media Delivery Function Chức năng cung cấp truyền thông

NASS Network Attachment Subsystem Phân hệ gắn kết mạng

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ tiếp theo

P-CSCF Proxy- Call session control function Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi-ủy quyền

PC Personal Computer Máy tính cá nhân

PVR Personal Video Recorder Bộ ghi video cá nhân

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RACF Resource Access Control Function Chức năng điều khiển truy cập tài

SD Secure Digital An toàn kỹ thuật số

SD&S Service Discovery and Selection Phát hiện và lựa chọn dịch vụ

SDF Service Discovery Function Chức năng phát hiện dịch vụ

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên

SN-C Super Node - Core Nút lớn-Lõi

L Super Node - Tracker Hệ thống theo dõi-Nút lớn

SSF Service Selection Function Chức năng lựa chọn dịch vụ

STB Set-Top-Box Hộp chuyển đổi tín hiệu

UE User Equipment Thiết bị đầu cuối người sử dụng

VoD Voice on Demand Thoại theo yêu cầu

WCT WIPO Copyright Treaty Hiệp ước bản quyền WIPO

WIPO World Intellectual Property

Organization Tổ chức sở hữu trí tuệ thế giới

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Ngày nay, khi đời sống vật chất cũng như tinh thần của con người đangngày một nâng cao, Internet đã trở lên phổ biến trong những năm gần đây Việcphát triển nhanh của Internet đã góp phần rất lớn thúc đẩy phát triển kinh tế và vănhóa, nâng cao đời sống vật chất cho nhân dân Sự phát triển của Internet ở ViệtNam cũng đã mang lại cho các nhà cung cấp dịch vụ qua Internet nhiều lựa chọnhơn về phương thức truyền tải dịch vụ của mình đến khách hàng IPTV cũng đãphát triển ngày càng mạnh mẽ trong thời gian gần đâyvà trong thời gian tới Vớinhững ưu điểm nổi bật của mình, IPTV hứa hẹn sẽ đem lại rất nhiều tiện ích đặcbiệt cho người sử dụng Internet với một nền tảng băng thông rộng hứa hẹn sẽ đemlại một chất lượng dịch vụ cao cho khách hàng Để có thể nâng cao chất lượng củadịch vụ IPTV thì đòi hỏi cần có một công nghệ hiện đại hơn, đáp ứng được cácyêu cầu cao hơn về khả năng đáp ứng liên tục với chất lượng cao về dịch vụ củamạng cung cấp dịch vụ IPTV Để giải quyết yêu cầu này của mạng thì công nghệP2P thực sự đã mang lại một bước tiến quan trọng trong sự phát triển của dịch vụIPTV Với công nghệ P2P được đưa vào các mô hình cung cấp dịch vụ IPTVngười xem đã thực sự được xem, trải nghiệm các chương trình, các video theo yêucầu của mình một cách nhanh chóng, dễ dàng hơn Với các ưu điểm nổi trội củamình cùng với một nền kiến trúc mạng sẵn có, P2P đã được đưa vào các mô hìnhmạng dễ dàng hơn rất nhiều với chi phí thấp, sự linh hoạt trong việc cung cấp dịch

vụ Luận văn “Nghiên cứu triển khai mô hình P2P cho dịch vụ IPTV trên nền IMS” là một cái nhìn chi tiết hơn về công nghệ P2P, qua đó đưa ra các mô hình

triển khai công nghệ P2P cho dịch vụ IPTV với các phân tích đánh giá cùng vớikết quả đạt được Qua luận văn, các ưu điểm về khả năng đáp ứng nhu cầu củangười sử dụng cũng như lợi nhuận mà công nghệ P2P mang lại đã thực sự thuyếtphục được các nhà cung cấp dịch vụ IPTV lựa chọn một mô hình mạng hợp lýnhất cho mình để cung cấp dịch vụ

Luận văn gồm 4 chương:

Chương I: TỔNG QUAN VỀ IPTV

Chương II: IPTV DỰA TRÊN NỀN KIẾN TRÚC IMS

Chương III:MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI P2P CHO DỊCH VỤ IPTV

Chương IV: KIẾN TRÚC DỊCH VỤ IPTV TRÊN NỀN IMS SỬ DỤNG MÔ HÌNH P2P

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo đặc biệt là

TS VŨ TRƯỜNG THÀNH đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tác giả hoàn thànhluận văn này Do hạn chế về thời gian và kiến thức, luận văn không thể tránh khỏithiếu sót, tác giả rất mong nhận đươc sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô cùng cácbạn Tác giả xin được tiếp thu và chân thành cảm ơn

Học viênTrần Ngọc Anh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV

1.1. Tại sao IPTV dựa trên nền kiến trúc IMS?

1.1.1. Tổng quan về kiến trúc IMS

a Định nghĩa kiến trúc IMS

IP Multimedia System (IMS) là một kiến trúc gồm nhiều chức năng đượcgắn kết với nhau thông qua các giao tiếp đã được chuẩn hóa nhằm cung cấp cácdich vụ đa phương tiện qua vùng chuyển mạch gói IP cơ bản IMS được coi nhưkiến trúc cho việc hội tụ mạng thoại, dữ liệu và di động

Theo chuẩn 3GPP kiến trúc IMS được chia làm 3 mặt phẳng: mặt phẳng ứngdụng, mặt phẳng truyền tải và mặt phẳng điều khiển

b Các giao thức được sử dụng trong IMS

Giao thức SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức thuộc lớp ứng dụngđược sử dụng cho việc thiết lập, điều khiển và kết nối các phiên

Giao thức DIAMETER là giao thức được sử dụng cho việc nhận thực, cấpphép và tính cước

 Mặt phẳng điều khiển: gồm mạng lõi IMS

 Mặt phẳng truyền tải: bao gồm thiết bị người dùng UE và các giao tiếp kết nốivào mạng lõi IP

Hình 1.1: Kiến trúc IMS1.1.3. Tổng quan về IPTV

a Khái niệm

IPTV-Internet Protocol Television (Truyền hình qua giao thức internet) làmột hệ thống truyền hình kỹ thuật số được phát đi nhờ vào giao thức internet thôngqua một hạ tầng mạng, mà hạ tầng mạng này có thể bao gồm việc truyền thông quamột kết nối băng thông rộng Một định nghĩa chung của IPTV là truyền hình nhưngthay vì qua hình thức phát hình vô tuyến hay truyền hình cáp thì lại được truyềnphát đến người xem thông qua các công nghệ sử dụng cho mạng máy tính

Đối với các hộ sử dụng, IPTV thường được cung cấp với video yêu cầu và cóthể được gộp chung với các dịch vụ internet như truy cập web và VoIP Sự kết hợpcủa IPTV, VoIP và truy cập internet được xem như một dịch vụ “Triple Play”

b Các đặc tính của IPTV

 Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phépnhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác Các loạidịch vụ truyền tải thông qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm TV trực tiếpchuẩn, TV chất lượng cao (HDTV), trò chơi tương tác và khả năng cung cấpdịch vụ internet tốc độ cao.

 Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với một máy ghi video kỹ thuật số cho phépdịch thời gian nội dung chương trình-một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nộidung IPTV để xem sau

 Cá nhân hóa: một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tinhai chiều và cho phép người dùng ở kết cuối cá nhân hóa những thói quen xem

TV của họ bằng cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào

họ muốn xem

 Yêu cầu băng thông thấp: thay vì phân phối trên mọi kênh để tới người sử dụng,công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh màngười dùng yêu cầu Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thểtiết kiệm băng thông của mạng

 Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị: việc xem nội dung của IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở việc sử dụng TV, người dùng có thể sử dụng máy PC, thiết bị di động để truy xuất vào dịch vụ IPTV

1.1.4. IPTV dựa trên kiến trúc IMS

Trong hơn một thập ký qua, có một thực tế là các nhà khai thác mạng viễnthông luôn muốn tích hợp các dịch vụ của họ vào một dịch vụ thống nhất được gọi

là mạng thế hệ kế tiếp (NGN) dựa trên giao thức Internet (IP) Hai lý do chính choquá trình này là chi phí cho dịch vụ và doanh thu do dịch vụ mang lại là rất lớn.NGN dựa trên nền kiến trúc IMS (IP Multimedia Subsystem) phân chia mạng thànhcác lớp khác nhau bao gồm: lớp ứng dụng, lớp điều khiển dịch vụ và lớp truyền tải.Mạng NGN/IMS cung cấp một kiến trúc mạng tương đối hoàn chỉnh, khi một dịch

vụ mới được triển khai dựa trên nền kiến trúc này thì cơ sở hạ tầng của mạng có thểđược tái sử dụng Do đó, NGN/IMS trở thành một kiến trúc lý tưởng cho các nhà

khai thác mạng viễn thông khi cung cấp một dịch vụ mới với chi phí thấp và quátrình quản lý mạng là đơn giản.

Một trong các dịch vụ hấp dẫn mà các nhà khai thác mạng viễn thông muốntriển khai là đó chính là dịch vụ IPTV Tuy nhiên, dịch vụ này đòi hỏi một kiến trúcrất phức tạp Các dịch vụ viễn thông và internet phải được tích hợp trong cùng mộtgiao thức cho mạng nâng cao và được TISPAN nghiên cứu đề xuất tích hợp IPTVvào trong mạng NGN Kiến trúc này được gọi là IPTV dựa trên nền kiến trúcNGN/IMS Kiến trúc này giúp cho mạng tái sử dụng chức năng điều khiển và vậnhành của mạng NGN

1.2. Tại sao P2P được xếp chồng trong kiến trúc của IPTV?

Mạng ngang hàng (peer-to-peer network) còn gọi là mạng đồng đẳng, là mộtmạng máy tính trong đó hoạt động của mạng chủ yếu dựa vào khả năng tính toán vàbăng thông của các máy tham gia chứ không tập trung vào một số nhỏ các máy chủtrung tâm như các mạng thông thường Mạng đồng đẳng có nhiều ứng dụng Ứngdụng thường xuyên gặp nhất là chia sẽ tệp tin, tất cả các dạng âm thanh, hình ảnh,

dữ liệu, hoặc để truyền dữ liệu thời gian thực như điện thoại VoIP

Một mạng đồng đẳng đúng nghĩa không có khái niệm máy chủ và máykhách, nói cách khác, tất cả các máy tham gia đều bình đẳng và được gọi là peer, làmột nút mạng đóng vai trò đồng thời là máy chủ và máy khách đối với các máykhác trong mạng

Một mục đích quan trọng của mạng ngang hàng là trong tất cả các máy thamgia đều đóng góp tài nguyên, bao gồm băng thông, lưu trữ và khả năng tính toán.

Do đó, khi càng có nhiều máy tham gia vào mạng thì khả năng tổng thể của hệthống mạng càng lớn Ngược lại, trong cấu trúc máy chủ-máy khách, nếu số lượngmáy chủ là cố định thì khi số lượng máy khách tăng lên thì khả năng chuyển dữ liệucho mỗi máy khách sẽ giảm xuống

Tính chất phân tán của mạng ngang hàng cũng giúp cho mạng hoạt động tốthơn khi một số máy gặp sự cố Đối với cấu trúc tập trung, chỉ cần máy chủ gặp sự

cố thì cả hệ thống sẽ ngưng trệ Còn đối với mạng ngang hàng các máy tính có thểtham gia và rời khỏi mạng bất cứ lúc nào mà mạng vẫn hoạt động bình thường, cácmáy tính còn lại vẫn có thể trao đổi thông tin và chia sẻ tài nguyên với nhau

Nhược điểm của P2P là vì tài nguyên của mạng nằm trên các máy tính cánhân và không phải lúc nào các máy tinh này cũng kết nối với mạng nên có thể dẫntới sự biến mất của một vài dịch vụ trong một thời gian nhất định Tuy nhiên, nhượcđiểm này có thể khắc phục được khi số lượng phần tử của mạng P2P đủ lớn, lúc đó

sẽ có nhiều điểm cung cấp dịch vụ cho toàn mạng hơn

1.2.2. P2P được xếp chồng trong kiến trúc của IPTV

Trong khi các dịch vụ IPTV dựa trên kiến trúc của mạng NGN đang đượctiến hành triển khai thì một số hệ thống thương mại sử dụng công nghệ P2P nhưZatton, PPLive, Softcast và một số cái tên khác đang cung cấp dịch vụ miễn phítrong môi trường internet Do đặc điểm chính của các dịch vụ này đều là miễn phí

và khá dễ dáng cài đặt các chương trình ở thiết bị người dùng để truy cập các dịch

vụ này nên số lượng các thuê bao của chúng đang tăng lên một cách nhanh chóng

Trước vấn đề này, các nhà khai thác mạng viễn thông đã nhận thấy sự cầnthiết phải đưa ra một giải pháp để triển khai IPTV vào trong mạng lưới của mìnhvới chi phí đầu tư thấp, hiệu quả cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ hay chính là cóthể hỗ trợ QoS cho dịch vụ so với các dịch vụ IPTV hiện có trên mạng internet Vớicác ưu điểm nổi bật ở trên cùng với một hạ tầng mạng hiện có của dich vụ IPTV thìcông nghệ P2P thực sự là một giải pháp tốt cho vấn đề này

1.3. Kết luận chương 1

Qua chương này chúng ta đã xem xét và tìm hiểu một cách tổng quan vềkiến trúc IMS, dịch vụ IPTV và công nghệ P2P Qua đó giúp ta nắm được nhữngkiến thức cơ bản về các vấn đề đang được nghiên cứu để có thể tìm hiểu sâu hơn ởcác chương sau Có thể nhận thấy những ưu thế rõ rệt khi đưa công nghệ mạng P2Pvào kiến trúc mạng IMS để cung cấp dịch vụ IPTV một cách dễ dàng hơn cho nhàcung cấp dịch vụ cũng như phía người sử dụng Chính công nghệ P2P sẽ mang lạimột dịch vụ IPTV chất lượng cao hơn, ổn định hơn, đáp ứng tốt QoS của mạng vàqua đó mạng lại sự hài lòng về chất lượng dịch vụ cho người dùng Hiệu quả củamạng cung cấp dịch vụ IPTV sẽ được nâng cao, giá thành giảm và giúp đơn giảnhóa kiến trúc mạng Chương sau sẽ trình bày một cách chi tiết hơn về dịch vụ IPTVtrên nền kiến trúc IMS

CHƯƠNG 2: IPTV TRÊN NỀN KIẾN TRÚC IMS

2.1 Tổng quan về IPTV dựa trên nên kiến trúc IMS

Các nhà nghiên cứu của tổ chức TISPAN muốn kết hợp các dịch vụ của IPTVnhư một ứng dụng trong kiến trúc mạng NGN Bởi khi tiêu chuẩn hóa IPTV nhưmột dịch vụ trong mạng NGN, TISPAN có thể tái sử dụng trước tiên mạng điềukhiển lõi IMS và qua đó làm giảm sự phức tạp khi triển khai IPTV trong NGN.Trong kiến trúc này IPTV được xem là một hệ thống phụ trong mạng NGN nhưtrong hình 2.1 dưới đây Nó cho phép có sự ảnh hưởng và tương tác qua lại lẫn nhauquy định qua điểm tham chiếu giữa các ứng dụng của IPTV và một số thành phầnphổ biến của mạng NGN hiện có Các thành phần này bao gồm điều khiển mạng lõiIMS, điều khiển truyền tải các phần tử cho quản lý nguồn tài nguyên và điêu khiểnphân hệ (RACS) hoặc mạng liên kết các hệ thống phụ TISPAN Phương pháp này

sử dụng hệ thống phụ IPTV tinh xảo trong NGN để cung cấp tất cả các chức năng

mà IPTV yêu cầu [3]

2.1.1 Kiến trúc chức năng tổng quan

Kiến trúc chức năng tổng quan của IPTV trong IMS được biểu diễn như hình 2.1dưới đây

Hình 2.1: Kiến trúc chức năng dịch vụ IPTV [3]

2.1.2 Dịch vụ IPTV

2.1.2.1 Nội dung theo yêu cầu

CoD là một chức năng dịch vụ IPTV được phân chia thành một phần kiểm

soát dịch vụ IPTV (CoD-SCF), một phần kiểm soát phương tiện truyền thông(CoD-MCF) và các chức năng phân phối phương tiện truyền thông (CoD-MDF).Các CoD-SCF trao đổi thông tin với mạng lõi IMS các tin nhắn yêu cầu/đáp ứngdịch vụ giữa UE và CoD-SCF được chuyển qua lõi IMS Thông điệp điều khiểntruyền thông giữa UE và CoD-MCF thông qua điểm tham chiếu Xc Dữ liệu truyềnthông được trao đổi giữa UE và CoD-MDF qua điểm tham chiếu Xd

2.2.2.2 Broadcast

BC là một chức năng chính của các dịch vụ IPTV broadcast và nó được chialàm một phần kiểm soát dịch vụ (BC-SCF), một phần kiểm soát phương tiện truyềnthông (BC-MCF) và chức năng phân phối phương tiện truyền thông (BC-MDF).BC-SCF trao đổi tin nhắn với lõi IMS Các thông báo yêu cầu/đáp ứng dịch vụ giữa

UE và BC-SCF được chuyển qua mạng lõi IMS Dữ liệu truyền thông được trao đổigiữa UE và BC-MDF qua điểm tham chiếu Xd

2.2.2.3 Mạng ghi video cá nhân (DVR-N)

N-DVR là một chức năng chính của các dịch vụ IPTV N-PVR và được chialàm một phần kiểm soát dịch vụ (N-PVR-SCF), một phần kiểm soát phương tiệntruyền thông (N-DVR-MCF) và một phần chức năng phân phối phương tiện truyềnthông (N-DVR-MDF) N-DVR-SCF trao đổi thông tin với mạng lõi IMS Các tinnhắn yêu cầu/đáp ứng dịch vụ sẽ được chuyển qua mạng lõi IMS Thông báo kiểmsoát dữ liệu giữa UE và N-DVR-MCF qua điểm tham chiếu Xc Dữ liệu truyềnthông được trao đổi giữa UE và N-DVR-MDF qua điểm tham chiếu Xd

2.1.3 Các phần tử của mạng lõi IMS

Mạng lõi IMS được biểu diễn trong hình 2.1 Mạng lõi IMS bao gồm chứcnăng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF), chức năng hồ sơ máy chủ người sử dụng(UPSF) hoặc máy chủ thuê bao chính (HSS) trong các tên gọi khác nhau Mạng lõiIMS thực hiện các chức năng thiết lập một phiên đa phương tiện giữa các thuê bao

và chuẩn bị cung cấp quy tắc cho các dịch vụ tới các đặc điểm phiên theo yêu cầu từphía khách hàng Thuật ngữ “mạng lõi IMS” có nghĩa là các chức năng của IMSđược sử dụng chung cho tất cả các dịch vụ và các công nghệ truy cập khác nhau củangười dùng Các UPSF/HSS là cơ sở dữ liệu tổng thể bao gồm các thông tin người

sử dụng nhằm hỗ trợ thực thể mạng điều khiển các cuộc gọi và phiên

Các CSCF bao gồm ba chức năng phụ: IMS lõi bao gồm một số cuộc gọiphiên với chức năng điều khiển (CSCFs) đã được giới thiệu Một số CSCFs có giaodiện máy chủ thuê bao chính (HSS) nơi chứa các thông tin riêng đầy đủ về các thuêbao được lưu trữ như hồ sơ sử dụng của họ, chính sách, đăng ký, sở thích v v

Có ba loại CSCFs được định nghĩa đó là:

 Proxy-CSCF (CSCF) là điểm tiếp xúc đầu tiên của người sử dụng IMS CSCF đảm bảo các bản tin báo hiệu giữa các mạng và các thuê bao và phân bổnguồn lực cho các dòng phương tiện truyền thông bởi sự tương tác với RACS

P- Interrogating-CSCF (I-CSCF) tìm các tương thích S-CSCF bằng cách truy vấnUPSF/HSS I-CSCF giúp điều hành ẩn kiến trúc mạng từ các mạng khác

 Serving-CSCF (S-CSCF) là thực thể điều khiển chính của CSCF, nó xử lý cácđăng ký của các thuê bao, lưu trữ vị trí hiện tại của chúng và chịu trách nhiệmxác thực các thuê bao và quản lý phiên Chính sách quản lý thuê bao được lưutrữ trong UPSF/HSS điều khiển các vận hành được thực hiện bởi S-CSCF chomột thuê bao riêng

2.1.4 Ứng dụng và các chức năng điều khiển dịch vụ của IPTV

2.2.4.1 Chức năng phát hiện dịch vụ và chức năng lựa chọn dịch vụ (SDF và SSF)

Chức năng phát hiện dịch vụ SDF và chức năng lựa chọn dịch vụ SSF là hai chứcnăng cung cấp thông tin cần thiết để UE lựa chọn một dịch vụ của IPTV

 Chức năng của SDF

 Tạo ra và/hoặc cung cấp thông tin đi kèm dịch vụ

 Cung cấp sự phát hiện dịch vụ cá nhân

Thông tin đi kèm dịch vụ bao gồm các địa chỉ SSF dưới dạng các URL và/hoặccác địa chỉ IP.

 Chức năng của SSF

 Cung cấp thông tin lựa chọn dịch vụ Ví dụ như một danh sách các dịch vụ cósẵn mà UE sau đó có thể duyệt và lựa chọn SSF có thể tùy chọn để tạo ra cácthông tin lựa chọn dịch vụ Nó có thể lấy tất cả và chuyển tiếp các thông tin lựachọn dịch vụ này

 Cung cấp các thông tin lựa chọn dịch vụ cá nhân và/hoặc thông tin cần thiết để

2.1.4.2 Chức năng điều khiển dịch vụ IPTV (SCF)

Các chức năng điều khiển dịch vụ (SCFs) có hai giao diện với người dùng vàmạng lõi IMS tới tiếp nhận, xác nhận và thực hiện các yêu cầu dịch vụ IPTV từngười sử dụng Cách thức dịch vụ SCFs ủy quyền và xác nhận các yêu cầu củangười sử dụng cho nội dung được lựa chọn dựa trên thông tin hồ sơ cá nhân củangười sử dụng SCFs lựa chọn tất cả các tương thích có liên quan đến các chức năngđiều khiển/cung cấp phương tiện IPTV Tất cả chúng được tùy chỉnh theo trảinghiệm của người dùng, ví dụ các kênh truyền hình được phát cho người dùng đượclựa chọn dựa trên hồ sơ của người dùng [3]

2.1.4.3 Chức năng truyền thông

Các chức năng truyền thông IPTV có nhiệm vụ kiểm soát và cung cấp các luồngphương tiện truyền thông tới UE Chúng được chia thành các chức năng kiểm soáttruyền thông (MCF) và các chức năng cung cấp truyền thông (MDF)

a. Chức năng của MCF

- Xử lý, điều khiển lưu lượng phương tiện truyền thông của MDF

- Có thể quản lý việc xử lý phương tiện truyền thông của MDF.

- Giám sát tình trạng của MDF

- Quản lý tương tác với UE

- Xử lý tương tác với các chức năng điều khiển dịch vụ IPTV SCF

- Giữ một cái nhìn chính xác về trạng thái và nội dung phân phối liên quan đếnMDFs khác nhau mà nó điều khiển

- Lựa chọn một MDF, trong trường hợp một MCF kiểm soát nhiều MDFs tiêu chuẩnkhác nhau, có thể được áp dụng

- Lựa chọn một MF, trả kết quả lựa chọn về SCF và chuyển hướng phiên tới MF đãlựa chọn (ví dụ trong trường hợp nội dung được yêu cầu không có sẵn trong MFnày hoặc để cân bằng tải trọng MFs)

- Tạo dựng thông tin, ví dụ cho người dùng tạo dựa trên nội dung được xem

b. Nhiệm vụ của MDF

- Xử lý việc cung cấp luồng phương tiện truyền thông

- Báo cáo trạng thái tới MCF

- Lưu trữ phương tiện truyền thông và có thể lưu trữ tất cả thông tin về dịch vụ vớiphương tiện truyền thông cho các dịch vụ IPTV

- Đặc biệt, nó có thể được sử dụng để lưu trữ cho các nội dung thường xuyên đượctruy cập hoặc nội dung đặc biệt cho người sử dụng (ví dụ: ghi âm PVR, TV thờigian thực, dịch vụ BC với chế độ Trick, nội dung do người dùng soạn thảo) nếu mộtvài chức năng không được thực hiện bởi UE

- Có thể bổ sung chương trình, mã hóa hoặc giải mã (nếu cần) phương tiện truyềnthông này sang phương tiện truyền thông khác nhau theo yêu cầu (ví dụ như độphân giải truyền hình phụ thuộc vào khả năng thiết bị đầu cuối hoặc sở thích ngườidùng)

- Có thể thực hiện bảo vệ nội dung (ví dụ mã hóa nội dung)

- Có thể hỗ trợ nhận nội dung của phương tiện truyền thông IPTV

- Đối với dịch vụ BC, MDF có thể được xem như nguồn cho luồng multicast củaluồng phương tiện truyền thông BC [3].

- Có thể thu thập báo cáo về QoS

2.2IPTV dựa trên các chức năng lớp truyền tải của IMS

Các chức năng lớp truyền tải của hệ thống dẫn nạp tài nguyên (RACS) và hệthống tích hợp mạng (NASS) là các chức năng dành cho mạng NGN tổng quan chứkhông chỉ riêng cho IPTV trên nền IMS

RACS được kết hợp giữa lớp điều khiển dịch vụ và các chức năng truyền tảidành cho điều khiển nguồn tài nguyên và hỗ trợ QoS trong mạng NGN Các chứcnăng cơ bản của RACS là:

- Chính sách kiểm soát: RACS sẽ đề xuất một bộ quy tắc về chính sách để yêu cầukiểm tra xem các yêu cầu dành riêng có thể được thực hiện hay quyết định như thếnào khi yêu cầu bị hủy bỏ Tất cả chính sách kiểm soát này được thực hiện trongmạng truy nhập, áp dụng chính sách cụ thể tới mỗi đường truy nhập riêng [3]

- Điều khiển tích hợp: RACS sẽ xác minh xem các nguồn tài nguyên có sẵn trongviệc tiếp cận mạng có đáp ứng được các yêu cầu QoS

- Tài nguyên dành riêng: RACS giúp dự trữ nguồn tài nguyên cho mạng truy cập

NASS cung cấp chức năng đăng ký và kích hoạt các thiết bị sử dụng để truynhập dịch vụ NASS quản lý tất cả các không gian địa chỉ trong mạng truy cập vàxác thực các phiên dịch vụ NASS thực hiện một số nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Cung cấp linh hoạt các địa chỉ IP và các thông số cấu hình thiết bị đầu cuối

- Xác thực và cấu hình mạng truy cập theo thông tin người dùng

- Quy định phương thức là chế độ “đẩy” hoặc chế độ “kéo” đến các mặt phẳng truyềntải.

- Khi người dùng không có khả năng đàm phán cụ thể QoS: SCF sẽ xác định các yêucầu của QoS và các tín hiệu tới X-RACF X-RACF sẽ đẩy cổng điều khiển, đánhdấu gói và thông tin phân bổ băng thông tới các chức năng của lớp truyền tải

- Khi người dùng thực hiện đàm phán QoS tại lớp dịch vụ: SCF sẽ lọc thông tin QoS

và đưa tới X-RACF nó sẽ thực hiện chế độ đẩy ủy quyền, đăng ký và các nguồn tàinguyên cam kết tới các chức năng lớp truyền tải

- Khi người dùng đàm phán tại lớp truyền tải: các quy tắc trong chính sách sẽ là chế

độ đẩy hoặc kéo từ RACF Lớp truyền tải sẽ nhận được yêu cầu QoS và sau đó sẽthực hiện các quy tắc trong chính sách chế độ đẩy từ X-RACF

Có hai chế độ khác nhau: chế độ đẩy và chế độ kéo để cung cấp QoS địnhsẵn trong mạng NGN theo khả năng thiết bị người dùng

Nếu nguồn yêu cầu đã đầy đủ, RACS sẽ dự trữ các nguồn tài nguyên trongmạng truyền tải NGN Trường hợp này được gọi là chế độ đẩy bởi vì nguồn tàinguyên được phân bổ là được đẩy lên dạng đỉnh qua RASS tới các chức năngtruyền tải [6]

Hình 2.2: NGN QoS và chế độ đẩy điều khiển nguồn tài nguyên [6].

2.3.3 Mô hình kéo

Trường hợp này sử dụng cho các thiết bị người dùng có tín hiệu QoS và khả năngquản lý Hình 2.3 cho thấy các nguyên tắc cơ bản của trường hợp này Các thiết bị ngườidùng gửi một tín hiệu thông báo về QoS tới các chức năng truyền tải ở bước đầu tiên Dựatrên thông tin từ tín hiệu thông báo, các chức năng truyền tải sẽ yêu cầu xác thực QoS ởRACS và NASS ở bước 2 Trong bước 3, nếu nguồn tài nguyên có sẵn thì RACS yêu cầu

dự trữ nguồn tài nguyên trong chức năng truyền tải trong mạng truyền tải NGN [6]

Hình 2.3: NGN QoS và chế độ kéo điều khiển nguồn tài nguyên [6].

2.4Những ưu điểm khi sử dụng IPTV trên nền IMS

IPTV dựa trên IMS-NGN có nhiều ưu điểm như hỗ trợ tính năng di động,tương hỗ với các dịch vụ NGN, cá nhân hóa dịch vụ, tương thích phương tiện vàcác dịch vụ di động như các quadruple-play Hơn nữa, với việc ứng dụng và tái sửdụng đặc tính IMS sẵn có để hỗ trợ các dịch vụ IPTV, có thể tối ưu hóa và tái sửdụng các đặc tính NGN về những vấn đề sau:

- Đăng ký và nhận thực người dùng tích hợp (ví dụ, báo phát sign-on đơn,nhận dạng người dùng đồng nhất)

- Quản lý thuê bao điện thoại của người dùng, tập trung hồ sơ người dùng,chính sách người dùng linh hoạt và các nhân hóa dịch vụ

- Quản lý phiên, định tuyến, khởi đầu dịch vụ (service trigger), đánh số

- Tương tác với các nhà cho phép dịch vụ (hiện diện, nhắn tin, quản lý nhóm )

- Hỗ trợ Roam (chuyển vùng) và Nomadic (lưu động)

- Chất lượng dịch vụ (QoS) và điều khiển ngang hàng

- Ghi cước (billing) và tính cước đồng nhất

Ngoài ra, IPTV dựa trên NGN-IMS còn cho phép tương thích giữa luồng dữliệu IPTV với các tài nguyên mạng sẵn có và khả năng kết cuối người dùng Do vậyngười dùng có thể truy nhập dịch vụ IPTV không chỉ ở nhà mà cả khi di chuyển sửdụng một đầu cuối di động

IPTV dựa trên NGN-IMS cũng cho phép điều khiển linh hoạt các dịch vụIPTV nhờ việc điều khiển phiên sử dụng giao thức SIP Chẳng hạn, một người dùng

có thể sử dụng một đầu cuối IMS để điều khiển bộ ghi IPTV của nó từ xa Việcchuyển giao các phiên IPTV tích cực giữa các thiết bị khác nhau, từ một laptop tớimột thiết bị truyền hình cũng là một nhân tố thu hút khách hàng sử dụng dịch vụIPTV

Với việc triển khai IPTV trên nền IMS, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ giảmđược rất nhiều các chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống bởi hệ thống IMS là một hệthống với các chức năng đã được chuẩn hóa và có thể đáp ứng một cách tốt nhất cácyêu cầu của dịch vụ IPTV

Hơn nữa mạng NGN/IMS có thể hỗ trợ các công nghệ truy cập khác nhau vìvậy IPTV trên nền tảng IMS cho phép sự thích nghi của một luồng dữ liệu IPTV để

có sẵn tài nguyên mạng và phù hợp với khả năng thiết bị đầu cuối của người dùng

Do đó, IPTV trên nền IMS là kiến trúc mạng cho phép sự hội tụ của mạng cố định

và di động

Với các ưu điểm trên, kiến trúc mạng IMS thực sự là một kiến trúc phù hợp

để triển khai dịch vụ IPTV sử dụng công nghệ P2P Kiến trúc IMS sẽ giúp cho côngnghệ P2P phát huy được hết các ưu điểm của mình Với công nghệ P2P, dịch vụIPTV sẽ mang đến cho khách hàng một chất lượng dịch vụ tốt hơn, linh hoạt hơnqua đó cũng mang đến lợi nhuận cao hơn cho các nhà cung cấp dịch vụ

2.5Kết luận chương 2

Qua chương 2 giúp ta có một cái nhìn sâu sắc hơn về kiến trúc IMS Với mộtkiến trúc hội tụ đầy đủ các chức năng cần thiết, IMS thực sự là một kiến trúc phùhợp để triển khai dịch vụ IPTV trong mạng NGN Với các chức năng này, IMSmang lại sự đơn giản hóa, hiệu quả và chất lượng (QoS) được đảm bảo khi cung cấpdịch vụ IPTV trong mạng NGN Những ưu điểm khi triển khai dịch vụ IPTV trênnền IMS hứa hẹn sẽ mang lại một dịch vụ IPTV với chất lượng cao, tiện dung và dễdàng sử dụng cho người dùng Tuy nhiên, để nâng cao hơn nữa chất lượng dịch vụIPTV, phục vụ một cách nhanh nhất, đầy đủ nhất thì cần phải đưa thêm các côngnghệ hỗ trợ vào trong mạng cung cấp dịch vụ Chương sau sẽ giới thiệu và phântích một công nghệ hỗ trợ như vậy Đó chính là công nghệ P2P

CHƯƠNG 3:MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI P2P CHO

DỊCH VỤ IPTV

Có hai xu hướng để nghiên cứu làm thế nào áp dụng P2P vào trong NGN IMS:

- Xây dựng một lớp phủ P2P giữa các phần tử mạng

- Giữa những người dùng cuối

Các phần tử mạng NGN là rất ổn định so với người dùng vì vậy hầu hết cácnghiên cứu cho đến thời điểm này đều tập trung vào làm thế nào để thực hiện P2Pgiữa các phần tử mạng NGN Mục đích chính của các nghiên cứu chỉ còn lại là ápdụng P2P ở phía mạng chứ không phải ở phía người dùng Mục 3.4, 3.5 sẽ trình bày

rõ hơn về các giải pháp sử dụng P2P trong mạng NGN

3.1 Cơ chế phân phối nội dung IPTV

Có ba cơ chế phân phối nội dung được sử dụng để vận chuyển luồng dữ liệu

từ dịch vụ cung cấp đến với người dùng cuối cùng:

IP multicast là một công nghệ một tới nhiều và nhiều tới nhiều cho thời gianthực truyền thông qua một hạ tầng IP trong một mạng Multicast sử dụng cơ sở hạ

tầng mạng hiệu quả bằng cách yêu cầu nguồn gửi một gói một lần duy nhất ngay cảkhi nó cần phải được chuyển giao cho một số lượng lớn người nhận Các nút trongmạng (thường là các mạng chuyển mạch hoặc định tuyến) thực hiện sao chép cácgói tin đã nhận được do đó các gói tin được gửi qua mỗi liên kết của mạng chỉ mộtlần Các giao thức cấp thấp phổ biến để sử dụng địa chỉ multicast là UDP Bởi tínhchất của nó nên UDP không đáng tin cậy-thông báo có thể bị mất hoặc sai trật tự.Các giao thức multicast đáng tin cậy như PGM được phát triển thêm chức năng pháthiện mất gói tin và phát lại ở phần đầu của Ip multicast.

Một IP multicast là một nhóm các địa chỉ được sử dụng bởi nguồn và ngườinhận tới việc gửi và nhận tin nhắn đa phương tiện Các nguồn sử dụng một nhóm cácđịa chỉ như các địa chỉ IP đích trong dữ liệu của chúng Người nhận sử dụng nhómđịa chỉ này để thông báo tới mạng mà họ quan tâm trong việc tiếp nhận các gói tingửi đến nhóm đó Ví dụ, nếu một nội dung có liên quan đến nhóm 239.1.1.1, nguồn

sẽ gửi các gói dữ liệu được dự trù từ trước đến nhóm 239.1.1.1 Người thu nhận nộidung sẽ thông báo với mạng mà họ quan tâm trong việc tiếp nhận các gói dữ liệu từnhóm 239.1.1.1 Người nhận sẽ tham gia ngay vào nhóm 239.1.1.1 Giao thức thườngđược sử dụng khi người nhận tham gia vào một nhóm được gọi là giao thức quản lýnhóm (IGMP) Với các giao thức định tuyến dựa trên cây chia sẻ, một khi người nhậntham gia vào một nhóm IP multicast, một cây phân phối multicast sẽ được xây dựngcho nhóm đó Giao thức được sử dụng rộng rãi nhất cho vấn đề này là giao thứcmulticast độc lập (PIM) Tức là khi có một gói dữ liệu gửi từ người gửi đến nhóm đóthì tất cả những người tham gia nhóm đó đều sẽ nhận được gói tin này

IP multicast hoạt động không đòi hỏi một nguồn hiệu dụng biết về nhữngngười nhận của nhóm này Việc xây dựng cây multicast dựa trên hướng của ngườinhận và được khởi xướng bởi các nút mạng gần người nhận nhất IP multicast tạo rathông tin trạng thái cho mỗi cây phân phối multicast trong mạng Nếu một router làmột phần của 1000 cây multicast thì nó có 1000 cổng định tuyến và chuyển tiếp.Mặt khác, một bộ định tuyến multicast không cần phải biết làm thế nào để đạt đượctất cả các cây multicast khác trên mạng internet Nó chỉ cần biết về cây multicast mà

nó nhận từ phía dưới Đây là chìa khóa để mở rộng quy mô dịch vụ multicast-địachỉ dịch vụ Ngược lại, một bộ định tuyến unicast cần phải biết làm thế nào để đạtđược tất cả các địa chỉ unicast khác trên mạng internet, ngay cả khi nó thực hiệnđiều này bằng cách sử dụng chỉ một tuyến đường mặc định.

b Định tuyến

Mỗi máy chủ muốn trở thành thành viên của nhóm multicast (tức là tiếp nhận

dữ liệu tương ứng từ một phần địa chỉ multicast) phải sử dụng giao thức quản lýnhóm internet (IGMP) để tham gia Bộ định tuyến lân cận cũng sử dụng giao thứcnày để tham gia Trong định tuyến unicast, mỗi router kiểm tra địa chỉ đích của mộtgói tin và nhìn vào các điểm đến trong một bảng để xác định giao diện sử dụng đểgói đó có được sự tương thích với đích của nó Địa chỉ nguồn là không liên quanđến các bộ định tuyến Tuy nhiên, trong định tuyến multicast địa chỉ nguồn (mà làmột địa chỉ unicast đơn giản) được sử dụng để xác định hướng đi của luồng dữ liệu.Nguồn của lưu lượng multicast được coi là thượng nguồn Các bộ định tuyến xácđịnh các giao diện phía dưới là điểm đến cho nhóm multicast này và gửi các góithông tin qua một giao diện thích hợp Một số lỗi có thể xảy ra nếu các gói dữ liệudành cho unicast vô tình gửi đến một địa chỉ multicast, đặc biệt gửi các gói tinICMP đến địa chỉ multicast đã được sử dụng trong bối cảnh các cuộc tấn công DoSnhư một cách để đạt được khuếch đại gói

Các nhóm Multicast IP yêu cầu những người dùng có cùng yêu cầu về luồng

dữ liệu vào một nhóm và gửi luồng dữ liệu cho nhóm đó Và chỉ có một bản saoduy nhất của các luồng video trong mỗi liên kết giữa các bộ định tuyến, các nguồn

và các điểm đến Sử dụng multicast có thể làm giảm băng thông tổng thể trong toàn

bộ mạng lưới Tuy nhiên, trên thực tế rất khó thực hiện multicast IP trong mạng lướidịch vụ IPTV Các vấn đề với IP multicast là rất khó quản lý nhiều điểm multicast

do nhiều kênh truyền hình TV, tạo ra các nhóm mới, tập hợp địa chỉ đa nhóm khingười dùng thay đổi các kênh truyền hình v v Do hạn chế của kỹ thuật nên IPmulticast chưa được triển khai rộng rãi trong các hệ thống IPTV thương mại

3.1.2 Mạng phân phối nội dung (CDN)

Mạng lưới phân phối nội dung (CDN) phân phối nhiều tiểu máy chủ trênkhắp các phần khác nhau của mạng, qua đó có thể cung cấp nội dung của máy chủcho người sử dụng gần đó Giải pháp này có thể làm giảm độ trễ của dịch vụ bởi vìthay vì liên lạc với máy chủ trung tâm, người sử dụng có thể kết nối trực tiếp vớimáy chủ thông qua các tiểu máy chủ thích hợp Chi tiết hoạt động của cơ chế CDNnày được trình bày tại mục 3.2

3.1.3 Lớp ứng dụng multicast

Lớp ứng dụng multicast (ALM) thực hiện chức năng chuyển tiếp multicast ởcác máy chủ cuối cùng Các máy chủ cuối này tạo nên một mạng che phủ và các dữliệu sẽ được lưu lại tại các máy chủ cuối cùng, vì vậy các dữ liệu có thể được gửinhiều lần trong cùng một liên kết ALM là một giải pháp kém hiệu quả hơn so với

IP multicast Nhưng ALM là một giải pháp rất phổ biến trong dịch vụ phương tiệntruyền thông bởi vì ALM có thể hỗ trợ multicast trong lớp mạng, hiệu quả khai thácqua việc điều khiển luồng và cơ chế cung cấp đáng tin cậy là có sẵn và hoàn chỉnh

3.2 Mạng cung cấp nội dung truyền thống (CDN)

3.2.1 Khái niệm

Một mạng lưới cung cấp nội dung hoặc một mạng phân phối nội dung(CDN) là một hệ thống phân phối lớn các máy chủ được triển khai tại nhiều trungtâm dữ liệu trên internet Mục tiêu của CDN là phục vụ nội dung cho người dùngvới tính sẵn sàng cao và hiệu suất cao CDN phục vụ một lượng lớn các nội dungtrên Internet ngày nay, bao gồm cả đối tượng web (văn bản, đồ họa và kịch bản),các đối tượng tải về (các tập tin phương tiện truyền thông, phần mềm, tài liệu), cácứng dụng (thương mại điện tử, cổng thông tin), phương tiện truyền thông trực tiếp,các luồng phương tiện truyền thông trực tuyến theo yêu cầu, và mạng xã hội

Một nhà điều hành CDN được trả tiền bởi các nhà cung cấp nội dung nhưcông ty truyền thông và các nhà cung cấp thương mại điện tử để cung cấp nội dungcủa họ tới khán giả của họ, những người dùng cuối cùng Lần lượt, một CDN đượcdành cho các ISP, các phần tử chuyên trở và các nhà khai thác mạng cho các máy

chủ lưu trữ của nó trong các trung tâm dữ liệu của họ Bên cạnh hiệu suất tốt hơn vàsẵn có, CDN cũng giảm tải lưu lượng phục vụ trực tiếp từ cơ sở hạ tầng gốc của cácnhà cung cấp nội dung, kết quả là tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp nội dung.Ngoài ra, CDN còn cung cấp cho các nhà cung cấp nội dung một mức độ bảo vệkhỏi các cuộc tấn công DoS bằng cách sử dụng một hạ tầng mạng máy chủ phânphối lớn để hấp thụ các lưu lượng tấn công Trong khi hầu hết các CDN ban đầu sửdụng các máy chủ chuyên dụng thuộc sở hữu và điều hành bởi CDN thì xu hướnghiện nay là sử dụng mô hình lai của mô hình mạng CDN Đó chính là mô hìnhmạng sử dụng công nghệ P2P Khi đó, nội dung sẽ được phục vụ bởi hai hay nhiềumáy chủ có khả năng ngang hàng nhau, qua đó làm tăng tính sẵn sàng cho mạngcũng như giảm áp lực nên máy chủ trung tâm so với mô hình mạng cung cấp nộidung truyền thống CDN.

3.2.2 Sơ đồ hoạt động

Hầu hết các CDN hoạt động như một nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng (ASP)trên mạng internet (còn gọi là phần mềm theo yêu cầu hoặc phần mềm dịch vụ).Ngày càng có nhiều chủ sở hữu mạng internet đã xây dựng mạng CDN riêng của họ

để cải thiện mạng cung cấp nội dung, làm giảm nhu cầu về cơ sở hạ tầng viễn thôngcủa mình, và để tạo ra doanh thu từ phía khách hàng sử dụng nội dung của mình.Điều này có thể bao gồm cả việc cung cấp quyền truy cập đến phương tiện truyềnthông trực tuyến cho các thuê bao dịch vụ internet Một số công ty phần mềm lớnnhư Microsoft đã xây dựng mạng CDN riêng của họ song song với sản phẩn củamình Ví dụ như Windows Azure CDN và Amazon CloudFront Đây nội dung (khảnăng có nhiều bản sao) có thể tồn tại trên một số máy chủ Khi một người dùng yêucầu một tên máy CDN, DNS sẽ giải quyết đến một máy chủ tối ưu hóa (dựa trên vịtrí, tính sẵn có, chi phí, và các số liệu khác) và máy chủ sẽ xử lý yêu cầu

Hình 3.1 biểu diễn mạng IPTV thông thường sử dụng mạng cung cấp nộidung CDN Trong hình này, ta nhận thấy có một máy chủ trung tâm và có nhiềumáy chủ con xung quanh Bộ nhớ của máy chủ trung tâm chứa đựng tất cả nội dungcủa hệ thống các máy chủ con xung quanh gần phía mạng người sử dụng sẽ tải tất

cả các nội dung từ máy chủ trung tâm này Các máy chủ vệ tinh sẽ cung cấp luồng

dữ liệu cho người sử dụng khi nó nhận được yêu cầu Trong các trường hợp các yêucầu vượt quá khả năng của các máy chủ vệ tinh thì nó sẽ chuyển các yêu cầu này tớimáy chủ trung tâm Khi có quá nhiều yêu cầu được gửi đến máy chủ trung tâm, nó

sẽ xảy ra hiện thắt cổ chai tại máy chủ trung tâm hoặc làm cho máy chủ trung tâm

bị cháy Trong cả hai trường hợp này các yêu cầu có thể bị từ chối hoặc máy chủtrung tâm sẽ bị vô hiệu hóa và tất nhiên chất lượng của dịch vụ sẽ bị gián đoạn

Hình 3.1: Mạng cung cấp nội dung cho IPTV [5]

Thông thường khi cung cấp dịch vụ, không giống như tình hình trên internet,Telco có một thỏa thuận về cấp độ dịch vụ đối với khách hàng và họ phải đảm bảoQoS của các dịch vụ Để đối phó với tình hình quá tải tại các máy chủ trung tâm,các máy chủ vệ tinh thì nhà khai thác cần phải cài đặt một hệ thống máy chủ vớidung lượng lưu trữ và mạng lưới băng thông lớn Tuy nhiên, hệ thống CDN khôngphải hệ thống có khả năng mở rộng do đó nó không dễ dàng để nâng cấp hệ thống

3.2.3 Công nghệ cho mạng CDN

Các nút CDN thường được triển khai tại nhiều địa điểm, thường xuyên quanhiều nút xương sống Lợi ích mang lại bao gồm giảm chi phí về băng thông, cảithiện thời gian tải trang hoặc làm tăng tính sẵn sàng cho nội dung mang tính toàncầu Số lượng các nút và các máy chủ tạo lên một mạng CDN khác nhau tùy thuộcvào kiến trúc Các yêu cầu về nội dung thường được các thuật toán đưa đến các nútbằng một cách tối ưu nào đó Khi tối ưu hóa cho hiệu suất, vị trí tốt nhất để phục vụnội dung cho người sử dụng sẽ được lựa chọn

Điều này có thể được lựa chọn bằng cách chọn địa điểm là những vị trí có bướcnhảy ít nhất, số lượng ít nhất theo đồng hồ bấm giây của mạng thông qua yêu cầu từ phíakhách hàng hoặc sự sẵn sàng cao nhất về hiệu suất máy chủ cũng như để tối ưu hóa việccung cấp nội dung thông qua mạng nội vùng Khi tối ưu hóa về chi phí thì địa điểm nào

ít tốn kém nhất sẽ được lựa chọn để thay thế Trong các trường hợp tối ưu, hai mục tiêutối ưu hóa này có xu hướng sắp xếp tùy theo vị trí của các máy chủ tới người dùng Cácmáy chủ biên gần người dùng thì tối ưu hóa về chi phí sẽ được lựa chọn

Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ CDN đều cung cấp dịch vụ của họ theomột mức độ khác nhau, được xác định, hệ thống của PoP, tùy thuộc vào vị trí địa lýmong muốn, chẳng hạn như Hoa Kỳ, quốc tế hoặc toàn cầu hóa, châu Á-Thái BìnhDương Khi đó, các bộ PoP có thể được gọi là “biên” hoặc các “mạng biên” giốngnhư nó là cầu nối giữa nội dung của mạng CDN tới người dùng Internet được thiết

kế theo nguyên tắc end-to-end Nguyên tắc này sẽ giúp cho mạng lõi tương đối đơngiản và nhiều tính năng thông minh có thể được thực hiện bởi các điểm cuối củamạng: các máy chủ và khách hàng Kết quả là mạng lõi sẽ là mạng chuyên thựchiện nhiệm vụ đơn giản hóa và tối ưu hóa trong quá trình chuyển tiếp gói dữ liệu

Mạng cung cấp nội dung tăng cường cho mạng truyền tải kỹ thuật end-to-endbằng cách phân phối trên nó một loạt các ứng dụng thông minh được thiết kế đểcung cấp nội dung Kết quả là lớp phủ sẽ được tích hợp chặt chẽ bởi việc sử dụng

bộ nhớ đệm, máy chủ cân bằng tải, yêu cầu định tuyến và các dịch vụ nội dung.Những kỹ thuật này được mô tả ngắn gọn dưới đây:

Web lưu trữ nội dung phổ biến trên các máy chủ có nhu cầu lớn nhất về nội dungđược yêu cầu Những thiết bị chia sẻ sẽ giúp giảm băng thông, giảm tải máy chủ và cảithiện thời gian đáp ứng cho khách hàng với nội dung đã được lưu trữ trong cache.

Cân bằng tải máy chủ sử dụng một hoặc nhiều kỹ thuật bao gồm việc dựa trêndịch vụ hoặc dựa trên phần cứng, tức là lớp 4-7 chuyển mạch còn được gọi là chuyển đổiweb, chuyển đổi nội dung hoặc chuyển mạch nhiều lớp để chia sẻ lưu lượng truy cậptrong một số máy chủ hoặc web lưu trữ Khi đó chuyển mạch được gắn cho một địa chi

IP ảo duy nhất Sau đó chuyển mạch này sẽ được đưa đến một trong các máy chủ webthực sự gắn liền với việc chuyển mạch Điều này có lợi thế là cân bằng tải, nâng tổngcông suất, cải thiện khả năng mở rộng và cung cấp độ tin cậy bằng cách phân phối tảitrọng của máy chủ web lỗi và cung cấp dịch vụ kiểm tra khả năng của mạng

Một cụm nút nội dung hoặc dịch vụ có thể được hình thành bằng cách sử dụngmột lớp 4-7 chuyển mạch để cân bằng tải trên một số máy chủ hoặc một số web lưu trữtrong mạng Yêu cầu của định tuyến sẽ hướng dẫn yêu các yêu cầu của khách hàng tớinguồn nội dung tốt nhất để có thể phục vụ các yêu cầu đó Điều này chính là việc chỉđạo một yêu cầu của khách hàng đến được với nút cung cấp dịch vụ gần với kháchhàng nhất hoặc là nơi có khả năng nhất Một loạt các thuật toán được sử dụng để địnhtuyến các yêu cầu Chúng bao gồm có các thuật toán như: cân bằng tải trọng máy chủtoàn cầu, dựa trên DNS để định tuyến các yêu cầu, HTML nhắc lại Trạng thái lân cận-lựa chọn các dịch vụ gần node nhất-ước tính bằng cách sử dụng nhiều kỹ thuật baogồm cả phản ứng thăm dò, chủ động thăm dò và theo dõi kết nối

Một số bộ giao thức được thiết kế để cung cấp quyền truy cập vào một loạt cácnội dung được phân phối trên toàn mạng lưu trữ nội dung Giao thức thích ứng nộidung internet (ICAP) đã được phát triển vào những năm 1990 cung cấp một tiêu chuẩn

mở để kết nối các máy chủ ứng dụng Mới đây nó đã được định nghĩa và là một giảipháp mạnh mẽ được cung cấp bởi giao thức OPES-các dịch vụ biên nối được mở rộng.Kiến trúc này xác định các ứng dụng dịch vụ OPES có thể nằm trên bộ vi xử lý OPES

tự nó hoặc được điều khiển từ xa trên một bộ Callout Server (máy chủ mô tả)

Trong P2P, các mạng cung cấp nội dung, các máy khách cung cấp mộtnguồn tài nguyên cũng dễ dàng giống như được sử dụng chúng Điều này có nghĩa

là không giống như hệ thống client-server, công suất phục vụ nội dung của mạng sửdụng công nghệ P2P thực sự tăng lên khi nhiều người dùng bắt đầu truy cập nộidung (đặc biệt là với các giao thức Bittorent chia sẻ yêu cầu của người dùng) Đặctính này là một trong những lợi thế của việc sử dụng mạng P2P bởi vì nó sẽ làm chochi phí thiết lập và hoạt động nhỏ cho các nhà phân phối nội dung ban đầu.

Hình 3.2: Sắp xếp thứ bậc của các hot trong kiến trúc NICE [7]

Các Splitstream là kiến trúc nhiều cây Trong kiến trúc nhiều cây này, một luồngđược chia thành k vạch Bằng cách này, tải chuyển tiếp được phân phối trên tất cảcác phần tử ngang hàng Như trong hình 3.3 các dòng video được chia thành haiđường vạch và cây multicast độc lập được tạo ra cho mỗi vạch Mỗi phần tử nganghàng sẽ tham gia đa cây, họ có thể là một nút bên trong cây này và là nút biên trongcây khác Ưu điểm của cây multicast là cân bằng tải trên toàn bộ tuyến của mạng.Đôi khi một phần tử trung gian rời đi, các phần tử ngang hàng ở phía dưới khôngnhận được dữ liệu trực tuyến Tình trạng nầy không xảy ra với kiến trúc dạng mắtlưới Tuy nhiên, trong truyền tải thì độ trễ của kiến trúc dựa trên mắt lưới là cao hơn

so với kiến trúc dựa trên cây

Kiến trúc như vậy dựa trên Coolstreaming/DONET, các phần tử ngang hàngchấp nhận dòng dữ liệu từ nhiều máy chủ cha và nhiều máy chủ con Mỗi phần tửngang hàng phục vụ như là một nút nguồn, phân chia nội dung thành nhiều phầnvideo nhỏ Các phần này có thể được lấy từ nguồn hoặc từ các phần tử ngang hàngkhác Cuối cùng, khối được tập hợp lại thành các dòng video gốc và gửi cho ngườichơi để phát lại nó

Hình 3.3: Ý tưởng cơ bản của Splitstream [7]

Máy chủ theo dõi cung cấp các thông tin cần thiết cho việc đăng ký và pháthiện các phần tử ngang hàng và nó cũng có trách nhiệm duy trì trạng thái hiện tạicủa các phần tử ngang hàng Các giao thức chính được sử dụng trong hệ thống nàylà: giao thức liên quan đến việc đăng ký, phát hiện kênh và các phần tử ngang hàng

và các giao thức cho phần truyền thông vị trí, yêu cầu và phân phối

Trong bước đầu tiên, các phần tử ngang hàng sẽ tham gia vào mạng và nhậnđược một danh sách các kênh có sẵn (tương tác với máy chủ khởi động hoặc máychủ theo dõi) Khi phần tử ngang hàng lựa chọn kênh nó sẽ yêu cầu một danh sáchcác phần tử ngang hàng khác xem kênh đó và giao tiếp với các phần tử này P2P cóthể phủ một số lượng lớn các phần tử ngang hàng Do đó, một phần tử ngang hàngmới chỉ cần biết một vài phần tử ngang hàng khác trong số đó.

Mỗi bộ đệm của phần tử ngang hàng bao gồm một số lượng khối (tươngđương với một video thời gian nhất định) trong một cửa sổ trượt Cuối cùng videonhận được là được tập hợp lại và gửi đến bộ đọc truyền thông cho đến khi videođược hiển thị

Cây có cấu trúc liên kết có truyền thời gian thực tốt và rất dễ dàng để xâydựng Tuy nhiên, vấn đề cây được xây dựng trên cấu trúc liên kết là nhiễu giữa cácphần tử ngang hàng Khi các phần tử ngang hàng cha rời khỏi cấu trúc thì các phần

tử ngang hàng phía dưới sẽ không thể nhận được các luồng dữ liệu trực tuyến.Trong cấu trúc liên kết mắt lưới sự chậm trễ trong truyền dẫn là cao hơn so với cấutrúc cây liên kết Trong cấu trúc liên kết mắt lưới, các phần tử ngang hàng phải traođổi một số lượng đáng kể các thông điệp liên quan đến vị trí của các phần tử nganghàng khác Ngay cả cấu trúc dạng lưới dựa trên một hệ thống bơm một số lượng caohơn rất nhiều các gói tin trùng lặp vào mạng, nhưng chúng hoạt động tốt hơn dướinhiễu và vô số các ánh sáng nháy rộng Nhìn chung, hệ thống dựa trên cấu trúcdạng mắt lưới là một sự lựa chọn tốt hơn so với hệ thống dựa trên đa cây cho luồngP2P với một quy mô lớn Cấu trúc dạng lưới là rất phổ biến trong các hệ thống P2Pthương mại trực tuyến

3.4 P2P cung cấp nội dung cho dịch vụ IPTV

Nội dung cung cấp hiện tại của dịch vụ IPTV còn nhiều hạn chế nó đượcphân tích ở phần trên TISPAN đã nhận ra hiệu quả của công nghệ P2P cho việccung cấp các luồng nội dung

TISPAN đã chia mạng thành nhiều vùng Mỗi vùng có Điểm nút lớn-Lõi(SN-C), máy chủ nội dung (CS) và các điểm nút đầu cuối của người sử dụng SN-C

và Điểm nút lớn máy theo dõi (SN-T) cùng được trình bày như nhau trong cùng mộtmiền Trong mỗi miền kiến trúc trung tâm được áp dụng.

Chức năng của SN-C là xây dựng mạng P2P, lưu giữ nguồn tài nguyên thôngtin trạng thái của UE và CS nội vùng và điều khiển CS để có được nội dung nhưmong muốn từ các vùng lân cận khi nội dung ấy không có trong vùng

Chức năng của SN-T bao gồm chỉ đạo cho SN-C tham gia vào dịch vụ mạngP2P như một nút khởi động và quản lý vùng SN-C và CS

Trong khi đó CS có trách nhiệm của một bộ nhớ đệm dữ liệu truyền thông,cung cấp các luồng dữ liệu cho dowload và luồng dữ liệu cho các UE nội vùng CS

sẽ theo các yêu cầu của mạng ngang hàng lớn cung cấp dữ liệu video cho các vùngkhác [5]

Hình 3.4: Siêu nút dựa trên kiến trúc P2P [5]

Sự ngang hàng của các vùng khác nhau tạo nên một mạng che phủ Bằngcách sử dụng P2P giữa các máy chủ vệ tinh, khi một máy chủ vệ tinh nhận được yêucầu từ người dùng (UE) và nó không thể đáp ứng yêu cầu đó Thay vì nó gửi yêucầu đến máy chủ trung tâm thì nó sẽ tìm kiếm nội dung được yêu cầu trong tất cảcác máy chủ vệ tinh trong cùng một mạng ngang hàng Nó chỉ chuyển các yêu cầu

này đến máy chủ trung tâm khi không một máy chủ vệ tinh nào cạnh nó có lưu trữcác yêu cầu đó Giải pháp này mang lại nhiều ưu điểm:

- Chia sẻ khả năng giữa các máy chủ cạnh nhau trong cùng một mạng P2P

- Giảm áp lực trên máy chủ trung tâm, các yêu cầu sẽ được xử lý nhanh hơn, nhiềuhơn mà không cần đặt thêm máy chủ trung tâm

3.5 Đánh giá các giải pháp P2P hiện tại

Các hệ thống tạo luồng P2P có nhiều lợi thế thông qua các mạng tập trungtruyền thống Chúng có năng lực và khả năng tránh lỗi do kiến trúc không phân cấpcủa nó Các hệ thống tạo luồng P2P thừa hưởng đầy đủ tính năng mở rộng của côngnghệ P2P, như phát triển số lượng các nút, chúng có thể đáp ứng mà không cần phảitái thiết hệ thống hoặc bổ xung thêm thiết bị để hỗ trợ nó Kết quả là ta có thểtruyền thông qua hệ thống P2P-TV là rẻ hơn rất nhiều dành cho các nhà cung cấpcác nội dung phát thanh truyền hình so với các giải pháp truyền thống

Với các kết nối internet, người dùng có thể được thưởng thức nhiều kênhtruyền hình trực tuyến hoặc các trang web miễn phí Hầu hết các hệ thống có đượcdoanh thu là từ quảng cáo video, quảng cáo ngắn và các banner quảng cáo có thểđược xuất hiện trước khi video được phát

Cũng được biết đến nhiều nhất cung cấp trong lĩnh vực này là TVUNetworks là nhà cung cấp nổi tiếng nhất trong lĩnh vực này Mạng TVU là rất nổitiếng khi xem một trận bóng đá Các vấn đề chính của TVU là bản quyền Trong khixem bằng TVU, dịch vụ có thể bị đình chỉ bởi những người nắm giữ bản quyền khiphát hiện các luồng bất hợp pháp và khóa nó lại Người dùng sẽ phải chuyển quamột nguồn cung cấp khác cùng nội dung Một điểm nữa là TVU rất phổ biến trongcộng đồng Trung Quốc Softcast và PPLive cũng là các chương trình xem miễn phí

vì vậy các dịch vụ có thể bị ngắt khi không có nhiều người dùng cùng chia sẻ hoặcvấn đề về bản quyền

Không giống như internet, Telco có cung cấp dịch vụ với QoS đảm bảo Tuynhiên vấn đề lớn nhất ở đây chính là giá thành của dịch vụ do chi phí đầu tư cho hệthống Vì vậy để giảm chi phí đầu tư cho hệ thống thì giải pháp P2P đã được xem

xét Có hai giải pháp: một là P2P dựa trên siêu nút trong mạng CDN phát triển bởiTISPAN và cấu trúc Nozilla cùng có ý tưởng sử dụng các yếu tố mạng P2P(TISPAN sử dụng P2P giữa các máy chủ vệ tinh, Nozalli đề xuất P2P giữa các cổngRGWs) sẽ được nhà điều hành mạng tùy ý lựa chọn Người dùng cuối cùng khôngliên quan đến lớp phủ P2P, họ chỉ được hưởng các dịch vụ như bình thường vàkhông cần quan tâm dịch vụ đó được cung cấp như thế nào.

Ưu điểm của dịch vụ này là minh bạch với người sử dụng, dễ dàng quản lý

và ổn định Các máy chủ vệ tinh hoặc các cổng không tách rời khỏi mạng nên tất cảđều ngang hàng và rất ổn định có nghĩa là các sóng ngang bị loại bỏ hoàn toàn Tuynhiên, sử dụng P2P giữa các phần tử của mạng không cải thiện khả năng mở rộngcủa hệ thống nhiều vì trong tình hình thực tế như Olympic, khi số người dùng tăngcao hệ thống máy chủ sẽ bị quá tải và chưa có cách nào để ngăn chặn điều ấy hyvọng năng lực của hệ thống sẽ được cải thiện

3.6 Kết luận chương 3

Qua chương này ta có thể hiểu rõ hơn các phương thức phân phối nội dungcủa dịch vụ IPTV Có thể nhận thấy các ưu nhược điểm của các phương thức nàyqua cơ chế hoạt động, công nghệ và chất lượng dịch vụ Mạng cung cấp nội dungtruyền thống CDN thực sự đã mang lại rất nhiều lợi ích cho người sử dụng dịch vụIPTV từ chất lượng đến tính sẵn sàng của dịch vụ Và tử đây xu hướng sử dụng môhình lai của mô hình mạng CDN được đưa ra Đó chính là mô hình mạng sử dụngcông nghệ P2P

Trong phương thức cung cấp nội dung cho dịch vụ IPTV, P2P đã chia mạng

ra thành nhiều vùng Mỗi vùng có Điểm nút lớn-Lõi (SN-C), máy chủ nội dung(CS) và các điểm nút đầu cuối của người sử dụng SN-C và Điểm nút lớn máy theodõi (SN-T) cùng được trình bày như nhau trong cùng một miền Trong mỗi miềnkiến trúc trung tâm được áp dụng Giải pháp này mang lại nhiều ưu điểm như:

- Chia sẻ khả năng giữa các máy chủ cạnh nhau trong cùng một mạng P2P

- Giảm áp lực trên máy chủ trung tâm, các yêu cầu sẽ được xử lý nhanh hơn, nhiềuhơn mà không cần đặt thêm máy chủ trung tâm

Hiện tại có hai giải pháp để triển khai P2P vào trong mạng cung cấp dịch vụIPTV: một là sử dụng P2P giữa các máy chủ vệ tinh, hai là triển khai P2P giữa cáccổng RGWs Điều này sẽ giúp cho các nhà điều hành mạng lựa chọn giải pháp phùhợp nhất đối với mạng của mình Kiến trúc mạng NGN/IMS sử dụng công nghệP2P sẽ được trình bày chi tiết hơn ở chương sau của luận văn.

CHƯƠNG 4: KIẾN TRÚC DỊCH VỤ IPTV TRÊN NỀN IMS

SỬ DỤNG MÔ HÌNH P2P

Trong chương này, luận văn đưa ra các đề xuất và các tiêu chuẩn khi thiết kếlớp phủ P2P trong mạng NGN và giới thiệu các cấu trúc áp dụng

4.1 Các quy tắc cơ bản khi đưa P2P vào trong NGN/IMS

NGN/IMS là kiến trúc client-server với hiệu quả ủy quyền, xác thực dịch vụ

và quản lý mạng trong khi P2P là một lớp mạng tự quản lý giữa các thành phầnmạng ngang hàng

Để thực hiện được lớp phủ P2P trong mạng, lớp phủ P2P phải được quản lýtốt nếu không nó sẽ ngay lập tức gây khó khăn cho việc quản lý mạng NGN Cácquy tắc sau được đề xuất để tránh vấn đề này bao gồm:

- Quá trình đưa công nghệ P2P vào trong IMS không được làm thay đổi kiến trúc củaIMS Các cơ chế ủy quyền, xác thực và cơ chế tính cước trong IMS chắc chắnkhông bị thay đổi Tái sử dụng cơ chế điều khiển phiên SIP và cơ chế QoS được đềxuất cho kiến trúc IMS

- Để duy trì việc quản lý hiệu quả của mạng NGN, lớp phủ P2P chỉ được áp dụngtrong mặt phẳng truyền thông chứ không áp dụng trong mặt phẳng tín hiệu

4.2 Các giải pháp thay thế khi đưa P2P vào trong mạng NGN/IMS

Sau khi đề xuất các quy định để đưa P2P vào kiến trúc IMS trong phần trên,

có một câu hỏi lớn là làm sao quản lý kiến trúc lớp phủ trong mạng Chức năngquản lý P2P sẽ được xây dựng như một khả năng trong lớp ứng dụng của mạngIMS Khả năng này sẽ tương tác với IMS lõi và các chức năng khác trong kiến trúcIPTV trên nền IMS thông qua các giao diện được tiêu chuẩn hóa

Giải pháp 1: Xây lớp phủ tự quản giữa các UE Trong phương pháp này, lớpphủ P2P được xây dựng lên bởi chính các UE này, chúng sẽ không được giám sátbởi lớp điều khiển trong mạng lõi Ngoại trừ việc đang ký và xác thực dịch vụ, nộidung yêu cầu được cung cấp bởi những người dùng và lớp phủ này được xây dựngđộc lập bởi các UE

Giải pháp 2: Lớp phủ P2P được điều khiển bởi các nhà điều hành chứkhông thực hiện tự điều khiển lớp phủ giữa những người sử dụng Các chức năngquản lý P2P nên được đặt trong máy chủ ứng dụng Máy chủ ứng dụng sẽ tươngtác với lớp lõi vả các chức năng khác trong kiến trúc IPTV thông qua các giaodiện tiêu chuẩn hóa.

Giải pháp 1 là hoàn toàn đơn giản vì nó có thể tạo ra lớp phủ bằng cách mởrộng các UE có chức năng P2P, tuy nhiên sự tương tác giữa các UE là nằm ngoàitầm kiểm soát Tất cả những thay đổi bên trong lớp phủ P2P xảy ra giữa các phần tửngang hàng Kết quả là giải pháp 1 gây ra một sự hỗn loạn trong việc quản lý cácphần tử ngang hàng bởi vì máy chủ của ứng dụng không quản lý và cập nhật trạngthái của các phần tử ngang hàng này Hơn nữa giải pháp này không tái sử dụngđược các cơ chế đảm bảo QoS của IMS

Trong giải pháp 2, việc quản lý lớp phủ P2P nằm trong lớp dịch vụ của IMS.Giải pháp này không làm thay đổi các khối chức năng và giao diện ban đầu củamạng Nó có thể tái sử dụng các chức năng đăng ký, ủy quyền, hệ thống thanhtoán v v của mạng NGN Luận văn lựa chọn giải pháp thứ hai bởi vì nó rất dễ dàng

để áp dụng cho các mạng trong thực tế Chức năng điều khiển P2P được đặt vàotrong máy chủ ứng dụng, do đó việc thực hiện các kiến trúc P2P IPTV đạt được độchính xác cùng với các dịch vụ/ứng dụng thông thường trong mạng NGN

4.3 Kiến trúc hệ thống P2P IPTV

Hình 4.1 trình bày kiến trúc P2P IPTV Trong kiến trúc này có một máy chủtruyền thông trung tâm và nhiều máy chủ truyền thông vệ tinh bao quanh máy chủtrung tâm này Máy chủ trung tâm trên thực tế là một hệ thống máy chủ, nó baogồm nhiều máy chủ lưu trữ tất cả các nội dung truyền thông Mạng sẽ được phânchia ra thành các vùng khác nhau theo các vùng địa lý (các thành phố hoặc các tỉnhthành phụ thuộc vào nhà vận hành mạng) Trong mỗi vùng có một hệ thống máychủ biên cung cấp luồng dữ liệu cho tất cả người dùng

Mô hình máy chủ trung tâm và các máy chủ biên được xem như một mạnglưới phân phối nội dung Tuy nhiên, sự khác biệt trong đề nghị của luận văn này là

các thuê bao không phải là những người dùng bình thường, chúng là các thuê baoP2P hoặc là các phần tử ngang hàng trong lớp phủ.

Trong mỗi vùng, những người dùng P2P IPTV sẽ hình thành nên mạng lớpphủ P2P Trong mạng lớp phủ này, các thành phần ngang hàng có tài nguyên tiềmnăng và có băng thông đường lên để có thể trao đổi dữ liệu với các phần tử nganghàng khác Do đó, áp lực lên máy chủ vệ tinh cũng như máy chủ truyền thông trungtâm được giảm đi và nguồn tài nguyên của người sử dụng có thể được khai thác

Phần tử quan trọng nhất trong kiến trúc này chính là các máy chủ ứng dụngIPTV (AS) Theo sơ đồ của TISPAN, trong kiến trúc IPTV-IMS thì IPTV-AS thựchiện chức năng điều khiển dịch vụ Khi đưa P2P vào trong mạng NGN, các chứcnăng quản lý P2P bao gôm có xác thực P2P, xây dựng và duy trì lớp phủ, tìm kiếm

và tra cứu nội dung tất cả đều được thực hiện bởi IPTV-AS

Sau khi nhận được yêu cầu từ người sử dụng dịch vụ, IPTV-AS sẽ tiến hànhxác thực người dùng Dựa trên thông tin người dùng có trong USPF, IPTV-AS sẽđưa ra quyết định cho người sử dụng P2P phía dưới và lựa chọn nguồn phương tiệntruyền thông phù hợp cho người dùng

Hình 4.1: Kiến trúc mạng P2P IPTV