Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – asterisk

Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – asterisk Mục lục2Lời nói đầu3Phân công công việc4Phần 1: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện được triển khai trong môi trường hệ thống Asterisk – SIP51Mô hình hội nghị đa phương tiện51.1Sự ra đời và phát triển51.2Chức năng chính của hội nghị đa phương tiện72Cấu trúc hệ thống của hội nghị đa phương tiện92.1Cấu trúc hệ thống9 Trung tâm hệ thống9 Các thiết bị đầucuối(Terminal)10 Khối điều khiển đa điểm MCU(Multipoint Control Unit)102.2Mô hình hội nghị tương tác thực tế11Phần 2: Tìm hiểu về cấu trúc hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng hội nghị đa phương tiện của hệ thống AsteriskSIP133Cấu trúc khối điều khiển MCU134Cấu trúc và hoạt động của các giải pháp MCU mềm trong ứng dụng hội nghị đa phương tiện AsteriskSIP164.1Cấu trúc hoạt động của MCU mềm trong AsteriskSIP174.2Giải pháp19Phần 3: Phân tích thử nghiệm ứng dụng và giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống AsteriskSIP so với công nghệ MCU mềm khác và nhận xét205Phân tích thử nghiệm ứng dụng hội nghị theo hệ thống AsteriskSIP205.1Tìm hiểu chung các vấn đề hội nghị ĐPT215.2Môi trường công nghệ Asterisk hỗ trợ thực hiện ứng dụng hội nghị thoại235.3Các bước thử nghiệm hội thảo Audio trên nền Asterisk266Giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống AsterickSIP so với công nghệ MCU mềm khác.30Lời nói đầuNgày nay khi Internet đang phát triển cực kỳ mạnh mẽ, nhu cầu của con người về các dịch vụ trực tuyến đang tăng cao, vì vậy hàng loạt các dịch vụ đã ra đời, trong đó có các dịch vụ về hội nghị trực tuyến, đã giúp cho công việc của con người được thực hiện một cách dễ dàng hơn và ở bất kỳ nơi đâu.Tuy nhiên, đối với các công ty, tổ chức loại nhỏ ở Việt Nam thì các dịch vụ liên quan đến hội nghị trực tuyến tuy có nhiều nhưng lại chưa đáp ứng được nhu cầu của họ, đó là một dịch vụ có chi phí thấp tuy nhiên vẫn đáp ứng đầy đủ được các yêu cầu của một dịch vụ họp trực tuyến cơ bản nhất.Chính vì lý do như vậy, chúng em đã lựa chọn đề tài: “Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – Asterisk.”Nội dung cơ bản của đề tài gồm 3 phần như sau: Chương 1: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện được triển khai trong môi trường hệ thống Asterisk – SIP. Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc và hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng Hội nghị đa phương tiện của hệ thống Asterisk – SIP. Chương 3: Phân tích thử nghiệm ứng dụng và giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống Asterisk – SIP so với công nghệ MCU mềm khác và nhận xét. 

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN Đề tài 18: Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – Asterisk Sinh viên thực hiện: 1. Lê Tuấn Anh 20104389 2. Tạ Kiều Cường 20106087 3. Trần Anh Dũng 20104835 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan HÀ NỘI – 2014 Mục lục Lời nói đầu Ngày nay khi Internet đang phát triển cực kỳ mạnh mẽ, nhu cầu của con người về các dịch vụ trực tuyến đang tăng cao, vì vậy hàng loạt các dịch vụ đã ra đời, trong đó có các dịch vụ về hội nghị trực tuyến, đã giúp cho công việc của con người được thực hiện một cách dễ dàng hơn và ở bất kỳ nơi đâu. Tuy nhiên, đối với các công ty, tổ chức loại nhỏ ở Việt Nam thì các dịch vụ liên quan đến hội nghị trực tuyến tuy có nhiều nhưng lại chưa đáp ứng được nhu cầu của họ, đó là một dịch vụ có chi phí thấp tuy nhiên vẫn đáp ứng đầy đủ được các yêu cầu của một dịch vụ họp trực tuyến cơ bản nhất. Chính vì lý do như vậy, chúng em đã lựa chọn đề tài: “Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – Asterisk.” Nội dung cơ bản của đề tài gồm 3 phần như sau: - Chương 1: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện được triển khai trong môi trường hệ thống Asterisk – SIP. - Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc và hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng Hội nghị đa phương tiện của hệ thống Asterisk – SIP. - Chương 3: Phân tích thử nghiệm ứng dụng và giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống Asterisk – SIP so với công nghệ MCU mềm khác và nhận xét. Phân công công việc  Lê Tuấn Anh 20104389: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện được triển khai trong môi trường hệ thống Asterisk – SIP (khảo sát hệ thống tại PTN các bài thực hành).  Trần Anh Dũng 20104835: Tìm hiểu về cấu trúc và hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng Hội nghị đa phương tiện của hệ thống Asterisk – SIP.  Tạ Kiều Cường 20106087: Phân tích thử nghiệm ứng dụng và giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống Asterisk – SIP so với công nghệ MCU mềm khác và nhận xét. Phần 1: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện được triển khai trong môi trường hệ thống Asterisk – SIP 1 Mô hình hội nghị đa phương tiện 1.1 Sự ra đời và phát triển - Trong các nhóm làm việc, tương tác như trong các hội nghị, cuộc họp…luôn đòi hỏi có quá trình truyền thông giữa các thành viên để phối hợp hoạt động, phối hợp giải quyết vấn đề, lập kế hoạch chung hoặc trao đổi thông tin trạng thái… - Trong hầu hết các trường hợp thì việc cộng tác giữa các thành viên tốt nhất là thông qua tương tác trực tiếp (face to face interaction). Tuy nhiên, rõ ràng để tổ chức một hội nghị thực sự(physical conference) là rất tốn kém về mặt thời gian, tiền bạc và cả sự di chuyển vật lý nào đó… để có thể tham dự hội nghị. => Từ đó, việc phát triển các hội nghị: Multimedia conferencing, Videoconferencing từ xa đã giải quyết được vấn đề trên và ngày càng hoàn thiện về mặt đáp ứng được QoS(chất lượng dịch vụ).Thay vì các cách trao đổi thông thường, hội nghị đa phương tiện sẽ thông qua các kênh truyền thông để cung cấp cho các thành viên nhiều công cụ, phương tiện để các thành viên tương tác với nhau bằng âm thanh, cử chỉ…. 1.2 Chức năng chính của hội nghị đa phương tiện Hệ thống hội nghị đa phương tiện có các chức năng chính sau đây: • Thiết lập kết nối đa điểm cho phép thực hiện phiên họp qua mạng dưới dạng đồng thời truyền tín hiệu tiếng nói và hình ảnh giữa các điểm. • Điều khiển phiên họp động, tương tác trực tuyến tiếng nói hoặc hình ảnh theo thời gian thực. • Điều độ hội nghị tự động • Cung cấp dịch vụ thư mục hội nghị • Kết thúc hội nghị. 2 Cấu trúc hệ thống của hội nghị đa phương tiện 2.1 Cấu trúc hệ thống Cấu trúc hệ thống một hội nghị đa phương tiện gồm: - Trung tâm hệ thống Có nhiệm vụ thực hiện phân bố tài nguyên, quản lý và định tuyến. Cho phép tạo ra các hội nghị trực tuyến hoặc thêm/loại bỏ người tham gia vào hội nghị - Các thiết bị đầu-cuối(Terminal) Đây là các thiết bị tiếp xúc người dùng cuối, cung cấp cho người dùng giao tiếp theo thời gian thực với những người dùng khác, có một số chức năng chính như: ghi lại tín hiệu hình ảnh, âm thanh, mã hóa/giải mã tín hiệu thu được. Thiết bị cuối thường là máy tính, điện thoại có đầy đủ các thành phần: • Video input: camera, webcam • Video output: màn hình, ti vi, máy chiếu • Audio input: microphones • Audio output: loa - Có nhiệm vụ thực hiện phân bố tài nguyên, quản lý và định tuyến. - Cho phép tạo ra các hội nghị trực tuyến hoặc thêm/loại bỏ người tham gia vào hội nghị Là các thiết bị tiếp xúc người dùng cuối, cung cấp cho người dùng giao tiếp theo thời gian thực với những người dùng khác, có một số chức năng chính như: ghi lại tín hiệu hình ảnh, âm thanh, mã hóa/giải mã tín hiệu thu được. • Điện thoại SIP: Softphone, IP Phone, Mobile Phone…vv - Khối điều khiển đa điểm MCU(Multipoint Control Unit) Đây là thành phần có vai trò quan trọng để hình thành hội nghị tương tác đa điểm, với nhiệm vụ điều khiển hội nghị, thiết lập giao thức.MCU bao gồm 2 thành phần chính:  Multipoint Controller(MC): Đây là thành phần bắt buộc trong MCU có vai trò điều khiển việc liên kết giữa nhiều thiết bị đầu cuối trong hệ thống như là quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng multicast…  Multipoint Processor(MP): là thành phần tùy chọn, có nhiệm vụ thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý cho từng dòng dữ liệu theo thời gian thực trong hội nghị. 2.2 Mô hình hội nghị tương tác thực tế - Admin: Kick tất cả các thuê bao ra khỏi phòng, kick từng thuê bao ra khỏi phòng, Khóa/mở phòng họp, tắt/mở tiếng thành viên, tắt/mở tiếng cả phòng họp, tăng/giảm âm lượng, giới hạn thời gian, thoát khỏi phòng họp. - Member: Trao đổi thông tin , tham gia vào các hoạt động họp qua mạng trong thời gian thực theo quy định và theo sự điều khiển của admin. - Observer: Quan sát viên - Chỉ được quyền tham dự và nghe. Phần 2: Tìm hiểu về cấu trúc hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng hội nghị đa phương tiện của hệ thống Asterisk-SIP 3 Cấu trúc khối điều khiển MCU MCU (Multipoint Control Unit) là thiết bị (có thể là phần mềm-thiết bị mềm) cho phép tổ chức hội nghị đa phương tiện giữa các thiết bị đầu cuối (có thể hoạt động với các giao thức khác nhau) MCU bao gồm 2 thành phần chính Multipoint Controller(MC) :Đây là thành phần bắt buộc trong MCU có vai trò điều khiển việc liên kết giữa nhiều thiết bị đầu cuối trong hệ thống như là quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng multicast Multipoint Processror(MP): là thành phần tuỳ chọn,có nhiệm vụ thực hiện việc trộn, chuyển mạch,xử lý cho từng dòng dữ liệu theo thời gian thực trong hội nghị. Sau khi phân tích kịch bản một phiên hội nghị trực tuyến, ta sẽ phân tích các chức năng của Asterisk phục vụ cho hội nghị trực tuyến để hiểu được các công chức năng cần cải thiện hay xây dựng mới cho hệ thống. Khối MCU cần đáp ứng được các yêu cầu sau đây: Tính tin cậy: để đảm bảo trải nghiệm cuộc gọi và tính tin cậy của cuộc gọi, MCU cần có công nghệ chuyển mã(transcoding) và so khớp tốc độ(rate matching). Ngoài ra với mạng không ổn định, MCU còn có thể có thêm khả năng tránh lỗi để đảm bảo tính tin cậy. Khả năng mở rộng: Khối MCU cần được thiết kế để phù hợp với yêu cầu hiện tại và cả sự phát triển trong tương lai một cách dễ dàng nhất với chi phí thấp nhất. Thiết kế mở: giúp người dung luôn có thể dễ dàng tạo và thực hiện các phiên họp. Tính báo mật: bao gồm: • Bảo mật nội dung: với các chức năng như mã hóa giọng nói âm thanh, dữ liệu trao đảo trong phiên họp. • Bảo mật truy cập: hỗ trợ cơ chế bảo mật việc quản lý thiết bị như phương thức bảo mật, quyền truy cập. Cần có tính mềm dẻo để người điều hành có thể điều khiển theo ý mình. Dựa trên công nghệ tiêu chuẩn: việc này giúp cho khối MCU có được khả năng kết nối với nhiều loại thiết bị khác nhau, với nhiều phương thức khác nhau. Không chỉ có vậy, nó còn giúp giảm ảnh hưởng khi một công nghệ không còn được sử dụng hoặc giảm chi phí khi cho các thành phần mới. Quality of Experience: giúp cho việc quản lý, cấu hình, thay đổi và bảo trì hệ thống một cách dễ dàng. Khối MCU thường được thiết kế theo module để có được khả năng mềm dẻo và dễ dàng cho việc điều khiển, thêm vào các thành phần mới. Để tổ chức và điều hành phiên họp khối MCU cần có các chức năng chính sau đây: Thiết lập kết nối đa điểm: thiết lập kết nối giữa MCU và các thiết bị của thành viên Hỗ trợ nhiều định dạng codec khác nhau như H263, H264, G711… Chuyển mã(Transcoding): cho phép chuyển đổi tín hiệu dữ liệu giữa các loại mã(codec) khác nhau So khớp tốc độ(Rate matching): cho phép các thiết bị có tốc độ dữ liệu khác nhau có thể cùng kết nối tới khối MCU, đảm bảo hoạt động được với nhiều cấu hình mạng khác nhau. Quản lý kênh truyền(line/channel): quản lý các kênh truyền giữa thiết bị của các thành viên phiên họp và khối MCU. Bao gồm các chức năng như: • Tạo/giải phóng kệnh truyền • Quản lý trạng thái trạng thái kênh truyền • Điều phối trao đổi dữ liệu giữa các kênh truyền • Quản lý dữ liệu vào ra như: • Mã hóa/giải mã tín hiệu âm thanh/hình ảnh theo các codec. • Gửi thông báo bằng âm thanh, hình ảnh. Quản lý thành viên: cho phép chủ tọa có thể các quản lý thành viên như kick, mute/unmute, … [...]... dữ liệu đa phương tiện và tín hiệu điều khiển Điểu khiển thời gian thực: thiết lập và quản lý một số sư kiện theo thời gian thực Trên đây là các chức năng cơ bản cần có đối với khối điều khiển đa điểm MCU Ta có thể thấy MCU là thành phần đặc biệt quan trọng trong mô hình hội nghị đa phương tiện 4 Cấu trúc và hoạt động của các giải pháp MCU mềm trong ứng dụng hội nghị đa phương tiện Asterisk -SIP 4.1... phương tiện, MCU điều tương tác đa điểm gian thực, tốc độ truyền,, giao thức truyền thông, phương thức truyền Unicast/ Multicast, băng thông, công nghệ mạng • Các giải pháp công nghệ: -Hội nghị theo chuẩn công nghệ H323 -Hội nghị dựa trên SIP- Asterisk -Hội nghị dựa trên công nghệ Web • Các yêu cầu về tổ chức hội nghị trực tuyến thời gian thực: - Truyền và tương tác đa phương tiện, trực tuyến, thời gian... Asterisk -SIP so với công nghệ MCU mềm khác và nhận xét 5 Phân tích thử nghiệm ứng dụng hội nghị theo hệ thống Asterisk -SIP 5.1 Tìm hiểu chung các vấn đề hội nghị ĐPT •Các chức năng của hệ thống hội nghị - Thiết lập kết nối đa điểm (multipoint connection set up), - Điều khiển phiên họp động, tương tác trực tuyến tiếng nói/ hình ảnh thời gian thực (dynamic session control) - Điều độ hội nghị tự động (automatic... hội nghị (vd: tắt softphone) 6 Giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống Asterick -SIP so với công nghệ MCU mềm khác Asterisk là hệ thống chuyển mạch mềm, nó tạo nên 1 hệ thống tổng đài cá nhân PBX (private branch exchange) kết nối đến các mạng có sẵn như IP, PSTN và sd các chuẩn SIP, có giao thức riêng là IAX (Inter -Asterisk Exchange) Các chức năng của Asterisk liên qua đến hội. .. sự bất tiện không nhỏ cho chủ tọa do không thể theo dõi được theo thời gian thực số lượng cũng như thông tin của các thành viên đang tham gia phiên họp Như vậy hệ thống cần có một giao diện quản lý đồng nhất và thân thiện cho chủ tọa cũng như các thành viên tham gia phiên họp Phần 3: Phân tích thử nghiệm ứng dụng và giải thích về chất lượng dịch vụ hội nghị theo công nghệ hệ thống Asterisk -SIP so... trúc hoạt động của MCU mềm trong Asterisk -SIP Thực chất trong Asterisk không có bộ phận phục vụ hội nghị đa phương tiện riêng mà chỉ có 1 ứng dụng( hàm) Meetme được gọi là “cầu hội nghị”(conference bridge) với một số chức năng phục vụ cho việc tổ chức một phiên họp trực tuyến như: • Tạo phiên hội nghị • Thêm và loại bỏ thành viên • Phân phối tài nguyên ở mức cơ bản đó là phân phối cho tất cả các thành... Kết thúc hội nghị (conference close) - Cung cấp dịch vụ thư mục hội nghị • Cấu trúc các thành phần hệ thống: Trung tâm hệ thống, MCU, các thiết bị cuối • Các mô hình điều khiển và tổ chức hội nghị - Các vai tham gia Hội nghị: chủ tọa, thành viên chính thức, thành viên quan sát -Các mô hình điều khiển tập trung/ điều khiển phân tán, phân cấp •Các vấn đề kỹ thuật chủ yếu: Xử lý dữ liệu đa phương tiện, MCU... cũng về hội nghị trực tuyến nền web để làm mốc so sánh, đánh giá với hệ thống xây dựng được BBB sử dụng cổng 1935 cho RTMP (stream video), 9123 để chia sẻ desktop (với Xuggler) và cổng 80 cho các máy chủ web Nginx Bên trong, các máy chủ sử dụng Flash Red5 ở cổng 5080 và Java Tomcat6 sử dụng cổng 5060 cho giao diện SIP (SIP sử dụng cổng 6079:6099 và 3000:3029 cho cổng RTP) Các giao diện quản lý Asterisk. .. Điều khiển tương tác đa điểm trong các mô hình hội nghị (họp) • Vấn đề chất lượng dịch vụ (QoS) 5.2 Môi trường công nghệ Asterisk hỗ trợ thực hiện ứng dụng hội nghị thoại Asterisk đã có sẵn một số hàm hỗ trợ thực hiện hội nghị, trong đó quan trọng nhất là ba hàm: meetme(), meetmeAdmin(), và meetmeCount() Trong đó: - meetmeCount() là hàm cho biết số người tối đa có thể tham dự hội nghị - meetme() là... tích hợp VoIP sử dụng Asterisk hoặc FreeSWITH, hỗ trợ office của Mỉcosoft sử dụng OpenOffice  Người dùng có thể vào hội nghị ở trong một trong hai vai trò:  Xem  Kiểm duyệt  Dễ dàng thêm các chức năng, và dễ sử dụng nhờ giao diện web Nhược điểm BigBlueButton với Asterisk -SIP:  BBB sử dụng Red5 một triển khai mã nguồn mở của Adobe Flash Media Server Mặc dù là mã nguồn mở, khách hàng phụ thuộc vào . Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – Asterisk. ” Nội dung cơ bản của đề tài gồm 3 phần như sau: - Chương 1: Tìm hiểu về mô hình hội nghị đa phương tiện. NỘI Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN Đề tài 18: Tìm hiểu hệ thống và phân tích ứng dụng hội thảo đa phương tiện dựa trên SIP – Asterisk Sinh. trường hệ thống Asterisk – SIP. - Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc và hoạt động của giải pháp MCU mềm trong ứng dụng Hội nghị đa phương tiện của hệ thống Asterisk – SIP. - Chương 3: Phân tích