Một số giao thức truyền thông thời gian thực và ứng dụng xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến đa điểm trên mạng internet

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN&TRUYỀN THÔNG LÊ ANH VIỆT MỘT SỐ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN ĐA ĐIỂM TRÊN MẠNG INTERNET LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HOC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN&TRUYỀN THÔNG LÊ ANH VIỆT MỘT SỐ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN ĐA ĐIỂM TRÊN MẠNG INTERNET Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số chuyên nghành: 60 48 0101 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HOC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Ngọc Lãng Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp TS Phạm Ngọc Lãng Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Học viên Lê Anh Việt ii LỜI CẢM ƠN Trước hết xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người hướng dẫn tôi, thầy giáo TS Phạm Ngọc Lãng – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, người định hướng đề tài tận tình hướng dẫn, bảo suốt trình thực luận văn cao học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giảng dạy suốt trình nghiên cứu, học tập, thầy cô ban chủ nhiệm lớp CHK12G, người quan tâm tới lớp, giúp bạn có kết ngày hôm Sau cùng, xin dành tình cảm đặc biệt biết ơn tới gia đình, người thân tôi, người ủng hộ, khuyến khích nhiều trình học tập trình thực luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2015 Lê Anh Việt iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT VI DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .VIII PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN 1.1 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN 1.1.1 Hội nghị truyền hình 1.1.2 Những vấn đề việc truyền thông tin âm hình ảnh 1.1.3 Các kênh dùng cho hội nghị truyền hình 1.1.4 Công nghệ truyền thông đa phương tiện thời gian thực 1.2 ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG 1.2.1 Khái niệm QoS 1.2.2 Yêu cầu QoS cho truyền thông đa phương tiện 1.2.3 Đặc điểm vận chuyển lưu lượng kiểu “Cố gắng tối đa” 1.2.4 Băng thông 1.2.5 Độ trễ biến thiên độ trễ 1.2.6 Tỉ lệ mát gói tin 10 1.2.7 Một số tham số khác 11 CHƢƠNG MỘT SỐ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC 13 2.1 GIAO THỨC STREAMING 13 2.1.1 Giới thiệu chung 13 2.1.2 Kiến trúc hệ thống streaming thời gian thực 14 iv 2.1.3 Phân lớp giao thức hệ thống streaming thời gian thực 17 2.2 GIAO THỨC RTP 19 2.2.1 Cấu trúc header RTP 20 2.2.2 Ghép kênh RTP 25 2.2.3 Mở rộng Header cho RTP 25 2.3 GIAO THỨC RTCP 26 2.3.1 Giao thức điều khiển luồng RTCP 26 2.3.2 Quá trình truyền nhận gói tin RTCP 28 2.4 GIAO THỨC RTSP 29 2.5 MỐI QUAN HỆ GIỮA RTSP, RTP VÀ RTCP 32 2.6 CHUẨN H323 33 2.6.1 Chồng giao thức H.323 34 2.6.2 Các thành phần hệ thống H.323 34 2.7 GIAO THỨC RTMP 38 2.7.1 Giới thiệu 38 2.7.2 Nguyên tắc hoạt động 39 2.7.3 Quá trình bắt tay 39 2.7.4 Tiêu đề RTMP 43 CHƢƠNG CÀI ĐẶT VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TRỰC TUYẾN ĐA ĐIỂM QUA MẠNG INTERNET 45 3.1 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ STREAMING XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TRUYỀN HÌNH TRỰC TIẾP ĐA ĐIỂM 45 3.2 PHÂN TÍCH YÊU CẦU HỆ THỐNG 51 3.2.1 Phân tích nhu cầu 51 3.2.2 Đặc tả yêu cầu hệ thống 52 3.3.3 Đặc tả chức 52 v 3.3 THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH TRUYỀN THÔNG TIN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ STREAMING 53 3.4 THIẾT KẾ CHỨC NĂNG ĐA PHƢƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC 54 3.5 THIẾT KẾ VAI TRÒ GIỮA CÁC THÀNH VIÊN TRONG QUÁ TRÌNH TẬP HUẤN 56 3.6 MỘT SỐ KẾT QUẢ 57 3.6.1 Quản lý người dùng 57 3.6.2 Phân hệ truyền liệu đa phương tiện thời gian thực qua mạng IP 57 3.6.3 Phân hệ nhận liệu đa phương tiện thời gian thực qua mạng IP 58 3.6.3 Phân hệ kết nối camera HD với mạng 59 3.7 TÍNH BẢO MẬT 60 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT IP Internet Protocol Giao thức Internet ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internett LAN Local Area Network Mạng cục QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RSVP Resource Revervation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên SS Slow Start Khởi động chậm SE Shared – Explicit Chia sẻ rõ ràng SLA Service level agreement Thỏa thuận mức dịch vụ TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TOS Type Of Service Loại dịch vụ UDP User Datagram Protocol Giao thức tin người sử dụng PSTN Public Switched telephone Network ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ MCU Multipoint Control Unit Hội nghị truyền hình đa điểm MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm BYE Bye Gói tin kết thúc phiên RR Receiver Reports Bản tin bên nhận RTP Realtime transport protocol Giao thức truyền tải thời gian thực RTCP Realtime Transport Control Protocol SDES Source Description Gói tin miêu tả nguồn SR Sender Reports Bản tin bên phát AAC Advanced Audio Coding AMF Action Massage Format Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực vii ITU-T Telecommunication Standardization Sector Tiêu chuẩn hoá viễn thông CODEC COmpressor/DECcompressor Mã hóa giải mã MMS Microsoft Media Services RDT Real Network Data Transport SSRC Synchronization Source SDP Session Description Protocol MPEG Moving Picture Experts Group IPv4 Internet Protocol Version Giao thức internet phiên IPv6 Internet Protocol Version Giao thức internet phiên FMS Flash Media Server 2.0 FLV Flash Video Định dạng video IE Internet Explorer Trình duyệt Internet Explorer HD High Definition Độ nét cao UC Use Case Ca sử dụng UML PDA Personal Digital Assistant Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet RTSP Real Time Streaming Protocol ASP Active Server Page Ngôn ngữ lập trình ASP PHP Hypertext Preprocessor Ngôn ngữ lập trình PHP Dịch vụ đề dùng Windows Media viii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Mô hình chung hệ thống streaming thời gian thực 15 Hình 2: Kiến trúc chung hệ thống video streaming 15 Hình 3: Mối quan hệ giao thức hệ thống video streaming 18 Hình 4: Cấu trúc header RTP 20 Hình 5: Khởi tạo phiên 22 Hình : Phân mảnh liệu 23 Hình 7: Mở rộng header RTP 26 Hình 8: Cấu trúc RTCP 27 Hình 9: Nhóm gói (compound packets) 28 Hình 10: Quá trình truyền nhận gói tin RTCP nơi gửi nơi nhận công nghệ streaming thời gian thực 29 Hình 11: Minh họa trình hoạt động giao thức RTSP 30 Hình 12: Minh họa vị trí giao thức truyền thông streaming thời gian thực kiến trúc phân tầng mạng IP 32 Hình 13: Chồng giao thức H.323 34 Hình 14: Cấu trúc hệ thống H323 35 Hình 15: Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) 36 Hình 16: RTMP chế độ tiêu chuẩn 39 Hình 17: RTMP chế độ đường hầm 39 Hình 18: C0 S0 bít 40 Hình 19: C1 S1 bít 40 Hình 20: C2 S2 bít 41 Hình 21: Hình vẽ trực quan bắt tay 42 Hình 22: Tiêu đề RTMP 12 byte 43 Hình 23: Một số giá trị trường Content Type 44 Hình 24: Giao diện chương trình truyền thông đa phương tiện thời gian thực đơn giản sử dụng công nghệ streaming ActionScript Adobe 47 Hình 25: Giao diện chương trình trước chạy 50 51 3.2 PHÂN TÍCH YÊU CẦU HỆ THỐNG 3.2.1 Phân tích nhu cầu Trăm nghe không thấy người đối thoại Phần lớn người cho chí tin tức thông qua truyền hình hay nghe qua radio Còn việc ứng dụng hội nghị truyền hình điều khiển, quản lý, đào tạo, y tế, hệ thống an toàn nhiều lĩnh vực khác mang lại lợi ích vô to lớn Tất nhiên hội nghị truyền hình không thay giao tiếp thực tế tự nhiên, cho phép đạt nguyên tắc, mức độ giao tiếp người cách xa khoảng cách địa lý, có ngàn vạn ki lô mét Theo số nghiên cứu đây, nói chuyện qua điện thoại truyền phần thông tin gửi Còn trường hợp có khả theo dõi cử chỉ, điệu người đối thoại hệ số hữu dụng việc truyền thông tin đạt cao gấp nhiều lần Những nhà quản lý, điều hành công ty sử dụng Hội nghị truyền hình cho rằng: hệ thống hội nghị truyền hình giảm đáng kể chi phí thời gian tiền bạc cho chuyến công tác cộng tác viên thực toạ đàm hiệu Trong đó, phát triển hạ tầng mạng viễn thông, mạng Internet công nghệ thông tin tạo thuận lợi cho việc phát triển mạng thông tin đại cung cấp liệu đa phương tiện chức truyền hình trực tuyến thời gian thực Mặc khác, hầu hết giải pháp xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến có đòi hỏi định đầu tư thiết bị, yêu cầu hạ tầng truyền thông Chính điều tạo rào cản cho phát triển phổ biến hệ thống Việt Nam Do đó, hệ thống thông tin phục vụ yêu cầu việc tập huấn, phổ biến kiến thức từ xa qua mạng IP mà không cần bổ sung thiết bị phần cứng, độc lập với hạ tầng mạng, không cần cài đặt bổ sung plug-in thiết thực Đây mục đích nghiên cứu 52 3.2.2 Đặc tả yêu cầu hệ thống a) Tính dễ sử dụng Giao diện hệ thống phải dễ hiểu trực quan phù hợp với đối tượng, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ tiếng Việt Cần có chức công cụ hỗ trợ trực tuyến hướng dẫn sử dụng đầy đủ sẵn sàng để trình người dùng truy cập Độ an toàn bảo mật b) Ứng dụng cần phải cung cấp phương tiện bảo mật an toàn để người quản trị hệ thống dễ dàng khôi phục lại liệu, cập nhật liệu có hành động phá hoại xảy ngăn chặn hành động thiện chí Bên cạnh đómạng thông cần phải đánh giá hết trường hợp xảy nhằm chống lại phá hoại từ bên Tôn trọng quyền riêng tƣ c) Thông tin cá nhân, tài khoản người dùng thành viên quản trị cần phải bảo mật đảm bảo an toàn không tiết lộ Yêu cầu độ tin cậy d) Ứng dụng phải hoạt động ổn định, không để xảy xung đột phần cứng hay phần mềm, hay với phần mềm khác hoạt động mạng, máy chủ máy người dùng Yêu cầu tính mở rộng phát triển tƣơng lai e) Khi xây dựng ứng dụng cần đảm bảo tính ổn định, độc lập phân hệ, chức cần chế liên kết để thuận lợi cho việc kế thừa mở rộng tương lai, việc bảo trì nâng cấp dễ dàng Yêu cầu môi trƣờng f) Ứng dụng phải hoạt động hầu hết trình duyệt IE, Firerox, Googlechrome 3.3.3 Đặc tả chức Ứng dụng truyền hình trực tuyến đa điểm có chức sau: - Quản lý nội dung bao gồm quản lý tin tức, danh mục viết, nội dung viết - Quản lý tài nguyên số bao gồm liệu video, hình ảnh - Quản lý người dùng bao gồm quản lý thành viên cấp độ truy cập cho thành viên 53 - Tìm kiếm thông tin liên quan đến tài liệu viết, nội dung viết theo tiêu chí khác - Truyền hình trực tuyến đa điểm - Ghi lại trình truyền hình trực tuyến - Kết nối với Camera HD để nâng cao chất lượng hình ảnh phục vụ hội nghị đầu bờ truyền hình trường - Trợ giúp hướng dẫn người dùng 3.3 THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH TRUYỀN THÔNG TIN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ STREAMING Trong hình 27 minh họa trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực ứng dụng - cho thấy rằng, cán tập huấn (giảng viên) cán tham gia tập huấn (học viên) truy cập vào hệ thống để đăng nhập vào hệ thống truyền hình trực tuyến đa điểm thông qua giao diện phía người dùng (client) thông qua tài khoản Trước tiên, Webserver thực việc xác thực thông tin Khi xác thực hành công giao diện hệ thống truyền hình trực tuyến hiển thị phía người dùng Lúc toàn kết nối tới streaming server diễn tự động thông qua việc bắt tay webserver với streaming server Tiếp theo, người dùng thực việc cấu hình tốc độc, khung ảnh, tốc độ khung hình/giây, kích thước nguồn thu hình ảnh âm thực việc kết nối tới server theo giá trị tham số mà webserver gửi cho client Lúc này, client tự động gửi liệu tới streaming server giao thức RTMP Sau đó, streaming server thực yêu cầu cán tập huấn (giáo viên) việc cho phép thực chức theo yêu cầu việc truyền hình ảnh, âm thanh, hay cho phép truyền ảnh,… 54 Hình 27: Biểu đồ trình tự trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực cho chương trình ứng dụng Cuối cùng, trình truyền thông kết thúc client muốn kết thúc trình truyền thông đa phương tiện thời gian thực Toàn tài nguyên mạng, Web server, Streaming Server client giải phóng Ngược lại, trình truyền thông trì máy người dùng với Streaming server mà can thiệp Webserver 3.4 THIẾT KẾ CHỨC NĂNG ĐA PHƢƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC Trên hình 28 thể năm chức hệ thống truyền thông đa phương tiện đa điểm thời gian thực qua mạng IP ứng dụng sau: - Kết nối Camera HD: Cho phép người dùng lựa chọn thiết bị thu thập hình ảnh, âm khác nhau, thiết bị thu bên Nhờ mà thông tin hình ảnh, liệu video đạt chất lượng tốt so với webcam phổ biến Điều giúp cho việc thay đổi nguồn liệu phù hợp với yêu cầu mạng, yêu cầu chất lượng đợt tập huấn từ xa 55 Hệ thống truyền thông đa phƣơng tiện đa điểm thời gian thực Kết nối Truyền thông Quản lý thông Cấu hình Tự động camera HD liệu thời tin đào tạo trực hệ thống ghi nội gian thực tuyến dung Hình 28: Biểu đồ trình tự trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực - Truyền thông liệu thời gian thực: Chức ngày gồm hai chức khác việc truyền liệu đa phương tiện thời gian thực, chức nhận liệu đa phương tiện thời gian thực Mỗi clients phải thực chức độc lập đồng thời Cần lưu ý, liệu truyền thông có âm - Quản lý thông tin đào tạo trực tuyến: Tổ chức khóa học, quản lý giảng, nội dung giảng trước đợt tập huấn Chức cho phép theo dõi trình đăng nhập, tham gia lớp học, việc cho phép vào học hay không Chức cung cấp giao diện cho thực việc lựa chọn vai trò gửi câu hỏi tới người tập huấn trình tập huấn - Tự động ghi nội dung: Chức cho phép hệ thống ghi tự động nội dung trao đổi trực tuyến thời gian thực trình tập huấn Dữ liệu đa phương tiện lưu lại để tham khảo hay trình tập huấn khác người tập huấn - Cấu hình hệ thống: Cấu hình tham số đường truyền, thiết bị thu camera, microphone, kích thước khung hình Qua cho phép người dùng điều chỉnh thích hợp với môi trường mạng 56 3.5 THIẾT KẾ VAI TRÒ GIỮA CÁC THÀNH VIÊN TRONG QUÁ TRÌNH TẬP HUẤN Hình 29: Vai trò thành viên trình tập huấn hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực qua mạng IP Với thiết kế hình 29 Cho thấy vai trò thành viên chia loại người tập huấn (giảng viên), quản trị viên, người tham gia tập huấn (học viên) - Người tập huấn: Có trách nhiệm kết nối học viên trình tập huấn với Người tập huấn phát quảng bá thông tin cho tất thành viên khác, trừ quản trị viên Các thông tin liệu đa phương tiện hình ảnh, video, văn bản, hình,… Người tập huấn thực cho phép trao đổi, hay gọi trực tiếp tới thành viên để trao đổi riêng trao đổi chung Qua đó, thấy rằng, người tập huấn đóng vai trò cho toàn trình tập huấn - Người tham gia tập huấn (học viên): Kết nối tới người tập huấn thực việc đăng ký để tham gia chờ yêu cầu người tập huấn Họ gửi câu hỏi tới người người tập huấn người khác, gửi yêu cầu tới quản trị - Người quản trị: Liên lạc với người tập huấn để trao đổi đảm bảo hạ tầng mạng thiết bị hoạt động tốt để toàn hệ thống ổn định 57 3.6 MỘT SỐ KẾT QUẢ 3.6.1 Quản lý ngƣời dùng Phân hệ cho phép quản trị viên thực việc quản lý người dùng việc thêm tài khoản, cấp quyền, xóa tài khoản người dùng Dưới giao diện thống kế danh sách người dùng Hình 30: Giao diện thống kê danh sách người dùng 3.6.2 Phân hệ truyền liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP Trong hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực, trình truyền liệu thực nhiều clients lúc, client truyền lại máy client nhận, client truyền trực tiếp tới client khác định trước Có thể hiểu trình truyền trình phát liệu đa phương tiện client tới client khác qua môi trường mạng IP Chính vậy, tùy theo lựa chọn người dùng hệ thống truyền thực theo ba cách Với việc ứng dụng công nghệ streaming thời gian thực ActionScript Adobe dựa theo mô hình máy chủ trung tâm Tức liệu đa phương tiện truyền theo chế streaming tới máy chủ streaming (streaming server) giao thức RTMP Sau máy chủ streaming tiếp tục truyền liệu tới máy clients khác Quá trình Netstream quản lý tự động phân luồng Hình minh họa trình truyền từ client tới máy chủ streaming 58 Hình 31: Quá trình truyền liệu đa phương tiện từ phía clients tới streaming server Trong hình 51 Cho thấy thiết bị thu clients camera, microphone thu hình ảnh âm vào clients Dữ liệu đa phương tiện mã hóa trước gửi tới streaming server giao thức RTMP Các luồng liệu bao gồm loại sau: - Dữ liệu phục vụ cho điều khiển điều khiển chức - Video data: Dữ liệu Video sống lấy từ camera mã hóa nén theo chuẩn H263 H264 - Audio data: Dữ liệu Audio sống lấy từ Mic mã hóa nén theo chuẩn mp3 (tức MPEG-1 layer 3) Cả loại liệu trộn truyền luồng để đảm bảo đồng liệu âm hình ảnh Tuy nhiên, gói liệu có mức độ ưu tiên khác nhau, chẳng hạn ưu tiên cao data, Audio, cuối Video Nguyên nhân data chiếm băng thông nhỏ lại quan trọng chứa thông tin điều khiển hệ thống 3.6.3 Phân hệ nhận liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP Quá trình nhận liệu đa phương tiện thực từ phía máy chủ streaming gửi xuống cho client giao thức RTMP tương ứng theo yêu cầu xác định trước Tức gửi tới clients, gửi tới riêng clients Cần lưu ý rằng, trình nhận hoàn toàn độc lập với trình truyền, tức cho phép tạo hai luồng đồng thời để thực việc truyền liệu đa phương tiện riêng nhận liệu đa phương tiện riêng Hình mô tả trình nhận liệu đa phương tiện từ phía máy chủ streaming giao thức RTMP 59 Hình 32: Quá trình nhận liệu đa phương tiện từ streaming server clients Trong hình 32 Cho thấy liệu đa phương tiện clients nhận lưu đệm Dữ liệu giải mã tương ứng theo giải mã âm giải mã hình ảnh Sau giải mã xong, liệu hiển thị lên thiết bị đầu cuối tương ứng 3.6.3 Phân hệ kết nối camera HD với ứng dụng Việc kết nối camera HD với ứng dụng cho phép mở rộng nguồn thu tín hiệu đa phương tiện Tuy nhiên, Camera HD kết nối trực tiếp vào máy tính chuẩn video khác Do đó, để kết nối với máy tính cần phải có chuyển đổi, Video to USB converter Sơ đồ kết nối minh họa hình 60 Hình 33: a) Sơ đồ kết nối Camera HD với ứng dụng; b) kết kết nối camera HD với ứng dụng Sau thực việc kết nối này, sử dụng lớp cameara ActionScript Adobe để thực việc kết nối cấu hình liên quan Luồng liệu video từ Camera HD qua chuyển đổi tới trình điều khiển Camear HD Tiếp theo, thông qua giao diện lập trình, chương trình chuyển liệu tới mã hõa video Tiếp theo trình truyền thực theo trình tự 3.7 TÍNH BẢO MẬT Việc bảo mật cho hệ thống gồm phần cứng phần mềm hoạt động mạng vấn đề quan tâm nhà quản lý nhằm đảm bảo an toàn thuận tiện cho người dùng sử dụng dịch vụ thông tin mạng Bởi vậy, việc sử dụng giải pháp hay công nghệ bảo mật khó đem lại hiệu cao vấn đề bảo mật đảm bảo an toàn cho hệ thống hay ứng dụng Internet Cho nên, người ta thường sử dụng kết hợp hay nhiều lớp bảo mật khác cách đồng thời để nâng cao hệ số an toàn cho hệ thống, hạn chế thấp rủi ro cho mạng thông tin hoạt động Internet Ứng dụng thiết kế sử dụng đầy đủ lớp bảo mật theo tiêu chuẩn phần mềm hoạt động mạng Interenet sử dụng lớp bảo mật hệ thống webserver lớp bảo mật riêng ứng dụng 61 Đối với lớp bảo mật hệ thống webserver, nơi đặt toàn thông tin mạng thông tin Internet người quản trị nhà cung cấp dịch vụ máy chủ đảm bảo thực quy trình phân quyền chặt chẽ Máy chủ webserver cài đặt phần mềm bảo mật chuyên dụng chẳng hạn ISA, phần mềm tường lửa Các phần mềm đảm bảo giúp cho máy chủ webserver giảm thiểu tác động từ bên muốn xâm nhập vào máy chủ Đồng thời, máy chủ webserver cài đặt công cụ giúp cho việc giảm thiểu tác hại công DDoS để tê liệt băng thông mạng, nơi mà máy chủ webserver kết nối với Internet Như vậy, với lớp bảo mật máy chủ webserver tạo tường bảo mật cho toàn liệu đặt máy chủ hoạt động Internet Tiếp theo lớp bảo mật riêng ứng dụng Đó lớp bảo mật xây dựng trình thiết kế hệ thống thông qua phương thức phân quyền cho người dùng thành nhiều cấp, bắt lỗi nhập thông tin chủ động thực việc lưu nội dung ứng dụng Với việc phân quyền cho người dùng cho phép việc phân loại người dùng tiếp cận liệu ứng dụng Điều giúp cho việc giảm thiểu mát liệu sơ suất trình sử dụng hệ thống người dùng, nâng cao trách nhiệm trình quản lý hệ thống Ứng dụng cho phép phân quyền theo nhiều chế độ khác người dùng thông thường, cộng tác viên quản trị hệ thống Trong vai trò quản trị hệ thống ứng dụng cho phép phân quyền quản lý theo hạ mục liệu điều giúp cho việc quản lý tốt liệu trình quản lý, phục hồi nhanh chóng có sai sót trình sử dụng người dùng Như vậy, với thiết kế phân quyền người dùng, phương thức sử dụng phổ biến để tăng khả bảo mật cho ứng dụng hoạt động mạng Internet ứng dụng sử dụng phương thức với việc chia quyền quản lý, phần quyền theo nhóm quản lý thông tin để đảm bảo tiêu chuẩn quan trọng 62 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Với phát triển mạnh mẽ lĩnh vực Công nghệ thông tin truyền thông, hạ tầng mạng viễn thông tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu triển khai nhiều ứng dụng truyền thông mạng internet đặc biệt hệ thống truyền hình trực tuyến Hiện mạng internet phát triển với hàng tỷ tín đồ ứng dụng dẫn đến việc tranh chấp tài nguyên điều khó tránh khỏi Đảm bảo chất lượng dịch vụ đảm bảo trễ, biến thiên độ trễ, giá trị tham số mát gói tin v.v.ngoài đảm bảo chất lượng dịch vụ đảm bảo băng thông, tính bảo mật Luận văn tập trung nghiên cứu làm rõ vấn đề chất lượng dịch vụ, nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ cách thức đảm báo chất lượng dịch vụ cho hệ thống truyền hình trực tuyến chương Qua phân tích chất lượng dịch vụ ảnh hưởng đến truyền hình trực tuyến dễ dàng nhận thấy hầu hết ứng dụng truyền hình trực tuyến có số vấn đề như: Mất tín hiệu chất lượng đường truyền vật lý, Tín hiệu yếu không rõ hình ảnh âm nhận, Xử lý ứng dụng công nghệ truyền hình trực tuyến chuẩn độ nét cao Chính luận văn tập trung nghiên cứu tìm kiếm giải pháp để giảm độ phụ thuộc vào hạ tầng mạng nâng chất lượng truyền hình thành chuẩn độ nét cao HD Trong Chương luận văn nghiên cứu giao thức streaming RTP, RTCP, RTSP, RTMP chuẩn H323 Giao thức RTP, RTCP, RTSP giao thức truyền tải đầu cuối đến đầu cuối phù hợp với ứng dụng truyền thông thời gian thực, giao thức nhiệm vụ riêng, giao thức RTP có nhiệm vụ truyền tải sử dụng thuật toán quản trị để giải vấn đề gửi nhận, tính toán thời gian truyền, xây dựng nguyên tắc nhận gói tin, hoạt động đồng hồ truyền tải.v.v, RTCP RTSP giao thức điều khiển Bộ RTP, RTCP, RTSP nằm độc lập với tảng lớp transport network nên không phụ thuộc vào hạ tầng mạng RTMP giao thức tạo Adobe dùng truyền tải đối tượng Flash hỗ trợ Maccromdedia Media Server hỗ trợ 64 luồng liệu kết nối đặc biệt hỗ trợ công nghệ công nghệ chuẩn độ nét cao Như Chương luận văn tập trung nghiên cứu giao thức streaming, thuật toán sử dụng giao thức, mối quan hệ giao thức truyền tải liệu đa phương tiện từ nghiên cứu xây dựng thành ứng dụng Ứng dụng luận văn phát triển dựa công nghệ streaming, công nghệ tiên tiến cho phép truyền liệu đa phương tiện thời gian thực Ứng dụng kết hợp công nghệ mã nguồn mở elearning moodle 2.6 làm tảng cho việc tạo lớp, phân 63 quyền quản trị với công nghệ Maccromdedia Media Server Adobe cho việc lập trình thuật toán giao thức RTP, RTCP RTSP đối tượng Flash Ứng dụng cho phép tích hợp nhiều luồng thông tin đa phương tiện vào kênh truyền thông Do đó, chương trình cho phép người dùng theo dõi trao đổi với nhiều điểm đồng thời qua mạng IP Bên cạnh đó, với chế phân cấp cho phép nhà quản lý tổ chức hội nghị theo trật tự cấm trao đổi khác cần Điều giúp cho công tác tổ chức hội thảo hiệu đảm bảo chất lượng Ứng dụng phát triển dựa web việc triển khai thuận lợi không phụ thuộc vào tảng hệ điều hành Với khả tự động lọc nhiễu, đồng âm hình ảnh khả tương tích tự động với môi trường mạng Internet, hệ thống đảm bảo chất lượng hình ảnh, âm thời gian thực cách tối ưu cho người dùng Ứng dụng đảm bảo yêu cầu hệ thống truyền hình trực tuyến đa điểm thời gian thực Tuy nhiên, để triển khai vào thực tế hệ thống cần phải tập trung đầu tư để phát triển thêm nội dung sau: - Phát triển chức quản lý người dùng; - Phát triển chức quản lý hệ thống phần cứng; - Phát triển chức quản lý ghi nội dung tự động; - Phát triển chức hỗ trợ thiết bị động/smartphone tảng iOS, Android; - Nâng cấp truyền đồng thời nhiều kênh cho thiết bị di động 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Phạm Việt Bình, ―Nghiên cứu xây dựng chương trình đối thoại đa phương tiện qua mạng LAN‖.: Đề tài cấp Bộ trọng điểm, 2006, mã số B200305-02 TĐ [2] Vo Thanh Tu & Nguyen Thuc Hai, "Integration of Mechanisms for ACK Control and Queueing Management in Network Traffic Control" [3] Implementing Quality of Service.: Cisco [4] Qiang Lin, ―Infrastructure support for multimedia communications: a survey‖.: IEEE, 1993 [5] David Austerberry, ―The Technology of Video and Audio Streaming‖, 2nd ed., 2005 [6] S Casner, R Frederick, and V Jacobson H Schulzrinne, ―RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications,‖.: Internet Engineering Task Force, RFC 1889, 1996 [7] R Osso, Ed., Handbook of Communication Technologies: The Next DecadeMultimedia over IP: RSVP, RTP, RTCP, RTSP, 2946th ed BocaRaton: CRC Press, 1999 [8] "Real-Time Messaging Protocol (RTMP) specification".: Adobe Systems Inc, 2009 [9] http://en.wikipedia.org/wiki/H.323 [10] http://en.wikipedia.org/wiki/Adobe_Flash_Media_Server [11] PGS.TS Đỗ Trung Tuấn, MULTIMEDIA Hà Nội, 2007 [12] D Kaspar, C Griwodz, P Halvorsen K Evensen, ―Improving the Performance of Quality-Adaptive Video Streaming over Multiple Heterogeneous Access Networks‖.: ACM MultimediaSystems Conference (MMSys), 2011 [13] etc K R Rao, ―Multimedia Communication Systems: Techniques, Standards, and Networks‖ : IEEE, 2002 [14] Colin Perkin, ―RTP: Audio and Video for the Internet‖.: Addison Wesley, 2003 65 [15] http://en.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Messaging_Protocol [16] A Rao, and R Lanphier H Schulzrinne, ―Real Time Streaming Protocol (RTSP),‖.: Internet Engineering Task Force, RFC 2326, Apr 1998 [17] Adobe Systems Inc, "Real-Time Messaging Protocol (RTMP) specification"., 2009 [18] J Y B Lee, ―Scalable continuous media streaming systems: Architecture, design, analysis and implementation‖, JohnWiley& Sons, Ed Kong Kong, China, 2005 [19] Sue Moon, Jim Kurose and Don Towsley Maya Yajnik, ―Measurement and Modelling of the Temporal Dependence in Packet Loss‖.: IEEE, 1999 [20] Hoàng Trung Hiếu Nguyễn Thị Hoàng Lan, ―Đồng audio – video thời gian thực hội nghị đa phương tiện mạng cục bộ‖ Hà Nội: Kỷ yếu hội thảo FAIR, 2003 [21] CRC Press, Boca Raton, FL R Osso, "Handbook of Communication Technologies:," The Next Decade— Multimedia over IP: RSVP, RTP, RTCP, RTSP, pp 29–46., 1999 [22] Hou Yiwei Thomas, Zhu Wenwu, Zhang Ya-Qin, Peha Jon M Wu Dapeng, ―Streaming Video over the Internet: Approaches and Directions‖.: IEEE, 2001 [...]... chế liên kết truyền thông của những giao thức này và ứng dụng xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến đa điểm trên mạng Internet là chủ đề nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22] 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN 1.1 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN 1.1.1 Hội nghị truyền hình Hội nghị truyền hình không đơn... tầng mạng viễn thông đã tạo thuận lợi cho nhà khoa học nghiên cứu và triển khai nhiều ứng dụng truyền thông trên mạng Internet cho cộng đồng như PPlive, Sopcast, Skype, IPTV, MobileTV, đặc biệt là hệ thống truyền hình trực tuyến đang ngày càng được ứng dụng phổ biến và đem lại lợi ích to lớn cho xã hội Hệ thống truyền hình trực tuyến được xây dựng dựa trên nền tảng giao thức truyền thông thời gian thực. .. quãng cho hệ thống truyền hình trực tuyến trên mạng Bởi vậy, chủ đề nghiên cứu về giao thức truyền thông thời gian thực luôn được cộng đồng khoa học quan tâm nghiên cứu nhằm cải tiến để khắc phục những nhược điểm trên cho hệ thống truyền hình trực tuyến trên mạng [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10] Chính vì vậy, việc nghiên cứu một số giao thức truyền thông thời gian thực như H323, RTP (Real... tế, truyền hình và hành chính công Tuy nhiên, với đặc điểm của mạng Internet là băng thông không ổn định, dẫn đến tốc truyền tải dữ liệu thay đổi ngẫu nhiên trong cùng một ứng dụng truyền thông khi hoạt động trên mạng Internet Đối với hệ thống truyền hình trực tuyến thì điều này sẽ dẫn đến những vấn đề như mất đồng bộ dữ liệu hình ảnh và âm thanh, hình ảnh bị giật và âm thanh đứt quãng cho hệ thống truyền. ..ix Hình 26: Giao diện chương trình sau khi chạy 50 Hình 27: Biểu đồ trình tự quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực cho chương trình ứng dụng 54 Hình 28: Biểu đồ trình tự quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực 55 Hình 29: Vai trò giữa các thành viên trong quá trình tập huấn của hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian. .. dùng thông qua chương trình clients được cài trên máy của người dùng [1] 2.1.3 Phân lớp giao thức trong hệ thống streaming thời gian thực Hiện nay, bên cạnh việc kế thừa một số giao thức Internet, cộng đồng Interent đã phát triển một số giao thức cho hệ thống video streaming Tùy theo chức năng của các giao thức, các giao thức liên quan đến hệ thống video streaming được chia ra thành ba loại sau: Giao thức. .. MỘT SỐ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC 2.1 GIAO THỨC STREAMING 2.1.1 Giới thiệu chung Trong xã hội hiện đại, hệ thống truyền thông đa phương tiện qua mạng IP sẽ trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống Hệ thống truyền thông này sẽ tạo thuận lợi và kinh tế to lớn cho cộng đồng trong việc nhiều lĩnh vực như giáo dục, quản lý và các dịch vụ giá trị gia tăng không chỉ trên các máy tính mà trên. .. dựng hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực như công nghệ H323, công nghệ Silverlight, công nghệ Streaming và công nghệ Socket Trong đó, công nghệ Streaming thời gian thực đang được quan tâm và ứng dụng phổ biến Công nghệ Socket: Socket là kỹ thuật lập trình cơ bản nhất được phát triển bởi đại học California, Hoa Kỳ Socket được hiểu như là giao diện kết nối giữa lớp ứng dụng với lớp truyền. .. lớp mạng: Các giao thức lớp này cung cấp dịch vụ mạng cơ bản như hỗ trợ về định tuyến cho gói tin của hệ thống video streaming Tức là toàn hệ thống video streming sẽ kế thừa lớp IP của mạng IP Giao thức lớp vận chuyển: Các giao thức tại tầng này cung cấp chức năng truyền thông cho hệ thống video streaming Bên cạnh việc sử dụng giao thức 18 TCP, UDP thì hệ thống video streaming còn sử dụng giao thức. .. RTCP và RTP để cho quá trình truyền thông streaming Giao thức lớp điều khiển phiên: Hệ thống video streaming sử dụng giao thức RTSP thực hiện việc xác định thông điệp, cũng như các thủ tục để thực hiện điều khiển truyền thông dữ liệu đa phương tiện trong quá trình thiết lập phiên truyền Hình 3: Mối quan hệ giữa các giao thức trong hệ thống video streaming Minh họa như hình 3 ở trên làm rõ về mối quan hệ ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN&TRUYỀN THÔNG LÊ ANH VIỆT MỘT SỐ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN ĐA ĐIỂM TRÊN MẠNG INTERNET Chuyên ngành:... 43 CHƢƠNG CÀI ĐẶT VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TRỰC TUYẾN ĐA ĐIỂM QUA MẠNG INTERNET 45 3.1 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ STREAMING XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TRUYỀN HÌNH TRỰC TIẾP ĐA ĐIỂM 45 3.2... xã hội Hệ thống truyền hình trực tuyến xây dựng dựa tảng giao thức truyền thông thời gian thực cho phép liệu hình ảnh, âm thanh, video văn truyền trực tuyến người dùng vị trí khác qua mạng Interent