TRUYỀN DÒNG DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC (REAL TIME STREAMING

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN L I NĨI U Hi n nay, m ng máy tính khơng khái ni m xa l sau h n 40 n m v i ch t l ng đ OBO OK S CO M phát tri n, m ng máy tính, gi m ng máy tính tr i r ng tồn c u, ng truy n có ch t l c y m ng c ng ngày đ ng cao Ngồi tính b o m t, đ tin c c ng c Nh ng ng d ng m ng ngày phong phú Chính nh ng s phát tri n làm n y sinh m t v n đ , truy n thơng đa ph ng ti n m ng Y u t r t quan tr ng, có m t r t nhi u l nh v c Trong bu i h i th o tr c n, đào t o t xa m ng, d ch v video/audio theo u c u….Tuy nhiên s phát tri n c a truy n thơng đa ph th c TCP/IP hi n đ ng ti n đòi h i tính th i gian th c r t cao, chùm giao c s d ng r t ph bi n khơng th đáp ng đ c u c u Do v y, đòi h i chun gia m ng ph i tìm m t gi i pháp m i, m t giao th c m i có th đáp ng đ c vi c truy n t i d li u th i gian th c m ng Hi n nay, giao th c RTP ch ng t nh ng u m c a vi c đáp ng ng d ng th i gian th c T i Vi t Nam, ng d ng th i gian th c ch a phát tri n, nh ng v i nh c u c p thi t c a th c t , th i gian t i ch c ch n ng d ng th i gian th c s phát tri n m nh m KIL ây c ng m t nh ng lý đ em ch n l a đ tài http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH NG 0: TRUY N DỊNG D LI U TH I GIAN TH C (REAL TIME STREAMING) KIL OBO OKS CO M Có r t nhi u ng d ng hi n đòi h i tính th i gian th c (real time) Trong d ch v truy n hình qua m ng, h i th o tr c n, chat hình, chat ti ng…m i ng d ng có nh ng đ c m riêng c a nó, nhiên có m t s u chung nh t mà d ch v đ u u c u vi c truy n d li u theo dòng (streaming) Do v y s b t đ u v i vi c tìm hi u v khái ni m truy n dòng 0.1 KHÁI NI M TRUY N DỊNG: Khái ni m truy n dòng có th hi u n i dung c a audio hay video đ t i n i nh n, n i nh n có th th hi n đ c truy n c q trình truy n mà khơng c n ph i đ i đ n tồn b n i dung video đ c truy n xong C ch hồn tồn khác v i c ch download file c a giao th c HTTP hay FTP Truy n dòng cho phép th hi n dòng video th i gian th c mà khơng ph thu c vào đ dài c a video kích th i u r t có ý ngh a truy n file video có c l n hay dòng video có đ dài khơng xác đ nh Khi đó, giao th c khác nh FTP hay HTTP s khơng th s d ng đ Chúng ta có th b t g p r t nhi u tr ch c ng h p s d ng c ch truy n dòng nh ng trình truy n hình tr c ti p, h i th o qua m ng V i kh n ng truy n t i n i dung video, audio thơng qua m ng, có m t ph ng pháp giao ti p truy nh p thơng tin m i V i góc nhìn bao qt, truy n dòng m t ph n i dung video đ ng pháp truy n thơng tin liên t c, c truy n theo th i gian th hi n c a n i dung video Bên nh n nh n dòng thơng tin n i dung video s có th th hi n n i dung c a video theo th i gian Kh n ng r t có ý ngh a đ i v i lo i d li u ph thu c th i gian nh video, audio, b i đ đ m b o ch t l b ođ ng c m th video ph i đ m c m i quan h v m t th i gian gi a khung hình có th hình dung m t cách đ n gi n v c ch truy n dòng th i gian th c, l y m t ví d nh sau Gi thi t có hai máy đ c k t n i v i nhau, http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN m t máy đóng vai trò máy truy n m t máy đóng vai trò máy nh n Bên truy n đ c trang b camera đ thu hình gi ng viên gi ng d li u video thu đ cđ c truy n t i máy nh n Bên nh n có nhi m v nh n dòng d li u t bên truy n g i t i KIL OBO OKS CO M th hi n lên thi t b nh TV hay hình máy tính Khi v i vi c s d ng c ch truy n dòng th i gian th c, hình nh c a gi ng viên mà bên nh n th hi n s ph n ánh m t cách t c th i (v m t lí thuy t) nh ng x y đ i v i gi ng viên truy n Còn v i gi ng đ b o vi c th hi n c a video t Khi đó, mơi tr c l u tr tr ng đ c, truy n dòng th i gian th c s đ m ng nh đ ng m ng su t đ i v i ng giác vi c th hi n đo n video nh đ bên c th hi n máy truy n i s d ng, ng i s d ng có c m c th c hi n máy c c b 0.2 Q TRÌNH TRUY N DỊNG: Truy n dòng đ i v i video hay audio ph i tr i qua nhi u cơng đo n v i t ng nhi m v riêng đ đ n k t qu cu i đ t đ c kh n ng th hi n bên nh n Gi i n n video/audio D ng video/audio L ym u Kh i ph c d li u đ ng b Network RTP Packets Hình 0.1: Q trình truy n dòng video/audio có th tìm hi u sâu đ mà thơng tin đ hay audio đ B c c ch truy n dòng, c n sâu vào q trình c truy n thơng qua mơi tr c truy n d ng m ng B t c m t n i dung video i d ng truy n dòng đ u ph i tr i qua b c - Mã hố: c sau: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Vi c mã hố video, mà c th nén video m t cơng đo n khơng b t bu c nh ng r t c n thi t V i lo i d li u video thơ nh d li u thu t camera, vi c l u tr hay truy n video khơng nén s ph i tr giá cao, đơi u khơng th Ta l y ví d ng đ c s d ng ng d ng h i ngh t xa KIL OBO OKS CO M v i m t đ nh d ng tiêu bi u th b ng video đ nh d ng CIF (Common Intermediate Format) CIF s d ng đ phân gi i 352 pixel m i dòng 288 dòng t t c M t nh khơng nén cho m t frame hình (ch đ 352x288x16bpp) chi m 202752 byte Vi c ghi video khơng nén v i t c đ 15 hình m t giây s c n x p x MB m t giây n u truy n qua m ng b ng thơng c n thi t cho m t dòng video khơng nén 24 Mbps T ví d đây, ta th y vi c nén video g n nh tr khơng th thi u đ c n u dòng video đ c truy n mơi ng m ng t c đ th p B ng sau cho bi t đ nén c n thi t đ i v i t ng mơi tr m ng khác nhau: D ng k t n i Bit Rate T l n n OC3 155 Mbps 1:1 T3 42 Mbps 4:1 Ethernet 10 Mbps 17:1 T1 1.5 Mbps 110:1 ISDN 128 Kbps 1300:1 Modem 56 Kbps 3000:1 ng B ng 0-2: B ng thơng m ng t l nén u c u Có th s d ng nhi u chu n nén khác cho vi c nén video Tu theo u c u ch t l ng b ng thơng, mà ta có th l a ch n đ c ph ng pháp nén thích h p V i vi c áp d ng m t chu n nén cho d li u video, khơng gian l u tr c n thi t c ng nh b ng thơng m ng u c u cho dòng video gi m đ t ng t Ví nh đ i v i dòng video trên, n u s d ng chu n nén H.263 b ng thơng u c u cho vi c truy n dòng video ch vào kho ng 140 Kbps khơng gian l u tr c n thi t cho m t ngày v i 24 gi vào kho ng 1.4 MB Hi n ph bi n hai h chu n nén, h CCITT v i chu n d ng H.26x, H.36x h ISO MPEG v i chu n MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG7 S phát tri n c a chu n nén có th tham kh o s đ d i đây: http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ฀ ฀ ฀ ฀ ฀ ฀ ฀ ฀ H.261 - M t k thu t v i t c đ d ng bit nh , đ c đ a vào n m 1984 b i ITU s d ng cho c c d ch v audio-visual MPEG-1 - Chu n ISO, ng d ng ngành c ng nghi p qu ng bá MPEG-1 đ c t o nh m t s s a đ i c a H.261 cho vi c chuy n video vào đ a CD v i t c đ d ng bit th p MPEG-2 c ph t tri n cho vi c qu ng b video ch t l ng cao b ng c ch s d ng t l n n th p H.263 - M t s a đ i ph ng theo MPEG-2 v i m c đích thu đ c đ n n cao v n đ m b o ch t l ng h nh nh cao H.263+ H.263++ c c phi n b n m r ng c a H.263 MPEG-4 c ph t tri n song song v i H.263 nh m t ph ng pháp thay th cho MPEG-1 v i t c đ d ng bit th p H.323 - M t h th ng hồn h o cho vi c truy n thơng multimedia, thành ph n video đ c th c hi n c s H.261/263 JPEG-2000 - Chu n JPEG m i nh t, d a c s DWT (Discrete Wavelet Transform), ban đ u đ c ph t tri n cho vi c n n nh t nh, hi n đ c p d ng cho c video H.264 - M r ng H.263, hi n ch a đ c ph t tri n Hình 0.3: s phát tri n c a chu n nén B c - L y m u: Vi c l y m u th c ch t vi c chia nh n i dung c a video hay audio thành kh i nh thích h p đ có th truy n mơi tr audio, vi c l y m u đ c th c hi n theo th i gian T gian b ng chu kì l y m u ph n d li u audio t ng m ng i v i d li u ng ng sau m t kho ng th i ng ng kho ng th i gian s http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN đ c s d ng đ truy n đi.V i d li u video, ngồi vi c l y m u theo th i gian có vi c l y m u theo khơng gian Vi c l y m u theo th i gian t ng ng v i th i gian th hi n c a khung hình vi c l y m u theo khơng gian s đ vi c truy n c thích h p đ i v i KIL OBO OKS CO M b ng cách chia nh khung hình thành ph n v i kích th c th c hi n Khi l y m u, m u ph i ch a đ ng đ y đ thơng tin dùng cho vi c khơi ph c l i d li u video hay audio v c m t khơng gian c ng nh th i gian bên nh n nh n đ c m u V i vi c s d ng m t giao th c nh giao th c truy n thơng th i gian th c nh RTP, q trình l y m u s đ B c ti n hành t đ ng c - Truy n m u qua m ng: Vi c truy n m u d li u video có th đ qua giao di n c a mơi tr giao th c c p cao c th c hi n m t cách tr c ti p thơng ng m ng nh Socket hay đ t ng ng d ng nh RTP Thơng th c th c hi n thơng qua m t ng ng i ta s ch n gi i pháp th hai, t c s d ng m t giao th c truy n dòng th i gian th c cho vi c truy n m u n u nh giao th c đ c h tr n n ph n c ng c ng nh ph n m m Vi c s d ng m t giao th c truy n dòng th i gian th c có nhi u u m th nh t tính hi u qu , b i giao th c truy n thơng th i gian th c đ u m c thi t k cho vi c truy n lo i d li u đ ng, nh d li u video ch ng h n, tính th i gian th c s đ c tr ng h n tính xác v m t d li u Ví d nh đ i v i giao th c RTP, giao th c truy n thơng l p d i th ng đ c s d ng UDP (User Datagram Protocol) giao th c v i đ tin c y th p nh ng có t c đ truy n d li u cao h n giao th c v i đ tin c y cao nh TCP u m th hai giao th c th i gian th c h tr m nh vi c đ ng b dòng d li u t ngu n khác nh ng có quan h v i v m t th i gian th c Ví d nh đ i v i vi c truy n âm hình nh c a m t s v t, bên nh n th hi n ph i đ m b o u c u âm ph i phù h p v i hình nh Ngồi ra, giao th c u n cung c p d ch v cho phép qu n lí thành viên tham gia u n ch t l ng c a vi c phân ph i d li u V i vi c s d ng m t giao th c truy n thơng th i gian th c cho vi c truy n, m u s đ c đóng gói thành gói tin Các gói tin s mang đ y đ thơng tin nh nhãn th i gian, s th t c a gói tin thơng tin khác đ dùng cho vi c khơi ph c d li u đ ng b dòng bên nh n ti n hành nh n th hi n n i dung http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN c a video hay audio Thơng qua giao th c l p d mơi tr B c truy n ng m ng c - Nh n khơi ph c d li u đ ng b dòng: cv ib c th ba, đ c th c hi n bên nh n d li u KIL OBO OKS CO M ây q trình ng d i, gói tin s đ i d ng gói tin đ c truy n đ n Các gói tin đ c truy n đ n có th c a nhi u dòng t ng ng v i nhi u ngu n d li u khác c ng có th th t gói tin nh n đ c khơng gi ng nh chúng đ thơng tin đ c g i Khi bên nh n ph i c n c vào c ghi t ng gói tin đ có th xác đ nh đ c v trí v m t khơng gian th i gian c a m u d li u mà gói tin mang theo Vi c xác đ nh đ c v trí c a m u d li u gói tin giúp cho vi c khơi ph c l i n i dung c a video hay audio m t cách xác nh t V i vi c truy n dòng đ n l khơng có quan h v i v m th th i gian, n i dung c a audio hay video v a đ đu c s d ng đ trình di n Còn tr c khơi ph c có th ng h p có nhi u dòng khác có có quan h v i v m t th i gian th c c n ph i đ ng b dòng v m t th i gian Vi c đ ng b dòng ch c n thi t dòng có quan h v i v m t th i gian, ch ng h n nh vi c đ ng b hình v i ti ng truy n video, th i gian th hi n c a dòng ph i đ cơng vi c ph c t p, th c tính tốn cho phù h p v i Vi c đ ng b m t ng đ c th c hi n t đ ng b i giao th c truy n thơng th i gian th c nh RTP Khi đó, m c dù th t gói tin nh n đ nh th t đ c có th khơng gi ng c g i, th m chí có m t s gói tin b m t nh ng giao th c v n ph i đ m b o tính đ ng b cho dòng đ c th hi n n i nh n http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN B c - Gi i nén: B c s ti n hành gi i nén dòng video/audio v i chu n nén đ file c th hi n thi t b hay đ KIL OBO OKS CO M nén D li u sau gi i nén có th đ c s d ng c ghi http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH NG I: L A CH N CÁC GIAO TH C PHÙ H P V I Trong ch NG D NG TH I GIAN TH C KIL OBO OKS CO M CÁC ng tr c tìm hi u qua khái ni m truy n dòng ph n hi u m t s u c u c b n c a truy n dòng Chúng ta c ng đ c p đ n vi c s d ng giao th c RTP cho vi c truy n dòng d li u th i gian th c V y t i ta l i có s l a ch n đ y? Trong ph n s lý gi i sâu h n vi c ch n l a này, thơng qua vi c tìm hi u s b v giao th c l p truy n t i: TCP, UDP v i khái ni m truy n đa m multicast 1.3 GIAO TH C TCP: ( Transmision Control Protocol) TCP m t giao th c ki u có liên k t (Connection – Oriented), t c ph i có giai đo n thi t l p liên k t gi a m t c p th c th TCP tr Là m t giao th c c truy n d li u t ng giao v n TCP nh n thơng tin t l p chia thành nhi u đo n n u c n thi t M i gói d li u đ c chuy n t i giao th c l p m ng (th ng IP) đ truy n đ nh n B x TCP c a nh n thơng báo nh n t ng gói, n u nh n thành cơng, gói d li u khơng có thơng báo s đ c truy n l i TCP c a n i nh n l p ráp l i thơng tin chuy n t i t ng cao h n nh n đ tồn b Tr l c gói d li u đ c g i t i máy đích n i g i n i nh n ph i th ng đ thi t l p m t k t n i logic t m th i K t n i v đ c tr ng s c ng tr ng thái m su t phiên truy n 1.1.1 c m giao th c TCP: Trong b giao th c TCP/IP TCP giao th c đ m ng máy tính khác v ph thi t l p k t n i hai đ c phát tri n nh cách đ k t n i ng pháp truy n d n h u hành TCP ng gi a hai h th ng c n trao đ i thơng tin v i nhau, thơng tin trao đ i gi a hai h th ng đ c chia thành gói TCP có nh ng đ c m sau: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ฀ S b t tay: Hai h th ng c n k t n i v i c n ph i th c hi n m t lo t s b t tay đ trao đ i nh ng thơng tin v vi c chúng mu n k t n i Q trình b t tay đ m b o ng n tr n s tràn m t mát d li u truy n KIL OBO OKS CO M ฀ Xác nh n: Trong phiên truy n thơng tin, h th ng nh n d li u c n ph i g i xác nh n cho h th ng phát đ xác nh n r ng nh n đ c d li u ฀ Tr t t : Các gói tin có th đ n đích khơng theo th t s p x p c a dòng d li u liên t c b i gói tin t m t ngu n tin theo nh ng đ ng d n khác đ t i m t đích Vì v y th t c a gói tin ph i đ c đ m b o s p x p l i t i h th ng nh n ฀ Phát l i: Khi phát hi n gói tin b l i n i g i ch phát l i nh ng gói tin b l i nh m đ tránh lo i b tồn b dòng d li u Sending Receiving Application Application Presentation Presentation TCP End to End Commmunication Secssion Secssion Router Router TCP IP IP IP Dadalink Dadalink Dadalink Dadalink Physical Physical Physical Physical TCP IP Subnet Subnet Hình 1.1 :Ho t đ ng c a giao th c TCP vi c cung c p k t n i 1.1.2 C u trúc đ n v truy n t i TCP: n v d li u s d ng giao th c TCP đ Segment đ c mơ t nh hình sau: 10 c g i Segment Khn d ng c a http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Che d u d li u có ngh a ch nh ng ng đ c gói tin nh n đ c, đ i v i nh ng ng thơng tin h u ích i nh n mong đ i m i có th gi i mã i nh n khác gói tin khơng cung c p m t che d u d li u c a n i dung gói tin ta s d ng mã m t c đ đây, t t c octets s đ KIL OBO OKS CO M V i cách mã hố gói RTP RTCP đ đóng gói đ truy n m t gói đ n giao th c l p d i đ c c m t hố thành m t kh i d li u hồn ch nh i v i gói RTCP, m t s 32-bit ng u nhiên, s đ c g n thêm tr c đ i v i gói RTP, ta khơng g n thêm nh ng s kh i t o tr mã hố c ng s th t nhãn th i gian nh ng kho ng ng u nhiên Ngồi đ i v i gói RTCP, có th chia nh ng gói RTCP đ n l gói ghép RTCP thành gói RTCP ghép Sau m t gói s đ c mã hố m t gói s đ truy n tr c ti p Ví d thơng tin SDES có th đ c mã hố b n tin báo nh n đ c c truy n tr c ti p, đ thành viên th ba (nhà qu n tr ) có th theo dõi mà khơng c n khố mã ki m tra gói tin có đ khơng s đ c mã m t khơng đ ki m tra xem khố gi i mã có c th c hi n t i bên nh n thơng qua vi c ki m tra s h p l c a ph n tiêu đ ph n t i Thu t tốn đ c s d ng cho vi c mã hố m t đ Standard algorithm ) đ v nđ c dùng DES (Data Encryption c nêu RFC 1423 Do khn kh c a đ án, ta ch d ng 6.2.2 Nh n th c b o tồn d li u (Integrity and authenticity): D ch v nh n th c b o tồn d li u khơng đ th c hi n t ng giao th c d c th c hi n l p RTP s đ c i 6.3 I U KHI N T C NGH N: M i giao th c truy n t i đ c s d ng internet ph i cung c p kh n ng u n t c ngh n b ng m t vài cách Giao th c RTP c ng khơng m t ngo i l , nhiên d li u truy n t i b ng giao th c RTP th 77 ng có t c đ khó thay đ i (nó http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN th ng có t c đ c đ nh ho c đ c n đ nh tr c m t giá tr đó) Các ph ng ti n dùng đ u n t c ngh n c a RTP có th h i khác bi t so v i giao th c truy n t i khác nh TCP Theo m t cách đó, vi c khơng th thay đ i t c đ c a RTP làm KIL OBO OKS CO M gi m nguy c gây t c ngh n, b i lu ng RTP s khơng tr i h t kho ng b ng thơng cho phép nh giao th c TCP Vi c khơng thay đ i t c đ truy n c a lu ng RTP có ngh a khơng th gi m t i m ng x y t c ngh n Do RTP có th s d ng nhi u ng d ng khác nhau, nh ng ng c nh khác nhau, nên khơng th có m t c ch u n t c ngh n có th s d ng cho t t c Vì th , vi c u n t c ngh n s đ c đ nh ngh a t ng ng d ng RTP c th cho phù h p M t s lo i ng d ng có th cài đ t m t s câu l nh h n ch ng i s d ng đ tránh x y vi c t c ngh n M t s lo i ng d ng khác có th s d ng nh ng c ch thay đ i t c đ d li u d a nh ng thơng tin h i đáp t RTCP 6.4 RTP V I CÁC GIAO TH C L P M NG VÀ L P GIAO V N: Giao th c RTP nh vào giao th c l p d RTP lu ng u n RTCP i đ phân thành lu ng d li u i v i UDP nh ng giao th c t ng t , RTP nên s d ng nh ng c ng ch n lu ng RTCP nên s d ng c ng l li n sau Trong nh ng ng d ng mà c ng đich RTP RTCP đ c ch đ nh rõ ràng, tách bi t tham s (có th s d ng giao th c báo hi u ho c ph ng ti n khác), ng d ng s khơng c n quan tâm đ n u ki n c p c ng ch n/l Tuy nhiên vi c phân đ nh c ng RTP/RTCP theo d ng ch n/l v n ln đ c khuy n khích Ta ph i phân đ nh c ng khác cho RTP RTCP giao th c RTP d a s hi u c ng đ tách lu ng d li u RTP lu ng u n RTCP Trong nh ng phiên truy n unicast c hai thành viên đ u c n xác đ nh m t c p c ng đ nh n gói RTP RTCP C hai thành viên có th s d ng m t c p c ng Khi gói RTP đ ph i đ c g i theo c hai h ng, gói RTCP-SR c a m i thành viên c g i t i c ng mà thành viên dùng đ nh n RTCP Các gói RTCP-SR k t h p c thơng tin v d li u đ c g i l n b n tin báo nh n N u bên khơng tr ng thái truy n d li u s g i gói RTCP-RR Khi đ a ch multicast đ vi c ch n đ c s d ng, đ a ch c ng ph i đ c tách bi t rõ ràng, b i ng d a đ a ch multicast quan h nhóm thành viên đ 78 cđ c http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN qu n lý d a đ a ch riêng r Chú ý, vi c phân đ nh đ a ch multicast liên ti p khơng đ ph i đ c th c hi n, b i m t s nhóm có u c u nh ng ph m vi khác nhau, nên c phân cho nh ng kho ng đ a ch khác ng đ dài hay thơng tin mơ t khác, KIL OBO OKS CO M Các gói d li u RTP khơng ch a tr RTP ph i d a vào giao th c bên d i đ cung c p m t s thơng tin v đ dài dài l n nh t c a gói RTP ch b gi i h n b i giao th c l p d N u gói RTP đ c v n chuy n b i giao th c l p d c p s h tr lu ng, s đóng gói gói RTP ph i đ Vi c t o khung c ng c n thi t n u giao th c l p d m r ng t i c a RTP khơng đ i i mà giao th c cung c h tr c ch framing i có ch a ph n đ m làm cho ph n c xác đ nh rõ Do ph m vi c a đ tài, s khơng tìm hi u c ch framing Ta ph i ch đ nh ph ng th c framing đ c s d ng, c gói RTP đ c mang theo giao th c cung c p c ch framing đ có th mang nhi u gói RTP m t đ n v d li u c a giao th c l p d m t gói đ n i (ví d nh gói UDP) Vi c mang nhi u gói RTP l p giao v n ho c l p m ng giúp cho vi c gi m thi u kích th c t ng c ng ph n tiêu đ có th làm cho vi c đ ng b gi a lu ng đ n gi n h n CH NG VII: V i ph NG D NG LÝ THUY T VÀO TH C T ng châm, h c đơi v i hành, sau nh ng tìm hi u v giao th c RTP RTCP, em m t s b n th áp d ng m t mơ hình RTP vào th c t Chúng em ch n mơ hình truy n hình theo u c u (video on demand) Cơng vi c c a chúng em thi t k m t website qu n lý VoD Tuy có nh ng h n ch v hi u bi t, kinh nghi m c ng nh ki n v t ch t, k thu t nh ng chúng em c ng thu đ nh t đ nh 7.1 PHÂN TÍCH U C U Thơng l ng đ u c m t s k t qu T RA: ng truy n: Tu thu c vào b ng thơng cho phép c a m ng, ta có th quy t đ nh s d ng chu n nén thích h p V i m ng c c b , chu n nén có th đ 79 c s d ng bao g m MPEG, http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN H.263 JPEG Vi c s d ng chu n nén cho phép đ t đ c b ng thơng dòng video kho ng t 200 kbps t i Mbps tr : ng đ n ch t l ng video i u mong mu n đ t đ KIL OBO OKS CO M tr làm nh h nh ng b gi i h n b i kênh truy n tr ch p nh n đ c đ tr nh c đ i v i cu c h i tho i video n m kho ng t 150 ms t i 200 ms V i dòng video có đ tr l n h n 200 ms, tính th i gian th c s khơng đ m b o đ i v i tai ng i có th phát hi n đ tr làm cu c h i tho i tr nên khó kh n Jitter: Thơng th nh n đ ng n u giá tr c a jitter n m kho ng t 10 ms t i 30 ms coi nh ch p c vi c truy n hình Ki m sốt cân b ng l u l a Ki m sốt l u l ng: ng: V i m t b ng thơng cho tr c, h n ch v dung l b ng thơng m t cách h p lý đ đ - ng, ph i phân ph i ng d ng có th ch y hi u qu nh t, đ m b o c nhi u client có th xem đ ng th i B ng thơng cho dòng video: V i m t b ng thơng kho ng 740kbps dùng chu n nén MPEG có th cho ta ch t l - ng hình nh t ng đ i t t B ng thơng cho dòng audio: Thơng th ng, b ng thơng mà m t dòng audio c n kho ng t 56 đ n 128kbps V i m ng LAN, có u ki n b ng thơng r i (10Mbps) ta có th ch n t c b ng thơng dành cho dòng tho i 128M - B ng thơng dùng u n: ây b ng thơng giành cho nh ng thơng tin u n giao th c RTP n m gói RTP, RTCP Nó s đ c tính b ng t c đ c a ph n tiêu đ gói RTP+t c đ c a c gói RTCP ki m sốt l u l ng, ta có th s d ng c ch t nh ho c c ch đ ng ฀ C ch t nh: B ng thơng đ đ c c đ nh s n cho m i phiên truy n RTP, c trì su t phiên đ ฀ C ch đ ng: B ng thơng đ c gi i phóng k t thúc phiên c c p phát cho m i phiên truy n RTP đ thay đ i ph thu c vào kh n ng cung c p c a đ s phiên RTP tham gia tồn m ng 80 c ng truy n, hay ph thu c http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN b Cân b ng l u l C ch đ video ng: c s d ng đ làm gi m đ chênh l ch q l n gi a dòng th c hi n vi c ta ph i th c hi n theo trình t ng c a dòng video l n nh t xem có ch t l KIL OBO OKS CO M - Ki m tra l u l h n ch t l t ng t i thi u khơng? - N u ch t l gi m l u l ng có v ng v t qua ch t l ng t i thi u m t kho ng đ y ng dòng video xu ng - L p l i q trình cho đ n dòng đ t đ c t ng l u l ng cho phép c Các ph ng pháp u n l u l - Thay đ i đ phân gi i - Thay đ i t c đ khung hình - Thay đ i ch t l ng dòng video: ng hình nh (s m u c a nh) 7.2 TH C HI N: Mơ hình tri n khai : a Server: - S d ng h u hành Linux 9.0: H u hành mã ngu n m , tính đa nhi m cao, n đ nh, r ti n - C s d li u Posgresql 7.43: M t h c s d li u m ng r t m nh, có kh n ng h tr Java t t, t c đ cao, h tr ch c n ng giao tác, mi n phí, mã ngu n m - Chùm ngơn ng l p trình Java (jsp, servlet, javaScript, EJB, JMF, java): ây nh ng ngơn ng thu c h Java, ch y mơi tr th vi n s n có hi u qu cao - c bi t java ngơn ng h ng đ i t ng máy o, có r t nhi u hàm ng, kh chuy n, linh đ ng, Máy ch Tomcat: kh n ng qu n lý t t, h tr jsp servlet, d s d ng - Ph ng th c truy n: File video đ c nén theo chu n MPEG đ c l u máy ch Khi có u c u t máy khách, máy ch s đ c file, x lý, xu t thành lu ng t i máy khách 81 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 7.1: Mơ hình ho t đ ng - Ph ng th c báo hi u: Vi c truy n lu ng video đ b Client: c u n báo hi u b ng giao th c RTCP S d ng microsoft windows media phiên b n t 7.x, có kh n ng h tr lu ng (streaming suport) Khi ch i m t streaming media, ta có th quan sát đ thơng tin v ch t l 7.3 K T QU : c nh ng ng k t n i, t c đ bit hi n th i, t c đ hình nh… Sau m t th i gian th c hi n, chúng em hồn thành m t website qu n lý VoD h u hành Linux v i đ y đ ch c n ng c a nhà qu n tr VoD, đáp ng đ c u xem phim tr c n K t qu thu đ c nh sau: 82 c nhu http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 7.2: Màn hình trang ch 83 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 7.4: Các ch c n ng ph c v đ i v i Client Hình 7.3: Ch c n ng qu n lý c a VoD admin PH L C KI M TRA PH N TIÊU RTP : RTP Data Header Validity Checks 84 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN KIL OBO OKS CO M Bên nh n giao th c RTP ph i ki m tra tính h p l c a ph n tiêu đ RTP c a gói t i, tr ng h p chúng đ c mã m t m t gói tin b nh m đ a ch t m t ng d ng khác T ng t , n u mã hố m t theo ph ng th c đ c mơ t ph n 9, ph i th c hi n ki m tra ph n tiêu đ đ kh ng đ nh q trình gi i mã m t xác Vi c ki m tra tính h p l c a ph n tiêu đ RTP đ c th c hi n theo m t s qui t c sau: ฀ Giá tr tr ng RTP version ph i b ng ฀ Ki u t i (payload type) ph i đ c xác đ nh, ph i khác ki u SR RR ฀ N u bit P đ c thi t l p b ng 1, byte cu i c a gói ph i ch a s byte h p l (nh h n t ng kích th c gói tr kích th c ph n tiêu đ ) ฀ Bit X ph i b ng n u ki u ng d ng ch a đ c xác đinh, ph n tiêu đ m r ng đ c s d ng Ng c l i, tr ng kích th c m r ng (extension length field) ph i nh h n t ng kích th c gói tr kích th c ph n tiêu đ c đ nh ph n thêm (padding) ฀ Kích th c c a gói ph i nh t qn v i CC payload type (n u ph n t i có kích th c bi t) Trong nh ng qui đ nh trên, qui t c cu i ph c t p có th b qua N u ph n đ nh danh SSRC gói m t giá tr đ c nh n tr c đây, gói có th h p l n u s th t n m kho ng giá tr cho phép N u đ nh danh SSRC l n đ u tiên đ c nh n, gói tin mang đ nh danh s b coi khơng h p l cho đ n nh n đ c m t s gói tin có s th t liên ti p h ng gói đ c coi khơng h p l s b lo i b ho c có th đ c l u l i đ c đem s d ng b t đ u có gói tin h p l th i gian tr cho phép Ngồi ra, vi c ki m tra có th kh t khe h n v i u c u nhi u h n gói tin liên ti p KI M TRA PH N TIÊU RTCP: Vi c ki m tra ph n tiêu đ gói RTCP c ng đ c th c hi n t ng t v i qui t c sau: ฀ RTP version b ng ฀ Tr ng payload type c a gói RTCP đ u tiên gói ghép ph i b ng SR ho c RR ฀ Bit đ m (P) ph i b ng đ i v i gói đ u tiên gói ghep RTCP B i ph n đ m ch đ c thêm, n u c n thi t, vào cu i gói ฀ Nh ng tr ng kích th c c a t ng gói RTCP riêng c ng l i ph i b ng t ng kích th c c a gói RTCP ghép nh n đ c Vi c ki m tra nh m chu n hố N u tr ng h p m t gói RTCP có ki u ch a xác đ nh ph i đ c nh n b qua CÁC H NG S DÙNG CHO PAYLOAD TYPE: PT Name PCMU 1016 G721 Type Audio Audio Audio Clock rate (Hz) Audio channels References 8000 RFC 3551 8000 RFC 3551 8000 RFC 3551 85 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio Audio 8000 8000 8000 16000 8000 8000 8000 44100 44100 8000 8000 90000 8000 11025 22050 8000 RFC 3551 1 RFC 3551 RFC 3551 RFC 3551 RFC 3551 RFC 3551 RFC 3551 RFC 3551 1 RFC 3389 RFC 2250, RFC 3551 RFC 3551 1 Video Video 90000 90000 RFC 2029 RFC 2435 Video 90000 RFC 3551 Video Video Audio/Video Video 90000 90000 90000 90000 RFC 2032 RFC 2250 RFC 2250 KIL OBO OKS CO M GSM G723 DVI4 DVI4 LPC PCMA G722 L16 10 L16 11 QCELP 12 13 CN MPA 14 G728 15 DVI4 16 DVI4 17 18 G729 reserved 19 20 24 CellB 25 JPEG 26 27 nv 28 29 30 H261 31 MPV 32 MP2T 33 H263 34 35 71 72 Reserved 76 77 95 96 dynamic 127 dynamic GSM-HR dynamic GSM-EFR Audio Audio 8000 8000 86 1 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN variable variable variable 90000 90000 90000 90000 90000 KIL OBO OKS CO M dynamic L8 Audio Audio dynamic RED Audio dynamic VDVI Video dynamic BT656 dynamic H263-1998 Video dynamic MP1S Video Video dynamic MP2P dynamic BMPEG Video 87 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN TÀI LI U THAM KH O 1- Nguy n Qu c C ng (2001) – Internetworking v i TCP/IP 2- Andrew S.Tanenbaum (2002) - M ng m y t nh Bi n so n l Phong c d ch H Anh 3- RFC 3550 – RTP: A Transport Protocol for Real-time Applications 4- Kevin Jeffay, Department of Computer Science, University of North Carolina at Chapel Hill (1999) – The Multimedia Transport Protocol RTP 5- Kevin Jeffay (1999), Department of Computer Science, University of North Carolina at Chapel Hill – The Multimedia Control Protocol RTCP 6- Nguy n Th c H i (1999) - M ng m y t nh c c h th ng m 7- Cisco press - Internetworking Technologles Handbook 8- Henning Schulzrinne (2003), Dept of Computer Science, Columbia University – Multicast 9- David Meyer, Cisco System – Introduction to IP Multicast 88 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN K T LU N Hi n t i Vi t Nam, ng d ng RTP ch a phát tri n, nh ng m t KIL OBO OKS CO M th i gian ng n n a ch c ch n s m t l nh v c nghiên c u sơi đ ng N u có m t nghiên c u hồn ch nh, đ y đ v RTP m t u r t có ý ngh a th c t Tuy nhiên th i gian có h n, nh ng em làm đ c b n v RTP Ch c m i ch nghiên c u ph n ki n th c ng trình qu n lý website VoD s th c hành giúp chúng em hi u rõ h n n m ch c h n nh ng khái ni m nh ng thu t tốn giao th c RTP Tuy ng d ng ho t đ ng nhi u h n ch , nh ng d u c ng kh ng đ nh r ng s đ u t tìm hi u c a chúng em có hi u qu Em hy v ng r ng, sau em s có u ki n đ ti p t c tìm hi u sâu h n n a v giao th c RTP, có th hồn thi n ch ng trình c a t t h n, đáp ng đ c nh c u c a m t d ch v VoD hồn h o M t l n n a, em xin chân thành c m n th y t n tình h ng d n, khích l t o m i u ki n thu n l i giúp đ em q trình hồn thành đ án này! Em xin chân thành c m n th y t n tình dìu d t em nh ng n m h c v a qua! 89 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN L i nói đ u CH KIL OBO OKS CO M MUC L C NG 0:TRUY N DỊNG D LI U TH I GIAN TH C 0.1 Khái ni m truy n dòng 0.2 Q trình truy n dòng CH NG I: L A CH N CÁC GIAO TH C PHÙ H P V I CÁC GIAN TH C NG D NG TH I 1.1 Giao th c TCP: ( Transmision Control Protocol) 1.2 Giao th c UDP: (User Datagram Protocol) 1.3 nh n multicast 1.4 Giao th c có th đáp ng đ c u c u th i gian th c? CH NG II: T NG QUAN GIAO TH C TH I GIAN TH C RTP (REAL TIME PROTOCOL) 3.1 Nh ng khái ni m ban đ u 3.2 ng d ng c a RTP h i th o đa ph ng ti n CH NG III: GIAO TH C TRUY N T I TH I GIAN TH C (REAL TIME TRANSPORT PROTOCOL) 3.1 M t s khái ni m liên quan đ n RTP 3.2 C u trúc ph n tiêu đ gói RTP 3.3 Ghép phiên truy n RTP 3.4 S thay đ i ph n tiêu đ m t s tr ng h p CH NG IV: GIAO TH C I U KHI N RTP (RTCP: RTP CONTROL PROTOCOL) 4.1 Ch c n ng ho t đ ng c a RTCP 4.2 Các lo i gói tin RTCP 4.3 Kho ng th i gian truy n gói RTCP 4.4 C p nh t s thành viên tham gia phiên truy n 4.5 Qui đ nh đ i v i vi c g i nh n gói RTCP 4.6 Các b n tin thơng báo c a ng i g i ng i nh n 4.7 Gói tin mơ t thơng tin c a ngu n 4.8 Gói BYE CH 4.9 Gói APP NG V: CÁC B RTP TRANSLATORS VÀ RTP MIXERS 90 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 5.1 Khái ni m chung 5.2 Ho t đ ng c a b Translators 5.3 Ho t đ ng c a Mixers KIL OBO OKS CO M 5.4 Các “mixer” m c phân t ng PH N VI: M T S THU T TỐN C N CHÚ Ý 6.1 Phân ph i đ nh danh SSRC 6.2 V n đ b o m t RTP 6.3 i u n t c ngh n 6.4 RTP v i giao th c l p m ng l p giao v n CH NG VII: NG D NG LÝ THUY T VÀO TH C T 7.1 Phân tích u c u đ t 7.2 th c hi n 7.3 K t qu Ph l c K t lu n Tài li u tham kh o 91 [...]... b th t l c ho c b l i s chi m khá nhi u th i gian Nó s làm t ng l ng t i trên đ ng truy n đ ng th i kéo dài th i gian tr c a các gói tin - C n k t h p v i m t thơng s v th i gian (nhãn th i gian) kèm theo gói d li u: V i các tín hi u th i gian th c, đ c bi t là tín hi u video, vi c khơi ph c đ ng b t i phía thu là r t quan tr ng, do đó đòi h i nhãn th i gian kèm theo đ ph c v cho vi c tái t o l i d... b o đáp ng đ ph i đ c s d ng đ truy n các d li u th i gian th c Tuy nhiên c các u c u c a các ng d ng th i gian th c, giao th c UDP c k t h p v i m t giao th c l p trên, đó là giao th c RTP CH NG II: T NG QUAN GIAO TH C TH I GIAN TH C RTP (REAL TIME PROTOCOL) Qua nh ng nh n xét thơng đa ph ch ng II, chúng ta đã th y đ c, vi c truy n ng ti n, th i gian th c đòi h i s có m t c a m t giao th c m i, d a... RTP là nh m đ m b o cho các ng d ng multimedia conference Tuy nhiên các ng d ng truy n dòng, các ch ph ng phân tán, các ng d ng trong đi u khi n, đo l s ng c ng nhanh chóng tìm th y ng c a RTP Khi đ c p đ n giao th c RTP là chúng ta đ c p đ n hai v n đ : 20 ng trình mơ http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN - Giao th c truy n t i th i gian th c (real- time transport protocol): V i ch c n ng... mà nó s d ng Translator: ây là m t h th ng trung gian có nhi m v chuy n ti p các gói RTP mà khơng làm thay đ i giá tr c a SSRC Hình 3.5: Ttranslator Non-RTP means: Dùng đ ch các giao th c hay các c ch đ c s d ng k t h p v i RTP đ t o ra nh ng d ch v c th , kh d ng TimeStamp: c s d ng theo qui đ nh giao th c th i gian m ng (Network Time Protocol), th i gian tính b ng s giây k t 0h UTC ngày 1-1-1900 Giá... theo c ch ng u nhiên, nh m KIL OBO OKS CO M Vi c kh i t o các giá tr này nên đ c k t h p v i khố mã Chúng ta s đ c p rõ h n 8 Timestamp: 32 bits Nhãn th i gian đ RTP Th i gian đ c tính theo th i đi m l y m u c a byte đ u tiên trong gói c s d ng theo chu n th i gian NTP Nhãn th i gian ph i đ c l y t đ ng h nh p chu n, có đ chính xác cao, nh m đ m b o cho vi c ki m tra đ ng b và xác đ nh đ Jitter gi a các... VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH NG III: GIAO TH C TRUY N T I TH I GIAN TH C (RTP: REAL TIME TRANSPORT PROTOCOL) Qua các ch ng tr c chúng ta đã n m đ c khái ni m c b n th nào là KIL OBO OKS CO M giao th c RTP, s c n thi t c a nó trong nh ng ng d ng th i gian th c Chúng ta đã bi t nói v giao th c RTP là đ c p đ n 2 khái ni m giao th c truy n t i th i gian th c RTP và giao th c đi u khi n RTCP Trong ph n này... truy n các d li u th i gian th c nh video, audio Nó có th đ t c s d ng trong media-on-demand c ng nh trong các d ch v ng tác khác nh đi n tho i internet…giao th c RTP bao g m hai ph n, d li u và đi u khi n (RTCP) Hình 2.1: Mơ hình t ng qt v giao th c RTP Giao th c RTP (Real- time transport protocol), cung c p các hàm ph c v vi c truy n t i d li u “end to end” cho các ng d ng th i gian th c, qua các m... i gian theo NTP, đ n n m 2036 nó s quay tr l i giá tr zero Tuy nhiên v i các ng d ng th i gian th c, chúng ta ch c n xét kho ng th i gian chênh l ch do đó v i chu k nh v y là hồn tồn tho mãn GĨI RTP: KIL OBO OKS CO M 3.2 C U TRÚC PH N TIÊU C u trúc khung ph n tiêu đ gói RTP nh hình v : 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Ver P X CC M PT Timestamp... TH C NÀO CĨ TH TH C? ÁP NG Trong nh ng ng d ng truy n thơng đa ph C U C U TH I GIAN ng ti n, u c u đ m b o kh t khe v th i gian th c (khơng cho phép có th i gian tr l n, jitter) Vi c các gói tin đ n khơng liên t c, đ u đ n làm cho ch t l ng hình nh, ho c âm thanh thu đ R t có th gây ra v p hình, méo ti ng đáp ng đ th c th i gian th c c n có các y u t : 16 c th p c nh ng u c u này, m t giao http://kilobooks.com... i gian ph thu c vào _ing tr ng h p c th , th ng do lo i đ nh d ng t i quy t đ nh V i ng d ng tho i, ta l y m u v i t n s 8 KHz Các gói tin s đ c truy n đi theo _ing kh i sau m i kho ng th i gian 20ms, t ng ng v i 160 m u, Do v y m i nhãn th i gian liên ti p s có giá tr cách nhau 160 đ n v , khơng c n quan tâm gói d li u tr T c có đ c nh n hay khơng ng t nh s th t , giá tr kh i t o c a nhãn th i gian ...http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH NG 0: TRUY N DỊNG D LI U TH I GIAN TH C (REAL TIME... truy n dòng th i gian th c, l y m t ví d nh sau Gi thi t có hai máy đ c k t n i v i nhau, http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN m t máy đóng vai trò máy truy n m t máy đóng vai trò máy... ng m ng B t c m t n i dung video i d ng truy n dòng đ u ph i tr i qua b c - Mã hố: c sau: http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Vi c mã hố video, mà c th nén video m t cơng đo n khơng