Tìm hiều môi trường lập trình SDK Windows và ứng dụng trên mạng

Giới thiệu chung về các giao thức truyền thông trên mạng Internet và vào khảo sát cụ thể các giao thức này.

Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, mạng máy tính ngày trở nên phổ biến Việc liên kết máy tính môi trường mạng liên kết mạng lại với đem lại cho nhiều lợi ích công việc việc học tập nghiên cứu, giải trí Chúng ta sử dụng tài nguyên sẵn có chia xẻ file server, printer, máy fax, mơi trường mạng cịn mơi trường thơng tin nhanh chóng tiện lợi nhờ vào chế truyền thông mạng : e-mail, www Bên cạnh đó, tốc độ phát triển máy tính PC nhanh chóng Các kỹ thuật đại giúp tạo máy PC với tốc độ tính tốn nhanh hơn, nhớ lớn khả xử lý ngày đa dạng giá thành ngày rẻ Một khả ưu việt máy PC hỗ trợ multimedia Các máy PC ngày giao tiếp với người không text mà kết hợp tất phương tiện khác tiếng nói, hình ảnh Việc đưa kỹ thuật multimedia vào ứng dụng truyền thông mạng giúp tạo nhiều ứng dụng phong phú Chẳng hạn hộp thư điện tử ngày khơng văn mà cịn bao gồm tiếng nói, hình ảnh Các trang web trở nên sinh động hẳn kèm theo kỹ thuật multimedia Bên cạnh đó, thiết kế ứng dụng tiện ích Video conference, voice mail Thơng qua chương trình này, người sử dụng trao đổi thơng tin với tiếng nói Chương trình thực nhiều lĩnh vực thơng tin điện thoại, viễn thơng, máy tính Tuy nhiên chưa áp dụng phát triển rọng rãi lĩnh vực thông tin khác hạn chế thiết bị Ngày nay, công nghệ thông tin phát triển việc thực chương trình hồn tồn Ứng dụng nhiều lĩnh vực khác :  •Việc dạy học từ xa  •Việc chẩn đốn, chữa bệnh từ xa  •Hội thảo, thảo luận theo nhóm  •Cơng cụ trao đổi thơng tin hình ảnh âm Mục tiêu đồ án tốt nghiệp tìm hiểu mơ hình cơng nghệ truyền âm mạng máy tính, sở xây dựng ứng dụng truyền thơng âm thoại mạng cục Đồ án xây dựng thử nghiệm hệ thống cho phép trao đổi thơng tin tiếng nói thoại, tương tác điểm – điểm mạng LAN Đồ án trình bày gồm chương với bố cục sau : Chương I : Tìm hiểu mơ hình điện thoại qua mạng, Từ đưa mơ hình thực thi đồ án Chương II: Giới thiệu chung giao thức truyền thông mạng Internet vào khảo sát cụ thể giao thức Chương III : Giới thiệu chuẩn mã hoá nén âm Chương IV : Tìm hiều mơi trường lập trình SDK Windows ứng dụng mạng Chương V : Thiết kế chương trình truyền tiếng nói qua mạng LAN thơng qua trợ giúp công cụ SDK Đánh giá kết thử nghiệm Phần kết luận : Nêu kết đề tài hướng nghiên cứu hướng phát triển Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Việc nghiên cứu lý thuyết cách hệ thống xây dựng chương trình phần mềm địi hỏi phải đầu tư nhiều thời gian Với thời gian có hạn luận văn em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong dẫn thêm thầy cô bạn Nhân đây, em xin chân thành cám ơn đến PGS - TS Nguyễn Thị Hoàng Lan, người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cám ơn thầy cô khoa Công nghệ thông tin Trường ĐH Bách Khoa HN, Trường ĐH Thủy Sản toàn thể bạn giúp đỡ em hoàn thành luận văn CHƯƠNG I TÌM HIỂU MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI QUA MẠNG I.1 CÁC MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI I.1.1 MÁY TÍNH ĐẾN MÁY TÍNH Trong mơ hình hai th bao sử dụng máy tính nối vào mạng IP thiết bị đầu cuối Tiếng nói mã hố sau nén q trình nhận liệu hồn tốn giống với quy trình ngược lại giải nén, giải mã phần mềm Trong mơ hình địi hỏi hai th bao cần phải có soundcard, microphone, loa phần mềm giống nhau.[1] Máy tính Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thơng IP âm mạng cục Máy tính Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình I.1 : Mơ hình PC - PC Máy tính Gateway I.1.2 MÁY TÍNH ĐẾN ĐIỆN THOẠI HOẶC ĐIỆN THOẠI ĐẾN MÁY TÍNH Trong mơ hình này, th bao sử dụng máy tính nối mạng với mạng thuê bao sử dụng điện thoại mạng PSTN/ISDN/GSM/TDM Sử dụng gateway để chuyển tiếng nói mạng IP thành tiếng nói mạng PSTN trao đổi thông tin hai mạng Như vậy, máy tính phải đầy đủ thiết bị Soundcard, loa, microphone phần mềm thơng qua server mạng IP để kết nối với mạng PSTN thông qua Geteway I PSTN P Hình I.2 : Mơ hình Máy tính – Điện thoại Điện thoại I PST PST Hình I.3 : Mơ hình Điện thoại – Điện thoại P N N Điện thoại Gateway Gateway Điện thoại I.1.3 ĐIỆN THOẠI ĐẾN ĐIỆN THOẠI Trong mơ hình này, hai th bao sử dụng điện thoại bình thường mạng IP sử dụng trường hợp gọi đường dài Gateway sử dụng hai đầu để chuyển đổi liệu mạng với nhau.[1] I.2 YÊU CẦU ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG LAN Trong phần phân tích yêu cầu xây dựng ứng dụng truyền âm mạng LAN : Từ ba mô hình em nhận thấy mơ hình địi hỏi q trình nghiên cứu thiết bị phức tạp, địi hỏi phải đầu tư cơng nghệ thực Nên đồ án thức theo mơ hình PC – PC, đơn giản khơng cần đầu tư thiết bị mới, tận dụng thiết bị có sẵn điều quan trọng thử nghiệm hoàn chỉnh phạm vi đồ án Vấn đề đặt với hệ thống mạng LAN, WAN với tài nguyên sẵn có xây dựng chương trình truyền tiếng nói với thời gian thực cho phép từ máy sang máy khác (point to point) với số yêu cầu thích hợp giống việc xử lý truyền tiếng nói thơng tin liên lạc (điện thoại hữu tuyến) Chương trình sử dụng giao thức TCP/IP giao thức phổ biến tin cậy để kết Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang nối truyền tiếng nói Do sử dụng giao thức TCP giao thức có liên kết nên dẫn đến độ trễ lớn với ứng dụng mạng LAN chấp nhận Ngay tiếng nói thu qua số xử lý mã hố tiếng nói nén máy, tiếng nói truyền tới máy cần kết nối qua xử lý ngược so với lúc thu giải nén giải mã để phát loa Chương trình cho phép kết nối hai máy tạo mơ hình điện thoại máy tính điện thoại hữu tuyến thông thường Bất kỳ máy mạng chế độ chờ hay chế độ chạy (background) gọi máy P-SERVER; máy chế độ gọi (active) gọi PCLIENT Như máy mạng P-SERVER P-CLIENT Trên mơi trường mạng, muốn nói chuyện người máy đó, tiến hành việc gọi liên kết Việc gọi liên kết tiến hành việc xác định địa IP máy mà cần liên kết Sau chờ việc xác lập liên kết Ở máy gọi có thơng báo cho người sử dụng biết có người khác muốn nói chuyện Tùy theo người định có chấp nhận hay khơng Nếu chấp nhận liên kết xác lập hai bên tiến hành trao đổi thơng tin với Trong q trình trao đổi thơng tin, máy truyền tiếng nói người sử dụng đồng thời nhận liệu âm máy liên kết Khi nói chuyện xong, liên kết bị hủy bỏ chương trình kết thúc Nếu máy gọi khơng có người trả lời sau thời gian chờ vượt giới hạn liên kết bị huỷ bỏ Vì liệu truyền nhận chương trình liệu dạng liên tục âm có yêu cầu đặt sau: Bảo đảm tính mạch lạc liệu Tiếng nói q trình thơng tin phải rõ ràng, liền lạc, không bị ngắt quãng Các yêu cầu đặt nhiệm vụ mà phải giải việc xây dựng chương trình Đối với liệu âm thanh, phải xem xét thông số trình lấy mẫu đầu vào Các thông số đặc trưng : tần số lấy mẫu, số bit biểu diễn cho điểm lấy mẫu, kênh lấy mẫu sử dụng kênh (mono) hay hai kênh (stereo) Do phải tổ chức kích thước buffer âm cho phù hợp với việc truyền nhận đạt tốc độ cao Một vấn đề khác đặt với liệu âm việc nhận phát đầu ra, phải quan tâm đến việc xử lý loại bỏ tín hiệu nhiễu giúp cho âm rõ ràng, trung thực Do việc truyền nhận liệu môi trường mạng nên phải quan tâm đến tốc độ, lưu lượng trao đổi liệu, thời gian truyền nhận để đưa cách giải cho phù hợp Ngồi vấn đề trên, số u cầu khác đặt cho ứng dụng : chế tạo lập liên kết, việc chọn lựa dạng format liệu, định thông số thời gian Tất nhiệm vụ thực thi phải thực thông qua giao diện dễ dàng cho người sử dụng.[3] Trường hợp mở rộng hệ thống cho mạng Internet cần kết nối server mạng với tổng đài mạng PABX, yêu cầu đòi hỏi phức tạp cần có trang thiết bị để thử nghiệm Bởi đồ án em nghiên cứu cách thức truyền tiếng nói mạng nội Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang CHƯƠNG II KHẢO SÁT CÁC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG II.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN GIAO THỨC TCP/IP Trong hệ thống mạng Internet, máy có tên địa IP (Internet Protocol) Tên hay địa IP xác định máy hệ thống mạng Internet Giữa tên máy địa IP chuyển đổi thông qua hàm Địa IP biểu diễn số 32 bits Mỗi giao diện mạng nút có hỗ trợ ngăn xếp IP gán địa IP Địa IP gồm phần : số mạng(netid) số máy chủ (hostid) Những bits quan trọng dùng để xác định số lượng bits dùng cho netid hostid Có lớp địa xác định A,B,C,D E Trong đó, lớp A,B,C chứa địa gián Lớp D dành riêng cho kỹ thuật Multicasting sử dụng giao thức đặc biệt để truyền thông điệp đến nhóm nút chọn lọc Lớp E dành riêng cho ứng dụng tương lai.[5] Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình II.1 Các lớp đại IP Hình II.2 TCI/IP mơ hình OSI Netid nhận dạng cho mạng riêng biệt Các kiểu lớp địa IP cho thấy số lượng mạng số lượng nút lớp khác Bảng cho thấy số lượng mạng số lượng nút lớp địa : Lớp địa A B C Số lượng mạng 127 16.383 2.097.151 Số lượng nút 16.777.241 65.534 254 Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Mạng lớp A dùng cho mạng diện rộng Trường netid có bits nên có 127 mạng Mạng lớp B mạng có kích thước trung bình thích hợp cho tổ chức có quy mơ lớp vừa Mạng lớp C dùng quan nhỏ, mạng có khơng 254 nút Con số 32 bits biểu thị chữ số thập phân tương ứng giá trị byte tạo thành địa IP Những số thập phân cách dấu chấm (.) Một ví dụ tên máy địa IP máy : Hostname : viethung IP Address : 192.168.0.55 II.1.1 KHÁI NIỆM SOCKET Socket đơn vị cấu trúc truyền thơng chiều Chúng đọc hay ghi lên Tuy nhiên socket thành phần mối máy mạng máy tính thao tác đọc ghi thao tác trao đổi liệu ứng dụng nhiều máy khác Socket điểm kết nối cuối cho phép ứng dụng gắn vào mạng Khái niệm socket cung cấp thư viện chứa tất hàm yêu cầu cho chương trình mạng Khi ứng dụng yêu cầu dịch vụ mạng, gọi trình tự tập hợp thư viện để quản lý hoạt động mạng Hai loại socket có sẵn stream datagram.[5] Những socket stream dùng cho TCP (Transmission Control Protocol), socket datagram dùng UDP (User Datagram Protocol) Máy B Máy A Port Mối nối Port TCI/IP Interface Hình II.3 Các socket port mối nối TCP/IP Số hiệu cổng 11 13 15 17 20 21 23 25 37 Mô tả Reserved Management Entry Remote Job Entry Echo Discard Systat Daytime Netstat Quoted(quote of the day) FTP data FTP control Telnet SMTP Time Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 42 49 53 80 102 103 104 111 139 160-223 Host name server Login host protocol Domain name server World wide web HTTP ISO-TSAP x.4000 X.4000 sending server Sun RPC NetBIOS session source Reserved Ghi : Trị số cổng ứng dụng : - Các ứng dụng chuẩn : – 999 - Các ứng dụng không chuẩn : 1000 – 64000 II.1.2 GIAO THỨC IP Internet protocol (IP) dạng giao thức truyền tin thiết kế cho mạng chuyển mạng gói Vai trị IP tương đương với vai trò tầng mạng mơ hình OSI Giao thức IP đảm nhiệm việc chuyển gói mạch liệu (datagram) từ địa nguồn đến địa đích Địa IP có địa cố định (4 byte) dùng để xác định trạm làm việc tham gia vào việc truyền, nhận liệu Trong trường hợp mạng truyền tin truyền gói liệu có kích thức nhỏ, giao thức IP đảm nhiệm chức chia nhỏ gói liệu có kích thước lớn trước truyền gộp chúng lại chúng sau nhận được.[5] Giao thức IP thiết kế với chức chuyển gói bit, gọi internet datagram từ địa nguồn đến địa đích Đây giao thức theo kiểu không liên kết, nghĩa khơng có giai đoạn thiết lập liên kết trước truyền liệu, khơng có chế bảo đảm thơng tin tới đích an tồn, khơng có chế điều khiển luồng liệu Trên thực tế việc thơng báo lỗi đường truyền thực nhờ giao thức khác có tên ICMP( Internet Control Message Protocol) Địa IP nói trên, chuỗi bit có độ dài byte, phân chia làm lớp bit dùng làm định danh lớp địa II.2 GIAO THỨC TCP Giao thức TCP giao thức dùng cho tầng tầng IP Đối với mô hình OSI, ta thấy tầng TCP có vai trò tương ứng với tầng giao vận tầng phiên Khác với IP, TCP giao thức có liên kết (connection oriented), nghĩa thiết phải có giai đoạn thiết lập liên kết giữ cặp thực thể TCP trước chúng có trao đổi liệu với Giao thức TCP cung cấp khả truyền liệu cách an toàn thực thể mạng Nó cung cấp chức nhằm kiểm tra tính xác liệu gửi đến gửi lại liệu có lỗi xảy ra.[5] Đơn vị liệu TCP gọi segment Trong segment có cặp tham số số hiệu cổng trạm nguồn số hiệu cổng trạm đích Mỗi tiến trình ứng dụng trạm truy cập dịch vụ TCP thông qua cổng Một cổng kết hợp với địa IP tạo thành socket mạng Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang Dịch vụ TCP cung cấp nhờ liên kết logic cặp socket, socket tham gia liên kết với nhiều socket xa khác Trước truyền liệu chúng thiết lập liên kết khơng có nhu cầu truyền liệu liên kết giải phịng Mỗi ứng dụng TCP gồm hai phần client server Lưu đồ sau minh họa bước cần thiết để ứng dụng client server giao tiếp với : Hình II.4 Tạo kết nối client server theo giao thức TCP II.2.1 CÁCH THỨC CÀI ĐẶT ỨNG DỤNG TCP SERVER Ứng dụng TCP server làm việc theo qui trình sau: Gọi hàm socket để tạo socket Gọi hàm bind để kết buộc socket với port, giao thức ứng dụng chuẩn có số định nghĩa sẵn winsock cho port giao thức Gọi hàm listen để chờ đến có client nối vào port Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 10 Khi có client nối vào hàm listen trả điều khiển về, ứng dụng server gọi hàm accept để xác nhận mối nối client Gọi hàm gửi hay nhận liệu để trao đổi thông tin với client, ví dụ send, recv Sau hồn tất trình trao đổi liệu, ứng dụng server gọi hàm closesocket để đóng socket tạo Đề tài : Xây dựng ứng dụng truyền thông âm mạng cục ... ÂM THANH IV.1 MƠI TRƯỜNG LẬP TRÌNH SDK ĐỐI VỚI TRUYỀN ÂM THANH Môi trường Windows SDK mơi trường lập trình đa phương tiện Windows, cung cấp hàm cấp thấp thích hợp cho ứng dụng mạng Một cách thức... thống mạng TCP/IP Chúng ta cần cài đặt ứng dụng client server Ứng dụng client có nhiệm vụ gửi thơng báo đến tất instance ứng dụng server chạy hệ thống mạng [5] II.3.1 CÁCH CÀI ĐẶT ỨNG DỤNG SERVER... th bao sử dụng điện thoại bình thường mạng IP sử dụng trường hợp gọi đường dài Gateway sử dụng hai đầu để chuyển đổi liệu mạng với nhau.[1] I.2 YÊU CẦU ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG LAN Trong