Ứng dụng ipv6 multicast trong truyền thông đa phương tiện (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Vũ Thị Hồng Yến ỨNG DỤNG IPv6 MULTICAST TRONG TRUYỀN THƠNG ĐA PHƯƠNG TIỆN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ MINH HIẾU………………………………… Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 MỞ ĐẦU Bước sang năm đầu kỷ XXI, ứng dụng Internet phát triển nhằm cung cấp dịch vụ cho người dùng notebook, cellualar modem chí thâm nhập vào nhiều ứng dụng dân dụng khác TV, máy pha cà phê… Để đưa khái niệm dựa sở TCP/IP thành thực, TCP/IP phải mở rộng Nhưng thực tế mà không giới chuyên môn, mà ISP nhận thức tài nguyên mạng ngày hạn hẹp Việc phát triển thiết bị, sở hạ tầng, nhân lực… khó khăn lớn Vấn đề địa IP, không gian địa IP ngày cạn kiệt, sau địa IP (IPv4) đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng Bước tiến quan trọng mang tính chiến lược kế hoạch mở rộng việc nghiên cứu cho đời hệ sau giao thức IP, IP version Hiện nhu cầu phân phối dịch vụ nghe nhìn đa phương tiện đa phương tiện trở thành nhu cầu phổ biến thiết yếu xã hội Thì việc sử dụng phương thức truyền dải địa multicast lựa chọn hướng đến IPv6 không loại trừ dải địa Vì luận văn nghiên cứu đánh giá khả sử dụng địa IPv6 multicast việc truyền dịch vụ đa phương tiện Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu truyền thống, tham khảo tài liệu nghiên cứu, chuẩn tổ chức viễn thông quốc tế ITU, IEEE… Nghiên cứu thực nghiệm đơn vị, mơ hình hóa mơ máy tính Để hồn thành luận văn khơng thể không nhắc đến công lao hướng dẫn TS Lê Minh Hiếu Em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến giúp đỡ nhiệt tình thầy thời gian vừa qua Luận văn nhiều hạn chế kính mong nhận đóng góp từ hội đồng bảo vệ để ngày hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Học viên Vũ Thị Hoàng Yến This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPv6 Thực tế không gian địa IP ngày cạn kiệt, sau địa IP (IPv4) đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng lưới truyền thông Bước tiến quan trọng mang tính chiến lược kế hoạch mở rộng việc nghiên cứu cho đời hệ sau giao thức IP, IP version Chương luận văn trình bày vấn đề tổng quan IPv6 1.1 Cấu trúc địa IPv6 1.1.1 Khái niệm cách biểu diễn địa IPv6 Địa IPv6 có chiều dài gấp lần chiều dài địa IPv4, gồm 128 bít Địa IPv6 biểu diễn dạng dãy chữ số hexa Để biểu diễn 128 bít nhị phân IPv6 thành dãy chữ số hexa decimal, người ta chia 128 bít thành nhóm bít, chuyển đổi nhóm bít thành số hexa tương ứng nhóm số hexa thành nhóm phân cách dấu “:” Kết quả, địa IPv6 biểu diễn thành dãy số gồm nhóm số hexa cách dấu “:”, nhóm gồm chữ số hexa 1.1.2 Cấu trúc địa IPv6 Cấu trúc chung địa IPv6 thường thấy sau: Hình 1.1 Cấu trúc địa IPv6 Trong 128 bít địa IPv6, có số bít thực chức xác định 1.1.3 Các loại địa IPv6 Địa IPv6 khơng cịn khái niệm broadcast Theo cách thức gói tin gửi đến đích, IPv6 gồm loại địa sau: - Unicast: Địa unicast xác định giao diện Trong mơ hình định tuyến, gói tin có địa đích địa unicast gửi đến địa Địa unicast sử dụng giao tiếp – - Multicast: Địa multicast định danh nhóm nhiều giao diện Gói tin có địa đích địa multicast gửi tới tất giao diện nhóm gắn địa Địa multicast sử dụng giao tiếp – nhiều This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Trong địa IPv6 không tồn khái niệm địa broadcast Mọi chức địa broadcast IPv4 đảm nhiệm thay địa IPv6 multicast Ví dụ chức broadcast mạng địa IPv4 đảm nhiệm loại địa multicast IPv6 có tên gọi địa multicast (FF02::1) - Anycast: Anycast khái niệm địa IPv6 Địa anycast xác định tập nhiều giao diện Tuy nhiên, mơ hình định tuyến, gói tin có đích đến địa anycast gửi tới giao diện tập hợp Giao diện giao diện “gần nhất” theo khái niệm thủ tục định tuyến - Link-local: Là địa thiết bị tự động tạo khởi động, dùng để giao tiếp phạm vi đường kết nối, quy trình thủ tục IPv6 1.2 Cơ chế hoạt động IPv6 Thủ tục IP phiên thực thay đổi lớn, không thân Internet Protocol, mà toàn thể thủ tục TCP/IP, thực tiêu chuẩn hoá tổ hợp nhiều chức năng, quy trình riêng biệt giao tiếp thiết bị nội Đối với hoạt động địa IPv6, giao tiếp node đường kết nối vô quan trọng Do vậy, IPv6 phát triển thủ tục đảm nhiệm giao tiếp node thuộc đường link (được khái niệm hoá node lân cận – neighbor), tên IPv6 Neighbor Discovery – ND Địa IPv6 thực đồng hố thơng điệp sử dụng q trình giao tiếp nội Tồn quy trình giao tiếp sử dụng thơng điệp ICMPv6 ICMPv6, ND (Neighbor Discovery), MLD (Multicast Listener Discovery) thủ tục thiết yếu cho hoạt động IPv6 MLD ND hoạt động thông điệp ICMPv6 1.2.1 ICMPv6 Như biết, Internet Control Message Protocol (ICMP), thủ tục bắt buộc tổ hợp với giao thức IP Các thông điệp ICMP, truyền tải gói tin, sử dụng cho mục đích thơng báo liên quan đến hoạt động vận hành không trôi chảy mạng ICMP sử dụng rộng rãi IPv4 với mục đích báo lỗi điều khiển truyền tải IP Khi có lỗi xảy q trình truyền tải gói tin IP, router xử lý node nhận gói tin thông báo vấn đề cho node gửi để node gửi truyền lại gói tin tiếp tục thực chu trình xử lý lỗi khác ICMP bao gồm thông điệp phản hồi (echo message) phục vụ cho chương trình chẩn đốn mạng ping, traceroute, thông điệp báo lỗi This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Một số chức ICMP sau: - Thông báo lỗi mạng - Thông báo tắc nghẽn mạng - Hỗ trợ xử lý cố - Thông báo thời gian timeout 1.2.2 MLD (Multicast Listioner Discovery) Multicast hoạt động đặc trưng hệ địa IPv6 Việc quản lý quan hệ multicast, hỗ trợ cho định tuyến multicast vô cần thiết quan trọng Trong IPv6, việc quản lý quan hệ multicast thực thi thủ tục, hoạt động thông điệp ICMPv6, Multicast Listener Discovery-MLD Thủ tục thay cho Internet Group Management Protocol phiên (IGMPv2) IPv4 MLD có điểm khác biệt với IGMPv2 sử dụng thơng điệp ICMPv6 (IP Protocol 58), khơng định nghĩa tập hợp thông điệp riêng Multicast Listener Discovery sử dụng nhóm ba thơng điệp ICMPv6 Các thơng điệp trao đổi router node, cho phép router khám phá giao diện gắn trực tiếp với node thành viên nhóm multicast, sẵn sàng nhận gói tin gửi tới địa multicast (node "nghe" lưu lượng), địa multicast node quan tâm 1.2.3 ND (Neighbor Discovery) Thủ tục thứ hai hoạt động thông điệp ICMPv6 Neighbor Discovery - ND Neighbor Discovery thủ tục địa IPv6 ND phụ trách toàn giao tiếp node IPv6 đường link (các neighbor node) Những quy trình hoạt động giao tiếp (giữa host với host, host với router) thiết yếu hoạt động hệ địa IPv6 ND đảm nhiệm chức mà thủ tục ARP, ICMP Router Discovery, ICMP Redirect thực địa IPv4 Đồng thời cung cấp nhiều chức khác 1.2.4 Một số quy trình hoạt động IPv6 1.2.4.1 Phân giải địa Trong địa IPv4, quy trình đảm nhiệm thủ tục ARP Node cần phân giải địa gửi gói tin truy vấn tới địa đích địa broadcast, tác động đến node khác đường link This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Khi IPv6 node cần tìm địa lớp link-layer (ví dụ địa MAC đường link Ethernet) tương ứng với địa unicast IPv6 đó, thay gửi gói tin truy vấn tới địa multicast node phạm vi link (FF02::1) để tác động tới node đường link tương đương địa broadcast IPv4, node gửi tới địa Multicast Solicited Node tương ứng địa unicast cần phân giải Để thực quy trình phân giải địa chỉ, hai node IPv6 đường link trao đổi thông điệp Neighbor Solicitation Neighbor Advertisement 1.2.4.2 Kiểm tra khả tới node lân cận Thông điệp Neighbor Solicitation Neighbor Advertisement sử dụng trình phân giải địa chỉ, kiểm tra trùng lặp địa chỉ, sử dụng cho mục đích khác, q trình kiểm tra tính đạt tới node lân cận (reachability) Các IPv6 node trì bảng thơng tin neighbor gọi neighbor cache, cập nhật bảng có thay đổi tình trạng mạng Bảng lưu thông tin router host 1.2.4.3 Tìm kiếm router Đối với hoạt động địa IPv6, trao đổi host với nhau, host với router quan trọng Trong mạng, router thiết bị đảm nhiệm việc chuyển tiếp lưu lượng host từ mạng sang mạng khác Một host phải nhờ vào router để gửi thơng tin tới node nằm ngồi đường kết nối Do vậy, trước host thực hoạt động giao tiếp với mạng bên ngồi, cần tìm router học thông tin quan trọng router, mạng Trong hệ địa IPv6, để cấu hình địa chỉ, có thơng số cho hoạt động, IPv6 host cần tìm thấy router nhận thông tin từ router đường kết nối Router IPv6 việc đảm trách chuyển tiếp gói tin cho host cịn đảm nhiệm hoạt động thiếu quảng bá diện cung cấp tham số trợ giúp host đường kết nối cấu hình địa tham số hoạt động Thực hoạt động trao đổi thông tin host router nhiệm vụ quan trọng thủ tục Neighbor Discovery 1.2.4.4 Cấu hình tự động địa IPv6 cho node Địa IPv6 cải tiến để giảm thiểu cấu hình nhân cơng 64 bít cuối địa IPv6 dành để định danh giao diện 64 bít định danh tự động cấu hình từ địa card mạng gán cách tự động Nhờ quy trình giao tiếp đường link thủ tục Neighbor Discovery, IPv6 host liên lạc với router đường This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 kết nối để nhận thông tin prefix link tham số hoạt động khác Do vậy, node IPv6 có hai cách thức cấu hình địa chỉ: cấu hình địa tay (quá trình cấu hình địa cho giao diện, tạo route… thực qua lệnh cấu hình tay), cấu hình địa tự động This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 CHƯƠNG II: IPv6 MULTICAST 2.1 Cấu trúc, định dạng địa IPv6 Multicast 2.1.1 Cấu trúc, định dạng Địa multicast phần phức tạp song đặc thù địa IPv6 Trong hoạt động địa IPv6, không tồn khái niệm địa broadcast Chức địa Broadcast IPv4 đảm nhiệm số dạng địa IPv6 multicast Địa IPv6 multicast thay cho địa broadcast multicast IPv4 IPv6 có nhiều dạng địa multicast Mỗi dạng có phạm vi hoạt động tương ứng Một trạm IPv6 định “nghe” lưu lượng số loại địa IPv6 multicast Trạm IPv6 nghe lưu lượng nhiều loại địa multicast thời điểm Trạm gia nhập rời bỏ nhóm multicast thời điểm Một multicast địa IPv6 sử dụng để xác định nhóm giao diện, mà thường xác định vị trí nút khác Một node tham gia nhiều nhóm multicast Các gói tin multicast đến địa nhóm multicast gửi đến tất giao diện, xác định địa nhóm Hình 2.1 Định dạng địa IPv6 multicast 2.1.2 Phân loại địa multicast 2.1.2.1 Địa thường Theo định nghĩa RFC 4291, thường giao multicast địa IPv6 liệt kê bảng sau: Bảng 2.1 Bảng phân loại địa IPv6 Multicast Địa Multicast Mô tả FF0x:: Bảo lưu địa multicast Các địa multicast không giao cho nhóm multicast FF01:: (interface-local) FF02:: (link-local) FF01::2 (interface-local) FF02:: (link-local) FF05:: (site-local) Tất nút địa multicast Tất nhóm định tuyến địa This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Địa Multicast Mô tả FF02:: 1: FFxx: xxxx Solicited-node địa multicast: Một nút địa multicast hình thành cách lấy lệnh 24 bit thấp địa (unicast anycast) gắn thêm bit với tiền tố FF02:: 1: FF00:: / 104 Ví dụ, nút địa multicast solicited tương ứng với địa IPv6 4037:: 01:800:200 E: 8C6C FF02:: 1: FF0E: 8C6C Lưu ý: "X" liệt kê bảng đại diện cho số thập lục phân khoảng từ đến F 2.1.2.2 Địa IPv6 Multicast có nhúng RP Người ta định nghĩa khái niệm địa RP nhúng (Embedded Rendezvous Point), với IPv6 multicast, thủ thuật Nó đơn giản nhúng địa IPv6 RP phần địa nhóm multicast Bằng cách này, router multicast thấy địa nhóm, trích xuất RP bắt đầu sử dụng cho chia sẻ lập tức, chất mã hóa cứng router nói với RP khác RP nhóm Tất router khác mạng tự động tìm hiểu địa RP từ địa nhóm Vì 128 bit địa RP nhúng vào 128 bit nhóm mà cịn khơng gian cho việc nhận đạng nhóm 2.1.2.3 Địa IPv6 Multicast SSM Địa SSM multicast IPv6 dựa địa multicast định dạng unicast tiền tố, nơi Plen trường tiền tố mạng thiết lập Kết là, địa IPv6 SSM multicast cư trú phạm vi FF3x::/32, x trường xác định phạm vi địa 2.1.2.4 Địa MAC Multicast IPv6 Một địa MAC multicast IPv6 có trật tự cao 16 bit 0x3333, trật tự 32 bit thấp chứa đầy đủ thứ tự 32 bit thấp địa multicast IPv6, tạo thành multicast 48bit địa MAC Như thể hình dưới, địa MAC địa multicast IPv6: FF1E::F30E:101 33-33-F3-0E-01-01 This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Hình 2.5 Ví dụ tạo thành địa MAC multicast IPv6 từ địa MAC 2.2 Cơ chế hoạt động IPv6 Multicast 2.2.1 Nhóm multicast Một đặc điểm quan trọng IP Multicast nhóm Multicast Việc xây dựng nhóm Multicast bắt đầu với server chạy ứng dụng Multicast audio, video Khi server xây dựng, địa Multicast gán cho ứng dụng tất thành viên Một nhóm Multicast cấp phát cho địa multicast đại diện cho nhóm Số lượng thành viên nhóm 0, hay nhiều thành viên Các thành viên nằm mạng khác Khi host muốn gia nhập nhóm, gửi tin IGMP chứa địa multicast nhóm mong muốn tới Mrouter cục (Mrouter router có hỗ trợ Multicast Một chức router giúp host mạng gắn liền với truy nhập hệ thống phân phối Multicast) Sau Mrouter nhận tin IGMP từ host, chuyển tiếp tất lưu lượng Multicast cho nhóm host Các host gia nhập nhóm rời bỏ khỏi nhóm lúc 2.2.2 Đường hầm multicast Khi chưa có nhiều router hỗ trợ Multicast triển khai mạng đường hầm Multicast giải pháp hợp lý để triển khai Multicast Khi số lượng Mrouter mạng ít, ta coi Mrouter đảo nhiều router Unicast Hai đảo kết nối trực tiếp đường link vật lý đường hầm logic Nếu đường hầm kết nối Mrouter, đại diện cho liên kết ảo điểm - điểm chúng Trong đường hầm router Unicast Khi gói tiến vào đường hầm, đóng gói gói IP Unicast với địa đích Mrouter phía đường hầm Khi rời khỏi đường hầm, tháo gói xử lý Mrouter Do đó, đường hầm cho phép lưu lượng Multicast truyền liên tục Mrouter thông qua router Unicast This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Hình 2.6 Minh họa đường hầm multicast 2.2.3 Biên dịch địa multicast Để gửi gói tin multicast IPv6 qua Ethernet, cách thực đơn giản lấy 32 bít cuối địa IPv6 đích gắn thêm “33-33”; sử dụng địa Ethernet đích Do đó, gói tin IPv6 gửi đến FF02::1:FF68:12CB gửi đến địa Ethernet 33-33-FF-68-12-CB Bất kỳ máy chủ lưu trữ quan tâm đến gói tin cho địa IPv6 dự kiến lắng nghe địa Ethernet tương ứng Hình 2.7 Chuyển đổi địa multicast thành địa Ethernet/FDDI 2.2.4 Định tuyến chuyển tiếp Trong việc triển khai IPv6 multicast, trình định tuyến chuyển tiếp gói tin multicast IPv6 thực theo ba hình thức sau:  Mỗi giao thức định tuyến multicast IPv6 sở hữu bảng định tuyến riêng biệt, chẳng hạn bảng thông tin định tuyến IPv6 PIM  Các thông tin định tuyến giao thức định tuyến multicast IPv6 khác tạo thành bảng thông tin định tuyến IPv6 chung  Các bảng thông tin chuyển tiếp multicast IPv6 sử dụng trực tiếp để thực chuyển phát gói tin multicast IPv6 Bảng làm để chuyển tiếp gói tin multicast IPv6 Một bảng chuyển tiếp multicast IPv6 bao gồm cặp (S, G) cho biết thông tin định tuyến để chuyển tiếp gói tin multicast IPv6 từ nguồn tới nhóm multicast IPv6 Nếu This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 router hỗ trợ nhiều giao thức multicast IPv6, bảng định tuyến multicast IPv6 router bao gồm tuyến đường tạo giao thức Router chọn đường tối ưu từ bảng định tuyến multicast IPv6 dựa cấu hình định tuyến multicast sách chuyển tiếp gói tin; tuyến đường tối ưu lưu vào bảng chuyển tiếp multicast IPv6 router 2.2.4.1 Cơ chế RPF Khi tạo bảng thơng tin định tuyến multicast IPv6 có sử dụng giao thức định tuyến multicast IPv6 sử dụng chế RPF (RPF-Reverse Path Forwarding) để đảm bảo gói tin multicast IPv6 chuyển đường xác Khi nhận gói tin multicast IPv6 gửi từ nguồn multicast (S) tới nhóm đích multicast IPv6 (G), trước tiên định tuyến multicast IPv6 tiến hành tìm kiếm thông tin cặp (S,G) bảng chuyển tiếp multicast router 2.2.4.2 Kiểm tra RPF Cơ sở cho việc kiểm tra RPF IPv6 Multicast dựa vào định tuyến IPv6 unicast Bảng định tuyến IPv6 unicast có chứa đường ngắn tới đích cho subnet Một giao thức định tuyến multicast không phụ thuốc độc lập với giao thức định tuyến unicast nào, thay vào dựa thơng tin định tuyến unicast có để tạo bảng định tuyến đầu vào cho multicast IPv6 2.3 Các giao thức định tuyến Tùy thuộc vào vị trị node mạng ta có giao thức tương ứng Trong Local Area Network:  Multicast Listener Discovery Protocol (MLD); Trong miền multicast (Multicast Domain):  Protocol Independent Multicast (PIM):  Dense mode (DM);  Sparse mode (SM);  Source Specific Multicast(SSM); 2.3.1 MLD – Multicast Listener Discovery Router cần biết nhóm multicast phạm vi đường kết nối mà muốn nhận gói tin Khi ứng dụng cài đặt host đưa vào nhóm (group), host phải thơng báo đến router biết có mặt MLD (RFC 2719) giao thức dùng host với router phạm vi kết nối để thực mục đích MLD tương tự This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 với giao thức IGMPv2 IPv4 Bản tin MLD mang gói ICMPv6 Có dạng ghi MLD là: truy vấn tên, báo cáo, thực (namely query, report and done) Các dạng ghi MLD tương ứng với giá trị 130, 131, 132 ICMPv6 MLD dùng phần mào đầu gói tin thơng báo định tuyến, router dễ dàng biết thành phần cần kiểm tra gói tin IP 2.3.2 Giao thức PIM Protocol Independent Multicast (PIM) giao thức định tuyến dùng để chuyển multicast traffic PIM hoạt động độc lập với giao thức định tuyến IP PIM sử dụng bảng định tuyến IIP không giữ bảng multicast routing Cần ý bảng unicast routing không phụ thuộc vào giao thức định tuyến nhiều giao thức định tuyến đóng góp vào bảng định tuyến PIM hoạt động hai chế độ: PIM Dense Mode PIM Sparse Mode PIM Sparse Dense Mode (do Cisco đưa ra) 2.3.2.1 PIM Dense Mode Các PIM router cấu hình theo kiểu Dense Mode (cịn gọi PIM-DM) host tham gia vào multicast group nằm khắp nơi tất subnet Địa multicast nguồn trở thành gốc multicast xây dựng từ nguốn đến đích Cơ chế cịn gọi ký hiệu (S,G) đường từ nguồn đến thành viên nhóm xác định 2.3.2.2 PIM Sparse Mode (PIM - SM) PIM Sparse Mode (PIM-SM) dùng giải pháp khác Cây multicast không mở rộng đến router host tham gia vào nhóm Cây multicast xây dựng thành viên node mở rộng ngược root Cây xây dựng từ lên SM hoạt động dựa ý tưởng cấu trúc shared-tree, gốc không thiết nguồn multicast Thay vào đó, root router PIM-SM thường đặt trung tâm mạng Router làm gốc gọi Rendezvous Point (RP) Cây từ điểm RP đến thành viên thật từ nguồn đến thành viên Nếu router đâu mạng đăng ký với RP, cấu trúc hoàn tất Chế độ spare-mode gọi Shared tree Các dòng multicast mơ tả (*,G) ln cho phép nguồn gửi đến nhóm This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 2.3.2.3 PIM Sparse – Dense Mode PIM có khả hỗ trợ hai chế độ Dense Sparse Mode hai tồn nhóm multicast khác mạng Cisco cho phép chế độ lai sparse-dense mode cho phép PIM router dùng chế độ dense hay chế độ sparse tùy thuộc vào nhóm Nếu nhóm có RP định nghĩa, Sparse-mode dùng, khơng có, dense-mode dùng 2.3.2.3 Xây dựng multicast với PIM – SMv2 PIM-SMv2 hỗ trợ IPv4 IPv6, hỗ trợ ASM MMS PIM-SMv2 gọi PIM-SSM hoạt động chế độ SSM mode Với PIM-SMv2 dùng IPv4 IPv6 khơng có khác biệt với multicast dùng cho IPv4 IPv6 Một router PIM-SSM cần bổ sung thêm trạng thái upstream downstream, cần bổ sung cặp (S,G) trạng thái router PIM chia sẻ mạng LAN 2.3.3 Multicast liên vùng Khi triển khai multicast liên vùng gặp phải vấn đề định tuyến inter - domain Vấn đề gặp phải va giải pháp khác ASM SSM khác triển khai IPv4 IPv6 2.3.3.1 Trường hợp ASM Đối với IPv4 IPv6, PIM-SM giao thức định tuyến chung PIM-SM xây dựng nên multicast có host vùng tham gia vào nhóm multicast, multicast hình thành từ RP vùng Khi host vùng gửi gói tin, RP vùng nhận liệu nhận biết nguồn cần gửi Để thực PIM-SM cung cấp kết nối nguồn lắng nghe đặt RP Do để dùng giao thức PIM-SM yêu cầu tất nguồn bên nhận phải dùng RP Trong IPv6, Embedded-RP đưa để giải vấn đề dùng multicast ASM inter-domain Trong IPv4 dùng giao thức MSDP (RFC3618) để cung cấp giao tiếp RP nằm vùng (domain) khác Trong giao thức MSDP, vùng multicast có giá trị RP cho nhóm phạm vi toàn cầu 2.3.3.2 Trường hợp SSM SSM (Source Specific Multicast) định nghĩa phiên multicast IP với multicast nguồn S Ở cấp độ mạng, có S phép gửi kênh xác định (S, G) G thường phân bổ theo trình liên vùng chạy This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 máy chủ có địa IP S (S, G) kênh nhận dạng nơi mà nhóm đăng ký cụ thể với máy chủ có SSM có giao thức định tuyến MLDv2 Nói ra, SSM tập hợp / đơn giản hóa ASM Các đặc điểm kỹ thuật PIM-SSM gồm đặc tính kỹ thuật PIM-SM, từ chúng tơi gọi PIM-SSM PIM-SM có địa SSM (các FF3x:: / 32 tiền tố), PIM-SM có địa ASM 2.3.3.3 SSMSDPIFIER - dịch vụ ứng dụng ASM SSM Các tính cịn thiếu với SSM tự động phát nguồn ứng dụng đa nguồn Giao thức SSMSDP (Nguồn cụ thể Multicast Nguồn Discovery Protocol) bổ sung dùng ứng dụng multicast Trong giải pháp này, phiên truyền nhiều nguồn xác định điều khiển kênh điều khiển (C, G) Các host nhận lắng nghe theo kênh điều khiển Nguồn gửi thông báo tới điều khiển (C) Những thơng báo sau chuyển tiếp vào kênh điều khiển Điều cho phép nhận biết nguồn tham gia kênh SSM tương ứng Bộ điều khiển xem số loại RP cấp độ phiên, cho tín hiệu This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG IPv6 MULTICAST CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 3.1 Những yêu cầu đặt truyền thông đa phương tiện Đa phương tiện kỹ thuật tích hợp thống dạng liệu khác văn bản, âm thanh, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động Cơng nghệ Đa phương tiện đời vào năm 80 xuất đĩa hình sử dụng kỹ thuật tương tự dùng để lưu trữ âm thanh, hình ảnh tĩnh đoạn video Khả phát triển công nghệ Đa phương tiện lớn, sử dụng công nghệ tiên tiến công nghệ lưu trữ, công nghệ nén giải nén liệu, công nghệ truyền liệu Nền tảng cơng nghệ triển khai với công nghệ đa phương tiện hệ thống truyền thơng điệp Đa phương tiện, hội thảo truyền hình, thực ảo, mạng internet 3.2 Mơ hình truyền thơng đa phương tiện sử dụng IPv6 Multicast Hiện nay, môi trường mạng phát triển có lượng lớn thông tin cần phải chuyển tiếp đến nhiều nơi thời gian Cùng thời điểm đó, yêu cầu ứng dụng cần lấy lượng lớn thông tin thống kê thời điểm Mạng sử dụng phát triển để đáp ứng nhu cầu này, với phát triển dịch vụ lại thêm vào để phục vụ tốt cho nhu cầu sử dụng Hình 3.4 Mơ hình truyền thơng đa phương tiện qua mạng IPv6 Multicast 3.3 Phân tích đánh giá khả ứng dụng IPv6 Multicast cho truyền thông đa phương tiện This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 3.3.1 Các ứng dụng IPv6 Multicast với dịch vụ truyền thông đa phương tiện Sử dụng công nghệ Multicast truyền thông dịch vụ Multimedia giải vấn đề mặt băng thông, dịch vụ truyền dẫn Với địa Multicast cho phép phân phối liệu tới tập hợp host cấu thành viên nhóm Multicast mạng phân tán khác Đây phương pháp truyền dẫn đa điểm, host có nhu cầu nhận liệu tham gia vào nhóm Điều hạn chế tối đa lãng phí băng thơng mạng, cịn nhờ chế gửi gói liệu Multicast mà băng thơng tiết kiệm triệt để Với đặc tính khẳng định IP Multicast công nghệ định tuyến phù hợp với dịch vụ truyền thông Multimedia Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện triển khai IPv6 Multicast sau: - Hội thảo truyền hình qua mạng: Có nhiều chương trình hỗ trợ hội thảo truyền hình phát triển thời gian gần chương trình RAT, VIC, NTE … Khi bắt đầu tham gia hội thảo truyền hình trước hết phải tiến hành tải phần mềm hỗ trợ ứng dụng địa multicast IPv6 như: với audio chương trình rat, video vic, với chương trình chia sẻ soạn thảo nte chương trình hỗ trợ khác whiteboard, wb Thiết lập phiên hội thảo truyền hình truy cập sử dụng SDR - Ứng dụng âm Robust (Robust Audio Tool (RAT): Robust Audio Tool (RAT) ứng dụng hội nghị audio ứng dụng truyền liệu streaming cho phép người sử dụng thực hội nghị audio qua Internet Đây trực tiếp hai người tham gia, nhóm tham gia nhóm multicast chung - Session Directory Tool SDR công cụ thiết kế cho phép quảng bá kết nối vào hội nghị multicast mạng Mbone SDR phiên trước xây dựng dự án MERCI Mark Handley viết làm việc (cho) ISI Để đảm bảo an ninh sử dụng phần mềm SDR khuyến nghị nên sử dụng phiên SDR phiên 2.7 This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 3.3.2 Khả triển khai dịch vụ multimedia IPv6 Multicast Việt Nam, thuận lợi khó khăn 3.3.2.1 Phân tích thuận lợi triển khai dịch vụ multimedia IPv6 Multicast Việt Nam Về loại hình dịch vụ multimedia: Hiện Việt Nam giai đoạn phát triển loại hình dịch vụ đa phương tiện tảng để phát triển dịch vụ sau : - Dịch vụ IPTV: Cùng với phát triển dịch vụ thuê bao băng rộng, việc xây dựng nội dung phong phú để truyền tải hạ tầng băng rộng cần thiết Dịch vụ IPTV dịch vụ gia tăng IPTV truy cập Internet email Tivi, điện thoại hiển thị hình ảnh điện thoại VoIP, chức ghi chương trình, chơi game Hiện có VNPT FTP triển khai dich vụ IPTV cung cấp dịch vụ như: Xem truyền hình trực tuyến, xem chương trình TV theo yêu cầu, xem phim theo yêu cầu, nghe nhạc theo cầu… - Các dịch vụ trên mạng 3G: Công nghệ 3G tiêu chuẩn truyền thông di động băng thông rộng hệ thứ tuân thủ theo định IMT-2000 ITU (Tổ chức viễn thông giới) Chuẩn 3G cho phép truyền không dây liệu multimedia thoại phi thoại (gửi email, hình ảnh, video ) Đối với người sử dụng thông thường, dịch vụ bật dễ nhận thấy 3G sử dụng điện thoại video Tuy nhiên, thực tế nước phát triển dịch vụ sử dụng nhiều lại Mobile Internet, Live TV (truyền hình trực tiếp ĐTDĐ), VOD/MOD (xem phim/nghe nhạc theo yêu cầu) 3G giúp thực truyền thông thoại liệu (như e-mail tin nhắn dạng văn bản), download âm hình ảnh với băng tần cao Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi nhận e-mail file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video MP3; nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao Các thiết bị hỗ trợ 3G cho phép download xem phim từ chương trình TV, kiểm tra tài khoản ngân hàng, tốn hóa đơn điện thoại qua mạng gửi bưu thiếp kỹ thuật số Tại Việt Nam có cơng ty viễn thơng Viettel phát triển mạnh dịch vụ mạng 3G như: Video call nội mạng, Mobile Interrnet 3G, MobiTV để xem kênh truyền hình …[8] Mạng 3G Vinaphone có dịch vụ Mobile This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Internet (truy cập Internet tốc độ cao trực tiếp từ điện thoại), Mobile Broadband (truy cập Internet tốc độ cao từ máy tính thơng qua sóng di động), dịch vụ có tính đột phá như: Video Call (đàm thoại thấy hình thuê bao Vinaphone), Mobile Camera (xem trực tiếp hình ảnh tình trạng nút giao thơng), dịch vụ giải trí cao cấp Mobile TV (xem trực tiếp 15 kênh truyền hình máy di động, 3G Portal (thế giới thơng tin giải trí điện thoại di động) - Về nhu cầu người dùng: Với dân trí ngày cao, người dùng ngày mong muốn có nhiều loại hình dịch vụ giải trí phong phú đa dạng Người dùng sẵn sàng trả tiền cho dịch vụ có chất lượng nội dung phong phú - Về hạ tầng truyền dẫn IPv6: Tại Việt Nam thành lập ban thúc đẩy triển khai IPv6 quốc gia Với tầm đạo quy mơ cấp quốc gia việc triển khai hệ thống hạ tầng IPv6 diễn đồng bộ, sách truyền dẫn IPv6 đơn giản dễ dàng thủ tục pháp lý triển khai chuyển đổi sang dùng hệ địa IPv6 mục tiêu hành động cho tổ chức, nhà cung cấp kết nối nước Với yếu tố mặt dịch vụ, người dùng hạ tầng truyền dẫn thấy Việt Nam có nhiều thuận lợi việc triển khai dịch vụ truyền thông đa phương tiện IPv6 multicast Tuy nhiên để triển khai thành cơng tổ chức nhà cung cấp kêt nối, cung cấp dịch vụ cần phải nỗ lực nữa, vận dụng tối đa lực hệ thống kinh nghiệm triển khai mạng lưới có 3.3.2.2 Phân tích khó khăn triển khai dịch vụ multimedia IPv6 Multicast Việt Nam - Về phía nhà phát triển nội dung, cung cấp dịch vụ việc triển khai dịch vụ multmedia chưa tuân thủ theo quy trình chuẩn cung cấp tương tác đơn giản, chưa cung cấp dịch vụ tương tác phong phú Do việc phát triển dịch vụ multimedia cần phải hoàn thiện - Về phía nhà cung cấp kết nối, phương tiện truyền dẫn, Việt Nam có khoảng 25 tổ chức ISP cấp địa IPv6 [9] nhiên có Trung tâm Internet Việt Nam (VNNIC) hoàn thành triển khai mạng IPv6, với vai trò quan quản lý nhà nước tài nguyên quốc gia nên việc phát triển dịch vụ VNNIC chưa thực hiện, triển khai dịch vụ IPv6 Web, Mail, FTP, VoIP Các nhà cung cấp kết nối chưa This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 thực vào có thử nghiệm nhỏ lẻ mạng, chưa xây dựng quy mô kế hoạch phát triển kết nối đến mạng VNIXv6 nước để trao đổi lưu lượng hình thành mạng IPv6 quốc gia - Về mặt công nghệ IPv6 multicast, chưa có thử nghiệm nước quy mơ lớn, ứng dụng tính multicast hệ địa IPv6 lý thuyết, nhà cung cấp dịch vụ kết nối người dùng cuối chưa tiến hành nghiên cứu đưa dịch vụ ứng dụng công nghệ - Các nhà cung cấp kết nối nước chưa đưa đánh giá thống kê yêu cầu sử dụng hệ địa IPv6 mạng kế hoạch đầu tư trang thiết bị hỗ trợ IPv6 tới người dùng cuối chuẩn bị yêu cầu sẵn sàng định tuyến, đấu nối… Vấn đề cần phải thực ngay, có hạ tầng mạng IPv6 hồn thiện với tiến hành phát triển dịch vụ dựa công nghệ Có thể nói thời điểm để triển khai dịch vụ multimedia công nghệ IPv6 multicast khó khăn Việt Nam, mặt công nghệ hạ tầng chưa thật sẵn sàng Ngay có hạ tầng ổn định việc nghiên cứu thử nghiệm công nghệ IPv6 multicast tồn mạng cịn cần phải thử nghiệm kỹ lưỡng, đánh giá mức độ ảnh hưởng toàn mạng trước vào triển khai thức 3.3.2.3 Thực trạng triển khai dịch vụ multimedia dựa công nghệ IPv6 Multicast VNNIC This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 Hình 3.5 Mơ hình mạng VNIXv6 mạng IPv6 VNNIC Hiện VNNIC hoàn thành triển khai mạng VNIXv6 kết nối ISP nước trao đổi lưu lượng mạng IPv6 Trong có vài ISP kết nối với mục đích thử nghiệm cơng nghệ, dần hình thành mạng IPv6 quốc gia theo tinh thần ban thúc đẩy phát triển IPv6 Thông tin truyền thơng định hướng Bên cạnh VNNIC hoàn thành mạng DNS IPv6, mạng thử nghiệm IPv6 với dịch vụ cốt lõi nhằm thúc đẩy phát triển công nghệ IPv6 Các dịch vụ VNNIC triển khai hướng tới nhằm giúp ISP người dùng Internet Việt Nam hiểu tìm hiểu, phát triển công nghệ IPv6 mẻ Thực đạo ban thúc đẩy phát triển mạng IPv6 quốc gia, VNNIC tổ chức nghiên cứu nhiều ứng dụng công nghệ triển khai thành công, đưa hệ thống máy chủ tên miền DNS vào hoạt động công nghệ IPv6 hỗ trợ đồng thời cho truy vấn địa cũ IPv4, dịch vụ mail, web, FTP, voice IP … Kết nghiên cứu công nghệ multicast IPv6 ứng dụng mà VNNIC hướng tới đưa vào ứng dụng multimedia mạng IPv6 VNNIC This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu cấu trúc, tiêu chuẩn địa IPv6 multicast, giao thức xử lý gói tin IPv6 multicast mạng Phân tích, đánh giá khả áp dụng cơng nghệ IPv6 multicast vào dịch vụ đa phương tiện (multimedia) Internet Qua định hướng cơng nghệ cho việc ứng dụng Việt Nam loại hình dịch vụ multimedia mạng IPv6 multicast: Hiện giới công nghệ IPv6 Multicast biết đến tính trội hệ địa IPv6 với hàng loạt dịch vụ multimedia đời control biulding, trafic jam, IPTV….Để triển khai thành công ứng dụng công nghệ điều cốt lõi cần phải có hạ tầng mạng IPv6 ổn định, định tuyến thơng toàn mạng đến người dùng đầu cuối Tuy nhiên Việt Nam giai đoạn chuyển đổi sang hệ địa IPv6, chưa có hạ tầng mạng đường trục IPv6 nên chưa có dịch vụ phát huy tối ưu tính địa IPv6 Multicast, QoS, Mobility… Hướng phát triển tiếp theo: dựa kết nghiên cứu đề tài, để đưa công nghệ ứng dụng vào thực tế dịch vụ tương lai việc xây dựng mạng IPv6 quốc gia cần thiết, đạo Ban thúc đẩy IPv6 quốc gia Bộ Thông tin Truyền thơng chủ trì, doanh nghiệp ISP thành viên việc hình thành mạng lưới sở hạ tầng cho ứng dụng IPv6 nhanh chóng hồn thành Đề tài nghiên cứu với mục tiêu đón đầu phát triển ứng dụng công nghệ giới để định hướng mở hướng cho việc triển khai Việt Nam Trong q trình triển khai cần địi hỏi nghiên cứu sâu vấn đề kỹ thuật q trình trao đổi, truyền tải thơng tin qua hạ tầng mạng khác Hy vọng thời gian tới, với lộ trình phát triển mạng IPv6 quốc gia kết hợp sử dụng IPv6 multicast với dịch vụ multimedia Việt Nam hứa hẹn mạng lại cho khách hàng dịch vụ hoàn hảo tương lai This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IETF (1998), RFC 2460 – “IPv6 Specification”, The Internet Society [2] IETF (1998), RFC 2375 – “IPv6 Multicast Address Assignments”, The Internet Society [3] IETF (2013), RFC 3569 – “An Overview of Source-Specific Multicast (SSM)”, The Internet Society [4] Đề tài cấp Bộ, đơn vị chủ trì Trung tâm Internet Việt Nam (2004): “Phối hợp với IXP, ISP thử nghiệm mạng IPv6 sở hạ tầng mạng lưới VNNIC” [5] Đề tài cấp Bộ, đơn vị chủ trì Trung tâm Internet Việt Nam (2006): Nghiên cứu khả năng, lộ trình ứng dụng địa IPv6 cho hệ thống máy chủ tên miền DNS quốc gia [6] M.Minami, M.Oe, K.Okamura, Y.Kadobayashi, A.Ogawa, K.Nagahashi, H.Esaki; ICCC99 (1999): "JB: Design and Architecture of Next Generation Internet Infrastructure in Japan" [7] CRL, http://www.crl.go.jp [8] http://3g.vietteltelecom.vn/ [9] http://www.IPv6tf.vn/index.html This page was created using BCL ALLPDF Converter trial software To purchase, go to http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 ... http://store.bcltechnologies.com/productcart/pc/instPrd.asp?idproduct=1 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG IPv6 MULTICAST CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 3.1 Những yêu cầu đặt truyền thông đa phương tiện Đa phương tiện kỹ thuật tích hợp thống dạng liệu... 3.3.1 Các ứng dụng IPv6 Multicast với dịch vụ truyền thông đa phương tiện Sử dụng công nghệ Multicast truyền thông dịch vụ Multimedia giải vấn đề mặt băng thông, dịch vụ truyền dẫn Với địa Multicast. .. nghệ truyền liệu Nền tảng cơng nghệ triển khai với công nghệ đa phương tiện hệ thống truyền thông điệp Đa phương tiện, hội thảo truyền hình, thực ảo, mạng internet 3.2 Mơ hình truyền thơng đa phương