Trăm nghe không bằng một thấy người đối thoại. Phần lớn mọi người cho rằng thậm chí tin tức thông qua truyền hình cũng hay hơn nghe qua radio. Còn việc ứng dụng hội nghị truyền hình trong điều khiển, quản lý, đào tạo, y tế, trong các hệ thống an toàn và nhiều lĩnh vực khác mang lại lợi ích vô cùng to lớn.
Tất nhiên hội nghị truyền hình không khi nào có thể thay thế được sự giao tiếp thực tế tự nhiên, nhưng nó cho phép đạt được về nguyên tắc, mức độ giao tiếp mới giữa những con người cách xa nhau về khoảng cách địa lý, có khi là ngàn vạn ki lô mét. Theo một số nghiên cứu mới đây, khi nói chuyện qua điện thoại chỉ có thể truyền một phần thông tin gửi đi. Còn trong trường hợp khi có khả năng theo dõi cử chỉ, điệu bộ của người đối thoại thì hệ số hữu dụng của việc truyền thông tin đạt cao hơn gấp nhiều lần.
Những nhà quản lý, điều hành các công ty đã sử dụng Hội nghị truyền hình cho rằng: các hệ thống hội nghị truyền hình đã giảm được rất đáng kể các chi phí thời gian và tiền bạc cho các chuyến đi công tác của các cộng tác viên và thực hiện các cuộc toạ đàm rất hiệu quả.
Trong khi đó, sự phát triển về hạ tầng mạng viễn thông, mạng Internet và công nghệ thông tin đã tạo thuận lợi cho việc phát triển mạng thông tin hiện đại cung cấp dữ liệu đa phương tiện và chức năng truyền hình trực tuyến thời gian thực.
Mặc khác, hầu hết các giải pháp xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến hiện nay đều có đòi hỏi nhất định về đầu tư thiết bị, cũng như yêu cầu về hạ tầng truyền thông. Chính điều này đã tạo ra những rào cản cho sự phát triển phổ biến hệ thống này ở Việt Nam. Do đó, hệ thống thông tin phục vụ yêu cầu về việc tập huấn, phổ biến kiến thức từ xa qua mạng IP mà không cần bổ sung thiết bị phần cứng, và độc lập với hạ tầng mạng, cũng như không cần cài đặt bổ sung bất kỳ plug-in nào là rất thiết thực. Đây chính là mục đích của nghiên cứu này.
a) Tính dễ sử dụng
Giao diện của hệ thống phải dễ hiểu trực quan phù hợp với mọi đối tượng, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ tiếng Việt. Cần có chức năng và công cụ hỗ trợ trực tuyến và hướng dẫn sử dụng đầy đủ và luôn sẵn sàng để trong quá trình người dùng truy cập.
b) Độ an toàn và bảo mật
Ứng dụng cần phải được cung cấp các phương tiện bảo mật và an toàn để người quản trị hệ thống có thể dễ dàng khôi phục lại dữ liệu, cập nhật dữ liệu khi có hành động phá hoại xảy ra cũng như ngăn chặn hành động thiện chí. Bên cạnh đómạng thông cần phải đánh giá hết các trường hợp có thể xảy ra nhằm chống lại các phá hoại từ bên ngoài.
c) Tôn trọng quyền riêng tƣ
Thông tin về cá nhân, cũng như tài khoản người dùng và các thành viên quản trị cần phải được bảo mật và đảm bảo an toàn không được tiết lộ.
d) Yêu cầu về độ tin cậy
Ứng dụng phải hoạt động ổn định, không để xảy ra các xung đột phần cứng hay phần mềm, hay với các phần mềm khác khi đang hoạt động trên mạng, máy chủ và máy người dùng.
e) Yêu cầu về tính mở rộng và phát triển trong tƣơng lai
Khi xây dựng ứng dụng thì cần đảm bảo tính ổn định, độc lập giữa các phân hệ, chức năng nhưng cũng cần cơ chế liên kết để thuận lợi cho việc kế thừa và mở rộng tương lai, cũng như việc bảo trì và nâng cấp dễ dàng.
f) Yêu cầu về môi trƣờng
Ứng dụng phải hoạt động trong hầu hết các trình duyệt hiện nay như IE, Firerox, Googlechrome.
3.3.3. Đặc tả chức năng.
Ứng dụng truyền hình trực tuyến đa điểm có các chức năng như sau:
- Quản lý nội dung bao gồm quản lý tin tức, danh mục các bài viết, nội dung bài viết.
- Quản lý tài nguyên số bao gồm các dữ liệu về video, hình ảnh.
- Quản lý người dùng bao gồm quản lý thành viên các cấp độ truy cập cho thành
- Truyền hình trực tuyến đa điểm
- Ghi lại quá trình truyền hình trực tuyến.
- Kết nối với Camera HD để nâng cao chất lượng hình ảnh cũng như phục vụ hội
nghị đầu bờ và truyền hình hiện trường.
- Trợ giúp và hướng dẫn người dùng.
3.3. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH TRUYỀN THÔNG TIN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ STREAMING
Trong hình 27 minh họa quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực của ứng dụng - cho thấy rằng, đầu tiên cán bộ tập huấn (giảng viên) và các cán bộ 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 của mình. Trước tiên, Webserver thực hiện việc xác thực thông tin đó. Khi xác thực hành công thì giao diện của hệ thống truyền hình trực tuyến được hiển thị trên phía người dùng. Lúc này toàn bộ kết nối tới streaming server sẽ được diễn ra tự động thông qua việc bắt tay giữa webserver với streaming server.
Tiếp theo, người dùng thực hiện việc cấu hình tốc độc, khung ảnh, tốc độ khung hình/giây, kích thước và nguồn thu hình ảnh và âm thanh và thực hiện việc kết nối tới server theo giá trị tham số mà webserver gửi cho client. Lúc này, client tự động gửi các dữ liệu của mình tới streaming server bằng giao thức RTMP. Sau đó, streaming server thực hiện yêu cầu của cán bộ tập huấn (giáo viên) về việc cho phép thực hiện các chức năng theo yêu cầu của mình như việc chỉ truyền hình ảnh, âm thanh, hay chỉ cho phép truyền ảnh,….
Hình 27: Biểu đồ trình tự quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực cho chương trình ứng dụng
Cuối cùng, quá trình truyền thông sẽ kết thúc nếu như client muốn kết thúc quá trình truyền thông đa phương tiện thời gian thực này. Toàn bộ tài nguyên của mạng, Web server, Streaming Server và client được giải phóng.
Ngược lại, quá trình truyền thông vẫn được duy trì giữa các máy người dùng với Streaming server mà không có sự can thiệp của Webserver.
3.4. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG ĐA PHƢƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC
Trên hình 28 thể hiện năm chức năng chính của hệ thống truyền thông đa phương tiện đa điểm thời gian thực qua mạng IP của ứng dụng như sau:
- Kết nối Camera HD: Cho phép người dùng lựa chọn thiết bị thu thập hình ảnh, âm
thanh khác nhau, có thể là các thiết bị thu bên ngoài. Nhờ vậy mà thông tin về hình ảnh, dữ liệu video đạt chất lượng tốt hơn so với các webcam phổ biến hiện nay. Điều này cũng giúp cho việc thay đổi nguồn dữ liệu phù hợp với yêu cầu của mạng, yêu cầu về chất lượng đợt tập huấn từ xa.
Hình 28: Biểu đồ trình tự quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực.
- Truyền thông dữ liệu thời gian thực: Chức năng ngày gồm hai chức năng khác nữa
đó là việc truyền dữ liệu đa phương tiện thời gian thực, và chức năng nhận dữ liệu đa phương tiện thời gian thực. Mỗi clients phải thực hiện chức năng này độc lập nhưng đồng thời. Cần lưu ý, dữ liệu truyền thông này còn có cả âm thanh.
- Quản lý thông tin đào tạo trực tuyến: Tổ chức khóa học, quản lý bài giảng, nội
dung giảng trước đây của bất kỳ đợt tập huấn nào. Chức năng này còn cho phép theo dõi quá trình đăng nhập, tham gia lớp học, cũng như việc cho phép vào học hay không. Chức năng này cũng cung cấp giao diện cho thực hiện việc lựa chọn vai trò và gửi các câu hỏi tới người tập huấn trong quá trình tập huấn.
- Tự động ghi nội dung: Chức năng này cho phép hệ thống ghi tự động nội dung
trao đổi trực tuyến thời gian thực trong quá trình tập huấn. Dữ liệu đa phương tiện này được lưu lại để tham khảo hay quá trình tập huấn khác của người tập huấn.
- Cấu hình hệ thống: Cấu hình các tham số đường truyền, thiết bị thu như camera,
microphone, kích thước khung hình. Qua đó cho phép người dùng điều chỉnh thích hợp với môi trường mạng hiện tại.
Hệ thống truyền thông đa phƣơng tiện đa điểm thời
gian thực Kết nối camera HD Truyền thông dữ liệu thời gian thực Quản lý thông tin đào tạo trực
tuyến Cấu hình hệ thống Tự động ghi nội dung
Hình 29: Vai trò giữa các thành viên trong quá trình tập huấn của hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực qua mạng IP .
Với thiết kế trong hình 29 Cho thấy vai trò các thành viên được chia ra loại là người tập huấn (giảng viên), quản trị viên, và người tham gia tập huấn (học viên).
- Người tập huấn: Có trách nhiệm kết nối các học viên trong quá trình tập huấn với
nhau. Người tập huấn phát quảng bá các thông tin của mình cho tất cả các thành viên khác, trừ quản trị viên. Các thông tin này là dữ liệu đa phương tiện hình ảnh, video, văn bản, màn hình,… Người tập huấn thực hiện cho phép trao đổi, hay gọi trực tiếp tới từng thành viên để trao đổi riêng hoặc trao đổi chung. Qua đó, chúng ta thấy rằng, người tập huấn đóng vai trò chính cho toàn bộ quá trình tập huấn này.
- Người tham gia tập huấn (học viên): Kết nối tới người tập huấn và thực hiện việc
đăng ký để được tham gia và chờ yêu cầu của người tập huấn. Họ cũng có thể gửi câu hỏi tới người người tập huấn và các người khác, nhưng không thể gửi yêu cầu tới quản trị.
- Người quản trị: Liên lạc với người tập huấn để trao đổi và đảm bảo hạ tầng mạng
3.6.1. Quản lý ngƣời dùng
Phân hệ này cho phép quản trị viên thực hiện việc quản lý người dùng như việc thêm tài khoản, cấp quyền, cũng như xóa tài khoản người dùng. Dưới đây là giao diện thống kế danh sách người dùng
Hình 30: Giao diện thống kê danh sách người dùng
3.6.2. Phân hệ truyền dữ liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP
Trong hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực, quá trình truyền dữ liệu có thể được thực hiện ở nhiều clients cùng một lúc, hoặc chỉ một client truyền còn lại các máy client chỉ nhận, hoặc client chỉ truyền trực tiếp tới một client khác được chỉ định trước. Có thể hiểu rằng quá trình truyền là quá trình phát đi dữ liệu đa phương tiện của một client tới client khác qua môi trường mạng IP. Chính vì vậy, tùy theo lựa chọn của người dùng hệ thống truyền có thể thực hiện theo một trong ba cách trên. Với việc ứng dụng công nghệ streaming thời gian thực trong ActionScript của Adobe dựa theo mô hình máy chủ trung tâm. Tức là các dữ liệu đa phương tiện truyền theo cơ chế streaming tới máy chủ streaming (streaming server) bằng giao thức RTMP. Sau đó máy chủ streaming tiếp tục truyền dữ liệu này tới các máy clients khác. Quá trình này được Netstream quản lý và tự động phân luồng. Hình dưới đây minh họa quá trình truyền từ client tới máy chủ streaming.
Hình 31: Quá trình truyền dữ liệu đa phương tiện từ phía clients tới streaming server
Trong hình 51 Cho thấy rằng các thiết bị thu của clients như camera, microphone sẽ thu hình ảnh và âm thanh vào clients. Dữ liệu đa phương tiện này được mã hóa trước khi gửi đi tới streaming server bằng giao thức RTMP. Các luồng dữ liệu này bao gồm các loại sau:
- Dữ liệu phục vụ cho điều khiển và điều khiển chức năng.
- Video data: Dữ liệu Video sống lấy từ camera được mã hóa và nén theo chuẩn
H263 hoặc H264.
- Audio data: Dữ liệu Audio sống lấy từ Mic và được mã hóa nén theo chuẩn mp3
(tức là MPEG-1 layer 3)
Cả 3 loại dữ liệu này được trộn và truyền trong 1 luồng để đảm bảo đồng bộ dữ liệu âm thanh và hình ảnh. Tuy nhiên, các gói dữ liệu có mức độ ưu tiên khác nhau, chẳng hạn ưu tiên cao nhất là data, tiếp theo là Audio, cuối cùng là Video. Nguyên nhân là do data chiếm băng thông nhỏ nhất nhưng lại quan trọng nhất vì chứa thông tin điều khiển hệ thống.
3.6.3. Phân hệ nhận dữ liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP.
Quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện được thực hiện từ phía máy chủ streaming gửi xuống cho các client bằng giao thức RTMP sẽ tương ứng theo yêu cầu xác định trước. Tức là có thể gửi tới các clients, nhưng cũng có thể gửi tới riêng 1 clients nào đó. Cần lưu ý rằng, quá trình nhận hoàn toàn độc lập với quá trình truyền, tức là cho phép tạo ra hai luồng đồng thời để thực hiện việc truyền dữ liệu đa phương tiện riêng và nhận dữ liệu đa phương tiện riêng. Hình dưới đây mô tả quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện từ phía máy chủ streaming bằng giao thức RTMP
Hình 32: Quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện từ streaming server về clients
Trong hình 32 Cho chúng ta thấy rằng dữ liệu đa phương tiện được clients nhận và lưu tại bộ đệm. Dữ liệu này được giải mã tương ứng theo bộ giải mã âm thanh và bộ giải mã hình ảnh. Sau khi giải mã xong, dữ liệu này được hiển thị lên các 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 không thể kết nối trực tiếp vào máy tính vì chuẩn video khác nhau. Do đó, để kết nối với máy tính thì cần phải có bộ chuyển đổi, ở đây là bộ Video to USB converter. Sơ đồ kết nối được minh họa trong hình dưới đây
Hình 33: a) Sơ đồ kết nối Camera HD với ứng dụng; b) kết quả kết nối camera HD với ứng dụng
Sau khi thực hiện việc kết nối này, chúng tôi sử dụng lớp cameara trong ActionScript của Adobe để thực hiện việc kết nối và cấu hình liên quan. Luồng dữ liệu video từ Camera HD qua bộ chuyển đổi và tới trình điều khiển Camear HD. Tiếp theo, thông qua giao diện lập trình, chương trình chuyển dữ liệu này tới bộ mã hõa video. Tiếp theo quá trình truyền được thực hiện theo trình tự như trên.
3.7. TÍNH BẢO MẬT
Việc bảo mật cho các hệ thống gồm cả phần cứng và phần mềm khi hoạt động trên mạng luôn là vấn đề được quan tâm đầu tiên của các nhà quản lý nhằm đảm bảo sự an toàn và thuận tiện cho người dùng khi sử dụng dịch vụ thông tin trên mạng. Bởi vậy, việc chỉ sử dụng một giải pháp hay một công nghệ bảo mật sẽ khó có thể đem lại được một hiệu quả cao trong vấn đề bảo mật và đảm bảo an toàn cho hệ thống hay ứng dụng trên Internet. Cho nên, người ta thường sử dụng kết hợp hay nhiều lớp bảo mật khác nhau một cách đồng thời để nâng cao hệ số an toàn cho hệ thống, cũng như hạn chế thấp nhất những rủi ro trong cho mạng thông tin khi hoạt động trên Internet. Ứng dụng này thiết kế và sử dụng đầy đủ các lớp bảo mật theo tiêu chuẩn phần mềm hoạt động trên mạng Interenet đó là sử dụng lớp bảo mật trên hệ thống webserver và lớp bảo mật của riêng ứng dụng.
và thực hiện quy trình phân quyền chặt chẽ. Máy chủ webserver sẽ được cài đặt phần mềm bảo mật chuyên dụng chẳng hạn như ISA, phần mềm bức tường lửa. Các phần mềm này sẽ đảm bảo và giúp cho máy chủ webserver giảm thiểu được các tác động từ bên ngoài muốn xâm nhập vào máy chủ. Đồng thời, máy chủ webserver cũng được cài đặt các công cụ giúp cho việc giảm thiểu được tác hại của các cuộc tấn công DDoS để tê liệt băng thông của mạng, nơi mà máy chủ webserver kết nối với Internet. Như vậy, với lớp