(Multimedia Communication) · Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật...
Transcript of (Multimedia Communication) · Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật...
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 1
TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN(Multimedia Communication)
Giảng viên: Trân Đăc Tôt – Khoa CNTT
Email: [email protected]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 2
NÔI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Tổng quan truyên thông đa phương tiện
Chương 2: Đặc tính, yêu cầu cua dư liệu đa phương tiện
Chương 3: Cac chuân nen dư liệu đa phương tiện
Chương 4: Truyên dư liệu đa phương tiện
Chương 5: Cac ưng dung truyên thông đa phương tiện
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 3
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 4
Muc đich:
Giới thiệu Nguyên tắc các giao thưc truyên dư liệu đa phương tiện
Trinh bay cac giao thưc thiết lập cuộc gọi,
Trinh bay cach quan ly dư liệu đa phương tiện
Yêu cầu: Sinh viên nắm vưng
Nguyên tắc các giao thưc truyên dư liệu đa phương tiện.
Các giao thưc streaming chuyên biệt
Các giao thưc thiết lập cuộc gọi.
Cach quan ly dư liệu đa phương tiện
MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 5
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 6
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Mạng hệ thống truyên thông đa phương tiện cần đap ưng yêu
cầu có số lượng thuê bao lớn (ví du mạng điện thoại,
Internet,…), diện rộng và kha năng tương tác thời gian thực
Yêu cầu truyên thông phai kết hợp truyên nhiêu loại thông tin
có đặc tính vật lý khác nhau trên cùng một đường truyên
Ảnh, video, âm thanh tiếng nói, văn ban, có dai phổ rất
khác nhau và có yêu cầu khác nhau vê tốc độ, độ trễ
Kỹ thuật truyên video có khác nhau theo yêu cầu ưng
dung…
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 7
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Các vấn đề của hệ thống truyền số liệu đa phương tiện
Xử lý dư liệu đa phương tiện: mã hóa nén, đồng bộ
Chồng đa thưc, đóng gói DL, KT truyên dòng dư liệu
Yêu cầu vê giá thành kha thi và đam bao chất lượng QoS
tại máy người dùng cam nhận thông tin
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 8
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 9
Giới thiệu các công nghệ đường truyền số liệu đa phương tiện
ADSL (Asymmentrical Digital Subscriber Line)
FTTH
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 10
ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)
Tốc độ truyên không đối xưng
Đường truyên vật lý: cáp đôi dây đồng xoắn (Twisted-pair
copper wire).
Truyên video, âm thanh, anh theo một chiêu, các tín hiệu điêu
khiển được truyên theo chiêu ngược lại trên cùng một đường
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 14
Các công nghệ đường truyền vật lý
Twisted-pair copper wire: Cáp đôi dây đồng xoắn, khi kết hợp
với các vi mạch VLSI và VHSIC cho phép thực hiện bằng mạch
cưng các chưc năng: mã hóa, điêu chế, truyên dư liệu, nhận
giai điêu chế, giai mã tín hiệu số và lọc nhiễu sửa méo khi
truyên, đạt tốc độ truyên cao.
Cáp đồng truc (Coaxial cable): CATV (Community Access TV
system), dai tần rộng (Broadband), hệ thống truyên hình
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 15
Các công nghệ đường truyền vật lý
ATS (Anolog Transmission System): Hệ thống truyên tín
hiệu liên tuc video trên đường truyên dai tần hẹp
Ưu điểm: Thực hiện đơn gian, giá thành rẻ, trên mộtđường truyên đồng thời 2 dòng, dòng tín hiệu video và tínhiệu đồng bộ, dễ dàng truy cập vào hệ CATV, truyênkhoang cách xa.
Nhược điểm: Cần thêm tầng khuếch đại khi ở khoang cáchxa, khó tương thích các hệ thống số, đơn vị đầu cuối phaixác định
Mạng cáp quang (fiber optic cable): FDDI, SONET
Mạng không dây (Wireless): Truyên sóng radio, sóng viba
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 16
Công nghệ mạng truyền dữ liệu đa phương tiện
FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Frame Relay
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 17
FDDI
Công nghệ FDDI: Chuân cho các mạng cáp quang, dùng cho mạng LAN,MAN, WAN, theo chuân ISO 9314
Các đặc tính cua công nghệ mạng FDDI
Thông lượng lớn
Kiến trúc mạng vòng kép, các kiểu mạng Ethernet, Token-Ring,
DECNet, TCP/IP
Phương pháp truy cập có điêu khiển: Dùng thẻ bài
Đường kính một vòng khoang 31 km, khoang cách lớn giưa hai nút là 2
km
Địa chỉ: 16 bit, 48 bit, chuân IEEE 802.2
Giao thưc chu yếu: TCP/IP
Mã dư liệu: 4B/5b-NRZI
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 18
Mạng FDDI
Kiến trúc mạng FDDI
Tầng quan lý gồm 2 tầng con: PMD (Physical Medium
Dependent) và PHY (PHY sucal layer protocol)
Tầng liên kết dư liệu gồm 2 tầng con: MAC (Medium Access
Control) và LLC (Logical Link Control)
Tầng quan lý trạm SMT (Station Management): Quan lý hai
kiểu dịch vu: đồng bộ/không đồng bộ
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 19
Mạng FDDI
Mạng FDDI và vấn đề truyền thông đa phương tiện
Với thông lượng 100 Mb/s, mạng FDDI có thể truyên số
liệu đa phương tiện nhưng bị hạn chế va không phai luôn
luôn đam bao tốc độ theo yêu cầu
Trong kiểu truyên đồng bộ, thời gian truy nhập chậm
Giá thành “backbone” cao
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 20
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Mạng ATM và vấn đề truyền thông đa phương tiện
Mạng ATM kết hợp với công nghệ mạng B-ISDN
(Broadband Integrated Services Digital Network) nhằm
thực hiện dồn kênh và chuyển mạch với tốc độ cao, độ trễ
nhỏ
Mạng ATM cho phép đap ưng với yêu cầu truyên thông đa
phương tiện vì có kha năng truyên mọi loại dư liệu thông
tin, tốc độ truyên và xử lý cao, đạt tới thông lượng vài trăm
Mb/s
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 21
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Kiến trúc mạng ATM
Mạng ATM bao gồm tập hợp các nút đầu cuối CPF và các
trung gian chuyển mạch ATM (ATM Switches), được kết nối
theo nguyên tắc điểm-điểm và điểm-đa điểm
Có 2 loại giao diện: UNI (User-to-Network Interface) và
NNI (Network-to-Network Interface), tham số VPI để định
danh đường ao, tham số VCI để định danh kênh ao
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 23
Kiến trúc mạng ATM
Tế bào ATM: Đơn vị dư liệu truyên với kích thước cố định là 48 byte + 5
byte thông tin điêu khiển, tế bào UNI khác với NNI
Kết nối: Công nghệ truyên theo kiểu “hướng kết nối”
Kết nối trong mạng được thực hiện bởi VC (Virtual Chanel) và VP
(Virtual Path) dự trên các chuyển mạch nhanh ATM Switch
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 24
Truyền số liệu trong mạng ATM
Nguyên tắc thiết lập kết nối
Thiết bị đầu cuối N1 gửi yêu cầu đến UNI, UNI truyên yêu
cầu đến mạng
Gia thiết mạng chọn đường A-B-C-D: Mỗi nút sẽ dùng
nhưng VC mà hiện không sử dung để kết nối, ví du A chọn
VC1, tế bào dư liệu từ N1 sẽ mang nhãn VC1 khi đi ra khỏi
A
Nút A gửi tế bào dư liệu tới B, B sẽ thay đổi VC1 thành VC2
và gửi tới C
Tại nút C, VC2 được kết hợp với VC3 và gửi đến D
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 25
Truyền số liệu trong mạng ATM
Nguyên tắc thiết lập kết nối
Tại nút D, VC3 được kết hợp với VC4, nút D sẽ kiểm tra
thiết bị đầu cuối N2, nếu UNI cua N2 rỗi thì tế bào được
mang nhãn VC4 để gửi đến N2. Như vậy N2 sẽ dùng VC4
để kết nối với nút D
D sẽ gửi lại tế bào đến C, C kết hợp VC4 với VC3 gửi đến B,
B kết hợp VC3 với VC2 gửi đến A, A kết hợp VC2 với VC1
chuyển đến N1. Như vậy sự kết nối giưa N1 và N2 được
thiết lập
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 26
Truyền số liệu trong mạng ATM (tiếp)
Khi kết nối được thiết lập, N1 gửi số liệu tới đường truyên vàcác giá trị tham số VCI/ VPI được tra tự do để phuc vu cho kếtnối khác
Khi đường kết nối được thiết lập, tất ca các tế bào được
truyên liên tiếp trên cùng một kênh ao, đam bao các tế bào
được truyên theo trình tự liên tiếp đến nơi nhận
Các tham số cua chất lượng dịch vu truyên: Tốc độ truyên
dẫn, mưc độ mất tế bào, độ trễ, độ trễ biến thiên
Vẫn có thể xay ra tắc nghẽn mạch trong mạng ATM
Đường truyên vật lý: SONET/SDH
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 27
Kỹ thuật Frame Relay
Đơn vị dư liệu truyên có kích thước thay đổi, gọi là frame,
khuôn dạng cua Frame Relay gần giống frame HDLC, khác ở
phần thông tin điêu khiển
Thông lượng: 2 Mb/s, có thể dùng cho truyên thông đa
phương tiện
Tại mỗi nút mạng có chương trình điêu khiển “Frame hanler”
thực hiện chọn đường đơn gian, nhanh cho các frame và thực
hiện phát hiện lỗi. Việc sửa lỗi được thực hiện tại nút đich
Vấn đê tắc nghẽn đường truyên
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 28
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 29
Multimedia Streaming?
Streaming Server Client/Receiver
Storage Device
Compressed
Video
Compressed
Audio
Multimedia
Streaming
Protocols
Transport
Protocols
Raw
Video
Raw
Audio
Internet
Video
Decoder
Multimedia
Streaming
Protocols
Transport
Protocols
Audio
Decoder
• Multimedia Streaming: Clients request audio/video files from servers and pipeline reception over the network and display
User’s perspective:
• Quick start without waiting for
full download.
•Coming continuously without
interruption.
•VCR operation (pause, resume,
fast forward, rewind, etc.)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 30
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Cac giao thưc trên mạng IP: TCP, UDP
Giao thưc truyên thông thời gian thực
RTP: Real time Tranfer Protocol
RTCP: Real time Control Protocol
Protocole RTSP: Real time Streaming Protocol
RSVP: Real time Reservation Protocol
SAP: Session Announcement Protocol
SDP: Session Description Protocol
SIP: Session Initiation Protocol
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 31
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Cac giao thưc khac
TP5
TP++
XTP (eXpress Transport Protocol)
NETBLT (NETwork Block Transfert) - MIT
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 32
Phân loại các giao thức truyền thông đa phương tiện
Phân chia theo tâng
Tầng ưng dung: RTP/RTCP, SIP, SAP, RTSP,…
Tầng truyên tai: TCP, UDP
Tầng mạng: IP
Phân loại theo chức năng
Cac giao thưc truyên dư liệu: RTP, RTSP
Cac giao thưc điêu khiển: RTCP, RTSP, SIP
Chông giao thức va chuân
H323, SIP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 33
Khung giao thức truyền thông đa phương tiện
Internet
Compressed
Video/Audio
IPv4, IPv6
UDP
RTP Layer
Data Plane Control Plane
RTCP Layer RTSP Layer
TCP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 34
Giao thức truyền thông thời gian thưc RTP/RTCP
Giao thưc RTP/RTCP la cặp giao thưc ở tầng ưng dung, chạy
trên nên UDP/IP
Được thiết kế bởi tổ chưc IETF va hiện nay đa trở thanh chuân
khuyến nghị ITU-H323 cho hội nghị đa phương tiện.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 35
RTP được thiết kế phiên ban đầu năm 1992
RTP được thiết kế độc lập với các giao thưc ở tầng thấp hơn.
Trên Internet các gói tin RTP được chuyển đi bằng giao thưc UDP.
Có thể thực hiện dồn (multiplexing) nhiêu luồng dư liệu RTP trong 1 máy
(mỗi luồng dùng 1 cổng UDP).
RTP cũng hỗ trợ ca vận chuyển đơn tuyến (unicast) và vận chuyển đa
tuyến (multicast) như IP multicast.
RTP định nghĩa một giao thưc điêu khiển gọi là RTCP (RTP control
protocol) để cung cấp các chưc năng điêu khiển như: đồng bộ hóa, báo
cáo thống kê gói tin nhận vê,…..
Giao thức Realtime Transport Protocol (RTP)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 36
• V: là số phiên ban. với phiên ban hiện tại V=2.
• P là bit padding, bit này bật khi có padding bytes.
• Bit X được bật nếu có 1 header mở rộng sau header cố định này.
• CC là số lượng contributing source identifier sau header cố định này.
• M được dùng như 1 bộ phận đanh dấu, định nghĩa bởi 1 profile
• PT là kiểu cua payload, được định nghĩa trong profile.
Giao thức Realtime Transport Protocol (RTP)
Định dạng của gói tin RTP header.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 37
RSTP là giao thưc ở tầng application được thiết kế để điêu khiển sự truyên
dư liệu đa phương tiện (như play, pause, seek) với thông tin thời gian đi
kèm (như audio, video).
Giao thưc này độc lập với các giao thưc ở tầng thấp hơn, do đó nó có thể
được thực hiện trên TCP hoặc UDP hoặc giao thưc khác ở tầng giao vận.
Cú pháp cua RSTP gần giống như cú pháp cua HTTP/1.1, do đó dễ thực
hiện và triển khai. Tuy nhiên nó có một số điểm khác nhau quan trọng:
Thư nhất: RSTP là giao thưc stateful, do đó yêu cầu client duy trì
thông tin vê phiên streaming qua các request RSTP.
Thư hai: ca RSTP client và server đêu có thể đưa ra RSTP request.
Giao thức Real-time Transport Control Protocol (RTCP)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 38
Giao thức Real-time Transport Control Protocol (RTCP)
Giao thức trao đổi trong một phiên streaming media
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 39
Real Time Streaming Protocol (RTSP)
SETUP rtsp://xxxxxxxxx:554/rtsp.wav/streamid=0 RTSP/1.0
CSeq: 3
Transport: rtp/avp;unicast;client_port=6970-6971
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 3
Date: Thu, 29 May 2003 19:30:44 GMT
Session: 9978-3
Transport: rtp/avp;unicast;client_port=6970 6971;server_port=10620-10621
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 41
Quality of Service – Use of RSVP
AccessAccess
Backbone
Diffserv Region
Per flow policing
DSCP marking Classify & schedule
based on DSCP
RSVP signalling
Trust Boundary
RSVP is used for signaling end to end
(admission control based on bandwidth, QOS requirements)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 43
Chuân H.323 cung cấp một cơ sở cho các cuộc liên lạc audio, video, và dư
liệu khác xuyên qua các mạng nên tang IP, bao gồm ca Internet.
Ban đặc ta kỹ thuật H.323 được thông qua vào năm 1996 bởi ITU. Và có
nhiêu phiên ban, phiên ban thư 7 được thông qua vào năm 2009.
H.323 thiết lập các chuân nén và giai nén cho các luồng dư iệu audio và
video, đam bao rằng các thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau sẽ có sự
hỗ trợ chung ở một phạm vi nào đó.
H.323 được thiết kế để chạy ở tầng trên cùng cua các hạ tầng mạng
thông dung.
Giao thức H323
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 44
H.323 không bị trói buộc vào bất kỳ phần cưng hoặc hệ điêu hành nào.
H.323 có thể hỗ trợ các hội nghị gồm ba hoặc nhiêu hơn các điểm tham
gia mà không cần một đơn vị điêu khiển đa điểm (multipoint control unit –
MCU) chuyên biệt.
H.323 đưa ra cách giai quyết vấn đê băng thông khi truyên Video va audio
bằng cách cung cấp sự quan lý băng thông.
H.323 hỗ trợ truyên gửi multicast trong các hội nghị đa điểm.
H.323 rất linh hoạt va hỗ trợ tốt cac hội nghị liên mạng.
Ví du, H.323 thiết lập một phương tiện liên kết các hệ thống destop trên
mạng LAN với nhóm các hệ thống trên nên tang ISDN
Giao thức H323
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 45
Giao thức H323
H .323
Terminal
H .323
MCU
H .323
Gatekeeper
H .323
Terminal
H .323
Terminal
H .323
Gateway
GSTN B - ISDNN - ISDNGuaranteed
QOS LAN
V.70
Terminal
H.324
Terminal
Speech
Terminal
H.322
Terminal
Speech
Terminal
H.320
Terminal
H.321
Terminal
H.321
Terminal
H.323
H.310 Terminal
operating in
H.321 mode
Mô hình tổng quan kiến trúc H.323
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 46
Giao thức H323
Mô hình lý thuyết hoàn chỉnh của ngăn xếp giao thức chứa trong H.323 terminal
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 47
Giao thưc H.225 phuc vu trong quá trình thiết lập và huy bỏ cuộc gọi.
Giao thưc H.225 RAS (Registration/Admision/Status) thực hiện các chưc
năng đăng ký, thu nhận, … với gatekeeper.
Giao thưc Q.931 là giao thưc báo tín hiệu cuộc gọi được kế thừa từ mạng
PSTN. Việc sử dung giao thưc này giúp việc hoạt động tương tác giưa
mạng chuyển gói mà H.323 hỗ trợ với mạng PSTN được dễ dàng hơn.
Giao thưc RTP/RTCP để truyên và quan lý các luồng audio, video,… Một
terminal H.323 cũng có thể được trang bị thêm các tính năng như:
Mã hóa và giai mã các tính hiệu audio, video.
Hỗ trợ giao thưc T.120 phuc vu trao đổi thông tin số liệu.
Tương thích với MCU để hỗ trợ các cuộc gọi hay hội nghị đa điểm.
Giao thức H323
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 48
Session Initiation Protocol (SIP) là một giao thưc tín hiệu (signaling
protocol) định nghĩa bởi Internet Engineering Task Force (IETF - 1996),
Được sử dung rộng rãi cho việc điêu khiển các phiên liên lạc đa phương
tiện như là các cuộc gọi thoại và video trên giao thưc IP.
SIP: Session Initiation Protocol [RFC 3261]
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 49
SIP là giao thưc ở tầng ưng dung (Application Layer) theo mô hinh OSI để
thiết lập phiên truyên thông bao gồm:
Định vị đich (user location)
Xac định kha năng (user capability)
Xac định đich săn sang va tham số truyên tai dư liệu media (user
availabilty)
Mở phiên thiết lập cuộc gọi (call setup)
Quan ly phiên (Session management)
Xử ly cuộc gọi (call hadling)
Kết thuc phiên (session close)
SIP: Session Initiation Protocol [RFC 3261]
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 50
Ban thân SIP không định nghĩa toan bộ giao thưc truyên thông, SIP được
thiết kế dưới dạng cac thanh phần cho phep kết hợp với cac giao thưc
khac để tạo nên kiến truc truyên thông hoan chỉnh
SIP được kết hợp với DNS, RTP/RTCP, SRVP, SDP,…
SIP được thiết kế độc lập với tầng vận chuyển (Transport layer) va không
quan tâm tới dư liệu.
SIP sử dung chu yếu UDP, hoạt động trên nên IPv4 va IPv6
SIP: Session Initiation Protocol [RFC 3261]
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 51
Kiến truc gồm 2 thanh phần cơ ban:
User Agent (UA)
User Agent Server (UAS): server nhận, xử ly cac yêu cầu
User Agent Client (UAC): Client người dung, sinh cac yêu cầu
Network Server (NS)
Proxy Server (PS): nhận va xử ly trước khi tiếp tuc truyên
Redirect Server (RS): gởi cac yêu cầu đến PS gần nhất
Location Server (LS): server định vị, cung cấp cach xac định địa chỉ
miên va người dung
Registration Server (RG): server đăng ky
Các thanh phân kiến trúc hệ thống SIP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 53
Hoạt động cua SIP dựa trên việc trao đổi cac thông điệp ban tin
(message) giưa cac thực thể trong hệ thống cac ban tin dưới dạng văn
ban text tuân theo định dạng RFC 2822 tương tự HTTP
Địa chỉ SIP có định dạng: sip: user@domain
User: tên hoặc số điện thoại
Domain: tên miên hoặc địa chỉ IP
VD:
SIP: [email protected]
SIP: [email protected]
SIP: [email protected]
Thông điệp SIP
MESSAGE sip:[email protected] SIP/2.0Via SIP/2.0/UDP lab.mendeleev.org:5060;branch=z9hG4bK3Max-Forwards: 70To: <[email protected]>From: “D. I. Mendeleev” <[email protected]>;tag=1865Call-ID: 93847197172049343CSeq: 5634 MESSAGESubject: First RowContact: <sip:[email protected]>Content-Type: text/plainContent-Length: 10
Ví dụ một bản tin MESSAGE
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 55
Thiết lập cuộc goi qua Proxy SIP server
1. User initiates a call by dialing a Called Party address digits.
2. PSTN formulates an ISUP Initial Address Message (lAM) and
sends it to the Signaling Gateway.
3. Signaling Gateway converts the IAM to a SIP Invite message
and sends to the SIP Proxy Server corresponding to the Called
Party.
4. SIP Proxy Server forwards the SIP Invite message to the Called
Party User Device.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 56
Thiết lập cuộc goi qua Proxy SIP server
5. User Device starts ringing and responds to the SIP Proxy
Server with SIP 180 Ringing message.
6. SIP Proxy Server forwards the SIP 180 Ringing message to the
Signaling Gateway.
7. Signaling Gateway converts the SIP 180 Ringing message to an
ISUP Address Complete Message (ACM) and sends it to the PSTN.
8. PSTN then sets up the Time Division Multiplexing (TDM) Voice
path to the Media Gateway.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 57
Thiết lập cuộc goi qua Proxy SIP server
9. Media Gateway converts the TDM Voice path to the RTP
stream in IP and sets up the RTP path to the User Device.
10. When Called Party answers the call, the Called Party User
Device sends a SIP 200 OK message to the SIP Proxy Server.
11. SIP Proxy Server forwards the SIP 200 OK message to the
Signaling Gateway.
12. Signaling Gateway converts the SIP 200 OK message to an
ISUP Answer Message (ANM) and sends it to the PSTN
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 60
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 61
Phương pháp truyền File (Download and Play) – phương
phap kinh điển (Traditional DBMS): toan bộ dư liệu audio-
video được tich hợp va lưu trư trong khuôn dạng file, toan bộ
file phai được truyên tai “Download” đến nơi nhận trước khi
trinh diễn (play back).
Truyền (download) luy tuyến (Progressive Download
File/Decompression): Download va truyên dần dần cac
thanh phần va thể hiện
Kỹ thuật truyền dữ liệu đa phương tiện
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 62
Dòng dữ liệu (Data Streaming – DSMS) từ Server được nen,
đóng gói va được truyên đi liên tuc khi có cac yêu cầu truy
cập dư liệu video-audio, phia Client nhận dư liệu mở gói, giai
ma, trinh diễn liên tuc ngay trong qua trinh đang truyên dong
va đam bao thời gian thực khi thể hiện trinh diễn.
Phương pháp truyền trang: ở mỗi thời điểm (Page at
time): cac trang dư liệu được truyên liên tiếp theo yêu cầu
Client nhận.
Kỹ thuật truyền dữ liệu đa phương tiện
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 63
Khái niệm
Truyên dong dư liệu la kỹ thuật truyên dư liệu ma trong đó
dư liệu được client nhận va hiển thị một cach liên tuc,
đồng thời với qua trinh gởi từ phia server.
Ơ phia server, dong dư liệu được đưa vao mạng như một
dong chay liên tuc gồm cac gói dư liệu có thư tự. Dư liệu
được đưa vao mạng như một dong liên tuc với cac kỹ
thuật đóng gói dư liệu va nhịp truyên
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu (Data Streaming)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 64
Kỹ thuật truyền dòng (Data Streaming)
Cấu truc hệ thống sử dung “Streaming Server”.
Sử dung giao thưc UDP
Qua trinh truyên dư liệu đồng thời với qua trinh trinh diễn
tại nơi nhận
Truyên dư liệu với tốc độ phu hợp tốc độ trinh diễn file.
Dư liệu trinh diễn xong không lưu trư ở thiết bị vật ly
Kỹ thuật truyền dòng dữ liệu (Data Streaming)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 68
Tranditional DBMS – data stored in finite, persistent data sets
Data Streaming-DSMS (Data Stream Management Syetem): data
input network as continuous, ordered data streams
Cac kỹ thuật nên:
Xử ly dư liệu: nen dư liệu, đồng bộ, tich hợp dư liệu
Phân gói dư liệu (ALF – Application Level Framing)
NDU (Network data unit)
ADU (Application data unit)
Tạo dong cac gói dư liệu, đưa lên mạng liên tuc theo nhịp
Phương thưc truyên: Unicast, Multicast
Chất lượng dịch vu – QoS truyên thông đa phương tiện.
Các vấn đề kỹ thuật trong truyền dòng dữ liệu (Data Streaming)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 69
Ưu điểm của Streaming qua HTTP:
Thư nhất: Khi webserver được dùng để phuc vu nội dung đa phương
tiện, nhà cung cấp dịch vu không cần phai đầu tư thêm media server
chuyên dung.
Thư hai: việc triển khai đơn gian và lưu lượng mạng được coi như lưu
lượng cua dịch vu web và cho phép nó trở nên trong suốt với firewall
và gateway.
Thư ba: với sự hỗ trợ dịch vu HTTP rộng rãi giúp nâng cao tính tương
thích với các ưng dung client. Hầu hết các chương trình media player
hỗ trợ thêm pseudo-streaming qua giao thưc HTTP/TCP ngoài giao
thưc streaming cua riêng nó.
Truyền dòng dữ liệu với HTTP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 70
Nhươc điểm của Streaming qua HTTP:
Nhược điểm cua việc streaming qua HTTP/TCP là hiệu năng
(performance).
Truyền dòng dữ liệu với HTTP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 71
Streaming với băng thông va lưu trữ
Băng thông rộng tốc độ từ 2,5 Mbit /s trở lên được khuyến khích cho việcstreaming phim điện anh.
Ví du: AppleTV, GoogleTV hoặc SonyTV Blu-ray Disc Player, sử dung khoang10 Mbit/s cho các nội dung độ nét cao HD.
Kích thước lưu trư Streaming media được tính bằng băng thông đểStreaming và chiêu dài cua các tập tin Media, bằng cách sử dung công thưcsau đây (cho một người dùng duy nhất và tập tin):
Kích thước lưu trữ (MB) = chiều dài (tính bằng giây) × tỷ lệbit (bit / s) / (8 × 1024 × 1024)
Ví du:
Một giờ video được mã hóa ở 300 kbit /s (đây là băng thông video điển hìnhvà nó thường được mã hóa 320 x 240 điểm anh) sẽ là:
(3.600 s × 300.000 bit / s) / (8 × 1024 × 1024) yêu cầu dung lượng lưu trưkhoang 128 MB.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 72
Streaming với băng thông va lưu trữ
Ví du(tt):
Nếu tập tin được lưu trư trên một máy chu cho việc streaming theo yêucầu và được xem bởi 1.000 người cùng một lúc bằng cách sử dung mộtgiao thưc Unicast, yêu cầu là:
300 kbit/s × 1000 = 300.000 kbit/s = 300 Mbit/s cua băng thông.
Điêu này tương đương với khoang 135 GB cho mỗi giờ. Sử dung giao thưcMulticast server sẽ gửi ra chỉ một luồng đơn(thông thường) cho tất cangười dùng. Do đó, việc Stream như vậy sẽ chỉ sử dung 300 kbit/s băngthông.
Gia định: tốc độ mã hóa là 500 kbit/s. Nếu chương trình kéo dài 3 giờ với3.000 người xem:
Từ công thưc: Số MBs chuyển = tốc độ mã hóa(bit/s) x số giây x số lượngngười xem / (8 * 1024 * 1024)
-> Số MBs chuyển = 500 x 1024 (bit/s) × 3 × 3600 (= 3 giờ) × 3.000 (ngườixem) / (8 * 1024 * 1024) = 1.977.539 MB.
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 73
TCP là giao thức đươc dùng bởi hâu hết các ứng dụng Internet
như WWW, FTP, telnet, …
Đây là giao thức hướng kết nối và trong đó bao gôm các thành
phân: điều khiển lỗi, điều khiển luông, tránh tắc nghẽn.
Truyền dòng dữ liệu dùng giao thức TCP/UDP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 74
Giao thức UDP (User Datagaram Protocol) không gặp phải các
vấn đề như TCP do tính đơn giản của nó:
UDP không có bộ điêu khiển nghẽn, điêu khiển lỗi, điêu khiển luồng.
UDP không gây trễ thêm (bỏ qua thời gian xử lý và việc trễ gói tin)
như các thuật toán điêu khiển luồng, điêu khiển nghẽn cua TCP,
UDP thích hợp trong việc truyên các dư liệu đa phương tiện nhạy cam
thời gian.
Truyền dòng dữ liệu dùng giao thức TCP/UDP
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 75
Truyền dòng va truyền luy tuyến la hai khai niệm dễ gây
nhầm lẫn đối với người dung xem phim online trên Web.
Progressive Download
Dung Web server. File được luu trư trong Web Server.
Giao thưc HTTP được sử dung để truyên thông giưa Client
va Server (sử dung Web Browser).
Truyền luy tuyến Streaming vs. Progressive Download
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 76
Progressive Download (Tiếp theo)
Sử dung giao thưc TCP.
Truyên với tốc độ tốt nhất có thể phu thuộc mạng.
File được Download dần từng phần kết hợp với trinh diễn
File chỉ được trinh diễn khi đa nhận đu một lượng nhất
định nao đấy (thường được quy định bởi Web Browser
hoặc MediaPlayer).
Truyền luy tuyến Streaming vs. Progressive Download
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 77
Sử dung băng thông hiệu qua hơn: Không cần truyên lại,
không sử dung cơ chế thăm do tắc nghẽn (truyên từ tốc độ
thấp rồi tăng dần).
Chất lượng cam nhận audio va video đến người dung tốt hơn:
Khi xay ra tắc nghẽn, Server có thể giư nguyên dong audio,
giam dong video để tranh tắc nghẽn. Mặt khac gói tin UDP
được ưu tiên cao hơn so với TCP nên cũng hạn chế ngắt
quang phia người dung.
Ưu điểm của “Streaming” so với “Progressive Download File”
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 78
Hỗ trợ truyên thông tương tac thời gian thực: Window Media
Services có thể hỗ trợ cac tinh năng như VCR control (Fast-
forwad, Seek, Rewind), truyên hinh trực tiếp, Multicast. Đây
la nhưng tinh năng khó thực hiện bằng Web Server.
Chi phi thấp hơn khi phuc vu số lượng lớn người dung
Bao vệ ban quyên: khi truyên lũy tiến, file được lưu lại trong
một thư muc tạm thời nên người dung có thể coppy hoặc
xem lại. Với truyên dong người dung không thể coppy va
muốn xem lại thi phai Request Server truyên lại.
Ưu điểm của “Streaming” so với “Progressive Download File”
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 79
CHƯƠNG 4: TRUYỀN DƯ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN
Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP
Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao
Các giao thức truyền thông đa phương tiện
Kỹ thuật truyền dữ liệu đa phương tiện
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 80
Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast)
Unicast_streaming
Multicast streaming
Chương 4: Truyên dư liêu đa phương tiên … 82
References
Một số nội dung môn hoc đươc tham khảo từ:
Jerry D. Gibson, Multimedia Communications, Academic Press, 2001.
PGS.TS Nguyễn Thị Hoang Lan, Bai giang Truyên thông đa phương tiện,
Viện CNTT & TT - ĐHBK Ha Nội.