Nghiên cứu giải pháp triển khai dịch vụ hội thảo trực tuyến đa điểm trên mạng băng rộng MAN-E docx

Tên đề tài:Học viên cao học: Kim Hồng Vi Phúc Nghiên cứu giải pháp triển khai dịch vụ hội thảo trực tuyến đa điểm trên mạng băng rộng MAN-E... Bài toán đặt ra: • Nghiên cứu giải pháp

Tên đề tài:

Học viên cao học:

Kim Hồng Vi Phúc

Nghiên cứu giải pháp triển khai dịch vụ

hội thảo trực tuyến đa điểm trên

mạng băng rộng MAN-E

NỘI DUNG

1 Giới thiệu đề tài

2 Mục tiêu của đề tài

3 Cơ sở lý thuyết

4 Nội dung và kết quả nghiên cứu

5 Kết luận và hướng phát triển của đề tài

6 Tài liệu tham khảo

GIỚI THIỆU

1 Giới thiệu chung:

• Hội thảo trực tuyến (Video

Conferencing) là một dịch vụ cho phép

tổ chức hội nghị thông qua môi trường

mạng Internet

• Nhiều lợi ích cho các tổ chức

“Chính phủ sẽ hạn chế tổ chức hội họp tập trung toàn quốc theo cách truyền thống mà tăng cường họp, hội nghị truyền hình trực tuyến từ xa Giải pháp này nhằm tiết kiệm chi phí

đi lại, ăn ở, tiết kiệm thời gian đi lại”

GIỚI THIỆU (tt)

2 Hiện trạng:

• Công nghệ mạng Internet sử dụng tại VNPT Cần Thơ -

Hậu Giang là công nghệ cũ.

• Tốn băng thông mạng khi các điểm hội nghị tăng

• Chi phí đầu tư thiết bị cao.

GIỚI THIỆU (tt)

3 Bài toán đặt ra:

• Nghiên cứu giải pháp triển khai dịch vụ mới “Dịch vụ hội thảo trực tuyến đa điểm trên mạng băng rộng MAN-E” đáp ứng các yêu cầu:

q Khắc phục các nhược điểm công nghệ mạng truyền thống

q Đáp ứng được số lượng lớn người dùng

q Giảm chi phí

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

• Đề xuất một mô hình video conferencing đa điểm sử dụng giao thức IP Multicast trên nền mạng MAN-E.

• Triển khai thử nghiệm dịch vụ video conferencing trên

hệ thống MAN-E của VNPT Cần Thơ - Hậu Giang sử dụng phần mềm mã nguồn mở

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Gồm 5 phần chính:

1. Nghiên cứu về hội thảo trực tuyến trên mạng IP

2. Nghiên cứu về các phương thức truyền dẫn trong mạng IP

3. Nghiên cứu về công nghệ MPLS

4. Nghiên cứu về công nghệ mạng MAN-E

5. Ví dụ nêu bậc ưu điểm của giải pháp IP multicast trong việc cung cấp dịch vụ IPTV

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 HỘI THẢO TRỰC TUYẾN TRÊN MẠNG IP

1 Khái niệm:

Ø Là hệ thống thông tin đa phương tiện thời gian thực

Ø Trao đổi thông tin về âm thanh, hình ảnh và dữ liệu

Lợi ích:

- Tiết kiệm chi phí

- Tiết kiệm thời gian

- Dễ triển khai

- Lưu lại được nội dung cuộc họp

- Cơ hội tiếp xúc với nhiều chuyên gia

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 HỘI THẢO TRỰC TUYẾN TRÊN MẠNG IP (tt)

2 Sơ đồ tổng thể hệ thống:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 HỘI THẢO TRỰC TUYẾN TRÊN MẠNG IP (tt)

3 Chức năng các thành phần:

q VCS (Video Conference System): thu

nhận âm thanh, hình ảnh, mã hóa và

chuyển tiếp qua mạng

q MCU (Multipoint Control Unit): có

chức năng điều khiển đa điểm, cho

phép kết nối nhiều VCS vào một

q MCU: MGC-25 hoặc MGC+50 (Polycom)

Dòng thiết bị Hãng sản xuất Giá tham khảo

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN

1 IP Unicast:

• Dạng truyền điểm – điểm

• Cấp phát tài nguyên mạng cho mỗi máy

đích

2 IP Broadcast:

• Dạng truyền điểm – đa điểm

• Gửi 01 gói tin đến tất cả các

địa chỉ Broadcast

Nhược điểm: tốn nhiều tài nguyên mạng

Nhược điểm: chỉ triển khai cục bộ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Unicast:

3.1 Giới thiệu:

• Dạng truyền điểm – đa điểm

• Kết hợp giữa phương thức Unicast và Broadcast

• máy chủ chỉ gửi một gói tin đến nhóm người dùng

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Multicast (tt):

3.2 Phương pháp chuyển tiếp lưu lượng Multicast:

a) Cây nguồn (Source-base tree):

• Là cây đơn giản, gốc là nguồn

Multicast, nhánh là đường đi theo các nút mạng đến máy thu

• Là dạng cây đường ngắn nhất

SPT (Short Path Tree)

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Multicast (tt):

3.2 Phương pháp chuyển tiếp lưu lượng Multicast (tt):

b) Cây chia sẽ (Share Tree):

• Sử dụng một Router trung

tâm làm gốc của cây phân

phối multicast

• Máy nguồn gửi gói dữ liệu

đến Router trung tâm

thông qua unicast

• Ưu điểm hơn so với cây

nguồn khi mà nhóm

multicast rải rác trên mạng

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Multicast (tt):

3.3 Giao thức quản lý nhóm multicast IGMP:

• Định kỳ, Router gửi thông điệp kiểm tra

nhóm và thành viên của nhóm Multicast

• Switch sẽ gửi thông điệp đến tất cả các

máy, ghi nhận nhóm multicast và các máy

cần nhận dữ liệu multicast trong bảng

chuyển tiếp

• Khi một máy muốn rời khỏi nhóm, nó có

thể im lặng hoặc gửi thông điệp rời khỏi

nhóm

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Multicast (tt):

3.4 Giao thức định tuyến Multicast:

a) Giao thức PIM Dense Mode (PIM-DM):

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN (tt)

3 IP Multicast (tt):

3.4 Giao thức định tuyến Multicast (tt):

b) Giao thức PIM Spare Mode (PIM-SM):

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 CÔNG NGHỆ MPLS

1 Giới thiệu:

• Là công nghệ chuyển mạch IP

• Hỗ trợ khả năng chuyển mạch tốc độ cao

• Quản lý được lưu lượng truyền tải

• Cung cấp khả năng truyền tải nhiều loại hình dịch vụ trên đường truyền

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 CÔNG NGHỆ MPLS (tt)

2 Các thành phần của MPLS:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 CÔNG NGHỆ MPLS (tt)

3 Các thành phần của MPLS (tt):

• Nhãn: cố độ dài 32bit, gán vào phần MPLS header của gói tin

và đại diện cho một nhóm chuyển tiếp tương đương FEC

• FEC: chỉ một nhóm các gói tin có chung yêu cầu truyền tải

• Tuyến chuyển mạch nhãn LSP: chính là đường đi của các FEC

• Bảng chuyển tiếp nhãn LSFT: chứa thông tin nhãn đầu vào,

đầu ra, địa chỉ điểm đến tiếp theo

• Cơ sở dữ liệu nhãn LIB: bảng thông tin định tuyến

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 CÔNG NGHỆ MPLS (tt)

4 Nguyên lý hoạt động của MPLS:

• LER vào xác định thông tin và xếp gói tin vào một lớp FEC

• MPLS Header của gói tin sẽ được chèn thêm một hoặc nhiều nhãn phía

• Các gói tin thuộc một lớp FEC sẽ sử dụng một kênh ảo gọi là chuyển mạch nhãn LSP

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 CÔNG NGHỆ MPLS (tt)

5 Quản lý lưu lượng MPLS-TE:

• Đảm bảo chất lượng dịch vụ

• kiểm soát lưu lượng, giảm tải qua các nút chuyển tiếp

• Tránh tắc nghẽn trong các tình huống đặc biệt

• Tối ưu hóa các tài nguyên mạng theo yêu cầu cho các mục đích khác nhau

• Ví dụ minh họa về MPLS-TE

và tốc độ cao, …

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

4 CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E (tt)

2 Kiến trúc mạng MAN-E:

q Lớp lõi: chịu trách nhiệm vận chuyển khối lượng lớn dữ liệu,

phải đảm bảo được độ tin cậy và nhanh chóng

q Lớp biên: xử lý dữ liệu như định tuyến, lọc gói (filtering),

truy cập mạng WAN

q Lớp biên: Quản lý truy cập dịch vụ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

4 CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E (tt)

2 Các dịch vụ trên MAN-E (tt):

• E-LINE (Ethernet LINE)

• E-LAN (Ethernet LAN)

• E-TREE (Ethernet TREE)

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5 VÍ DỤ NÊU BẬC ƯU ĐIỂM CỦA MULTICAST

1 Mô hình:

Tổng số thuê bao: 3.000 thuê bao

• SD: 2.800 thuê bao (55 kênh, mỗi kênh 05Mbps)

• HD: 200 thuê bao (05 kênh, mỗi kênh 10Mbps)

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5 VÍ DỤ NÊU BẬC ƯU ĐIỂM CỦA MULTICAST (tt)

2 Băng thông yêu cầu cho máy chủ IPTV:

Kênh truyền hình Unicast Multicast

Loại SD 2.800tb x 5Mbps/tb

= 14.000 Mbps

55 kênh x 5Mbps/kênh = 275

Mbps Loại HD 200tb x 10Mbps/tb

= 2.000 Mbps

5 kênh x 10Mbps/kênh = 50

Mbps

Tổng băng thông 16.000 Mbps 325 Mbps

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Đề xuất mô hình tổng thể cho ứng dụng

q Mô hình họp trực tuyến của UBND

q Mô hình học trực tuyến

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

• Luồng dữ liệu audio và

video tương ứng với mỗi

địa chỉ multicast

• Hỗ trợ chia dữ liệu cho hội

nghị như: PDF, Power

point, v.v…

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

3 Mô hình thực nghiệm:

• Máy chủ và trạm cài đặt

phần mềm AGT

• Môi trường mạng MAN-E,

các thiết bị Router, Switch

hỗ trợ multicast

• Yêu cầu máy tính:

- CPU P4 2,4Ghz

- RAM 512Mb

- Card âm thanh

- Micro, Webcam, loa

- Màn hình

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

4 Kết quả đạt được:

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

4 Kết quả đạt được (tt):

q Hệ thống thực nghiệm hoàn thiện, cho phép tổ chức hội thảo

trực tuyến thông qua môi trường mạng MAN-E sử dụng công nghệ IP multiast

q Hệ thống đáp ứng các yêu cầu bài toán đặt ra:

• Cho phép truyền tải tín hiệu âm thanh và hình ảnh hội thảo

• Chop phép trình chiếu tài liệu Power point, chia sẻ tập tin

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

• Chỉ tiêu 3: băng thông yêu cầu

cho máy chủ hiệu quả, không tăng khi các thành viên tăng

• Trường hợp 1 (máy chủ và 01 máy trạm): băng thông trung

bình nhỏ hơn 384kbps

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

6 Đánh giá kết quả (tt):

• Chỉ tiêu 3: băng thông

yêu cầu cho máy chủ hiệu quả, không tăng khi các thành viên tăng

• Trường hợp 2 (máy chủ và 04 máy

trạm): băng thông

trung bình yêu cầu cho máy chủ vẫn nhỏ hơn 384kbps

NỘI DUNG & KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (tt)

DEMO ỨNG DỤNG

KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:

q Về ý nghĩa thực tiễn: Giúp cho VNPT Cần Thơ - Hậu Giang có thêm

thông tin về giải pháp triển khai cung cấp các dịch vụ mới , sử dụng

phương thức truyền dẫn multicast với ưu điểm vượt trội về hiệu năng

sử dụng mạng so với phương thức truyền dẫn unicast.

q Về công tác nghiên cứu:

Ø Mô hình hội thảo trực tuyến thực nghiệm phù hợp với thực tế, có tính khả thi cao và có thể áp dụng triển khai cho mọi tổ chức

Ø Phân tích và lựa chọn phần mềm mã nguồn mở phù hợp với yêu cầu đặt ra, cho phép tiếp cận và tự xây dựng hệ thống trên nền công nghệ tiên tiến và hội tụ Tiết kiệm chi phí

Ø Là cơ sở nghiên cứu và ứng dụng các kỹ thuật mới để xây dựng bài toán khác nhau đáp ứng mọi nhu cầu của người dùng

KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Ø Các ứng dụng phục vụ quảng cáo, quảng bá sản phẩm

q Xây dựng ứng dụng trên mạng Internet sử dụng IPv6

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Ngô Bá Hùng (2005), Giáo trình mạng máy tính, Trường Đại Học Cần

Thơ, Khoa Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông.

2. Phạm Thế Quế (2009), Giáo trình mạng máy tính, Nhà xuất bản thông tin

và truyền thông.

3. Phạm Thế Quế (2008), Công nghệ mạng máy tính, Nhà xuất Bưu Điện.

4. Nguyễn Kim Sách (2000), Truyền hình số có nén và Multimedia, Nhà xuất

bản Khoa Học và Kỹ Thuật.

Tài liệu tiếng Anh

9. Alcatel Corporate Research Center (1999), IP Multicast in MPLS

12. D.Awduche, L.Berger, D.Gan, T.Li, V.Srinivasan and G.Swallow (2001),

"RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels", RFC3209

TÀI LIỆU THAM KHẢO

9. Daniel Minoli (2008), “IP Multicast with Applications to IPTV and Mobile

DVB-H”, Wiley

10. David Austerberry (2004), “The technology of Video and Audio Streaming,

Second edition”, Wiley

11. Gerard O’DrisColl (2007), Next Generation IPTV Service and

Technologies, Wiley

12. Gilbert Held (2006), “Understanding IPTV” , Wiley.

13. ITU-T Recommendation H.323 (1996), "Series H: AudioVisual and

Multimedia Systems", ITU-T

14. McGraw-Hill (2004), "Gigabit Ethernet for Metro Area Networks", Digital

Engineering Libray.

15. McGraw-Hill (2004), "Metro Area Network", Digital Engineering Libray,

Digital Engineering Libray.

16. Scott Firesstone, Thiya Ramalingam, Steve Fry (2007), "Voice and Video

Conferencing Fundamentals", Cisco System

17. Technical Specification MEF 12 (2005), “Part 2: Ehternet Service Layer”,

Metro Ethernet Forum

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Xin chân thành cám ơn Quý thầy cô