Luận văn dịch vụ video theo yêu cầu dựa trên local proxy model

- Trong phương pháp dựa trên unicast, có 3 cách để phản phổi viđeo streaming que Inlernel: tập trung, Proxy và mạng phân phới nội dụng CN +Trong phương pháp tập trung, một Server với băn

Lê Thị Trang

DỊCH VỤ VIDEO THÉO YÊU CÂU DỰA

TREN LOCAL PROXY MODEL

LUẬN VĂN TIIẠC 8Ÿ KỸ THUẬT

Ngành: Công nghệ thông tin

Hà Nội — Năm 2015

BO GIAO DUC VA DAO TAO |

G BAL HOC BACH KHOA HA NOL

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

LUAN VĂN THAC SỸ KỸ THUẬT

Ngành: Công nghệ thông tin

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Hà Quốc Trung,

lià Nội Năm 2015

CỘNG HÒA XÃ IIỘI CHỦ NGIĨA VIET NAM

Độc lập — Tự đơ — [lạnh phúc

BẢN XÁC NIIẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giá luận văn: Lê thị Trang

Dễ tài luận văn: Dịch vụ video theo yêu cầu dựa trên Local Proxy model

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

Mã số SV: CB120118

Tac gia, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng châm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bố sung luận văn theo biên bản họp Hội đông ngày 25 tháng 4 năm 2015 với các nổi dụng sau:

~ Làm rõ tham khảo luận văn cữa năm trước

“Tác giả đá đền trich din tài liệu tham khảo tại mục 2.2.1 ở trang 16, mục 4.2.1 ở trạng số

me 4.2.3 6 trang 6 37

Âm rõ tham khảo các công trình, tải Hiệu tham khảo

"Tác giả đã trích dẫn đến tài liệu tham khảo tại mục 2.1.1 ở trang số 11, mục 3.4 ở trang 28

"Tác giả đã chỉ ra ang phan sit dung lại, những phân tác giả xây dựng phát triển tai amc 5.1 ở trang

Tic gia dã tình bay tai mục 3.3 ở trang số 26, 27, 28 và inụo 5.1 ở trang số 46, 47

- Mã tả cải đặt chương trinh thứ nghiệm

"Tác giả đã trình bày tại me 5.L ở trang số 46, 47

Giáo viên hưởng din Tác giả lưận văn

PGS.TS Hà Quốc Trung Lê Thị Trang

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.1S Nguyễn Thị Hoàng Lan

ĐANH MỤC HÌNH VẼ 6 ĐANH MỤC BẰNG BIELT - - - 7

CHƯƠNG 1 - TÔNG QUAN c ieneeeerrue senseorrseoouf

22 Mé kink mạng ngàng hàng Peer to Peer

2.2.2 Ưu, nhược điểm của mô hình Peer to Peer

%2 Thành phần hệ thẳng video theo yêu cu

3.2.4 Giao thức sử dụng trong hệ thống VoD ô mô hình Cheni-Bervr, 25

3.3 Kiển trúc của hệ thống

34 Một số diễm tôn tại của dịch vụ video theo yêu câu

CHƯƠNG 4- TIIÉT KŨ ỨNG DỤNG TITEO MÔ HÏNI LOCAL FROXY 31

4.2.3 Phân tích các module trong ứng dụng theo mô hình Local Proxy 36

4.2.3 Giao thức sử dụng trong hé théng P2P cesses SO

43 Thiét ké chi tiết các chức năng của ứng dụng theo mô hình Local Proxy 38

4.3.1 Chức nắng Đăng ký - - 38 4.3.2 Chức nắng Đăng nhập - 40 4.3.3 Chức nắng Upload ăn ieneenrreirrrasso.4T 4.3.4 Chức nắng Search coninneieirririrrriarsarioeo.42 4.3.5 Chức năng Play 44

GHƯƠNG 5 ~ CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH VẢ ĐÁNH GIÁ THỨ NGHIỀM 46

$1 Cài đặt chương trình

32 Gian điện chương trần

3.2.2 Form chức năng neo dsssaaoar/TR

43 Thứ nghiệm

3.3.2 Kết quả thử nghiệm - - 5

5.4, Kat ludn va Incdng phat triển

LIỆU THAM KHẢO

LOT CAM DOAN

Ladin vin thas si “Dich vu video theo yéu cầu dựa trén Local Proxy model”,

chuyên ngành Công nghệ thông tin la công trình của cả nhân tôi dưới sự hưởng dan của PGS.TS.Hà Quốc Trung Các nội dung nghiên cứu và kết quả trình bày trong

luận văn là trưng thực rõ ràng, Các tài liệu thưưm khảo, nội dụng trích dẫu đã ghi rõ

nguồn gốc

1Hà Nội, ngày 10 tháng G4 năm 2015

Tac giả luận văn

Lé Thi Trang

LOT CAM ON

Fim xin gitt lai cám ơn sâu

tới PGS.TS Hà Quốc Trang, ngudi dé tan tinh

hưởng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn nảy

Tìm cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới quý thây cô viện Công nghệ thông,

tm và tuyển thông, viện Pao tao sau đại học đã truyền day những kiến thức quy

bứu trong khoá học nảy

Cuối cùng, em xin gửi lời cám em tới gia đỉnh, bạn bẻ, cơ quan công tác đã

giúp đố em trong quá trình thực hiện luận vẫn nảy

Hà Nội, ngày 10 tháng 0# năm 2015

Tiaoc viên

Lé Thi Trang

2 | ContentDelivery Network Mạng phản phátnội dụng

3 | Video on Demand Video theo yéu cau

A | Real Time Streaming Protocol Giao thức mạng diéu khién qua trinh

streaming video hay streaming audio

5 | Real-time Transport Protocol Giao thức chuấn định đạng cho gói tin

video hay audio được truyền trên mang

6 | Real Time Transport Control Giao thức điểu khiến truyền tải thời gian

7 | Distributed Hash Table Bang băm phản tán

8 _ | Streaming video Kỹ thuật truyền luỏng video

9 | Play ‘Trinh chiếu

12 | Upload Tái Ble lên hệ thống,

13 | Search Tìm kiểm trên hệ thông

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Mô hình Client-Server

Tlinh 2 Mé hinh Peer to Peer

Hình 3 Mé hinh Local Proxy

Hình 4 Một phiên làm việc dựa trên giao thức RTSP

Linh 5, Kiém trúc hệ thống it eeierrrree

Tình 6 Mô hình hoạt động Lỗng quát của hệ thống,

Hình 7 Các thành phần hệ thống theo mỏ hinh Local Proxy

Tĩinh 8 Quy trình Dăng kỹ nneenreereiee Hình 9 Quy trình Đăng nhập

Hinh 10 Quy trinh Upload video

Tlinh 11 Quy trinh tim kiém video

Hinh 12 Quy trinh xem video

linh 13 Cái đặt hệ thống theo mỏ hinh Local Proxy Tỉnh 14 Giao điện form kết nải vào hệ thông

Tình 15 Giao diện Đăng nhậpĐăng ký

1Iinh 16 Giao diện Search video

Hinb 17 Giao dién Upload video

Hình 18 Giao diện Play video

DANH MUC BANG BIEU

Chức năng cơ bản của ứng dựng

Mô tá hoại động của T.ocal Stroaming Server

Các bước Đăng kỹ tại khoản người đủng mới

Các bước Dăng nhập 0 co 0cceecvcet

Cae bude Upload video

Các bước tìm kiếm video

Chức răng của hệ thông ở mô hình CReni~Server và mô hình Tuocal Proxy

50

CHƯƠNG 1 - TONG QUAN

lIiện nay, có nhiều nhà cung cấp địch vụ truyền thông đa phương tiện và hậu điết các ứng dụng này đều được xây dựng dựa trên mô hình Chiermt-Server Ở mô

"hình này, máy chú sẽ tiếp nhận và xử lý tết cả các yếu câu cửa rất nhiều khách hàng Với cách hoạt động nhu thé thi m6 hinh Client-Server có ưu điểm là thiết kế giao thức rất đơn giãn, chỉ có 2 thành phần tem gia là Chent.va Server Tuy nhiên, chỉ

có một Server phục vụ nhiều Client din đến quả tải băng thông, cô chai tại Server,

tính mở rộng kém, Dặc biệt là địch vụ cung cắp các đữ liệu đa phương tiện, có số

lượng người xem rải lớn, lượng chương trình phong phú, tiêu tốn lượng lớn bang thông mạng vả cần nhiều dung lượng lưu trử, thì cần có những giải pháp đưa ra để giải quyết vẫn đẻ nêu trên Eến thời điểm này, đã có nhiều giải pháp được đưa ra nhằm cải tiến hiệu năng khi số lượng lâi vượt quá một cận nào đỏ như: phương

pháp dựa trên unicast và đựa trên multicast

- Trong phương pháp dựa trên unicast, có 3 cách để phản phổi viđeo streaming que Inlernel: tập trung, Proxy và mạng phân phới nội dụng CN

+Trong phương pháp tập trung, một Server với băng thông lớn được sử dụng

để phân bố các video tới người dùng Phương pháp này đơn giân hơn trong triển

khai và quản lý song vẫn bộc lộ những hạn chế như dã nêu ở trên,

+rong phương pháp Proxy, Proxy Server được đặt gân với miễn CHent để lưu trữ một phần nhỏ cửa mỗi video Người sử đụng có thế nhận một phần video lừ Proxy Server gần họ Do đỏ, phương pháp nay làm giảm gánh nặng của máy chú streaming và tải hru lượng qua mạng WAN Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu triển khai và quân lý proxy tại rất nhiều địa điểm đo đó làm tăng giá thánh

+ Trong phương phip CDN (Content Delivery Network), video streaming

được phân phổi bai mat đối tác thứ ba, được gọi là CDMN Các mạng phân bố nội

- Phuong pháp dua tén multicast phue vụ nhiều người dùng dang thời với hiệu qua băng thông cao Network-layer muticast ding router thiét ip mét cay ma

người sử dụng như là các lá của cây Mặc đủ sử dụng Notwork layer mullicasl hiệu

quá, nhưng phương pháp này không duge trién khai rng vi Network layer multicast yêu cầu các router đề quản ly va duy trì trạng thái của các nhóm peer, điều này làm tăng độ phúc tạp tại lớp IP Thứ hai, khó khăn trong lớp truyều lãi để điểu khiển luỗng và điều khiển tắc nghẽn trong Network layer multicast

Mô hình mạng ngang hàng P2P (Peer to Peer) cho phép giải quyết vấn đẻ nêu

trên đo không còn máy chủ tập trung nữa, cho phép tất cả các lưmh phần khác tương tác với nhau một cach binh ding ‘lrong mang ngang hing méi peer không,

chi download đữ liệu từ mạng mã còn troload dữ liệu để người dùng khác cỏ thế

download Với đặc điểm đó, công nghệ này không chỉ cho phép hệ thông đáp ứng được lượng lớn truy cập tăng đột biển ma còn có khả năng mở rộng quy mô Hơn nữa, giải pháp P2P không cân dén bat kỳ một yêu câu đặc biệt nào về phan cứng, Trạng niên rất để triển khai Nên các ứng dụng P2P ngày cảng phố biến, rơng số dò

có thể kể ra các ứng dụng chia sẽ file (BitIorrent, Torrent, eMule), cac img dung

hi thoai qua mang VoIP (Skype) Tuy có rất nhiều ưu điểm, nhưng việc xây

dựng 1 hệ thống cung cap video theo yêu cầu dựa trêu mạng ngang vẫn còn dang,

sặp nhiều khó khăn, thách thức Mức độ tham gia đóng góp tái nguyên của các peer

không đẳng ác pcứr có thế than gia hoặc ngắt kết nói khối hệ thông vào thời diễn bết kỳ Trong khi đỏ ứng dụng phân phối video theo yêu câu lại cần hiệu nang thời gian thực và bảng thỏng lớn Diéu nay đã khiên cho việc xây dựng các

ứng dung VoD (Video on Demand) dựa trên mạng ngang hàng trỡ nên phức tạp hơn

han so voi mé hinh Client-Server [1]

Từ những phản tích, đánh giá trên, luận văn xin đề xuât:

1 Nghiên cứu và tìm hiểu cách thức chuyển đổi từ giao thie Client-Server

sang P2P st dung mé hinh Local Proxy

2 Ap dung cách thức chuyến đối này vào giao thức truyền viđeo theo yêu câu

Tiên cơ sở đó, lác giả xây dựng ứng dụng đựa trén mé hinh Local Proxy (trong

khuôn khổ luận văn sẽ giới hạn các chức nắng của ứng dụng 6 mite chia sé video

theo yêu cầu)

CHUONG 2 - M6 HINA LOCAL PROXY

Mỗ hình Local Proxy là một rõ hình cho phép có thể thiết kế một ứng, dựng

theo mnô hình Client-Server nhưng cải đội ứng dụng đó bằng mô hình mạng ngang, hang P2P

Dé hiéu ra cach thite hoat động của mô hình Local Proxy, trước tiên ta đi tìm tiểu cách thức hoạt động, ưu nhược điểm của mỗ hình Chenl-Server và Peer to

- Clien: chủ động kết nối đến Server để gửi yêu cân, chờ nhận kết quả trả về

và xử lý kết quả Client chỉ có thể giao tiếp với Server mà không thể giao tiếp trực

tiếp với các Client khac

+ Server: cd vai id thu dng va dap ứng các yêu cầu từ Clienl bằng cách xử lý từng yêu cầu vả trả lại kết quá cho Client,

Tỉnh 1 Mô tinh Chent-Server

Mô hinh Client-Server cung cấp một cách tiếp cận tổng quát để chia sé tai nguyên trong các hệ thông phần tản Mô hình này có thể được cài đặt bằng rất nhiều môi trường, phản cứng và phân mẻm khác nhau Cúc máy tỉnh được sử dụng, dễ chạy

các tiễn trình Cliont-Server có nhiều kiểu khác nhau và không cần thiết phải phân biệt giữa chứng; cả tiền trình Clent và tiển trình Server déu có thể chạy trên cừng

ay tinh

Mö hình wuyén tin Client-Server huong tới việc cung cáp dịch vụ Quá trình

trao đối đữ liệu được điễn ra như sau:

- Chent gữi yêu cầu tới Server

- Berver xử lý yêu cầu

~ Server truyền lại kết quả xử lý

Mô hình truyền tin này liên quan đến việc truyền la thông điệp và tội đang đồng bộ hỏa cụ thể giữa CHent va Server Tiến trình Server phải nhận thức được thang điệp được yêu câu ở bước một ngay khi nó đến và hành động phát ra yêu cầu

trong Chơnt phải được tạm dừng về buộc liến trình Clent ö trạng thái chờ pho lới khi né nhận được thông điệp đo Server gửi tới

Các thao tác cơ bản trong mnô hình này thường là gửi và nhận hay yêu câu và trả lời

2.1.2 Ulu, nhược điểm của mô hình Client-Server

* Ưh điểm

~ Tính tập trung; Tải nguyên dược lưu tập trung nên dễ dang dễ sao lưu các tập

tim, bảo vệ chống lại các mốt đe dọa độc bại và chia sẻ tải nguyên Diễu nảy giúp

tiết kiêm không chỉ là trên, mà còu là không gian có giả trị Một không gian lưu trít

tập trung lâm cho no dé dang hơn dễ sao lưu và lây các tập thì trong trường hợp mắt

đữ liệu Ngoài ra, máy chủ có thể quản lý chính sách mạng, làm cho một mạng an

toàn hơn

- 'Tính linh hoạt: 2o lưu trữ tập trung nên dễ dàng đẻ triển khai cập nhật hoặc nang cép Mat mang Client-Server cé thé ty động triển khai toàn hệ thống thay đôi khác nhau, từ một nâng cấp lớn cho hệ điều hành mới để cập nhật thường xuyên như các tập tin dữ liệu chống virus hoặc các bản va lỗi của Microsoft với sự can thiệp của người dùng tói thiển Nâng cắp vã cập nhật cũng, có thế làm việc trong nên.

mã không có người sử dụng biết rằng các chương trình dang được cập nhật hoặc nang cấp

- Khã năng mổ rộng: Trong một ruổ hình Chenl-Server, một quân Irị viên có

thể dễ dang, kết hợp các máy tỉnh váo mạng và cài đặt tất cá các ứng dụng cần thiết Tất cả mọi thứ cần thiết có thể được đây dé dang tl Server đến các Client

~ Nó có thể làm tăng khả năng của máy nhỏ, giúp các máy nhỏ thực liện dược những công việc má trước đây chỉ thực hiện được trên các máy lớn, từ đó dẫn tới giảm chỉ phí thiết bị

* Nhược điểm:

- Chi phi cho máy Server lớn: Các máy chủ trung tâm phải đủ mạnh đề duy trì

va chia sẽ tải nguyên với các máy tính khác trên mạng Điều này đòi hỏi một chỉ phí

ding ké

- Sự phy thuée: M6 hinh mang Client-Server dya trên chức năng phụ thuộc

hoàn toàn vào Server Nêu Server bị trục trắc, toàn bộ mạng không thể hoạt động

~ Thất cổ chai: Server phải xử lý phần lớn công việu diều rảy có thể g;

dy ra tac

nghén mang trên mạng vả lâm chậm thời gian trá lời cho các Chent

- Bão trị: Mô hinh Client-Server thudmg đôi hỏi một đội ngũ nhân viên để

quân lý và duy trì các thiết bị và mang, Trong mô hình khác, chẳng ban alu peer to

'peer, công việc nảy được phân phối cho các peer,

~ An toàn: Bởi vì tất cả các thông tím quan trọng được lưu trữ trên 8erver, điều

này tạo ra một môi quan tâm an ninh Tập trung các thông tỉa vả đữ liệu này phải được bão vệ từ tin tặc nguy hiểm, sự cổ, các mỗi đe đọa tiểm năng

Mô hình mang ngang hang (Peer to Peer hay P2P) được xem như một giải

pháp sẽ khắc phục nhược điểm của mô hình mạng Client-Server

2.2 Mô hình mạng ngang hàng Pecr to Pecr

2.21 Khái nệm

Mạng ngang hang Peer to Peer là một mang may tinh boat động không đựa

trên các máy chủ trung tâm, mà phân tán trên đa số các thành phan của mạng.

Hình 2 Mô hình Peer to Peer

Trong mạng P2P, máy chủ và máy khách được tích hợp trên cùng một máy

tỉnh, tật cả các máy tham gia đều bình đẳng và được gọi là peer Mô hình này được thiết lập thông qua một mạng logic bao tràm trên mạng vật lý (OverlayNetwork)

Mạng P2P được ứng dụng trong việc chia sẽ tệp, trong việc xây dựng các ứng đựng

cộng lắc, các ứng dụng đa phương liện hoặc dễ truyền dữ liệu thời gian thực như

điện thoại VolP

Mạng P2P có những đặc điểm như:

+ Chia sẻ tài nguyên: mỗi pecr tham gia sở đóng góp tải nguyên vào mạng,

+ Networked: tất cả các node được liên kết với các node khác trong hệ thống

PP ya tập các nođe là thành viên của một đỗ thị liên kết Khi để thị không được kết nổi, mạng chồng phủ dược coi như là bị phản chúa

+ Phân quyền: trạng thải của hệ thông P2P được xác định bởi hoạt động chung

của các peer, và không có điểm điều khiến tập trung Tuy nhiên một vài hệ thống,

đâm bão an ninh vẫn sử dựng một login Server trung tâm Trong rát nhiều thiết kế, tinh chat nay có thể thay đổi đo tồn tại các peer hoạt động đặc biệt như là snper peer

hole rely peer

+ Ty tri: su tham gia ota cdc peer trong hé théng P2P duge xae dinh eue bé,

và không có phạm vi quản trị riêng lẻ trong hệ thông.

+ Pham vi: Một hệ thống P2P có thể có tới hảng triểu peer hoạt dộng dòng thời, điều này có nghĩa tài nguyên sử dựng tai mỗi peer tăng theo kich cở của mạng, chẳng phủ

+ Su dn dinh: Hệ thống, PP có thé được coi 1a 6n dinh trong mét chum rate cho phép Diễu này cho phép duy trì đỗ thị kết nối và có khả năng xác định tuyến

trong tnột giới hạn phủ hợp,

Mạng ngang hàng trường được phân làm:

* Mạng P2P thuẫn túy:

~ Các máy trạm có vai trỏ vừa là máy chủ vừa là máy khách

- Không có máy chú trung tâm quản lý mạng

- Không có máy định tuyến (bộ định tuyến) trung tâm, các máy trạm có khả xăng ự định tuyển

* Mạng đồng dang hỗn hợp:

~_Có một máy chú tung tam dùng để lưu trữ thông tỉn của các máy trạm và trả

lời các truy vẫn thong tin may

- Cao may tram có vai trò lưu trữ thông tín, tài nguyên được chia sẽ, cung cấp các thông tin về chỉa sẽ Lài nguyên cửa nó cho máy chủ

- Sử dụng các tram định tuyến đề xác định dịa chỉ IP của các máy trạm

Một mạng đồng đẳng không cầu trùo khi các liên kết giữa che nut mang trong

trạng phủ được thiết lập ngẫu nhiên (tức là không theo quy luật nào) Những rnạng

như thể nảy đẻ dàng dược xây dựng vi một máy mới khi muốn tham gia mạng cỏ thể lấy các liên kết có sẵn của một máy khác đang ở trong mạng và sau đó dẫn din

tự bản thân nó sẽ thêm vào các liên kết mới của riêng mình Khi một máy muền tim một đữ liệu trong mạng đồng đẳng không cầu trúc, yêu câu tim kiểm sẽ được truyền

trên cả mạng đẻ tim ra cảng nhiêu máy chia sẽ càng tốt Việc tìm kiểm các đơn vị

để liệu đuợc thực hiện bằng bằng băm phan tin DHT (Distributed Hash Table)

Với cách thức hoạt động như thế, không có gi đấm báo tim kiém sẽ thành

công Việc tim kiểm déi với các dữ liệu được chia sẻ trên nhiều máy thì tỉ lệ thành

gũng là khá dao, ngược lại, nêu đữ hiệu chỉ được chia sẽ trên một vài máy thì xác

15

suất tim thấy là khả nhỏ Tỉnh chất này là hiển nhiên vì trong mang déug ding không cầu trúc, không có bất ki méi tương quan nào giữa một rnáy và đổ liệu nó quân lý trong mạng, do đó yêu cầu tìm kiếm được chuyển một cách râu nhiên đến một số máy trong mạng, Số lượng máy trong mạng cảng lớn thì khả năng tim thấy

thông tin cảng nhỏ

Mật nhược diém khác củ

hệ thống nảy là do không có dịnh hướng, ruột yếu

câu tim kiểm thường được chuyên cho một số lượng lớn máy trong mạng làm tiêu tổn một hượng lớn băng thông của mạng, dẫn đến hiện qhả tìm kiếm chung của Trạng thấp

liẫu hết các mạng đổng đẳng phổ biến là không cấu trúc như Napster,

Gnutella, FastTrack va eDonkey2000

Mạng đồng đẳng có cầu rie khốe phục nhược điểm của mạng không cầu trúc

‘bang cách sử dụng hệ thống bang băm phân tán LIệ thông nảy định ngiữa liên kết giữa các nút mạng trong mnạng phủ theo một thuật toán cụ thể, đẳng thời xác định chặt chẽ mỗi nút rạng sẽ chịu trách nhiệm đối với một phần dữ liệu chúa sẽ [rong mạng Với cầu trúc nảy, khi một máy cân tìm một dữ liệu, nó chỉ cần ap dụng một

giao thức chung để xác định mút mạng mảo chịu trách nhiệm cho dữ liệu đỏ và sau

đó liên lạc trực tiếp dến nút mạng dó để lây kết quả

Các ứng dụng phổ biển của P2P chủ yếu tập trung vào các img dung chia sé

tập Một số giao thức chia sẽ 1ép sit dung mé hinh P2P nhur mule, Napster, Kad, Gnutella, G2 and Fast rack Trai nguge voi cac ung dung theo mé hinh Client- Server, trong các ứng đụng chia sẻ tệp P2P, hiệu năng của hệ thống sẽ cảng được

cãi thiện khi cảng có nhiều peer tham gia vảo giao thức Như vậy, nếu một Client cảng hỗ trợ nhiều giao thức, khả năng có thể tìm thấy một peer có chứa dữ liệu cân

thiết cang lon

Tinh chốt phân lắm của mạng ngang: hàng giúp cho mạng hoại động tốt khi một

số máy gặp sự cổ Dối với cầu trúc tập trung, chí cần máy chủ gặp sụ cố thì cá hệ

thông sẽ ngưng trệ[1]

2.2.2 Ưu, nhược diễm của mô hình Peer to Peer

- Không phụ thuộc vào các máy tỉnh khác trong hoạt động của mình Tính chất phân tán của mạng đỏng đẳng cũng giúp cho mạng hoạt động tốt khi một số máy gặp sự cô Đối với cầu inde (ap trung, chỉ cần máy chủ gặp sự có thì cả hệ thống sẽ ngưng trệ

- Tăng cường khả năng cân bằng tải trong mạng Trong mô hình mạng ngang hàng, chỉ có yêu cầu truy vẫn được thực hiện giữa máy tỉnh tham gia mang với máy chủ, còn vấn để truyền file được thực hiện giữa hai máy tinh tham gia mạng với nhau, điểu này đẫn đến việc phân bá tải đều trên hệ thông mạng,

~ Không phải đầu tư thêm về phần cứng và phần mềm máy chủ

- Không cần người quản trị mang

* Nhược điểm

Bên cạnh những ưu diễm dã trình bảy trên, mạng ngang hàng còn tôn tại

những nhược điểm sat:

~ Câu rút ham gia với tỉnh phân tán, trách nhiệm và vai trỏ là nhữ nhau trong

xmạng, ít tuân theo quy luật hay ràng buộc náo

- Máy trạm phải gánh thêm việc phục vụ chỉa sẽ tài nguyên

- May trạm không có khả năng kiếm soát nhiều liên kết như một máy chú

- Thiếu tính tập trung, rất khỏ tim kiểm dữ liệu

- Không có khả năng hmu trữ tập trung

~ Mỗt người sử dụng trên máy trạm phải có khả năng quân tị trên chính hệ thông của mình

- Khả năng bảo mật kém, khỏ kiếm soát đo đữ liệu là phân tán

- Quân lý thiểu tập trung, các mạng ngang hàng rất khó làm việc với nhau

17

2.3 Nhu cầu và hướng triển khai chuyển đổi từ giao thúc Client-Rerver thành

Peer to Peer

Từ việc phân tích nêu trên, ta thấy với mỗi mô hình mạng đều có những ưu nhược diễm khác nhau Mö hình mạng tập trung Clieni-Server dược ra dời trước nhưng vẫn cỏn một số nhược điểm, nên mạng ngang hàng P2P được phát triển để

khắp phục các nhược điểm của mô hình tập trung Tuy nhiên, trong quá trình triển

khai thi mô hình mạng ngang hảng vẫn còn bộc lộ một số nhược điểm đáng kế nĩư

việc thiết kẻ giao thức lả rất phức †ạp, thiểu tính tập trung, tinh bao mật kém

Trong khi đó, mô hình mạng lập trung Client-Server lại có thiết kế giao thức rất đơn chỉ có bai thành phần lả CHent và Server Do đỏ, việc xây dựng một mô hinh mạng

mà kết hop được tà điểm của cả hai mô hình kế trên là một nhu cầu rât cân thiết M6 hinh Local Proxy được giới thiệu, đó là sự chuyển đổi Lừ giao thức Cheml- Server thành Peer to Peer Với mô hình Local Proxy, ưu điểm cửa cả hai mê hình kế trên được kết hợp, đồng thời khắc phục được một số nhược điểm của cã 2 mô hình

dé

Dựa trên hệ thống băng băm phân tán, mö hinh Local Proxy được xây dựng dé đập ứng yêu cầu thiết kế ứng dựng khi sử đụng sẽ giống với mô hình Cliert-Server

những giao tiếp gia các máy với nhau là trực tiếp không thông qua mét may chủ

trung tâm, chứng giao tiếp với nhau nhu trong mé hinh Peer to Peer

[2]Hudmg tnén khai eda m6 hinh này là giữ nguyên việc thiết kế giao thức theo kiến trúc Client-Server không thay dối, trong khi dỏ nhờ vảo hệ thống băng băm phân tán DITT, các Client có thê đễ dàng gửi yêu cầu đữ liệu đến chính xác máy

trạm đóng vai trỏ Server

Để chuyên đổi từ giao thức Client-Server sang Peer to Peer, ta cần thực hiện các

bước như sau:

-_ Xác định các giao thức được thực th trên hệ thống Clent- Server

-_ Phần tích chức năng, nhiệm vụ của các giao thức trong hệ thống Client-

Server.

- Chuyén đổi cáo chức năng sang mô hình Local Proxy, các máy sẽ yêu cầu đữ liệu từ hệ thống P2P

-_ Xây dựng ứng dụng và cài đặt

3.4, Mã hình Local Proxy

Khi thiết kế ứng đựng phân tán, các máy muốn giao tiếp với nhau thủ phải theo một số giao thức nae đó, cho dù ứng dụng dó được thiết kế theo mô hình tập

trung hay phân tán, Irong mô hình Chent-Berver, giao thức nảy xác định việc tương,

tác grửa mỗi máy khách với máy chủ Tương tác giữa máy khách với máy khách

được thực hiệu trên cơ sở giao tiếp mráy khách — máy chủ Trong các ứng dụng P2P,

cách thức giao tiếp giữa máy với máy là trực tiếp, không cần một máy chủ trưng

tâm (Server) [5], [6] [7]-

Mô hình Tocal Proxy là một mô hình cho phép có thể thiết kế một ứng dụng

theo mé hinh Client-Server nhung cai đặt ứng đụng đó theo mô hình P2P

Mục đích cũa mô hinh Local Proxy là:

~ Thiết kế giao thức sử dụng kiến trúc Chemt-Server cho đơn giản vì chỉ có 2 thành phan la Client va Server

~ Triển khai giao thắc sử dụng giao tiếp POP để đạt hiệu suất tốt hơn

Phương pháp dược dưa ra là giữ nguyên việc thiết kể giao thúc theo kiện trúc

Client-Server khéng thay đổi, trong khi đỏ việc triển khai sẽ theo hệ thống giao tiếp

PoP Nhu vay, may Client van giữ nguyên không thay đổi Máy chủ sẽ đâm nhận

yêu cầu từ máy khách và chuyển yêu câu đó toi mạng, P2P, Nó dóng vai trò là máy

chủ cục bộ hoạt động như một proxy Dây là lý do tại sao máy chủ được gọi là

Local Proxy va mô hình được gọi là mô hình Local Proxy

“thiết kế của mô hình Local Proxy được thê hiện như trong Hình 3 dười đầy:

Hinh 3 M6 hinh Local Proxy

Hệ thống nảy bao gồm những thành phần sau

+ The Client module: giéng nhu module may khách trong kién trúc Chent-

Server truyền thống

* The Local Proxy module: mỗi máy Client được cải đặt một Local Proxy

module Module nảy tương tác với module Client và cập nhật dữ liệu cục bộ

+ The P2P subsystem agent: chap nhận yêu cau chia sé va cap nhật đữ liệu,

truyền tải dữ liệu trên mạng P2P

M6 hinh Local Proxy dua ra cac co héi đẻ phát triển một ứng dụng P2P sử dụng thiết kế của kiến trúc Chient-Server Tất nhiên, giao thức vả logic ứng dựng

theo quan điểm giao tiếp may voi máy sẽ được thay the bing giao tiếp giữa P2P

Agent va hé thong con P2P

Tương tác nay trở nên bình thường như một cơ chế chia sẻ dữ liêu đơn giản,

nhưng đạt được hiệu quả tót, câu trúc đữ liệu được thiết kế tốt theo logic của ứng,

dụng và giao thức P2P

20

Tuy nhiên, hiệu quả của việc ứng dụng mô hình Local Proxy phụ thuộc nhiều

vào loại hình thông tin trao đốt vả cách thức tương tác giữa các thành phần trong,

ứng dụng phân lắm

Trong bảo cảo này, luận văn xi: trình bày việc xây ứng dụng chia sẻ video theo yêu cầu đựa trên mô hình Local Prcxy Chât lượng dịch vụ mà ứng đựng nảy

đồi hôi dược khảo sát, đồng thời hiệu quả của việc áp dụng mô húnh Iocal Proxy

theo các tiêu chỉ chất lượng dịch vụ cũng được đánh giá

21

CHƯƠNG 3 - DỊCH VỤ VIDEO THEO YÊU CẤU THEO MÔ HÌNH

CLIENT - SERVER 3.1 Giới thiệu địch vụ video theo yêu cầu

Dịch vụ video theo yêu câu được hiểu lả một hệ thống cô các dữ liệu video

được lưu trữ trên máy chủ đa phương tiện và được truyển đến người đùng khi họ

yêu câu, cho phép người dùng xem tại bãi cứ điểm nảo của video, tại bất cứ thời gian nào Bo sảnh với truyền luỏng trực tiếp, truyền video theo yêu câu dựa ra tính năng linh động và tiên lợi đối với người đủng và thực sự thực hiện mục dich “xem

tất cứ gì bạn muốn, bắt cứ khi nảo bạn cản”

Video theo yêu cầu cho phép người đùng chọn các chương trình muốn xem từ

mt darth sách giới thiệu và có trả phí Khi đó nội đứng yêu câu sẽ đượu truyền tải

từ hệ thống của nhả cung cấp dịch vụ tới mản hình tivi hoặc máy tính trong thời gian thực Người dùng có toàn quyền thục hiện các thao tác như tua, dùng, quay lại với các đoạn video hoặc có thế điều chỉnh màn hình với kích cỡ tùy ý

Kỹ thuật streming video dược áp dụng để xây dụng hệ thống cung cấp video theo yêu cầu Streaming video sử dựng cách thúc phát lại các đoạn video được lưu trữ trên các máy tính trên mạng tới người đừng đầu cuối muốn xem đoạn video ma không cân tải doạn video dỏ về trên máy tỉnh Về bản chất, streaming video là quá

trình chia nhỏ Bile video thành các frame, rôi lần lượt gửi từng #rarne tới một bộ đệm trên máy tính của người xem và hiến thị nội dung frame đỏ Và quá trình này tuân thủ chặt chế về ràng buộc theo thời gian, nói khác là tuân thủ chặt chế theo giao thức RTSP, RTP vả RTCP

Streaming video tiết kiệm thời giam cho người dùng bằng cách sử đụng các công nghệ giải nén kết hợp với hiển thị đữ liệu đẳng thời trong lúc vẫn tiếp tạc tải

video vẻ Quá trình này được gọi là kỹ thuật đệm:

- Thay vì gửi dữ liệu 1 lần đuy nhất, đữ liệu video sIrearaing số được chịa

thành từng gói nhỏ, sau đó liên tục truyền những phần dược chia ra

- Ban đầu bên nhận sẽ lây về một phần chia nhỏ của đữ liệu video và hiển thị những phần video đã nhận dược, đồng thời rong lúc hiển thị các gói đữ liệu còn lại

sẽ lân lượt được lấy vé dé kip cho việc hiển thị tiếp theo

22

Củng với sự phát triển của công nghệ, các hệ thống cung cáp video theo yêu cầu cũng ngày cảng phục vụ người dùng tốt hơn, có nhiều tính năng, chương trình

phong phú cho người dùng lựa chọn.Vì thế, dịch vụ này ngày cảng thu húi được

lượng khách hàng déng dao Mét sd nha cung cap dịch vụ video theo yêu câu có thể

ké dén nhu IPTV, My Tivi

3.2 Thanh phan hé théng video theo yéu cau

Một hệ thống cung cấp video theo yêu cầu gồm những thành phan co ban saw

3.2.1 Network Communication

Mạng và bằng thông là vấn để quan trọng cần được quan lâm khi xây dựng xnột hệ thống cưng cấp video theo yêu cầu Vi dưng lượng của các video lá lớn hon nhiều so các loại tập tin khảo và để phân phối video trên mạng, chúng chiếm một

lượng lớn bằng thông,

Tổ xây dựng một hệ thống cung cắp video theo yêu cầu đảm bão chất lượng tốt, thi sự hễ trợ của mạng là rất quan trọng Khi có 1 đường truyền mạng tốt có thể giúp hệ thông giãm trể khi truyền tải và giảm tỷ lệ mất gói tm di

Để phản phổi nội dung video theo yêu cầu thì kỳ thuật LInicast được áp dung

Unicast lam viéc theo cơ che: may chi streaming truyén dong néng cho từng người

dùng, địa chỉ IP được đóng dấu trện mỗi gói Điều này cho phép tương tác nhiều

hon cho người sử dụng nhưng đòi hỏi công suất rắt lớn từ ráy chú strearn vi cô rất Thiền đông phải phân phối

3.2.2 Client

Khách hàng sử dung nội dung truyền thông trong hệ thẳng Video theo yêu cầu

có thể bao gồm những khách hàng sở hữu một máy tính thông thường hoặc một Set-

‘Yop-Box dé dang hơn để kết nổi với Tivi

Có nhiều phần mềm được hỗ trợ để xem video, phổ biển như Windows Media

Player, Real One Player va Apple QuickTime, VIC Player

3.2.3 May chu streaming

May chil streaming dong mét vai tro quan trọng trong viée cung cấp các dich

vu true tuyén, Bé cung gấp các địch vụ trực luyến chất lượng, các máy chủ

23

streaming duoc yêu câu phải xử lý đữ liệu vidco với sự rằng buộc về thời gian hạn chế thời gian trễ và hỗ trợ hoạt động kiểm soát tương tác như tạm đùng, tua, tiếp tục, nhanh chóng chuyển Hiếp và nhanh chóng quay lai MOL may chi streaming thường bao gồm ba hệ thông con: một hệ thống kết nổi giao tiếp, một hệ diều hành,

và một hệ thẳng lưu trữ

[9] Mat

ñ chuẩn Video Streaming Server: QuickTime Streaming Server,

Real Streaming Server, Windows Steaming Server

QuickTime Streaming Server

~ Được phát triển bỏi Apple, có thể chạy trên nhiều nên hé théng (Macintosh,

Unix và Windows)

- Phần mềm chạy trên Server là phần mềm mã nguồn mở - Darwin Streaming

Server

- Giao thie ding dé streaming la RTSP

- Các định dang video ding dé streaming: MOV, AVI

~ Sik dung cac chudin nén: H.264, MPEG-4 Part 2 va 3GP

- 8ử dụng QuickTe Player để hiểu thị phía người ding,

Real Streaming Server

- Được phát triển bởi RealNetworks, có thể chay tiên nhiều nền hệ thông

(Macintosh, Unix va Windows)

~ Phần mềm chay trén Scrver: RealSystem Server, Helix Server

- Giao thức dùng, dễ streaming là RISP và HTTP

- Sử dụng các chuẩn nén: 3GP, 11.261, IL263, AAC, Dash codecs

- Cée dink dang video ding 4é streaming: mp4, mov, flv, rm

- Sử dụng RealPlayer để hiển thị phia người dùng

Windows Streaming Server:

~ Được phát triển bởi Microsoll, chi chay lrên nên Windows

- Phin mém chạy trên Server là Windows Media Services: dịch vụ được tích

hop trong HDH Windows

- Giao thức đúng để streaming là MMS, RTSP và HTTP

24

- Clie din dang video ding dé streaming: ASF, WMV

- Sử dựng các chuẩn nén: Microsoft MPLG-4 part 2

- Sử dụng Windows Media Playcr để hiển thị phía người dùng

- Một số Video Streaming Server khac: VideoLAN streaming, Adobe Flash

Media Streaming

3.2.4 Giao thúc sử dựng trong hệ thống VeD 6 m6 hinh Cliont-Server

Giao thức được thiết kế và chuẩn hóa cho truyền thông giửa máy khách vả may chủ sireaming Giao thức có thể được chia làm 3 loại: Giao thúc tảng mạng thu Internet Protocol (IP), giao Unie tang giao van nluz Use Datagram Protocol (UDP) va giao thie diéu khign phian nhu Real ‘lime Streaming Protocol (R'I'SP)

[8] RTSP 14 mét giaa thức điều khiến trên mạng được thiết kế để sử dụng giao

tiếp giữa máy Chent và máy stresming Sơrver Giao thức này được sử dụng để thiết

lập và điều khiển phiên giao dịch giữa các máy tính

RTSP sử đụng TCP là giao thức để đuy trì một kết nổi đầu cuối tới đầu cuối và các thông diệp điển khiển của RTSP được gửi bởi máy Chent tới máy Server Nó cũng thực hiện điều khiển lại các đáp trã từ máy Server tới máy Client

Các lệnh cơ bân trong giao thức RTSP,

Play Dùng dễ yêu câu trình chiếu video

Pause Dùng để yêu câu tạm đừng trình chiêu video