CHƯƠNG 2: MẠNG TRUYỀN DẪN IPTV – CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG
2.2. Giao thức IGMP - Internet group membership protocol
Sự phát triển của giao thức IGMP trải qua thời gian đã update lên những phiên bản mới khác nhau, ngày càng phù hợp hơn cho ứng dụng quảng bá. Dưới đây xin trình bày các phiên bản phổ thông thường được sử dụng trong các hệ thống hiện nay.
2.2.1. IGMP V2
Có 2 thành phần chính tham dự trong quá trình truyền dẫn sử dụng IGMP là IGMP Routers và IGMP hosts.
IGMP routers tiếp nhận yêu cầu tham gia hay rời khỏi dòng truyền multicast từ thuê bao và xác định dòng truyền đó có thể được sử dụng để đáp ứng yêu cầu tới thuê bao hay không. Giao thức này có thể được phát triển hay tối ưu theo một số quy tắc phù hợp với mô hình kinh doanh của nhà cung cấp dịch vụ IPTV.
IGMP hosts gửi thông tin yêu cầu đến IGMP router để tham gia hay rời khỏi một kênh TV quảng bá nào đó. Yêu cầu có thể là: JOIN, LEAVE hoặc các truy vấn QUERY đến các thông tin liên quan đến quá trình truyền dẫn. Mỗi kênh TV Multicast sẽ bao gồm một nhóm IP Multicast được truyền trong mỗi MC-VLAN.
IGMP cho phép DSLAM và mạng IPTV xác định set top box nào sẽ nhận stream. Cấu trúc gói IGMP V2 được mô tả như Hình 2.3 dưới:
Hình 2.3: Cấu trúc gói tin IGMP V2
Cấu trúc gói tin IGMP V2 bao gồm trường mô tả loại (type) gói, thời gian phản hồi tối đa, Checksum và nhóm địa chỉ (group address).
Trường type là trường mô tả loại gói tin, một trong các lựa chọn gồm: IGMP membership query, IGMPv1 membership report, DVMRP, PIM version 1, Cisco trace messages, IGMPv2 membership report , IGMPv2 leave group, Multicast traceroute response, Multicast traceroute, IGMPv3 membership report, Multicast router advertisement, Multicast router solicitation, Multicast router termination, Reserved for experimentation.
Trường Max Response Time - thời gian đáp ứng tối đa: được sử dụng trong gói tin truy vấn membership query QUERY, mô tả khoảng thời gian phản hồi yêu cầu tối đa cần đáp ứng. Thay đổi giá trị này cho phép tăng hay giảm mức độ đường truyền cung cấp khi một thuê bao ra khỏi nhóm multicast.
Checksum: là giá trị sử dụng để đảm bảo bên nhận gói nhận được đủ và chính các các thông tin trong gói tin, đồng thời tăng khả năng chống lỗi truyền dẫn.
Group address: nhóm địa chỉ dùng để định nghĩa một nhóm multicast.
Các gói tin thường được sử dụng trong giao thức IGMP V2:
(i) Membership Report:
(ii) Leave Group
(iv) General Query (v) Group-specific Query
Set top box phải tuân thủ quá trình đăng ký IGMP V2 để ra nhập một kênh Multicast. Hình 2.4 dưới đây là một ví dụ về trao đổi dữ liệu giữa Set top Box và một DSLAM hay Router.
Khi một thuê bao muốn gia nhập một kênh quảng bá, Set top box sẽ gửi bản báo cáo thành viên đến nhóm muốn gia nhập. Khi Musticast router nhận được yêu cầu, sẽ bắt đầu truyền dòng stream tới giao diện, cho phép Set top box được xác thực và gia nhập vào nhóm.
Khi một thuê bao hay Set top box muốn rời khỏi một kênh multicast, Set top box sẽ gửi bản tin yêu cầu rời khỏi kênh đến Multicast router, bao gồm Group address của kênh. Router sẽ gửi group-specific query để xác định có Set top box nào không còn nhận stream. Request này sẽ có giá trị Maximum Response Time cho các phản hồi từ phía các Set top box. Nếu không phản hồi nào nhận được trong khoảng thời gian này, router sẽ dừng gửi các gói tin đến nhóm hiện tại.
Hình 2.4: Truyền dẫn các gói tin IGMP v2 giữa DSLAM và STB
Dịch vụ IPTV yêu cầu băng thông truyền dẫn ngày càng lớn. Một kênh SD sẽ có băng thông khoảng 3Mbps trong khi một kênh HD là 6 đến 10Mbps. Số kênh phát triển từ các nhà cung cấp dịch vụ đang tăng một cách nhanh chóng trong khi nhu cầu truyền theo yêu cầu theo phương thức truyền dẫn phân phối Unicast cũng ngày càng tăng. Do đó các nhà nghiên cứu đưa vào sử dụng giao thức mới cải tiến hơn để đáp ứng nhu cầu này - giao thức IGMP V3. Giao thức này có thêm tính năng Source-Specific Multicast (SSM), cũng được hiểu là Single-Source Multicast.
2.2.2. IGMP V3
Có 2 loại gói tin chính được định nghĩa trong RFC 3376: Type 0 × 11 Membership query và Type 0 × 22 version 3 membership report.
Ví dụ cấu trúc một gói tin Membership Query:
Hình 2.5 dưới mô tả một gói tin IGMP V3 Membership query.
Có 3 tùy chọn cho gói tin Membership Query Message trong IGMP V3:
General query, Group-specific query, Group- and source-specific query.
Hình 2.5: Cấu trúc gói tin IGMP V3 Truyền và nhận gói trong IGMP V3:
Khi một Set top box được hỗ trợ giao thức IGMP V g3, dòng truyền các gói tin trong giao thức IGMP V3 được mô tả như Hình 2.6 như dưới đây:
Hình 2.6: Truyền dẫn các gói tin IGMP v3 giữa DSLAM và STB
• JOIN: Cũng giống như trong IGMP V2, multicast router sẽ thêm địa chỉ của Set top box vào danh sách nhóm multicast.
• LEAVE: Set top box gửi một bản tin thông báo sự thay đổi trạng thái - state change record message, trong đó tự báo không có yêu cầu nhận stream nữa. Router sẽ gửi Query đến mạng để xác định xem còn Set top Box nào có yêu cầu nhận stream nữa hay không.
• QUERY: Những QUERY này dùng để xác định Set top Box nào đang avaible.