Đề tài : Đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện.QoS

Giáo viên hướng dẫn : Thạc sĩ.Trần Bích Thảo
Đề tài : Đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.Các mạng
thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện.QoS

Nguyễn Duy Trung

Sinh viên
thực hiện

Bùi Vĩnh Tiến
Lê Ngọc Hùng


Nội
dung
trình
bày

Đảm bảo chất lượng dịch vụ đa phương tiện

Các mạng thế hệ mới và truyền thơng đa phương tiện
Tìm hiểu về QoS


11

Đảm
Đảm bảo
bảo chất
chất lượng
lượng dịch

dịch vụ
vụ đa
đa phương
phương tiện
tiện

Để đảm bảo các yêu cầu của các ứng dụng trong các hệ thống
Để đảm bảo các yêu cầu của các ứng dụng trong các hệ thống
multimedia,
multimedia,trước
trướctiên
tiêntatacần
cầnphải
phảibiết
biếtđược
đượctất
tấtcảcảcác
cáctài
tàinguyên
nguyên
mà
các
ứng
dụng
sử
dụng,
bao
gồm
các
tài

nghiên
xử
lý
cục
mà các ứng dụng sử dụng, bao gồm các tài nghiên xử lý cụcbộ
bộvàvà
các
cáctài
tàinguyên
nguyênhệhệthống
thốngdùng
dùngđểđểtruyền
truyềnmột
mộtluồng
luồngmedia:
media:

Băng thông
Băng thông
Các thiết bị vào ra, bao gồm cá các ổ đĩa cứng chứa file hệ thống
Các thiết bị vào ra, bao gồm cá các ổ đĩa cứng chứa file hệ thống
Network adapter và các tài nguyên mạng dùng để truyền các gói
Network adapter và các tài nguyên mạng dùng để truyền các gói
dữ
dữliệu
liệugiữa
giữacác
cácnode
node
Các CPU dùng để chạy ứng dụng và phần mềm giao thức

Các CPU dùng để chạy ứng dụng và phần mềm giao thức
Bộ đệm dùng để lưu trữ phần mềm và dữ liệu
Bộ đệm dùng để lưu trữ phần mềm và dữ liệu


Các tài nguyên đó thường được chia thành 2 loại:

Tài nguyên động: CPU, bus, network adapter, các hệ thống vào ra, đường truyền..
Tài nguyên động: CPU, bus, network adapter, các hệ thống vào ra, đường truyền..
Tài nguyên tĩnh: bộ nhớ của các host, các hệ thống trung gian như là router, hoặc
Tài nguyên tĩnh: bộ nhớ của các host, các hệ thống trung gian như là router, hoặc
switch
switch

Để
Đểphân
phânphối
phốimột
mộtmức
mứccụcụthể
thểđến
đếnmột
mộtứng
ứngdụng,
dụng,hệhệthống
thốngphải
phảicócócác
cáctài
tài
nguyên

phù
hợp,
và
các
tài
nguyên
đó
cần
có
cơ
chế
quản
lý
hiệu
quả
để
sẵn
sàng
phục
vụ
nguyên phù hợp, và các tài nguyên đó cần có cơ chế quản lý hiệu quả để sẵn sàng phục vụ
ứng
ứngdụng
dụngkhi
khiứng
ứngdụng
dụngcần
cầnsửsửdụng
dụngcác
cáctài

tàingun
ngunđó.
đó.Do
Dosựsựphát
pháttriển
triểncác
cáccơng
cơngnghệ,
nghệ,
các
tài
ngun
hệ
thống
đã
dần
dần
đáp
ứng
được
các
u
cầu
của
các
ứng
dụng
mới,
các tài ngun hệ thống đã dần dần đáp ứng được các yêu cầu của các ứng dụng mới,tuy
tuy

nhiên
vẫn
tồn
tại
sự
khan
hiếm
tài
ngun,
do
đó
việc
xây
dựng
một
cơ
chế
thích
hợp
để
nhiên vẫn tồn tại sự khan hiếm tài nguyên, do đó việc xây dựng một cơ chế thích hợp để
quản
quảnlýlýcác
cáctài
tàinguyên
nguyênlàlàrất
rấtcần
cầnthiết.
thiết.

22

Các mạng thế hệ mới và truyền thông đa phương tiện
Tổng quan về mạng thế hệ mới (Next generation network - NGN)

 NGN là bươc tiếp theo trong lĩnh vực truyền thong thế giới, truyền thống được hỗ
NGN là bươc tiếp theo trong lĩnh vực truyền thong thế giới, truyền thống được hỗ
trợ
trợ bởi
bởi 33 mạng
mạng lưới:
lưới: Mạng
Mạng thoại
thoại PSTN,
PSTN, mạng
mạng khơng
khơng dây
dây vàvà mạng
mạng sốsố liệu
liệu
(Internet).NGN
hội
tụ
cả
3
mạng
trên
vào
một

kết
cấu
thống
nhất
để
hình
thành
(Internet).NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành
một
mộtmạng
mạngchung,
chung,thơng
thơngminh,
minh,hiệu
hiệuquả
quảcho
chophép
phéptruy
truyxuất
xuấttồn
tồncầu,
cầu,tích
tíchhợp
hợpnhiều
nhiều
cơng
nghệ
mới,
ứng
dụng

mới
và
mở
đường
cho
các
cơ
hội
kinh
doanh
phát
triển.
cơng nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh doanh phát triển.
Loại hình thúc đẩy sự ra đời của NGN
Loại hình thúc đẩy sự ra đời của NGN
Dịch vụ truyền thông thời gian thực (real-time services) và phi thời gian thực (non
Dịch vụ truyền thông thời gian thực (real-time services) và phi thời gian thực (non
real-time
real-timeservices
services) )
Dịch vụ nội dung (content services )
Dịch vụ nội dung (content services )
Các hoạt động giao dịch (transaction )
Các hoạt động giao dịch (transaction )


Nguyên nhân
xuất hiện NGN

Do

Docác
cácnhà
nhàkhai
khaithác
thácdịch
dịchvụ
vụcạnh
cạnhtranh
tranhvà
vàcác
cácnhà
nhàkhai
khaithác
thác
cấp
trên
cùng
phụ
thuộc
vào
tập
hữu
hạn
các
sản
phẩm
cấp trên cùng phụ thuộc vào tập hữu hạn các sản phẩm
tổng
tổngđài
đàiđiện

điệnthoại
thoạinội
nộihạt.
hạt.
Do
Dongày
ngàycàng
càngnhiều
nhiềulưu
lưulượng
lượngdữ
dữliệu
liệuchảy
chảyvào
vàomạng
mạngInternet
Internet
nên
nêncần
cầnphải
phảicó
cómột
mộtgiải
giảipháp
phápmới.
mới.

Vấn
Vấnđề
đềbáo

báohiệu
hiệuvà
vàđiều
điềukhiển
khiểntrên
trênnhiều
nhiềuloại
loạigiao
giaothức
thứckhác
khác
nhau
cho
hội
tụ
thơng
tin
thoại,
fax,
số
liệu,
đa
phương
tiện.
nhau cho hội tụ thơng tin thoại, fax, số liệu, đa phương tiện.
Vấn đề cần giải
quyết của mạng
thế hệ mới

Vấn

Vấnđề
đềkết
kếtnối
nốivới
vớimạng
mạngchuyển
chuyểnmạch
mạchkênh
kênhhiện
hiệnhữu,
hữu,
đặc
đặcbiệt
biệtlàlàkết
kếtnối
nốiphần
phầnbáo
báohiệu
hiệu
Vấn
Vấnđề
đềphát
pháttriển
triểndịch
dịchvụ:
vụ:Giải
Giảipháp
phápcốt
cốtlõi
lõitrong

trongmạng
mạngNGN
NGN
chính
chínhlàlàcơng
cơngnghệ
nghệSoftswitch
Softswitchcơng
cơngnghệ
nghệchuyển
chuyểnmạch
mạchmềm
mềm


 Mạng NGN
Cấu
Cấutrúc
trúcvật
vậtlýlýmạng
mạngNGN
NGNbao
baogồm
gồm55lớp
lớpchức
chứcnăng
năng(hình
(hình2.2.1)
2.2.1)
Lớp ứng dụng / dịch vụ : cung cấp các ứng dụng dịch vụ như dchj vụ mạng thông minh IN, trả

tiền trước, giái trị gia tăng,…
Lớp điều khiển : gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao
Lớp chuyển tải dịch vụ : gồm các nút chuyển mạch và các hệ thống truyền dẫn
Lớp truy nhập dịch vụ : gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối
Lớp quản lý : là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên



Các
Cácdịch
dịchvụ
vụtrong
trongmạng
mạngNGN
NGN
Dịch vụ thoại (Voice Telephony): như chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên,...
Dịch vụ dữ liệu (Data Service)
Dịch vụ phương tiện (Multimedia Service): cho phép tương tác với nhau qua thoại, video
Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN):
Tính tốn mạng cơng cộng (PNC – Public network computing)
Bản tin hợp nhất (Unified Messaging)
Mô giới thông tin (Information Brokering)
Thương mại điện tử (E-commerce)
Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service)
Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming)
Thực tế ảo phân tán (Distributed Vitual Reality)
Quản lý tại nhà (Home Manager)


 Công nghệ VoIP (Voice over Internet Protocol)

Nguyên
Nguyênlýlýhoạt
hoạtđộng
độngVoIP
VoIP

VoIP trước
trước khi
khi gửi,chúng
gửi,chúng tata sẽsẽ
VoIP
số hóa
hóa tín
tín hiệu
hiệu bằng
bằng
số
ADC(Analog
Digital
ADC(Analog
toto
Digital
Converter-Thiết bịbị chuyển
chuyển đổi
đổi
Converter-Thiết
tín hiệu
hiệu tuần
tuần tựtự sang
sang tín

tín hiệu
hiệu
tín
số)sau đó
đó truyền
truyền điđi và
và tại
tại đầu
đầu
số)sau
nhận sẽsẽ chuyển
chuyển đổi
đổi ngược
ngược lại
lại
nhận
với DAC(Digital
DAC(Digital toto Analog
Analog
với
Converter-Thiết bịbị chuyển
chuyển đổi
đổi
Converter-Thiết
tínhiệu
hiệusố
sốsang
sangtín
tínhiệu
hiệutuần

tuầntự)
tự)
tín
đểsử
sửdụng.
dụng.
để

Cho phép
phép thực
thực hiện
hiện cuộc
cuộc gọi
gọi
Cho
dùngmáy
máytính
tínhqua
quamạng
mạngdữ
dữliệu
liệu
dùng
internet. VoIP
VoIP chuyển
chuyển đổi
đổi tín
tín
internet.
hiệuthoại

thoạitừtừđiện
điệnthoại
thoạitương
tươngtựtự
hiệu
vàotín
tínhiệu
hiệusố
sốtrước
trướckhi
khitruyền
truyền
vào
qua internet
internet sau
sau đó
đó chuyể
chuyể đổi
đổi
qua
ngượclại
lạiởởđầu
đầunhận
nhận
ngược


Các
Cácgiao
giaothức

thứcđược
đượcsử
sửdụng
dụngtrong
trongVoIP.
VoIP.

1
1

Giao thức H.323
Các
Cácthành
thànhphần
phầnhoạt
hoạtđộng
độngtrong
tronggiao
giaothức
thứcH.323:
H.323:có
có44thành
thànhphần
phần
Terminal: là 1 PC hay 1 IP phone đang sử dụng giao thức H.323
Gateway: Là cầu nối giữa mạng H.323 với các mạng khác như SIP, PSTN,

GateKeeper: đóng vai trò là những điểm trung tâm ( focal points) trong mơ hình mạng H.323
Mutipoint control unit (MCU): hỗ trợ việc hội thoại đa điểm (conference)cho các máy
terminal ( 3 máy trở lên )trong mạng H.323

2. Giao thức SIP

Các gói tin SIP sẽ được
gửi thơng qua các Proxy
Server hay các Redirect
Server. Proxy Server dựa
vào tiêu đề trên gói tin để
liên lạc với server cần liên
lạc rồi gửi các pacckets
cho máy người nhận. Các
redirect server đồng thời
gửi thơng tin lại cho người
gửi ban đầu.

3. Tính bảo mật của VoIP
VoIP được đưa vào sử
dụng rộng rãi khi cơng
nghệ tích hợp giọng nói và
dữ liệu phát triển. Do sử
dụng chung các thành phần
thiết bị chung với môi
trường truyền dữ liệu mạng
( data network), VoIP cũng
chịu chung với các vấn đề
về bảo mật vốn có của
mạng data.

 Công nghệ Winmax
WiMax là một mạng không dây băng thông rộng viết tắt là Worldwide
Interoperability for Microwave Access. WiMax được thiết kế dựa vào tiêu chuẩn
IEEE 802.16. WiMax đã giải quyết tốt nhất những vấn đề khó khăn trong việc quản
lý đầu cuối
Cấu trúc mềm dẻo

Lợi nhuận

Triển khai nhanh

Phủ sóng rộng hơn

Dịch vụ đa mức

Đặc
ĐặcĐiểm
Điểm

Dung lượng cao

Tính tương thích

Tính mở rộng

Di động

Bảo mật

Ưu điểm

Các peer tham gia vào mạng
có thể đóng góp tài nguyên chia
sẻ với nhau, tài nguyên có thể
riêng lẻ và có thể truy cập tài
nguyên ở bất các các nodes nào
trong mạng.
Các peer đóng vai trịn như
cả Client khi truy vấn thông tin
và Server khi cung cấp thông tin.
Không cần Server riêng, khi
hệ thống càng mở rộng thì khả
năng hoạt động càng tốt.
Chi phí thấp, dễ cài đặt và
bảo trì

Nhược điểm

Nhược điểm của P2P là vì
tài nguyên của mạng nằm trên
các máy tính cá nhân và khơng
phải lúc nào các máy này cũng
liên kết với mạng nên có thể dẫn
tới sư biến mất của một dịch vụ
trong khoảng thời gian nhất định.
Không đáng tin cậy và
không tốt cho các ứng dụng cơ sở
dữ liệu cần bảo mật cao.
Liên quan đến văn hóa trong

chia sẻ về các tài nguyên có bản
quyền.


3
3

Tìm hiểu về QoS
 Khái niệm QoS
Chính là sự thỏa mãn về chất lượng dịch vụ người đó nhận được từ nhà cung cấp
mạng cho một loại hình dịch vụ hoặc một ứng dụng mà người đó th bao.

Ví dụ, với người sử dụng dịch vụ thoại, chất lượng dịch vụ cung cấp tốt khi thoại được
rõ ràng, tức là chúng ta phải đảm bảo tốt về giá trị tham số trễ, biến thiên độ trễ và giá
trị tham số mất gói tin với một tỉ lệ tổn thất nào đó có thể chấp nhận được. Nhưng đối
với khách hàng là người sử dụng trong truyền số liệu ở ngân hàng thì điều tối quan
trọng là độ tin cậy, có thể chấp nhận trễ lớn, biến thiên độ trễ lớn, nhưng thơng số
mất gói tin, độ bảo mật kém thì không thể chấp nhận được. Với các dịch vụ đa phương
tiện chất lượng cao như nghe nhạc, xem phim trực tuyến, VoIP,…được truyền
trên mạng thì quá trình phát và nhận theo thời gian thực đòi hỏi phải triển khai một
mạng có hỗ trợ việc đảm bảo chất lượng dịch vụ.


Yêu cầu QoS cho truyền thông đa
phương tiện

− Trễ (delay): do routers phải tìm
kiếm trong bảng định tuyến, do
thời gian gói tin truyền trên đường
truyền.

− Biến thiên độ trễ (jitter): chủ yếu
do các gói tin phải chờ ở bộ đệm
của các router để được chuyển tiếp
hoặc phải phát lại do bị mất.
− Mất gói tin (loss packets): chủ
yếu do tắc nghẽn trong mạng.

Các tham số hiệu năng chủ yếu của mạng
liên quan đến việc đảm bảo QoS









Băng thông (bandwidth)
Độ trễ (delay)
Biến thiên độ trễ (Jitter)
Tỉ lệ mất mát gói tin
Tỉ lệ mất mát gói tin
Tính sẵn sàng – độ tin cậy
Bảo mật


 CÁC MƠ HÌNH ĐẢM BẢO QoS CHO TRUYỀN THƠNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Mơ hình IntServ (Integrated Service)

Giao thức dành trước tài nguyên - RSVP


Mơ hình DifServ (Differentiated Service)


 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO QoS CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Phương pháp bỏ đuôi - DropTail

DropTail là cách thức quản lý hàng đợi đơn giản, truyền thống dựa
vào cơ chế FIFO. Tất cả các gói tin đến được xếp vào hàng đợi, khi
hàng đợi đầy thì những gói tin đến sau sẽ bị loại bỏ.