Các giao thức cho ứng dụng tương tác thời gian thực

• Thảo luận mơn: Truyền thơng đa
phương tiện
• GVHD:Trần Bích Thảo
• Lớp :DH Tin k3
•
Đề tài:
•
Các giao thức cho ứng dụng tương
tác thời gian thực:
•
_ RTP/RTCP
•
_ SIP
• Nhóm 19:
•
Hồ Thị Huyền
•
Nguyễn Thị Xuân


A - Bộ giao thức RTP/RTCP
• Tín hiệu thoại sau khi nén xuống tốc độ thấp được
đóng gói lại để truyền đi trong mạng chuyển mạch
gói. Có nhiều cách thức đóng gói tín hiệu thoại để
truyền trong mạng IP. Một trong những cách thức
được áp dụng nhiều nhất là bộ giao thức RTP/RTCP
nhờ tính linh hoạt và khả năng giám sát trạng thái
dịng thơng tin một cách hiệu quả của nó.


1.Vai trị của giao thức RTP/RTCP

•

+)

RTP : Là một thủ tục dựa trên kĩ thuật IP tạo ra các hỗ trợ truyền
tải các dữ liệu yêu cầu thời gian thực. RTP được coi như một giao thức
truyền từ đầu cuối đến đầu cuối (end to end) phục vụ truyền dữ liệu
thời gian thực như audio và video

• +) Giao thức RTP (Realtime Transport Protocol) cung cấp các
chức năng giao vận phù hợp cho các ứng dụng truyền dữ liệu
mang đặc tính thời gian thực như là thoại và truyền hình tương
tác.Những dịch vụ của RTP bao gồm trường chỉ thị loại tải trọng
(payload identification), đánh số thứ tự các gói, điền tem thời gian
(phục vụ cho cơ chế đồng bộ khi phát lại tín hiệu ở bên thu)…


+) RTP có thể được sử dụng với những giao thức khác của tầng
mạng và tầng giao vận bên dưới miễn là các giao thức này cung
cấp được các dịch vụ mà RTP đòi hỏi: Giao thức RTP hỗ trợ việc
truyền dữ liệu tới nhiều đích sử dụng phân bố dữ liệu multicast
nếu như khả năng này được tầng mạng hoạt động bên dưới nó
cung cấp.

Lưu ý : bản thân RTP không cung cấp một cơ chế nào đảm
bảo việc phân phát kịp thời dữ liệu tới các trạm mà nó dựa
trên các dịch vụ của tầng thấp hơn để thực hiện điều này.
RTP cũng không đảm bảo việc truyền các gói theo đúng thứ
tự. Tuy nhiên số thứ tự trong RTP header cho phép bên thu

xây dựng lại thứ tự đúng của các gói bên phát.


• +) Giao thức RTP được cố tình để cho chưa hồn thiện. Nó chỉ cung
cấp các dịch vụ phổ thông nhất cho hầu hết các ứng dụng truyền
thông hội nghị đa phương tiện. Mỗi một ứng dụng cụ thể đều có thể
thêm vào RTP các dịch vụ mới cho phù hợp với các u cầu của nó.
• +) Các khả năng mở rộng thêm vào cho RTP được mô tả trong một
profile đi kèm. Ngồi ra, profile cịn chỉ ra các mã tương ứng sử dụng
trong trường PT (Payload type) của phần tiêu đề RTP ứng với các loại
tải trong (payload) mang trong gói.
• +) Một vài ứng dụng cuả thử nghiệm cũng như thương mại đã được
triển khai. Những ứng dụng này bao gồm các ứng dụng truyền thoại,
video và chuẩn đốn tình trạng mạng (như là giám sát lưu lượng).
• +) Tuy nhiên, mạng Internet ngày nay vẫn chưa thể hỗ trợ được đầy
đủ yêu cầu của các dịch vụ thời gian thực. Các dịch vụ sử dụng RTP
địi hỏi băng thơng cao (như là truyền audio) có thể là giảm nghiêm
trọng chất lượng của
các dịch vụ khác trong mạng


2.Các ứng dụng của RTP
•

2.1 Hội nghị đàm thoại đơn giản

• _Các ứng dụng hội nghị đàm thoại đơn giản chỉ bao gồm việc
truyền thoại trong hệ thống. Tín hiệu thoại của những bên tham
gia được chia thành những đoạn nhỏ, mỗi phần được thêm vào
phần tiêu đề của giao thức RTP.

• _Tiêu đề RTP mang thơng tin chỉ ra cách mã hóa tín hiệu thoại
(như là PCM, ADPCM, hay LPC…). Căn cứ vào thông tin này, các
bên thu sẽ thực hiện giải mã cho đúng.
• _Mạng Internet cũng như các mạng gói khác đều có khả năng xảy
ra mất gói và sai lệch về thứ tự các gói. Để giải quyết vấn đề này,
phần tiêu đề RTP mang thông tin định thời và số thứ tự các gói,
cho phép bên thu khôi phục định thời với nguồn phát. Sự khôi phục
định thời được tiến hành độc lập với từng nguồn phát trong hội
nghị. Số thứ tự gói có thể được sử dụng để ước tính số gói bị mất
trong khi truyền


2.3. Hội nghị điện thoại truyền hình
• _ Nếu cả hai dịng tín hiệu thoại và truyền hình đều được sử dụng
trong hội nghị thì ứng với mỗi dịng sẽ có một phiên RTP (RTP
session) độc lập. Mỗi một phiên RTP sẽ ứng với một cổng (port
number) cho thu phát các gói RTP và một cổng thu phát các gói
RTCP. Các phiên RTP sẽ được đồng bộ với nhau để cho hình ảnh và
âm thanh dùng nhận được ăn khớp.
• _ Lý do để bố trí các dịng thơng tin thoại và truyền hình thành
những phiên RTP tách biệt là để cho các thiết bị đầu cuối chỉ có
khả năng thoại cũng có thể tham gia vào cuộc hội nghị truyền
hình mà khơng cần có bất kỳ thiết bị hỗ trợ nào.


2.3 Translator và Mixer
_ Các ứng dụng miêu tả ở phần trên đều có điểm chung là
bên thu và bên phát đều sử dụng chung một phương pháp mã
hóa thoại
_ Trong trường hợp một người dùng có đường kết nối tốc độ

thấp tham gia vào một hội nghị gồm các thành viên có đường
liên kết nối tốc độc cao thì tất cả những người tham gia đều
buộc phải sử dụng kết nối tốc độ thấp cho phù hợp với thành
viên mới tham gia. Điều này rõ ràng là không hiệu quả.
> Khắc phục : một translator hoặc một mixer được đặt giữa
hai vùng tốc độ đường truyền cao và thấp để chuyển đổi cách
mã hóa thích hợp giữa hai vùng.


3.Khn dạng gói RTP
• Gói tin RTP (RTP packet) bao gồm hai phần là header (phần mào
đầu) và data (dữ liệu). Nhưng không giống như các giao thức
truyền dẫn khác là sử dụng các trường trong header để thực hiện
các chức năng điều khiển, RTP sử dụng một cơ chế điều khiển độc
lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện các chức năng
này.


Gói tin RTP có các phần:
_ Version (2 bit): version của RTP (hiện tại là version 2).
_ Padding (1 bit): có vai trò như bit cờ được sử dụng để đánh dấu
khi có một số byte được chèn vào trong gói.
_ Extension (1 bit): cũng có vai trị như một bit cờ được sử dụng để
đánh dấu khi có header mở rộng tiếp theo header cố định.
_ CSRC count (4 bit): chỉ rõ số lượng của CSRC (contributing
source)
_ Marker (1 bit): có vai trị như một bit cờ, trạng thái của nó được
phụ thuộc vào trường payload type.
_ Payload Type (7 bit): chỉ rõ loại thông tin được chứa trong
_ Serquence Number (16 bit): cung cấp số thứ tự của các gói.

Cách này như một cơ chế giúp bên thu có thể thu đúng thứ tự các
gói tin, nhận ra gói tin bị mất.


_ Time-stamp (32 bit): là tham số đánh dấu thời điểm byte đầu
tiên được lấy mẫu trong gói RTP. Giá trị time-stamp khởi đầu là
ngẫu nhiên, các gói RTP phát đi liên tiếp có thể có cùng giá trị
time-stemp nếu chúng cùng được phát đi một lúc.
_ Syschronisation source (SSRC) identifier: số nhận dạng
nguồn của gói dữ liệu. Nếu ứng dụng muốn truyền dữ liệu có nhiều
dạng khác nhau trong cùng một thời điểm (ví dụ là tín hiệu audio
và video) thì sẽ có những phiên truyền riêng cho mỗi dạng dữ liệu.
Sau đó ứng dụng sẽ tập hợp các gói tin có cùng nhận dạng SSRC.
Số nhận dạng này được gán một cách ngẫu nhiên.
_ Contribute source (CSRC) identifer (độ dài thay đổi): tại
một điểm đích nào đó mà những tín hiệu audio đến đích cần trộn
lại với nhau thì giá trị CSRC sẽ là tập hợp tất cả các giá trị SSRC
của các nguồn mà gửi tín hiệu đến điểm đích đó. Trường CSRC có
thể chứa tối đa là 15 số nhận dạng nguồn SSRC.
_ Extension header (độ dài thay đổi): chứa các thơng tin thểm
của gói RTP.
 


4.Giao thức điều khiển RTCP
+) Đi cùng với RTP là giao thức RTCP (Realtime Transport Control
Protocol) có các dịch vụ giám sát chất lượng dịch vụ và thu thập
các thông tin về những người tham gia vào phiên truyền RTP đang
tiến hành.

Giao thức RTCP bao gồm các loại gói sau:
_SR (Sender Report): Mang thông tin thống kê về việc
truyền và nhận thông tin từ những người tham gia trong
trạng thái tích cực gửi.
_RR (Receiver Report): Mang thơng tin thống kê về việc
nhận thôngtin từ những người tham gia không ở trạng thái
tích cực gửi.
_SDES (Source Description items): Mang thơng tin miêu tả
nguồn phát gói RTP.
_BYE: Chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên truyền.
_APP: Mang các chức năng cụ thể cửa ứng dụng.


Mỗi gói thơng tin RTCP bắt đầu bằng một phần tiêu đề
cố định giống như gói RTP thơng tin. Theo sau đó là các cấu
trúc có chiều dài có thể thay đổi theo loại gói nhưng ln
bằng số ngun lần 32 bits. Trong phần tiêu đề cố định có
một trường chỉ thị độ dài. Điều này giúp cho các gói thơng
tin RTCP có thể gộp lại với nhau thành một hợp gói
(compound packet) để truyền xuống lớp dưới mà khơng
phải chèn thêm vào các bit cách ly. Số lượng các gói trong
hợp gói khơng quy định cụ thể mà tùy thuộc vào chiều dài
đơn vị dữ liệu lớp dưới.


B – Giao thức SIP

1.Tổng quan

+) Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) là

một giao thức điều khiển và đã được chuẩn hóa bởi IETF
+) Nhiệm vụ của nó là thiết lập, hiệu chỉnh và xóa các phiên
làm việc giữa người dùng.
+) Các phiên làm việc cũng có thể là hội nghị đa phương tiên,
Cuộc gọi điện thoại điểm-điểm,….SIP được sử dụng kết hợp với
các chuẩn giao thức IETF khác như là SAP, SDP và MGCP
(MEGACO) để cung cấp một lĩnh vực rộng hơn cho các dịch vụ
VoIP


+) Cấu trúc của SIP tương tự với cấu trúc của HTTP (giao thức
client-server). Nó bao gồm các yêu cầu được gởi đến từ người sử
dụng SIP client đến SIP server. Server xử lý các yêu cầu và đáp
ứng đến client.
+) SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau:
- Định vị trí của người dùng.
- Định media cho phiên làm việc.
- Định sự sẵn sàng của người dùng để tham gia vào một
phiên làm
việc.
- Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc.


2.Cấu trúc của SIP
- SIP client: là thiết bị hỗ trợ giao thức SIP như SIP phone,chương
trình chát,…..
- SIP server : là thiết bị trong mạng xử lí các bản tin SIP với các
chức năng cụ thể như sau :
+ User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt
động đại diện cho người dùng . User Agent bao gồm hai phần

chính: một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức
server được biết như là UAS. UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời
cuộc gọi. Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP có thể hoạt
động ngang hàng khi sử dụng mơ hình client/server
+ proxy server là phần mềm trung gian hoạt động như cả server
và client để thực hiện các yêu cầu thay mặt các đầu cuối
khác .Chức năng chính của nó trong mạng là định tuyến cho bản
tin đến đích


•

Hình 1 trình bày hai thành phần chính của SIP: User Agent và SIP
server. User Agent là một điểm cuối giao tiếp với người dùng và hoạt
động đại diện cho người dùng. User Agent bao gồm hai phần chính:
một giao thức client được biết như là UAC và một giao thức server
được biết như là UAS. UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi.
Do User Agent chứa cả UAC và UAS nên SIP có thể hoạt động ngang
hàng khi sử dụng mơ hình client/server.
Server SIP có hai loại: Proxy server và Redirect Server.Proxy server
nhận một yêu cầu từ client và quyết định server kế tiếp mà yêu cầu
sẽ đi đến. Proxy này có thể gửi yêu cầu đến một server khác, một
Redirect server hoặc UAS. Đáp ứng sẽ được truyền cùng đường với
yêu cầu nhưng theo chiều ngược lại. Proxy server hoạt động như là
client và server. Redirect server sẽ không chuyển yêu cầu nhưng sẽ
chỉ định client tiếp xúc trực tiếp với server kế tiếp, đáp ứng gửi lại
client chứa địa chỉ của server kế tiếp. Nó khơng hoạt động được như
là một client, nó khơng chấp nhận cuộc gọi.

• Hình 1. Proxy Server


Hình 2: Redirect Server


thanks you!
the end.