Điện toán đám mây cho các dịch vụ đa phương tiện

Điện Toán Đám Mây Cho Các Dịch Vụ Đa Phương Tiện
I. Khái niệm chung
1. Giới thiệu
Điện toán đám mây là một công nghệ nổi lên nhằm mục đích cung cấp khả
năng tính toán và các dịch vụ lưu trữ khác nhau trên mạng Internet. Đó là sự kết
hợp giữa cơ sở hạ tầng, nền tảng và phần mềm cũng như dịch vụ. Các nhà cung
cấp dịch vụ đám mây cho thuê trung tâm dữ liệu và các phần mềm để lưu trữ và
các dịch vụ điện toán thông qua Internet. Thông qua điện toán đám mây, người
dùng Internet có thể nhận được các dịch vụ từ đám mây giống như việc họ đang
dùng một siêu máy tính. Họ có thể lưu trữ dữ liệu của họ trên đám mây thay vì lưu
trữ trên các thiết bị của họ, có thể truy cập dữ liệu ở mọi nơi. Họ có thể chạy
những ứng dụng trên những nền tảng đám mây với phần mềm được triển khai trên
đó, làm giảm đi gánh nặng cho người sử dụng trong việc phải cài đặt hết các ứng
dụng và liên tục phải nâng cấp trên các thiết bị của họ.
Cùng với việc phát triển của Web 2.0. Internet đa phương tiện đang nổi lên
như một dịch vụ. Cung cấp nhiều dịch vụ giải trí, điện toán đa phương tiện đã trở
thành một công nghệ đáng chú ý trong việc tạo ra, sửa chữa, xử lý và tìm kiếm
những nội dung đa phương tiện, như hình ảnh, video, âm nhạc, đồ họa v.v Các
ứng dụng và dịch vụ đa phương tiện trên mạng Internet và mạng không dây di
động là nơi đòi hỏi sức mạnh của điện toán đám mây,bởi theo ước tính thì khối
lượng yêu cầu dịch vụ của người sử dụng trên Internet hoặc di động vào đám mây
đa phương tiện ở cùng một thời điểm nên tới hàng triệu lượt. Trong mô hình mới
của điện toán đa phương tiện, người sử dụng lưu trữ và xử lý các dữ liệu ứng dụng
đa phương tiện trên đám mây từ đó thoát khỏi việc phải cài đặt tất cả các ứng dụng
trên máy tính hoặc các thiết bị của mình, như vậy sẽ làm giảm bớt gánh nặng
trong việc duy trì và cập nhật các ứng dụng đa phương tiện, như vậy sẽ giảm bớt
việc tính toán trên thiết bị người dùng và sẽ tiết kiệm pin cho các thiết bị di động.
2. Multimedia là gì?
Một trong các thành tựu của CNTT là multimedia và multimedia được ứng
dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội. Vậy multimedia là gì?
Có nhiều cách tiếp cận khác nhau về multimedia nhưng chung nhất, có thể hiểu

đây là dạng “truyền thông đa phương tiện”.
Theo Fenrich (1997): “Multimedia là sự tích hợp lý thú giữa phần cứng và
phần mềm máy tính, cho phép tích hợp các tài nguyên video, audio, hoạt hình, đồ
họa và trắc nghiệm để xây dựng và thực hiện một trình diễn kết quả nhờ một máy
tính có cấu hình thích hợp”.
Còn theo Philip (1997): “Multimedia đặc trưng bởi sự hiện diện của văn bản,
hình ảnh, âm thanh, mô phỏng và video, được tổ chức chặt chẽ trong một chương
trình máy tính”.
3. Điện toán đám mây truyền đa phương tiện
Để đáp ứng được yêu cầu về QoS trong điện toán đám mây cho các dịch vụ đa
phương tiện thông qua Internet và mạng không dây, chúng ta sẽ tìm hiểu các khái
niệm chính của điện toán đám mây cho cho điện toán đa phương tiện và truyền
thông (xem hình 2.1). Cụ thể là sẽ đưa ra một khung làm việc của điện toán đám
mây cho các dịch vụ đa phương tiện và là đòn bẩy để điện toán đám mây cung cấp
các ứng dụng và dịch vụ đang phương tiện thông qua Internet và Internet di động
với các điều khoản về QoS.
Chúng ta nghiên cứu điện toán đám mây cho các dịch vụ đa phương tiện từ
đám mây nhận thức đa phương tiện – multimedia - aware cloud (media cloud) và
đa phương tiện nhận thức đám mây – cloud - aware multimedia (cloud media).
Multimedia - aware cloud tập trung vào việc đám mây có thể cung cấp chất lượng
dịch vụ (QoS) cho các ứng dụng và dịch vụ đa phương tiện như thế nào.
Cloud - aware multimedia tập trung vào việc đa phương tiện thực hiện các công
việc lưu trữ, xử lý, thích nghi, trình diễn.v.v… trên đám mây như thế nào để sử
dựng tốt nhất nguồn tài nguyên của điện toán đám mây, để đạt được QoE cao nhất
cho các dịch vụ đa phương tiện. Hình 2.2 mô tả quan hệ chặt chẽ giữa cloud media
và media cloud. Cụ thể hơn, media cloud cung cấp một bức tranh về tài nguyên ví
dụ như là đĩa cứng, CPU, GPU và được cho thuê bởi các nhà cung cấp dịch vụ
truyền thông để phục vụ người sử dụng. MSPs sử dụng tài nguyên của media
cloud để phát triển ứng dụng và dịch vụ đa phương tiện của họ.Ví dụ như lưu trữ,
chỉnh sửa v.v

Hình 2.2: Mối quan hệ giữ media cloud và cloud media
Trên media cloud, kiến trúc đám mây truyền thông biên MEC (Media - Edge
Cloud) đưa ra để giảm độ trễ, trong đó nội dung và xử lý truyền thông sẽ được
thực hiện ở biên của đám mây dựa vào thông tin của người dùng. Trong kiến trúc
này, MEC là một đám mây nhỏ với trung tâm dữ liệu đặt ở ngoài biên. Đám mây
MEC lưu trữ, xử lý và truyền dữ liệu truyền thông ở biên, chính vì vậy mà sẽ đạt
được độ trễ thấp nhất,tăng hiệu quả sử dụng. Các đám mây phương tiện bao gồm
các đám mây MECs, có thể quản lý một cách tập trung hoặc theo kiểu mạng ngang
hàng P2P. Kiến trúc của MEC phải đạt các yêu cầu sau:
- Thứ nhất, để xử lý tốt các kiểu khác nhau của các dịch vụ truyền thông
trong MEC, ta sẽ đặt các loại dịch vụ truyền thông có kiểu giống nhau vào
một nhóm máy chủ dựa theo tính chất của dịch vụ truyền thông đó. Cụ thể
là sẽ sử dụng bảng băm phân tán (DHT) cho việc lưu trữ dữ liệu trong khi
sử dụng nhóm CPU hoặc GPU cho điện toán đa phương tiện.
- Thứ hai, đối với hiệu quả tính toán trong kiến trúc MEC, người ta đưa ra
mô hình phân tán song song với việc xử lý các dịch vụ và ứng dụng đa
phương tiện trong nhóm CPU và GPU.
- Thứ ba, tại các máy chủ proxy biên của MEC,sẽ lắp đặt các bộ chuyển mã
thích ứng cho các dịch vụ truyền thông để các thiết bị không đồng nhất đạt
được QoE cao.
Trên cloud media, các dịch vụ và ứng dụng truyền thông trên đám mây có thể
thực hiện hoàn toàn hoặc một phần trên đám mây đó. Trước đây, đám mây sẽ thực
hiện tất cả các điện toán đa phương tiện. Về sau, vấn đề quan trọng là làm thế nào
để phân phối được khả năng tính toán(CPU, GPU…) nguồn tài nguyên điện toán
đa phương tiện giữa máy khách và đám mây, bởi vì nó sẽ liên quan đến phân chia
nguồn tài nguyên đa phương tiện để tính toán giữa máy khách và đám mây.
II. Đám mây truyền thông-media cloud
Đám mây truyền thông cần có các chức năng sau:
- Các điều khoản QoS hỗ trợ nhiều kiểu khác nhau của các dịch vụ với các
yêu cầu về QoS khác nhau.

- Phân tán song song với việc xử lý đa phương tiện
- QoS của truyền thông đa phương tiện phải thích ứng với các kiểu khác
nhau của các thiết bị và băng thông của mạng.
1. Kiến trúc đám mây truyền thông đa phương tiện
Trong phần này, sẽ trình bày về kiến trúc điện toán-MEC nhằm mục đích giải
quyết các vấn đề về QoS cho các dịch vụ đa phương tiện. MEC là đám mây nhỏ
với các máy chủ đặt ở biên đám mây, cung cấp các dịch vụ truyền thông với QoS
cao (ví dụ như độ trễ thấp) cho người sử dụng. Kiến trúc MEC giống với kiến trúc
máy chủ CDN biên, chỉ khác ở chỗ là CDN dành cho việc phân phối truyền thông
đa phương tiện trong khi MEC cung cấp điện toán đa phương tiện. Việc sử dụng
máy chủ biên CDN để phân phối đa phương tiện tới người dùng có thể cho kết quả
với độ trể thấp hơn nhiều so với phân phối trực tiếp từ các máy chủ trung tâm.
Như vậy có thể thấy được rằng điện toán đa phương tiện trong MEC có thể cung
cấp ít luồng đa phương tiện và giảm độ trễ khi so sánh với việc tất cả nội dụng đa
phương tiện được đặt tại đám mây trung tâm. Như mô tả ở hình 2.3(a) và 2.3(b),
lần lượt là 2 kiểu kiến trúc của MEC:
- Hình 2.3(a) là nơi mà tất dữ liệu của người sử dụng sẽ được lưu trữ trên
MEC dựa trên hồ sơ hoặc nội dung người dùng trong khi tất cả thông tin
liên quan đến người dùng và nội dung địa điểm sẽ được trao đổi trong mào
đầu thông qua P2P.
- Hình 2.3(b) là người quản lý trung tâm sẽ quản lý tất cả các thông tin giữa
người sử dụng và nơi chứa nội dung, trong khi MEC nắm giữ vai trò phân
phối tất cả các nội dung dữ liệu.
Trong MEC, chúng ta áp dụng công nghệ mạng ngang hàng P2P để phân phối
dữ liệu truyền thông cho việc lưu trữ và tính toán. Với kiến trúc của mạng ngang
hàng P2P, mỗi nút có sự quan trọng bằng nhau vì thế MEC có khả năng mở rộng,
độ sẵn sàng và bền vững cao cho việc lưu trữ và điện toán phương tiện. Để hỗ trợ
những người dùng di động chúng ta sử dụng một cloud proxy đặt ở biên của MEC
hoặc ở gateway, như trong hình 2.3 để thực hiện việc xử lý đa phương tiện (ví dụ
như thích ứng và chuyển mã) và bộ nhớ đệm để bù đắp những hạn chế của các

thiết bị di động bởi sự giới hạn về sức mạnh tính toán và tuổi thọ của pin.
Hình 2.3: (a) Điện toán đám mây MEC dựa trên P2P
(b) Điện toán MEC điều khiển tập trung
2. Phân tán song song xử lý truyền thông đa phương tiện
Trước đây, việc xử lý đa phương tiện được thực hiện trên máy khách hoặc các
máy chủ độc quyền. Với điện toán đám mây đa phương tiện, việc xử lý đa phương
tiện thường được thực hiện tại bên thứ 3 là trung tâm dữ liệu đám mây (trừ khi ai
đó muốn xây dựng một đám mây riêng, đây là một việc tốn kém). Với việc xử lý
đa phương tiện được đưa lên đám mây, một trong những thách thức lớn nhất của
điện toán đám mây đa phương tiện là làm thế nào đám mây có thể cung cấp song
song các dữ liệu đa phương tiện cho hàng triệu người sử dụng bao gồm cả những
người dùng di động. Để giải quyết vấn đền này, việc tính toán và lưu trữ đa
phương tiện cần phải được xây dựng phân tán và xử lý song song.
Trong MEC, chúng ta sử dụng DHT để phân loại các dữ liệu đa phương tiện
vào các nhóm lưu trữ và sử dụng các chương trình xử lý song song các ứng dụng
đa phương tiện nhằm thực hiện cân bằng tải cho điện toán truyền thông trong khối
CPU và GPU.
Hình 2.4 (a) Theo dõi dữ liệu và chương trình cho dịch vụ đa phương tiện
(b) Phân tán song song với xử lý đa phương tiện
Như minh họa trong hình 2.4(a), cho phương tiện lưu trữ, mỗi thiết bị sẽ được liên
kết với dữ liệu của “data tracker”, đây là nơi quản lý dữ liệu truyền thông sẽ được
phân phối tới nhóm lưu trữ (storage cluster). Đối với tính toán truyền thông, chúng
ta sử dụng “program tracker” để phân phối nhiệm vụ phương tiện truyền thông, và
sau đó các nhiệm vụ sẽ được thực hiện trong các nhóm CPU và GPU trong MEC.
Hơn nữa, chúng ta sử dụng việc xử lý phân tán song song các dịch vụ đa
phương tiện cho việc thực hiện các chương trình đa phương tiện quy mô lớn trong
MEC, như trong hình 2.4(b):
- Chúng có thể thực hiện cân bằng tải truyền thông trên mỗi cấp độ của
người sử dụng.
- Chúng có thể thực hiện xử lý truyền thông song song ở cấp độ tác vụ đa

phương tiện. Nói cách khác, cách tiếp cận này không những mang tới cân
bằng tải trên mỗi cấp độ người dùng mà còn thực hiện đồng thời các tác vụ
đa phương tiện ở mỗi mức độ tác vụ đa phương tiện.
3. QoS đám mây truyền thông
Một trong những thách thức quan trọng trong đám mây truyền thông-MEC là
chất lượng dịch vụ QoS. Có 2 cách để cung cấp QoS cho đa phương tiện:
- Thêm QoS vào bên trong cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây hiện tại.
- Thêm QoS vào Middleware ở giữa cơ sở hạ tầng đám mây và các ứng dụng
đa phương tiện.
Trước đây, QoS tập trung vào cơ sở hạ tầng của đám mây để hỗ trợ các dịch
vụ và các ứng dụng đa phương tiện với những yêu cầu về QoS khác nhau. Về sau,
người ta tập trung nâng cao QoS trong lớp giữa, như là QoS ở lớp truyền dẫn và
QoS giữa cơ sở hạ tầng đám mây và các ứng dụng truyền thông.
QoS cho cơ sở hạ tầng đám mây là lĩnh vực mới và cần nhiều nghiên cứu để
cung cấp QoS cho các ứng và dịch vụ đa phương tiện trên đám mây. Trong phần
này, sẽ tập trung vào việc là làm thế nào một đám mây có thể cung cấp QoS để hỗ
trợ cho các dịch vụ và ứng dụng đa phương tiện. Cụ thể là trong MEC, theo các
thuộc tính của các dịch vụ truyền thông, tổ chức các kiểu của các dịch vụ truyền
thông tương tự nhau vào một nhóm máy chủ có hiệu năng cao nhất để xử lý
chúng. Một MEC bao gồm 3 nhóm:
- Nhóm lưu trữ.
- Nhóm CPU.
- Nhóm GPU.
Ví dụ, các ứng dụng liên quan đến đồ họa có thể đi tới nhóm GPU, Các xử lý
truyền thông bình thường có thể đi tới nhóm CPU, và các kiểu lưu trữ của các dịch
vụ truyền thông có thể tới các nhóm lưu trữ. Kết quả là, MEC có thể cung cấp QoS
hỗ trợ cho các kiểu khác nhau của truyền thông với các yêu cầu QoS khác nhau.
Để cải thiện hiệu năng QoS của truyền thông đa phương tiện trong đám mây
truyền thông, ngoài việc di chuyển nội dung và tính toán truyền thông để MEC
giảm độ trễ và thực hiên các nội dung sao cho tương thích với các thiết bị khác

nhau, một “media cloud proxy” được đưa ra để làm giảm độ trễ hơn nữa và phục
vụ tốt hơn với các kiểu thiết bị khác nhau đặc biệt là tương thích với các thiết bị di
động. Các media cloud proxy được thiết kế để giải quyết tính toán truyền thông di
động và bộ nhớ đệm cho điện thoại di động. Điện thoại di động có sự giới hạn về
thời lượng pin và sức mạnh xử lý, media cloud proxy được sử dụng để thực hiện
điện tính toán truyền thông toàn bộ hoặc một phần đề bù đắp cho những giới hạn
của điện thoại di động đã đề cập ở trên,bao gồm cả các thích ứng của QoS cho các
loại đầu cuối khác nhau. Ngoài ra, media cloud proxy cũng có thể cung cấp bộ nhớ
đệm cho các điện thoại di động. Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm
QoS cơ sở hạ tầng đám mây và lớp phủ QoS đám mây cho các dịch vụ đa phương
tiện.v.v…
4. Truyền thông đám mây-cloud media
a, Ứng dụng (Applications)
Sự xuất hiện của điện toán đám mây sẽ tác động sâu sắc trên toàn bộ chu kì
của nội dụng đa phương tiện. Như trong hình 2.5-chu kì truyền thông bao gồm
việc mua lại, lưu trữ, xử lý, phổ biến và trình diễn.
Hình 2.5: Chu kì của truyền thông
Trong một thời gian dài, các nội dung truyền thông chất lượng cao chỉ có thể
được mua lại bởi các tổ chức chuyên nghiệp với các thiết bị tốt và những nội dụng
được phân phối dựa trên các bản sao cứng, như phim ảnh, VCD và DVD. Trong
các thập niên gần đây, sự sẵn có của máy ảnh, máy quay giá rẻ đã gây nên sự bùng
nổ về nội dung truyền thông do người sử dụng tạo ra. Gần đây nhất, các hệ thống
mạng vật lý cung cấp một phương pháp mới để thu thập dữ liệu thông qua các
mạng cảm biến, làm tăng đáng kể khối lượng và đa dạng về dữ liệu truyền thông.
Lướt Web 2.0, các nội dung truyền thông kĩ thuật số có thể dễ dàng phân phối
hoặc chia sẻ thông qua mạng internet. Sự thành công lớn của Youtube là minh
chứng rõ ràng của truyền thông internet.
Trước thời đại điện toán đám mây, phương tiện lưu trữ, xử lý và các dịch vụ
phổ biến được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau với các trung tâm
máy chủ của họ. Hiện tại, các nhà cung cấp dịch vụ chọn việc cung cấp đám mây

công cộng cho nhiều người dùng. Mô hình “Pay-as-you-go”của đám mây công
cộng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp nhỏ. Đối với các doanh
nghiệp nhỏ, họ chỉ trả tiền cho những tính toán và lưu trữ mà họ đã sử dụng, ngoài
ra họ không phải mất thêm khoản chi phí nào cho việc duy trì hoạt động của các
thiết bị. Đối với cá nhân, tiện ích đám mây có thể cung cấp không gian lưu trữ
không giới hạn và thuận tiện hơn rất nhiều so với việc mua ổ đĩa ứng.
b, Lưu trữ và chia sẻ (Storage and Sharing)
Lưu trữ đám mây có lợi thế là luôn luôn hoạt động vì thế mà người dùng có
thể truy cập file dữ liệu của họ ở mọi thiết bị, có thể chia sẻ nhưng file đó với bạn
bè, và những người này có thể truy cập nội dung này vào bất kì thời gian nào. Đây
cũng là tính năng quan trọng,việc lưu trữ trên đám mây cung cấp mức độ tin cậy
cao hơn nhiều so với lưu trữ trên những thiết bị cá nhân. Dịch vụ lưu trữ có thể
phân loại thành dịch vụ người dùng và dịch vụ theo hướng phát triển. Trong danh
mục đám mây lưu trữ theo hướng người dùng , nhiều nhà cung cấp dịch vụ sử
dụng chính những server của họ, trong khi một số nhà cung cấp khác dựa trên sự
đóng góp lưu trữ vật lý của người sử dụng. Iomega (www.iomega.com) là một
dịch vụ lưu trữ đám mây theo hướng người sử dụng, đây là nơi nắm giữ dịch vụ
lưu trữ trên máy chủ của chính mình và do đó cung cấp các dịch vụ trả phí.
Allmydata (www.amdwebhost.com) trao đổi 1 GB không gian lưu trữ của mình
lấy 10GB không gian lưu trữ được tập hợp từ những người sử dụng. Đó là sự đầu
tư lớn về các dịch vụ và phần mềm, chẳng hạn như mã hóa dữ liệu, phân mảnh,
phân phối và sao lưu. Amazon S3 () và openomy
() là các dịch vụ lưu trữ đám mây theo hướng để kinh doanh.
Amazon S3 cung cấp đám mây điển hình cho việc (chỉ trả cho những gì bạn sử
dụng). Không có lệ phí tối thiểu và chi phí khởi động. Họ tính phí dựa trên dung
lượng lưu trữ và băng thông cho mỗi GB. Mục đích chung của các nhà cung cấp
đám mây, chẳng hạn như Microsoft Azure, cũng lấy những dịch vụ lưu trữ làm
mục đích phát triển hàng đầu của họ. Ví dụ như công ty NeoGeo xây dựng phần
mềm quản lý tài nguyên số neoMediaCenter.NET dựa trên Microsoft Azure.
Chia sẻ là một phần của dịch vụ đám mây. Các yêu cầu chia sẻ dễ dàng là lý

do chính khiến nội dung đa phương tiện chiếm một phần lớn không gian lưu trữ
của đám mây. Thông thường, truyền thông đa phương tiện chỉ xảy ra chia sẻ khi
có người chia sẻ nội dung và người được chia sẻ phải trực tuyến và có một kết nối
dữ liệu tốc độ cao. Điện toán đám mây đang chuyển quá trình xử lý đồng bộ thành
không đồng bộ và làm cho việc chia sẻ một tới nhiều người hiệu quả hơn. Người
chia sẻ chỉ đơn giản là tải các nội dung lên các đám mây lưu trữ của mình và gửi
đường liên kết cho người mình muốn chia sẻ. Sau đó họ có thể truy nhập nội dung
của mình bất kì lúc nào họ muốn, vì thế mà đám mây luôn luôn phải hoạt động.
Chia sẻ thông qua đám mây cũng làm tăng QoS của truyền thông bởi vì các kết nối
giữa đám mây-máy khách luôn được cung cấp với băng thông lớn và độ trễ thấp
hơn kết nối giữa hai máy khách, không gặp phải vấn đề về các bức tường lửa và
chuyển đổi địa chỉ mạng, vấn đề thương gặp phải trong quá trình trao đổi thông tin
giữa hai máy khách. Sự phức tạp của việc chia sẻ dựa trên đám mây chủ yếu nằm
trong việc đặt tên , địa chỉ và kiểm soát truy nhập.
Chia sẻ âm nhạc và video trực tuyến có thể đạt được thông qua các luồng tín
hiệu trực tuyến. So với các dịch vụ trực tuyến thông thường hoạt động thông qua
các phòng máy chủ của các nhà cung cấp dịch vụ thì dịch vụ trực tuyến dựa trên
đám mây sẽ cho độ trể thấp hơn và băng thông cao hơn. Đó là bởi vì các nhà cung
cấp đám mây sở hữu một số lượng lớn các máy chủ lớn trên những khu vực địa lý
rộng lớn. Ví dụ, streamload hướng tới những người quan tâm đến truyền thông
trực tuyến và lưu trữ. Chúng cung cấp lưu trữ không giới hạn cho người dùng trả
phí, kế hoạch thu phí dựa trên băng thông download.
c, Tạo mới và chỉnh sửa (Authoring and Mashup)
Tạo mới đa phương tiện là quá trình tạo ra các chương trình và cơ sở dữ liệu
cho các ứng dụng đa phương tiện của máy tính, trong khi đó chỉnh sửa làm nhiệm
vụ tái hợp và sửa đổi các thông tin đa phương tiện từ nhiều nguồn để tạo ra một
sản phẩm mới. Ngày nay công cụ phục vụ cho tạo mới và chỉnh sửa chia làm hai
loại:
- Một là công cụ offline, như Adobe Premiere và Windows Movie Maker.
- Hai là các dịch vụ online như Jaycut().

Trước đây nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều chức năng chỉnh sửa, nhưng
máy khách luôn luôn cần duy trì phần mềm chỉnh sửa, sau này họ cung cấp ít tính
năng hơn và client không cần phải lo lắng về việc duy trì phần mềm của nó.
Tạo mới và chỉnh sửa nói chung chi phối khá nhiều thời gian và nội dung các
ứng dụng đa phương tiện chiếm khối lượng lớn không gian lưu trữ. Một đám mây
có thể thực hiện việc tạo mới và chỉnh sửa online rất hiệu quả, cung cấp nhiều
chức năng cho các máy khách, vì vậy nó có khả năng tính toán rất mạnh và tài
nguyên lưu trữ được phân phối rộng khắp mọi nơi. Hơn nữa tạo mới và chỉnh sửa
trên dám mây đa phương tiện có thể tránh không phải cài đặt phần mềm trên máy
khách. Một thách thức chính với việc tạo mới và chỉnh sửa trong đám mây là chi
phí tính toán và truyền thông trong xử lý các đoạn media từ một nguồn hay nhiều
nguồn khác nhau. Để giải quyết vấn đề này người ta đã đưa ra một ngôn ngữ đánh
dấu mở rộng được(XML)-dựa trên định dạng file tượng trưng cho việc authoring
và mashup trên đám mây cơ sở (cloud-based). Như miêu tả trong hình 2.6, đây
không phải là một luồng dữ liệu media mà là một file mô tả. File này có thể xem
như là chứa nhiều lớp, lớp video, audio, graphic, chuyển đổi và lớp tác động. Mỗi
đoạn của một lớp sẽ được liên kết tới một nguồn tài nguyên, đây là nơi chứa
những dữ liệu liên quan phòng trường hợp dữ liệu bị xóa hoặc di chuyển, như mô
tả trong hình vẽ. Việc dịch chuyển và tác động là cùng một liên kết với các tham
số hoặc theo yêu cầu miêu tả của người sử dụng. Như vậy một đám mây truyền
thông nắm giữ khối lượng lớn những nội dung đa phương tiện và tần xuất sử dụng
cao cho việc di chuyển và tác động vào mẫu, nó sẽ mang lại lợi ích cho sử dụng
liên kết cơ sở để thực hiện file. Như vậy việc việc xử lý của tạo mới và chỉnh sửa
là để chỉnh sửa trình diễn file, do đó việc tính toán tải ở đám mây biên sẽ giảm
đáng kể. Chúng ta sử dụng một MEC để đáp ứng dịch vụ tạo mới và chỉnh sửa tới
tất cả các máy khách khác nhau của người sử dụng điện thoại di động. Bởi việc tận
dụng sự giúp đỡ của các máy chủ ở biên trong MEC với proxy tới điện thoại di
động, nó cho phép điện thoại di động sửa để đạt được QoE cao nhất. Trong tương
lai việc nghiên cứu công việc tạo mới và chỉnh sửa trên đám mây đa phương tiện
là giải quyết được khả năng phân phối lưu trữ và xử lý dữ trong đám mây, xem

trực tuyến trên máy khách, cụ thể là cho điện thoại di động.
Hình 2.6: Tạo mới và chỉnh sửa trên đám mây đa phương tiện
d, Thích ứng và phân phối (Adaptation and Delivery)
Việc tồn tại các thiết bị đầu cuối khác nhau, như là PC, điện thoại di động, TV
và sự không đồng bộ về mạng, như là mạng Ethernet, WLAN, và mạng di động,
làm thế nào để có thể phân phối các nội dung đa phương tiện tới các thiết bị khác
nhau một cách hiệu quả qua đám mây đang trở nên quan trọng và cấp thiết. Khả
năng thích ứng của các video đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối đa
phương tiện. Nó chuyển đổi tín hiệu video vào thành tín hiệu video ra theo một
khuôn dạng để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Nói chung, video thích ứng
cần một khối lượng tính toán lớn và nó sẽ rất khó để thực hiện cụ thể khi mà một
số lượng lớn người sử dụng yêu cầu dịch vụ cùng một lúc. Mặc dù chuyển đổi mã
offline từ một video thành nhiều phiên bản sẽ làm tăng hiệu quả cho các điều kiện
làm việc khác nhau nhưng nó cần không gian lưu trữ lớn. Ngoài ra thì việc chuyển
đổi mã offline không cho phép phục vụ các ứng dụng video thời gian thực, như
Internet Protocol Television (IPTV).
Bởi vì đám mây có khả năng tính toán và lưu trữ mạnh mẽ nên việc thích ứng
truyền thông online để phù hợp với các loại thiết bị cuối khác nhau có thể được
thực hiện ngay trong đám mây. Cloudcoder là một ví dụ của một đám mây cung
cấp dịch vụ video thích ứng, được xây dựng trên nền tảng của Microsoft Azure.
Cloudcoder được tập hợp lại thành một trung tâm quản lý kỹ thuật số trong khi đó
việc giảm tải được thực hiện chủ yếu trong đám mây. Số lượng các trường hợp tự
động chuyển đổi mã sẽ tỷ lệ với khối lượng xử lý tăng hoặc giảm. Hình 2.7 thể
hiện việc phân phối các video thích ứng dựa trên đám mây
Hình 2.7: Video thích ứng dựa trên đám mây
Video thích ứng trong đám mây truyền thông sẽ có nhiệm vụ tập hợp các tham
số tùy chọn, như là kích cỡ màn hình, băng thông, và tạo ra các phiên bản khác
nhau theo các tham số đó. Khả năng thực hiện tính toán truyền thông online là đặc
điểm khác biệt chính của đám mây truyền thông so với CDNs truyền thống. Chúng
ta muốn chỉ ra được khả năng xử lý của các máy chủ ngoài biên để dựa vào đó nhà

cung cấp dịch vụ sẽ có biện pháp nhằm nâng cao QoE. Việc thích ứng một hay
nhiều lớp video sẽ được thực hiện rất khác nhau. Nếu video là của một lớp đơn, thì
video thích ứng cần điều chỉnh tốc độ bit, tốc độ khung và độ phân giải để phù hợp
với sự khác nhau của các thiết bị đầu cuối. Đối với việc mở rộng mã hóa video,
một đám mây có thể tạo ra các dạng khác nhau của video bởi việc cắt bớt khả năng
mở rộng những lớp của nó theo băng thông của mạng bên phía khách hàng.
e, Trình diễn (Media Rendering)
Theo truyền thống,việc trình diễn đa phương tiện là được thực hiện ở client,
tuy nhiên trong nhiều trường hợp, clients không có khả năng yêu cầu để trình diễn
multimedia.Ví dụ free viewpoint video, cho phép người sử dụng tương tác thay
đổi vị trí quan sát ở bất kỳ vị trí nào trong không gian 3-D, hoặc trong một phạm
vi nhất định, điều này thật là khó để có thể thực hiện được trên một chiếc điện
thoại di động. Bởi vì băng thông của mạng không dây là giới hạn và điện thoại di
động cũng bị giới hạn về khả năng tính toán, bộ nhớ và thời gian sống của nguồn,
Shu et al đã cung cấp một proxy trình diễn để thực hiện trình diễn cho điện thoại
di động, ví dụ duyệt Web là một cơ chế cần thiết để truy cập thông tin trên World
Wide Web, tuy nhiên, để làm điêu này trên điện thoại di động thì không phải là dễ,
đặc biệt là sự không đồng bộ giữa trang Web JavaScript và XML(AJAX).
Lehtonen et al đã hỗ một kiến trúc proxy-based cho việc lướt Web trên điện thoại
di động. Khi clients gửi một yêu cầu Web, proxy sẽ dò tìm, trình diễn nó và đáp
trả lại với một gói tin miêu tả về trang đó, bao gồm một hình ảnh thu nhỏ của
trang Web, nội dung , và vị trí quan trọng của các thành phần trên trang đó. Thực
chất cả hai ví dụ trên đều đưa ra chiến lược phân phối tài nguyên là cần có một nơi
thực hiện nhiệm vụ trình diễn giúp client loại bỏ được gánh nặng về tính toán trên
đó.
Việc trình diễn đa phương tiện trên điện thoại di động hoặc trên các thiết bị
khả năng tính toán hạn chế đang là một thách thức lớn, do hạn chế về thời gian sử
dụng của nguồn,khả năng tính toán và băng thông thấp của mạng không dây. Đám
mây đã trang bị GPU để có thể cung cấp khả năng tính toán mạnh mẽ. Đây là hai
loại trình diễn của cloud-based. Một là cung cấp toàn bộ khả năng trình diễn trong

đám mây, hai là cung cấp một phần khả năng tính toán trình diễn trong đám mây,
phần còn lại sẽ được thực hiện trên client. Như trong hình 2.8, media cloud có thể
cung cấp đầy đủ hoặc một phần khả năng trình diễn, nó sẽ tạo ra một luồng trung
gian cho việc trình diễn ở các client, theo khả năng trình diễn của client đó. Cụ thể
hơn, một MEC với một proxy có thể phục vụ các client di động với QoE cao, như
vậy việc trình diễn có thể được thực hiện trong MEC proxy. Một trong những
hướng nghiên cứu trong tương lai là làm thế nào một MEC proxy có thể hỗ trợ
điện thoại di động về khả năng tính toán trình diễn, vì điện thoại di động bị giới
hạn về thời gian sử dụng pin, bộ nhớ v.v…
Hình 2.8: Trình diễn đa phương tiện trên đám mây
f, Thách thức lớn của điện toán đám mây truyền thông đa phương tiện
Việc xử lý đa phương tiện trong đám mây là một thử thách lớn. Dưới đây là
một số khó khăn:
- Sự không đồng nhất giữa các dịch vụ và truyền thông đa phương tiện: Do
tồn tại những loại dịch vụ khác nhau, như là VoIP, Video conferencing
(truyền hình hội nghị), chia sẻ và chỉnh sửa hình ảnh, luồng đa phương tiện,
tìm kiếm ảnh….Vì vậy mà đám mây phải đáp ứng được nhiều loại dịch vụ
và khác nhau cho hàng triệu người sử dụng ở cùng một thời điểm.
- Chất lượng dịch vụ không đồng nhất: Mỗi dịch vụ đa phương tiện khác
nhau có yêu cầu về Qos khác nhau, đám mây phải đáp ứng được yêu cầu
Qos cho các loại dịch đó.
- Không đồng nhất về mạng lưới: Sự khác nhau giữa các loại mạng, như là
mạng internet, mạng LAN, mạng không dây thế hệ 3 (3G), có đặc điểm
khác nhau về băng thông, độ trễ và jitter, đám mây phải thích nghi với nội
dung truyền cho việc tối ưu hóa việc phân phát tới các kiểu thiết bị khác
nhau với các mạng và băng thông khác nhau.
- Không đồng nhất về thiết bị: Là các loại kiểu bị khác nhau ví dụ như PC,
TV và điện thoại di động. Khả năng xử lý truyền thông đa phương tiện khác
nhau nên nhiệm vụ của đám mây là phải đáp ứng được năng lực của các
thiết bị, bao gồm CPU, GPU, hiển thị, bộ nhớ, lưu trữ và nguồn điện.

Các máy tính đa phương tiện trong đám mây xử lý cùng lúc việc truy cập dữ
liệu đa phương tiện và truyền dẫn trong đám mây có thể sẽ tạo ra một nút thắt cổ
chai trong mục đích chung của những đám mây bởi vì những yêu cầu về QoS
trong đa phương tiện rất nghiêm ngặt và do số lượng lớn người dùng cùng lúc truy
cập vào hệ thống đám mây trên internet. Ngày nay điện toán đám mây sử dụng
nhiều tiện ích để xác định rõ khối lượng tính toán và tài nguyên lưu trữ, điều này
rất hiệu quả cho các dịch vụ dữ liệu nói chung. Tuy nhiên những ứng dụng đa
phương tiện cũng cần CPU và bộ nhớ, một nhân tố vô cùng quan trọng đó là yêu
cầu về QoS vì những giới hạn về băng thông, độ trễ và bộ đệm. Bởi vậy cho nên
việc sử dụng chung một đám mây trên internet để xử lý với các dịch vụ đa phương
tiện có thể giảm chất lượng truyền dẫn QoS và QoE. Các thiết bị di động giới hạn
về bộ nhớ và khả năng tính toán và thời gian sử dụng nguồn điện, chính vì vậy
chúng càng cần sử dụng một đám mây để tạo ra sự cần bằng giữa tính toán và
truyền thông. Dự đoán rằng điện toán đám mây sẽ trở thành công nghệ đột phá cho
các ứng dụng và dịch vụ di động. Cụ thể hơn là trong dịch vụ và ứng dụng không
dây bởi vì yêu cầu về sức mạnh và đặc tính thay đổi thời gian của đường truyền
không dây, yêu cầu về QoS trong điện toán đám mây cho ứng dụng và dịch vụ đa
phương tiện di động càng nghiêm ngặt hơn so với internet thông thường. Tổng kết
lại cho điện toán đa phương tiện trên đám mây ở điểm mấu chốt là cung cấp các
điều khoản về QoS và hỗ trợ các dịch vụ, ứng dụng đa phương tiện thông qua
Internet (có dây) và Internet di động (không dây).
III.Tác động của điện toán đám mây đối với các dịch vụ đa phương tiện
Trong một thế giới đa thiết bị, doanh thu phụ thuộc vào việc phân phối nội
dung và chất lượng phù hợp, đến đúng đối tượng người dùng, trên nền tảng phù
hợp. Điều này yêu cầu trước hết phải nắm rõ nhu cầu người dùng để phát triển và
nhắm đến các dịch vụ qua các kênh phân phối thích hợp. Yếu tố còn lại chính là
chi phí. Hai yêu cầu này có thể được đáp ứng ngay trong đám mây.
1. Lý do để các công ty cung cấp dịch vụ đa phương tiện đột phá với công
nghệ điện toán đám mây
Nhu cầu tự do trong thế giới số:

-Nhu cầu của người dùng là yếu tố dẫn đường cho việc ứng dụng điện toán
đám mây. Các phương thức phân phối liên tục được cải tiến để theo kịp thói
quen luôn thay đổi của người dùng. Và cũng từ đó hình thành các nguồn
thu mới. Trong đó truyền hình truyền thống, in ấn và bán lẻ sẽ bị tác động
nhiều nhất. Ngược lại, các cổng thông tin trực tuyến, streaming, social
media, eCom ít bị ảnh hưởng nhất.
- Các đánh giá này phản ánh xu hướng khá rõ khi nhiều thiết bị di động, PC
đang được sử dụng hàng ngày. Tính kết nối liên tục là yêu cầu quan trọng
cho điện toán đám mây. Ngày càng có nhiều người thường xuyên truy cập
vào kho nội dung trên mạng, vì thế nhu cầu sử dụng IP và phần cứng cũng
tăng lên.
- Khi kết nối băng rộng trở nên phổ biến trong các hộ gia đình, khán giả đòi
hỏi nhiều lựa chọn linh hoạt hơn cho việc xem đồng thời. Họ muốn nội
dung luôn sẵn có trên nhiều nền tảng khác nhau thông qua bất kỳ thiết bị
nào. Điều này chỉ có thể đạt được hiệu quả với công nghệ đám mây.
Nhu cầu về nội dung:
- Các công ty cung cấp dịch vụ đa phương tiện đều nhận thức rằng khách
hàng là người điều khiển. Với nhu cầu nội dung luôn thay đổi không thể
đoán trước, nhu cầu phân phối đang vượt ngoài khả năng phần cứng thực
tế. Điều này thể hiện rất rõ trong trường hợp video do người dùng tạo ra:
nhu cầu lưu trữ lấn át cả nội dung được sản xuất chuyên nghiệp. Ngoài ra,
thay đổi định dạng nội dung (từ analog sang digital, hay chuyển định dạng
cho kênh phân phối mới) cũng là công việc tiêu tốn thời gian và cần lượng
thiết bị xử lý tương ứng.
- Cách đáp ứng nhu cầu khách hàng đang định hình lại chuỗi giá trị. Nội
dung media trước hết có mặt tại các rạp chiếu, sau đó là DVD, và bây giờ
chuyển sang truy cập theo yêu cầu. Nhà cung cấp nội dung nào sử dụng
phương thức với chi phí hợp lí để phân phối đến người xem nội dung chất
lượng cao, trong thời gian ngắn sẽ được cộng đồng người dùng tin tưởng
lựa chọn, làm đòn bẩy kiểm soát thị phần.

Nhu cầu phân tích dữ liệu:
- Ngoài hỗ trợ phân phối và lưu trữ, điện toán đám mây còn mở ra khả năng
cải tiến quy trình làm việc. Nhờ đáp ứng năng lực xử lý khi cần thiết, điện
toán đám mây cho phép thu thập thông tin người dùng một cách nhanh
chóng, tạo nên lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.
- Sự thấu hiểu sẽ giúp thành công hơn trong việc thu hút và giữ chân khán
giả; tùy biến quảng cáo và nội dung là những xử lý phức tạp, nhưng dễ
dàng thực hiện trong đám mây.
- Các phân tích cũng đóng vai trò quan trọng và thiết thực trong tương
tác với người dùng trong môi trường thời gian thực. Thói quen sử dụng và
những đánh giá (rating) của người dùng giúp định hướng họ đến những nội
dung thích hợp. Mô hình này hoàn toàn phụ thuộc vào việc tập hợp và phân
tích các phản hồi người dùng, một công việc đòi hỏi đáng kể năng lực xử lý
từ đám mây.
Tìm kiếm sự đột phá:
- Một trong những lợi ích hấp dẫn nhất của điện toán đám mây là tính linh
hoạt, nó có thể đáp ứng nhu cầu ở mọi cấp độ từ thấp đến cao. Những
người dùng trước đây trước hết sẽ tập trung vào nhu cầu lưu trữ. Đối với
doanh nghiệp thích tiên phong hướng đến chiến lược kinh doanh mới, đám
mây sẽ cung cấp nền tảng để phát minh, thử nghiệm và đưa ra những sản
phẩm đột phá cho thị trường.
- Cũng có thể sử dụng các đặc quyền do đám mây cung cấp để tạo ra bộ công
cụ phần mềm mới mang lại lợi thế cạnh tranh riêng. Việc điều chỉnh nội
dung nhằm đáp ứng nhu cầu về định dạng cần đến nhiều thao tác thủ công.
Điện toán đám mây sẽ phát triển các ứng dụng mới thực hiện tự động công
việc này, và có thể truy cập online từ bất kỳ đâu. Nhiều khả năng được mở
ra để các doanh nghiệp tận dụng giải pháp công nghệ tốt hơn, nhanh hơn và
rẻ hơn.
2. Tích hợp vào quy trình làm việc
Những ứng dụng dựa trên đám mây có xu hướng phân phối các tính năng gần

như phổ quát, rất lý tưởng đối với các công việc có tính lặp lại. Cũng có một số
ứng dụng đặc biệt giành cho những người dùng cấp cao. Tuy nhiên, lợi ích thực sự
của điện toán đám mây là cung cấp những tính năng cần thiết nhất cho lượng lớn
người dùng. Thông thường, việc sử dụng các mẫu thiết lập sẵn, các tùy chọn cấu
hình sẵn và các giao diện được tùy chỉnh nhằm tạo ra kết quả theo dạng định
trước. Đối với các ứng dụng chuyên về dựng video, biên tập ảnh, đồ họa, hoạt
cảnh hay một số thành phần khác trong quy trình làm việc, điểm then chốt chính là
tính dễ sử dụng giúp tạo và phân phối nội dung theo các chuẩn chất lượng được
yêu cầu.
Hình 2.9: Kết hợp giữa đám mây và mặt đất
- Bước 1: Người biên tập nội dung tạo nội dung sử dụng công cụ do đám
mây cung cấp. Hoặc cũng có thể đặt hàng từ đối tác.
- Bước 2: Giám đốc nghệ thuật nhận thông báo về đơn đặt hàng mới, phân
công cho các nhân viên thiết kế.
- Bước 3: Nếu có thắc mắc, nhân viên thiết kế sẽ trực tiếp làm rõ với bên đặt
hàng, thực hiện đơn hàng.
- Bước 4: Giám đốc nghệ thuật đồng ý với đơn hàng, xem danh sách các”ứng
cử viên” thiết kế cho đơn hàng trên đám mây.
- Bước 5: Hoàn chỉnh các thành phần đồ họa sử dụng công nghệ điện toán
đám mây, hoàn tất đơn đặt hàng.
- Bước 6: Sản phẩm cuối cùng được lưu trữ tại nơi xác định.
- Bước 7: Bộ phận phát sóng lấy nội dung để phát sóng.
Đám mây cũng giúp dễ dàng phối hợp chặt chẽ trong suốt quá trình sản xuất
và phân phối nội dung. Sơ đồ quy trình làm việc trong hình 2.9 minh họa các biên
tập nội dung tại nhiều điểm khác nhau có thể tham gia hiệu quả, làm việc đồng
thời và song song để thực hiện một dự án. Trong trường hợp này, có thể gia tăng
tối đa giá trị và hiệu quả làm việc của nhân viên bằng cách áp dụng các công cụ
phù hợp với từng công việc.