Luận văn Tìm hiểu giao thức IP multicast ứng dụng trong đào tạo điện tử

thông điệp quảng bá trạng thái liên kết của nhóm (group Link-State Advertisement – LSA nhóm). Thông điệp LSA nhóm này được phát tán định kỳ trong cả vùng giống như LSA của giao thức OSPF. Mỗi LSA nhóm có các thông tin cơ bản sau: địa chỉ nhóm multicast, định danh router quảng bá, danh sách các giao diện mạng của router (xác định bởi địa chỉ IP) có các thành viên của nhóm. Sau khi cơ sở dữ liệu của các router trong vùng được đồng bộ, sự kết hợp của LSA nhóm với router và mạng LSA cung cấp cho mỗi router MOSPF thông tin cần thiết để xây dựng cây đường đi ngắn nhất cho các cặp nhóm và mạng trong vùng. Để xây dựng cây này mỗi router MOSPF sử dụng thuật toán Dijkstra để xây dựng một cây đường đi ngắn nhất multicast đơn có gốc tại mạng nguồn. Hình 1.13 chỉ ra kết quả của cây đường đi ngắn nhất MOSPF (N4, G) SPT với gốc là mạng nguồn N4 và chứa nguồn 1 và 3. mạng N3 chỉ ra kết quả cây (N3, G) SPT với gốc tại mạng nguồn N3 có chứa nguồn 2. Hình 1.13: Một vùng MOSPF chứa nguồn và thành viên nhóm multicast G 1.2.4.2 Định tuyến multicast trên nhiều vùng Phần này minh họa cơ chế mà MOSPF thực hiện để chuyển tiếp gói tin giữa các vùng OSPF. Khi một nguồn multicast ở trong một vùng gửi tới người nhận ở trong vùng khác. Cách thức MOSPF sử dụng để quản lý định tuyến multicast trên nhiều vùng có nhiều điểm giống với cách OSPF thực hiện. Trong OSPF các router kết một vùng thuộc lớp thứ hai tới vùng đường trục được gọi là ABR (area border router- router trên biên của vùng) và được chịu trách nhiệm để chuyển tiếp thông tin định tuyến (trong dạng của một thông điệp tóm tắt LSA - summary LSA) và dữ liệu unicast giữa hai vùng. Các router ABR không truyền tuyến đường hay các thông điệp LSA giữa các vùng, mà chỉ truyền các thông điệp LSA tóm tắt giữa các vùng. Để hỗ trợ multicast trên nhiều vùng, RFC 1584 định nghĩa chuyển tiếp multicast liên vùng là một tập con của các OSPF ABR trong mạng và được cấu hình để thực hiện các tác vụ multicast liên quan như: tóm tắt thông tin thành viên nhóm trong vùng 0 và chuyển tiếp gói tin multicast giữa các vùng. Các router thực hiện chức năng này được gọi là router multicast trên biên của vùng (multicast area border routers – MABR). Để dữ liệu multicast theo cấu trúc phân cấp của OSPF (từ vùng đường trục tới các vùng lớp thứ hai) router trên vùng đường trục cần biết các router multicast trên biên của vùng (MABR) nào đang được kết nối có thành viên hoạt động của nhóm multicast. Các router MABR tóm tắt thông tin của thành viên nhóm multicast trong vùng và phát tán tới vùng đường trục thông qua LSA nhóm. Tuy nhiên, không như OSPF LSA tóm tắt được phát tán đối xứng xuyên qua biên của vùng, các LSA nhóm tóm tắt phát tán không đối xứng và chỉ theo từ vùng không là đường trục sang vùng đường trục. Trong ví dụ này, vùng 1 chứa một thành viên của nhóm A (MA) và hai thành viên nhóm B (MB). Thông tin thành viên trong nhóm được tóm tắt trong thông điệp MABR1 và được phát tán đến vùng đường trục (vùng 0) thông qua LSA nhóm. Tương tự vùng 2 chứa hai thành viên nhóm A và thông tin được tóm tắt và phát tán tới vùng đường trục thông qua MABR2. Hình 1.15 chỉ ra 2 nguồn hoạt động S1 và S2 gửi dữ liệu tới các nhóm multicast tương ứng B và A. Thông tin thành viên nhóm được phát tán tới vùng đường trục bởi các router MABR1 và MABR2 cho biết đường đi từ nguồn tới các nhóm. Theo đó cây (S1, B) và cây (S2, B) được xây dựng trong vùng đường trục cho phép lưu lượng nhóm A và B được truyền tới vùng 1 và 2 một cách thích hợp. Hình 1.15 Cây đường đi ngắn nhất SPTs trong vùng đường trục Hình 1.14 Thông điệp nhóm tóm tắt trong vùng đường trục Trong ví dụ trên nằm trên vùng đường trục và dữ liệu được lấy xuống tới các vùng không phải đường trục. Tuy nhiên trong thực tế thường xuyên gặp phải trường hợp các nguồn khung nằm trên vùng đường trục, trong trường hợp này MOSPF xử lý bằng cách định nghĩa một cờ để báo hiệu người nhận multicast. Cờ báo hiệu đó chỉ ra router mong muốn nhận tất cả các dữ liệu multicast. Tất cả các router multicast trên biên vùng (MABR) để nhận dữ liệu multicast từ các nguồn trong vùng không phải đường trục và từ đó có thể chuyển tiếp tới các router trên vùng đường trục nếu cần. Trên hình 1.16 thể hiện mạng với nguồn (S1, B) và (S2, A) bây giờ ở trong mạng không phải đường trục. Nguồn (S2, A) ở trên vùng 2 và cây đường đi ngắn nhất cho trường hợp định tuyến cho nhiều vùng vẫn được xây dựng bình thường, tuy nhiên lúc này MABR2 đánh dấu nhận dữ liệu muticast vì thế nó được thêm vào cây SPT (S2, A). Tương tự trên vùng 1MABR1 cũng được thêm vào cây đường đi ngắn nhất (S1, B). Lúc này dựa vào cây đường đi ngắn nhất trên vùng đường trục các router MABR1 và MABR2 có thể tới các vùng. Hình 1.16 Nguồn trong vùng không phải đường trục 1.2.4.3. Định tuyến multicast trên các AS Cơ chế mà MOSPF thực hiện khả năng định tuyến trên các vùng tự trị (autonomous system - AS). Trong định tuyến unicast OSPF sử dụng các router tại biên của các vùng tự trị (autonomous system border routers - ASBR) để chuyển tiếp dữ liệu tới các miền OSPF. Tương tự MOSPF cũng sử dụng các router multicast trên vùng biên (Multicast AS Border Routers - MASBR) để chuyển tiếp dữ liệu muticast tới các router trên vùng đường. Khi lưu lượng vào từ một miền khác thông qua MASBR lưu lượng này được chuyển qua đường trục tới MABR dựa vào LAS nhóm rút gọn. Tiếp theo dữ liệu từ các router MABR tiếp tục được phát tán tới các thành viên nhóm multicast dựa vào cây đường đi ngắn nhất được minh họa như trên hình 1.17. Hình 1.17. Lưu lượng multicast xuống các miền MOSPF CHƯƠNG 2: ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ IP MULTICAST 2.1. Một số công nghệ mạng phục vụ cho hệ thông đào tạo điện tử 2.1.1. Giao thức ITU H.323: 2 .1.1.1.Tổng quan: H323 là một tập các tiêu chuẩn từ ITU-T, nó định nghĩa một tập các giao thức dùng để liên lạc bằng âm thanh và hình ảnh qua mạng máy tính. Tiêu chuẩn H.323 đầu tiên được chính thức công bố và giải quyết các vấn đề cấp phát đa phương tiện trên cơ sở kỹ thuật LAN. Tuy nhiên, khi mạng Internet và IP trở nên phổ biến, nhiều giao thức tiêu chuẩn RFC và các kỹ thuật đã được phát triển dựa trên một số ý tưởng của H.323. H.323 định nghĩa chi tiết các hoạt động của các thiết bị người dùng, các gateway và các trạm khác. Đầu cuối (endpoint) người dùng H.323 có thể truyền thông thời gian thực, audio hai chiều, video hoặc dữ liệu với một kết cuối người dùng H.323 khác. Đầu cuối cũng có thể truyền thông với gateway H.323 hoặc đơn vị điều khiển đa điểm MCU. 2 .1.1.2.Cấu trúc của H.323: H.323 là một giao thức có cấu trúc gồm 4 thành phần: đầu cuối, Gateway, Gatekeeper và đơn vị điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit). Cấu trúc này được mô tả như trong hình sau: 2.1.1.3.Chồng giao thức H.323: Hình 2.1: Cấu trúc của H.323 Đầu cuối H.323 Gatekeeper MCU Gateway Đầu cuối H.323 ISDN PSTN H.225 (Q.931) H.245 T.120 G.7xx H.26x RTP RTCP RAS TCP UDP IP Hình 2.2: Chồng giao thức H.323 Điều khiển Dữ liệu Audio Video Điều khiển 2.1.1.4. Hoạt động của H.323: Giao thức H.323 bao gồm nhiều hoạt động để hỗ trợ truyền thông giữa người dùng và các đầu cuối khác, các gateway và MCU. Hình 2.3 trình bày các giai đoạn chính trong quá trình thiết lập cuộc gọi giữa hai điểm cuối H.323. 2.1.1.5. Mô hình mạng cơ bản của H.323: Phát hiện Đăng kí Thiết lập kết nối Thay đổi dung lượng Thay đổi kênh logic Truyền tải Kết thúc RAS và Q.931 H.245 RAS PSTN Việt Nam Việt Nam Lào Thái Lan Hồng Kông Internet PSTN Hồng Kông PSTN Thái Lan PSTN Lào Hình 2.4. Mô hình H.323 cơ bản thông qua Internet Hình 2.3. Các giai đoạn chính của H.323 2.1.2.Giao thức khởi tạo phiên SIP: 2.1.2.1.Tổng quan: Giao thức khởi tạo phiên (SIP, Session Initiation Protocol) là một giao thức điều khiển và đã được tiêu chuẩn hóa bởi IETF (RFC 2543). Nhiệm vụ của nó là thiết lập, hiệu chỉnh và xóa các phiên làm việc giữa các người dùng. Các phiên làm việc cũng có thể là hội nghị đa phương tiện, 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 cũng tương tự với cấu trúc HTTP (giao thức client-server). Nó bao gồm các yêu cầu được gửi đến từ người sử dụng SIP client tới SIP server. Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến các client. Một thông điệp yêu cầu, cùng với các thông điệp đáp ứng tạo nên sự thực thi SIP. SIP là một công cụ hỗ trợ hấp dẫn đối với điện thoại IP vì các lý do sau : + Nó có thể hoạt động vô trạng thái hoặc có trạng thái. Vì vậy, sự hoạt động vô trạng thái cung cấp sự mở rộng tốt do các server không phải duy trì thông tin về trạng thái cuộc gọi một khi sự thực hiện (transaction) đã được xử lý. + Nó có thể sử dụng nhiều dạng hoặc cú pháp giao thức chuyển siêu văn bản HTTP (Hypertext Transfer Protocol), vì vậy, nó cung cấp một cách thuận lợi để hoạt động trên các trình duyệt. + Bản tin SIP (nội dung bản tin) thì không rõ ràng, nó có thể là bất cứ cú pháp nào. Vì vậy, nó có thể được mô tả theo nhiều cách. Chẳng hạn, nó có thể được mô tả với sự mở rộng thư Internet đa mục đích MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) hoặc ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML (Extensible Markup Language). + Nó nhận dạng một người dùng với bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL (Uniform Resource Locator), vì vậy, nó cung cấp cho người dùng khả năng khởi tạo cuộc gọi bằng cách nhấp vào một liên kết trên trang web. Nói chung, 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. 2.1.2.2. Cấu trúc của SIP: Một khía cạnh khác biệt của SIP đối với các giao thức xử lý cuộc gọi IP khác là nó không sử dụng bộ điều khiển Gateway. Nó không dùng khái niệm Gateway/bộ điều khiển Gateway nhưng nó dựa vào mô hình khách/chủ (client/server). Server : là một chương trình ứng dụng chấp nhận các bản tin yêu cầu để phục vụ các yêu cầu này và gửi trả các đáp ứng cho các yêu cầu đó. Server là Proxy, Redirect, UAS hoặc Registrar. Proxy server : là một chương trình trung gian, hoạt động như là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác. Các yêu cầu được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến server khác. Một Proxy có thể dịch và nếu cần thiết, có thể tạo lại bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến server khác hoặc một UA. Trong trường hợp này, trường Via trong bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các Proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu. Redirect server : là một server chấp nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ trong yêu cầu thành một địa chỉ mới và trả lại địa chỉ này trở về client. Không giống như Proxy Server, nó không khởi tạo một yêu cầu SIP và không chuyển các yêu cầu đến các Server khác. Không giống như Server đại diện người dùng UAS, nó không chấp nhận cuộc gọi. Registrar : là một server chấp nhận yêu cầu REGISTER. Một Registrar được xếp đặt với một Proxy hoặc một server gửi lại và có thể đưa ra các dịch vụ định vị. Registrar được dùng để đăng kí các đối tượng SIP trong miền SIP và cập nhật vị trí hiện tại của chúng. Một miền SIP thì tương tự với một vùng H.323. UA (User Agent) : là một ứng dụng chứa cả UAC (User Agent Client) và UAS (User Agent Server). - UAC: đây là phần người sử dụng được dùng để khởi tạo một yêu cầu SIP tới server SIP hoặc UAS. - UAS : là một ứng dụng server giao tiếp với người dùng khi yêu cầu SIP được nhận và trả lại một đáp ứng đại diện cho người dùng. 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 không hoạt động được như là một client, nó không chấp nhận cuộc gọi. 2.1.2.3.Tổng quan về hoạt động của SIP: * Địa chỉ SIP: Địa chỉ của SIP còn được gọi là bộ định vị tài nguyên chung URL (Universal Resource Locator), tồn tại dưới dạng user@host. Phần user trong phần địa chỉ có thể là tên người sử dụng hoặc số điện thoại. Phần host có thể là tên miền hoặc địa chỉ mạng. Ví dụ địa chỉ SIP : sip:ciscopress@cisco.com sip:4085262222@171.171.171.1 * Định vị server SIP: Khi client muốn gửi một yêu cầu, client gửi đến một proxy server SIP đã được cấu hình hoặc gửi yêu cầu đến địa chỉ IP và số cổng tương ứng với URL SIP. Gửi yêu cầu trực tiếp đến proxy server thì dễ dàng nếu ứng dụng cuối đã biết proxy server. Gửi yêu cầu theo cách thứ hai thì phức tạp hơn. Client phải cố gắng tiếp xúc với server ở số cổng được liệt kê trong bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL SIP. Nếu số hiệu cổng không có trong URL SIP thì client sử dụng số cổng 5060. nếu URL SIP chỉ định một giao thức (UDP User Agent User Agent Proxy server Proxy server Request Request Request Hình 2.5. Redirect Server Redirect server Registrar Request Return hoặc TCP) thì client tiếp xúc với server sử dụng giao thức đó. Nếu không có giao thức nào được chỉ định hoặc nếu client không hỗ trợ UDP nhưng có hỗ trợ TCP thì nó cố gắng dùng TCP. Client có gắng tìm một hoặc nhiều địa chỉ server SIP bằng cách truy vấn DNS (Domain Name System). Tiến trình như sau: + Nếu phần host của URL SIP là địa chỉ IP, client tiếp xúc với server ở địa chỉ cho trước. Ngược lại nó xử lý bước kế tiếp. + Client truy vấn server DNS cho địa chỉ phần host của URL SIP. Nếu server DNS không trả về địa chỉ của URL SIP, client sẽ ngừng vì nó không thể định vị được server. * Sự giao dịch SIP (SIP Transaction) : Khi phần host của URL SIP đã được giải quyết, client gửi một hoặc nhiều yêu cầu SIP đến server và nhận được một hoặc nhiều đáp ứng từ server. Các yêu cầu cùng với các đáp ứng liên hệ với nhau trong hoạt động này tạo thành sự giao dịch SIP. Tất cả các đáp ứng chứa cùng các giá trị trong các trường Call-ID, Cseq, To và From. Điều này cho phép các đáp ứng so khớp với các yêu cầu. Nếu TCP được sử dụng, các đáp ứng và yêu cầu trong một sự giao dịch đơn lẻ được mang trên cùng một kết nối TCP. Nhiều yêu cầu SIP từ một client đến một server có thể sử dụng cùng kết nối TCP hoặc có thể sử dụng một kết nối mới cho mỗi yêu cầu. Nếu client gửi yêu cầu sử dụng UDP, đáp ứng được gửi đến địa chỉ được định nghĩa trong trường tiêu đề của yêu cầu. * Lời mời SIP (SIP Invitation) : Một lời mời SIP thành công bao gồm hai bản tin: bản tin INVITE và theo sau là bản tin ACK. Bản tin INVITE yêu cầu người bị gọi tham gia vào một hội nghị đặc biệt hoặc thiết lập một cuộc đối thoại hai người. Sau khi người bị gọi đồng ý tham gia vào cuộc gọi, người gọi xác nhận rằng nó đã nhận được đáp ứng bằng cách gửi bản tin ACK. * Định vị người dùng: Người bị gọi có thể di chuyển giữa nhiều hệ thống đầu cuối theo thời gian. Các vị trí này có thể đăng kí động với server SIP. Một server vị trí có thể trả về nhiều vị trí bởi vì người dùng đăng nhập ở nhiều trạm một cách đồng thời hoặc server vị trí có thông tin không chính xác. Server SIP kết hợp các kết quả để cung cấp một danh sách các vị trí hoặc không có vị trí nào. Hoạt động nhận danh sách các vị trí thay đổi tùy thuộc vào server SIP. Một Redirect server trả về một danh sách hoàn chỉnh các vị trí và cho phép các client định vị người dùng chính xác. Một Proxy server cũng cố gắng định địa chỉ cho đến khi cuộc gọi thành công hoặc người bị gọi từ chối cuộc gọi. * Thay đổi một phiên đang tồn tại: Trong một số trường hợp, người ta mong muốn thay đổi các thông số của một phiên đang tồn tại. Điều này được thực hiện bằng cách phát lại bản tin INVITE, sử dụng cùng Call-ID, nhưng nội dung mới hoặc các trường tiêu đều mang thông tin mới. Chẳng hạn, hai đối tác đang trò chuyện và muốn thêm vào một người thứ ba. Một trong hai mời người thứ ba với địa chỉ multicast mới và đồng thời gửi bản tin INVITE đến đối tác thứ hai với sự mô tả phiên multicast mới, ngoại trừ số nhận dạng cuộc gọi là cũ. 2.1.2.4. Hoạt động chính của SIP: * Hoạt động của Proxy server: * Hoạt động của Redirect server: Server định vị Hình 2.6. Hoạt động của Proxy server Proxy server userA@yahoo.com 1 2 3 4 56 7 8 Yahoo.com Luồng RTP/RTCP Hotmail.com userB@hotmail.com Redirect server Server định vị A@yahoo.com Yahoo.com Hotmail.com Hình 2.7. Hoạt động của Redirect server 1 2 3 4 6 B@hotmail.com 5 2.1.2.5. Mô hình liên mạng giữa SIP và H.323: * Sử dụng kết nối TDM (E1/T1): * Sử dụng Proxy đa giao thức: Hình 2.8. Kết hợp SIP và H.323 sử dụng TDM PSTN Việt Nam Lào Thái Lan Hồng Kông Internet PSTN Hồng Kông PSTN Thái Lan PSTN Lào Việt Nam Gateway SIP Proxy SIP T1/E1 Internet Hình 2.9. Kết hợp SIP và H.323 sử dụng Proxy đa giao thức PSTN Việt Nam Lào Thái Lan Hồng Kông Internet PSTN Hồng Kông PSTN Thái Lan PSTN Lào Việt Nam Proxy đa giao thức Proxy SIP Internet SIP H.323 * Sử dụng riêng biệt: 2.2. Đào tạo điện tử dựa trên công nghệ IP Multicast Một thế hệ mới của e-learning phát triển, dựa trên các ứng dụng phần mềm nhóm tích hợp đồng bộ, cung cấp các phương tiện tương tác thân thiện hơn, cho phép đào tạo phong phú hơn vượt xa một lớp học ảo. Mặc dù sự phát triển của dịch vụ WWW, đa phương tiện điện tử các ứng dụng hội nghị truyền hình …, trên thực tế chất lượng dịch vụ (QoS: Quality of Service) được cung cấp bởi hệ thống mạng vẫn là một hạn chế. Để giải quyết được các hạn chế của các ứng dụng như trên đã được tìm thấy trong công nghệ multicast là một giải pháp góp phần thực hiện hiệu quả và tăng khả năng mở rộng. Ngoài ra QoS được xem là mục tiêu thiết kế ở cấp ứng dụng trở nên rất quan trọng cho phát triển nhóm phần mềm này. Truyền thông multicast tại Việt Nam đang ở giai đoạn khởi đầu. Khi các đường truyền băng thông rộng được triển khai tới từng thuê bao, các nhà khai thác viễn thông lớn đang có những bước chuẩn bị để tung ra các dịch vụ Hình 2.10. Kết hợp SIP và H.323 không dùng kết nối PSTN Việt Nam Lào Thái Lan Hồng Kông Internet PSTN Hồng Kông PSTN Thái Lan PSTN Lào Việt Nam Proxy SIP Internet truyền thông dung lượng lớn như Internet TV, hội nghị truyền hình, truyền hình theo yêu cầu,...Trong quá trình triển khai, chất lượng dịch vụ mạng sử dụng phương thức truyền thông multicast bị ảnh hưởng rất nhiều bởi khả năng thích ứng với sự tăng trưởng đột biến về số lượng. Hệ thống lớp học được sử dụng làm trung tâm (e-student), nhằm cho học viên tự chủ động trong học tập, học viên có khả năng sử dụng tốt các thiết bị đa phương tiện và tài nguyên mạng. Các dịch vụ cung cấp, bao gồm QoS phù hợp hệ thống đa phương tiện tương tác đồng bộ E-Learning ứng dụng Multicast, được tích hợp đầy đủ và thống nhất đến người dùng cuối cùng. QoS phù hợp khi triển khai trong hệ thống trong các ứng dụng, thời gian thực, biểu thị khả năng mở rộng lợi thế trong nhóm và tính bền vững của nó. 2.2.1. Giới thiệu Công nghệ Elearning đã được đổi mới và cải tiến mạnh mẽ, đặc biệt là khi có liên quan đến World Wide Web. Internet là thế hệ tiếp theo của các ứng dụng mới với nhu cầu hỗ trợ công nghệ cao, chẳng hạn như phân phối tương tác đa phương tiện thời gian thực. Thế hệ kế tiếp học tập điện tử sẽ hỗ trợ các nền tảng sử dụng phân phối nguồn các tài nguyên trong hệ thống giáo dục như là một môi trường tổng hợp, vì thế cho phép một trao đổi kiến thức hiệu quả hơn nhưng phải đối mặt với nhiều thách thức, chẳng hạn như tính linh hoạt, mở rộng, và khả năng mở rộng . Biết được băng thông sẵn có và khả năng QoS bao hàm sự quản lý để điều tiết các nguồn lực trong môi trường không đồng nhất. Kỹ thuật IP Multicasting là giải pháp tốt cho các vấn đề thiếu như là tiêu thụ băng thông được giảm xuống khi được chia sẻ tài nguyên mạng. Với sự ra đời của mạng di động không dây, tính không đồng nhất có khả năng tồn tại, vì thế các ứng dụng nên hợp nhất QoS adap-tation và multicast trong một hệ thống chủ động các nguồn dữ liệu. Các ứng dụng cần được thiết kế đẹp và dễ sử dụng, cần phải sử dụng được xây dựng các cơ chế cho phép người học có thể đến thăm quan hệ thống và thay đổi các đặc tính cho phù hợp. Tự thích ứng các ứng dụng trong hệ thống để học viên có thể chủ động trong việc truyền và khai thác các dữ liệu đa phương tiện, là một giải pháp tốt chính xác cho các dịch vụ mới trên Internet. Ngày nay E-learning, như là một thành phần của học tập linh hoạt, bao gồm một tập hợp các ứng dụng và các quy trình có sử dụng phương tiện truyền thông sẵn có để cung cấp các giáo trình và tài liệu phục vụ đào tạo. 2.2.2. Dịch vụ E-Learning Về cơ bản, dịch vụ E-learning được sử dụng để kết nối giữa học viên và các cơ sở đào tạo. E-learning là nghiên cứu và phát triển rộng, đặc biệt là trong giáo dục. Thiết kế của hệ thống E-learning nên xem xét như là bắt buộc QoS và kinh nghiệm học tập tạo nên thành công , lựa chọn công nghệ ứng dụng phù hợp, chủ động thay đổi cập nhật các thông tin và công nghệ truyền thông (ICT) sử dụng cho đào tạo. Multicast Backbone (MBone) là một mạng lưới Internet toàn cầu được thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng . MBone công cụ bao gồm một tập hợp các âm thanh, video và bảng sử dụng giao thức Internet để cho phép multicast thông tin liên lạc (point-to-multipoint và multipoint-to- multipoint), đáp ứng hầu hết nhu cầu của truyền thông nhóm, chẳng hạn như dịch vụ e-learning. Nếu không có quy định, giao thức vận chuyển thời gian thực (RTP) khi truyền một dữ liệu có dung lượng lớn thì đường truyền sẽ bị tắc nghẽn mạng trong những trường hợp nhất định hoạt động tốt hơn. Một hành vi mạch lạc của một ứng dụng mà không thích ứng là khó khăn trong Internet ngày nay. Phạm vi công cộng ứng dụng multicast được sử dụng trong vic này làm việc, chuột Java Media Framework được thiết kế với không QoS, vì vậy các động thái giao tiếp không tự động phụ thuộc lẫn nhau của các hệ thống đầu cuối hoặc các điều kiện mạng. Có hiệu quả, ứng dụng như vậy cho phép trước tham số để điều chỉnh các thông số quan trọng như thông lượng, số lượng khung hình / sec-Ond, video và âm thanh định dạng mã hóa. Phổ biến các ứng dụng tương tác thời gian thực có lỗi nhưng chịu bị hạn chế QoS; yêu cầu độ trễ thấp, và độ tin cậy cao. Sơ đồ trong hình 2.11 cố gắng để minh họa cho QoS dung sai, về sự chậm trễ và mất gói tin, cho âm thanh tương tác chung và các ứng dụng video. Ý tưởng cơ bản là để khởi động tự động các ứng dụng MMC với mã hoá thích hợp âm thanh và video, suy luận phân bổ băng thông, và các thông số khác ảnh hưởng đến tính bền vững và khả năng mở rộng trong một buổi học tập điện tử. Sự nhấn mạnh về khái niệm "e-learning dịch vụ tương tác” xoá bỏ khái niệm "khóa học học tập điện tử" cho một mục tiêu thứ cấp, mà sẽ được xem xét trong công việc trong tương lai. Nổi bật nhất liên quan làm việc Hình 2.11. QoS dung sai ứng dụng chung các loại âm thanh và video trên truyền dữ liệu Multimedia qua Internet, dựa trên sự kết hợp của hệ thống và nguồn cấp dữ liệu QoS mạng lại. 2.2.3 Kiến trúc hệ thống Đối với phân phối video multicast cho người sử dụng không đồng nhất trong một phiên e-learning, do đó một máy chủ nên kết nối đến một máy chủ e-learning (máy chủ Web) và trình thích ứng như là một người gửi mới thường xuyên. Các yêu cầu QoS cho máy chủ lớp học, điều hành một cách tập trung, có thể biện minh cho sự cần thiết của lớp multicast, tăng cường thích ứng của dịch vụ. Tuy nhiên, công việc này nhằm tích hợp e-student với các thiết bị không đồng nhất khi truyền tải âm thanh và video vào nhóm, vì nó sẽ xảy ra trong một lớp học thông thường. Nếu một học viên (e-student) muốn tương tác với multicast video, sau đó hệ thống kiến trúc sẽ tích hợp e-student với những điều chỉnh hợp lý để tham dự kết nối đến server e-tutor. Thích ứng của các thành viên không nên phụ thuộc vào các thành viên trong nhóm khác, vì các thành viên trong nhóm là không thương xuyên ổn định do đó truyền tải có thể sẽ rất ít. Khi các ứng dụng liên quan được đặc trưng bởi việc sử dụng chuyên sâu của máy chủ và các tài nguyên mạng, mục đích là đạt được bằng cách tính toán, trong một quy mô của năm chế độ phân biệt, sự hội nhập thích hợp của các thành viên mới multicasting. Trong phần này mô tả một học viên sẽ thực hiện tham gia một buổi học tập điện tử bằng cách bắt đầu MMC ứng dụng minh bạch, với chức năng tối ưu hóa cho các điều kiện hoạt động hiện hành. Để làm rõ các khía cạnh này Hình 2.13 minh họa cấu trúc hệ thống. Như được hiển thị, ba phần hoạt động liên tục và phụ thuộc lẫn nhau, có trách nhiệm theo dõi và điều kiện đánh giá QoS; thông báo và / hoặc chỉnh sửa các thông số tính toán thích ứng. Hình 2.12. hệ thống của kiến trúc Hệ thống có thể sử dụng được nhiều hệ máy gồm nhiều hệ điều hành phổ biến như Windows, Linux và Unix. Các tập hợp dữ liệu cấu thành một đầu vào để tính toán một chỉ số thích ứng. Biên dịch khác nhau được thiết kế cho các trình duyệt phổ biến. Tất cả các quá trình tích hợp là minh bạch, tuy nhiên về tính chất thử nghiệm của hệ thống này, từng giai đoạn cho phép tương tác với người sử dụng, cung cấp thông tin kỹ thuật, thậm chí chấp nhận sở thích của người dùng. Để đạt được mục tiêu này, các phần các hình thức trao đổi dữ liệu HTML bằng cách sử dụng công nghệ của Sun Liveconnect. 2.2.4. Chất lượng dịch vụ QOS Trong khuôn khổ đề xuất, quản lý QoS được thực hiện riêng biệt cho từng thành viên học tập mới và xảy ra trước khi bắt đầu truyền dẫn. Nếu một e-student thiếu QoS trong khi học tập, quá trình học tập của học viên đó phải được khởi động lại. Xét đặc trưng của các ứng dụng và loại hình truyền thông tạo ra, khả năng thích ứng chỉ bao gồm âm thanh tương tác (chuột) và video (vic) và dịch vụ ứng dụng. Ví dụ, người sử dụng cầu truyền hình thường đòi hỏi chất lượng âm thanh tốt hơn so với chất lượng video. Sự thành công của hội nghị truyền hình thông tin liên lạc cũng phụ thuộc vào các yếu tố như nhận được khung hình / giây, chất lượng hình ảnh, độ phân giải, kích thước và chiếu sáng. Đối với công việc này, đại diện các thông số của vic và chuột được sử dụng để điều chỉnh QoS được trình bày trong Bảng 1. Các giá trị cho các tham số này, phát sinh từ một biểu thức toán học mà tạo ra một sự thích nghi Hình thức dựa trên mức QoS bền vững, soạn một bộ điều chỉnh chỉ thị xác định của các ứng dụng hành vi. Mỗi chế độ thích ứng chỉ số tương ứng của bộ điều chỉnh, trong đó sau đó sẽ được thông qua vào ứng dụng. Từ QoS quy mô thay đổi từ chế độ 1-5, khi thu được kết quả nhỏ hơn hoặc lớn hơn phạm vi này nó sẽ được chỉ định đến giới hạn gần nhất. Phương trình (1) xác định phương thức tích hợp được áp dụng: M = (int) (B/(RTT/2) + FM/P) *K (1) where1, M = QoS adaptation Mode; B = Bandwidth (kbps); RTT = Round-Trip Time(ms); FM = Free Memory (MB); P = Processor load(%); K = 1/50 - constant to scale the result (1 to 5). Đối với phiên bản (vic 2,8), các định dạng video mã hóa H.261 (ITU- T H.261, 1993) và H.263 (ITU-T H.263, 1998) đã được thực nghiệmvà nhận thấy hiệu suất tốt nhất cho các mục đích học tập điện tử với độ tin cậy cao. H.263 là đặc biệt thích hợp cho các môi trường băng thông thấp. Bảng 2.1. vic và chuột tham số QoS được sử dụng để điều chỉnh hồ sơ các ứng dụng 2.2.5. E-Learning dịch vụ và tính năng Khoảng cách phát triển hệ thống e-learning cung cấp rất nhiều tính năng trình bày các cấp dịch vụ riêng biệt, chẳng hạn như: 1. Web-based với khả năng sử dụng linh hoạt, tích hợp dịch vụ chứng thực cho cộng đồng e-learning; 2. Đăng ký, xác thực và bảo dưỡng, hệ thống giảng dạy và học tập; 3. Multicast bảo trì và lập kế hoạch; 4. Tương tác đa phương tiện trao multicast-ences với QoS thích ứng; 5. Các công cụ multicast cho không gian chia sẻ, làm việc; 6. Thảo luận học tập như diễn đàn và Multicast phòng chat. Hệ thống này kết hợp các thông tin cơ sở dữ liệu trực tuyến cơ cấu các khóa học, sinh viên, trợ giảng và các buổi học. Những nguồn này đã được phát triển bằng cách sử dụng MySQL / PHP. Một trang web tập hợp tất cả các thành phần ứng dụng nguyên mẫu phát triển hiện có tại www.esa.ipb.pt / multicast. Một số quy trình để đánh giá hiệu năng phần cứng yêu cầu rõ ràng quyền của người sử dụng, cho phép mở rộng an ninh đặc quyền cho applet để thực hiện kiểm tra hệ thống, thu thập dữ liệu quan trọng được sử dụng bởi applet tiếp theo của đường dẫn kiểm soát. Giấy chứng nhận bảo mật được sử dụng trong công việc này không được cung cấp bởi các thực thể chính thức, nhưng được tạo ra bởi các công cụ biên dịch applet để thử nghiệm. Mặc dù quá trình thích ứng là hoàn toàn minh bạch, hiệu quả, người dùng có thể chỉnh sửa các thông số QoS được đề xuất bởi hệ thống. Nếu chỉnh sửa xảy ra, tính đúng đắn và xác nhận được đảm bảo bởi mã Javascript nhúng cho các mục đích phân tích cú pháp. Tất cả các ứng dụng MMC cần phải được cài đặt trước đó và truy cập thông qua giao diện dòng lệnh, cấu hình biến môi trường PATH đúng. Nếu chúng ta muốn truyền tải âm thanh hoặc video các trang thiết bị cần thiết cũng phải được sẵn sàng. Thu thập những yêu cầu cơ bản có thể tham gia các buổi học tập điện tử, có thích nghi QoS một cách minh bạch, với khả năng sử dụng lớn. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ IP MULTICAST 3.1. Mục tiêu và yêu cầu dựng ứng dụng Hiện nay trên thế giới có rất nhiều ứng dụng truyền dữ liệu multimedia, hầu hết sử dụng mô hình khách – chủ (client – server) dựa trên unicast, tức là máy khách gửi yêu cầu đến máy chủ, máy chủ gửi dữ liệu cho từng máy khách sử dụng truyền tin unicast. Các ứng dụng trên đều có nhược điểm là, với mô hình khách – chủ dựa trên unicast đơn thuần thì máy chủ sẽ bị quá tải khi có quá nhiều người dùng.Multicasting la cach hưu hiêu đê truyên văn ban, âm thanh, video đên môt nhom ngươi trên mang Internet hoăc mang nôi bô. Thay vi phai gưi thông tin tơi tưng ca nhân, thông tin se đươc gưi cho ca nhom multicast. Multicasting co thê thưc hiên trên nhiêu mô hinh mang nhưng ơ đây chi đê câp đên multicasting trên Internet. Multicasting cho phep môt may tram gưi goi dư liêu đên môt nhom may tram. Bên nhân se tra lơi va thông tin đap ưng se đươc gưi đên moi thanh viên trong nhom multicast. Trên Internet môt nhom bao gôm cac may tinh ơ trên nhiêu mang con khac nhau ơ bât ky nơi nao. Multicasting giam sô lương goi lưu thông trên Internet băng cach gưi goi đên ngươi sư dung co yêu câu. May tinh cho bô đinh tuyên biêt no muôn nhân thông tin tư môt multicast. Bô đinh tuyên nay bao cho bô đinh tuyên tiêp theo gân vơi nguôn cua multicast biêt điêu đo. Qua trinh nay đươc tiêp tuc đên khi đương đi đươc thiêt lâp tư nguôn multicast đên may muôn nhân multicast. Kêt qua la chi co cac bô đinh tuyên cân thiêt mơi nhân đươc cac goi multicast. Cac bô đinh tuyên không tham gia se không nhân đươc goi, viêc nay lam giam lưu thông va giup cho tiên trinh hiêu qua hơn. Hê thông đinh tuyên nay co dang hinh cây, vơi gôc la may chu multicast va đươc nôi kêt vơi cac hê thông muôn nhân multicast. Nêu môt bô đinh tuyên co cac may không muôn nhân multicast, no se bi loai khoi cây. Multicast trên Internet diên ra trên MBone (Multicast Backbone). Hiên giơ câu hinh multicast trên Internet bao gôm cac bô đinh tuyên co kha năng multicast, goi la mrouter va bô đinh tuyên dung cho unicast goi la urouter. Câu hinh nay se không cân thiêt nêu tât ca cac cac bô đinh tuyên co kha năng multicast. MBone thuôc phân trên cung cua Internet đong vai tro như la mang ao bao gôm cac mrouter, la cac “hon đao” đươc vây quanh bơi cac urouter. Mrouter phai truyên goi IP multicast tơi cac mrouter khac. Tuy nhiên chung bi vây quanh bơi cac urouter ma cac urouter nây không biêt xư ly cac goi multicast. Đê giai quyêt vân đê nay cac đương dân đi qua cac urouter cân đươc thiêt lâp. Goi IP multicast se đươc đong goi thanh cac goi IP unicast khi đi qua đương dân. Kêt qua la MBone bao gôm tâp hơp cac mrouter đươc nôi kêt vơi nhau bơi cac đương dân, cac đuơng dân nay phu kin Internet Một trong những ứng dụng tốt nhất của Internet là trong đào tạo điện tử ở mức độ cao của sự liên hệ trao đổi thông tin giữa giáo viên và học viên. Tạo ra một môi trường học tập linh hoạt. Hầu hết các ứng dụng công nghệ Internet trong đào tạo điện tử được áp dụng cho các khoá học đều dựa trên web. Nội dung khóa học dựa trên web được phát triển theo từng modun trong HTML như các modun môn học, chat, e-mail.... Một số lợi thế của các khóa học dựa trên web là chỉ cần một trình duyệt web trên máy tính của học sinh và một đường truyêng Internet thông thường, do đó có thể cho phép tối đa người dùng, và giảm thiểu các yêu cầu hỗ trợ kỹ thuật. Tuy nhiên, một khóa học đạt chất lượng dựa trên web đòi hỏi rất nhiều công sức để nội dung học tập phải được cập nhật thường xuyên. Một hạn chế quan trọng là tương tác giữa thầy với trò chỉ qua nội dung văn bản nên nhiều trường hợp giáo viên không thể minh họ hay giải thích chi tiết cho học sinh được. Điều này là tốt nhất thực hiện trong một môi trường hỗ trợ thời gian thực tương tác nghe nhìn, đó là lý do mà phương pháp dạy học truyền thống mặt đối mặt đã tồn tại hàng trăm năm nay. Với tiêu trí trên, các lớp học ảo MBone đã được phát triển ở các trường đại học và các cơ sở đào tạo lớn trên thế giới cũng như ở Việt Nam để cho phép sinh viên theo học các lớp từ xa bằng cách vào lớp từ máy tính trên Internet. Các môi trường đã được tạo ra như môi trường với thời gian thực tương tác bao gồm cả video, âm thanh và đồ họa. Để giải quyết vấn đề cho nhiều sinh viên tham dự các lớp học từ xa. Các lớp học ảo IP-multicast và các công cụ MBone đã được sử dụng để tạo ra môi trường lớp học ảo. Hệ thống đào tạo điện tử hộ trợ giảng dạy cho giáo viên và việc học tập của học viên cần có một hệ thống đồng nhất gữa các phần cứng và phần mềm. - Hệ thống được xây dựng trong luận văn này phải đáp ứng được những yêu cầu sau: + Tối ưu hóa băng thông của máy chủ, máy chủ không phải chịu tải quá nhiều khi số lượng người sử dụng tăng lên. + Tối ưu hoá dung lượng đường truyền trên mạng. + Xây dựng một phương thức truyền dữ liệu video qua giao thức IP multicast - Với những yêu cầu trên, mục tiêu của luận văn đặt ra là: + Đưa ra giải pháp và thiết kế giao thức truyền video. + Xây dựng hệ thống thử nghiệm dựa trên giải pháp và thiết kế được đưa ra. + Cuối cùng, đánh giá, kiểm tra hệ thống có đạt được những yêu cầu đặt ra ban đầu hay không. 3.2. Công cụ MBone: - Vic là một MBone công cụ hội nghị truyền hình. Nó được phát triển bởi Steve McCanne và Jacobson tại văn phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL) thuộc nhóm nghiên cứu mạng. Phiên bản này cung cấp video hỗ trợ chụp ảnh, hiện có rất nhiều card video tương thích với nó. Kết hợp một số codec bao gồm H.261 và H.263. Cung cấp các chế độ điều khiển để điều chỉnh tỷ lệ khung hình, băng thông, và chất lượng video, cũng như các tùy chọn khác. Người dùng có thể chuyển đổi giữa các hình thu nhỏ và cửa sổ video toàn màn hình, và chuyển đổi giữa một số định dạng video. Rat là một công cụ MBone truyền âm thanh. Được phát triển bởi UCL của Nhóm Nghiên cứu Đa phương tiện mạng. Các phiên bản của Rat tương thích với hầu hết các card âm thanh.Có các tính năng bao gồm kiểm soát tự động, chế độ im lặng và mã hóa. Cung cấp một giao diện đồ họa hiển thị những người tham gia lóp học và các mức âm. Wbd là một MBone bảng điện tử chia sẻ, cho phép một số học viên tham gia lóp học để chia sẻ một không gian làm việc. Gần đây đã được phất triển bởi Kristian Hasler tại UCL. wbd tương thích với các bảng LBNL ban đầu cho phiên bản Windows của wb. wbd có một tập hợp các tính năng quét mã vạch, như màu sắc, font chữ và dòng chiều rộng tùy chọn, khả năng nhập văn bản, công cụ vẽ và trang định hướng khác nhau. Thay vì mỗi giáo viên trong lớp học muốn kết nối tới tất cả các học viên trong lớp, thì giáo viên và học viên sử dụng công cụ MBone tham gia một nhóm multicast, thì bất cứ gói tin nào gửi tới nhóm tất cả các thành viên trong nhóm đều có thể nhận được. MBone không có các công cụ thảo luận cung cấp công cụ quản lý các nhóm. Điều này được thực hiện thông qua công cụ thư mục phiên SDR. SDR là một phiên thư mục được thiết kế để cho phép hiện một danh sách của tất cả các phiên MBone đã và đang thực hiện như các phiên công cộng và các phiên cá nhân. Để tham gia một lớp học thì học viên chỉ cần nhấn nút tham gia sau đó SDR tải lên các công cụ khác nhau cần thiết để tham gia vào lớp học. Các yêu cầu băng thông cho các công cụ MBone là tương đối thấp so với tiêu chuẩn hiện hành. Mỗi nguồn video đòi hỏi chỉ có khoảng 128Kbps ở mức mười khung hình / giây. âm thanh yêu cầu về chất lượng 64kbps ở điện thoại. tỷ lệ khung hình cao hơn là có thể, nhưng qua thực nghiệm đã nhận thấy rằng dữ liệu bảng trắng chất lượng cao kết hợp với âm thanh thì chất lượng hình ảnh tốt hơn. 3.3. Xây dựng hệ thống Đào tạo điện tử dựa trên công nghệ Multicast Ứng dụng sử dụng giọng nói, video, hoặc đa phương tiện phải được quản lý cẩn thận trong một mạng IP để bảo đảm hoạt động trong một hệ thống. Ngoài những cải tiến định tuyến, nhu cầu chủ yếu của QoS trong một hội nghị đa phương tiện để đối phó với nhiều nguồn với các đặc tính khác nhau, chuyển số lượng lớn lưu lượng truy cập với dung lượng lớn trong mạng. Như đã đề cập ở chương 2, mục đích thích ứng với e-learning trong đào tạo điện tử, được tích hợp MMC ứng dụng với QoS, bảo đảm chất lượng truyền dữ liệu đa phương tiện. Những hạn chế QoS kết hợp với mỗi chế độ QoS được xác định Bảng 3.1. Thiết lập các thông số cho các phương thức khác nhau QoS thích Đối với hội nghị truyền hình chế độ chất lượng tốt nhất tiêu thụ khoảng 400 kbps, cho phép hình ảnh và chuyển động tốt hơn. thiết bị khác nhau cũng đã được thử nghiệm để xác nhận cấp bậc của các phương thức thích ứng được xác định. Hinh 3.1. BW nhu cầu cho từng chế độ QoS Quan sát thấy trang bị hiện đại cho hiệu suất cao các kết quả thử nghiệm đã thu được thay đổi số lượng thành viên mới multicast truyền thoại và video, xem xét rằng tất cả các thành viên trong nhóm multicast được nhận dữ liệu đa phương tiện và thiết bị có khả năng sử dụng bất kỳ nguồn multicast thông qua phần mềm vic. Hình 3.2. CPU nhu cầu cho từng chế độ QoS Các hệ thống e-learning thông thường cần truyền nhiều dữ liệu đa phương tiện với dung lượng lớn. Hình 3.1 và hình 3.2 mô tả mức tiêu thụ tài nguyên cho mỗi chế độ QoS được xét. QoS thay đổi khi được điều chỉnh có hệ thống trong các ứng dụng, thời gian thực, đây là lợi thế trong nhóm khả năng mở rộng và tính bền vững trong môi trường không đồng nhất QoS và không thể đoán trước như Internet và Mbone. Hình 3.3, hình 3.4 và hình 3.5 minh họa so sánh giữa hai kỳ họp mô phỏng, việc đầu tiên mà không có QoS thích ứng và thích ứng bao gồm hai quản lý của các lớp phát triển. Kết quả cho thấy khả năng mở rộng được tăng lên, nhưng quan trọng không kém là một thực tế rằng các ứng dụng có thể hưởng lợi từ nguồn tài nguyên sẵn có. Hình 3.3. Tuyến tính phân phối băng thông bằng cách sử dụng các ứng dụng mặc định, thích ứng không được sử dụng Hình 3.4. Tăng số lượng các thành viên trong nhóm đang hoạt động bằng cách sử dụng thích ứng để phân phối lại nguồn mạng Hình 3.5 - Hình thức QoS thông qua hệ thống phải đối mặt với điều kiện nguồn tài nguyên có sẵn. Khi các nguồn tài nguyên có sẵn giảm, hệ thống cấp phát các thông số quan trọng. Ví dụ, trong khi tỷ lệ khung hình không được dưới 10 hình / giây, chất lượng hình ảnh có thể là xấu hoặc đơn sắc nếu nội dung được nhận thức một cách chính xác. Hạn chế băng thông cho các ứng dụng, không chỉ với tham số rõ ràng mà còn chọn lựa quyền định dạng mã hóa cho các buổi học tập điện tử, cho phép sử dụng tài nguyên hiệu quả và khả năng sử dụng chủ động, tránh quá tải mạng và tắc nghẽn. Kinh nghiệm cho thấy với Mbone các nhóm e-learning có xu hướng nhỏ, thường ít hơn hai mươi thành viên. E-learning cộng đồng có hiệu quả như trong phương pháp đào tạo truyền thống, cần có một giáo viên dạy riêng cho Hiện nay các thiết bị hỗ trợ giao thức IP Multicast là rất ít và cơ sở hạ tầng Inernet hiện nay chưa hỗ trợ giao thức IP Multicast. Trong khuôn khổ luận văn này do không có các thiết bị phần cứng nên em xây dựng một hệ thống mạng với mô hình như sau: Hình 3.6: Sơ đồ hệ thống LAN 1 và LAN 2 chứa các máy thu và nhận tín hiệu multimedia Máy chủ: cài đặt hệ điều hành Linux cầu hình với chức năng là một Router 3.3.1. Cài đặt và cấu hình máy chủ Linux 3.3.1.1. Đặt địa chỉ IP: - [root@localhost ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE] DEVICE=eth0 BOOTPROTO=static BROADCAST=192.168.98.255 HWADDR=00:0C:29:F2:85:19 IPADDR=192.168.98.10 NETMASK=255.255.255.0 NETWORK=192.168.98.0 ONBOOT=yes - [root@localhost ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE] DEVICE=eth1 BOOTPROTO=static LAN 1 LAN 2 Máy chủ (Linux) BROADCAST=192.168.125.255 HWADDR=00:0C:29:F2:85:19 IPADDR=192.168.125.20 NETMASK=255.255.255.0 NETWORK=192.168.125.0 ONBOOT=yes 3.3.1.2. Thiết lập định tuyến (route) hỗ trợ Multicast - [root@localhost ~]# route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 eth0 - [root@localhost ~]# route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 eth1 - [root@localhost ~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 3.3.1.3. Cấu hình ZEBRA: [root@localhost ~]# vi /etc/quagga/zebra.conf ! -*- zebra -*- ! ! zebra sample configuration file ! ! $Id: zebra.conf.sample,v 1.14 1999/02/19 17:26:38 developer Exp $ ! hostname Zebra_Router password zebra enable password zebra ! ! Interface's description. ! interface lo ! description test of desc. interface eth0 ip address 192.168.98.10/24 multicast ! interface eth1 ip address 192.168.125.20/24 multicast ! !interface sit0 ! multicast ! line vty password zebra ! login ! transport input telnet ! ! Static default route sample. ! ip route 224.0.0.0 240.0.0.0 eth0 !ip route 224.0.0.0 240.0.0.0 eth1 !ip route 224.0.0.0/240.0.0.0 192.168.125.20 !ip route 0.0.0.0/0 203.181.89.241 ! !log file zebra.log 3.3.1. 4. Khởi động các dịch vụ mạng: - [root@localhost ~]#services zebra start - [root@localhost ~]#services network start - [root@localhost ~]# ifconfig eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F2:85:19 inet addr:192.168.98.10 Bcast:192.168.98.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef2:8519/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:588 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:89 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 RX bytes:350068 (341.8 KiB) TX bytes:16981 (16.5 KiB) Interrupt:169 Base address:0x2000 eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F2:85:23 inet addr:192.168.125.20 Bcast:192.168.125.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef2:8523/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:554 errors:0 dropped:123 overruns:101 frame:101 TX packets:101 errors:0 dropped:111 overruns:100 carrier:90 RX bytes:75367 (73.6 KiB) TX bytes:17738 (17.3 KiB) Interrupt:185 Base address:0x2080 eth2 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F2:85:2D inet addr:10.0.0.58 Bcast:10.0.0.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef2:852d/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:9173 errors:0 dropped:111 overruns:110 frame:89 TX packets:2744 errors:0 dropped:199 overruns:102 carrier:78 RX bytes:1625473 (1.5 MiB) TX bytes:320892 (313.3 KiB) Interrupt:193 Base address:0x2400 lo Link encap:Local Loopback inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 inet6 addr: ::1/128 Scope:Host UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1 RX packets:12 errors:0 dropped:12 overruns:12 frame:12 TX packets:12 errors:0 dropped:11 overruns:11 carrier:11 RX bytes:760 (760.0 b) TX bytes:760 (760.0 b) 3.3.1.5. Kiểm tra lưu lượng trên NIC: - [root@localhost ~]# tcpdump -i eth0 tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 96 bytes 11:49:53.483861 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 739 11:49:53.577998 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 435 11:49:53.654486 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 492 11:49:53.731707 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 387 11:49:53.821498 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 550 11:49:53.911469 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 977 11:49:53.983213 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 1023 11:49:53.985207 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 187 11:49:54.073564 IP 192.168.98.11.mxxrlogin > 232.1.1.1.16436: UDP, length 1018 9 packets captured 9 packets received by filter 9 packets dropped by kernel - [root@localhost ~]# tcpdump -i eth1 tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 96 bytes 11:43:04.327035 IP 192.168.125.31.vfo > 232.1.1.1.16437: UDP, length 56 11:43:06.062944 IP 192.168.125.30.startron > 232.1.1.1.16437: UDP, length 52 11:43:08.763615 IP 192.168.125.31.vfo > 232.1.1.1.16437: UDP, length 48 11:43:09.505174 IP 192.168.125.30.startron > 232.1.1.1.16437: UDP, length 56 11:43:10.930129 IP 192.168.125.31.vfo > 232.1.1.1.16437: UDP, length 76 11:43:13.395228 IP 192.168.125.30.startron > 232.1.1.1.16437: UDP, length 52 11:43:15.664634 IP 192.168.125.31.vfo > 232.1.1.1.16437: UDP, length 48 11:43:17.898872 IP 192.168.125.30.startron > 232.1.1.1.16437: UDP, length 76 11:43:19.484561 IP 192.168.125.31.vfo > 232.1.1.1.16437: UDP, length 56 9 packets captured 9 packets received by filter 9 packets dropped by kernel 3.3.2. Demo hệ thống truyền Video Tất cả các máy trên các mạng LAN đều cài đặt phần mềm Vic (Videoconferencing Tool) 3.3.2.1. Thao tác trên LAN 1 (Máy nguồn phát tín hiệu Video) - Start/ Run Hình 3.7. Khởi động Vic Kết quả trên máy nguồn phát tín hiệu video Hình 3.8. Kết quả 1 3.3.2.2. Thao tác trên LAN 2 (Các máy nhận Video) Kết quả trên máy 1: Hình 3.9. Kết quả 2 Kết quả trên máy 2: Hình 3.10. Kết quả 3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Qua quá trình quan sát ta có thể thấy được hình ảnh hiển thị rõ nét, tuy nhiên về tốc độ hiển thị hình ảnh vẫn còn chậm ( số hình / giây) chính vì vậy gây ra hiện tượng dật hình gây khó chịu cho người xem. Ta có dễ dàng nhận thấy rằng, server có nhiệm vụ như một router phải truyền video cho các máy tính trong mạng mà bằng thông tiêu tốn chỉ là 330 KB/s. Nếu sử dụng phương pháp truyền tin unicast thông thường thì băng thông tiêu tốn phải là 660 KB/s. Kết quả thực nghiệm cũng đã đưa ra được những đánh giá bước đầu về tính khả thi và tính hiệu quả của của giải pháp đào tạo điện tử ứng dụng giao thức IP Multicast KẾT LUẬN Ngày nay trên thế giới, các ứng dụng mạng nói chung và giao thức IP Multicast trên mạng đang được nghiên cứu và phát triển một cách mạnh mẽ. Nó sẽ và đang dần thay thế các mô hình mạng truyền thống như mô hình khách – chủ. Trong luận văn này đã trình bày một cách cơ bản và ngắn gọn về các mô hình và các giao thức truyền thông trong mạng ứng dụng giao thức IP Multicast Để làm rõ hơn ưu điểm của giao thức IP Multicast, luận văn này đã xây dựng thử hệ thống truyền video qua giao thức IP multicast. Trong hệ thống đã sử dụng webcam để tạo luồng dữ liệu thời gian thực, sử dụng phần mềm Vic (Videoconferencing Tool) . Qua bước đầu thử nghiệm trên mạng LAN ta có thể thấy được ưu điểm của nó là việc giảm tải băng thông khi truyền tin. NHỮNG KIẾN NGHỊ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Do thời gian, kiến thức còn hạn chế và các thiết bị hiện nay ít có thiết bị hỗ trợ giao thức Multicast nên trong khuôn khổ luận văn này em mới chỉ mô phỏng được truyền tín hiệu Video và còn nhiều tồn tại xây dựng hệ thồng đào tạo điện tử ứng dụng công nghệ IP Multicast, sau đây là một số đề xuất và hướng phát triển tiếp theo: - Các công cụ truyền dữ liệu Multimedia - Tích hợp hệ thống vào một hệ thống E-learning đã có sẵn - Đưa ra các giải pháp để truyền qua Internet TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Hoàng Ngọc Khánh 2008, Xây dựng giao thức mạng ngang hàng có cấu trúc Chord, Khóa luận, Đại học Công nghệ. [2] PGS-TS Trần Hồng Quân (2006), Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng thể, giải pháp đảm bảo an toàn, an ninh thông tin, ứng dụng cho hội nghị truyền hình, Đề tài khoa học và công nghệ cấp nhà nước, Viện khoa học kĩ thuật bưu điện. [3] Giới thiệu về multicast. t=10073 [4] Mạng đồng đẳng, %C4%91%E1%BB%93ng_%C4%91%E1%BA%B3ng Tiếng Anh [5] Neil McLean (2003), The M-Learning Paradigm: an Overview, A Report for the Royal Academy of Engineering and the Vodafone Group Foundation [6] Richard W.Riley (2000), Frank S.Holleman III, Linda G.Roberts, E- learning: Putting a worldclass education at the fingertips of all children. US National Educational Technology Plan. [7] What Is Website, Client/Server , [8] What Is Website, TCP and UDP , [9] Multicast, [10] E-learning,