Truyền thông đa phương tiện

Luận văn cao học – Nghiên cứu thuật toán WLDA+



2007



liệu Voice cần được ưu tiên trước các ứng dụng như video hay data để

đảm bảo tính chính xác và tính thời gian thực. Những chính sách để đảm

bảo chất lượng dịch vụ - QoS (Quality of service) đóng một vai trò quan

trọng trong việc nghiên cứu và điều hành mạng.

Có 3 lớp ứng dụng truyền thông Multimedia chính như sau:

 Truyền audio và video đã được lưu trữ: Loại ứng dụng này

hiện nay là phổ biến hiện nay trên Internet, các files audio hoặc video đã

được lưu trữ sẵn trên các máy phục vụ (server), người dùng tại các máy

trạm (client) truy cập đến để tải về sử dụng. Các files audio có thể là các

bài hát, bài giảng, hoặc các đoạn băng được ghi âm từ trước,... Các files

video có thể là những bộ phim, video clips, các đoạn video của những sự

kiện thể thao, giải trí.v.v. Đa số ứng dụng này, sau một thời gian trễ vài

giây, các máy trạm có thể bắt đầu chạy được các phần đã tải về của file

trong khi chúng vẫn tiếp tục nhận phần còn lại từ server. Nhiều ứng dụng

còn cho phép tính năng tương tác với người dùng: cho phép người dùng

thực hiện các chức năng thông dụng như: pause, play, next, previous. Từ

lúc người dùng đưa ra yêu cầu đến khi nhận được đáp ứng khoảng từ 1 –

10s là có thể chấp nhận được. Yêu cầu đối với độ trễ và jitter không chặt

chẽ bằng ở trong ứng dụng thời gian thực như điện thoại Internet, video

conference thời gian thực... Các chương trình dùng để chạy các file

audio/video được lưu trữ trên mạng hiện nay như: RealOne Player,

Winamp, Windows Media Player…

 Truyền audio và video thời gian thực: Ứng dụng loại này

tương tự như phát thanh và truyền hình quảng bá nhưng được thực hiện

trên Internet, cho phép người dùng nghe/xem được các chương trình phát

thanh/truyền hình trực tuyến từ bất kỳ nơi nào trên thế giới. Chẳng hạn

người dùng có thể nghe đài BBC phát từ Anh, các kênh truyền hình VTV

phát đi từ Hà nội từ bất kỳ máy nào kết nối Internet. Đặc trưng của lớp

Trang 78



Luận văn cao học – Nghiên cứu thuật toán WLDA+



2007



ứng dụng này là nhiều người có thể đồng thời nhận được cùng một

chương trình audio/video. Tuy nhiên, các ứng dụng này không cho phép

tương tác người dùng và độ trễ các ứng dụng loại này cho phép tối đa là

10s như lớp ứng dụng truyền audio/video được lưu trữ. Việc phân phối

audio/video cho nhiều người dùng được thực hiện bằng kỹ thuật multicast

hoặc nhiều dòng unicast riêng biệt cho mỗi người nhận, tùy vào việc cài

đặt.

 Ứng dụng tương tác audio và video thời gian thực: Lớp ứng

dụng này cho phép nhiều người dùng sử dụng audio/video để tương tác

với nhau trong thời gian thực. Một ứng dụng tiêu biểu của audio thời gian

thực là điện thoại Internet, nó cung cấp dịch vụ điện thoại cục bộ cũng

như điện thoại đường dài với giá rẻ hơn nhiều so với điện thoại truyền

thống. Các ứng dụng cho audio thời gian thực có thể kể đến như: Voice

Chat trong Yahoo Messenger, Skype, Palm Talk.. Đối với ứng dụng

video thời gian thực, điển hình là Hội thảo trực tuyến (video

conferencing), trong đó các “đại biểu” có thể giao tiếp với nhau bằng cả

âm thanh và hình ảnh. Trong quá trình hội thảo, mỗi “đại biểu” được hiển

thị trên một cửa sổ giao diện chương trình người dùng, khi cần giao tiếp

với ai người ta chỉ cần mở cửa sổ tương ứng với người đó. Hiện nay đã có

nhiều ứng dụng cho video thời gian thực như Microsoft Netmeeting,

Yahoo Messenger,.. Trong các ứng dụng tương tác audio/video thời gian

thực thì yêu cầu độ trễ nhỏ hơn vài trăm miligiây. Với âm thanh, độ trễ

tốt nhất là nên nhỏ hơn 150 ms, với độ trễ từ 150-400ms thì có thể chấp

nhận được, còn lớn hơn 400 ms thì không thể chấp nhận được.

Tất cả các ứng dụng trên phải đối mặt với một số vấn đề:

 Sự thiếu hụt về băng thông: Những file đồ họa lớn, đa phương tiện,

âm thanh, hình ảnh … là nguyên nhân gây ra vấn đề thiếu hụt băng

thông trên mạng do kích cỡ lớn và yêu cầu về độ trễ rất ít.

Trang 79



Luận văn cao học – Nghiên cứu thuật toán WLDA+



2007



 Trễ đầu cuối (End –to – end delay) : Tổng độ trễ của một gói tin từ

thực thể gửi cho đến thực thể nhận không đảm bảo cho các ứng

dụng multimedia hoạt động hiệu quả.

 Thăng giáng độ trễ (jitter): Là sự biến thiên về độ trễ về thời gian

đến của các gói tin dọ trong cùng một luồng. Đặc biệt trong truyền

tải âm thanh thì đòi hỏi giảm jitter là rất cần thiết.

 Mất gói tin (Packet loss): Mất gói tin thường là do tắc nghẽn trên

đường truyền WAN.

Do đó vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) được đặt ra, có thể

nói QoS được sử dụng để giảm jitter, độ trễ, mất gói tin và chia sẻ băng

thông hợp lý với những độ ưu tiên khác nhau cho các loại dữ liệu khác

nhau của những ứng dụng nhậy cảm với thời gian. Một số mô hình đảm

bảo QoS được trình bày dưới đây.



2. Một số mô hình QoS:

 Best-effort: Mô hình thông dụng nhất trên Internet, không đảm bảo

QoS, coi mọi luồng, gói tin đến là như nhau, sử dụng hằng đợi

FIFO. Mô hình này có những lợi điểm như đơn giản, khả năng

triển khai cao, không yêu cầu về cài đặt kỹ thuật phức tạp nhưng

lại có nhiều nhược điểm như Tỷ lệ mất gói tin cao khi xảy ra tắc

nghẽn: các gói tin của giao thức TCP, UDP, RTP được đóng gói

trong những gói IP và được truyền qua mạng qua các Router trên

đường truyền, nếu bộ đệm của những Router này đầy nó sẽ loại bỏ

các datagram đó. Độ trễ end-to-end cao: Độ trễ này có thể lên tới

trên 400ms, vượt quá mức tối đa có thể chấp nhận được (độ trễ

chấp nhận được là trong khoảng 150ms – 400ms). Jitter lớn: Sự

biến thiên thời gian đến của các gói tin (jitter) trong phân lớp này

rất lớn, có gói tin đến đích thì quá nhanh còn có các gói tin đến lại

quá chậm, nếu bên nhận bỏ qua jitter chạy ngay đoạn âm thanh

Trang 80



Luận văn cao học – Nghiên cứu thuật toán WLDA+



2007



hình ảnh này sẽ không đạt được kết quả như mong đợi, thậm chí

không có sự chính xác.

 IntServ (Intergrated services model): Mô hình này hỗ trợ việc đảm

bảo chất lượng cho các ứng dụng thời gian thực, đảm bảo phân tải

và có thể dự đoán trước tình trạng mạng cho ứng dụng. Mô hình

này sử dụng giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol ) là

một giao thức báo hiệu. Trước khi truyền dữ hiệu, ứng dụng truyền

thông sử dụng giao thức này gửi tới tất cả các thiết bị tham gia vận

tải dữ liệu trên đường truyền (các router) một yêu cầu đặt trước về

băng thông, tốc độ truyền số liệu…Để triển khai được thì mọi thiết

bị trên đường truyền phải hỗ trợ mô hình này. Một số chức năng

trên các Router và Switch khi triển khai mô hình này là:

o Admission Control: Để những luồng mới không ảnh hưởng

đến những luồng dữ liệu đã đặt trước đang thực hiện

o Classification: Sự phân lớp các gói tin trong để có các cách

ứng xử khác nhau.

o Scheduling: Xác định khi nào thì chuyển tiếp gói tin.

o Ngoài ra còn có thêm các chức năng như: Policing và

Queuing.

Các ưu điểm của mô hình QoS này là: Quản lý tài nguyên một

cách rõ ràng nhờ chức năng adminsion control, chất lượng được bảo đảm

tốt. Tuy nhiên mô hình này cũng gặp không ít khó khăn trong lúc triển

khai như khó triển khai rộng, kỹ thuật phức tạp, có thể gây lãng phí tài

nguyên.

 DiffServ Model (The diffirentiated Services Model): Được thiết

kế để khắc phục những hạn chế của các mô hình best-effort và

intServ. Lưu lượng mạng được phân lớp ở lớp 2 (CoS,802.1p,

MPLS EXP, Frame Relay) hoặc lớp 3 (DSCP, IP precedent),

chính sách về QoS được đối xử theo các lớp. Mô hình này được

Trang 81