Luận Văn Xây dựng ứng dụng video streamming dựa trên mạng ngang hàng Chord

MỤC LỤC
Mở đầu 5
Chương I: Tổng quan về video streaming multicast 7
1.1. Giới thiệu về video streaming .7
1.2. Giới thiệu multicast .9
1.3. IP multicast 10
1.4. Multicast tầng ứng dụng ( ALM – Application-layer Multicast) 12
1.4.1. Giới thiệu .12
1.4.2. Một số giải pháp truyền tin multicast trên tầng ứng dụng .13
Chương II: Truyền tin multicast trên nền mạng ngang hàng có cấu trúc Chord . 16
2.1. Giới thiệu mạng ngang hàng 16
2.2.1. Khái niệm 16
2.2.2. Ưu thế của mạng ngang hàng 16
2.2.3. Phân loại mạng ngang hàng 16
2.2. Mạng ngang hàng có cấu trúc Chord 18
2.2.1. Giới thiệu chung .18
2.2.2. Finger table .20
2.2.3. Node tham gia/ rời mạng và quá trình đồng bộ ( stabilization) .21
2.3. Thuật toán truyền tin multicast dựa trên nền mạng Chord 22
Chương III: Xây dựng ứng dụng truyền tin video streaming multicast thời gian thực trên nền mạng
ngang hàng có cấu trúc Chord . 26
3.1. Mục tiêu và yêu cầu của việc xây dựng ứng dụng 26
3.2. Ý tưởng 26
3.3. Thiết kế hệ thống .27
3.3.1. Tạo cây multicast 27
3.3.1. Tạo dữ liệu thời gian thực 28
3.3.2. Truyền hình ảnh .28
3.3.3. Xử lý và hiển hình ảnh .29
3.4. Thiết kế giao thức 29
3.4.1. Giao thức máy chủ .29
3.4.2. Giao thức máy khách .31
3.5. Thiết kế chương trình .33
3.5.1. Lớp WebcamServer .34
3.5.2. Lớp WebcamClient 36
Chương IV: Kết quả đánh giá hệ thống . 39
4.1. Kết quả thử nghiệm .39
4.1.1. Môi trường chạy thử 39
4.1.2. Kết quả đạt được 39
4.2. Kết quả đánh giá hiệu năng 39
Chương V: Kết luận . 41
Tài liệu tham khảo . 42

Tóm tắt
Khóa luận này đưa ra một phương thức truyền tin multicast trên nền tảng mạng
ngang hàng mới nhằm khắc phục những nhược điểm của một số phương thức truyền tin
multicast đã tồn tại từ trước. Những nhược điểm đó gồm có việc phải phụ thuộc hoàn
toàn vào khả năng của router đối với IP multicast hay vấn đề quản lý cây multicast khó
khăn đối với một số giao thức truyền tin multicast trên tầng ứng dụng khác.
Khóa luận mô tả chi tiết giao thức mạng ngang hàng có cấu trúc Chord và cách thức
truyền tin multicast trên nền mạng ngang hàng Chord. Trong khóa luận, vấn đề truyền
video streaming cũng được đề cập đến. Từ đó khóa luận đã xây dựng nên ứng dụng
truyền video streaming multicast trên nền Chord. Việc đánh giá kết quả thu được qua quá
trình xây dựng ứng dụng cho ta thấy được những ưu điểm của việc triển khai multicast
trên mạng ngang hàng, cũng như những nhược điểm cần khắc phục.

Mở đầu
Trong những ngày đầu phát triển của ứng dụng đa phương tiện, khoảng nửa cuối
thập niên 90, việc xem một video trên mạng gần như là điều không thể. Ngày nay, cùng
với sự bùng nổ của Internet, các ứng dụng đa phương tiện trong đó có video streaming đã
trở thành nhu cầu không thể thiếu của nhiều cư dân mạng.Theo thống kê, riêng tại Mỹ đã
có khoảng 13,5 tỉ video được xem trong tháng 10 – 2008 (nguồn comScore). Con số trên
đủ cho ta thấy được sự lớn mạnh không ngừng của các ứng dụng video streaming.
Tuy nhiên, để phát triển một ứng dụng video streaming tốt gặp phải nhiều vấn đề.
Ứng dụng video streaming đòi hỏi nhiều băng thông và yêu cầu độ trễ thấp. Chính vì vậy
cần phải có một phương thức phân phát video trên đường truyền hợp lý. IP multicast với
khả năng tối ưu hóa đường truyền là một giải pháp cho vấn đề này. Tuy nhiên, việc triển
khai IP multicast lại rất tốn kém bởi nó đòi hỏi toàn mạng phải có những Router đắt tiền,
chuyên dụng. Điều này hoàn toàn không khả thi trong một mạng diện rộng như Internet.
Triển khai multicast trên tầng ứng dụng với việc không làm thay đổi hạ tầng mạng phía
dưới là một giải pháp thay thế hữu hiệu cho IP multicast.
Hiện nay, trên thế giới đã và đang phát triển rất nhiều phương pháp truyền tin
multiast trên tầng ứng dụng khác nhau. Trong đó truyền tin multicast dựa mạng ngang
hàng hứa hẹn có nhiều ưu điểm. Đặc thù của truyền tin multicast là phải tạo được một
cây multicast tối ưu, có sự liên kết chặt chẽ giữa các node với nhau, có khả năng phục hồi
lỗi nhanh. Mạng ngang hàng có cấu trúc hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu đó với
việc các node được liên kết với nhau bằng một thuật toán cụ thể.
Để làm rõ hơn những lợi thế của mạng ngang hàng có cấu trúc trong việc truyền tin
multicast, khóa luận này đã nghiên cứu xây dựng một ứng dụng truyền video streaming
multicast dựa trên nền tảng mạng ngang hàng có cấu trúc Chord. Sau đây là tóm tắt nội
dung khóa luận gồm 5 chương.
Chương 1: Tổng quan về video streaming và multicast
Giới thiệu về video streaming và trình bày những khái cơ bản về multicast, so sánh
với các phương thức truyền tin khác. IP multicast và multicast tầng ứng dụng được trình
bày một cách ngắn gọn để từ đó có thể thấy được ưu điểm của multicast tầng ứng dụng so
với IP multicast.
Chương 2: Truyền tin multicast trên nền mạng ngang hàng có cấu trúc Chord
Phần này đưa ra cái nhìn tổng quan về mạng ngang hàng bao gồm: khái niệm, phân
loại và ưu điểm chung của mạng ngang hàng. Tiếp đó, sẽ giới thiệu hoạt động của giao
thức Chord. Đặc biệt, việc truyền tin multicast dựa trên nền mạng Chord được đề cập một
cách chi tiết.
Chương 3: Xây dựng ứng dụng truyền multicast video streaming thời gian
thực trên nền Chord
Chương 3 đề cập đến những yêu cầu, mục tiêu của ứng dụng và cách thức xây dựng
ứng dụng sao cho phù hợp với những mục tiêu đó. Trong đó, trình bày chi tiết về thiết kế
hệ thống, thiết kế giao thức và thiết kế chương trình của ứng dụng.
Chương 4: Kết quả đánh giá hệ thống
Sau các nghiên cứu ở các phần trên, chương 4 trình bày về môi trường chạy thử
chương trình, các kết quả và đánh giá thu được sau quá trình thử nghiêm.
Chương 5: Kết luận