LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của
riêng cá nhân tôi, không sao chép lại của người khác. Luận văn là kết quả của

quá
trình học tập, nghiên cứu và làm việc nghiêm túc trong suốt hơn hai năm

học cao
học. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày

hoặc là kết
quả nghiên cứu của cá nhân hoặc là kết quả tổng hợp từ nhiều

nguồn tài liệu
khác. Những kết quả nghiên cứu nào của cá nhân đều được chỉ

ra rõ ràng trong
luận văn. Các thông tin tổng hợp hay các kết quả lấy từ nhiều

nguồn tài liệu khác
thì được trích dẫn một cách đầy đủ và hợp lý. Tất cả các

tài liệu tham khảo đều
có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo
quy định cho lời cam đoan của mình.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2010
Người cam đoan
Trần Ngọc Sơn
Trang: 2
MỤC LỤC

1.2.4.1 Định tuyến

multicast trong vùng 27
1.2.4.2 Định tuyến

multicast trên nhiều vùng 29
1.2.4.3. Định tuyến

multicast trên các AS 32
CHƯƠNG 2: ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ IP MULTICAST 33
2.1. Một số công nghệ mạng phục vụ cho hệ thông đào tạo điện tử 33
2.1.1. Giao thức ITU H.323: 33
2.1.1.1 Tổng quan:
33
2.1.1.2 Cấu trúc của H.323:
34
2.1.1.3 Chồng giao thức H.323:
34
2.1.1.4. Hoạt động của H.323: 35
2.1.1.5. Mô hình mạng

cơ bản của H.323: 35
2.1.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP
36
2.1.2.1 Tổng quan:
36
2.1.2.2. Cấu trúc của SIP 37
2.1.2.3 Tổng quan về hoạt động của SIP
39
2.1.2.4. Hoạt động chính của SIP 42

3.3.2.1. Thao tác trên LAN 1 (Máy nguồn phát tín hiệu Video) 67
3.3.2.2. Thao tác trên LAN 2 (Các máy nhận Video) 69
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 71
KẾT LUẬN 72
NHỮNG KIẾN NGHỊ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Trang: 4
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thông điệp IGMPv13 13
Bảng 1.2: Các trường trong thông điệp IGMPv1 13
Bảng 1.3: Thông điệp IGMPv2 14
Bảng 1.4: Các trường trong thông điệp IGMPv2 14
Bảng 1.5: Các trường trong thông điệp IGMPv3 16
Bảng 2.1. vic và chuột tham số QoS được sử dụng để điều chỉnh hồ sơ các ứng dụng . 50
Bảng 3.1. Thiết lập các thông số cho các phương thức khác nhau QoS thích 57
Trang: 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Các thành phần tham gia vào IP Multicast 9
Hình 1.2: Định dạng của địa chỉ IP lớp D 10
Hình 1.3: Ánh xạ địa chỉ IP multicast sang địa chỉ MAC 10
Hình 1.4: Cây đường đi ngắn nhất của host A 12
Hình 1.5: Cây chia sẻ 12
Hình 1.6: Tìm hàng xóm trong DVMRP 19
Hình 1.7: Cắt nhánh trong DVMRP 19
Hình 1.8: Ghép nhánh trong DVMRP 20
Hình 1.9: Cây phân phối PIM-DM 22
Hình 1.10: Cắt nhánh trong PIM-DM 22
Hình 1.11: Xác nhận trong PIM-DM 23
Hình 1.12: Ghép nhánh trong PIM-DM 24
Hình 1.13: Một vùng MOSPF chứa nguồn và thành viên nhóm multicast G 28

Trang: 7
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Mạng máy tính và các ứng dụng trên mạng máy tính ngày càng trở
nên thông dụng, nhu cầu chuyển một lượng rất lớn các thông tin đến nhiều
nơi trong cùng một thời gian là rất cần thiết. Phần lớn các ứng dụng trên mạng
hiện nay sử dụng phương pháp truyền dữ liệu unicast, đó là phương pháp
truyền dữ liệu từ điểm tới điểm.
Trong thực tế hiện nay nhu cầu phải thường xuyên gửi dữ liệu từ một
điểm tới nhiều điểm, phương pháp truyền dữ liệu unicast không hiệu quả.
Trường này sử dụng unicast thì cùng một dữ liệu sẽ phải được đóng gói nhiều
lần và lần lượt gửi chúng tới từng điểm đích. Một cách khác để thực hiện việc
truyền dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm thì có thể sử dụng giao thức
broadcast, đây là phương pháp gửi dữ liệu từ một điểm đến tất cả các điểm
trên mạng. Cả hai phương pháp trên đều gây nên những sự lãng phí tài
nguyên mạng, trong trường hợp này với hạ tầng cơ sở mạng như hiện nay
giao thức multicast thay thế là tốt nhất, giúp ta tiết kiệm được băng thông
mạng cũng như cải thiện được tốc độ truyền dữ liệu. Multicast là phương
pháp truyền dữ liệu từ điểm tới nhiều điểm, trong đó một nguồn dữ liệu sẽ gửi
tới một nhóm thông qua địa chỉ nhóm multicast. Phương pháp multicast có
các giao thức cho phép các máy tính có thể đơn giản gia nhập vào nhóm để
nhận dữ liệu hay huỷ bỏ nhóm, các giao thức định tuyến cũng được xây dựng
cho phép các ứng dụng có thể gửi dữ liệu một cách hiệu trên mạng.
2. Mục tiêu luận văn

Xuất phát từ vấn đề nêu trên, luận văn “Tìm hiểu giao thức IP
multicast ứng dụng trong đào tạo điện tử” là đối tượng nghiên cứu với những
vấn đề tập trung chủ yếu như sau:
Trang: 8
- Tìm hiểu các thành phần cơ bản của quá trình truyền dữ liệu

Kết quả đạt được

Kết luận
Những kiến nghị nghiên cứu tiếp theo

Tài liệu tham khảo
Trang: 9
CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ IP
MULTICAST
1.1. Khái quát về IP Multicast

1.1.1. Các thành phần cơ bản
Để xây dựng hệ thống trao đổi được dữ liệu đầu tiên ta cần phải có các
máy tính và các router hỗ trợ giao thức multicast, khi đó các máy tính có thể
gửi hay nhận dữ liệu từ giao thức IP multicast.
Thứ nhất máy nguồn gửi dữ liệu qua giao thức multicast tới một địa
chỉ nhóm ( sử dụng một địa chỉ lớp D).
Thứ hai các máy trạm muốn nhận các gói tin multicast sẽ liên hệ với
router cục bộ để đăng ký tham gia nhóm và nhận dữ liệu.
Thứ ba các router sẽ sử dụng một giao thức định tuyến multicast để
xác định các mạng con và chuyển dữ liệu multicast tới các thành viên của
nhóm. Nếu mạng con không có thành viên của nhóm, router sẽ không chuyển
dữ liệu tới mạng đó.
Hình 1.1: Các thành phần tham gia vào IP Multicast
Trang: 10
1.1.2 Địa chỉ Multicast

IP multicast sử dụng địa chỉ lớp D từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255
để cho các thiết bị mạng có thể dễ dàng xác định được các địa chỉ multicast
bằng cách đọc 4 bit bên trái của một địa chỉ. Bốn bit này của một địa chỉ

nghĩa trước.
- Khoảng địa chỉ dành cho quản trị 239.0.0.0 - 239.255.255.255 được

dùng
trong các miền multicast khác nhau. Địa chỉ này không được sử dụng giữa
các miền multicast nên nó có thể được dùng lại nhiều lần.
- Địa chỉ toàn cục 224.0.1.0 - 238.255.255.255 được dùng bởi bất cứ

đối
tượng nào. Các địa chỉ này được sử dụng trên Internet, vì vậy địa chỉ này
phải duy nhất.
1.1.3 Cây phân phối multicast

Để phân phối dữ liệu multicast tới tất cả các máy nhận, cây phân phối
multicast được sử dụng, nó có tác dụng điều khiển đường đi của dữ liệu
truyền trên mạng. Có hai loại cơ bản của cây phân phối
* Cây nguồn: Là cây với gốc của nó chính là nguồn dữ liệu multicast
và các nhánh của nó dẫn tới các đầu cuối nhận dữ liệu trên mạng. Do loại cây
này sử dụng đường đi ngắn nhất nên gọi là cây đường đi ngắn nhất (Shortest
Path Tree – SPT).
Trang: 12
Hình 1.4: Cây đường đi ngắn nhất của

host A
* Cây chia sẻ: Là cây sử dụng một gốc chung duy nhất tại một điểm đã chọn
trên mạng. Gốc sẻ này còn được gọi là điểm hẹn (Rendezvous Point – RP).
Khi sử dụng cây chia sẻ, nguồn phải gửi lưu lượng của nó tới gốc sau đó lưu
lượng này được chuyển tiếp theo các nhánh của cây đến các đầu cuối nhận dữ
liệu.
Hình 1.5: Cây chia sẻ

Report và Host Membership Query. Định dạng của thông điệp IGMPv1 được
thể hiện như sau:
0 3 4 8 16
7 15 31
Version Type Unused Checksum
Group Address
Bảng 1.1: Thông điệp IGMPv1
Giá trị của các trường trong IGMPv1 được mô tả:
Tên trường Độ dài Mô tả
Version 4 bit Chỉ định phiên bản của giao thức và luôn có giá trị là 1
Xác định 2 kiểu thông điệp có giá trị:
Type 4 bit
0x1 cho Host Membership Query
0x2 cho Host Membership Report
Unused 8 bit Chứa giá trị 0 khi gửi và bị bỏ qua khi nhận
Checksum 16 bit Dùng để kiểm tra lỗi trong quá trình truyền dữ liệu
Được gán về giá trị 0.0.0.0 khi router gửi gói tin Host
Group
Address
32 bit
Membership Query và được gán giá trị địa chỉ nhóm
multicast khi một máy gửi thông điệp Host Membership
Report
Bảng 1.2: Các trường trong thông điệp IGMPv1
* Giao thức IGMPv2
Giao thức IGMP phiên bản 2 là sự mở rộng các chức năng của IGMP
phiên bản 1 bao gồm:
- Một phương thức để xác định router nào sẽ gửi các thông điệp truy vấn
multicast khi có nhiều router cùng kết nối vào một mạng con.
- Một thông điệp mới được sử dụng khi một host muốn rời nhóm.

dụng trong các thông điệp truy vấn
Checksum 16 bit Dùng để kiểm tra lỗi trong quá trình truyền dữ liệu
Được gán giá trị 0.0.0.0 trong gói tin truy vấn và
gán địa chỉ nhóm nếu thông điệp là cho từng nhóm
Group Address 32 bit
cụ thể. Các thông điệp Host Membership Report
hoặc thông điệp Leave Group có thể mang địa chỉ
của nhóm trong trường này
Bảng 1.4: Các trường trong thông điệp IGMPv2
Trang: 16
* Giao thức IGMPv3
IGMP phiên bản 3 mở rộng chức năng của IGMPv2 bằng việc hỗ trợ
tính năng multicast cho từng nguồn cho phép các host lọc dữ liệu đi vào dựa
trên địa chỉ IP nguồn. Với IGMPv3 có thể có nhiều nguồn cho một dòng dữ
liệu multicast vì thế các host có thể gia nhập nhóm và nhận dữ liệu từ các
nguồn gần nhất. IGMPv3 còn cải tiến thông điệp Host Membership Query và
thêm phiên bản mới của Host Membership Report.
- Lọc dữ liệu là khả năng cho phép một host chỉ ra nó sẽ nhận nguồn dữ liệu
multicast từ địa chỉ nguồn xác định. IMGPv3 cho phép một host chỉ

rõ hai
thuộc tính sau đây cho các nhóm multicast cụ thể:
+ Danh sách các nguồn mà host nhận dữ liệu.
+ Danh sách các nguồn mà host không nhận dữ liệu.
- Thông điệp IGMPv3 Host Membership Query có cùng giá trị kiểu

và có
cùng định dạng với IGMPv2 Host Membership Query ngoại trừ nó thêm
một số trường ở sau trường địa chỉ nhóm. Các trường này cung cấp các


từng nhóm cụ thể. Các thông điệp
Membership Report hoặc thông điệp Leave
Group có thể mang địa chỉ của nhóm trong
trường này
Chứa giá trị 0 khi gửi và bị bỏ qua khi nhận
riêng)
Suppress 1 bit
Querier’s Robustness
Gán giá trị 1 để chi rõ các router nhận dừng
cập nhật thời gian khi nhận một truy vấn
Chỉ ra các gói datagram mong đợi trên mạng.
Variable (QRV)
Querier’s Query
Interval Code(QQIC)
3 bit
8 bit
IGMP có thể lấy lại QRV-1 gói datagram bị
mất
Chỉ ra khoảng thời gian tính bằng giây mà
router đợi giữa hai truy vấn thông thường
Chỉ số lượng địa chỉ nguồn chứa thông điệp
Number of Sources 16 bit
truy vấn
Source Addresses 32 bit Chứa địa chỉ IP của nguồn multicast
Bảng 1.5: Các trường trong thông điệp IGMPv3
1.2. Định tuyến Multicast

Được phân thành ba loại chính gồm:
- Giao thức hoạt động theo mô hình tập trung (Dense Mode) như


router DVMRP cùng tham gia.
Hình 1.6: Tìm hàng xóm trong DVMRP
* Cắt nhánh: DVMRP sử dụng cây nguồn để điều khiển đường đi

của
luồng dữ liệu, ban đầu dữ liệu multicast được gửi xuống tất cả các nhánh

của
cây. Để giảm lưu lượng dư thừa cần có một cơ chế cắt bỏ các nhánh cây mà
trên đó không có các máy nhận dữ liệu. Tại các router không có máy nhận

dữ
liệu kết nối trực tiếp thì router đó gọi là router lá, router này gửi một thông
điệp DVMRP Prune lên cây multicast để yêu cầu dừng gửi dữ liệu và cắt bỏ
nhánh khỏi cây multicast.
Hình 1.7: Cắt nhánh trong DVMRP
* Ghép nhánh: Để thực hiện ghép nhánh thì router gửi một thông điệp
DVMRP Graft tới router phía trên để thông báo nó muốn được ghép
nhánh trở lại cây multicast. Sau khi router phía trên nhận được nó sẽ phản hồi
lại bằng thông điệp Graft-Ack và chuyển tiếp lưu lượng multicast xuống
router phía dưới.
Hình 1.8: Ghép nhánh trong DVMRP
1.2.2 Giao thức PIM

Dense mode

Là giao thức multicast hoạt động độc lập với giao thức định tuyến IP
unicast. PIM (Protocol Independent Multicast) không quan trọng giao thức
nào được sử dụng để tạo ra bảng định tuyến unicast (bao gồm cả bảng định
tuyến tĩnh) trên router, mà nó sử dụng thông tin từ bảng định tuyến unicast để

IP của router để chỉ định một router là DR thường khó khăn hoặc không thể
thực hiện. Để thực hiện điều này, trong thông điệp PIMv2 Hello thêm vào
một lựa chọn về độ ưu tiên DR-Priority. Khi đó các router có độ ưu tiên cao
sẽ được chọn làm DR, nếu có hai hay nhiều router cùng độ ưu tiên thì giá trị
IP được so sánh để bầu chọn.
* Cây phân phối multicast: Sử dụng cây nguồn (hay cây đường đi

ngắn
nhất) chỉ ra quá trình phân phối dữ liệu tới các máy nhận trên mạng. Các

cây
nguồn được xây dựng bằng cách sử dụng cơ chế quảng bá và loại bỏ
(Flood and Prune) ngay khi nguồn multicast bắt đầu truyền dữ liệu. Không
như DVMRP là giao thức sử dụng bảng định tuyến multicast của riêng nó,
PIM-DM sử dụng thông tin về hàng xóm của nó để xây dựng cây nguồn.
Trong PIM-DM các router kết nối với nguồn được cho là ở trên cây đường đi
ngắn nhất SPT. Cây SPT ban đầu chính là cây quảng bá (Broadcast Tree) vì
router gửi dữ liệu tới tất cả các hàng xóm của nó, mà không biết trên các
router đó có tồn tại các máy nhận dữ liệu hay không.
Hình 1.9: Cây phân phối PIM-DM
1.2.2.2 Cắt nhánh
Khi thấy có luồng dữ liệu dư thừa router PIM-DM gửi thông điệp cắt

nhánh Prune lên router phía trên để thông báo cắt nhánh.
Hình 1.10: Cắt nhánh trong PIM-DM
1.2.2.3 Cơ chế xác nhận
Một router nhận dữ liệu multicast trên cổng mà cổng đó cũng gửi dữ
liệu từ nguồn, thì router sẽ gửi một thông điệp PIM Assert tới cổng mà nó
nhận dữ liệu để tìm ra router được lựa chọn. Trong thông điệp PIM Assert
chứa giá trị metric tới nguồn, và router nào có giá trị metric tốt nhất sẽ được

hay cắt bỏ nhánh. Tuy nhiên thức tế PIM chỉ sử dụng một thông điệp đơn
Join/Prune cho cả hai chức năng. Mỗi thông điệp Join/Prune chứa cả hai
danh sách Join và Prune và một trong hai danh sách đó có thể rỗng. Các thực
thể Join và Prune trong thông điệp Join/Prune có cùng một định dạng chung,
bao gồm các thông tin sau:
- Địa chỉ nguồn multicast: địa chỉ IP của nguồn multicast để thực

hiện quá
trình Join hay Prune, nếu cờ Wildcard được bật thì trường này chứa

địa chỉ
của router RP.
- Địa chỉ nhóm multicast: địa chỉ nhóm multicast để thực hiện quá

trình
Join hay Prune.
- Cờ Wildcard (WC bit): chỉ ra rằng thực thể là một thông điệp (*,
G) Join/Prune.
- Cờ RP Tree (RP bit): thông điệp Join/Prune là thích hợp và cần được
gửi lên cây chia sẻ.
1.2.3.4 Đăng ký nguồn dữ liệu

Trong cây chia sẻ PIM-SM chúng ta đã biết cách router gửi thông điệp
(*, G) tới cây chia sẻ cho nhóm multicast G. Tuy nhiên PIM-SM sử dụng cây
chia sẻ một chiều nên dữ liệu multicast chỉ có thể đi theo chiều từ gốc cây
xuống các nhánh. Vì thế nguồn dữ liệu cần phải có một cách khác để gửi dữ
liệu của nó tới router RP. Tuy nhiên trước tiên router RP cần phải được thông
báo về nguồn đang tồn tại. Để làm điều này PIM-SM sử dụng thông điệp PIM
Register và Register-Stop để thực hiện quá trình đăng ký nguồn dữ liệu. Quá
trình này sẽ thông báo với router RP một nguồn đang hoạt động và phân phối