1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, khi đời sống vật chất cũng như tinh thần của con người
đang ngày một nâng cao, Internet đã trở lên phổ biến trong những năm
gần đây. Việc phát triển nhanh của Internet đã góp phần rất lớn thúc đẩy
phát triển kinh tế và văn hóa, nâng cao đời sống vật chất cho nhân dân.
Sự phát triển của Internet ở Việt Nam cũng đã mang lại cho các nhà cung
cấp dịch vụ qua Internet nhiều lựa chọn hơn về phương thức truyền tải
dịch vụ của mình đến khách hàng. IPTV cũng đã phát triển ngày càng
mạnh mẽ trong thời gian gần đâyvà trong thời gian tới. Với những ưu
điểm nổi bật của mình, IPTV hứa hẹn sẽ đem lại rất nhiều tiện ích đặc
biệt cho người sử dụng Internet với một nền tảng băng thông rộng hứa
hẹn sẽ đem lại một chất lượng dịch vụ cao cho khách hàng. Để có thể
nâng cao chất lượng của dịch vụ IPTV thì đòi hỏi cần có một công nghệ
hiện đại hơn, đáp ứng được các yêu cầu cao hơn về khả năng đáp ứng liên
tục với chất lượng cao về dịch vụ của mạng cung cấp dịch vụ IPTV. Để
giải quyết yêu cầu này của mạng thì công nghệ P2P thực sự đã mang lại
một bước tiến quan trọng trong sự phát triển của dịch vụ IPTV. Với công
nghệ P2P được đưa vào các mô hình cung cấp dịch vụ IPTV người xem
đã thực sự được xem, trải nghiệm các chương trình, các video theo yêu
cầu của mình một cách nhanh chóng, dễ dàng hơn. Với các ưu điểm nổi
trội của mình cùng với một nền kiến trúc mạng sẵn có, P2P đã được đưa
vào các mô hình mạng dễ dàng hơn rất nhiều với chi phí thấp, sự linh
hoạt trong việc cung cấp dịch vụ. Luận văn “Nghiên cứu triển khai mô
hình P2P cho dịch vụ IPTV trên nền IMS” là một cái nhìn chi tiết hơn
về công nghệ P2P, qua đó đưa ra các mô hình triển khai công nghệ P2P
cho dịch vụ IPTV với các phân tích đánh giá cùng với kết quả đạt được.
2
Qua luận văn, các ưu điểm về khả năng đáp ứng nhu cầu của người sử
dụng cũng như lợi nhuận mà công nghệ P2P mang lại đã thực sự thuyết
phục được các nhà cung cấp dịch vụ IPTV lựa chọn một mô hình mạng

1.1.3Tổng quan về IPTV
a. Khái niệm
b. Các đặc tính của IPTV
1.1.4 IPTV dựa trên kiến trúc IMS
1.2. Tại sao P2P được xếp chồng trong kiến trúc của IPTV?
1.2.1. Tổng quan về công nghệ P2P
1.2.2. P2P được xếp chồng trong kiến trúc của IPTV
1.3. Kết luận chương 1
Qua chương này chúng ta đã xem xét và tìm hiểu một cách tổng quan
về kiến trúc IMS, dịch vụ IPTV và công nghệ P2P. Qua đó giúp ta nắm
được những kiến thức cơ bản về các vấn đề đang được nghiên cứu để có
thể tìm hiểu sâu hơn ở các chương sau. Có thể nhận thấy những ưu thế rõ
rệt khi đưa công nghệ mạng P2P vào kiến trúc mạng IMS để cung cấp dịch
vụ IPTV một cách dễ dàng hơn cho nhà cung cấp dịch vụ cũng như phía
người sử dụng. Chính công nghệ P2P sẽ mang lại một dịch vụ IPTV chất
lượng cao hơn, ổn định hơn, đáp ứng tốt QoS của mạng và qua đó mạng lại
sự hài lòng về chất lượng dịch vụ cho người dùng. Hiệu quả của mạng
cung cấp dịch vụ IPTV sẽ được nâng cao, giá thành giảm và giúp đơn giản
hóa kiến trúc mạng. Chương sau sẽ trình bày một cách chi tiết hơn về dịch
vụ IPTV trên nền kiến trúc IMS.
5
CHƯƠNG 2: IPTV TRÊN NỀN KIẾN TRÚC IMS
2.1 Tổng quan về IPTV dựa trên nên kiến trúc IMS
2.1.1 Kiến trúc chức năng tổng quan
Kiến trúc chức năng tổng quan của IPTV trong IMS được biểu diễn như
hình 2.1 dưới đây.
Hình 2.1: Kiến trúc chức năng dịch vụ IPTV [3]
2.1.2 Dịch vụ IPTV
2.1.2.1 Nội dung theo yêu cầu
2.2.2.2 Broadcast

2.4Kết luận chương 2
Qua chương 2 giúp ta có một cái nhìn sâu sắc hơn về kiến trúc IMS.
Với một kiến trúc hội tụ đầy đủ các chức năng cần thiết, IMS thực sự là
một kiến trúc phù hợp để triển khai dịch vụ IPTV trong mạng NGN. Với
các chức năng này, IMS mang lại sự đơn giản hóa, hiệu quả và chất lượng
(QoS) được đảm bảo khi cung cấp dịch vụ IPTV trong mạng NGN. Những
ưu điểm khi triển khai dịch vụ IPTV trên nền IMS hứa hẹn sẽ mang lại
một dịch vụ IPTV với chất lượng cao, tiện dung và dễ dàng sử dụng cho
người dùng. Tuy nhiên, để nâng cao hơn nữa chất lượng dịch vụ IPTV,
phục vụ một cách nhanh nhất, đầy đủ nhất thì cần phải đưa thêm các công
7
nghệ hỗ trợ vào trong mạng cung cấp dịch vụ. Chương sau sẽ giới thiệu và
phân tích một công nghệ hỗ trợ như vậy. Đó chính là công nghệ P2P.
8
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI P2P CHO DỊCH
VỤ IPTV
3.1. Cơ chế phân phối nội dung IPTV
Có ba cơ chế phân phối nội dung được sử dụng để vận chuyển luồng
dữ liệu từ dịch vụ cung cấp đến với người dùng cuối cùng:
- Multicast IP.
- Mạng phân phối nội dung.
- Lớp ứng dụng multicast.
3.1.1. Multicast IP
a. Tổng quan
b. Định tuyến
3.1.2. Mạng phân phối nội dung (CDN)
Mạng lưới phân phối nội dung (CDN) phân phối nhiều tiểu máy chủ
trên khắp các phần khác nhau của mạng, qua đó có thể cung cấp nội dung
của máy chủ cho người sử dụng gần đó.
3.1.3 Lớp ứng dụng multicast

“biên” hoặc các “mạng biên” giống như nó là cầu nối giữa nội dung của
mạng CDN tới người dùng. Internet được thiết kế theo nguyên tắc end-to-
end. Nguyên tắc này sẽ giúp cho mạng lõi tương đối đơn giản và nhiều
tính năng thông minh có thể được thực hiện bởi các điểm cuối của mạng:
các máy chủ và khách hàng. Kết quả là mạng lõi sẽ là mạng chuyên thực
hiện nhiệm vụ đơn giản hóa và tối ưu hóa trong quá trình chuyển tiếp gói
dữ liệu.
3.3. P2P ứng dụng mức multicast
Công nghệ tạo luồng đa phương tiện P2P có thể được phân làm hai
loại: dạng cây và dạng mắt lưới.
Cấu trúc dạng cây cũng có thể được phân làm hai loại, dạng cây duy
nhất hoặc nhiều cây.
Hình 3.2: Sắp xếp thứ bậc của các hot trong kiến trúc NICE [7]
Kiến trúc như vậy dựa trên Coolstreaming/DONET, các phần tử
ngang hàng chấp nhận dòng dữ liệu từ nhiều máy chủ cha và nhiều máy
11
chủ con. Mỗi phần tử ngang hàng phục vụ như là một nút nguồn, phân chia
nội dung thành nhiều phần video nhỏ. Các phần này có thể được lấy từ
nguồn hoặc từ các phần tử ngang hàng khác. Cuối cùng, khối được tập hợp
lại thành các dòng video gốc và gửi cho người chơi để phát lại nó.
Hình 3.3: Ý tưởng cơ bản của Splitstream [7]
3.4. P2P cung cấp nội dung cho dịch vụ IPTV
TISPAN đã chia mạng thành nhiều vùng. Mỗi vùng có Điểm nút lớn-
Lõi (SN-C), máy chủ nội dung (CS) và các điểm nút đầu cuối của người sử
dụng. SN-C và Điểm nút lớn máy theo dõi (SN-T) cùng được trình bày
như nhau trong cùng một miền. Trong mỗi miền kiến trúc trung tâm được
áp dụng.
3.5. Đánh giá các giải pháp P2P hiện tại
3.6. Kết luận chương 3
Qua chương này ta có thể hiểu rõ hơn các phương thức phân phối nội

và cơ chế QoS được đề xuất cho kiến trúc IMS.
- Để duy trì việc quản lý hiệu quả của mạng NGN, lớp phủ P2P chỉ được áp
dụng trong mặt phẳng truyền thông chứ không áp dụng trong mặt phẳng
tín hiệu.
4.2. Các giải pháp thay thế khi đưa P2P vào trong mạng NGN/IMS
Giải pháp 1: Xây lớp phủ tự quản giữa các UE. Trong phương pháp
này, lớp phủ P2P được xây dựng lên bởi chính các UE này, chúng sẽ
không được giám sát bởi lớp điều khiển trong mạng lõi. Ngoại trừ việc
đang ký và xác thực dịch vụ, nội dung yêu cầu được cung cấp bởi những
người dùng và lớp phủ này được xây dựng độc lập bởi các UE.
Giải pháp 2: Lớp phủ P2P được điều khiển bởi các nhà điều hành
chứ không thực hiện tự điều khiển lớp phủ giữa những người sử dụng. Các
chức năng quản lý P2P nên được đặt trong máy chủ ứng dụng. Máy chủ
ứng dụng sẽ tương tác với lớp lõi vả các chức năng khác trong kiến trúc
IPTV thông qua các giao diện tiêu chuẩn hóa.
4.3. Kiến trúc hệ thống P2P IPTV
Hình 4.1 trình bày kiến trúc P2P IPTV. Mô hình máy chủ trung tâm
và các máy chủ biên được xem như một mạng lưới phân phối nội dung.
Tuy nhiên, sự khác biệt trong đề nghị của luận văn này là các thuê bao
14
không phải là những người dùng bình thường, chúng là các thuê bao P2P
hoặc là các phần tử ngang hàng trong lớp phủ.
.
Hình 4.1: Kiến trúc mạng P2P IPTV
4.3.1. Phần tử ổn định
4.3.2 Lớp phủ P2P kết hợp cấu trúc liên kết
Kiến trúc liên kết chỉ được áp dụng duy nhất cho lớp phương tiện
truyền thông không cho lớp tín hiệu. Trong mỗi vùng P2P, chúng có một
tập hợp các máy chủ truyền thông, mỗi kênh sẽ được phục vụ bởi một máy
chủ truyền thông. Hình 4.2 cho thấy các cấu trúc liên kết lớp phủ cho một

4.5. So sánh dịch vụ IPTV sử dụng mô hình P2P với dịch vụ IPTV
không sử dụng mô hình P2P
4.5.1. Mô hình mạng
a. Mô hình điện toán đám mây
b. Mô hình vật lý
Các thông số được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm:
• B
0D
Băng thông tải xuống.
• B
0D
Băng thông tải lên.
• B
1S
Tổng lưu lượng của các liên kết tải xuống.
• B
1N
Lưu lượng tải lên của một chuyển mạch truy cập xác định bởi tổng
băng thông của các liên kết tải lên từ một chuyển mạch tới một một VHO
nội vùng và lưu lượng chuyển mạch của các dịch vụ định tuyến trong
VHO.
• B
2S
Băng thông tối đa được đặt thông qua một VHO nội vùng được xác
định bởi lưu lượng của các bộ định tuyến dịch vụ, mạng cáp quang, các
dịch vụ luồng trong VHO.
• u Giá trị trung bình tỷ lệ luồng bit cho một video.
• N Số lượng tối đa của người xem được hỗ trợ bởi một VHO nội vùng.
4.5.2. Sự khác nhau giữa mô hình mạng có sử dụng công nghệ P2P với
mô hình mạng không sử dụng P2P

hợp IPTV dựa trên nền kiến trúc IMS sử dụng công nghệ P2P và có lợi thế
19
của một hệ thống hoàn chỉnh hơn để loại bỏ các nhược điểm của các hệ
thống khác. Kiến trúc lớp phủ của các luồng trực tiếp được nghiên cứu ở
đây là dạng cây và dang mắt lưới liên kết. Kiến trúc dạng cây liên kết được
sử dụng để truyền dữ liệu giữa các phần tử ngang hàng vì cấu trúc liên kết
dạng cây có ưu điểm là quản lý đơn giản, độ trễ khi bắt đầu khởi động là
nhỏ. Nhưng trong kiến trúc cây liên kết duy nhất vấn đề nhiễu ngang hàng
thực sự là một vấn đề lớn, các phần tử ngang hàng ở phía dưới có thể
không nhận được các luồng dữ liệu trực tuyến. Để khắc phục vấn đề này,
luận văn đã nghiên cứu và đưa ra các giải pháp lựa chọn phần tử ngang
hàng ổn định là các phần tử có xu hướng ở lại lâu hơn trong mạng. Hơn
nữa, luận văn có sử dụng trở lại cấu trúc dạng lưới liên kết giữa các phần
tử ngang hàng con có cùng một luồng dữ liệu từ một phần tử ngang hàng
cha mẹ. Sử dụng phần tử ngang hàng ổn định và cơ chế sao lưu giúp cấu
trúc liên kết có thể giảm bớt vần đề nhiễu ngang hàng giữa các phần tử
trong cấu trúc liên kết dạng cây. Trong kiến trúc đề xuất của luận văn, lớp
phủ P2P được quản lý bởi máy chủ ứng dụng IPTV. IPTV AS này nằm
trong lớp ứng dụng của kiến trúc IMS. Vì vậy, giải pháp IPTV được đề
xuất có thể tồn tại cùng với kiến trúc IPTV truyền thống hoặc các dịch vụ
phương tiện truyền thông khác bằng cách chia sẻ hệ thống máy chủ
phương tiện truyền thông và tài nguyên mạng nằm bên dưới.
Mục đích chính của nghiên cứu của luận văn là làm thế nào để giảm
chi phí của hệ thống IPTV trong khi vẫn phải đảm bảo QoS tốt cho các
dịch vụ được cung cấp. Trong tương lai hướng nghiên cứu tiếp theo là làm
thế nào để giảm sự chậm trễ đáp ứng dịch vụ gây ra bởi vấn đề nhiễu
ngang hàng. Trong giải pháp hiện tại của luận văn, khi một peer cha mẹ
đột nhiên rời khỏi cấu trúc mạng mà không thể báo trước cho các peer con,
20
một peer ứng viên trong mạng lưới sẽ tải các dữ liệu từ phần tử ông của nó