Luận văn Nghiên cứu và xây dựng hệ thống phần mềm hỗ trợ việc dạy học trực tuyến trên mạng Internet/Intranet

KH OA C NT T – Đ H KH TN LỜI CÁM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, TpHCM đã tạo điều kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Đỗ Hoàng Cường đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những kiến thức quí báu trong những năm học vừa qua. Chúng con xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến ba, mẹ, và gia đình đã nuôi dưỡng, giáo dục chúng con thành người. Chúng em xin chân thành các anh chị em và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên trong những lúc khó khăn cũng như trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn anh Tô Hiểu Thảo thuộc công ty Global CyberSoft đã giúp chúng em thực hiện đề tài này. Nhờ anh mà chúng em có thể nhanh chóng hiểu được công nghệ H323 đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép, nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn. Nhóm thực hiện Nguyễn Minh Trí & Nguyễn Thanh Tuấn i KH OA C NT T – Đ H KH TN LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày này, công nghệ thông tin đóng vài trò quan trọng hầu như trong tất cả các lĩnh vực. Do vậy con người phải không ngừng học tập để mở mang, trao dồi kiến thức. Nếu không bổ sung kiến thức chúng ta sẽ bị tụt hậu trong thời đại thông tin phát triển một cách nhanh chóng như hiện nay. Nhất là khi internet xuất hiện, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao, nhu cầu học hỏi kiến thức không chỉ gói gọn trong nhà trường, hoặc trong lớp học., giờ đây với máy vi tính cùng với mạng internet, chúng ta có thể tham gia vào các lớp học được mở trực tuyến, tham gia phát biểu trong lớp học. Bây giờ cũng có những trang web hỗ trợ việc học trực tuyến nhưng giá thành mắc, có khi không hỗ trợ người học tập tham gia trực tiếp vào lớp học. Các bài giảng được thiết kế trước và được đưa lên mạng để cho người học chép về học hoặc học trực tiếp trên trang web đó. Trong những năm trước đây, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện đều rất khó thực hiện bởi ít có sự hỗ trợ về phần cứng, đặc biệt băng thông chính là điều khó khăn nhất trong việc truyền tín hiệu âm thanh, và hình ảnh. Tuy nhiên, với kỹ thuật phát triển hiện nay, các tín hiệu âm thanh và hình ảnh có thể được nén lại một cách dễ dàng, tiết kiệm được băng thông. Do vậy, chúng em chọn đề tài “ Nghiên cứu và xây dựng hệ thống phần mềm hỗ trợ việc dạy học trực tuyến trên mạng internet/intranet ” nhằm xây dựng lên một hệ thống đào tạo từ xa, có hỗ trợ âm thanh và hình ảnh để giúp cho giáo viên có thể giáo tiếp trực tiếp với sinh viên. ii KH OA C NT T – Đ H KH TN Nội dung của luận văn được trình bày trong 9 chương : Chương 1 : Tổng Quan : Giới thiệu sơ lược về dạy học trực tuyến và nêu lên mục tiêu của đề tài Chương 2 : Tìm hiều chuẩn H323 và các ưu điểm của chuẩn H323 Chương 3 :Cấu hình mạng theo chuẩn H323 và các giao thức được sử dụng trong chuẩn H323 Chương 4 : Nghiên cứu cách thức thiết lập cuộc gọi thông qua mạng H323 Chương 5 : Nghiên cứu các khả năng của chuẩn H323, các chuẩn nén âm thanh, hình ảnh, các ứng dụng của chuẩn H323 trong việc xây dựng hội nghị và các dịch vụ điện thoại thông qua IP Chương 6 : Giới thiệu về hệ thống Student hỗ trợ trong việc dạy học trực tuyến Chương 7 : Phân tích : trình bày bước phân tích trong xây dựng hệ thống Chương 8 : Thiết kế và cài đặt : Trình bày bước thiết kế và cài đặt hệ thống Chương 9 : Tổng kết : đánh giá hệ thống và nêu những bước phát triển trong tương lai của hệ thống iii KH OA C NT T – Đ H KH TN MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN........................................................................................................................... i LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................................... ii DANH SÁCH HÌNH ............................................................................................................. vii DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................................. xi Chương 1 : Tổng quan.............................................................................................................1 1.1 Tổng quan.......................................................................................................................1 1.2 Mục tiêu của đề tài : .......................................................................................................1 Chương 2 : Tìm hiều chuẩn H323...........................................................................................2 2.1 Giới thiệu chuẩn H323: ..................................................................................................2 2.2 Các ưu điểm của chuẩn H323: .......................................................................................2 2.2.1 Cung cấp các bộ mã hoá đã được chuẩn hoá : ........................................................2 2.2.2 Tính tương thích cao : .............................................................................................2 2.2.3 Độc lập hệ thống mạng : .........................................................................................3 2.2.4 Độc lập với ứng dụng và hệ điều hành :..................................................................3 2.2.5 Hỗ trợ đa điểm : ......................................................................................................3 2.2.6 Quản lý băng thông : ...............................................................................................3 2.2.7 Hỗ trợ khả năng quản bá thông tin :........................................................................3 2.2.8 Linh hoạt : ...............................................................................................................3 2.2.9 Khả năng hội nghị liên mạng : ................................................................................3 Chương 3 : Cấu hình mạng theo chuẩn H323 .......................................................................4 3.1 Terminal : .......................................................................................................................4 3.2 Gateway : .......................................................................................................................6 3.3 Gatekeeper : ...................................................................................................................8 3.4 MCU (Multipoint Control Unit): .................................................................................10 3.5 Các giao thức sử dụng trong H323 : ............................................................................11 3.5.1 Giao thức H225 RAS ( Registration/Admission/Status) :.....................................11 3.5.2 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H225 :......................................................................12 3.5.3 Giao thức điều khiển cuộc gọi H245 :...................................................................13 3.5.4 Giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) : ..................................................14 3.5.5 Giao thức RTCP (Real-time Transport Control Protocol): ...................................17 3.6 Mã hóa/giải mã (CODEC) tín hiệu Audio : .................................................................17 3.7 Mã hoá/giải mã (CODEC)tín hiệu Video : ..................................................................18 3.8 Data channel (Kênh dữ liệu): .......................................................................................19 Chương 4 Thiết lập cuộc gọi thông qua mạng H323...........................................................20 4.1 Các thủ tục thực hiện trên kênh H225 RAS : ...............................................................20 4.1.1 Tìm gatekeeper :....................................................................................................20 4.1.2 Thủ tục đăng ký với gatekeeper : ..........................................................................21 4.1.3 Định vị điểm cuối :................................................................................................23 4.1.4 Các thủ tục khác : ..................................................................................................24 4.2 Thiết lập cuộc gọi giữa hai điềm cuối qua mạng H323 : .............................................24 4.2.1 Định tuyến kênh điều khiển và báo hiệu :.............................................................25 4.2.2 Quá trình thiết lập cuộc gọi qua mạng H323 : ......................................................27 Chương 5 : Các khả năng của chuẩn H323 và ứng dụng ...................................................49 5.1 Chuẩn nén âm thanh :...................................................................................................50 iv KH OA C NT T – Đ H KH TN 5.1.1 Chuẩn nén âm thanh G711:...................................................................................50 5.1.2 Chuẩn nén âm thanh G723 :..................................................................................50 5.1.3 Chuẩn nén âm thanh G729 :..................................................................................50 5.2 Chuẩn nén hình ảnh :....................................................................................................51 5.2.1 Chuẩn nén hình ảnh H261 :...................................................................................51 5.2.2 Chuẩn nén hình ảnh H263:....................................................................................51 5.3 Chuẩn T120 :................................................................................................................51 5.3.1 Giới thiệu : ............................................................................................................51 5.3.2 Các ưu điểm của T120 : ........................................................................................52 5.4 Phát triển dịch vụ điện thoại thông qua IP (VoIP): ......................................................53 5.4.1 Giới thiệu : ............................................................................................................53 5.4.2 Các ứng dụng của điện thoại IP : ..........................................................................54 5.4.3 Các ưu điểm của VoIP : ........................................................................................55 5.5 Xây dựng hội nghị đa truyền thông:.............................................................................56 5.5.1 Hội nghị đa điểm tập trung (Centralized multipoint conference): ........................56 5.5.2 Hội nghị đa điểm phân tán (Decentralized multipoint conference): .....................57 5.5.3 Hội nghị đa điểm phân tán tập trung kết hợp:.......................................................58 5.6 Bộ thư viện OpenH323: ...............................................................................................59 5.6.1 Giới thiệu : ............................................................................................................59 5.6.2 Cấu trúc phân lớp của thư viên OpenH323 :.........................................................59 5.6.3 Diễn giải ý nghĩa một số lớp : ...............................................................................63 Chương 6 : Student - Hệ thống hỗ trợ học từ xa :...............................................................64 6.1 Giới thiệu : ...................................................................................................................64 6.2 Đối tượng sử dụng hệ thống:........................................................................................65 6.3 Các chức năng : ............................................................................................................66 6.3.1 Chức năng dàng cho Admin :................................................................................66 6.3.2 Chức năng dành cho giáo viên : ............................................................................67 6.3.3 Chức năng dành cho sinh viên : ............................................................................69 Chương 7 : Phân tích .............................................................................................................70 7.1 Mô hình Use case : .......................................................................................................70 7.2 Danh sách các Actor : ..................................................................................................70 7.3 Danh sách các Use-case: ..............................................................................................71 7.4 Đặc tả các use-case chính :...........................................................................................73 7.4.1 Đặc tả use-case “KetNoi”: ....................................................................................73 7.4.2 Đặc tả use-case “DangNhap” : ..............................................................................74 7.4.3 Đặc tả use-case “ThayDoiThongTinCaNhan” : ....................................................75 7.4.4 Đặc tả use-case “DangKy” :..................................................................................76 7.4.5 Đặc tả use-case “QuanLyLop” :............................................................................77 7.4.6 Đặc tả use-case “QuanLyTextChat” : ...................................................................79 7.4.7 Đặc tả use-case “QuanLyHinhAnh” : ...................................................................80 7.4.8 Đặc tả use-case “QuanLyAmThanh” : ..................................................................81 7.4.9 Đặc tả use-case “QuanLyThanhVien” : ................................................................82 7.4.10 Đặc tả use-case “TaoLopHoc” : ..........................................................................84 7.4.11 Đặc tả use-case “ThayDoiChuLop” : ..................................................................85 7.4.12 Đặc tả use-case “QuanLyDSNguoiDung” : ........................................................86 7.4.13 Đặc tả use-case “ThayDoiQuyenNguoiDung” : .................................................87 7.4.14 Đặc tả use-case “TruyenAmThanh” : .................................................................88 v KH OA C NT T – Đ H KH TN 7.5 Phân tích kiến trúc hệ thống :.......................................................................................88 7.6 Phân tích các use-case chính : ......................................................................................90 7.6.1 Phân tích Use case “KetNoi”: ...............................................................................90 7.6.2 Phân tích Use case “DangNhap”:..........................................................................91 7.6.3 Phân tích Use case “DangKy”: .............................................................................92 7.6.4 Phân tích Use case “QuanLyLopHoc”:.................................................................93 7.6.5 Phân tích Use case “QuanLyThanhVien”: ............................................................95 7.6.6 Phân tích Use case “TaoLopHoc”:........................................................................97 7.6.7 Phân tích Use case “ThayDoiChuLop”:................................................................98 7.6.8 Phân tích Use case “ThayDoiQuyenNguoiDung”: ...............................................99 7.6.9 Phân tích Use case “TruyenAmThanh”: .............................................................100 Chương 8 : Thiết kế và cài đặt ............................................................................................101 8.1 Lược đồ triển khai của hệ thống :...............................................................................101 8.1.1 Các node và chức năng của các node..................................................................101 8.1.2 Triển khai hệ thống : ...........................................................................................101 8.2 Thiết kế dữ liệu : ........................................................................................................102 8.2.1 Sơ đồ lớp : ...........................................................................................................102 8.2.2 Thiết kế bảng lưu thông tin của lớp học :............................................................102 8.2.3 Thiết kế bảng lưu thông tin người sử dụng : .......................................................103 8.3 Thiết kế giao diện :.....................................................................................................104 8.3.1 Thiết kế màn hình chính :....................................................................................104 8.3.2 Thiết kế màn hình đăng nhập : ............................................................................109 8.3.3 Thiết kế màn hình hiển thị danh sách lớp : .........................................................110 8.3.4 Thiết kế màn hình tạo lớp học mới : ...................................................................112 8.3.5 Thiết kế màn hình xoá một lớp : .........................................................................113 8.3.6 Thiết kế màn hình thay đổi mật khẩu :................................................................114 8.3.7 Thiết kế màn hình server :...................................................................................115 8.4 Thiết kế xử lý : ...........................................................................................................116 8.4.1 Danh sách các xử lý : ..........................................................................................116 8.4.2 Thiết kế các xử lý chính : ....................................................................................117 8.5 Sơ đồ lớp của một số lớp xử lý chính : ......................................................................141 8.6 Công cụ và môi trường phát triển hệ thống................................................................142 8.7 Yêu cầu về phần cứng : ..............................................................................................143 8.8 Hướng dẫn sử dụng hệ thống : ...................................................................................143 8.8.1 Khởi động Server : ..............................................................................................143 8.8.2 Khởi động các client : .........................................................................................144 Chương 9 : Tổng kết ............................................................................................................145 9.1 Kết luận : ....................................................................................................................145 9.2 Hướng phát triển : ......................................................................................................145 vi KH OA C NT T – Đ H KH TN DANH SÁCH HÌNH Hình 3-1: Cấu hình mạng theo chuẩn H323 ........................................................................4 Hình 3-2: Cấu hình một terminal .........................................................................................5 Hình 3-3: Gateway .......................................................