TIỂU LUẬN môn học internet và giao thức đề tài mạng p2p và giao thức bittorrent

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆN THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: Internet giao thức Đề tài: Mạng P2P giao thức Bittorrent Nhóm 01 Giảng viên: Nguyễn Đình Long Sinh viên: Nguyễn Thành Vinh – B18DCVT443 Nguyễn Đức Đại – B18DCVT076 Trần Văn Hảo – B18DCVT132 Hà Nội, 2021 LỜI NĨI ĐẦU Trong việc sử dụng Internet, cần phải tải file có dung lượng lớn BitTorrent là một mạng chia sẻ sáng lập bởi Bram Cohen, có khả đặc biệt có ích cho người cần chia sẻ các file có dụng lượng lớn qua mạng Nếu có file dung lượng 1GB và 300 người cần, sẽ cần rất nhiều thời gian để chia sẻ 300GB liệu Nhưng nếu bạn chia file thành các mảnh nhỏ gửi cho mọi người và họ lại chia sẻ các mảnh cho người khác cho đến ai có file hoàn chỉnh sẽ nhanh rất nhiều Các trang web lớn sử dụng BitTorrent để cập nhật cho các phần mềm của họ, bằng cách này họ sẽ giảm chi phí trả cho băng thông Tốc độ của BitTorrent rất đáng kinh ngạc, chỉ mất vài giờ để truyền tải các file cực kỳ lớn Một vài trang web đã đời dựa theo công nghệ này phân Bớ cục của tiểu ḷn gồm có phần: Phần I: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Phần II: Giao thức Bittorrent Với sự cố gắng nỗ lực của các thành viên, nhóm em đã hoàn thành xong tiểu ḷn của Do có sự hạn chế nguồn tài liệu tham khảo mức độ hiểu biết của thân nên tránh khỏi thiếu sót q trình nghiên cứu Chính vậy, nhóm em rất mong nhận lời góp ý sự chỉ bảo thêm của thầy để nhóm em có thêm kiến thức phục vụ cho học tập cơng việc sau Nhóm em xin chân thành cảm ơn! T/M nhóm tiểu luận Trần Văn Hảo MỤC LỤC CHƯƠNG I: Tổng quan mạng P2P Giới thiệu 1.1 Lịch sử đời: 1.2 Định nghĩa: Đặc điểm: 2.1 Phân loại: 2.2 Ưu, nhược điểm CHƯƠNG II: Giao thức Bittorrent 10 Khái niệm 10 1.1 Khái niệm 10 1.2 Các thuật ngữ 11 Hoạt động 12 2.1 Cách thức hoạt động 12 2.2 Các thuật toán 15 2.3 Ưu, nhược điểm giao thức Bittorrent 17 CHƯƠNG III: Đánh giá kết luận Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Kiến trúc chung mạng ngang hàng Hình 2.1 Mạng ngang hàng khơng cấu trúc Hình 2.2 Mơ hình mạng ngang hàng lai Hình 2.3 Giao thức Bittorent Hình 2.4 Seeder chứa đầy đủ phần tệp Hình 2.5 Seeder gửi phần tới máy mạng Hình 2.6 Các máy mạng tự trao đổi với có đầy đủ phần THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Ký hiệu P2P TCP DHT Nghĩa Tiếng Anh Peer to Peer Transmission Control Protocol Distributed Hash Table Nghĩa Tiếng Việt Mạng ngang hàng Giao thức điều khiển truyền dẫn Bảng hàm băm CHƯƠNG I: Tổng quan mạng P2P Giới thiệu 1.1 Lịch sử đời: - USENET, thành lập vào năm 1979, dường tiền thân của mạng P2P Đó là mợt tảng u cầu khách hàng đăng, đọc chia sẻ tin nhắn / tin tức Giống các cộng đồng trực tuyến tại, là một cấu trúc mạng USENET đã chép tất máy chủ đặt mạng với một giao tiếp Tương tự vậy, tất dịch vụ mở cho họ lan truyền sử dụng thơng qua mạng P2P Xu hướng tiếp theo phát triển P2P là Napster đời vào năm 1999 Napster là mợt chương trình chia sẻ tệp sử dụng để chia sẻ truyền phát nhạc thông qua cá nhân - Ngày nay, P2P, hợp pháp bất hợp pháp, trở thành một ứng dụng phổ biến nhất để trao đổi liệu trực tuyến, ứng dụng P2P chiếm khoảng 5070% băng thông Internet - Mạng ngang hàng P2P nhận sự quan tâm to lớn toàn cầu nhất là người dùng internet kỹ sư công nghệ Hệ thống phần mềm P2P ngày phổ biến và kì vọng là tương lai của internet 1.2 Định nghĩa: - Mạng ngang hàng hay Peer to Peer (P2P) mợt hệ thớng máy tính kết nối với thông qua Internet, chia sẻ liệu mà không cần máy chủ trung tâm Các mạng máy tính ngang hàng sử dụng cấu trúc phân tán - Một mạng ngang hàng sẽ không phân biệt máy chủ máy khách (Client/Server), máy tham gia bình đẳng, mợt nút mạng đóng vai trị đồng thời máy khách máy chủ đối với máy khác mạng Hình 1: Kiến trúc chung mạng ngang hàng Đặc điểm: 2.1 Phân loại: Dựa vào cấu trúc liên kết nút mạng mạng đồng đẳng ta phân loại thành: có cấu trúc, không cấu trúc lai 2.1.1 Mạng ngang hàng khơng cấu trúc: - Mạng ngang hàng khơng có cấu trúc (phi tập trung) không áp đặt một cấu trúc cụ thể lên mạng lớp phủ theo thiết kế, mà hình thành bởi các nút hình thành ngẫu nhiên các kết nới với Hình 2.1 Mạng ngang hàng không cấu trúc - Những mạng thế này dễ dàng xây dựng mợt máy ḿn tham gia mạng lấy các liên kết có sẵn của mợt máy khác ở mạng và sau tự thân sẽ thêm vào các liên kết của riêng Khi mợt máy ḿn tìm mợt liệu mạng đồng đẳng khơng cấu trúc, u cầu tìm kiếm sẽ truyền mạng để tìm càng nhiều máy chia sẻ càng tốt - Hệ thống này thể rõ nhược điểm: khơng có đảm bảo tìm kiếm sẽ thành cơng Đới với tìm kiếm các liệu phổ biến chia sẻ nhiều máy, tỉ lệ thành công là khá cao, ngược lại, nếu liệu chỉ chia sẻ mợt vài máy xác suất tìm thấy là khá nhỏ Tính chất này là hiển nhiên mạng đồng đẳng khơng cấu trúc, khơng có bất kì mới tương quan nào mợt máy và liệu quản lý mạng, u cầu tìm kiếm chuyển mợt cách ngẫu nhiên đến một số máy mạng Số lượng máy mạng càng lớn sẽ làm tiêu tốn một lượng lớn băng thông của mạng, dẫn đến hiệu tìm kiếm chung của mạng thấp, khả tìm thấy thơng tin càng nhỏ 2.1.2 Mạng ngang hàng có cấu trúc - Trong mạng ngang hàng có cấu trúc, lớp phủ tổ chức thành một cấu trúc liên kết cụ thể và giao thức đảm bảo rằng bất kỳ nút nào tìm kiếm tệp / tài nguyên mạng một cách hiệu quả, tài nguyên cực kỳ hiếm - Loại mạng P2P có cấu trúc phổ biến nhất triển khai bảng băm phân tán (DHT) ,Điều này cho phép các máy tìm kiếm tài nguyên mạng bằng bảng băm: nghĩa là, các cặp (khóa, giá trị) lưu trữ DHT và bất kỳ nút nào tham gia truy xuất hiệu giá trị liên kết với mợt khóa nhất định Tuy nhiên, để định tún lưu lượng hiệu qua mạng, các nút lớp phủ có cấu trúc phải trì danh sách các máy hàng xóm thỏa mãn tiêu chí cụ thể Điều này làm cho chúng yếu các mạng có tỷ lệ gián đoạn cao (tức là với sớ lượng lớn các nút thường xuyên tham gia và rời khỏi mạng) - Bên cạnh đó, mạng ngang hàng có cấu trúc tồn tại các nhược điểm: Mức tập trung cao, chi phí thiết lập + bảo trì cao + So sánh mạng ngang hàng có cấu trúc khơng cấu trúc: Liên kết nút mạng Xây dựng nút mạng Cách thức tìm kiếm liệu Mạng Đồng đẳng có cấu trúc Có tổ chức, theo mợt tḥt toán nhất định (DHT- Hàm băm phân tán) Xây dựng nút mạng sẽ chịu trách nhiệm đối với một phần liệu chia sẽ Yêu cầu tìm kiếm áp dụng một giao thức chung nhằm xác định nút mạng chịu trách nhiệm cho liệu cần tìm Ưu điểm Tìm kiếm tệp mợt cách hiệu nhanh chóng, tệp khơng có sẵn rộng rãi mạng Nhược điểm Mức tập trung cao; Chi phí thiết lập + bảo trì cao Mạng đồng đẳng khơng có cấu trúc Ngẫu nhiên, khơng theo quy ḷt Xây dựng từ mợt liên kết có sẵn mạng Sau đó, thêm vào liên kết của Yêu cầu tìm kiếm truyền khắp mạng, gửi đến tới đa nút mạng Dễ xây dựng nút mạng; Có khả mạnh mẽ chống lại các hoạt động rời bõ mạng của người dùng Cần dùng bộ nhớ và CPU cao hơn; Xác śt tìm thấy các liệu khơng phổ biến, ít chia sẻ mạng sẽ là khá nhỏ Bảng So sánh mạng ngang hàng có cấu trúc không cấu trúc 2.1.2 Mạng ngang hàng lai - Mô hình kết hợp sự kết hợp của mơ hình ngang hàng mơ hình khách-máy chủ Mợt mơ hình kết hợp phổ biến có mợt máy chủ trung tâm giúp máy tìm thấy Spotify mợt ví dụ mơ hình này (cho đến năm 2014) Có nhiều mơ hình kết hợp khác nhau, tất tạo sự cân bằng chức tập trung cung cấp bởi mạng máy chủ / máy khách có cấu trúc sự bình đẳng nút cung cấp bởi mạng phi cấu trúc ngang hàng túy Hiện tại, mơ hình kết hợp có hiệu śt tớt so với mạng khơng có cấu trúc túy hoặc mạng có cấu trúc túy mợt sớ chức nhất định, chẳng hạn tìm kiếm, yêu cầu chức tập trung hưởng lợi từ sự kết hợp phi tập trung của các nút cung cấp bởi mạng phi cấu trúc Hình 2.2 Mơ hình mạng ngang hàng lai 2.2 Ưu, nhược điểm 2.2.1 Ưu điểm a Chi phí Tổng thể của việc xây dựng trì mợt mạng ngang hàng là tương đới rẻ Chi phí thiết lập đã giảm đáng kể thực tế cấu hình trung tâm Hơn nữa, đới với máy chủ windows, khơng cần tốn cho người dùng mạng Việc toán chỉ nên thực một lần b Độ tin cậy Mạng ngang hàng không phụ tḥc vào hệ thớng tập trung Có nghĩa là các máy tính kết nới hoạt đợng độc lập với Ngay một phần của mạng bị lỗi, sẽ khơng làm gián đoạn phần khác Chỉ người dùng sẽ truy cập tệp c Thực Nói chung dễ dàng thiết lập một mạng ngang hàng mà không cần kiến thức nâng cao Chỉ cần một trung tâm hoặc mợt cơng tắc để kết nới Và tất các máy tính kết nới tự quản lý, nên khơng có nhiều cấu hình Tuy nhiên cần mợt sớ phần mềm chun dụng d Khả mở rợng Mạng P2P có mợt tính khả mở rộng tốt nhất Ngay có thêm máy khách, hiệu suất của mạng sẽ cũ Đơi nhiều người dùng có xu hướng chia sẻ một tệp nhất Đối với trường hợp này, mạng sẽ tăng độ khả dụng của băng thông e Quản trị Không cần bất kỳ quản trị mạng chuyên biệt tất người dùng trao quyền quản lý hệ thống của riêng họ Họ chọn loại tệp họ sẵn sàng chia sẻ f Yêu cầu máy chủ Trong mạng ngang hàng, máy tính kết nối hoạt động mợt máy chủ mợt máy trạm Do đó, khơng cần thiết phải sử dụng một máy chủ chuyên dụng Tất người dùng ủy quyền sử dụng máy tính khách tương ứng của họ để truy cập tệp cần thiết Điều dẫn đến tiết kiệm chi phí chung g Chia sẻ tài nguyên Trong mạng P2P, các tài nguyên chia cho tất người dùng Các thiết bị kết nới cung cấp tiêu thụ tài nguyên một lúc Và mạng ngang hàng này sử dụng để định vị tải xuống tệp trực tuyến một cách dễ dàng 2.2.1 Nhược điểm a Phi tập trung Mạng ngang hàng thiếu tính tập trung Khơng có máy chủ trung tâm, các tệp lưu trữ máy riêng lẻ Tồn bợ khả truy cập mạng không nằm tay của một người Điều làm cho việc định vị tìm tệp của người dùng trở nên khó khăn Nếu việc tìm kiếm thực thông qua sở liệu, người dùng lãng phí rất nhiều thời gian b Hiệu suất Hiệu suất một vấn đề khác mà mạng ngang hàng phải đối mặt Một số lượng thiết bị kết nối mạng tăng lên, hiệu suất sẽ giảm x́ng máy tính người dùng khác truy cập Do đó, mạng P2P khơng hoạt đợng tốt với mạng phát triển c Bảo mật Bảo mật cho tệp riêng lẻ tương đối mạng ngang hàng Khơng có bảo mật việc gán quyền Ngay quyền chỉ định, bất kỳ người có quyền truy cập vào sẽ đăng nhập Mợt sớ người dùng thậm chí khơng u cầu đăng nhập từ máy trạm tương ứng của họ d Truy cập từ xa Trong mợt sớ trường hợp, có loại mã khơng an tồn x́t mợt thiết bị đầu ći cụ thể Nếu vậy, có khả các tệp mạng sẽ bị người dùng từ xa truy cập mà khơng có quyền thích hợp Điều dẫn đến mợt mạng bị xâm phạm e Phục hồi lưu Việc lưu thực khó khăn mạng P2P, liệu khơng tập trung Nó lưu nhiều hệ thớng khác Do đó, việc lưu cần thực riêng biệt máy tính Hoặc nếu khơng nên có mợt hệ thớng lưu cho mọi máy tính f Các c̣c tấn cơng của virus Các mạng ngang hàng dễ bị phần mềm độc hại virus tấn cơng máy tính kết nối là độc lập với Nếu một các máy tính có xu hướng bị nhiễm virus, dễ dàng lây lan sang máy tính cịn lại chúng bảo vệ thơng qua phần mềm chớng virus hoặc tường lửa Do đó, trách nhiệm của người dùng là đảm bảo rằng hệ thống của họ bảo vệ khỏi virus g Nội dung bất hợp pháp Thông thường, mạng ngang hàng sử dụng để chuyển nợi dung có quyền phim và nhạc bằng cách triển khai thành torrent Do đó, có khả bị cấm internet, thơng báo từ người viết nợi dung hoặc thậm chí bị bắt giữ Đó là lý tại mạng P2P ưa thích một số công ty nhà cung cấp dịch vụ CHƯƠNG II: Giao thức Bittorrent BitTorrent là một mạng chia sẻ sáng lập bởi Bram Cohen, có khả đặc biệt có ích cho người cần chia sẻ các tệp có dụng lượng lớn qua mạng Nếu bạn có tệp dung lượng 1GB và 300 người cần, sẽ cần rất nhiều thời gian để chia sẻ 300GB liệu Nhưng nếu bạn chia tệp thành các mảnh nhỏ gửi cho mọi người và họ lại chia sẻ các mảnh cho người khác cho đến ai có tệp hoàn chỉnh sẽ nhanh rất nhiều Khái niệm 1.1 Khái niệm BitTorrent một giao thức chia sẻ tệp ngang hàng cho phép phân phối hàng loạt tệp qua Internet Nó cho phép người dùng chia sẻ tệp rất lớn phim, sách và chương trình truyền hình BitTorrent là mợt chương trình mã nguồn mở, có sự hỗ trợ ngang hàng, phát triển bằng ngơn ngữ lập trình Python bởi Bram Cohen vào năm 2001 Các thiết bị torrent tải xuống các khúc liệu kích cỡ bằng của tệp từ một thiết bị khác, với kích thước khúc liệu điển hình là 256 Kbyte Khi thiết bị ngang hàng tham gia vào torrent lần đầu, khơng có khúc liệu nào Theo thời gian thu thập nhiều và nhiều các khúc liệu Trong tải x́ng các khúc liệu, tải lên các khúc liệu đến các thiết bị ngang hàng khác Một thiết bị ngang hàng đã nhận toàn bợ tệp, (tự thân) rời bỏ torrent, hoặc ở lại torrent và tiếp tục tải lên các khúc liệu tới các thiết bị ngang hàng khác Hơn nữa, bất kì thiết bị ngang hàng nào rời bỏ torrent tại bất kì thời điểm nào với mợt tập khúc liệu, và sau lại gia nhập torrent Giao thức BitTorrent giúp tải các tệp từ Internet một cách hiệu Nó cho phép khơng giới hạn sớ lượng người dùng kết nối vào một trang web đồng thời mà không làm cho máy chủ hết băng thông Bằng cách sử dụng phương thức BitTorrent, rất nhiều máy tính (như máy tính cá nhân ở nhà) thay thế cho một sever lớn, rất hiệu cho việc phân phối tập tin tới nhiều người nhận Sử dụng băng thơng thấp cịn giúp ngăn ngừa đợt biến lớn cho đường truyền Internet ở khu vực, giữ cho tốc độ Internet tốt cho người dùng khác bất kể họ có hay khơng sử dụng giao thức BitTorent 10 1.2 Các thuật ngữ a Torrent Thường torrent là một tệp mang phần mở rộng torrent bạn nhận từ server Tệp torrent này chứa thông tin liệu bạn ḿn tải Bạn lưu tệp torrent máy của mình, sau mở bằng trình BitTorrent để tiến hành việc tải Hoặc, bạn tải bằng cách click thẳng vào link trang web - cách này sẽ làm bạn mất thêm chút cơng sức nếu ḿn tải lại tệp sau này b Seed/Seeder - Leech/Leecher gì? Peer gì? Hiểu đơn giản seed là up liệu lên, leech tải liệu xuống Seeder là người upload, leecher là người tải Sau tải xong leecher trở thành seeder nếu leecher tiếp tục upload cho máy đến sau Có thể hiểu nếu sớ seeder càng đơng torrent có tớc đợ càng cao Sớ leecher cao làm đẩy nhanh tớc đợ thực chất các leecher sẽ vừa tải vừa up Tổng số leech và seed sẽ = số peer c Peer Peer là một máy tính khác mạng internet Bạn tạo kết nối với peer và truyền tải liệu với Thường mợt peer khơng có 100% tệp mà bạn muốn tải peer là máy sử dụng chương trình BitTorrent có tham gia chia sẻ liệu (tải hoặc gởi đi) Thường máy ngang hàng diễn tả máy chưa có đủ tệp hoàn chỉnh Cần lưu ý là ‘peer’ chỉ bất kỳ máy nào quần thể liên quan đến tệp torrent bao gồm máy leech, máy seed d Seed Là mợt máy tính có copy hoàn hảo của tệp torrent bạn muốn tải Khi trình tải của bạn kết thúc, máy tính của bạn sẽ hoạt động một seed cho đến bạn bấm Finish hoặc đóng hoàn toàn trình BitTorrent lại Càng nhiều seed xác suất tải tệp thành công càng cao và thời gian tải càng nhanh Thường bạn nên seed mợt tệp đã tải xong cho người khác Đồng thời, một tệp torrent đưa lên tracker, mợt phải seed cho người khác tải Hãy nhớ rằng, tracker khơng biết nợi dung thực sự của tệp, thế ln cần phải có ít nhất mợt máy đóng vai trị seed e Reseed Với mợt tệp torrent mà sớ seed của là sớ trịn trĩnh (hoặc khơng có đủ sớ peer để tạo thành mợt copy hoàn hảo), dù ḿn hay khơng tất các peer nhận sẽ là tệp khơng hoàn chỉnh, khơng swarm có các phần cịn thiếu Khi điều xảy ra, mợt với tệp hoàn chỉnh (seed) sẽ phải đứng kết nối với swarm để tiến hành việc truyền tải các phần cịn thiếu Nó gọi là reseed Thường mợt u 11 cầu reseed đưa và chấp thuận, người yêu cầu phải đảm bảo sẽ để trình BitTorrent của mở một thời gian nhất định, tạo điều kiện cho tệp torrent nhiều người tải f Swarm Mợt nhóm các máy tính kết nới với thông qua tệp torrent Ví dụ, nếu trình BitTorrent của bạn báo bạn nới với 10 peer và seed, điều nghĩa là swarm có 13 người g Tracker Mợt server nằm mạng internet, phới hợp hoạt đợng của các trình BitTorrent Khi bạn mở một tệp torrent, máy tính của bạn sẽ liên lạc với tracker để lấy danh sách các peer cần kết nới Trong quá trình tải tệp torrent, thỉnh thoảng máy tính của bạn sẽ lại liên lạc với tracker, thông báo cho tracker biết bạn đã tải và up bao nhiêu, là tải xong, Nếu bạn chuẩn bị tải một tệp mà tracker của khơng hoạt đợng, bạn sẽ tạo kết nối Nếu tải mà tracker dừng hoạt đợng, bạn tiếp tục quá trình truyền tải tệp với các peer có, sẽ không kết nối thêm với peer nào khác Thường các lỗi với tracker ít xảy mợt thời gian dài, bạn chỉ việc chờ đợi và để mở trình BitTorrent h Choked Diễn tả máy ngang hàng tải lên làm nghẹt đường truyền liệu đến của các máy ngang hàng khác Tình trạng này hai nguyên nhân sau: + Máy ngang hàng là máy chủ, trường hợp này khơng ḿn nhận thêm bất kỳ mảnh liệu nào từ các máy ngang hàng khác + Máy ngang hàng tải lên đã đạt đến giới hạn băng thông tải lên Hoạt động 2.1 Cách thức hoạt động - Trước hết, bạn tải một tệp torrent mở với chương trình BitTorrent của Tệp torrent khơng chứa tệp mà bạn ḿn tải, chỉ mang liệu mô tả tệp mà bạn chuẩn bị tải - Chương trình BitTorrent của bạn dùng thơng tin ghi nhận tệp torrent để kết nối với tracker Tracker là server mang thông tin và danh sách các peer kết nối với tệp bạn muốn tải - Trình BitTorrent của bạn gửi request tới các peer kết nới với tệp (swarm) và bắt đầu tải phần nhỏ của tệp từ peer - Khi đã tải xong phần nhỏ, trình BitTorrent sẽ bắt đầu up phần lên cho swarm chưa có hợi tải phần nhỏ ấy - Quá trình tiếp diễn cho mọi người swarm tiến hành tải phần của tệp cần - Sau tải xong tệp bạn cần, trình BitTorrent sẽ chuyển máy bạn thành seed cho tệp 12 cho phép mọi người tiếp tục tải cho đến bạn khỏi chương trình Để mợt tệp torrent truyền tại, cần nhất seed Hình 2.3 Giao thức Bittorent - Để chia sẻ một tệp hay nhiều tệp bằng giao thức BitTorrent, cần tạo tệp torrent Mỗi tệp torrent chứa thông tin mô tả tệp muốn chia sẻ, thông tin máy cung cấp gốc của tệp Thông tin chi tiết lưu máy vi tính theo dõi sẽ khác tuỳ thuộc vào phiên của giao thức BitTorrent, dù ở phiên tệp "torrent" ln ln có mở rợng torrent Cụ thể mợt tệp torrent chứa thơng tin (địa chỉ URL của máy theo dõi), thông tin tên tệp chia sẻ, kích thước mảnh, chiều dài khóa, chiều dài tệp, vé thông hành để tải tệp Mợt tệp torrent chứa thơng tin mợt tệp hoặc nhiều tệp Máy tính đã tải tệp xong lựa chọn hoạt đợng máy gieo hạt, cung cấp hoàn chỉnh của tệp Sau tệp torrent tạo, một đường dẫn để tải tệp từ máy bạn đặt lên trang web, tệp torrent đăng ký với máy theo dõi (tiếng Anh: tracker) Máy theo dõi chứa một danh sách máy vi tính thời tải tệp Máy ngang hàng cung cấp tệp hoàn chỉnh gọi máy gieo hạt (seeder) - Để bắt đầu tải một tập tin bằng torrent, bạn cần truy cập vào các trang web chuyên và tải một tệp có torrent liên quan đến tập tin cần tải Các tệp torrent này là bộ phim, bài hát, hoặc tập tin thực tế mà bạn cần tải mà là một tệp giúp máy của bạn kết nối với các máy khác mạng thông qua mợt server theo dõi gọi là tracker, sau địa chỉ của các máy này sẽ tracker gửi máy bạn địa chỉ của bạn sẽ gửi cho các máy khác mạng để quá trình tải diễn - Giả sử bạn tải một bộ phim thông qua torrent, phần của bộ phim sẽ tải từ các máy khác mạng thông qua tracker Khi bạn đã có mợt vài phần nhỏ của tệp, phần này sẽ upload cho người khác ḿn tải bợ phim và quá trình này thực đồng thời với việc tải các phần lại của bộ phim giả sử rằng một tập tin chia thành khối tương ứng với màu, mợt máy có đầy đủ tập tin (những máy này gọi là seeder) sẽ gửi cho máy mạng mợt phần của tập tin 13 Hình 2.4 Seeder chứa đầy đủ phần tệp Hình 2.5 Seeder gửi phần tới máy mạng - Ngay một máy nhận một phần của tập tin, sẽ bắt đầu chia sẻ phần với máy khác chưa có phần Việc phần nào của tệp gửi cho máy tracker đảm nhiệm và điều phới 14 Hình 2.6 Các máy mạng tự trao đổi với có đầy đủ phần 2.2 Các thuật tốn 2.2.1 Thuật toán chọn mảnh Cách BitTorrent chọn phần của tệp để tải x́ng có tác đợng lớn đến hiệu suất của giao thức Điều quan trọng phải thông minh lựa chọn mảnh để không kết thúc tình h́ng mà mọi máy ngang hàng có tất mảnh khơng có mảnh bị thiếu Mục đích là chép các mảnh khác máy ngang hàng khác sớm tốt Điều sẽ làm tăng tốc độ tải xuống và đảm bảo rằng tất phần của tệp nằm ở mạng nếu seeder rời khỏi Dưới là mợt sớ sách kết hợp tạo nên thuật toán chọn mảnh 2.2.1.1 Các phần nhỏ BitTorrent sử dụng TCP và điều quan trọng phải truyền liệu, nếu không tốc độ truyền sẽ giảm chế khởi đợng chậm Các mảnh tiếp tục chia thành mảnh nhỏ, thường có kích thước khoảng 16kb Giao thức đảm bảo ln có mợt sớ u cầu (thường là năm) cho mợt phần nhỏ liên kết bất kỳ lúc Khi một phần phụ tải xuống, một yêu cầu sẽ gửi Các phần phụ tải x́ng từ máy khác 2.2.1.2 Chính sách #1: Chính sách nghiêm ngặt Khi mợt mảnh phụ yêu cầu, mảnh phụ lại của mảnh cụ thể sẽ yêu cầu trước mảnh phụ từ bất kỳ mảnh nào khác Điều giúp các máy có tệp hồn chỉnh mợt cách nhanh nhất 2.2.1.3 Chính sách #2: Rarest First ( Hiếm trước) 15 Chính sách BitTorrent "hiếm nhất trước" Điều này có nghĩa là mợt máy ngang hàng chọn phần tiếp theo để tải x́ng, sẽ chọn phần mà nhất sớ máy ngang hàng của có Chính sách mang lại số ưu điểm: - Tăng tốc độ tải xuống: Càng có nhiều phần tử ngang hàng, q trình tải x́ng diễn nhanh , tải xuống phần phụ từ nơi khác Mục đích là muốn chép mảnh hiếm để chúng tải x́ng nhanh - Cho phép tải lên: Một mảnh hiếm sẽ máy ngang hàng khác mong muốn nhất bằng cách nhận một mảnh hiếm, máy sẽ quan tâm đến việc upload từ máy của bạn - Phần cuối phổ biến nhất: Nên để phần phổ biến nhất ở ći tải x́ng Vì nhiều người tải nó, xác suất để tải chúng sẽ tăng lên - Ngăn chặn việc thiếu mảnh hiếm nhất: Khi seed gỡ xuống, điều quan trọng tất mảnh khác của tệp phải phân phối ở sớ máy ngang hàng cịn lại Việc chép phần hiếm nhất trước sẽ giảm nguy bỏ sót mợt hoặc nhiều phần của tệp seed rời 2.2.1.4 Chính sách #3: Random First Piece (Mảnh ngẫu nhiên) Khi bạn bắt đầu tải x́ng, bạn khơng có bất kỳ thứ để tải lên Điều quan trọng phải có mảnh nhanh tốt, và điều này có nghĩa là chính sách Rarest First khơng phải hiệu nhất Các mảnh hiếm có xu hướng tải x́ng chậm hơn, bạn tải x́ng phần phụ của từ chỉ mợt (hoặc một vài) máy ngang hàng khác Như đã đề cập trước đó, nhiều máy ngang hàng tải mợt mảnh sẽ tăng tớc đợ tải x́ng Chính sách sau là chọn mảnh mợt cách ngẫu nhiên Khi việc tải mảnh hồn thành, sẽ lại áp dụng sách Rarest First 2.2.1.5 Chính sách #4: End game (Chế độ kết thúc) Đôi một phần tải x́ng từ mợt ứng dụng ngang hàng với tớc đợ truyền chậm Việc có khả trì hoãn việc hồn tất q trình tải x́ng Chính sách “End game” này sẽ ngăn chặn việc trì hoãn Khi tất mảnh mà một máy ngang hàng thiếu yêu cầu, yêu cầu sẽ truyền cho tất máy khác Điều giúp máy có mảnh ći của tệp nhanh nhất Khi mợt mảnh phụ đến, máy sẽ gửi một thông báo hủy cho biết rằng đã nhận máy ngang hàng bỏ qua yêu cầu Tất nhiên, mợt sớ băng thơng sẽ bị lãng phí bởi quá trình này, thực tế, điều khơng nhiều thời gian của “Chế đợ kết thúc” ngắn ngắn 2.2.2 Thuật tốn Choke BitTorrent là mợt hệ thớng chia sẻ tệp ngang hàng, sự tham gia của các nút vào quá trình up và download ảnh hưởng rất lớn đến sự sớng cịn của mạng Nút mạng sẽ không đáp ứng tất các yêu cầu download từ các nút liên kết với nó, yêu cầu chỉ đáp ứng nút có yêu cầu đảm bảo điều kiện nhất định Quy tắc đặt để nhằm khuyến khích các nút tham gia upload vào mạng nhiều hơn, gọi là chế thúc đẩy (Incentive Mechanism) của BitTorrent Thông thường, một nút chỉ đáp ứng yêu cầu của nút hàng xóm cung cấp cho tớc đợ download cao nhất, và quá trình xác định tớc đợ download của các nút liên kết với thực 10 giây một lần Khi chiến lược 16 này áp dụng, nút nào có tớc đợ upload vào mạng càng cao càng có tớc đợ download cao Chiến lược này gọi là chiến lược ăn miếng trả miếng (Tit-for-tat Strategy) Optimistic Unchoking: Nếu chỉ áp dụng quy tắc sẽ bó hẹp sự trao đổi liệu các nút liên kết với Để tạo hợi tìm kiếm các nút có cung cấp tớc độ download cao nút tham gia vào mạng có đáp ứng mảnh đầu tiên, BitTorrent sử dụng “optimictic unchoke” 30 giây lần Optimistic unchoke sẽ mở đáp ứng cho một kết nối ngẫu nhiên mà không tính đến tốc đợ download upload Trong Khóa ḷn này, sẽ nghiên cứu kĩ tác dụng của chế thúc đẩy của BitTorrent việc hạn chế tượng free-riding BitTorrent 2.3 Ưu, nhược điểm giao thức Bittorrent 2.3.1 Ưu điểm: - Thay chỉ mợt máy tính nhận tệp (client) mợt hệ thớng gửi tệp (server), giao thức Bittorrent, tất máy tính tham gia vào máy tính nhận tệp máy tính gửi tệp - Do tính phi tập trung mà hệ thớng sẽ khơng bị tải ở bất máy tính hệ thống mạng, đối lập với việc khả nghẽn rất lớn ở phía server của mơ hình chia sẻ client – server 2.3.2 Nhược điểm: Hit and Run (trường hợp máy rời họ tải thành công) Có thể thấy đã nói ở trên, lí thuyết, việc chia sẻ tệp của Bittorrent sẽ giúp tất các Peer nhận tệp mà mong muốn Tuy nhiên, Peer và Seeder nào seed mãi Đơi lúc máy tính cần phải tắt mợt lí nào Mặc dù vậy, phần lớn các trường hợp mà Peer hay Seeder không seed là chính ý muốn của người sử dụng Sau có liệu mà mong ḿn (đơi lúc chỉ là mợt sớ tệp toàn bộ các tệp torrent), một Peer sẽ khơng tham gia vào Swarm mà xóa torrent Bittorrent client (Xóa torrent khơng liên quan tới việc xóa tệp đã download) Với các Public Tracker, việc này không vi phạm quy định nào của Tracker không khuyến khích Với Private Tracker, trước đây, việc này bị cấm và sẽ có các cách xử phạt user, nhiên, tại với cách quản lí bằng point, tổng dung lượng download/upload và share ratio, việc leech tệp xóa torrent hồn thành – hay gọi là hit and run – đã khơng cịn là mợt quy định bắt ḅc Share ratio là tỉ lệ upload / download của một tệp hoặc toàn bộ các torrent đã download Lưu ý rằng nếu hit and run quá nhiều, share ratio sẽ thấp và sẽ vi phạm vào quy định của Private Tracker Torrent chết Đôi lúc, một torrent upload lên mợt tracker nào đó, liệu của tệp torrent đã khơng cịn mợt sớ lí khơng cịn Seeder (các Seeder thoát khỏi Swarm, mất kết nối mạng), tệp bị hỏng tạo torrent, khơng cịn đầy đủ Piece Swarm, sớ lượng Peer rời Swarm dần qua thời gian… việc tải hoàn chỉnh torrent sẽ thực với tình trạng Nếu may mắn, mợt Seeder nào kết nới lại vào Swarm, hoặc mợt sớ Peer khác kết nới mà Swarm có đầy đủ các Piece, việc download tệp thực trở lại Tuy nhiên, rất nhiều torrent download hoàn chỉnh nữa, 17 đặc biệt là các torrent cũ từ nhiều năm trước Rất may, các tracker hiển thị sớ lượng Seeder và Leecher tìm kiếm các torrent Các Private Tracker thường có tỉ lệ torrent chết ít so với các Public Tracker Tốc độ tải phụ thuộc vào số lượng seeder Bản chất của torrent là chia sẻ phần file các máy tính và sớ lượng máy nhiều tớc đợ download càng nhanh Đối với các bộ phim hay phần mềm hot lượng người download là rất nhiều nên vấn đề này không đáng quan tâm, nhiên nếu bạn tìm kiếm tập tin cũ với vài seeder khiến cho bạn mất vài ngày download xong tập tin cỡ 3GB Nguy nhiễm phần mềm có hại: Do việc chia sẻ file qua torrent là hoàn toàn tự và khơng có kiểm soát nên kẻ xấu lợi dụng để phát tán các loại virus hay malware sang các máy tính khác Tốn băng thơng đường truyền: Có thể nhận thấy rằng kết nới Internet của bạn sẽ bị chậm lại download bằng torrent, đặc biệt là download hoặc upload nhiều file lúc Nguyên nhân là băng thông đường truyền của bạn sử dụng cho việc download và upload liệu một lúc Để khắc phục bạn đặt tớc đợ down/up giới hạn cho file và download/upload một file nhất một thời điểm CHƯƠNG II: KẾT LUẬN BitTorrent là giao thức chia sẻ tài nguyên lớn nhất thế giới, với rất nhiều người dùng tham gia và hoạt động thường xuyên mạng lười Bittorrent đời đã đem lại cho người dùng Internet tiện ích rất lớn việc tải file có dung lượng lớn Chỉ vài năm, BitTorrent đã trở thành giao thức phổ biến nhất cho mạng ngang hàng kết nới mạng Nó đơn giản việc sử dụng và có các khả mạnh mẽ cho phép tải xuống nhanh và công bằng các máy ngang hàng, so với hầu hết các giao thức ngang hàng truyền thớng Nó chứng minh là một giao thức chia sẻ tệp thiết kế tốt và mạnh mẽ, dựa sự thích nghi và sử dụng của người dùng Internet Do thời gian nghiên cứu có hạn nên bài tiểu ḷn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, vậy nhóm em rất mong nhận các ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo và các bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Long đã giảng dạy mơn Internet và giao thức giúp cho nhóm em hoàn thiện bài tiểu luận Tài liệu tham khảo: [1] https://skerritt.blog/bit-torrent [2] https://thevpn.guru/torrents-explained-benefits-disadvantages-privacy-vpn-proxyanonymous-usenet-alternative [3] https://www.beautifulcode.co/blog/58-understanding-bittorrent-protocol 18 [4] https://mislove.org/teaching/cs4700/spring11/lectures/lecture20.pdf [5] Bài giảng - Nguyễn Tiến Trinh; Nguyễn Tiến Ban; Nguyễn Thị Thu Hằng “INTERNET VÀ CÁC GIAO THỨC”, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, Hà Nội, 2014 19 ... Bớ cục của tiểu ḷn gồm có phần: Phần I: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Phần II: Giao thức Bittorrent Với sự cố gắng nỗ lực của các thành viên, nhóm em đã hoàn thành xong tiểu ḷn của... Ưu, nhược điểm giao thức Bittorrent 17 CHƯƠNG III: Đánh giá kết luận Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Kiến trúc chung mạng ngang hàng Hình 2.1 Mạng ngang hàng... bị cấm internet, thơng báo từ người viết nợi dung hoặc thậm chí bị bắt giữ Đó là lý tại mạng P2P ưa thích mợt sớ cơng ty nhà cung cấp dịch vụ CHƯƠNG II: Giao thức Bittorrent BitTorrent