GIẢI PHÁP cân BẰNG tải sử DỤNG cấu TRÚC THƯ mục CHO MẠNG NGANG HÀNG có cấu TRÚC

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ CAO MINH GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC THƯ MỤC CHO MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hà Nội - 2010 MỤC LỤC…………………………………………………………………… …… DANH MỤC THUẬT NGỮ………………………………………………….…… DANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………… …… MỞ ĐẦU …………… …………………………….……………………….…………6 CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG……………………… 1.1 Tổng quan mạng ngang hàng 1.1.1 Khái niệm mạng ngang hàng 1.1.2 Ưu điểm mạng ngang hàng 10 1.1.3 Nhược điểm mạng ngang hàng 11 1.2 Phân loại mạng ngang hàng 11 1.2.1 Phân loại theo mức độ tập trung node mạng .11 1.2.2 Phân loại theo cấu trúc liên kết 13 1.3 Mạng ngang hàng có cấu trúc dựa DHT(Distributed Hash Table) ………………………………….……………………………………………….15 1.3.1 Giới thiệu DHT 15 1.3.2 Mạng chord .17 a Mơ hình mạng Chord 17 b Ánh xạ khóa vào node Chord 19 c Tìm kiếm mạng Chord 19 d Tham gia ổn định mạng 20 1.4 Kết luận 20 CHƯƠNG - CÂN BẰNG TẢI TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC…………………………………….………………………………………… 22 2.1 Khái niệm tải mạng ngang hàng 22 2.1.1 Khái niệm 22 2.1.2 Node tải 23 2.1.3 Node có tải cao Node có tải thấp 23 2.2 Các nguyên nhân dẫn đến cân tải hệ thống DHT 23 2.2.1 Định danh node không cân 23 2.2.2 Định danh liệu không cân 24 2.2.3 Hot spots 25 2.2.4 Khả node không cân 26 2.2.5 Nhận xét 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.3 Các giải pháp cân tải 26 2.3.1 Hướng sử dụng server ảo 27 a Sử dụng Log(N) Virtual Servers .27 b Phương pháp Proportion 28 c.Phương pháp di chuyển Virtual Server (Transfer) .29 2.3.2 Hướng không sử dụng server ảo 33 Thuật toán cân tải theo ngưỡng 33 2.3.3 Kết luận 39 CHƯƠNG - ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CÂN BẰNG TẢI THEO NGƯỠNG …………………………………… ……………………………… 40 3.1 Một số khái niệm .41 3.2 Thuật toán ThresholdPlus 41 3.3 Đánh giá: 46 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT DỰA TRÊN MÔ PHỎNG ………………………………………………… ………………… 48 4.1 Ảnh hưởng thời gian sống node tới thuật toán cân tải… 48 4.2 Ảnh hưởng số lượng câu truy vấn tới thuật toán cân tải 49 4.3 Ảnh hưởng câu truy vấn dạng Zipf tới thuật toán cân tải …50 4.4 So sánh kết thực nghiệm thuật toán Threshol Plus với thuật tốn có: 51 4.5 Kết luận 52 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN………………… 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Hướng phát triển 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com THUẬT NGỮ Thuật ngữ Based -DHT Broadcast Chord Client/Server DHT (Distributed Hash Table ) Directory Entry Finger Table Host Ports Identify Key LBM (Load Balancing Matrix) Load Load-balancing Node Overload P2P (Peer to Peer network) Partial query Predecessor(n) Query Successor(n) Target Unilization Workload Ý nghĩa Dựa bảng băm phân tán Một thông điệp truyền tới tất trạm Một giao thức dựa mang ngang hàng có cấu trúc Máy khách/ Máy chủ Bảng băm phân tán Node Thư mục ; Đóng vai trị lưu trữ thơng tin tải node Một ghi bảng dùng để lưu thông tin đặc tả tài nguyên node Bảng định tuyến Node truy cập với tần số cao Định danh Khóa Ma trận cân tải Tải Cân tải Thực thể có khả thực cơng việc hữu ích trao đổi kết với thực thể khác qua mạng cách trực tiếp gián tiếp Quá tải Mạng ngang hàng Truy vấn phần Node đứng liền sau n (Tính theo chiều kim đồng hồ) Truy vấn Node đứng liền trước n (Tính theo chiều kim đồng hồ) Tải lớn mà node nhận Hệ số sử dụng Tải làm việc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Mơ hình mạng ngang hàng Hình Mơ hình mạng ngang hàng t 12 Hình Hệ thống mạng ngang hàng lai ghép 13 Hình Tìm kiếm liệu chia sẻ Gnutella .14 Hình Một mạng Chord với node 0, 1, bảng Finger Table ứng với node N = bit nên có entry 18 Hình Lưu giữ key mạng Chord: node lưu key 6, node lưu key node lưu key 19 Hình Định danh node không cân 24 Hình Dữ liệu node không cân 24 Hình Kết mơ phân bố liệu không 25 Hình 10 Node Host spots 25 Hình 11.Khả nút không cân .26 Hình 12.Cân tải sử dụng Log(N) Virtual Servers 28 Hình 13 Tạo VS (a) loại bỏ VS (b) .29 Hình 14 Node nặng tải di chuyển VS sang node nhẹ tải (nếu có VS mà nặng tải chia làm VS để di chuyển) 30 Hình 15 Phương pháp One - to - One 31 Hình 16 Phương pháp One - to - Many 32 Hình 17 (a) Node A chuyển tải cho node láng riềng B (b) Chuyển định danh node C vào A B Độ cao hình tương ứng biểu diễn tải node 34 Hình 18 Node A có tải vượt ngưỡng Node B có tải thấp hai láng riềng A Tải chuyển từ Node A cho Node B 35 Hình 19 Node A có tải vượt ngưỡng Node B có tải thấp láng riềng A Tải chuyển cho node B 35 Hình 20 Node A có tải vượt q ngưỡng, node E chuyển tải cho F, E di chuyển vị trí đến A B để nhận tải .36 Hình 21 Node A có tải vượt q ngưỡng; Node G nhẹ tải di chuyển không làm cho Successor(G) bị tải; di chuyển vị trí G đến A B để G chịu tải 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 22 Các node nhẹ tải A F hỏi successor (các đường mũi tên nét liên) thơng báo tình trạng tải cho thư mục thư mục (các đường mũi tên nét đứt).43 Hình 23 Node A thực cân tải, node láng riềng B nhận tải hộ node A cách dịch chuyển định danh phía A .44 Hình 24 Node A thực cân tải, node A chia tải cho node láng giềng B cách dịch chuyển định danh A phía B 44 Hình 25 Node A hỏi thư mục để tìm node nhẹ tải dịch chuyển (đường mũi tên nét liên) Định danh node nhẹ tải E chuyển đến predecessor(A) A để nhận tải hộ node A (đường mũi tên nét đứt) 45 Hình 26 Thời gian sống trung bình node thay đổi, câu truy vấn thực với phân bố Zipf Uniform 49 Hình 27 Số câu truy vấn đặt vào node thay đổi, truy vấn phân bố dạng Zipf Uniform .50 Hình 28 Truy vấn đặt vào node dạng phân bố Zipf với tỷ lệ thay đổi 51 Hình 29 So sánh ThresholdPlus với Tranfer Propotion 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Một kiểu kiến trúc mạng với tên mạng ngang hàng (Peer to Peer P2P) phát triển nhanh chóng internet Trong hoạt động mạng chủ yếu dựa vào khả tính tốn băng thơng máy tham gia không tập trung vào số nhỏ máy chủ trung tâm mạng thơng thường Sự phát triển nhanh chóng mạng ngang hàng năm gần thúc đẩy đời nhiều ứng dụng mạng hệ thống chia sẻ file, tìm kiếm thơng tin, tính tốn lưới… Mạng ngang hàng có cấu trúc đời đảm bảo cho tính hiệu khả mở rộng ứng dụng Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho ứng dụng xây dựng mạng ngang hàng có cấu trúc cần phải giải vấn đề cân tải mạng ngang hàng có cấu trúc Có hai hướng tiếp cận cho thuật tốn cân tải là: hướng tiếp cận dựa server ảo (virtual server) hướng tiếp cận không dựa server ảo Trong luận văn tập trung vào hướng tiếp cận không dựa server ảo đưa giải thuật cải tiến giải thuật cân tải theo ngưỡng Giải thuật đưa cho phép node tải tìm xác nhanh chóng node phù hợp để thực việc cân tải Chúng cài đặt thử nghiệm thuật toán đề xuất điều kiện mạng gần với thực tế thấy thuật tốn chúng tơi giải tốt vấn đề cân tải node mạng Nội dung luận văn gồm chương cụ thể cho chương sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng ngang hàng, khái niệm mạng ngang hàng đồng thời giới thiệu giao thức Chord, giao thức sử dụng để triển khai mạng phủ DHT xây dựng chương trình mơ Chương 2: Tìm hiểu vấn đề cân tải mạng ngang hàng, số nguyên nhân dẫn đến cân tải, giải pháp đề xuất phân tích giải pháp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 3: Trên sở vấn đề tìm hiểu chương Chúng đề xuất giải pháp cân mạng ngang hàng có cấu trúc theo hướng khơng sử dụng server ảo Đó giải thuật cải tiến giải thuật cân tải theo ngưỡng Chương 4: Trình bày cách thực chương trình mơ đồng thời trình bày kết đánh giá giải thuật cân tải dựa mơ chúng tơi Chương 5: Trình bày công việc mà thực được, vấn đề tồn luận văn hướng phát triển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG Trong chương này, luận văn giới thiệu khái quát mạng ngang hàng, đặc điểm, hình thức phân loại mạng ngang hàng, khái niệm DHT mạng hàng có cấu trúc đồng thời giới thiệu số mạng ngang hàng ứng dụng có hiệu 1.1 Tổng quan mạng ngang hàng 1.1.1 Khái niệm mạng ngang hàng Mạng ngang hàng mạng mà kiến trúc tạo nên máy tính liên kết với nhau, máy tính tham gia mạng bình đẳng gọi peer, máy tính tham gia mạng phần trì tồn mạng Các máy tính mạng thường xuyên liên lạc với máy tính khác để ổn định mạng chia sẻ liệu với Dữ liệu chứa máy tính chia sẻ trực tiếp với máy tính tham gia vào mạng Hình Mơ hình mạng ngang hàng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Ứng dụng thường xuyên gặp mạng ngang hàng chia sẻ tệp tin, tất dạng như: âm thanh, hình ảnh, liệu để truyền liệu thời gian thực… Việc sử dụng mạng ngang hàng mang lại nhiều ưu điểm cho người dùng Luận văn xin trình bày số ưu điểm mạng ngang hàng 1.1.2 Ưu điểm mạng ngang hàng Mục đích quan trọng mạng ngang hàng máy tính tham gia mạng đóng góp tài nguyên bao gồm băng thơng, lưu trữ, khả tính tốn Do nhiều mày tính tham gia mạng khả tổng thể mạng lớn Do việc thông tin lưu trữ không máy chủ mà cịn lưu trữ máy tham gia mạng nên mơ hình phù hợp với tính phi tập trung Internet Xét khía cạnh sức mạnh xử lý, mạng ngang hàng có khả xử lý cao máy chủ lớn nay, sử dụng mạng ngang hàng cải thiện đáng kể hiệu phương pháp phân tích, xử lý liệu giải tốn phức tạp Sở dĩ làm mạng ngang hàng tận dụng khả xử lý, khả lưu trữ thừa máy tham gia mạng với thuật toán phân tán hợp lý Công nghệ chia việc xử lý lớn thành nhiều việc xử lý để giao cho máy tính khác mạng thực Mỗi máy tính xử lý phần cơng việc trả kết xử lý cho máy tính trung tâm, máy tính trung tâm ghép nối kết lại với Bằng cách vậy, ta giải tốn phức tạp yêu cầu vấn đề xử lý, lưu trữ lớn mà không cần phải nâng cấp khả xử lý hệ thống Tính chất phân tán mạng ngang hàng giúp cho việc phân tán trách nhiệm cung cấp dịch vụ đến tất node mạng, loại bỏ vấn đề ngừng trệ dịch vụ nơi cung cấp gặp cố Đối với mơ hình tập trung, cần máy chủ gặp cố hệ thống ngưng trệ Cịn mạng ngang hàng, máy tính tham gia rời khỏi mạng lúc mà mạng hoạt động bình thường, máy tính cịn lại trao đổi thơng tin chia sẻ tài nguyên cho Bên cạnh nhiều ưu điểm nêu mạng ngang hàng tồn số nhược điểm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 42 Như giới thiệu phần trước thuật toán cân tải theo ngưỡng mà node tải tìm node nhẹ tải Directory để tìm node nhẹ tải thuật thời gian tìm kiếm phải tối thiểu Log(N) thơng báo Thuật tốn ThresholdPlus chúng tơi nghiên cứu đề xuất sở thuật toán Threshold cải tiến cách thức tìm kiếm node nhẹ tải phù hợp hiệu Thuật tốn mơ tả chi tiết, gồm ba bước sau: Bước 1: Node nhẹ tải thông báo cho thư mục Trong hệ thống có số node có chức làm node để lưu trữ thông tin node nhẹ tải dịch chuyển được, node gọi thư mục (Directory), node chọn cách ngẫu nhiên từ hệ thống, chế lựa chọn node làm thư mục sau: Giả sử hệ thống có d thư mục, d số nhỏ so với số node vật lý hệ thống Thư mục i lưu node chịu trách nhiệm quản lý định danh D(i), D hàm băm ánh xạ giá trị i khoảng [0,d) vào định danh vòng Chord cách ngẫu nhiên Định kỳ khoảng thời gian định, node chạy thuật toán kiểm tra tải Nếu node có định danh L kiểm tra thấy nhẹ tải, gửi thơng điệp tới hỏi successor xem chuyển sang định danh khác có làm cho node successor predecessor tải hay không? Nếu không làm tải cho node node L di chuyển được, node L gửi thơng báo chứa thơng tin cho node phụ trách thư mục i, i = h(L), h hàm băm ánh xạ định danh node L vào giá trị khoảng [0,d) Hay nói cách khác, node L gửi thông báo chứa thông tin tải đến node phụ trách định danh D(h(L)) Hình vẽ 22 minh họa hệ thống gồm hai thư mục LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 43 Hình 22 Các node nhẹ tải A F hỏi successor (các đường mũi tên nét liên) thơng báo tình trạng tải cho thư mục thư mục (các đường mũi tên nét đứt) Bước 2: Chia sẻ tải cho node láng giềng Trong bước này, giả sử node n hệ thống bị q tải, q trình thực cân tải diễn sau: Đầu tiên node tải n kiểm tra xem hai node láng giềng (predecessor n successor n) có khả nhận tải hộ hay không Nếu node n kiểm tra xem hai láng riềng, láng riềng có tải thấp thực chia cho node Hình vẽ 23 24 mơ tả q trình chia sẻ tải node nặng tải cho node láng riềng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 44 Hình 23 Node A thực cân tải, node láng riềng B nhận tải hộ node A cách dịch chuyển định danh phía A Hình 24 Node A thực cân tải, node A chia tải cho node láng giềng C cách dịch chuyển định danh A phía B Bước 3: Định danh lại node Trong trường hợp hai láng giềng n khơng thể gánh hộ tải cho node n node n chọn ngẫu nhiên thư mục(Directory) i gửi thông điệp tới node phụ trách thư mục để tìm kiếm node nhẹ tải Thư mục i xem xét vào yêu cầu giảm tải (chia tải) node nặng tải khả node nhẹ tải có thư mục để chọn node nhẹ tải thích hợp gửi cho node n Node nhẹ tải phải đảm bảo tính chất: + Nhận tải cho node nặng tải mà không bị tải + Khả node nhẹ tải tốt số node nhẹ tải nhận tải hộ node nặng tải Dựa thông tin trả lời từ thư mục i, node n yêu cầu node nhẹ tải mà biết dịch chuyển định danh vị trí predecessor(n) n để chịu tải hộ node n Nếu khơng tìm node nhẹ tải thỏa mãn, node n hỏi thư mục cịn lại Hình vẽ 25 mơ tả trình LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 45 Hình 25 Node A hỏi thư mục để tìm node nhẹ tải dịch chuyển (đường mũi tên nét liên) Định danh node nhẹ tải E chuyển đến predecessor(A) A để nhận tải hộ node A (đường mũi tên nét đứt) Nhận xét Thuật tốn ThresholdPlus chúng tơi đề xuất có hai điểm khác biệt so với thuật tốn trước đó: Thứ nhất: Nếu thuật tốn Threshold nguyên thủy, để node nặng tải tìm node nhẹ tải node nặng tải phải địi hỏi nhiều (N-1) node (N số node vật lý hệ thống) để tìm thấy node nhẹ tải Thuật tốn ThresholdPlus chúng tơi đề xuất sử dụng thư mục để chứa node nhẹ tải dịch chuyển (tức node di chuyển sang vị trí khác khơng làm q tải đến node bên cạnh) Thư mục đảm bảo chắn hệ thống cịn có node nhẹ tải di chuyển node thực trình cân tải tìm node nhẹ tải cách nhanh chóng Thứ hai: Thư mục thuật toán ThresholdPlus chứa node nhẹ tải di chuyển số lượng node nhẹ tải thư mục quản lý nhiều so với số server ảo nhẹ tải thuật tốn cân tải dịch chuyển server ảo có dụng khái niệm thư mục Chính điều cải tiến làm giảm đáng kể việc quản lý liên kết đến node nhẹ tải hệ thống LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 46 Thuật tốn mơ tả sau: THRESHOLDPLUS(v,t) Các node nhẹ tải thông báo tình trạng tải cho thư mục v.levelt  ngưỡng node v thời điểm t if v.levelt ≤ v.levelt-1 then return ’ v  láng riềng với ngưỡng nhỏ if v’.levelt < v.levelt then chuyển tải từ v sang v’ else Hỏi thư mục để tìm node có tải nhẹ s  node có tải nhỏ 10 Chuyển định danh s vào Pred(v) node v 3.3 Đánh giá: Số thông báo mà giải pháp Threshold Plus đề xuất phát để tìm kiếm node nhẹ tải hai thông báo, thông báo gửi cho Directory thơng báo gửi lại từ Directory giải pháp sử dụng Directory lưu trữ Node nhẹ tải dịch chuyển Trong thuật tốn đề xuất Directory lưu trữ tồn node nhẹ tải mà phải nhiều thơng báo phát để tìm node nhẹ tải thỏa mãn Các node nhẹ tải hệ thống trước gửi thơng tin cho Directory hỏi Successor trước xem di chuyển chỗ khác Successor có bị q tải khơng Nếu bị q tải Node nhẹ tải không gửi thông tin cho Directory vậy, Directory quản lý nhiều liên kết tới Node nhẹ tải Việc tìm kiếm Node nhẹ tải hai thông báo, nhanh nhiều so với phương pháp Do đó, số lượng thơng báo hệ thống giảm đáng kể Ngoài ưu điểm kể giải pháp chúng tơi cịn nhược điểm sau: + Làm tăng tải cho node chọn làm thư mục: Node chọn làm thư mục việc phải xử lý câu truy vấn thơng thường cịn phải xử lý câu truy vấn tìm node nhẹ tải Tuy nhiên trình bày, node thư mục chứa số thơng tin node nhẹ tải di chuyển được, khơng ảnh hưởng nhiều đến khả xử lý node thư mục LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 47 + Phải xử lý việc mát liệu có node thư mục rời hệ thống: node thư mục rời hệ thống, thông tin node nhẹ tải mà lưu bị Để đảm bảo tính sẵn sàng thơng tin, thơng tin node nhẹ tải lưu node successor node thư mục Theo giao thức Chord, node rời mạng, successor quản lý thơng tin nằm khoảng định danh mà để lại Như vậy, node thư mục rời hệ thống, successor trở thành node thư mục node hệ thống đăng ký thông tin cho node thư mục LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 48 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT DỰA TRÊN MƠ PHỎNG Phần chúng tơi xin mơ tả kết từ thí nghiệm cài đặt với thuật toán ThresholdPlus so sánh với thuật toán Threshold Ganesan số thuật toán khác đề cập luận văn Trong thí nghiệm mơ lựa chọn 10 thư mục lưu trữ 10 node ngẫu nhiên mạng gồm 4096 node vật lý Mô hoạt động theo thời gian rời rạc sử dụng tham số đầu vào J Ledlie Mỗi bước thời gian gồm ba kịch bản: node tham gia rời hệ thống, cập nhật bảng tìm đường, truy vấn liệu thực cân tải Node vào ra: Tại bước node vào hệ thống tuân theo phân bố xác suất Pareto Dựa phân bố xác suất tạo file theo dõi mạng khoảng thời gian t xác định Trong khoảng thời gian thời điểm vào, node ghi lại file Cập nhật bảng tìm đường: Mỗi node tham gia vào hệ thống với bảng tìm đường rỗng Các node dựa theo chế Chord để tìm node để thực việc điền log(n) hàng bảng tìm đường Truy vấn liệu: Truy vấn khởi tạo giống từ node chọn ngẫu nhiên Điểm đến câu truy vấn chọn theo phân bố Uniform phần bố Zipf phụ thuộc vào thí nghiệm cụ thể Mỗi hop câu truy vấn sử dụng finger thích hợp để chuyển câu truy vấn tới đích Mỗi node dùng để chuyển câu truy vấn (dữ liệu tìm node khác) đến đích, trì bảng tìm đường đơn vị tải cộng thêm vào node Nếu hop câu truy vấn chuyển tiếp có tải vượt q khả câu truy vấn gọi không thành công Một câu truy vấn gọi thành cơng đến node đích Cân tải: Các node kiểm tra cân tải chúng trung bình khoảng 30 giây lần Nếu chúng cân thuật tốn cân tải gọi để thực việc cân tải Dưới số kết mô 4.1 Ảnh hưởng thời gian sống node tới thuật tốn cân tải Thí nghiệm đầu tiền mà thực xem xét khả thích ứng thuật tốn cân tải thời gian sống trung bình node biến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 49 đổi Chúng tạo file theo rõi ra, vào node mạng với thời gian sống trung bình node xét 15 phút, 30 phút, giờ, Mỗi lần chạy thí nghiệm, khả node mạng giữ cố định, node khởi tạo trung bình 10 câu truy vấn giây Truy vấn tạo dạng Uniform Zipf với tham số =1.2 Kết thí nghiệm vẽ hình vẽ 26 Kết thí nghiệm cho thấy với số truy vấn trung bình 10 truy vấn/node, thuật tốn ThresholdPlus có tỷ lệ thành cơng lớn thuật toán Threshold khoảng 9% truy vấn dạng Uniform khoảng 14% truy vấn dạng Zipf Hình 26 Thời gian sống trung bình node thay đổi, câu truy vấn thực với phân bố Zipf Uniform 4.2 Ảnh hưởng số lượng câu truy vấn tới thuật toán cân tải Thí nghiệm thứ hai mà luận văn kiểm tra xem thuật toán cân tải làm việc số câu truy vấn phát từ node tăng lên hệ thống Trong đánh giá giữ cố định khả node thời LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 50 gian sống trung bình node mạng lần chạy thí nghiệm thay đổi số lượng câu truy vấn đặt vào node Các câu truy vấn phát phân bổ dạng Uniform dạng Zipf với  =1.2 Kết thí nghiệm thể hình vẽ 27 cho thấy thuật tốn ThresholdPlus mà chúng tơi đề xuất có khả thích nghi tốt thuật toán Threshold khoảng 6% truy vấn dạng Uniform khoảng 10% truy vấn dạng Zip Hình 27 Số câu truy vấn đặt vào node thay đổi, truy vấn phân bố dạng Zipf Uniform 4.3 Ảnh hưởng câu truy vấn dạng Zipf tới thuật toán cân tải Trong thí nghiệm thứ ba chúng tơi đánh giá ảnh hưởng câu truy vấn dạng Zpif tới thuật toán cân tải Các tham số khả node lần chạy thí nghiệm giữ khơng đổi, thời gian sống trung bình node LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 51 mạng Truy vấn phân bố cho node dạng Zipf với tham số  thay đổi ( = 0.8, 1.2, 2.4 4.8) Kết thí nghiệm thể hình 28 Với kết cho thấy với số truy vấn trung bình 10 truy vấn/node, thuật tốn chúng tơi có tỷ lệ thành cơng lớn thuật tốn Threshold khoảng 5% Hình 28 Truy vấn đặt vào node dạng phân bố Zipf với tỷ lệ thay đổi 4.4 So sánh kết thực nghiệm thuật toán Threshol Plus với thuật tốn có: Trong thí nghiệm chúng tơi so sánh thuật tốn cân tải tơi đề xuất với thuật toán: Tranfer, proportion Trong đánh giá giữ cố định khả node thời gian sống trung bình node mạng lần chạy thí nghiệm thay đổi số lượng câu truy vấn đặt vào node Các câu truy vấn phát phân bổ dạng Uniform dạng Zipf với  =1.2 Kết thí nghiệm vẽ hình 29 cho thấy thuật tồn Tranfer proportion có tỷ lệ truy vấn thành cơng giống nhau, nhiên Tranfer có tỉ lệ cao chút, thuật tốn chúng tơi đề xuất có tỷ lệ thành công lớn khoảng 7% so với hai thuật toán phân bố dạng Uniform, khoảng 6% phân bố Zipf LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 52 Hình 29 So sánh ThresholdPlus với Tranfer Propotion 4.5 Kết luận Mô thử nghiệm kiểm đánh giá thuật toán tình huống: Ảnh hưởng thời gian sống node tới thuật toán, Ảnh hưởng số lượng câu truy vấn tới thuật toán Ảnh hưởng câu truy vấn dạng Zipf tới thuật tốn cân tải, thực nghiệm chúng tơi so sánh giải pháp với phương pháp có Tranfer LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 53 proportion câu truy vấn phát phân bổ dạng Uniform dạng Zipf Kết mô cho thấy phương pháp cân tải đề xuất cho tuỷ lệ truy vấn thành công cao so với phương pháp cân tải theo thuật toán Threshold , thuật toán Tranfer, proportion LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 54 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Báo cáo luận văn tìm hiểu giới thiệu tóm tắt tổng quan mạng ngang hàng, mơ hình mạng ngang hàng đặc biệt trình bày mạng ngang hàng có cấu trúc sử dụng bảng băm phân tán DHT mà điển hình mạng Chord Với mạng ngang hàng có cấu trúc, vấn đề nhà nghiên cứu quan tâm vấn đề Cân tải, luận văn tìm hiểu khái niệm cân tải mạng ngang hàng, nguyên nhân dẫn tới việc cân tải mạng ngang hàng đồng thời nêu phân tích số phương pháp, kỹ thuật cân tải mạng ngang hàng có Chúng tơi nghiên cứu số thuật tốn cân tải mạng ngang hàng có cấu trúc đề xuất thuật toán cải tiến thuật toán cân tải theo ngưỡng sử dụng cấu trúc thư mục Các thay đổi mà thuật tốn chúng tơi đưa là: Thứ nhất, thuật tốn xem xét tải truy vấn node trình thực cân tải Thứ hai, thuật tốn chúng tơi tìm xác nhanh chóng node nhẹ tải cho q trình thực cân tải mà số thông điệp phát tính số Các thuật tốn cân tải tác giả khác không quan tâm đến tải truy vấn node cần phải thực khoảng N thơng điệp truy vấn để tìm node nhẹ tải Sau cài đặt, chạy thử nghiệm đánh giá kết quả, thấy điều kiện mạng gần với thực tế (khả node không giống nhau, câu truy vấn đặt vào node không đồng đều, thời gian sống node khơng giống nhau) thuật tốn chúng tơi hoạt động tốt so với thuật tốn cân tải theo ngưỡng Ganesan đề xuất 5.2 Hướng phát triển Tiếp theo, dự định nghiên cứu vấn đề quan trọng sau đây: Truy vấn khoảng Thuật tốn mà chúng tơi đề xuất cải tiến hoạt động môi trường mạng mà câu truy vấn xác Có nghĩa câu truy vấn phát từ node với yêu cầu tìm xác liệu Vấn đề tìm kiếm liệu khoảng số tác giả LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 55 nghiên cứu đưa nhiều giải pháp Cân tải cho câu truy vấn tìm kiếm khoảng vấn đề quan trọng đặt cần giải Nâng cao hiệu hoạt động thư mục giải thuật cân tải Như giới thiệu, thư mục nơi lưu tữ thông tin node nhẹ tải phục vụ cho trình cần tải Nếu vần đề an ninh an tồn cho thư mục khơng đảm bảo ảnh hưởng lớn đến thực cân tải Ngoài nghiên cứu việc chọn số lượng thư mục cho phù hợp đặc biệt quan trọng, số thư mục chọn mà thơng tin tập trung vào thư mục nhiều dẫn tới thư mục bị tải không yêu cầu đặt ra, ngược lại thư mục chọn nhiều việc quản lý thư mục tìm kiếm node thỏa mãn để thực cân tải nhiều thời gian khó khăn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] I Stoica, R Morris, D Karger, M.F Kaashoek, H Balakrisnan, “Chord: A Scalable peer-to-peer lookup service for Internet applications”, In Proceedings of ACM SIGCOMM’01, August 2001 [2] Ananth Rao, Karthik Lakshminarayanan, Sonesh Surana, Richard Karp, and Ion Stoica Load Balancing in Structured P2P Systems In Proceedings IPTPS, 2003 [3] P B Godfrey and I Stoica., Heterogeneity and Load Balance in Distributed Hash Table Proceedings of IEEE INFOCOM, 2005: p 596-606 [4] J Ledlie and M Seltzer, Distributed, Secure Load Balancing with Skew, Heterogeneity, and Churn Proc IEEE INFOCOM, 2005 [5] D R Karger and M Ruhl., Simple efficient load balancing algorithms for peer-to-peer systems In Proc.of IPTPS, 2004 [6] Y Zhu and Y Hu., Efficient, proximity-aware load balancing for DHTbased p2p systems IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2005 VOL 16(4) [7] J Byers, J.C., and M Mitzenmacher, Simple Load Balancing for Distributed Hash Tables In Proc of 2nd International Workshop on Peer-to-Peer Systems (IPTPS ’03), Berkeley, USA, February 2003 [8] Gerhard Weikum, “Peer-to-Peer Information Systems”, http://wwwdbs.cs.uni-sb.de/lehre/ws03_04/P2P-seminar.htm [9] P.Ganesan, M Bawa, H G Molina, Online Balancing of Range-Partitioned Data with Application to Peer-to-Peer Systems Proceeding of the 30th VLDB Conference Toronto, Canada, 2004 [10] F Bustamante and Y Qiao Friendships that last: Peer lifespan and its role in P2P protocols In Eighth International Workshop on Web Content Caching and Distribution, Hawthorne, NY, October 2003 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... node mạng Dựa vào cấu trúc liên kết mạng phủ người ta phân loại mạng ngang hàng thành hai loại: mạng ngang hàng khơng có cấu trúc mạng ngang hàng có cấu trúc a Mạng ngang hàng khơng có cấu trúc. .. tin mạng ngang hàng có cấu trúc nhanh so với mạng ngang hàng khơng có cấu trúc Nếu mạng ngang hàng khơng có cấu trúc máy tính gửi thơng điểm broadcast để tìm kiếm thơng tin mạng ngang hàng có cấu. .. bảo cho tính hiệu khả mở rộng ứng dụng Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho ứng dụng xây dựng mạng ngang hàng có cấu trúc cần phải giải vấn đề cân tải mạng ngang hàng có cấu trúc Có hai