TRUYỀN TIN MULTICAST đa LUỒNG THỜIGIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG có cấu TRÚC

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Văn Minh TRUYỀN TIN MULTICAST ĐA LUỒNG THỜI GIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Văn Minh TRUYỀN TIN MULTICAST ĐA LUỒNG THỜI GIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CĨ CẤU TRÚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơng nghệ thơng tin Cán hƣớng dẫn: TS Nguyễn Hoài Sơn HÀ NỘI - 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình giảng dạy giúp đỡ em suốt năm vừa qua để em có đủ kiến thức để hồn thành khóa luận Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hoài Sơn Thầy hướng dẫn định hình cho em cách tiếp cận nghiên cứu khoa học Đồng thời suốt trình làm luận văn ln phải đối mặt với vấn đề khó khăn cần giải thầy theo sát để em tránh khỏi sai lầm giúp em bước hoàn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị bạn nhóm nghiên cứu thầy Nguyễn Hồi Sơn đặc biệt Bùi Thị Lan Hương nhiệt tình hỗ trợ mặt ý tưởng kinh nghiệm để em hồn thành khóa luận thật tốt Con xin gửi tới bố mẹ người thân gia đình lịng biết ơn sâu sắc ln động viên , giúp đỡ cho vượt qua giai đoạn khó khăn Hà Nội, tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Văn Minh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tóm tắt Trong thời gian gầ n sự phát triể n ma ̣nh mẽ của ̣ tầ ng Internet đã cho đời những ứng du ̣ng mới thay đổ i hoàn toàn cách tương tác người với tồn giới Kế t nớ i với ba ̣n bè thông qua ma ̣ng Internet trở nên đơn giản bao giờ hế t nhờ những ứng du ̣ng nh Chat , Voice Call , Video Conference Hay cách thức xem truyề n hình IP TV, xem video theo yêu cầ u thông qua ma ̣ng Internet với chấ t lươ ̣ng cao cũng cho thấ y sự thú vị việc xem tivi truyền thống Mô ̣ phầ n những ứng du ̣ng này xây dựng dựa tả ng truyề n tin multicast thời gian thực đươ ̣c đề câ ̣p đế n khóa luâ ̣n Truyề n tin multicast thời gian thực ma ̣ng ngang hàng là mô ̣t nhánh truyề n tin multicast thời gian thực ma ̣ng Internet Khác với mơ hình Client Server trù n thớ ng , mô hình ma ̣ng ngang hàng có những đă ̣c trưng riêng biê ̣t Với mô hin ̀ h ma ̣ng ngang hàng người thiế t kế có thể tâ ̣n du ̣ng băng thông và khả lưu trữ của các máy tham gia ma ̣ng thay vì tâ ̣p trung tải vào m ột số máy chính server mô hiǹ h Client-Server Điể m ma ̣nh mơ hình mạng ngang hàng làm cho nghiên cứu truyền tin multicast video str eaming ma ̣ng ngang hàng ngày nhiều mà các nghiên cứu mô hình client -server đã gầ n không thể tố i ưu nữa Khóa luận tơi trình bày nhằm đưa giải pháp xây dựng multicast đa luồng thời gian thực mạng ngang hàng có cấu trúc với mong muố n đáp ứ ng đươ ̣c yêu cầu đăc trưư g đảm bảo đô ̣ trễ ta ̣i các node tham gia ma ̣ng không quá lớn độ trễ luồng nhận node chênh lệch nhỏ Thiết kế đưa khóa luận dựa giao thức DHT mơ hình mạng Chord , kết mô đánh giá bước đầu cho kết tốt Tuy nhiên cần nhiều nghiên cứu cải tiến nhằm đạt hiệu cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mục lục Mở đầu .2 Chương Truyền tin multicast thời gian thực .3 1.1 Tổng quan truyền tin multicast thời gian thực 1.1.1 IP Multicast .4 1.1.2 Multicast tầng ứng dụng 1.1.3 Các mơ hình truyền tin multicast tầng ứng dụng 1.2 Truyền tin multicast thời gian thực .11 Chương Truyền tin multicast đa luồng thời gian thực 13 2.1 Tổng quan truyền tin multicast đa luồng 13 2.2 Splitstream 14 Chương Xây dựng multicast đa luồng thời gian thực mạng ngang hàng có cấu trúc 25 3.1 Vấn đề cần giải 25 3.2 Ý tưởng 25 3.3 Thiết kế giải pháp 27 3.3.1 Xây dựng multicast 29 3.3.2 Duy trì multicast có node rời khỏi mạng 32 Chương Mô đánh giá 33 4.1 Chương trình mơ 33 4.1.1 Kiến trúc mạng mô 33 4.1.2 Các tham số mạng mô 34 4.2 Kết đánh giá .36 4.2.1 Hiệu độ chênh lệch số hop nhận luồng node 36 4.2.2 Hiệu độ cân tải toàn hệ thống 38 Chương Kết luận 40 5.1 Kết luận .40 5.2 Hướng phát triển đề tài 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Danh mục hình ảnh Hình Một số mơ hình truyền tin Hình Mơ hình IP Multicast Hình Bộ định tuyến truyền tin multicast tầng mạng Hình Truyền thông multicast tầng mạng tầng ứng dụng Hình Giao thức Narada .9 Hình Mạng phủ node (a) multicast xây tương ứng (b) 10 Hình Truyền tin mulicast đa luồng 13 Hình Bảng định tuyến node 10233102 Pastry 15 Hình Node 10233102 gửi thông điệp m đến node 33321220 16 Hình 10 Quá trình node join vào group 19 Hình 11 Truyền tin multicast group Scribe 20 Hình 12 Quá trình tự sửa multicast 21 Hình 13 Splitstream F luồng 22 Hình 14 Xác định node cha băng thông vượt giới hạn 23 Hình 15 Phân chia vùng gần vùng xa cho node 26 Hình 16 Bảng Finger Table Chord 28 Hình 17.Lưu giữ key mạng Chord 29 Hình 18.Tìm node gần node xa 30 Hình 19 Node nhận luồng 31 Hình 20 Sửa multicast có node rời khỏi mạng 32 Hình 21 Mơ hình mạng thực tế 33 Hình 22 Chênh lệch hop lớn luồng với 1014 node 37 Hình 23 Chênh lệch hop lớn luồng với 2072 node 38 Hình 24 Hiệu cân tải với 1014 node 38 Hình 25 Hiệu cân tải với 2072 node 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mở đầu Trong thời gian gầ n ̣ tầ ng Internet phát triể n với tố c đô ̣ chóng mă ̣t Tố c đô ̣ truyề n tải ma ̣ng cao đã làm xuấ t hiê ̣n nhiề u ứng du ̣ng mới sử du ̣ng truyề n tin multicast thời gian thực IP TV , video conference Chúng làm thay đổ i cách giao tiế p của người , thu he ̣p mo ̣i khoảng cách vâ ̣t lí , mang đế n cho chúng ta những trải nghiê ̣m mới mẻ về cuô ̣c số ng Truyề n tin multicast có loại chính IP multicast multicast tầng ứng dụng IP Multicast có thể xem là phương pháp multicast chin ́ h thố ng , hiê ̣u quả nhấ t Tuy nhiên triể n khai ma ̣ng Internet thì IP Multicast gă ̣p những trở nga ̣i rấ t lớn : đó là chi phí cho viê ̣c thay thế router toàn ma ̣ng Inter net (do các router trước không có khả multicast ) chi phí cho việc trì multicast ̣ thớ ng Internet rơ ̣ng lớn Xu hướng truyề n tin multicast vì thế chuyể n sang truyề n tin multicast tầ ng ứng du ̣ng Tuy nhiên triể n khai truyề n tin multicast tầ ng ứng du ̣ng cũng gă ̣p không ít vấ n đề Thay vì nhân bản các gói tin ta ̣i các router IP Multicast , chế Multicast tầ ng ứng du ̣ng la ̣i nhân bản các gói tin các má y đầ u cuố i Do đó viê ̣c tố i ưu multicast nhằ m ta ̣o sự cân bằ ng tải tương đố i toàn ma ̣ng cũng là mô ̣t vấ n đề Mô ̣t vấ n đề nữa phải tin ́ h đế n là ̣ trễ Các gói tin liên tục phải luân chuyể n qua nhiề u vi ̣trí đầ u cuố i nên đô ̣ trễ sẽ tăng cao Viê ̣c xây dựng đươ ̣c mô ̣t multicast phù hơ ̣p để giảm thiể u đô ̣ trễ cũng là mô ̣t vấ n đề quan tro ̣ng Hiê ̣n đã có những nghiên cứu xây dựng multicast đa luồ ng ma ̣ng ngang hàng có cấ u trúc Sp litstream Splitstream đươ ̣c xây dựng dựa nề n tảng Pastry, Scribe thêm vào đó mô ̣t số giải pháp để ̣n chế tin ̀ h tra ̣ng quá tải ta ̣i mô ̣t số node tham gia ma ̣ng Nghiên cứu này có kết tương đối tốt Giải pháp khóa luận đưa dựa ý tưởng ưu điểm mô hình mạng có cấu trúc Chord sửa đổi để phù hợp với việc xây dựng truyề n tin multicast đa luồng Tóm tắt nội dụng trình bày chương: Chương 1: Truyền tin multicast thời gian thực Chương 2: Truyền tin multicast đa luồng thời gian thực Chương 3: Xây dựng multicast đa luồng thời gian thực mạng ngang hàng có cấu trúc Chương 4: Mô đánh giá Chương 5: Kết luận hướng phát triển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1.Truyền tin multicast thời gian thực 1.1.Tổng quan truyền tin multicast thời gian thực Trong điều kiện internet phát triển nhanh việc truyền tin mạng trở nên ngày quan trọng phổ biến Mục đích cuối việc truyền tin gửi thông tin từ máy đến máy khác nên để đơn giản trực quan người ta mơ hình hóa việc truyền tin máy thành truyền tin node Sau số mơ hình truyền tin thường gặp : Hình Một số mơ hình truyền tin Chương khóa luận làm rõ chi tiết việc truyền tin multicast Truyền tin multicast định nghĩa việc máy truyền tin đến nhóm máy có lựa chọn Q trình mơ hình hóa thành node hình 1: gói tin nhân thành nhiều gói tin khác gửi theo cạnh multicast Ta thấy truyền tin multcast tỏ hiệu mạng Internet So sánh với phương pháp truyền tin broadcast (gửi khơng có lựa chọn) ta thấ y : mô ̣t node sẽ gửi gói tin đế n tấ t cả các node khác mà nó biế t , những node thực sự cầ n dữ liê ̣u không phải là tấ t cả các node ấ y Điề u này thực sự làm lañ g phí băng thông của mạng Chính nhờ đặc tính riêng hiệu mà truyền tin multicast trở thành hướng phát triển truyền tin so với phương pháp truyền tin khác Truyền tin multicast phân loại thành nhánh : IP Multicast LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (Multicast tầng mạng ) Multicast tầng ứng dụng giới thiệu mục 1.1.1.IP Multicast Định nghĩa IP Multicast : IP multicast chế gửi thông điệp từ nguồn đến nhóm chọn lựa địa đích thơng qua hạ tầng mạng lớp dòng liệu Hình Mơ hình IP Multicast Hình trình bày chi tiết mơ hình IP Multicast cách thức hoạt động Node gửi máy Sender với mục tiêu gửi gói tin đến cho máy Receiver Sender gửi gói tin IP với địa multicast (cái giải thích chi tiết đoạn sau) đến Switch/Router Switch/Router nhận gói tin phân tích địa multicast gói tin IP Sau Switch/Router nhân gói tin thành n gói tin gửi cho n máy có địa IP Multicast (trong hình minh họa máy có địa IP Multicast đó) Deering xem người đề xuất giải pháp IP multicast Năm 1990 IP Multicast đời , sự phát triển từ mơ hình dịch vụ IP unicast để nhằm nâng cao giao tiếp đa điểm Mô hình dịch vụ multicast cung cấp hai lợi ích chính: (1) hiệu sử dụng băng thông (2) việc địa nhóm gián tiếp cho phép redezvous tầng mạng Đề xuất Deering mở lĩnh vực cho ứng dụng IP Multicast LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Để truyền multicast cần dựa khái niệm nhóm Nhóm chứa tất máy mong muốn nhận liệu Nhóm khơng có giới hạn vật lý địa lý, nằm đâu mạng Internet Thực ban đầu IP Multicast phát triển trường đại học phòng nghiên cứu nhằm phục vụ chủ yếu cho video streaming với tốc độ cao Việc quản lý phân nhóm khu vực mạng LAN không phức tạp Tuy nhiên áp dụng vào mạng Internet cần định nghĩa nhóm tốt Và IGMP( IGMP - Internet Group Management Protocal) đời Các máy mạng Internet muốn nhận liệu cần phải gia nhập giao thức quản lý nhóm mạng IGMP Người dùng định tham gia rời bỏ nhóm lúc nào, thành viên nhiều nhóm multicast lúc Vai trò máy tham gia q trình truyền multicast khác nhau: máy nguồn gửi multicast này, lại máy nhận multicast khác Mỗi máy cần có địa multicast địa mà máy tham gia vào nhóm mong muốn nhận liệu IANA ( IANA - Internet Assigned Numbers Authority) kiểm soát việc gán địa IP Multicast IANA gán không gian địa lớp D dùng cho IP Multicast Như tất địa Multicast nằm dải: 224.0.0.0 – 239.255.255.255 Ngoài ra, để thực multicast, định tuyến (tiếng Anh: Router) mơ hình phải có chức multicast(đây vướng mắc lớn khiến IP Multicast khó phát triển mạnh) Khi nguồn multicast truyền thông điệp multicast, định tuyến cục gửi thơng điệp đến định tuyến khác kết nối với mạng có thành viên nhóm multicast Như vậy, multicast mơ hình truyền tin multicast tầng mạng, định tuyến đóng vai trị node thân cây, có nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin multicast tới máy nhận, node multicast Vai trò định tuyến minh họa Error! Reference source not found LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 17.Lưu giữ key mạng Chord 3.3.1.Xây dựng multicast Quá trình node gốc Giả sử muốn xây dựng multicast k luồng Đầu tiên luồng lựa chọn đưa vào k node gốc Từ node gốc gửi liệu khắp node mạng Trong Hình 18 ví dụ với multicast luồng Node node gốc để truyền liệu luống đến node mạng Node đảm nhiệm vùng gần từ idNode1 đến idNode1  N idNode1  N vùng xa từ idNode1 Với 5 N số bit không gian định danh Việc đặt vùng gần vùng xa cho node gốc đảm bảo chiếm hết vùng khơng gian định danh để chắn node mạng nhận liệu idNode1  N Đầu tiên node tìm successor vị trí Nếu successor vị trí khơng nằm ngồi khoảng vùng xa node vùng xa node Trên hình ta tìm node 15 Node chia vùng khơng gian thành k - = vùng xác định id điểm Sau node tiến hành tìm successor successor vị trí id chia (trên hình vẽ vị trí đánh dấu x) Do thiết kế mạng Chord nên trình tìm kiếm khơng tìm đủ 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com node vùng gần Node tùy vào số node mà gán vùng xa vùng gần cho node Trong hình ta tìm node vùng gần node 11 , 12 , 13 , 14 Bây node giao nhiệm vụ quản lý vùng gần xa sau Node 11 kiểm soát vùng gần từ idNode11 đến vị trí X thứ , Node 12 kiểm soát vùng gần từ idNode12 đến vị trí X thứ , Node 13 kiểm sốt vùng gần từ idNode13 đến vị trí X thứ Node14 kiểm soát vùng gần từ idNode14 đến idNode1  N Hình 18.Tìm node gần node xa Vùng xa từ idNode15 đến idNode1 chia phần đặt cho node Node 11 kiểm soát vùng xa idNode15 đến vị trí X thứ , Node 12 kiểm sốt vùng xa từ vị trí X thứ đến vị trí X thứ , Node 13 kiểm sốt vùng xa từ vị trí X thứ đến vị trí X thứ , Node 14 kiểm sốt vùng xa từ vị trí X thứ đến idNode1 Như node xác định node giao nhiệm vụ cho node Sau trình node lưu vào bảng Finger Table vào dòng thêm vào : idNode1  N Successor( )= idNode15; Successor(idNode1) = idNode11; 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Successor(X1) = idNode12; Successor(X2) = idNode13; Successor(X3) = idNode14; Các node 11 , 12 , 13 , 14 tiếp tục tìm node vùng gần vùng xa tương tự Q trình dừng lại node khơng có node gần mà cịn vùng xa kiểm sốt Node gửi unicast đến node vùng cách tìm Successor node Việc gửi unicast đến node lớn nên có phương pháp node khơng có node gần gửi đến cho node xa vùng xa giao nhiệm vụ cho node cuối tiếp tục gửi cho node xa hết vùng xa Cách xây dựng khơng kiểm sốt tính cân multicast Trong trường hợp tốt node phân bố đồng vùng khơng gian định danh id multicast xây dựng tốt Các node đồng cấp luồng multicast khác có chênh lệch độ trễ luồng thấp (chỉ khoảng 1-3 bước) Hình 19 Node nhận luồng Hình 19 cho ta nhìn trực quan Node K nhận luồng Trong luồng (tức node ) bước để K nhận liệu Trong luồng thứ 2, 3, (các luồng mà node lá) bước để K nhận liệu việc phân chia vùng đồng Giao thức DHT trình 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com random phần đảm bào tính đồng phân chia dịnh danh vịng trịn định danh 3.3.2.Duy trì multicast có node rời khỏi mạng Khi node rời khỏi mạng node cháu khơng tiếp tục nhận liệu node cháu cần phải có node cha Hình 20 Sửa multicast có node rời khỏi mạng Hình 20 ví dụ Node rời khỏi mạng Các node trực tiếp tìm node cha Node trình cập nhật bảng định tuyến biết node node rời khỏi mạng Các node node gửi yêu cầu tìm node cha đến node (idNode0 lưu vào bảng định tuyến node này) Node gửi thông điệp tìm node cha node đến node nhánh node Ở node cha tìm Node M Quá trình tìm kiếm logkn bước với n số node node Node M cập nhật node vào bảng định tuyến Các node cháu vùng nét đứt khơng có ảnh hưởng với việc thiết kế truyền tin multicast node cần biết node trực tiếp Việc tìm node nhánh node đảm bảo node tải băng thông lớn.Tuy nhiên việc tìm node cần logkn bước yếu điểm việc trì multicast 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 4.Mô đánh giá Việc mô đánh giá bước quan trọng để xem xét tính khả thi giải pháp đặt Nếu mơ cho kết tốt giải thuật đưa khả thi để ứng dụng vào thực tế Xây dụng mạng mô giống với thực tế khó tính phức tạp hệ thống mạng ngang hàng có cấu trúc Trong khóa luận trước anh Đặng Ngọc Bền xây dựng lên mô hình mạng tốt , đáp ứng phần tính phức tạp lý thuyết nên sử dụng cấu trúc mạng anh nhằm phát triển cho khóa luận Sau chi tiết chương trình mơ 4.1 Chƣơng trình mơ Chương trình mơ gồm hai phần liệu thực thi Phần liệu bao gồm loại liệu phần mã nguồn chương trình tạo chúng Thực thi phần mơ tả hoạt động mạng ngang hàng dựa giao thức DHT trình truyền tin multicast đa luồng mạng Ngồi cịn phải kể đến kiến trúc mạng mơ cho tầng – tầng liên kết vật lý 4.1.1.Kiến trúc mạng mơ Để thực q trình mơ phỏng, trước tiên cần có mơ hình mạng tầng liên kết vật lý với thời gian trễ nút mạng Topo mạng mơ quan trọng định việc thử nghiệm, kết đánh giá hiệu cải tiến Hình 21 Mơ hình mạng thực tế 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mô hình mạng mơ xây dựng sau phần thể tính phức tạp khơng ổn định Internet độ trễ nút (gây khoảng cách vật lý , môi trường đường truyền) Cụ thể sau : - Các node tham gia vào mạng nằm xét nằm miền định Mỗi miền có node switch xem node trung tâm node khác liên lạc với node bên miền thơng qua switch - Từ việc xác định độ trễ node mạng tính độ trễ nội miền node + độ trễ nội miền node + độ trễ liên miền Trong độ trễ nội miền node tính độ trễ từ node đến node switch miền , độ trễ liên miền cố định từ đầu xem độ trễ switch miền - Độ trễ liên miền cố định từ đầu , độ trễ nội miền node thay đổi trình sinh liệu nhằm phần thể tính khơng ổn định độ trễ Internet 4.1.2.Các tham số mạng mô Các đối tượng tham gia mơ hình mạng :  Area: Đối tượng lưu trữ tên miền , thao tác với tệp liệu miền , quan trọng xác định độ trễ liên miền  NodeLocation Xác định node nằm vùng  FingerEntry Thể liên kết (entry) bảng định tuyến Thuộc tính idSuccessor với ý nghĩa định danh successor khóa mục tiêu entry xét Khi định tuyến quan tâm đến thuộc tính Các finger entry thiết kế giải pháp dùng lại Chord , chưa thêm vào trình truyền tin multicast mong muốn Do trình truyền tin multicast thực ổn định mạng nên việc thêm vị trí node vào bảng định tuyến không cần thiết nên khơng thể chương trình mơ  Node Lưu trữ liệu đối tượng node bao gồm : định danh node , successor, predecessor , bảng định tuyến , mảng vùng gần , vùng xa (sẽ 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đặt đệ quy từ node cha cho node con) , thời gian trễ nhận luồng (đây thơng tin để xác định tính hiệu giải pháp độ trễ) , outbound bandwith – băng thông (thông tin xác định số luồng mà node phải gửi) Các phương thức quan trọng: nextNode(): tìm node dựa vào bảng định tuyến , setFarRegion , setNearRegion , setDelayTime , setOutBandwith : hàm đặt xác định khoảng xa , gần , độ trễ , băng thông node  Network Đây đối tượng chính, chương trình mơ Đối tượng lưu trữ thơng tin tạo lên topo mạng mô phỏng, thể trình churn (join, leave node tham gia vào mạng), multicastMsg (truyền tin multicast k luồng mạng ổn định) Các phương thức : - birth(), death(): Thực hiên có nút tham gia hay rời khỏi mạng - fixFingerTables(): Cập nhật bảng định tuyến tất nút mạng Hàm thực sau có loạt q trình vào nút làm cho bảng định tuyến trở lên lỗi thời - findSuccessor(): Tìm successor nút - findChildNode(): Tìm node node thực thao tác gán vùng cho node - sendMsg() : Truyền tin multicast đến node - multicastMsg() : Là hàm quan trọng Hàm truyền tin multicast đến node gốc từ đệ quy đến tất node mạng  InputGenerator Đối tượng chứa phương thức để tạo tệp liệu mô tả phần Dữ liệu chương trình vận hành gồm bốn tệp, tương đương có bốn phương thức tạo tệp riêng Các liệu miền, liệu nút truy vấn sinh theo phân bố cách ngẫu nhiên với giá trị giới hạn tham số mô tả lời gọi phương thức Riêng liệu độ bất ổn (churn) sinh theo luật phân bố Pareto Đây luật phân bố phổ biển đắn nhiều lĩnh vực  Distribution Đây đối tượng cho phép sinh giá trị theo luật phân bố Pareto nêu Sau 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khởi tạo số đặc trưng cho loại phân bố này, đối tượng cho phép sinh giá trị theo luật phương thức next()  Thƣ viện hash Một thư viện nhỏ chứa hàm băm sha-1 Thư viện mã nguồn mở với hai hàm băm tiêu biểu sha md5 Riêng sha, thư viện cung cấp nhiều hàm, yêu cầu số lượng bit kết (160, 256, 512,…) Do nhu cầu sử dụng nhỏ nên chương trinhg mô thêm hàm băm sha với số lượng bit kết 160 Thư viện sử dụng dễ dàng với API phương thức mô tả đơn giản  Các hàm toán học Khá nhiều hàm liên quan đến toán học số Những hàm cần thiết, phục vụ hầu hết q trình tính tốn chương trình Đáng kể hàm băm hash() Đầu vào hàm tên nút, đầu định danh 32 bit Chương trình mơ sử dụng khơng gian định danh 32 bit nhu cầu cần 32 bit trích từ bit giá trị băm có từ thư viện hashlib++ [12] với 160 bit độ dài 4.2.Kết đánh giá Đây phần trình bày kết đánh giá sau thực thi chương trình mơ Q trình so sánh kết đạt thực với 1037 , 2098 node tham gia chia , , 16 luồng 4.2.1.Hiệu độ chênh lệch số hop nhận đƣợc luồng node Chương trình thử nghiệm với 2048 node tham gia vào 16 miền Sau trình vào mạng ổn định với 1014 node Đồ thị biểu diễn độ chênh lệch 1014 node chia , , 16 luồng 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 22 Chênh lệch hop lớn luồng với 1014 node Trục tung số hop chênh lệch lớn nhận luồng node khoảng từ đến Theo kết mô nhận : dù chia , , 16 luồng chênh lệch hop lớn luồng nhận node nhỏ chủ yếu tập trung , , hop , node khác nhận chênh lệch cao từ đến ít Việc tăng luồng lên làm cho số node chênh lê ̣ch hop giữa các luồ ng nhâ ̣n đươ ̣c tăng lên Tuy nhiên viê ̣c tăng luồ ng la ̣i làm giảm các node nhâ ̣n đươ ̣c các luồ ng chênh lê ̣ch lớn (4 , , 6) Các kết nhận cho thấy hiệu cao phù hợp với lý thuyết đề Có thể thấy việc phân bố node vòng tròn định danh đồng nên chênh lệch luồng nhận bé (do node đồng cấp luồng multicast khác có xác suất gửi trực tiếp cho cao) Chương trình thử nghiệm với 4096 node tham gia 32 miền Sau node vào mạng ổn định với 2072 node 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 23 Chênh lệch hop lớn luồng với 2072 node Thử nghiệm với 2072 node vẫn thể hiê ̣n tin ́ h hiệu giải thuật Khi chia thành nhiều luồng chênh lệch hop lại tâ ̣p trung ở mức Nghĩa node ma ̣ng có xu hướng nhâ ̣n đươ ̣c các luồ ng chênh lê ̣ch hop ta tăng số luồ ng lên Kế t quả mô phỏng nhâ ̣n đươ ̣c đã cho thấ y hiê ̣u quả tố t về viê ̣c làm giảm chênh lê ̣ch hop giữa cá c luồ ng nhằ m đảm bảo chấ t lươ ̣ng truyề n tin multicast đề 4.2.2.Hiệu độ cân tải toàn hệ thống Thử nghiệm với 2048 node tham gia 16 miền Mạng ổn định có 1014 node Hình 24 Hiệu cân tải với 1014 node 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kế t quả chỉ số luồ ng trung bin ̀ h node phải gửi ta ̣i thời điể m Có thể thấ y hầ u hế t các node đề u đóng góp vào ̣ thố ng toà n ma ̣ng Giải pháp đưa không hướng tới tính đồ ng đề u về cân bằ ng tải mà chỉ hướng tới ̣n chế chênh lê ̣ch hop nhâ ̣n đươ ̣c giữa các luồ ng nên không có nhiề u nhâ ̣n xét về đồ thi ̣này Thử nghiệm với 4096 node tham gia 32 miền Mạng ổn định có 2072 node Hình 25 Hiệu cân tải với 2072 node Kết thu tương tự với 1014 node Với 2072 node , node mạng có đóng góp 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 5.Kết luận 5.1.Kết luận Khóa luận đưa nhìn tổng quan truyền tin multicast mạng ngang hàng có cấu trúc tiềm phát triển ứng dụng thời gian tới Với viê ̣c đánh giá Splitsream và dựa vào kiế n thức bản của mô hình ma ̣ng ngang hàn g cũng truyề n tin multicast khóa luâ ̣n đã chỉ đươ ̣c những vấ n đề cầ n đươ ̣c giải quyế t chênh lê ̣ch thời gian trễ giữa các luồ ng nhâ ̣n đươ ̣c , đô ̣ trễ toàn ma ̣ng nhằ m nâng cao hiê ̣u suấ t của truyề n tin multicast đa luồ n g thời gian thực Dựa vào các yêu cầ u đă ̣t đó , khóa luận đề giải pháp việc xây dựng mô ̣t mô hình truyề n tin multcast đ a luồ ng thời gian thực dựa giao thức DHT Bàng định tuyến thiết kế dựa vào ý tưởng Chord tỏ có hiệu đối với mơi trường không ổ n đinh ̣ của ma ̣ng ngang hàng có cấ u trúc Ý tưởng chủ đạo giải pháp node xác định node mỡi mơ ̣t l̀ ng multicast ghi vào bảng định tuyến Cách thiết kế phân vùng quản lý nhằm tìm node mô ̣t cách hiê ̣u quả dựa vòng tròn đinh ̣ danh đã đưa tới mô ̣t xác suấ t cao node đồng cấp luồ ng multicast khác có xu hướng truyề n dữ liê ̣u cho Khóa luận trình bày chương trình mơ để đánh giá giải pháp đưa đã cho thấ y kế t quả khá tố t cho thấ y phầ n lớn các node toàn ma ̣ng có đô ̣ chênh lê ̣ch hop giữa các luồ ng nhâ ̣n đươ ̣c là nhỏ (1 – hop) Thử nghiê ̣m với 2032 node ứng với 16 miề n , sau ma ̣ng ổ n đinh ̣ có 1014 node và 4096 node ứng với 32 miề n , sau ma ̣ng ổ n đinh ̣ có 2072 node 5.2.Hƣớng phát triển đề tài Kế t quả mô phỏng đã cho thấ y tiề m của giải pháp đưa , nhiên đấ y chỉ mạng mô rõ sự phức tạp môi trường Internet thực tế Vì hướng phát triền đề tài phải nhằm đến tối ưu hó Internet với các đinh ̣ hướng sau: a giải pháp  Tố i ưu hóa giao thức DHT nhằ m phân vùng các đinh ̣ danh vòng tròn mô ̣t cách đồ ng đề u Viê ̣c phân vùng này càng tố t thì tin ́ h hiê ̣u quả của giải pháp càng đươ ̣c tăng lên 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  Cải tiến việc phân vùng cho hiệu Với ý tưởng phân vùng là chin ́ h thì chương triǹ h mô phỏng đã sử du ̣ng viê ̣c phân vùng dựa vào viê ̣c chia đề u các khoảng (tức là các node cùng cấ p cùng multicast sẽ có cá c vùng kiể m soát nhằm xác định node ) Viê ̣c phân vùng này nế u gă ̣p trường hơ ̣p node phân bố không đồng làm multicast có độ cao lớn mong ̣i Vì hướng tới cách phân vùng khơng đề u nhằ m đưa đế n hiê ̣u quả cao  Viê ̣c câ ̣p nhâ ̣t la ̣i bảng đinh ̣ tuyế n để xây dựng la ̣i multicast có node vào chịu độ trễ lớn logkn Cách sửa multicast cần phải tối ưu 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Đặng Ngọc Bền – Tố i ưu hóa topology cho ma ̣ng ngang hàng có cấ u trúc Chord June 2009 Tiếng Anh [2] Antony Rowstron et el “Pastry : scalable , distributed object location and routing for large-scale peer-to-peer system” [3] Dapeng Wu et el., “Streaming Video over the Internet: Approaches and Directions”, IEEE Trans Circuit and Systems, 2001 [4] Ion Stoica et el “Chord : A scalable peer-to-peer lookup service for internet applications SIGCOMM‟01 ACM, New York 2001 [5] Miguel Castro et el “Scribe : A large-scale and decentralized application-level multicast infrastructure” [6] Miguel Castro et.el., “SplitStream: High-Bandwidth Multicast in Cooperative environments”, SOSP‟03 [7] Suman Banerjee et el “A comparative Study of Application Layer Multicast Protocol [8] Zhengye et.el , “Using Layered Video to Provide Incentives in P2P Live Streaming”, IPTV-2007 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ lục A A.1 Định dạng liệu Thơng tin miền - Dịng chứa số nguyên n số lượng miền - n*(n+1)/2 dịng tiếp theo, dịng có cú pháp a b l Trong đó, a b định danh miền, l thời gian trễ liên miền hai miền a b 32 171 161 Thơng tin nút - Dịng đầu số nguyên N số lượng nút tối đa - N dịng sau, dịng có cấu trúc a s Trong đó, a số nút, s định danh miền mà nút thuộc 4096 18 30 Thông tin vào (churn) Gồm nhiều dịng, dịng có cấu trúc t c a l Trong đó, t nhãn thời gian, thời điểm xảy sự kiện; c loại sự kiện, „b‟ nút tham gia, „d‟ nút rời khỏi mạng, giá trị „q‟ trình churn kết thúc; a số nút; l thời gian trễ nội vùng nút 00000 b 996 00000 b 998 25 00001 b 1003 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... 3.Xây dựng multicast đa luồng thời gian thực mạng ngang hàng có cấu trúc Sau nghiên cứu giải pháp truyền tin multicast đa luồng với ưu nhược điểm riêng ứng dụng sang truyền tin multicast đa luồng. .. xây dựng multicast mạng ngang hàng có cấu trúc DHT khác CAN, CHORD… 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mạng ngang hàng có cấu trúc thuộc nhánh mạng ngang hàng phân... node multicast (node node con), liên kết ảo tạo nên chế truyền tin từ node sang node Có hai cách thức truyền thơng multicast: multicast mạng có cấu trúc (treefirst) multicast mạng khơng có cấu trúc