(TIỂU LUẬN) 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 bài tiểu ḷn gồm có phần: Phần I: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Phần II: Giao thức Bittorrent Với sự cố gắng và nỗ lực của các thành viên, nhóm em đã hoàn thành xong bài tiểu ḷn của Do có sự hạn chế nguồn tài liệu tham khảo và mức độ hiểu biết của thân nên tránh khỏi thiếu sót quá trình nghiên cứu Chính vậy, nhóm em rất mong nhận lời góp ý và sự chỉ bảo thêm của thầy để nhóm em có thêm kiến thức phục vụ cho học tập cơng việc sau này 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: .5 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 CHƯƠNG I: Tổng quan mạng P2P Giới thiệu 1.1 Lịch sử đời: - USENET, thành lập vào năm 1979, dường là tiền thân của mạng P2P Đó là mợt tảng u cầu khách hàng đăng, đọc và chia sẻ tin nhắn / tin tức Giống các cộng đồng trực tuyến tại, là một cấu trúc mạng USENET đã chép tất các máy chủ đặt mạng với một giao tiếp Tương tự vậy, tất các dịch vụ mở cho họ lan truyền và sử dụng thông qua mạng P2P Xu hướng chính tiếp theo phát triển P2P là Napster đời vào năm 1999 Napster là một chương trình chia sẻ tệp sử dụng để chia sẻ và truyền phát nhạc thông qua các cá nhân - Ngày nay, P2P, hợp pháp và bất hợp pháp, trở thành một ứng dụng phổ biến nhất để trao đổi liệu trực tuyến, các 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 và kỹ sư công nghệ Hệ thống phần mềm P2P ngày càng phổ biến và kì vọng là tương lai của internet 1.2 Định nghĩa: - Mạng ngang hàng hay Peer to Peer (P2P) là một hệ thống máy tính kết nối với thông qua Internet, và 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 và máy khách (Client/Server), các máy tham gia bình đẳng, là mợt nút mạng đóng vai trò đồng thời là máy khách và máy chủ đới với các máy khác mạng Hình 1: Kiến trúc chung mạng ngang hàng Đặc điểm: 2.1 Phân loại: Dựa vào cấu trúc liên kết các nút mạng mạng đồng đẳng ta phân loại thành: có cấu trúc, khơng cấu trúc và lai 2.1.1 Mạng ngang hàng không cấu trúc: - Mạng ngang hàng khơng có cấu trúc (phi tập trung) khơng 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 khơng 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 không cấu trúc, yêu cầu tìm kiếm sẽ truyền mạng để tìm càng nhiều máy chia sẻ càng tốt - Hệ thớng 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 một 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 một 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 tuyến lưu lượng hiệu qua mạng, các nút lớp phủ có cấu trúc phải trì danh sách các máy hàng xóm thỏa mãn các tiêu chí cụ thể Điều này làm cho chúng yếu các mạng có tỷ lệ gián đoạn cao (tức là với số 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 không cấu trúc: Liên kết các nút mạng Xây dựng nút mạng Cách thức tìm kiếm liệu Ưu điểm Nhược điểm Bảng So sánh mạng ngang hàng có cấu trúc khơng cấu trúc 2.1.2 Mạng ngang hàng lai - Mơ hình kết hợp là sự kết hợp của mơ hình ngang hàng và mơ hình khách-máy chủ Mợt mơ hình kết hợp phổ biến là có mợt máy chủ trung tâm giúp các máy tìm thấy Spotify là 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 và sự bình đẳng nút cung cấp bởi các mạng phi cấu trúc ngang hàng túy Hiện tại, các 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 và trì mợt mạng ngang hàng là tương đối rẻ Chi phí thiết lập đã giảm đáng kể thực tế là khơng có cấu hình trung tâm Hơn nữa, đối với máy chủ windows, không cần toán cho người dùng mạng Việc toán chỉ nên thực một lần b Độ tin cậy Mạng ngang hàng không phụ thuộc vào hệ thớng tập trung Có nghĩa là các máy tính kết nới hoạt đợng đợc lập với Ngay mợt phần của mạng bị lỗi, sẽ không làm gián đoạn các phần khác Chỉ người dùng sẽ khơng thể truy cập các tệp c Thực Nói chung là dễ dàng thiết lập mợt mạng ngang hàng mà không cần kiến thức nâng cao Chỉ cần một trung tâm hoặc một công tắc để kết nới Và tất các máy tính kết nới tự quản lý, nên khơng có nhiều cấu hình Tuy nhiên cần mợt số phần mềm chuyên dụng d Khả mở rộng Mạng P2P có mợt tính khả mở rợng tớt nhất Ngay có thêm máy khách, hiệu suất của mạng sẽ cũ Đôi nhiều người dùng có xu hướng chia sẻ mợt 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 nào tất người dùng trao quyền quản lý hệ thớng 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 một máy chủ và 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 các tệp cần thiết Điều này 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 và tiêu thụ tài nguyên một lúc Và mạng ngang hàng này sử dụng để định vị và tải xuống các 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 các máy riêng lẻ Toàn bộ khả truy cập mạng không nằm tay của một người Điều này làm cho việc định vị và tìm tệp của người dùng trở nên khó khăn Nếu việc tìm kiếm thực thơng qua sở liệu, người dùng lãng phí rất nhiều thời gian b Hiệu suất Hiệu suất là một vấn đề khác mà mạng ngang hàng phải đối mặt Một số lượng thiết bị kết nối mạng tăng lên, hiệu śt sẽ giảm x́ng máy tính người dùng khác truy cập Do đó, mạng P2P khơng hoạt đợng tớt với các mạng phát triển c Bảo mật Bảo mật cho các tệp riêng lẻ tương đối mạng ngang hàng Khơng có bảo mật nào ngoài việc gán quyền Ngay các quyền chỉ định, bất kỳ người nào có quyền truy cập vào sẽ đăng nhập Một số người dùng thậm chí không yêu cầu đăng nhập từ máy trạm tương ứng của họ d Truy cập từ xa Trong một số trường hợp, có các loại mã khơng an toàn xuất một thiết bị đầu cuối cụ thể Nếu vậy, có khả các tệp mạng sẽ bị người dùng từ xa truy cập mà khơng có quyền thích hợp Điều này dẫn đến một 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 thống lưu cho mọi máy tính f Các cuộc tấn công của virus Các mạng ngang hàng dễ bị phần mềm độc hại và virus tấn công máy tính kết nới là đợc lập với Nếu mợt các máy tính có xu hướng bị nhiễm virus, dễ dàng lây lan sang các máy tính lại chúng bảo vệ thông qua phần mềm chống 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 các nợi dung có quyền phim và nhạc bằng cách triển khai thành torrent Do đó, có khả bị cấm internet, thông báo từ người viết nợi dung hoặc thậm chí bị bắt giữ Đó là lý tại mạng P2P ít ưa thích một số công ty và 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 là một giao thức chia sẻ tệp ngang hàng cho phép phân phới hàng loạt tệp qua Internet Nó cho phép người dùng chia sẻ các 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 xuống các khúc liệu, tải lên các khúc liệu đến các thiết bị ngang hàng khác Một thiết bị ngang hàng đã nhận toàn bộ 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 mợt cách hiệu Nó cho phép không giới hạn số 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 mợt sever lớn, rất hiệu cho việc phân phối tập tin tới nhiều người nhận Sử dụng băng thơng thấp cịn giúp ngăn ngừa đột biến lớn cho đường truyền Internet ở khu vực, giữ cho tốc độ Internet tốt cho người dùng khác bất kể họ có hay không sử dụng giao thức BitTorent 10 1.2 Các thuật ngữ a Torrent Thường torrent là mợt tệp mang phần mở rộng torrent bạn nhận từ server Tệp torrent này chứa thông tin liệu bạn muốn 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 công 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 là 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 ḿn 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 ḿn tải Khi quá 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 śt tải tệp thành cơng càng cao và thời gian tải càng nhanh Thường bạn nên seed một 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 số peer để tạo thành một copy hoàn hảo), dù ḿn hay khơng tất các peer nhận sẽ là tệp không 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 một yêu 11 cầu reseed đưa và chấp thuận, người yêu cầu phải đảm bảo sẽ để trình BitTorrent của mở mợt thời gian nhất định, tạo điều kiện cho tệp torrent nhiều người tải f Swarm Mợt nhóm các máy tính kết nới với thơng qua tệp torrent Ví dụ, nếu trình BitTorrent của bạn báo bạn nối với 10 peer và seed, điều nghĩa là swarm có 13 người g Tracker Một server nằm mạng internet, phối 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 mợt tệp mà tracker của không hoạt động, bạn sẽ tạo kết nối Nếu tải mà tracker dừng hoạt động, bạn tiếp tục quá trình truyền tải tệp với các peer có, sẽ khơng kết nối thêm với peer nào khác Thường các lỗi với tracker ít xảy một 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 mợt tệp torrent và mở với chương trình BitTorrent của Tệp torrent này 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 nới với tệp bạn ḿn tải - Trình BitTorrent của bạn gửi request tới các peer kết nối với tệp (swarm) và bắt đầu tải các 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 và mọi người swarm tiến hành tải các phần của tệp cần - Sau tải xong tệp bạn cần, trình BitTorrent sẽ chuyển máy bạn thành seed cho tệp 12 và cho phép mọi người tiếp tục tải cho đến bạn thoát khỏi chương trình Để mợt tệp torrent truyền tại, cần ít 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, và 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 nào tệp "torrent" ln ln có mở rợng là torrent Cụ thể mợt tệp torrent chứa thông tin (địa chỉ URL của máy theo dõi), và thông tin tên tệp chia sẻ, kích thước mảnh, chiều dài khóa, chiều dài tệp, và vé thơng hành để tải tệp Mợt tệp torrent chứa thông tin một tệp hoặc nhiều tệp Máy tính đã tải tệp xong lựa chọn hoạt động 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, và tệp torrent đăng ký với máy theo dõi (tiếng Anh: tracker) Máy theo dõi chứa một danh sách các máy vi tính thời tải tệp Máy ngang hàng cung cấp tệp hoàn chỉnh gọi là máy gieo hạt (seeder) - Để bắt đầu tải một tập tin bằng torrent, bạn cần truy cập vào các trang web chun và tải mợt 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 một 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 thơng qua tracker Khi bạn đã có mợt vài phần nhỏ của tệp, phần này sẽ upload cho người khác muốn tải bộ phim và quá trình này thực đồng thời với việc tải các phần cịn lại của bợ phim giả sử rằng một tập tin chia thành khối tương ứng với màu, một máy có đầy đủ tập tin (những máy này gọi là seeder) sẽ gửi cho máy mạng một 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 mợt phần của tập tin, sẽ bắt đầu chia sẻ phần với các máy khác chưa có phần này Việc phần nào của tệp gửi cho máy nào là 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 toán 2.2.1 Thuật toán chọn mảnh Cách BitTorrent chọn phần của tệp để tải x́ng có tác đợng lớn đến hiệu śt của giao thức Điều quan trọng là phải thông minh lựa chọn các mảnh để khơng kết thúc tình h́ng mà mọi máy ngang hàng có tất các mảnh và khơng có mảnh nào bị thiếu Mục đích là chép các mảnh khác các máy ngang hàng khác càng sớm càng tốt Điều này sẽ làm tăng tốc độ tải xuống và đảm bảo rằng tất các phần của tệp nằm ở mạng nếu seeder rời khỏi Dưới là một số chính sách kết hợp tạo nên thuật toán chọn mảnh 2.2.1.1 Các phần nhỏ BitTorrent sử dụng TCP và điều quan trọng là phải ln truyền liệu, nếu khơng tớc đợ truyền sẽ giảm chế khởi động chậm Các mảnh tiếp tục chia thành các mảnh nhỏ, thường có kích thước khoảng 16kb Giao thức đảm bảo ln có mợt sớ u cầu (thường là năm) cho một phần nhỏ liên kết bất kỳ lúc nào Khi một phần phụ tải xuống, một yêu cầu sẽ gửi Các phần phụ tải x́ng từ các máy khác 2.2.1.2 Chính sách #1: Chính sách nghiêm ngặt Khi một mảnh phụ yêu cầu, các mảnh phụ cịn lại của mảnh cụ thể sẽ yêu cầu trước các mảnh phụ từ bất kỳ mảnh nào khác Điều này giúp các máy có tệp hoàn chỉnh mợt cách nhanh nhất 2.2.1.3 Chính sách #2: Rarest First ( Hiếm trước) 15 Chính sách chính BitTorrent là "hiếm nhất trước" Điều này có nghĩa là mợt máy ngang hàng chọn phần tiếp theo để tải x́ng, sẽ chọn phần mà ít nhất sớ các máy ngang hàng của có Chính sách này mang lại sớ ưu điểm: - Tăng tớc đợ tải x́ng: Càng có nhiều phần tử ngang hàng, quá trình tải x́ng diễn nhanh , tải x́ng các phần phụ từ nơi khác Mục đích là ḿn chép các mảnh hiếm để chúng tải xuống nhanh - Cho phép tải lên: Một mảnh hiếm sẽ các máy ngang hàng khác mong muốn nhất và bằng cách nhận một mảnh hiếm, máy sẽ quan tâm đến việc upload từ máy của bạn - Phần cuối phổ biến nhất: Nên để các phần phổ biến nhất ở cuối tải xuống Vì nhiều người tải nó, xác śt để tải chúng sẽ tăng lên - Ngăn chặn việc thiếu mảnh hiếm nhất: Khi seed gỡ xuống, điều quan trọng là tất các mảnh khác của tệp phải phân phới ở sớ các máy ngang hàng cịn lại Việc chép các 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 xuống, bạn khơng có bất kỳ thứ để tải lên Điều quan trọng là phải có mảnh càng nhanh càng tớt, và điều này có nghĩa là chính sách Rarest First là hiệu nhất Các mảnh hiếm có xu hướng tải x́ng chậm hơn, bạn tải x́ng các phần phụ của từ chỉ mợt (hoặc mợt vài) máy ngang hàng khác Như đã đề cập trước đó, nhiều máy ngang hàng tải một mảnh sẽ tăng tốc đợ tải x́ng Chính sách sau là chọn mảnh một cách ngẫu nhiên Khi việc tải mảnh hoàn thành, sẽ lại áp dụng chính sách Rarest First 2.2.1.5 Chính sách #4: End game (Chế độ kết thúc) Đơi mợt phần tải xuống từ một ứng dụng ngang hàng với tốc đợ truyền chậm Việc này có khả trì hoãn việc hoàn tất quá trình tải x́ng Chính sách “End game” này sẽ ngăn chặn việc trì hoãn Khi tất các mảnh mà mợt máy ngang hàng thiếu yêu cầu, yêu cầu này sẽ truyền cho tất các máy khác Điều này giúp các máy có mảnh ći của tệp nhanh nhất Khi mợt mảnh phụ đến, máy sẽ gửi mợt thơng báo hủy cho biết rằng đã nhận và máy ngang hàng bỏ qua u cầu Tất nhiên, mợt sớ băng thơng sẽ bị lãng phí bởi quá trình này, thực tế, điều này khơng nhiều thời gian của “Chế đợ kết thúc” ngắn ngắn 2.2.2 Thuật tốn Choke BitTorrent là một hệ thống 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 khơng 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 mợt 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 đợ 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 độ download upload Trong Khóa luận 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) và một hệ thống gửi tệp (server), giao thức Bittorrent, tất máy tính tham gia vào là máy tính nhận tệp máy tính gửi tệp - Do tính phi tập trung mà hệ thống sẽ không bị quá tải ở bất máy tính nào 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 cơng) Có thể thấy đã nói ở trên, lí thuyết, việc chia sẻ tệp của Bittorrent sẽ giúp tất các Peer nhận tệp mà mong ḿn Tuy nhiên, khơng phải Peer và Seeder nào seed mãi Đôi 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 (đôi lúc chỉ là một số tệp toàn bộ các tệp torrent), một Peer sẽ không 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 và xóa torrent hoàn thành – hay cịn gọi là hit and run – đã khơng cịn là mợt quy định bắt buộc 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 một 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, số lượng Peer rời Swarm dần qua thời gian… việc tải hoàn chỉnh torrent sẽ khơng thể thực với tình trạng Nếu may mắn, mợt Seeder nào kết nới lại vào Swarm, hoặc một số Peer khác kết nối 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 số 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 số lượng máy càng nhiều tớc đợ download càng nhanh Đới 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 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 nối 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 mợt lúc Để khắc phục bạn đặt tớc độ 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 mợt 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 luận tránh khỏi thiếu sót, vậy nhóm em rất mong nhận các ý kiến đóng góp từ thầy 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 này Tài liệu tham khảo: [1] https://skerritt.blog/bit-torrent [2] https://thevpn.guru/torrents-explained-benefits-disadvantages-privacy-vpnproxy-anonymous-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 Công nghệ Bưu Viễn thơng, Hà Nội, 2014 19 ... của bài tiểu ḷn gồm có phần: Phần I: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Phần II: Giao thức Bittorrent Với sự cố gắng và nỗ lực của các thành viên, nhóm em đã hoàn thành xong bài tiểu ḷn... 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... internet, thơng báo từ người viết nợi dung hoặc thậm chí bị bắt giữ Đó là lý tại mạng P2P ít ưa thích một số công ty và nhà cung cấp dịch vụ CHƯƠNG II: Giao thức Bittorrent BitTorrent