1 MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu được phát triển từ những năm giữa thế kỷ 20 Ban đầu phạm vi của mạng còn hạn chế, các dịch vụ triển khai hết sức đơn giản Cho đến năm[.]
MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Internet hệ thống thơng tin tồn cầu phát triển từ năm kỷ 20 Ban đầu phạm vi mạng hạn chế, dịch vụ triển khai đơn giản Cho đến năm 1980, với đời giao thức mạng TCP/IP, đánh dấu bước phát triển để trao đổi thông tin người dùng máy tính tồn giới Giao thức TCP/IP giao thức chuẩn cài đặt tất máy tính kết nối với mạng Internet giúp máy tính kết nối trao đổi liệu với cách dễ dàng Với khả kết nối mở vậy, Internet trở thành mạng lớn giới với số lượng máy tính tham gia vào mạng lên đến 4,4 tỷ người dùng tính đến tháng 6/2019 [77] Cũng từ đó, dịch vụ, ứng dụng Internet không ngừng phát triển xuất lĩnh vực thương mại, trị, quân sự, nghiên cứu, giáo dục, văn hoá, xã hội, v.v Ban đầu ứng dụng mạng Internet phát triển theo mơ hình Client/Server (hay cịn gọi mạng Client/Server) Trong mạng Client/Server gồm hai thành phần máy chủ máy khách Máy khách nơi gửi yêu cầu người dùng tới máy chủ Máy chủ nơi xử lý gửi kết cho máy khách Các ứng dụng, dịch vụ tiểu biểu cho mơ hình Client/Server kể đến như: File Server, Print Server, Applcation Server, Mail Server, Web Server, Database Server, Communication Server, v.v Mạng Client/Server có nhiều ưu điểm như: tài nguyên quản lý tập trung, dễ chia sẻ, dễ bảo mật, tốc độ xử lý nhanh Bên cạnh tồn khơng nhược điểm như: khả mở rộng mạng kém, xảy tượng nghẽn cổ chai số người dùng tăng lên, không tận dụng tài nguyên chia sẻ người dùng (tệp tin, sức mạnh CPU, nhớ lưu trữ, băng thông, v.v.) tham gia mạng, thời đại ngày mà số người dùng Internet lớn, tài nguyên mạng nhiều, yêu cầu xử lý toán lớn, v.v Trong bối cảnh đó, mạng ngang hàng (P2P) đóng vai trò quan trọng để truyền tải nội dung đa phương tiện mở rộng phạm vi mạng đến người dùng khác nhau, khắc phục nhược điểm mơ hình Client/Server Mạng ngang hàng kiến trúc máy tính phân tán xây dựng mạng Internet, cho phép máy tính riêng lẻ (hay cịn gọi nút) trao đổi thông tin dịch vụ trực tiếp với không cần qua máy chủ trung tâm Mỗi nút mạng ngang hàng hoạt động với chức máy chủ máy khách, sử dụng dịch vụ nút tham gia mạng đồng thời cung cấp dịch vụ cho nút khác [1] Các nút mạng ngang hàng trao đổi trực tiếp với nút láng giềng có liên kết với để gửi phục vụ yêu cầu Trong mạng ngang hàng, khơng có thực thể trung tâm kiểm sốt, tổ chức, quản lý trì tồn hệ thống Đã có nhiều ứng dụng phát triển tảng công nghệ mạng mạng ngang hàng bao gồm ứng dụng chia sẻ tệp tin (như: uTorrent, BitTorrent, BearShare, eMule, v.v.), ứng dụng tính tốn lưới, ứng dụng truyền thông Skype, WhatsApp, Lync, Google Talk SETI @ home, IPTV, Video streaming, v.v Các ứng dụng cho phép người dùng chia sẻ, tìm kiếm thu thập tệp tin tệp tin hình ảnh, âm thanh, video, tệp tin đa phương tiện khác; trao đổi thơng tin trực tuyến, xem truyền hình, v.v đồng thời sử dụng sức mạnh máy tính tham gia mạng ngang hàng để giải tốn lớn mà máy tính thơng thường máy chủ mạnh khơng có khả thực Từ đời, mạng ngàng hàng trải qua ba hệ: Mạng ngang hàng hệ thứ chủ yếu sử dụng vào mục đích chia sẻ tệp tin với quy mô nhỏ Napster [8] Trong hệ thống có số nút đặc biệt (gọi máy chủ) làm nhiệm vụ lưu trữ vị trí tệp tin Khi cần tìm kiếm tệp tin, nút tìm kiếm liên hệ với máy chủ để xác định nút chứa tệp tin Tiếp theo, nút tìm kiếm nút chứa tệp tin kết nối trực tiếp với để trao đổi liệu Mạng ngang hàng hệ thứ cho phép tìm kiếm thơng tin nhanh chóng, nhiên khả mở rộng mạng bị hạn chế máy chủ bị tải có nhiều nút tham gia mạng gửi yêu cầu tìm kiếm đến máy chủ Mạng ngang hàng hệ thứ hai khắc phục điểm yếu hệ thứ Trong mạng ngang hàng hệ thứ hai nút có vai trị nhau, khơng có nút đóng vai trị máy chủ Khi cần tìm kiếm tệp tin, nút tìm kiếm gửi câu truy vấn tới tất nút tham gia mạng theo kiểu phát tràn (flooding) nút chứa tệp tin tìm thấy Sau nút nguồn nút chứa tệp tin kết nối trực tiếp với để trao đổi liệu Kỹ thuật tìm kiếm theo kiểu phát tràn sinh nhiều lưu lượng mạng làm cho khả mở rộng mạng hệ thứ hai hệ thứ Mạng ngang hàng điển hình cho hệ thứ hai Gnutella [10] Để giải vấn đề mở rộng phạm vi mạng khác phục điểm yếu mạng ngang hàng hệ thứ thứ hai (các mạng ngang hàng khơng có cấu trúc), mạng ngang hàng hệ thứ ba (mạng ngang hàng có cấu trúc) đời Mạng ngang hàng hệ thứ ba có chế tốt để đáp ứng số lượng người dùng ngày tăng mạng P2P [76] Các mạng ngang hàng có cấu trúc phát triển dựa cấu trúc bảng băm phân tán (DHT) sử dụng kỹ thuật tìm kiếm theo chế bảng băm phân tán DHT Bảng băm phân tán đời để cung cấp chế mục phân tán, khả mở rộng, độ tin cậy khả chịu lỗi Các mạng ngang hàng có cấu trúc tiêu biểu là: Chord [17], CAN [18], Pastry [19], Tapestry [20], v.v Trong mạng ngang hàng có cấu trúc, nút tham gia mạng tổ chức chặt chẽ Mỗi nút tham gia mạng gán định danh Định danh nút giá trị băm thơng tin đặc trưng nút như: địa IP, địa cổng TCP/IP Cơ chế định tuyến quản lý DHT tạo liên kết ảo (liên kết logic) nút mạng, liên kết ảo hình thành mạng phủ ảo (Overlay Network) Truyền thông trực tiếp hai nút tham gia mạng thực dựa liên kết vật lý mạng lớp phía (ví dụ mạng Internet) Mạng cho phép mạng phủ ảo hoạt động gọi mạng tảng (Underlay Network) Trong DHT, liệu lưu trữ dạng cặp khóa/giá trị (key/value) Mỗi mục liệu lưu trữ hệ thống có định danh Định danh liệu giá trị băm tên tệp tin nội dung tệp tin Hàm băm dùng để sinh định danh nút định danh liệu giống Định danh liệu gọi khóa (key) Mỗi nút tham gia mạng chịu trách nhiệm quản lý số lượng khóa định Số lượng khóa nút quản lý phụ thuộc vào chất lượng hàm băm Do DHT có khả tự tổ chức mạng, khả tìm kiếm, khả chịu lỗi mở rộng mạng, v.v nghiên cứu mạng ngang hàng năm gần tập trung vào mạng ngang hàng có cấu trúc Ngồi ưu điểm trên, DHT tồn nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống mạng ngang hàng có cấu trúc Theo cách hiểu thông thường, hiệu độ đo công việc mà hệ thống thực Đối với hệ thống mạng ngang hàng có cấu trúc, hiệu hệ thống xác định kết hợp nhân tố: tính sẵn sàng (availability), thông lượng (throughput) thời gian đáp ứng (response time), thời gian trễ (delay), độ tin cậy (reliability), tỉ suất lỗi (error rate), v.v có yếu tố liên quan đến hệ thống mạng vật lý phía dưới, có yếu tố liên quan đến đặc điểm mạng ngang hàng có cấu trúc Luận án đề cấp đến nhân tố tính sẵn sàng liệu liên quan đến đặc điểm mạng P2P Các yếu tố ảnh hưởng đến nhân tố tính sẵn sàng liệu kể đến gồm: - Các nút tham gia mạng không đồng băng thông, khả xử lý, lực lưu trữ, thời gian kết nối Với máy tính bảng, máy tính xách tay hoạt động mơi trường khơng dây tham gia mạng thường có thời gian kết nối mạng ngắn, khả xử lý, dung lượng lưu trữ thấp Trong đó, máy tính người dùng, máy chủ tham gia mạng có tốc độ xử lý mạnh, khả lưu trữ lớn, thời gian kết nối mạng dài Sự không đồng ảnh hưởng đến khả xử lý định tuyến câu truy vấn, làm ảnh hưởng đến tỷ lệ thành cơng câu truy vấn, làm ảnh hưởng đến tính sẵn sàng liệu làm ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống mạng - Định danh nút tham gia mạng định danh liệu phân bố không không gian định danh làm cho số nút mạng phải quản lý nhiều khóa liệu hơn, lưu trữ nhiều liệu nút khác dẫn tới tượng nút tải (các nút khả xử lý liệu, khơng có khả định tuyến truy vấn) mạng Ngoài ra, số liệu có tính phổ biển cao, tỷ lệ truy vấn nhiều ảnh hưởng đến khả xử lý truy vấn, khả định tuyến truy vấn nút, ảnh hưởng đến băng thông mạng Khi nút bị tải tác động trực tiếp tỷ lệ thành công câu truy vấn ảnh hưởng đến đến tính sẵn sàng liệu làm ảnh hưởng đến hiệu hoạt động hệ thống mạng - Trong mạng ngang hàng có cấu trúc, nút thường xun vào mạng mà khơng có thông báo trước cho nút khác Khi nút rời hệ thống, nút khác phải gánh trách nhiệm quản lý liệu nút rời mạng, đồng thời tệp liệu gốc lưu trữ nút rời mạng không tồn mạng Điều dẫn tới cấu trúc mạng thay đổi liên tục khoảng thời gian ngắn làm cho mạng có độ ổn định thấp (hay cịn gọi mạng có "Churn rate" cao) làm ảnh hưởng đến tính sẵn sàng liệu mạng làm giảm hiệu hoạt động hệ thống Đã có nhiều nghiên cứu đề xuất thuật toán nhằm nâng cao tính sẵn sàng liệu qua nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Các hướng nghiên cứu đề xuất tập trung vào hai hướng chính: (i) Nâng cao tỷ lệ thành công câu truy vấn liệu Các nghiên cứu đề xuất nâng cao tỷ lệ thành công câu truy vấn thực theo hướng nâng cao khả cân tải cho nút Nghiên cứu [27], [28], [37], [38] sử dụng khái niệm server ảo (máy chủ ảo) cho việc cân tải Mỗi nút vật lý quản lý nhiều server ảo Các server ảo hoạt động nút tham gia mạng DHT Mỗi nút vật lý chọn số lượng server ảo tỷ lệ với khả để đảm bảo cân tải dịch chuyển server ảo nút để đảm bảo cân tải cho nút Tuy nhiên, thuật toán sử dụng server ảo tồn số nhược điểm, để quản lý server ảo nút phải trì nhiều liên kết đến server ảo Các nghiên cứu [39], [40], [41], [34] thực việc dịch chuyển định danh nút hệ thống có nút tải để bảo đảm cân tải cho nút Nhược điểm thuật toán làm tăng tải hệ thống dịch chuyển liệu phải cập nhật lại liên kết định danh nút thay đổi Các nghiên cứu [47], [48], [49], [50], [52] thực việc điều khiển tắc nghẽn để nâng cao khả định tuyến nút Nghiên cứu sử dụng bảng định tuyến cố định kiểm soát tắc nghẽn cách giảm tốc độ gửi gói tin sử dụng đường khác bảng định tuyến khơng tính đến khả xử lý nút mạng Do đó, làm giảm tốc độ truyền mạng xảy tắc nghẽn (ii) Nâng cao tính sẵn sàng liệu Các nghiên cứu [21], [53], [54], [55] thực lưu liệu nút quản lý đến số nút láng giềng gần Cách tiếp cận [18], [56], [57] đặt tệp liệu số nút khác định hướng lại yêu cầu truy vấn đến nút Hướng nghiên cứu [54], [57], [59] thực việc lưu nhiều khóa, khố có liên hệ với tập gồm r định danh lựa chọn khơng gian khóa DHT tương ứng với r nút lưu cho tệp tin Nghiên cứu [60] tổ chức nút mạng thành cụm tạo nút gần mặt vật lý (các nút có khoảng cách địa lý gần nhau) dựa khả lưu trữ sẵn có nút, v.v Các nghiên cứu nâng cao tính sẵn sàng liệu đề xuất cải thiện hiệu hệ thống, nhiên cịn tồn nhiều hạn chế như: chi phí di chuyển liệu cao, không bảo đảm vấn đề cân tải nút, thời gian thực chậm, v.v Từ phân tích đánh giá nghiên cứu nâng cao tính sẵn sàng liệu qua nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc đề xuất trước cho thấy cịn có nhiều vấn đề giải như: chi phí trì liệu lớn, khơng bảo đảm cân tải nút tải lưu trữ, không tận dụng khả xử lý nút, v.v Do đó, luận án nghiên cứu nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc tập trung vào giải vấn đề tồn Mục tiêu luận án Luận án phân tích đặc điểm mạng ngang hàng có cấu trúc ảnh hướng đến cân tải xử lý truy vấn, khả định tuyến nút tính sẵn sàng liệu mạng Trên có sở đó, luận án đề xuất số thuật toán nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Mục tiêu thuật toán đề luận án tăng tỷ lệ thành công câu truy vấn nâng cao tính sẵn sàng liệu qua nâng cao hiệu hoạt động mạng Luận án đề xuất thuật toán cân tải xử lý truy vấn thuật toán điều khiển tắc nghẽn giúp nâng cao tỷ lệ thành công câu truy vấn; đề xuất thuật toán lưu liệu để đảm bảo tính sẵn sàng liệu ứng dụng mạng P2P Phạm vi nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề ra, luận án tập trung giải vấn đề sau: - Phân tích, đánh giá nghiên cứu đề xuất nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc để làm rõ cách thức tiếp cận, giải vấn đề từ khía cạnh phương pháp luận xác định cơng cụ phân tích, mơ sử dụng luận án - Phân tích, đánh giá nghiên cứu cân tải mạng ngang hàng có cấu trúc từ đề xuất thuật tốn cân tải để nâng cao hiệu hoạt động hệ thống mạng - Phân tích, đánh giá nghiên cứu điều khiển tắc nghẽn mạng ngang hàng có cấu trúc đề xuất thuật tốn điều khiển tắc nghẽn mạng ngang hàng có cấu trúc - Phân tích, đánh giá nghiên cứu lưu liệu mạng ngang hàng có cấu trúc đề xuất thuật toán lưu liệu mạng ngang hàng có cấu trúc Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp chuyên gia, phương pháp nghiên cứu lý thuyết phương pháp mô để kiểm chứng lý thuyết Đóng góp luận án Luận án có đóng góp chính: - Thứ nhất, đề xuất thuật toán cân tải xử lý truy vấn mạng ngang hàng có cấu trúc Thuật toán đề xuất dựa thuật toán cân tải theo ngưỡng Ganesan [3] đưa ra, kết hợp với việc bổ sung khái niệm thư mục để lưu trữ thơng tin nút nhẹ tải di chuyển được, xem xét đến tải xử lý câu truy vấn tìm kiếm nút trình thực cân tải Các nghiên cứu trước bỏ qua vấn đề Thuật toán đánh giá điều kiện môi trường mạng sát với thực tế so sánh với thuật toán Ganesan đề xuất Kết mơ cho thấy thuật tốn đề xuất luận án đáp ứng tốt hơn, cho tỷ lệ câu truy vấn thành công cao điều kiện thí nghiệm, đặc biệt giảm thiểu số lượng thơng báo tìm kiếm nút nhẹ tải hệ thống hoạt động tình trạng nặng tải - Thứ hai, đề xuất thuật toán điều khiển tắc nghẽn nút định tuyến câu truy vấn Thuật toán đề xuất thực việc thay nút bảng định tuyến nút chuyển tiếp câu truy vấn để tạo tuyến đường mới, tránh tắc nghẽn từ nút chuyển tiếp câu truy vấn đến nút quản lý khóa Nút chọn để thay nút không tắc nghẽn tốt danh sách nút sau nút tắc nghẽn đường tìm kiếm đến nút đích Do đó, thuật tốn đề xuất sử dụng hiệu băng thông mạng, tận dụng tối đa tài nguyên nút không tắc nghẽn mà khơng tăng số nút q trình chuyển tiếp câu truy vấn Thuật toán đề xuất đánh giá so sánh với thuật toán định tuyến giao thức Chord thơng qua thí nghiệm mơ hoạt động hệ thống mạng gần với hệ thống mạng thực Kết mô cho thấy thuật tốn đề xuất luận án đạt tỷ lệ truy vấn thành cơng cao thuật tốn định tuyến giao thức Chord từ 15% đến 50% - Thứ ba, đề xuất thuật toán lưu liệu dựa phân cụm động khơng gian khóa DHT nhằm đảm bảo tính sẵn sàng liệu Thuật tốn đề xuất bao gồm chế cập nhật thông tin nút cụm để đảm bảo cân tải chế khơi phục liệu có nút rời mạng, chế phân cụm động, chế lưu khơi phục liệu Ngồi ra, thuật toán đưa chế gia nhập mạng cho phép nút gần mặt vật lý tham gia vào cụm nhằm giảm thời gian cập nhật thơng tin cụm chi phí để trì liệu cụm Kết đánh giá cho thấy thuật toán lưu liệu đề xuất hiệu so với thuật tốn thơng thường khoảng 30% đến 45% tùy theo đánh giá Tỷ lệ truy vấn liệu thành công cao chi phí lưu trữ liệu chi phí trì mảnh liệu nhỏ Các nút hệ thống đạt trạng thái cân tốt hơn, thời gian cập nhật thông tin cụm giảm, v.v Cấu trúc luận án Luận án tổ chức sau: Phần mở đầu: Trình bày tính cấp thiết luận án, mục tiêu, phạm vi, đối tượng nghiên cứu luận án, đóng góp luận án Các kết 10 có độ ưu tiên cao, chúng tơi đảm bảo tính sẵn sàng tệp mạng P2P Hình 4.19 Ảnh hưởng tham số lưu đến tỷ lệ thành công truy vấn số lượng tệp tin phân phối vào nút thay đổi so với khả nút 4.5 Kết luận Chương luận án đề xuất thuật toán lưu liệu dựa phân cụm cho hệ thống lưu tệp tin dựa DHT Khác với thuật toán lưu thông thường, tổ chức mạng thành cụm lưu trữ mảnh liệu tệp tin lưu nút thuộc cụm Chúng tơi sử dụng phương pháp xố mã việc đảm bảo tính sẵn sàng tập tin trì số mảnh liệu tệp tin giá trị ngưỡng cho trước Chúng đề xuất phương pháp cập nhật thông tin cụm, cho phép nút cụm chọn nút có khả lưu trữ tốt để lưu trữ mảnh tệp tin Do đó, phương pháp chúng tơi đề xuất có khả tìm kiếm nút để lưu trữ mảnh liệu tệp tin lưu cao 132 tỷ lệ câu truy vấn thành công đạt cao tải hệ thống tỉ lệ nút ra/vào cao Các kết mơ chứng minh tính hiệu thuật tốn chúng tơi đề xuất phương diện tỷ lệ thành công câu truy vấn chi phí trì tính sẵn sàng tệp tin so với thuật tốn thơng thường Kết nghiên cứu thuật tốn chúng tơi đề xuất công bố hội thảo quốc tế "The 2016 international conference on advanced technologies for communications", Ha Noi, Viet Nam 2016 với tên gọi: "A Cluster-based File Replication Scheme for DHT-based File Backup System"; tạp chí quốc tế IEICE Transactions on Communications, Japan với tên gọi: "A Dynamic-Clustering Backup Scheme for High-Availability Distributed File Sharing Systems"; Kỷ yếu Hội nghị khoa học công nghệ quốc gia lần thứ VI (Fair 2013) với tên gọi "Tối ưu hóa lưu liệu mạng ngang hàng có cấu trúc" 133 KẾT LUẬN Phần này, tổng kết lại kết đạt luận án, đóng góp luận án, đánh giá hạn chế đưa hướng nghiên cứu Các kết đạt - Luận án trình bày kiến thức tảng mạng ngang hàng nói chung khái niệm, đặc điểm, phân loại, lĩnh vực ứng dụng giúp người đọc khái quát lại vấn đề có liên quan đến nội dung nghiên cứu luận án Luận án trình bày chi tiết mạng ngang hàng có cấu trúc, bảng băm phân tán giao thức mạng ngang hàng có cấu trúc Chord Đây kiến trúc giao thức sử dụng nghiên cứu luận án Nội dung phần trình bày chương - Luận án nghiên cứu số thuật toán cân tải đề xuất thuật toán cải tiến thuật toán cân tải theo ngưỡng mạng ngang hàng có cấu trúc để nâng cao tỷ lệ thành cơng câu truy vấn, qua nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Trong đề xuất đưa thêm khái niệm thư mục vào thuật tốn Chúng tơi xem xét vấn đề tìm kiếm nút nhẹ tải thực thuật toán cân tải xem xét tham số mạng để đánh giá thuật toán với hệ thống mạng mô gần với thực tế Kết đánh giá cho thấy thuật tốn chúng tơi đề xuất hoạt động tốt hơn, tỷ lệ câu truy vấn thành cơng đạt cao thuật tốn cân tải theo ngưỡng khoảng từ 12% điều kiện thí nghiệm Kết phần trình bày chương luận án - Luận án đề xuất thuật toán điều khiển tắc nghẽn mạng ngang hàng có cấu trúc, giúp tăng tỷ lệ thành cơng cấu truy vấn qua nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Trong đề xuất 134 thay đổi bảng định tuyến nút trình định tuyến truy vấn gặp nút tắc nghẽn, nút thay đường chọn tốt danh sách nút không bị tắc nghẽn quản lý nút tắc nghẽn Bằng cách đó, thuật tốn đề xuất không làm tăng thêm số nút đường tìm kiếm đảm bảo tận dụng tối đa khả xử lý nút mạng Kết thí nghiệm cho thấy thuật tốn chúng tơi đề xuất tốt giao thức Chord thông thường khoảng 40% điều kiện thí nghiệm Nội dung đề xuất trình bày chi tiết chương luận án - Đề xuất thuật tốn lưu liệu mạng ngang hàng có cấu trúc để đảm bảo tính sẵn sàng liệu qua nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Trong đề xuất đưa phương pháp phân cụm tĩnh phân cụm động cho việc lưu liệu Trong thuật tốn chúng tơi, cụm bao gồm số nút hệ thống Các nút cụm lưu trữ mảnh tệp tin cần lưu Thuật tốn vừa đảm bảo tính sẵn sàng cho liệu, đảm bảo cân tải cho nút mạng đồng thời hạn chế tối đa việc sử dụng băng thông mạng việc lưu liệu Chúng tơi thực đánh giá thuật tốn thơng qua thí nghiệm với điều kiện mạng khắc nghiệt, gần với hệ thống mạng thực tế Kết cho thấy thuật tốn chúng tơi đưa tốt thuật tốn thơng thường, tỷ lệ truy vấn tìm kiếm thành cơng tệp tin tăng so với thuật tốn thơng thường từ 20% đến 50% tùy vào thí nghiệm tham số đánh giá Nội dung đề xuất trình bày chi tiết chương luận án 135 Những hạn chế hướng nghiên cứu Trên sở vấn đề chưa giải hướng nghiên cứu mở rộng với toán nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc, chúng tơi tiếp tục tìm hiểu sâu theo hướng sau: Truy vấn khoảng: Cân tải cho câu truy vấn tìm kiếm khoảng vấn đề quan trọng đặt cần giải Nâng cao hiệu hoạt động thư mục: Chúng nghiên cứu vấn đề đảm bảo an ninh cho thư mục việc lựa chọn số lượng thư mục hệ thống để đảm bảo tối ưu hoạt động hiệu Đối với thuật toán điều khiển tắc nghẽn, bổ sung thêm thông số phù hợp để đem lại hiệu cao nhất, đồng thời xây dựng thí nghiệm để đánh giá, so sánh thuật toán đề xuất với thuật toán điều khiển tắc nghẽn khác Ngồi ra, chúng tơi kết hợp phương pháp nêu với phương pháp điều khiển tắc nghẽn dựa điều khiển lưu lượng nhằm giải triệt để vấn đề tắc nghẽn mạng chịu tải cao, tránh bị sụp đổ tắc nghẽn mà đảm bảo khả phục vụ toàn mạng Vấn đề dư thừa truy vấn lưu mảnh liệu cụm: Một vấn đề khác mà xem xét công việc xóa tập tin khơng cần thiết nút bị tải Chúng dự định cài đặt thuật toán đề xuất hệ thống thử nghiệm phát triển ứng dụng dựa thuật toán 136 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [V1] Hoai Son Nguyen, Dinh Nghia Nguyen, Shinji SUGAWARA Senior Member, "A Dynamic-Clustering Backup Scheme for HighAvailability Distributed File Sharing Systems" IEICE Transactions on Communications Vol.E102-B, No.3, pp.545-556, Mar.2019 (SCI, impact factor: 1.09) [V2] Nguyen Dinh Nghia, Nguyen Hoai Son, "Congestion control algorithm for message routing in Structured Peer-to-peer Networks" Journal of Computer Science and Cybernetics, Vol 34, No 2, 2018, pp.145-159 [V3] Dinh Nghia Nguyen, Xuan Hoang Tran, Hoai Son Nguyen, "A Cluster-based File Replication Scheme for DHT-based File Backup System" Proceedings of The 2016 international conference on advanced technologies for communications VietNam pp 204-214 [V4] Dinh Nghia Nguyen, Hoai Son Nguyen, "Tối ưu hóa lưu liệu mạng ngang hàng có cấu trúc" Kỷ yếu Hội nghị khoa học cơng nghệ quốc gia lần thứ VI (Fair 2013), Nxb Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội 2013 pp563-571 [V5] Nguyễn Đình Nghĩa, Đỗ Cao Minh, Nguyễn Hồi Sơn, “Nâng cao hiệu thuật toán cân tải theo ngưỡng mạng ngang hàng có cấu trúc” Kỷ yếu hội thảo quốc gia CNTT năm 2009, Nxb Khoa học kỹ thuật pp 206-280 Danh mục bao gồm 05 cơng trình 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anirban Basu, Simon Fleming, James Stanier, Stephen Naicken, Ian Wakeman, and Vijay K Gurbani, “The State of Peer-to-peer Network Simulators” In: ACM Computing Surveys (CSUR) 45.4 (Aug 2013), pp 1-25 [2] Rodrigo Rodrigues and Peter Druschel, “Peer-to-peer systems” In: Commun.ACM 53.10 (2010), pp 72-82 [3] P.Ganesan, M Bawa, H G Molina, "Online Balancing of RangePartitioned Data with Application to Peer-to-Peer Systems" Proceeding of the 30th VLDB Conference Toronto, Canada, 2004 [4] Rüdiger Schollmeier, “A Definition of Peer-to-Peer Networking for the Classification of Peer-to-Peer Architectures and Applications”, Proceedings of the First International Conference on Peer-to-Peer Computing, IEEE (2002) [5] B Pourebrahimi, K.L.M Bertels, S Vassiliadis, "A Survey of Peer-to-Peer Networks" Proceedings of the 16th Annual Workshop on Circuits, Systems and Signal Processing, ProRisc 2005, November 2005 [6] D S Milojicic, V Kalogeraki, R Lukose, K Nagaraja1, J Pruyne, B Richard, and S Rollins, Z Xu, “Peer-to-Peer Computing” Technical Report HP Laboratories July (2003) [7] S Androutsellis-theotokis, “White Paper: A Survey of Peer-to-Peer File Sharing Technologies”, (2002) [8] Napster, http://free.napster.com/ [9] BitTorrent Home Page, http://www.bittorrent.com/ [10] Gnutella Home Page, http://www.gnutella.com/ 138 [11] Freenet Project Home Page, http://freenetproject.org/ [12] FastTrack Homepage, http://developer.berlios.de/projects/gift-fasttrack/ [13] Kazaa Media Desktop Home Page, http://www.kazaa.com/ [14] Morpheus Home Page, http://www.morpheus.com/ [15] iMesh Home Page, http://www.imesh.com/ [16] D Tsoumakos and N Roussopoulos, “A Comparison of Peer-to-Peer Search Methods” In proc of International Workshop on the Web and Databases (WebDB), 2003 [17] Chord Project, Home Page, http://pdos.csail.mit.edu/chord/ [18] S Ratnasamy, et al., "A scalable content-addressable network" In Proc ACM SIGCOMM 2001 Conference (SIGCOMM 2001), Aug 2001: p 161– 172 [19] Pastry: A substrate for peer-to-peer application, home page http://research.microsoft.com/~antr/PASTRY/ [20] B.Y Zhao, J.Kubiatowicz, and A.D Joseph "Tapestry: An infrastructure for fault-tolerant widearea location and routing" Technical Report UCB/CSD01-1141, Computer Science Division, University of California, Berkeley, 94720, April 2001 [21] I Stoica, R Morris, D Karger, M F Kaashoek, and H Balakrishnan "Chord: Ascalable peer-to-peer lookup service for internet applications" In Proceedings of ACM SIGCOMM’01, pages 149–160 ACM Press, 2001 [22] A Rowstron and P Druschel, “Pastry: Scalable, decentralized object location and routing for large-scale peer-to-peer systems” IFIP/ACM 139 International Conference on Distributed Systems Platforms (Middleware), Heidelberg, Germany, pages 329-350, November, 2001 [23] Seti@Home Project Home Page, http://setiathome.berkeley.edu/ [24] Genome@Home Project Home Page, http://genomeathome.stanford.edu/ [25] Groove Home Page, http://office.microsoft.com/en- gb/groove/default.aspx [26] JXTA Home Page, https://jxta.dev.java.net/ [27] Y Zhu and Y Hu., "Efficient, proximity-aware load balancing for DHTbased p2p systems" IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2005 VOL 16 [28] F Dabek, M.F.K., D Karger, R Morris, and I Stoica, "Wide-area cooperative storage with CFS" In Proceedings of the 18th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP ’01), Oct 2001: p.202–215 [29] MetaMachine eDonkey, Accessed July 2004 http://www.edonkey2000.com/ [30] R Huebsch, J Hellerstein, N Lanham, B.T Loo, S.Shenker, and I.Stoica Querying the Internet with PIER InProc of VLDB, September 2003 [31] M Walfish H Balakrishnan, and S Shenker "Untangling the web from DNS" In Proc Symposiumon Networked Systems Design and Implementation (NSDI), 2004 [32] M Castro, P Druschel, A Kermarrec, A Nandi, A Rowstron, and A Singh "SplitStream: High-bandwidth content distribution in a cooperative environment" In Proc of IPTPS, February 2003 140 [33] S Q Zhuang, B Y Zhao, A D Joseph, R H Katz, and J D Kubiatowicz "Bayeux: Anarchitecture for scalable and fault-tolerant widearea data dissemination" In Proceedings of NOSSDAV, June 2001 [34] S Saroiu, K P Gummadi, R J Dunn, S D Gribble, and H M Levy "An analysis of internet content delivery systems" In Proceedings of 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI '02), Boston, MA, December 2002 [35] K Gummadi, R Dunn, S Saroiu, S Gribble, H Levy, and J Zahorjan "Measurement, Modeling, and Analysis of a Peer-to-Peer File-Sharing Workload" In Proceedings of the 19th ACM SOSP, Bolton Landing, NY, October 2003 [36] 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 [37] Godfrey P B., S.I., "Heterogeneity and Load Balance in Distributed Hash Table" Proceedings of IEEE INFOCOM, 2005: p 596-606 [38] D R Karger and M Ruhl., "Simple efficient load balancing algorithms for peer-to-peer systems" In Proc.of IPTPS, 2004 [39] J Byers, J.C., and M Mitzenmacher, "Simple Load Balancing for Distributed Hash Tables" In Proc of 2nd International Workshop on Peer-toPeer Systems (IPTPS ’03), Berkeley, USA, February 2003 [40] Shen H., X.C.Z., "Hash-based Proximity Clustering for Load Balancing in Heterogeneous DHT Networks" IEEE Communications survey and tutorial, 2006 141 [41] S Rieche and K Wehrle., "A Thermal-Dissipation-based Approach for Balancing Data Load in DHTs" In Proc 29th Annual IEEE International Conference on LCN'04, 2004 [42] A Rao, K Lakshminarayanan, and S Surana., "Load Balancing in Structured P2P Systems" In Proc of 2nd International Workshop on Peer-toPeer Systems (IPTPS ’03), Berkeley, USA,, February 2003 [43] D Karger, E Lehman, T Leighton, M Levine, D Lewin, and R Panigrahy "Consistent hashing and random trees: Distributed caching protocols for relieving hots pots on the world wide web" In ACM Symposiumon Theory of Computing, pages 654–663, May 1997 [44] J Ledlie and M Seltzer, "Distributed, Secure Load Balancing with Skew, Heterogeneity, and Churn" Proc IEEE INFOCOM, 2005 [45] K Aberer P-Grid, "A self-organizing access structure for P2P information systems" Sixth International Conference on Cooperative Information Systems, 2001 [46] C Tang and S Dwarkadas “Hybrid global-local indexing for efficient peer-to-peer information retrieval” In NSDI, pages 211-224, 2004 [47] F Klemm, J.-Y Le Boudec, and K Aberer “Congestion control for distributed hash tables” In The 5th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications (IEEE NCA06), 2006 [48] X Shen, Q Chang, L.Liu J Panneerselvam and Z Zha: CCLBR, "Congestion Control-Based Load Balanced Routing in Unstructured P2P Systems" IEEE Systems Journal 12(1): 802-813 (2018) [49] F Klemm, Jean-Yves Le Boudec, Dejan Kosti´c, and Karl Aberer, “Handling Very Large Numbers Of Messages In Distributed Hash Tables” 142 Proceeding COMSNETS'09 Proceedings of the First international conference on COMmunication Systems And NETworks, 2009 [50] F Klemm, J.-Y Le Boudec, D Kostic, and K Aberer, “Improving the throughput of distributed hash tables using congestion-aware routing” In International Workshop on Peer-to-Peer Systems (IPTPS), 2007 Ecole Polytechnique F´ed´erale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland [51] Z Rehman, N Shah, H Rehman and S Kashan, "Implementation of DHT-Based Routing in Smart Grid", International Journal of Open Information Technologies ISSN: 2307-8162 vol 6, no.1 (2018) [52] Q He, Q Dong, B Zhao, Y Wang and B Qiang, "P2P Traffic Optimization based on Congestion Distance and DHT" Journal of Internet Services and Information Security (JISIS), volume: 6, number: (May 2016), pp 53-69 [53] A Rowstron and P Druschel, “Storage management and caching in PAST, a large- scale persistent peer-to-peer storage utility,” Proc The 18th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP), Alberta, Canada, pp 188-201, October 2001 [54] V Gopalakrishnan; B Silaghi; B Bhattacharjee and P Keleher ”Adaptive replication in peer-to-peer systems” Proc The 24th International Conference on Distributed Computing Systems, pp 360 - 369, Mar 2004 [55] S Legtchenko, S Monnet, P Sens and G Muller, “RelaxDHT: a churn-resilient replication strategy for peer-to-peer distributed hashtables” Proc ACM Transactions on Autonomous and Adaptive Systems, vol 7-2, pp 28:1-28:18, July 2012 143 [56] M Landers, H Zhang, and K.-L Tan, “Peerstore: Better performance by relaxing in peer-to-peer backup” Proc 4th International Conference on Peer-to-Peer Computing, Washington, DC, USA, pp 72–79, 2004 [57] A Ghodsi, L.O Alima and S Haridi, ”Symmetric Replication for Structured Peer-to-Peer Systems” Proc The 3rd International Workshop on Databases, Information Systems, and Peer-to-Peer Computing, Trondheim, Norway, pp 74–85, August 2005 [58] B Y Zhao; Ling Huang; J Stribling; S C Rhea; A D Joseph; J D Kubiatowicz ”Tapestry: A global-scale overlay for rapid service deployment” Proc IEEE Journal on Selected Areas in Communications, pp 41–53, Sep 2006 [59] Z Trifa, and M Khemakhem, “ A novel replication technique to attenuate churn effects” Peer-to-Peer Networking and Applications, Vol 9, No 2, pp 344–355, 2016 [60] H Shen and Y Zhu ”Plover: A Proactive Low-Overhead File Replication Scheme for Structured P2P Systems” Proc IEEE ICC, pp 5619-5623, May 2008 [61] Ha Shen; G Liu and H Chandler, “Swarm Intelligence Based ”File Replication and Consistency Maintenance in Structured P2P File Sharing Systems” Proc IEEE Transactions on Computers, vol 64, No 10, pp 2953-2967, Jan 2015 [62] Roy Friedman; Yoav Kantor and Amir Kantor ”Replicated erasure codes for storage and repair-traffic efficiency” Proc The 14th IEEE International Conference on Peer-to-Peer Computing, pp 1–10, Sept 2014 144 [63] Michael Rabin, “Efficient dispersal of information for security, load balancing, and fault tolerance” Proc Journal of the Association for Computing Machinery vol 36, No 2, pp 335–348, April 1989 [64] K Calvert, M Doar and E W Zegura,“Modeling Internet Topology” Proc IEEE Communications Magazine, Vol 35, No 6, pp 160163, June 1997 [65] Haiying Shen, Cheng-Zhong Xu, "Elastic Routing Table with Provable Performance for Congestion Control in DHT Networks", IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems,Volume 21, Issue 2, Feb 2010 [66] Zhi Chen, Guowei Huang, "Multi-Path with Probable Performance for Congestion Control in DHT Networks", Proceedings of 2011 International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology, 2011 [67] Qian He, Qinghe Dong, Baokang Zhao, Yong Wang and Baohua Qiang, "P2P Traffic Optimization based on Congestion Distance and DHT", Jour nal of Inter net Ser vices and Infor mation Secur ity (JISIS), volume: 6, number: (May 2016), pp 53-69 [68] Qi Cao and Satoshi Fujita, "Cost-Effective Replication Schemes for Query Load Balancing in DHT-Based Peer-to-Peer File Searches", J Inf Process Syst, Vol.10, No.4, pp.628-645, December 2014 [69] Konstantinou, Ioannis, Dimitrios Tsoumakos, and Nectarios Koziris "Fast and cost-effective online load-balancing in distributed range-queriable systems." IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 22.8, 13501364, 2010 145 [70] Crainiceanu, Adina, et al "Load Balancing and Range Queries in P2P Systems Using P-Ring." ACM Trans Internet Techn 10.4, 16-1, 2011 [71] Y Qiao and G Bochmann, “Load balancing in peer-to-peer systems using a diffusive approach,” Computing, vol.94, no.8-10, pp.649–678, 2012 [72] Bok, Kyoungsoo, et al "Load Balancing Using Load Threshold Adjustment and Incentive Mechanism in Structured P2P Systems." IEICE Transactions on Information and Systems 102.5, 1093-1096, 2019 [73] MOSKO, Marc E "Peer-to-peer sharing in a content centric network" U.S Patent Application No 10/187,460, 2019 [74] NEUMANN, Christoph; CHANDRASHEKAR, Jaideep; LE MERRER, Erwan Transfer of content in a peer-to-peer network U.S Patent Application No 16/025,175, 2019 [75] DOAR, Chen, et al Downloading of server-based content through peerto-peer networks U.S Patent Application No 15/641,261, 2019 [76] J Leng and T Li, “Research on P2P Network Resource Search Model,” in International Conference Advanced Engineering and Technology Research (AETR 2017) Research, 2018, vol 153, no Aetr 2017, pp 55–60 [77] https://internetworldstats.com/stats.htm 146 ... tốn nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Mục tiêu thuật tốn đề luận án tăng tỷ lệ thành công câu truy vấn nâng cao tính sẵn sàng liệu qua nâng cao hiệu hoạt động mạng Luận án đề xuất... đánh giá nghiên cứu điều khiển tắc nghẽn mạng ngang hàng có cấu trúc đề xuất thuật toán điều khiển tắc nghẽn mạng ngang hàng có cấu trúc - Phân tích, đánh giá nghiên cứu lưu liệu mạng ngang hàng. .. Kết luận Chương trình bày kiến thức mạng ngang hàng phục vụ cho việc nghiên cứu thuật toán nâng cao hiệu hoạt động mạng ngang hàng có cấu trúc Nội dung chương đề cập đến vấn đề mạng ngang hàng