Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2008 Trang 9 Danh mục thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt Peer-to-peer Mạng ngang hàng Peer Đồng đẳng trong mạng ngang hàng Node Một thiết bị ố n i mạng một pee
NGƠ HỒNG GIANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI B - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA MỘT SỐ THUẬT TOÁN BẢNG BĂM PHÂN TÁN DHT VÀ ĐƯA RA GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HIỆU NĂNG CỦA THUẬT TOÁN CHORD 2006 - 2008 Hà Nội 2008 HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204939721000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC B NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 3898 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA MỘT SỐ BẢNG BĂM PHÂN TÁN DHT VÀ ĐƯA RA GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HIỆU NĂNG CỦA THUẬT TOÁN CHORD NGƠ HỒNG GIANG HÀ NỘI 2008 Mục lục Đánh giá hiệu số thuật toán bảng băm phân tán đưa giải pháp nâng cao hiệu thuật toán Chord Error! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined Mục lục Danh mục thuật ngữ từ viết tắt Error! Bookmark not defined Danh mục hình vẽ Error! Bookmark not defined Danh mục thuật toán Error! Bookmark not defined Danh mục bảng Error! Bookmark not defined Lời mở đầu Error! Bookmark not defined Chương Lý thuyết tổng quan Error! Bookmark not defined 1.1 Lý thuyết chung về mạng P2P Error! Bookmark not defined 1.1.1 Khái niệm mạng P2P Error! Bookmark not defined 1.1.2 Quá trình phát triển hệ thống P2P Error! Bookmark not defined 1.1.3 Ứng dụng p2p Error! Bookmark not defined 1.1.4 Các vấn đề mạng p2p Error! Bookmark not defined 1.2 Lý thuyết Distributed Hash Table (DHT) Error! Bookmark not defined 1.2.1 Hash Table (bảng băm) Error! Bookmark not defined 1.2.2 Distributed Hash Table Error! Bookmark not defined 1.3 Giới thiệu số DHT Error! Bookmark not defined 1.3.1 Chord Error! Bookmark not defined 1.3.2 Kademlia Error! Bookmark not defined 1.3.3 Tapestry Error! Bookmark not defined 1.3.4 Kelips Error! Bookmark not defined 1.4 Các phương pháp đánh giá, thử nghiệm mạng P2P .Error! Bookmark not defined 1.4.1 Khảo sát simulator mô mạng overlay Error! Bookmark not defined 1.4.2 P2PSim Error! Bookmark not defined Chương Đánh giá hiệu số DHT Error! Bookmark not defined 2.1 Bài toán thực tế Error! Bookmark not defined 2.2 Đánh giá hiệu số DHT Error! Bookmark not defined 2.2.1 Mục tiêu sở lý luận Error! Bookmark not defined 2.2.2 Quá trình thực nghiệm phương pháp đánh giá hiệu Error! Bookmark not defined 2.2.3 Xác định ngưỡng churn rate DHT làm việc tốt Error! Bookmark not defined 2.2.4 So sánh hiệu DHT Error! Bookmark not defined 2.2.5 Đánh giá ảnh hưởng tham số thiết hiệu DHT Error! Bookmark not defined Chương Cải tiến hiệu Chord Error! Bookmark not defined 3.1 Hạn chế giao thức Chord Error! Bookmark not defined 3.2 Giải pháp cải tiến giao thức Chord Error! Bookmark not defined 3.3 Giải pháp trì vịng dùng chế lock Error! Bookmark not defined 3.3.1 Mục tiêu Error! Bookmark not defined 3.3.2 Cơ chế làm việc Error! Bookmark not defined 3.4 Giải pháp caching proxy Error! Bookmark not defined 3.4.1 Mục tiêu Error! Bookmark not defined 3.4.2 Cơ chế làm việc Error! Bookmark not defined 3.5 Giải pháp dùng nhân đối xứng cải tiến Error! Bookmark not defined 3.5.1 Mục tiêu Error! Bookmark not defined 3.5.2 Cơ chế làm việc Error! Bookmark not defined Kết luận Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined Luận văn tốt nghiệp Ngơ Hồng Giang BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sỹ nghiên cứu thực hướng dẫn Thầy giáo TS Nguyễn Chấn Hùng Để hoàn thành luận văn này, ngồi tài liệu tham khảo liệt kê, tơi cam đoan khơng chép cơng trình thiết kế tốt nghiệp người khác Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2008 (Ký ghi rõ họ tên) Ngơ Hồng Giang Luận văn tốt nghiệp Ngơ Hồng Giang LỜI CẢM ƠN Trước hết vô biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo TS Nguyễn Chấn Hùng – người trực tiếp dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn, cung cấp thơng tin q báu giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm mạng thông tin – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, nơi công tác tạo nhiều điều kiện động viên khích lệ để tơi hồn thành luận văn Sau xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân bạn bè đồng nghiệp, người cổ vũ động viên hoàn thiện luận văn Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2008 Ngơ Hồng Giang Luận văn tốt nghiệp Ngơ Hồng Giang Mục lục LỜI CAM ĐOAN U U LỜI CẢM ƠN U U Mục lục U U Danh mục thuật ngữ U U Danh mục hình vẽ U U Danh mục thuật toán U U Danh mục bảng U U Lời mở đầu .10 U U Chương U Lý thuyết tổng quan 11 U U Lý thuyết chung về mạng P2P 11 1.1 U U U U 1.1.1 Khái niệm mạng P2P .11 U U U U U U U U U U U U U Lý thuyết Distributed Hash Table (DHT) 18 U U U U Hash Table (bảng băm) 18 1.2.1 U U U 1.2.2 U Distributed Hash Table 18 U U U U Giới thiệu số DHT 20 1.3 U U U U 1.3.1 Chord 21 U U U 1.3.2 U U 1.3.3 U Tapestry 33 U U U 1.3.4 U Kelips .38 U U U Kademlia 30 U U U U Các phương pháp đánh giá, thử nghiệm mạng P2P 40 U U 1.4.1 Khảo sát simulator mô mạng overlay .41 U 1.4.2 U U Các vấn đề mạng p2p 16 1.1.4 U U Ứng dụng p2p 16 1.1.3 1.2 U Quá trình phát triển hệ thống P2P .12 1.1.2 1.4 U U U U U U P2PSim .42 U Luận văn tốt nghiệp Đánh giá hiệu số DHT .43 Chương U U U U U U U Đánh giá hiệu số DHT .44 2.2 U U U U Mục tiêu sở lý luận 44 2.2.1 U U U U U U U U U U So sánh hiệu DHT 53 2.2.4 U U U U Đánh giá ảnh hưởng tham số thiết hiệu DHT 63 2.2.5 U U U Xác định ngưỡng churn rate DHT làm việc tốt 47 2.2.3 Chương U Quá trình thực nghiệm phương pháp đánh giá hiệu 45 2.2.2 U U U Cải tiến hiệu Chord 68 U U U Hạn chế giao thức Chord 68 3.1 U U U U Giải pháp cải tiến giao thức Chord 68 3.2 U U U U Giải pháp trì vịng dùng chế lock 69 3.3 U U U U 3.3.1 Mục tiêu 69 U U U U 3.4 U Cơ chế làm việc 69 3.3.2 U U U Giải pháp caching proxy 79 U U U U 3.4.1 Mục tiêu 79 U U U U Cơ chế làm việc 79 3.4.2 U U U Bài toán thực tế 43 2.1 3.5 Ngơ Hồng Giang U U U Giải pháp dùng nhân đối xứng cải tiến 87 U U 3.5.1 U Mục tiêu 87 U 3.5.2 U U U U U Cơ chế làm việc 87 U U U Kết luận 92 U U Tài liệu tham khảo 93 U Luận văn tốt nghiệp Ngơ Hồng Giang Danh mục thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt Peer-to-peer Mạng ngang hàng Peer Đồng đẳng mạng ngang hàng Node Một thiết bị nối mạng (một peer) Item Một đơn vị liệu Structured Có cấu trúc Overlay Mạng xây dựng mạng khác Hash table Bảng băm Distributed hash table Bảng băm phân tán Join Gia nhập (mạng ngang hàng) Leave Rời khỏi (mạng ngang hàng) Failure Lỗi Churn rate Số lượng peer rời khỏi/gia nhập mạng khoảng thời gian Luận văn tốt nghiệp Ngơ Hồng Giang Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Mơ hình centralized directory .13 U U Hình 1.2 Mơ hình flooding request .14 U U Hình 1.3 Distributed Hash Table 20 U U Hình 1.4 (a) Một mạng Chord với node, item N=16 (b) Nguyên tắc chung U bảng routing table (c) Bảng routing table node node 11 23 U Hình 1.5 Quá trình node join vào mạng .28 U U Hình 1.6 (a) Bảng finger vị trí key sau node join (b)Bảng finger vị trí U key sau node leave .29 U Hình 1.7.Con trỏ node (0011) Kademlia 31 U U Hình 1.8 Minh họa cách chọn bảng định tuyến node Tapestry .34 U U Hình 1.9 Đường thông điệp từ node 5230 tới node 42AD 36 U U Hình 1.10 Ví dụ Tapestry node publish item 37 U U Hình 1.11 Ví dụ Tapestry node tìm kiếm item .37 U U Hình 1.12 Mạng Kelips node phân tán 10 nhóm affinity trạng U thái node cụ thể 39 U Hình 2.1 Node join/leave với interval=600 s mạng Chord 100 node 46 U U Hình 2.2 Lưu đồ thuật tốn q trình xác định churn rate 48 U U Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ tìm kiếm thành công (fration of successful lookups) U theo băng thơng trung bình node sử dụng (average live bandwidth) mạng Kademlia 100 node (trái) 1000 node (phải) 49 U Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ tìm kiếm thành cơng theo băng thơng trung bình U node sử dụng mạng Chord 100 node (trái) 1000 node (phải) .50 U Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ tìm kiếm thành cơng theo băng thơng trung bình U node sử dụng mạng Kelips 100 node (trái) 1000 node (phải) 51 U