LUẬN VĂN: TRUYỀN TIN MULTICAST ĐA LUỒNG THỜIGIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC pdf

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 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2010 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 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Sơn HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành c  i hc Công Ngh - i hc Quc Gia Hà Nn tình ging d em trong su em  kin th hoàn thành khóa lun này. c bit em xin gi li c  c n thy Nguy    ng dnh hình cho em cách tip cn nghiên cu khoa hc. ng thi trong sut quá trình làm lui mt vi các v n gii quyt th em tránh khi sai lm giúp em tc hoàn thành khóa lun này. i li cn các anh ch và các bn trong nhóm nghiên cu ca thy Nguyc bit là cô Bùi Th t tình h tr v mng và kinh nghi em có th hoàn thành khóa lun này tht tt. Con xin gi ti b m và nhng bi  t qua  này. Hà N10 Sinh viên Nguyễn Văn Minh Tóm tắt                                          ci    trên .                                      IP TV,              .    n                        .                        .  -  ,                .                                              Client-        eaming                 -       . Khóa lun tôi trình bày nht gii pháp xây d lung thi gian thc trên mng ngang hàng có c                             . Thit k  lun da trên giao thc DHT và mô hình mng Chord , kt qu mô pht qu tt. Tuy nhiên cn nhiu nghiên cu ci tia nht hiu qu cao nht. Mục lục M u 2 n tin multicast thi gian thc 3 1.1. Tng quan v truyn tin multicast thi gian thc 3 1.1.1. IP Multicast 4 1.1.2. Multicast tng ng dng 6 1.1.3. Các mô hình truyn tin multicast tng ng dng 8 1.2. Truyn tin multicast thi gian thc 11 ng thi gian thc 13 2.1. Tng quan v truyng 13 2.2. Splitstream 14 ng thi gian thc trên mng ngang hàng có cu trúc 25 3.1. V cn gii quyt 25 ng 25 3.3. Thit k gii pháp 27 3.3.1. Xây dng cây multicast 29 3.3.2. Duy trì cây multicast khi có node ri khi mng 32  33 ng 33 4.1.1. Kin trúc mng mô phng 33 4.1.2. Các tham s trong mng mô phng 34 4.2. Kt qu  36 4.2.1. Hiu qu  chênh lch s hop nhc các lung ti các node 36 4.2.2. Hiu qu  cân bng ti trên toàn h thng 38 t lun 40 5.1. Kt lun 40 ng phát trin tip theo c tài 40 1 Danh mc hình nh Hình 1. Một số mô hình truyền tin 3 Hình 2. Mô hình IP Multicast 4 Hình 3. Bộ định tuyến trong truyền tin multicast tầng mạng 6 Hình 4. Truyền thông multicast tầng mạng và tầng ứng dụng 7 Hình 5. Giao thức Narada 9 Hình 6. Mạng phủ 7 node (a) và cây multicast xây tương ứng (b) 10 Hình 7. Truyền tin mulicast đa luồng 13 Hình 8. Bảng định tuyến của node 10233102 trong Pastry 15 Hình 9. Node 10233102 gửi thông điệp m đến node 33321220 16 Hình 10. Quá trình 1 node join vào group 19 Hình 11. Truyền tin multicast trong group Scribe 20 Hình 12. Quá trình tự sửa cây multicast 21 Hình 13. Splitstream F luồng 22 Hình 14. Xác định node cha khi băng thông đi ra vượt quá giới hạn 23 Hình 15. Phân chia vùng gần vùng xa cho các node con 26 Hình 16. Bảng Finger Table trong Chord 28 Hình 17.Lưu giữ key trong mạng Chord 29 Hình 18.Tìm các node con gần và node con xa 30 Hình 19. Node nhận được các luồng 31 Hình 20. Sửa cây multicast khi có node rời khỏi mạng 32 Hình 21. Mô hình mạng thực tế 33 Hình 22. Chênh lệch hop lớn nhất giữa các luồng với 1014 node 37 Hình 23. Chênh lệch hop lớn nhất giữa các luồng với 2072 node 38 Hình 24. Hiệu quả cân bằng tải với 1014 node 38 Hình 25. Hiệu quả cân bằng tải với 2072 node 39 2 Mở đầu                  .                                , video conference             ,              ,                .    2  ng.            ,      .                  :              net (          )        .            . T           k   .              ,                   .                        .               .                .                                 .                       litstream.          Pastry, Scribe                              .     t qu i tt. Gii pháp ca khóa lu ra dm ca mô hình mng có cc s phù hp vi vic xây dng cây  ng. Tóm tt ni dng : n tin multicast thi gian thc : Truyn ng thi gian thc : Xây dng thi gian thc trên mng ngang hàng có cu trúc : Mô ph Ch: Kt lung phát trin 3 Chƣơng 1.Truyền tin multicast thời gian thực 1.1.Tổng quan về truyền tin multicast thời gian thực u kin internet phát trin rt n nay vic truyn tin trên mng   nên ngày càng quan trng và ph bin. M  i cùng ca vic truyn tin là gi thông tin t n máy khác    n và trc quan c truyn tin gia các máy thành truyn tin gia các node.  mô hình truyn tin ng gp : Hình 1. Một số mô hình truyền tin a khóa lun s lm rõ chi tit vic truyn tin multicast. Truyc 1 máy truyn 1 nhóm máy có la chc mô hình hóc nhân bn thành nhiu gói tin khác và gcnh ca cây multicast . Ta có th thy truyn tin multcast t ra rt hiu qu trên mng Internet. So sánh vn tin broadcast (gi không có la chn)  :                     ,                      .                . Chính nh c tính riêng hiu qu y mà truy  ng phát trin truyn tin chính so vi các   n tin khác. Truyn tin multicast hic phân loi thành 2 nhánh chính là : IP Multicast 4 (Multicast tng mng ) và Multicast trên tng ng dng s c gii thiu  mc tip theo. 1.1.1.IP Multicast Định nghĩa cơ bản nhất của IP Multicast : IP multicast là cơ chế gửi một thông điệp từ một nguồn duy nhất đến một nhóm chọn lựa các địa chỉ đích thông qua một hạ tầng mạng lớp 3 trong một dòng dữ liệu Hình 2. Mô hình IP Multicast Hình 2 trình bày chi tit v mô hình IP Multicast và cách thc hong ca nó. Node gi là máy Sender vi mc tiêu là gn cho 2 máy Receiver. Sender s gi gói tin IP va ch multicast (cái này s c gii thích chi tit  n Switch/Router. Switch/Router nhn  a ch  nhân bn gói tin thành n gói tin gi a ch IP Multicast trên (trong hình minh ha ch   xut gi i , nó là s phát trin t mô hình dch v  nhm nâng cao giao tim. Mô hình dch v multicast cung cp hai li ích chính: (1) hiu qu s dvia ch nhóm gián tip cho phép redezvous tng m xut này c ra mc mi cho các ng dng ca IP Multicast. 5  truyn multicast thì cn da trên khái nim mt nhóm. Nhóm cha tt c các máy cùng mong mun nhc mt d liu. Nhóm này không có gii hn v vt lý a lý, nó có th nm  bt c ng Internet. Thu IP Multicast c phát trii hc và các phòng nghiên cu nhm phc v ch yu cho video streaming vi t cao nht. Vic qun lý và phân nhóm trong khu vc m  y s không quá phc tp. Tuy nhiên khi áp dng vào mng Internet thì nó c   ( IGMP - Internet Group Management Protocal) i. Các máy trên mng Internet mun nhn d liu thì cn phi gia nhp giao thc qun lý nhóm mng IGMP. i dùng có th quynh tham gia hoc ri b nhóm bt c lúc nào, và có th là thành viên ca nhiu nhóm multicast cùng lúc. Vai trò ca máy tham gia trong quá trình truyn multicas khác nhau: cùng mt máy có th là ngun gi i là máy nhn trong cây multicast khác. Mi mt máy ca ch a ch mà mi máy tham gia vào nhóm và mong mun nh c d liu. IANA ( IANA - Internet Assigned Numbers Authority) s kim soát via ch a ch ly tt c a ch Multicast nm trong di: 224.0.0.0  239.255.255.255.  có th thc hin multicast, b nh tuyn (ting Anh: Router) trong mô hình này phi có cht trong nhng mc ln nht khin IP Multicast khó có th phát trin mnh). Khi ngun multicast truyp multicast, b nh tuyn cc b s gi thông n các b nh tuyc kt ni vi mng có các thành viên ca nhóm multicast. y, trong cây multicast ca mô hình truyn tin multicast tng mng, các b nh tuym v chuyn tip các gói tin multicast ti các máy nhn, là các node lá ca cây multicast. Vai trò ca b nh tuyn c minh hError! Reference source not found [...]... dựng multicast trên các mạng ngang hàng có cấu trúc DHT khác như CAN, CHORD… 10 Mạng ngang hàng có cấu trúc thuộc nhánh các mạng ngang hàng phân tán trong các mô hình mạng ngang hàng Mạng ngang hàng có cấu trúc khắc phục nhược điểm của mạng không cấu trúc bằng cách sử dụng hệ thống DHT (Bảng Băm Phân Tán, tiếng anh: Distributed Hash Table) Hệ thống này định nghĩa liên kết giữa các nút mạng trong mạng. .. này không thể tối ưu được bằng truyền thông multicast trên tầng mạng Tuy nhiên, truyền tin multicast tầng ứng dụng vẫn có khả năng giảm tải nhiều cho đường truyền và nguồn tin multicast 1.1.3.Các mô hình truyền tin multicast tầng ứng dụng Đề có thể truyền tin multicast được thì trước tiên cần có một cấu trúc topology của mạng phủ Trong topology của tầng mạng phủ - tầng mạng ứng dụng, các máy tính liên... Tổng quan về truyền tin multicast đa luồng Hình 7 Truyền tin mulicast đa luồng Về cơ bản truyền tin multicast đa luồng được xây dụng trên cây multicast với mở rộng : các node thay vì chỉ gửi và nhận 1 gói dữ liệu thì bây giờ lại nhận và gửi nhiều dữ liệu hơn Xét ví dụ ở Hình 7 Bây giờ giả sử ta chỉ quan tâm đến stripe 1 (luồng 1) : đây chính là truyền tin multicast đơn luồng Quá trình truyền tin như sau...  Tính không ổn định của mạng Đây chính là đặc trưng thực tế của hệ thống mạng ngang hàng Các node trong cây multicast sẽ vào ra liên tục và để cây multicast vẫn đảm bảo truyền tin được đến tất cả các node thì cần phải có cơ chế thay đổi lại cây multicast cho phù hợp Gần đây đã có một số nghiên cứu liên quan đến xây dựng cây multicast đa luồng trên mạng ngang hàng có cấu trúc sử dụng giao thức DHT(Bảng... khăn do mỗi node biết rất ít thông tin về các node khác trong mạng 1.2 .Truyền tin multicast thời gian thực Một nhánh trong truyền tin multicast là truyền tin multicast thời gian thực Phương pháp truyền tin này thường được áp dụng trong các ứng dụng video streaming trực tiếp có thể xem là thế mạnh thực sự của mạng ngang hàng so với mô hình mạng client – server truyền thống Ví dụ cụ thể nhất là khi... trong truyền tin multicast tầng mạng Truyền tin multicast tầng mạng phát huy mạnh mẽ các ưu điểm của truyền thông multicast nói chung Do các bộ định tuyến đóng vai trò các node trên thân cây multicast, các cạnh của cây cũng chính là các đường truyền vật lý, các gói tin multicast được nhân bản tại các bộ định tuyến làm cho số gói tin lưu thông trên đường truyền giảm tới mức tối thiểu Do đó, hiệu suất truyền. .. thức truyền tin multicast cũng như truyền tin multicast thời gian thực Một trong những đặc tính quan trọng của hệ thống multicast là 1 máy khi tham gia vào hệ thống multicast có thể vừa là node gửi dữ liệu lại vừa là node nhận dữ liệu Từ tính chất này người ta đã phát triển truyền tin multicast từ đơn luồng thành đa luồng với những ưu điểm , hiệu quả ứng dụng rất đáng ghi nhận trên mạng ngang hàng. .. việc tìm kiếm thông tin nhanh hơn Giao thức tìm kiếm chung trong mạng sẽ đảm bảo thông tin được tìm kiếm chính xác Đây là một lợi thế rất quan trọng khi áp dụng mạng ngang hàng có cấu trúc để triển khai truyền tin multicast, do truyền tin multicast yêu cầu khả năng định tuyến của mạng phủ để xây dựng nên cây multicast Ngoài ra, tài nguyên được phân bố một cách hợp lý để không có một máy tính nào lưu... cứu các giải pháp hiện nay về truyền tin multicast đa luồng với các ưu nhược điểm riêng khi ứng dụng sang truyền tin multicast đa luồng thời gian thực thì ở chương ba này sẽ là giải pháp mà tôi đưa ra trong khóa luận Giải pháp này đã hướng đến mục tiêu là truyền tin multicast đa luồng thời gian thực ngay từ đầu nên nó sẽ có những ưu điểm riêng Tuy nhiên bên cạnh đó cũng có những nhược điểm nhất định... dựng cây multicast đa luồng dựa trên nền tảng Pastry , Scribe Để hiểu được Splitstream ta sẽ tìm hiểu rõ về cấu trúc Pastry và Scribe ngay sau đây 14 Pastry Là một giao thức phân phối dữ liệu và định tuyến ở tầng ứng dụng trong các ứng dụng mạng ngang hàng có cấu trúc Đúng như định nghĩa của nó Pastry có hai nhiệm vụ chính là phân phối dữ liệu trong một mạng ngang hàng và tìm kiếm dữ liệu trong mạng dựa . Nguyễn Văn Minh TRUYỀN TIN MULTICAST ĐA LUỒNG THỜI GIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin . Nguyễn Văn Minh TRUYỀN TIN MULTICAST ĐA LUỒNG THỜI GIAN THỰC TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hƣớng. thc trên mng ngang hàng có cu trúc : Mô ph Ch: Kt lung phát trin 3 Chƣơng 1 .Truyền tin multicast thời gian thực 1.1.Tổng quan về truyền tin multicast