Ứng dụng mô hình hàng đợi thông điệp trong kiến trúc khách - chủ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ -o0o - NGUYỄN QUANG DŨNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HÀNG ĐỢI THÔNG ĐIỆP TRONG KIẾN TRÚC KHÁCH – CHỦ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội 05 – 2011 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ -o0o - NGUYỄN QUANG DŨNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HÀNG ĐỢI THƠNG ĐIỆP TRONG KIẾN TRÚC KHÁCH – CHỦ Ngành: Cơng nghệ thông tin Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm Mã ngành: 60.48.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ TRUNG TUẤN Hà Nội 06 – 2011 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn: “ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HÀNG ĐỢI THƠNG ĐIỆP TRONG KIẾN TRÚC KHÁCH – CHỦ” kết nghiên cứu riêng tôi, không chép riêng Các số liệu bảng biểu hồn tồn xác nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đuợc đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn Hà nội ngày 28 tháng 06 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Dũng iii LỜI CÁM ƠN Trước tiên xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trung Tuấn, người thầy hướng dẫn tận tình, bảo thẳng thắn động viên tơi nhiều để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Trường Đại học Công nghệ đặc biệt thầy, cô giáo môn Công nghệ phần mềm giảng dạy, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập làm luận văn Tôi xin chân thành cám ơn lãnh đạo, bạn đồng nghiệp Phòng Phát triển công nghệ, Công ty Đầu tư phát triển công nghệ VTC Intecom giúp đỡ trình học tập làm luận văn Sau cùng, xin đuợc gửi lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè - người động viên, giúp đỡ học tập sống Hà nội ngày 28 tháng 06 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Dũng iv Mục lục Mục lục i Bảng ký hiệu chữ viết tắt iii Danh mục bảng iv Danh mục hình vẽ v Danh mục hình vẽ v Mở đầu Lý chọn đề tài Tóm tắt đọng luận điểm luận văn Nội dung luận văn Chương Tổng quan kiến trúc khách – chủ hàng đợi thông điệp 1.1 Kiến trúc khách – chủ 1.1.1 Mơ hình khách – chủ 1.1.2 Máy khách 1.1.3 Máy chủ 1.1.4 Đồng – Không đồng 1.2 Hàng đợi thông điệp 1.2.1 Thông điệp 1.2.2 Hàng đợi thông điệp 1.2.3 Hạn chế 1.3 Kết luận Chương Hàng đợi thông điệp kiến trúc khách – chủ 10 2.1 Kiến trúc hàng đợi thông điệp 10 2.1.1 Ứng dụng khách 10 2.1.2 Ứng dụng chủ 11 2.1.3 Thành phần định tuyến 11 2.2 Lý sử dụng hàng đợi thông điệp 12 2.1.1 Các chương trình chạy thời điểm khác 13 2.1.2 Không buộc cấu trúc chương trình 13 2.1.3 Các chương trình tách riêng biệt khỏi phức tạp mạng 16 2.1.4 Chương trình xếp, lên lịch để sử dụng tài nguyên cách tốt 17 2.1.5 Sự phối hợp tài nguyên 17 2.1.6 Dễ dàng di chuyển sử dụng lại mã chương trình 19 2.1.7 Khi sử dụng hàng đợi thông điệp 19 2.1.8 Lợi ích hàng đợi thông điệp so với sở liệu 20 2.3 Vòng đời thông điệp 20 2.4 Quá trình kết nối 21 2.5 Các thuộc tính hàng đợi thông điệp 22 2.5.1 Tên 22 2.5.2 Tính 22 i 2.5.3 Tính trì 22 2.5.4 Tự động xóa 22 2.5.5 Một số thuộc tính khác 23 2.6 Các yêu cầu hàng đợi thông điệp 23 2.6.1 Yêu cầu chức 23 2.6.2 Yêu cầu khác 25 2.7 Một số hệ thống hàng đợi thông điệp phổ biến 27 2.7.1 CORBA 27 2.7.2 IBM WebSphere MQ 28 2.7.3 Microsoft Message Queueing 29 2.8 Kết luận 29 Chương Thiết kế hàng đợi thông điệp 30 3.1 Mơ hình hàng đợi 31 3.1.1 Hàng đợi vào trước trước 31 3.1.2 Hàng đợi có ưu tiên 31 3.2 Mơ hình luồng thời gian 31 3.3 Hiệu hệ thống 33 3.3.1 Một số định nghĩa 33 3.4 Thông lượng hệ thống 34 3.4.1 Mơ hình giao tiếp đồng 34 3.4.2 Mô hình hàng đợi thơng điệp vào trước trước 34 3.4.3 Mơ hình hàng đợi thơng điệp có độ ưu tiên 36 Chương Thử nghiệm áp dụng hàng đợi thông điệp để phân tải ứng dụng kiến trúc khách – chủ 39 4.1 Bài toán thử nghiệm 39 4.1.1 Mơ tả tốn 39 4.1.2 Lý sử dụng hàng đợi thông điệp 42 4.2 Lựa chọn hàng đợi thông điệp cho hệ thống 44 4.2.1 Hệ thống lưu thông điệp tạm thời 44 4.2.2 Hệ thống lưu thông điệp bền vững 45 4.3 Cài đặt tích hợp thử hệ thống 46 4.3.1 Thành phần GameClient 47 4.3.2 Thành phần GameGuard 48 4.4 Kết thử nghiệm 48 4.4.1 Kết thử nghiệm truyền liệu 48 4.4.2 Kết tích hợp với hệ thống 49 Chương Kết luận 52 5.1 Đánh giá kết 52 5.2 Kết luận 52 Tài liệu tham khảo 53 ii Bảng ký hiệu chữ viết tắt Tên viế t tắ t Tiế ng Viêṭ Tiế ng Anh XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng eXtensible Markup Language AJAX JavaScript XML không đồng Asynchronous JavaScript and XML SSL Bảo mật tầng socket Secure Socket Layer MSMQ Tên hệ thống hàng đợi thông điệp Microsoft MicroSoft Message Queue SAFMQ Tên hệ thống hàng đợi thông điệp Store And Forward Message Queue Guard Bảo vệ GameGuard Hệ thống bảo vệ trò chơi iii Danh mục bảng Bảng 1: Tham số thời gian hệ thống 34 Bảng 2: Kết truyền liệu 49 iv Danh mục hình vẽ Hình 1: Kiến trúc hàng đợi thông điệp 10 Hình 2: Sự thực thi chương trình hệ thống 13 Hình 3: Quan hệ - nhiều 14 Hình 4: Quan hệ nhiều – 15 Hình 5: Mối quan hệ độc lập chương trình 16 Hình 6: Quan hệ chương trình 16 Hình 7: Thay đổi chương trình 18 Hình 8: Hàng đợi thơng điệp 30 Hình 9: Mơ hình luồng thời gian hệ thống giao tiếp thơng thường 31 Hình 10: Thời gian xử lý không đồng lớn thời gian phục vụ hàng đợi 32 Hình 11: Thời gian xử lý không đồng nhỏ thời gian phục vụ hàng đợi 33 Hình 12: Chương trình Guard hệ thống trò chơi trực tuyến 40 Hình 13: Tổng quan hệ thống Guard 42 Hình 14: Mơ hình cài đặt hệ thống GameGuard với GameClient VTC 47 Hình 15: Hệ thống chạy ổn định tích hợp với Audition 50 Hình 16: Thơng tin tài khoản người chơi sử dụng công cụ lừa dối 51 Hình 17: Thơng tin cơng cụ lừa dối sử dụng 51 v Mở đầu Lý chọn đề tài Ngày nay, kiến trúc khách – chủ kiến trúc phổ biến, áp dụng nhiều hệ thống phần mềm Với hệ thống sử dụng kiến trúc này, việc giao tiếp chương trình khách chương trình chủ thành phần quan trọng, chiếm nhiều thời gian công sức phát triển Việc lựa chọn sử dụng phương thức cho phù hợp với yêu cầu hệ thống mang lại nhiều lợi ích, tiết kiệm chi phí phát triển chi phí triển khai nâng cấp Đề tài nghiên cứu việc áp dụng mơ hình hàng đợi thơng điệp vào kiến trúc khách – chủ, tìm hiểu xem áp dụng hàng đợi thông điệp vào hệ thống mang lại độ tin cậy hiệu cao cách giao tiếp thơng thường Tóm tắt đọng luận điểm luận văn Trong luận văn này, tác giả xin tóm tắt lại số luận điểm đóng góp tác sau:  Khảo sát nghiên cứu cách truyền thông điệp kiến trúc khách – chủ  Đánh giá hiệu suất hệ thống sử dụng hàng đợi thông điệp phương thức giao tiếp khách – chủ  Ứng dụng thực thế: Ứng dụng hàng đợi thông điệp vào hệ thống cụ thể - Hệ thống phần mềm bảo vệ trò chơi trực tuyến Windows chống lại hacker Hàng đợi thông điệp sử dụng làm giải pháp cho việc giao tiếp khách – chủ hệ thống Từ đưa kết đánh giá cho hệ thống Nội dung luận văn Luận văn nghiên cứu hàng đợi thông điệp kiến trúc khách – chủ gồm chương: Chƣơng 1: Tổng quan kiến trúc khách – chủ hàng đợi thơng điệp Chương trình bày kiến thức chung nhấ t về kiế n trúc khách – chủ khái niệm hàng đợi thông điệp ... sàng Chƣơng Hàng đợi thông điệp kiến trúc khách – chủ 2.1 Kiến trúc hàng đợi thông điệp Hàng đợi thông điệp hoạt động dựa nguyên tắc truyền thông điệp sử dụng hàng đợi để lưu thơng điệp Nó tạo... quan kiến trúc khách – chủ hàng đợi thơng điệp Chương trình bày kiến thức chung nhấ t về kiế n trúc khách – chủ khái niệm hàng đợi thông điệp Chƣơng 2: Hàng đợi thông điệp kiến trúc khách – chủ. .. phân tải ứng dụng kiến trúc khách – chủ Chương trình bày thử nghiệm việc áp dụng mơ hình hàng đợi thông điệp để phân tải kiến trúc khách – chủ Trong chương này, mơ hình hàng đợi thơng điệp đưa