NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Minh Hoàng NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Minh Hoàng NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH PHÂN TẢI SERVER SỬ DỤNG PROXY ĐỘNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Hà Cán bộ đồng hướng dẫn: ThS. Vũ Quang Dũng HÀ NỘI – 2009 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI COLLEGE OF TECHNOLOGY Nguyen Minh Hoang RESEARCH ON SERVER WORKLOAD REDUCTION USING DYNAMIC PROXY GRADUATION THESIS Major field: Information Technology Supervisor: Nguyen Viet Ha, Dr. Eng. Co-supervisor: Vu Quang Dung, Master HANOI – 2009 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động i Lời cảm ơn Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy giáo TS. Nguyễn Việt Hà và ThS. Vũ Quang Dũng. Các thầy đã hướng dẫn em tận tình trong suốt năm học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN. Các thầy cô đã dạy bảo, chỉ dẫn chúng em và luôn tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập trong suốt quá trình học đại học đặc biệt là trong thời gian làm khoá luận tốt nghiệp. Tôi xin cảm ơn các bạn sinh viên khoá K50 trường Đại học Công nghệ, đã cho tôi những ý kiến đóng góp giá trị khi thực hiện đề tài này. Cuối cùng con xin gửi tới bố mẹ và toàn thể gia đình lòng biết ơn và tình cảm yêu thương sâu sắc. Hà Nội, ngày 20/5/2009 Nguyễn Minh Hoàng Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động ii Tóm tắt Xu hướng chuyển mọi tính toán lên Server bên ngoài Internet đang dần trở nên phổ biến, và sẽ là một trong những hình thức hoạt động chủ yêu của tương lai. Do đó yêu cầu về việc phân tải cho Server là thiết yếu. Các mô hình hiện có chủ yếu phân tải cho Server bằng một Server khác hoặc dựa trên các Cache Proxy. Khoá luận này sẽ đưa ra một mô hình mới cho việc phân tải Server bằng việc sử dụng Proxy động được xây dựng dựa trên lý thuyết về Agent. Trong mô hình này, các tính toán sẽ được đóng thành các Agent và được chuỷên xuống cho Proxy thực hiện. Với mô hình này, việc tính toán trên Server sẽ được giảm bớt do một số tính toán có thể được thực hiện ngay trên Proxy. Cùng với đó là tính hiệu quả trong việc sử dụng đường truyền Internet cũng được tăng lên khi Proxy được bố trí như một cổng ra Internet của hệ thống mạng phía sau nó. Một kết quả nữa mà mô hình Proxy động có thể mang lại là tốc độ tính toán sẽ tăng lên do công việc được chia sẻ cho Proxy trong cùng mạng thực hiện và tốc độ truyền thông tin giữa Client với Proxy nhanh hơn so với việc truyền tới Server. Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động iii Abstract Tendency to transfer all calculations on the Internet Server is gradually becoming popular, and will be one of the main active forms in the future. Therefore the requirements for the server workload reduction is essential. Current models have major share in a Server by using another Server or Cache Proxy. This thesis will offer a new model for the server workload reduction using dynamic Proxy based on the theory of Agent. In this model, calculations will be packaged into the Agent and moved to Proxy for executing. In here, calculation on the Server will be reduced because a number of calculations can be done on the Proxy. Along with that, efficiency in the use of internet access will also be enhanced when the Proxy is arranged as an Internet gateway for the network behind it. Another result that dynamic Proxy model can bring is that calculation speed will be increased because Server works will be shared by Proxy and communication speed between the Client and the Proxy is faster than that between the Client and the Server. Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động iv Mục lục Lời cảm ơn .i Tóm tắt . ii Abstract . iii Mục lục . iv Danh mục hình vẽ vi Chương 1 Đặt vấn đề 1 1.1. Thực trạng 1 1.2. Phạm vi nghiên cứu 3 1.3. Sơ lược về cách tiếp cận . 3 1.4. Cấu trúc của khóa luận . 4 Chương 2 Agent phần mềm 6 2.1. Tìm hiểu về Agent 6 2.1.1. Agent 6 2.1.1.1. Agent là gì 6 2.1.1.2. Kiến trúc tổng thế . 7 2.1.2. FIPA (Foundation for Intelligent, Physical Agents) . 8 2.1.2.1. Lịch sử phát triển 8 2.1.2.2. Các khái niệm cốt lõi 9 2.1.2.2.1. Truyền thông Agent (agent communication) 9 2.1.2.2.2. Quản lý Agent (Agent management) 9 2.2. Nền tảng JADE 10 2.2.1. Lịch sử phát triển . 10 2.2.2. Jade và mô hình các Agent 11 2.2.3. Kiến trúc Jade 11 2.2.4. Biên dịch và chạy nền tảng Jade 13 2.2.5. Agent di động (Mobile Agent) . 16 Chương 3 Mô hình Proxy động 19 3.1. Mô tả bài toán 19 3.2. Mô hình đề xuất . 20 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động v 3.2.1. Ý tưởng . 20 3.2.2. Giải pháp . 21 3.2.2.1. Giải pháp cho Server 21 3.2.2.2. Giải pháp cho Proxy . 21 3.2.3. Mô hình . 22 3.2.3.1. Mô hình chung . 22 3.2.3.2. Mô hình của Server 23 3.2.3.3. Mô hình của Proxy . 25 Chương 4 Thực nghiệm 29 4.1. Phân tích thiết kế 29 4.1.1. Mô tả chương trình 29 4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật 30 4.1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật cho Server . 30 4.1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật cho Proxy 30 4.1.3. Các giai đoạn phát triển . 31 4.1.4. Thiết kế chương trình 32 4.2. Cài đặt và thực nghiệm . 33 4.2.1. Cài đặt Server 34 4.2.2. Cài đặt Proxy . 34 4.2.3. Thực nghiệm . 34 Chương 5 Kết luận 37 5.1. Kết quả thu được 37 5.2. Hướng phát triển tiếp theo 38 Tài liệu tham khảo 40 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động vi Danh mục hình vẽ ` Hình 2.1: Quản lý Agent . 10 Hình 2.2: Mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính . 12 Hình 2.3: UML mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính 12 Hình 2.4: Cấu trúc thư mục JADE 14 Hình 2.5: Kết quả khi khời động thành công . 15 Hình 2.6: Giao diện nền tảng JADE 15 Hình 2.7: Cấu trúc đơn giản của Agent di dộng . 17 Hình 3.1: Mô hình Client – Proxy – Server . 19 Hình 3.2: Mô hình hệ thống 23 Hình 3.3: Cấu trúc Server . 24 Hình 3.4: Mẫu yêu cầu gửi cho Server 25 Hình 3.5: Cấu trúc Proxy Server . 26 Hình 3.6: Mẫu yêu cầu gửi cho Proxy . 28 Hình 4.1: Biểu đồ tuần tự của hệ thống . 32 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động 1 Chương 1 Đặt vấn đề 1.1. Thực trạng Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau. Hệ thống máy tính này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, các viện nghiên cứu, các trường đại học, các chính phủ và người dùng cá nhân. Các máy tính kết nối Internet có thể lấy thông tin từ rất nhiều nguồn khác nhau đồng thời cũng có thể chia sẻ thông tin của mình cho những người sử dụng khác. Internet mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho người dùng, phổ biến nhất có thể kể đến hệ thống thư điện tử, trò chuyện trực tuyến, truy tìm dữ liệu, các dịch vụ thương mại và chuyển ngân, và các dịch vụ về y tế giáo dục như chữa bệnh từ xa hoặc tổ chức các lớp học ảo. Chúng cung cấp một khối lượng thông tin và dịch vụ khổng lồ trên Internet. Nhu cầu sử dụng Internet không chỉ như một nơi cung cấp thông tin mà còn là nơi thực hiện trực tiếp các yêu cầu về tính toán ngày một lớn. Các dịch vụ chuẩn được sử dụng phổ biến trên Internet hiện nay như trao đổi thư điện tử, truy cập Web và truy cập dữ liệu đều dựa trên mô hình Client – Server [11]. Client – Server diễn tả mối quan hệ giữa hai chương trình máy tính mà ở đó chương trình Client tạo ra các yêu cầu về dịch vụ cho chương trình Server. Mô hình kiến trúc phần mềm Client - Server phân tách các hệ thống Client và các hệ thống Server và liên kết chúng dựa trên mạng máy tính. Một ứng Client – Server là một hệ thống được phân bố bao gồm cả phần mềm cho Client và phần mềm cho Server. Một phần mềm Client khi chạy có thể khởi tạo một tiến trình liên kết trong khi phía Server chờ đợi yêu cầu từ bất kỳ Client nào. Mô hình Client – Server là trung tâm của các ý tưởng về mạng tính toán. Đa số các ứng dụng kinh doanh được viết ra đều sử dụng mô hình Client – Server. Mỗi phiên bản của phần mềm Client có thể gửi các dữ liệu yêu cầu đến một hoặc nhiều Server. Sau đó, Server sẽ chấp nhận các yêu cầu này, xử lý chúng và trả thông tin đã được yêu cầu cho Client. Mặc dù khái niệm này có thể được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng khác nhau theo các cách khác nhau nhưng kiến trúc cơ bản thì vẫn được giữ nguyên. [...]... khởi động JADE với đồ hoạ bằng cách sử dụng lệnh: prompt> java jade.Boot –gui Sau khi khởi động thành công, màn hình dòng lệnh sẽ hiển thị thông báo giống như hình 2.5 và đồ hoạ của JADE sẽ hiện ra giống như hình 2.6 14 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động Hình 2.5: Kết quả khi khời động thành công Hình 2.6: Giao diện nền tảng JADE 15 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động. .. Như vậy, ý tưởng chính để đưa ra được mô hình sử dụng Proxy động để phân tải cho Server là sử dụng Agent đóng gói và chuyển các tính toán từ Server về Proxy 20 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động 3.2.2 Giải pháp Dựa trên ý tưởng đã đưa ra, chúng ta sẽ đưa ra giải pháp cho Server và Proxy để có thể đáp ứng yêu cầu của bài toán 3.2.2.1 Giải pháp cho Server Giải pháp cho việc đóng gói và... nhau, nhưng kết quả khác nhau, yêu cầu kết nối ra Internet vẫn phải được thực hiện 3 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động Sử dụng Cache Proxy Server không phải là một lựa tốt cho mô hình cần đưa ra, tuy nhiên việc áp dụng mô hình Client – Proxy – Server là một giải pháp Trong mô hình này, máy chủ Proxy ngoài chức năng cổng ra vào Internet thông thường, nó còn được bổ sung thêm khả... trên Server có thể được gửi xuống cho Proxy và có thể thực thi trực tiếp trên Proxy Proxy có khả năng nhận và thực thi tính toán như trên được gọi là Proxy động Nói một cách khác, yêu cầu của bài toán là xây dựng mô hình phân tải cho Server sử dụng Proxy động 3.2 Mô hình đề xuất Phần này sẽ trình bày ý tưởng để đưa ra được mô hình phân tải cho Server sử dụng Proxy động Sau đó sẽ trình bày chi tiết về... bằng cách đăng ký với nó Biểu đồ UML trong hình 2.3 miêu tả mối quan hệ giữa các thành phần kiến trúc chính của JADE 11 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động Hình 2.2: Mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính Hình 2.3: UML mối quan hệ giữa các thành phần trong kiến trúc chính 12 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động 2.2.4 Biên dịch và chạy nền tảng Jade... Internet và các vấn đề cần giải quyết khi sử dụng mô hình Client – Server truyền thống Để đáp ứng đượng nhu cầu sử dụng và ứng dụng công nghệ mới, chúng ta cần giản giải quyết các vấn đề về khả năng phân tải cho các máy chủ và giảm lượng thông tin được truyền trên Internet Vì vậy, cần 2 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động phải phát triển một mô hình cho phép đưa các tính toán được yêu... phân tải cho Server sử dụng Proxy động và mô hình để giải quyết bài toán dựa trên lý thuyết về Agent Mô hình Proxy động sẽ được miêu tả cụ thể từ ý tưởng ban đầu, giải pháp cụ thể cho đến mô hình chi tiết để giải quyết bài toán Chương 4 trình bày về thực nghiệm dựa trên mô hình đã đưa ra ở chương 3 Thực nghiệm này là một ứng dụng cụ thể của mô hình đã đưa ra trong thực tế Thực nghiệm 4 Nghiên cứu mô. .. cho Proxy Proxy nhận yêu cầu từ Client, phân tích yêu cầu dựa trên khuôn dạng chuẩn đã được quy định trước để phân loại các yêu cầu có sử dụng Agent và các yêu cầu không sử dụng Agent Khi có nhiều yêu cầu về sử dụng cùng một Agent, Proxy sẽ gửi yêu cầu đến Server để tải Agent tính toán về, sau đó mọi tính toán của phần này sẽ được thực hiện ngay trên Proxy 21 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng. .. Việc chuyển một Agent từ Server sang Proxy sẽ được thực hiện hoàn toàn trên vùng chứa này 22 Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động Hình 3.2: Mô hình hệ thống 3.2.3.2 Mô hình của Server Hình 3.3 là cấu trúc các thành phần bên trong Server chính và chức năng của mỗi thành phần: - Giao tiếp với Client /Proxy: Phần này làm nhiệm vụ lắng nghe và kết nối tới Client hoặc Proxy Khi có một yêu cầu.. .Nghiên cứu mô hình phân tải Server sử dụng Proxy động Kiểu kiến trúc cơ bản nhất áp dụng mô hình Client – Server là chỉ sử dụng hai máy, một Client và một Server Kiểu kiến trúc này đôi khi được hiểu là hai lớp Nó cho phép các thiết bị có thể chia sẻ các tài nguyên Kiến trúc hai lớp có nghĩa là các hành động của Client là một lớp và ứng dụng tổng hợp các hành động của Server là một lớp