đánh giá hiệu năng cơ chế lặp lịch

i MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀCHỮVIẾT TẮT .ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼVÀĐỒTHỊ v MỞĐẦU Chương .2 TỔNG QUAN VỀMẠNG NGANG HÀNG .2 Hình 1.1: Hệ thống mạng Hình 1.2: Mô hình Client/Server Hình 1.3: Mô hình P2P Hình 1.4: Mô hình mạng chồng phủ Hình 1.5: Phân loại mạng P2P .8 Hình 1.7: Mạng ngang hàng túy (Gnutella 4.0, FreeNet) 11 Hình 1.8: Node mạng tham gia vào mạng Gnutella tìm kiếm file 11 Peer A tham gia vào mạng 11 Hình 1.9: Mạng ngang hàng lai ghép 14 Hình 1.10: Cấu trúc dạng vòng 15 Chương .21 CÁC CƠCHẾLẬP LỊCH TRONG 21 MẠNG NGANG HÀNG 21 Hình 2.1: Mạng kết nối hoàn thiện với việc cấp phát băng thông không đối xứng 23 Hình 2.2: Ma trận sở hữu vàđồ thị mạng luồng .34 Hình 2.3: Luồng cực đại lịch trình truyền dẫn .36 Hình 2.4: Dồ thị luồng cực đại có trọng số lịch trình truyền dẫn .37 Hình 2.5: Trao đổi block hai peer hệthống P2P chia sẻfile 40 Hình 2.6: Trao đổi block peer thống P2P live streaming 40 Hình 2.7: Trao đổi block peer hệthống P2P VoD 41 Hình 2.8: Lập lịch Pull-based 42 Hình 2.9: Lập lịch RUc 45 Hình 2.10: Lập lịch LUc 45 Hình 2.11: Lập lịch RUp 46 Hình 2.12: Lập lịch MDp 47 ii Hình 2.13: Lập lịch ELp 47 Hình 2.14: Lập lịch LUc/MDp LUc/Rup 49 Hình 2.15: Lập lịch RUc/RUp RUc/MDp 49 Hình 2.16: Lập lịch ELp/RUc .50 Hình 2.18: Sự khác chế lập lịch peer trước .52 Chương .54 ĐÁNH GIÁHIỆU NĂNG CỦA CÁC CƠCHẾLẬP LỊCH 54 Hình 3.2 so sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡfile thay đổi (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất nhau) 56 Hình 3.3 So sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡpeer thay đổi (kích thước file = 100, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 57 58 Hình 3.4 Hiệu suất so sánh thuật toán lập lịch đại diện với thay đổi kích thước file (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 10 .58 Hình 3.5 Mô hình uniform với lập lịch chunk trước 63 Hình 3.6 Mô hình uniform với lập lịch peer trước 64 Hình 3.7 Mô hình 3-class với lập lịch chunk trước 65 Hình 3.8 Mô hình 3-class với lập lịch peer trước 66 Hình 3.9 Mô hình free-rider với lập lịch chunk trước .67 KIẾN NGHỊ VÀHƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt AODV Nghĩa tiếng Anh Ad hoc On-Demand Distance Vector Nghĩa tiếng Việt Định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu tùy biến iii BAwp Bandwidth Aware Scheduler Lập lịch nhận thức băng thông BAwp/DLc Bandwidth Aware Scheduler /Deadline-based scheduler BAwp/LUc Bandwidth Aware Scheduler /Latest Useful chunk Lập lịch nhận thức băng thông/lập lịch dựa thời hạn lập lịch Lập lịch nhận thức băng thông/chunk hữu dụng gần BAwp/RUc CDN Bandwidth Aware Scheduler /Random Lập lịch nhận thức băng thông/chunk hữu dụng ngẫu Useful chunk nhiên Content Delivery Network Mạng phân bổ nội dung CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm DHT Distributed hash table Bảng băm phân tán DLc Deadline-based scheduler Lập lịch dựa thời hạn DLc/BAwp Deadline-based scheduler/ Bandwidth Lập lịch dựa thời hạn/lập lịch Aware Scheduler nhận thức băng thông DLc/ELp Deadline-based scheduler/ Earliest Latest scheduler Lập lịch dựa thời hạn/ peer sở hữu chunk cũ nhỏ DLc/MDp Deadline-based scheduler/ Most Deprived peer Lập lịch dựa thời hạn/peer thiếu DLc/RUp Deadline-based scheduler/ Random Useful peer Lập lịch dựa thời hạn/peer khả dụng ngẫu nhiên DNS Domain Name Server Hệ thống tên miền DOLR Decentralized Object Location and Routing Định tuyến ấn định đối tượng tập trung DSR Dynamic Source Routing Định tuyến nguồn động ELp Earliest Latest scheduler Lập lịch peer sở hữu chunk cũ nhỏ ELp/LUc Earliest Latest scheduler/ Latest Useful chunk Peer sở hữu chunk cũ nhỏ Earliest Latest scheduler /Random Useful chunk Peer sở hữu chunk cũ nhỏ IETF Internet Engineering Task Force LUc Latest Useful chunk Tổ chức đảm nhận kỹ thuật Internet Chunk khả dụng gần ELp/RUc nhất/chunk khả dụng gần nhất/chunk khả dụng ngẫu nhiên LUc/ BAwp Latest Useful chunk/ Bandwidth Aware Scheduler Chunk khả dụng gần nhất/lập lịch nhận thức băng thông LUc/ELp Chunk khả dụng gần nhất/ peer sở hữu chunk cũ nhỏ Latest Useful chunk/ Earliest Latest scheduler iv LUc/MDp Latest Useful chunk/ Most Deprived peer Chunk khả dụng gần nhất/peer thiếu LUc/RUp Latest Useful chunk/ Random Useful peer Chunk khả dụng gần nhất/peer hữu dụng ngẫu nhiên MANET Mobile Ad-hoc network Mạng tùy biến di động MDp Most Deprived peer Peer thiếu nhiều MDp/DLc Most Deprived peer / Deadline-based scheduler Peer thiếu nhiều nhất/lập lịch dựa thời hạn MDp/RUc Most Deprived peer / Random Useful Peer thiếu nhiều nhất/chunk hữu ích ngẫu nhiên chunk MHT Mobile Hash Table Bảng băm di động MPEG Moving picture Expert Group Nhóm chuyên gia hình động MPP Mobile Peer-to-Peer Procol Giao thức ngang hàng di động NEMO Networked Environment for Media Môi trường liên kết cho dàn nhạc Orchestration truyền thông OLSR Optimized Link State Routing protocol Giao thức định tuyến trạng thái lien kết tối ưu ORION Optimized Routing Independent Overlay Network Mạng chồng phủ độc lập định tuyến tối ưu P2P Peer to Peer Mạng ngang hàng RUc Random Useful chunk Chunk hữu ích ngẫu nhiên RUc/ BAwp Random Useful chunk/ Bandwidth Aware Scheduler Chunk hữu ích ngẫu nhiên/nhận thức băng thông RUc/ELp Random Useful chunk/ Earliest Latest Chunk hữu ích ngẫu nhiên/peer sở hữu chunk cũ nhỏ scheduler RUc/MDp Random Useful chunk/ Most Deprived peer Random Useful chunk/ Random RUc/RUp Chunk hữu ích ngẫu nhiên/Peer thiếu Useful peer Chunk hữu ích ngẫu nhiên/peer hữu ích ngẫu nhiên RUp Random Useful peer Peer hữu ích ngẫu nhiên RUp/LUc Random Useful peer/ Latest Useful chunk Peer hữu ích ngẫu nhiên/Chunk hữu ích gần RUp/RUc Random Useful peer/ Random Useful Peer hữu ích ngẫu nhiên/Chunk hữu ích ngẫu nhiên chunk SBON Stream-Based Overlay Network Mạng chồng phủ dựa luồng v SMB Server Message Block Giao thức cho phép sử dụng tài nguyên chia sẻ SMTP Simple Mail Transport Protocol Giao thức truyền tải thư tín đơn giản SPRR Simplified Version of PRR Phiên đặc biệt PRR UUCP Unix to Unix Copy Protocol Giao thức copy từ Unix tới Unix VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại qua Internet DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ thống mạng vi Hình 1.2: Mô hình Client/Server Hình 1.3: Mô hình P2P Hình 1.4: Mô hình mạng chồng phủ Hình 1.5: Phân loại mạng P2P .8 Hình 1.7: Mạng ngang hàng túy (Gnutella 4.0, FreeNet) 11 Hình 1.8: Node mạng tham gia vào mạng Gnutella tìm kiếm file 11 Peer A tham gia vào mạng 11 Hình 1.9: Mạng ngang hàng lai ghép 14 Hình 1.10: Cấu trúc dạng vòng 15 Hình 2.1: Mạng kết nối hoàn thiện với việc cấp phát băng thông không đối xứng 23 Hình 2.2: Ma trận sở hữu vàđồ thị mạng luồng .34 Hình 2.3: Luồng cực đại lịch trình truyền dẫn .36 Hình 2.4: Dồ thị luồng cực đại có trọng số lịch trình truyền dẫn .37 Hình 2.5: Trao đổi block hai peer hệthống P2P chia sẻfile 40 Hình 2.6: Trao đổi block peer thống P2P live streaming 40 Hình 2.7: Trao đổi block peer hệthống P2P VoD 41 Hình 2.8: Lập lịch Pull-based 42 Hình 2.9: Lập lịch RUc 45 Hình 2.10: Lập lịch LUc 45 Hình 2.11: Lập lịch RUp 46 Hình 2.12: Lập lịch MDp 47 Hình 2.13: Lập lịch ELp 47 Hình 2.14: Lập lịch LUc/MDp LUc/Rup 49 Hình 2.15: Lập lịch RUc/RUp RUc/MDp 49 Hình 2.16: Lập lịch ELp/RUc .50 Hình 2.18: Sự khác chế lập lịch peer trước .52 Hình 3.2 so sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡfile thay đổi (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất nhau) 56 Hình 3.3 So sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡpeer thay đổi (kích thước file = 100, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 57 58 Hình 3.4 Hiệu suất so sánh thuật toán lập lịch đại diện với thay đổi kích thước file (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 10 .58 Hình 3.5 Mô hình uniform với lập lịch chunk trước 63 Hình 3.6 Mô hình uniform với lập lịch peer trước 64 Hình 3.7 Mô hình 3-class với lập lịch chunk trước 65 vii Hình 3.8 Mô hình 3-class với lập lịch peer trước 66 Hình 3.9 Mô hình free-rider với lập lịch chunk trước .67 DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU Như biết, dịch vụ mà Internet cung cấp ngày dựa mô hình client/server Nói chung, mô hình client/server có nhiều điểm ưu việt xử lý nằm server tránh cho clients tính toán nặng nề Tuy nhiên, mà Internet phát triển với tốc độ chóng mặt ngày mô hình client/server có nhược điểm lớn số lượng client tăng đến mức độ nhu cầu tải băng thông tăng lên dẫn đến việc máy chủ khả cung cấp dịch vụ cho máy khách thêm vào Để giải vấn đề nhiều vấn đề khác mô hình client/server, công nghệ mạng ngang hàng P2P (peer to peer) tin tưởng lời giải cho vấn đề Khoảng mười năm trở lại đây, giới chứng kiến bùng nổ Internet băng thông rộng, với phát triển mạnh mẽ ứng dụng P2P Với nhiều ưu điểm hứa hẹn tính hiệu quả, linh hoạt khả mở rộng cao, có nhiều ứng dụng chia sẻ tệp tin, tất dạng âm thanh, hình ảnh, liệu, truyền liệu thời gian thực điện thoại VoiP, P2P streaming mạng P2P thu hút nhiều quan tâm từ cộng đồng nghiên cứu đặc biệt nghiên cứu mặt hiệu sử dụng mạng P2P Những ưu mạng ngang hàng P2P thu hút nhiều người sử dụng dẫn đến việc nghẽn mạng, giới hạn băng thông…đứng trước tình hình việc nghiên cứu chế lập lịch mạng ngang hàng P2P thách thức thành công mang lại hiệu cao cho việc sử dụng mạng ngang hàng P2P Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu chương sau: Chương 1: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Chương 2: Các chế lập lịch mạng ngang hàng Chương 3: Đánh giá hiệu chế lập lịch 1.1 KHÁI NIỆM MẠNG NGANG HÀNG Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG Chương giới thiệu tổng quan mạng ngang hàng Peer to Peer Trong chương giới thiệu khái niệm, định nghĩa, phân loại, ưu nhược điểm ứng dụng mạng ngang hàng xu hướng phát triển tương lai Nội dung chương sở khoa học cần thiết cho chương luận văn 1.1.1 Giới thiệu Ban đầu mạng máy tính đời, tốc độ máy thấp, số lượng máy tham gia mạng chưa cao, nhu cầu trao đổi thông tin dừng lại tập tin có kích thước bé nên việc quản lý mạng đơn giản, cấu trúc mạng gồm vài máy Các máy mạng nối trực tiếp với thông qua cổng COM hay cổng máy in LPT… Đó mô hình mạng ngang hàng sơ khai sở để phát triển mạng ngang hàng sau hệ thống máy tính rộng lớn Sự phát triển vượt bậc công nghệ làm cho máy tính ngày nhanh hơn, lượng tài nguyên lưu trữ lớn nhu cầu trao đổi người ngày tăng lên Lúc máy tính kết nối khắp toàn cầu đòi hỏi phải có đời phương thức quản lý với giao thức, giao diện Các mô hình hệ thống mạng đời, Hình 1-1 thể phát triển hệ thống mạng máy tính Hình 1.1: Hệ thống mạng Sự tính toán xử lí liệu đầu vào tài nguyên node mạng chia thành hệ thống xử lí tập trung xử lí phân tán Giải pháp tập trung dựa vào node định xử lí tất ứng dụng cục Hệ thống tập trung thường triển khai quan, tổ chức máy tính liên kết với không gian kín, liên kết với mạng bên Với hệ thống phân tán, bước xử lí ứng dụng chia node tham gia với mục đích giảm thiểu chi phí tính toán truyền thông Mọi thông tin, tài nguyên mạng phân tán khắp nơi Hệ thống phân tán chia nhỏ thành mô hình mạng chủ-khách mô hình ngang hàng Trong hệ thống mạng chủ-khách có phân biệt máy tính mạng, số máy gọi máy chủ (server), máy có khả tính toán mạnh, tốc độ xử lý nhanh Tại máy có lưu trữ tài nguyên mạng dịch vụ, đóng vai trò người phục vụ cho yêu cầu máy tính khác mạng tài nguyên dịch vụ Phần lớn máy lại gọi máy khách (client), đưa yêu cầu sử dụng tài nguyên mạng mà chia sẻ tài nguyên hay dịch vụ Trong hệ 57 ~ 4000 cho file đặc trưng 500MBytes ~ 1GByte với kích thước file 256KBytes Việc cải thiện hiệu suất thuật toán dynamically weighted maximumFlow trở nên có ý nghĩa hệ thống mạng có số lượng file lớn 3.1.2.2 Xác suất của với pi = 3, qi = Quá trình mô thử giá trị khác pi qi để xem có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất Với giá trị pi = qi = 7, gần gũi với việc phân bổ băng thông thực tế ADSL Các kết tương tự hình 3.1 3.2, chứng minh thay đổi pi qi ảnh hưởng đáng kể hiệu suất 3.1.2.3 Xác suất so với = 1: 2, pi = 2, qi = Để có xác suất khác để tạo cho phần tử ma trận P, cần lựa chọn tỉ lệ xác suất tạo so với 1:2, có nghĩa là mạng có phần file ban đầu, tương ứng với giai đoạn trước phiên file chia sẻ thiết lập Các kết hiển thị hình 3.3 hình 3.4 Hình 3.3 So sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡ peer thay đổi (kích thước file = 100, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 58 Hình 3.4 Hiệu suất so sánh thuật toán lập lịch đại diện với thay đổi kích thước file (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 10 Từ hình.3.3 hình.3.4, mạng có số lượng piece so với số lượng piece ban đầu, việc cải thiện hiệu suất thuật toán dynamically weighted maximumFlow mang lại hiệu tốt mạng có số lượng piece có sẵn Như hình 3.4, kích thước ngang 50 kích thước file 100, tỷ lệ phần trăm thuật toán dynamically weighted maximum-Flow lớn RPF 21,28% Đối với kích thước hình 3.1, tỷ lệ phần trăm lớn 13,56% Kết mô cho thấy đồ thị dựa thuật toán dynamically weighted maximum-Flow nhanh so với tất thuật toán khác Vì vậy, tin thuật toán giải pháp đầy hứa hẹn để sử dụng làm modle nòng cốt ứng dụng chia sẻ file P2P Việc nghiên cứu dừng lại vấn đề đơn giản lập lịch mạng P2P chia sẻ file với băng thông không đối xứng phân bổ giả định lịch trình đồng Kịch xuất số mạng tin số công ty lớn nơi mà số nội dung quan trọng nhanh chóng nhân rộng số lượng lớn máy Tất client biết trước họ kết nối tương tự, lực 59 3.2 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CÁC CƠ CHẾ LẬP LỊCH ĐỐI VỚI MẠNG NGANG HÀNG LIVE STREAMING băng thông cao trình phân phối dừng lại nội dung nhân rộng đầy đủ Rõ ràng, kịch tĩnh đồng hệ thống giới thực, cung cấp hiểu biết sơ việc lựa chọn client file chiến lược lựa chọn, đánh giá hiệu suất họ Đối với hệ thống P2P live streaming trình bày chương có tất 24 chế lập lịch đánh giá hiệu chế 3.2.1 Cơ chế lập lịch peer tối ưu Thuật toán lựa chọn peer ngẫu nhiên không đạt tính tối ưu, peer lựa chọn không tiếp tục tham gia vào trình phân bổ chunk Cơ sở lựa chọn peer tối ưu là: peer đích lựa chọn phải tham gia vào trình phân bổ chunk “Earliest Latest” ELp là: ELp lựa chọn peer đích Pl peer cần chunk Ch sở hữu latest chunk Ck với thời gian tạo sớm rk: Ch C(Pbt)∧ Pj∈ NbL(Pbt) L(Pj,t (3.1) latest chunk sở hữu peer Pi Với L(Pj,t)= maxk{rk ∈ C(Pbt)} tới peer Pi thời điểm t Nếu thời điểm t, Pi không nhận chunk nào, L(Pi,t) = 0.Nếu có nhiều peer tồn thỏa mãn điều kiện (3.1) có peer chọn ngẫu nhiên 3.2.2 Cơ chế lập lịch chunk tối ưu lập lịch LUc/ELp tối ưu mạng lưới kết nối hoàn toàn (full mesh); nhiên LUc/Elp có trễ phân bổ trường hợp xấu lớn kích cỡ hàng xóm giảm Như “thói quen xấu” (bad behaviour) chung tất lập lịch LUc, nguyên nhân thực tế lập lịch luôn lựa chọn latest useful chunk Do đó, vài lý (kích thước hàng xóm thu hẹp, giới hạn kiến thức hàng xóm…), chunk Ck với rk > rh đến peer trước chunk Ch 60 phân bổ hoàn toàn, peer khả tiếp tục phân bổ Ch thêm trễ phân bổ tăng số lượng lớn Hay cách khác, chunk tạo sau đến peer trước chunk tạo trước đó, phân bổ chunk trước phải dừng lại Vì lý này, thuật toán lập lịch khác phát triển tương đương với LUc/ELp mạng lưới kết nối hoàn toàn, để hoạt động chấp nhận mạng kết nối hoàn toàn Thuật toán lập lịch DLc hoạt động dựa thời hạn lập lịch (scheduling deadiline) dk kết hợp với chunk Thời hạn lập lịch đặt dk = rk + nguồn gửi Ck thời điểm rk Lập lịch chunk sau lựa chọn chunk Ck với thời hạn lập lịch nhỏ nhất: Ck: Ch∈C’(Pi,t), dk dh (3.2) Trước gửi Ck, thời hạn lập lịch chunk hoãn thêm đơn vị thời gian: dk = dk +2 (cả Pi peer đích thấy Ck với thời hạn lập lịch mới, chunk hoàn toàn không bị ảnh hưởng) Thời hạn lập lịch dk chunk Ck peer Pi rk +2d, d số lần mà Ck lựa chọn lập lịch DLc dọc theo tuyến tạo bởichunk trước đến Pi Đối với hệ thống P2P live streaming với kiến trúc mạng chồng phủ hoàn toàn hai thuật toán LUc/ELp DLc/ELp xem tối ưu 3.2.3 Đánh giá hiệu chế lập lịch chương trình mô 3.2.3.1 Giới thiệu công cụ mô P2PTVSim P2PTVSim mô hướng kiện TV peer to peer ban đầu phát triển Politecnico Di Torino, sau phát triển thành mô thông dụng với đóng góp nhiều đối tác Nó mô lưu lượng chunk qua liên kết peer cung cấp tập thống kê rộng rãi P2PTVSim viết ngôn ngữ C++, dễ dàng thêm modul chức vào mô P2PTVSim cho phép cấu hình nhiều kịch mô khác đơn giản cách thiết lập thông số mô file cấu hình (config.txt) Khi mô kết thúc, file thống kê ghi lưu trữ 61 thư mục kết P2PTVSim viết theo chuẩn C++, làm việc hệ thống nào, phát triển kiểm tra làm việc với Visual Studio Windows Linux sử dụng gcc 3.2.3.2 Kịch mô Chúng ta xem xét mô hình chồng phủ mạng kết nối đầy đủ (full mesh) n-regulrar (n-regular topo mà tất node có bậc kết nối, có nghĩa kích thước hàng xóm tất peer nhau) Trong luận văn này, để đơn giản mô phỏng, ta xét mô hình nregular Ta giả sử rằng, băng thông upload peer lớn nhiều so với băng thông upload s(Pi) Do băng thông upload peer Pi ∈ S không đồng bộ, xem xét khả phân bổ băng thông là: phân bổ dựa lớp (class-based distribution), phân bổ liên tục (continuous distribution) Trong phân bổ dựa lớp, peer nhóm thành nhóm có băng thông upload khác Trong phân bổ liên tục, băng thông upload peer gán ngẫu nhiên theo hàm mật độ xác suất PDF (Probability Density Function) Chúng ta xét kịch mô phỏng: Uniform (Đồng băng thông upload), 3-Class (Băng thông chia thành lớp) free riders  Mô hình 3-class: Trong mô hình này, phân bố dựa lớp: Lớp peer có băng thông thấp (0.5 ), peer có băng thông upload trung bình ( ) peer có băng thông upload Hệ số peer có băng thông cao hệt hống h/3 (với h hệ cao (2 số không đồng nhất), hệ số peer băng thông thấp 2h/3, peer có băng thông trung bình 1-h; đó, băng thông trung bình hệ thống là:  h/3 + Mô hình uniform: (1-h) + 0.5 2h/3 = (3.3) Kịch uniform ví dụ cho phân bổ liên tục, s(Pi) phân 62 bổ đồng giá trị nhỏ Bmin =(1) Trong  ) băng thông trung bình và giá trị lớn Bmin =(1+ độ thay đổi băng thông Mô hình free-riders: Kịch dựa vào việc phân phối thành lớp lớp peer tạo “free riders”, có băng thông upload Kịch quan trọng cho ta thấy chế hoạt động peer mà hệ thống mạng có số node lí mà không tham gia vào trình phân phối liệu Trong kịch băng thông trung bình không thay đổi 3.2.3.3 Kết mô Thông thường so sánh thuật toán lập lịch thời gian phân bổ chunk trung bình sử dụng tham số Mặc dù tham số cho phép tính ổn định lâu dài hệ thống live streaming, đưa ý tưởng hiệu trung bình, sử dụng thời gian phân bổ trung bình để dự đoán QoS không dễ dàng, không cung cấp đủ thông tin chunk hệ thống trễ dựa playout time Như đề cập, xác suất chunk Cj phụ thuộc vào thời gian phân bổ fj: fj lớn playout delay, Cj bị Nếu bỏ qua vài chunk bị mất, ta sử dụng trễ phân bổ 90% (F90) trễ phân bổ tối đa tham số ưu Các tham số sử dụng chung cho kịch mô là: Số peer: 501 peer (trong có peer nguồn) Tổng số chunk: 1000 chunk Băng thông upload trung bình: Mbps Kích thước chunk: 0,1 Mb Playout Delay: 50s (thời gian chunk giữ peer) Kích thước hàng xóm: 499 (mạng kết nối đầy đủ) Bảng 3.1: Tham số cho kịch mô chế lập lịch mạng ngang hàng live streaming Ta so sánh hiệu thuật toán thông qua tham số trễ phân bổ 90% (F90), trễ sau tất peer nhận 90% số lượng chunk 63 • Mô hình uniform Với mô hình uniform, đồ thị hàm độ biến đổi băng thông với =0 kịch đồng Bmax = Bmin =1 tương đương với độ biến dổi băng thông từ Bmin =0 tới Bmax =1 Hình 3.5 Mô hình uniform với lập lịch chunk trước 64 Hình 3.6 Mô hình uniform với lập lịch peer trước • Mô hình 3-class Với kịch 3-class (hình 3.7, hình 3.8), đồ thị hàm hệ số không đồng băng thông mạng Ta thay đổi hệ số h nhóm peer tương ứng để làm thay đổi băng hông 65 Hình 3.7 Mô hình 3-class với lập lịch chunk trước 66 Hình 3.8 Mô hình 3-class với lập lịch peer trước • Mô hình free-rider Trường hợp ta xét mô hình mạng hai lớp, nhóm tham gia vào trình upload thông tin nhóm có yêu cầu file tốc độ upload Đối với hệ thống yêu cầu hệ thống phải tăng số hàng xóm lên số phần trăm frê-rider tăng lên hệ thống mỏng nhều số chế không đáp ứng nổi, đồ thị hàm tỉ lệ phần trăm free-rider hình 3.9 67 Hình 3.9 Mô hình free-rider với lập lịch chunk trước Ta nhận thấy rõ ràng: Trong kịch bản, lập lịch LUc DLc đảm bảo hiệu tốt (có trễ phân bổ nhỏ nhất), nhiên hiệu LUc giảm kích thước hàng xóm giảm BAwp cho hiệu tốt trường hợp mạng không đồng nhất, peer có tốc độ upload khác nhau, hiệu giảm tương đương với hiệu thuật toán RUp mạng đồng với peer có tốc độ upload ngang Điều thể đồ thị, với hệ số không đồng độ thay đổi băng thông nhỏ, BAwp cho trễ phân bổ lớn; tăng hệ số không đồng tăng độ thay đổi băng thông trễ phân bổ giảm; mô hình free-rider ta lại đánh giá theo tỉ lệ phần trăm free-rider, tỉ lệ tăng việc lập lịch trở nên khó khăn 68 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG III Chương III đánh giá hiệu mô hình mạng ngang hàng chia sẻ tập tin mạng ngang hàng live streaming Theo kết mô nhóm nghiên cứu tài liệu [3] tất trường hợp số lượng chu kỳ trung bình sử dụng chế luồng cực đại có trọng số động d ynamically weighted maximum-Flow nhỏ đến chếMDNF, RPF Ngoài ra, thuật toán dynamically weighted Maxflow đạt giá trị thấp (lower bound) trường hợp, hàm ý đạt tối ưu cho tất trường hợp thử nghiệm trường hợp Đối với mạng ngang hàng live streaming, dựa chế lập lịch chunk trước peer trước tổng hợp 24 cách lập lịch cho mạng P2P live streaming qua ba kịch mô uniform, 3-class free-rider đưa kết luận chế lập lịch DLc/ELp tối ưu cho trường hợp 69 70 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kiến nghị Đối với mô hình mạng ngang hàng cụ thể để đạt hiệu tối ưu, lựa chọn chế lập lịch phù hợp có hiệu cao dựa vào phân tích có, Chúng ta dùng chương trình mô với tham số cụ thể mạng để đánh giá cách xác Hướng nghiên cứu Nghiên cứu cải tiến thuật toán tối ưu mở rộng với nhiều trường hợp nhiều điều kiện Nghiên cứu hiệu năng, ưu nhược điểm thuật toán nhiều khía cạnh thời gian, trình xử lý, độ phức tạp thuật toán 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alessandro Russo, Renato Lo Cigno (2009), Push/Pull Protocols for streaming in P2P systems, NAPA-Wine Project, University of Trento [2] Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno, LucaAbeni (2009), Deadline-based Differentiation in P2P streaming, University of Trento [3] Jonnathan S K Chan, Victor O K Li, King San Lui, Performance comparison of scheduling algorithms for Peer-to-Peer collaborative file distribution [4] Haidar Noah (2009), Implementaion of a peer to peer live streaming application, Master’s Degree Project, Stockholm, Sweden [5] Luca Abeni, Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno (2009), Scheduling P2P Multimedia stream: Can we achieve performance and robustness?”, IEEE [6] Luca Abeni, Alberto Montresor (2007), Scheduling in P2P streaming: f r o m a l g o r i t h m P r o t o c o l s , NAPA-WINE Project [7] Luca Abeni, Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno (2009), Achiving performance and robustness in P2P streaming systems, University of Trento, Italy, Tech Rep TR-DISI-09-041 [...]... một lịch trình tốt có thể rút ngắn thời gian hoàn thành và tối ưu việc sử dụng các nguồn tài nguyên như băng thông mạng Cụ thể sẽ xét cho hai trường hợp mạng ngang hàng P2P file sharing và P2P streaming Việc lập lịch được phân chia theo tiêu chí chọn phần tử hàng xóm nào nhận dữ liệu hoặc chọn phần dữ liệu nào được gửi đi, gửi đi theo cơ chế nào Chương 2 là cơ sở để đánh giá hiệu năng các cơ chế lập lịch. .. cho cuộc sống 21 2.1 LẬP LỊCH TRONG MẠNG NGANG HÀNG CHIA SẺ TẬP TIN (P2P FILE SHARING) Chương 2 CÁC CƠ CHẾ LẬP LỊCH TRONG MẠNG NGANG HÀNG Chương 2 trình bày về các cơ chế, thuật toán lập lịch trong mạng ngang hàng Vấn đề lập lịch rất quan trọng vì nó điều chỉnh cách các gói tin được truyền đi và phân phối giữa các client như thế nào, và có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất Một lịch trình phân phối dữ... phối, d) Cận dưới: Kết hợp cả những giá trị trên, ta sẽ có cận dưới của giá trị k 0 sẽ là giá trị lớn nhất của cả 3 (2.13) Trong ví dụ dưới đây: (2.14) k0 max{0,3,2,3,2,3}=3 (theo (2.10)) (theo (2.11)) (theo (2.12)) Theo (2.13) để hoàn thành quá trình phân phối cần ít nhất 4 vòng 2.1.3 Các cơ chế lập lịch trong mạng ngang hàng chia sẻ tập tin Có 3 cơ chế lập lịch cơ bản trong mạng ngang hàng chia sẻ... là tổng số hàng chéo i có giá trị 0 trong P, nghĩa là: (2.8) Và giá trị tối thiểu của k0 như sau: (2.9) Chứng minh: peer i yêu cầu ít nhất (r i/qi) vòng lặp để nhận tất cả các file khi nó có thể nhận nhiều nhất qi file cho mỗi vòng lặp và cần tổng cộng là r i file Node với giá trị lớn nhất của (ri/qi) sẽ đưa ra cận thấp nhất của vòng lặp được yêu cầu b) Cột dọc: Gọi pmax là giá trị lớn nhất giữa các... vòng lặp • Node x không thể nhận nhiều hơn qx file trong một vòng lặp • Node x không thể gửi 1 file tới Node y khi mà Node y đã có cho cùng một y, j tại bất kỳ vòng lặp k nào • Sk-1,Tk-1 tại vòng lặp k-1, ma trận sở hữu tại vòng lặp k có thể nhận được bằng cách thêm vào Pk-1 và Tk-1 Chính xác hơn, với k > 0 và là một số nguyên thì Pk = Pk-1 + Tk-1 Quay trở lại ví dụ trên, ta có: (2.5) (2.6) Bằng trực giác,... gian cần thiết để phân phối được hết tất cả các file đến tất cả các peer Một lịch trình tối ưu là một lịch trình mà yêu cầu số vòng lặp ít nhất, và mục đích của thuật toán là tìm ra lịch trình đó Mô hình lập lịch kéo (pull-based) và đẩy (push-based): Ở đây chúng ta phân 27 biệt 2 mô hình để quyết định lịch trình truyền dẫn: pull-based và push-based Trong cả 2 mô hình, các cấp phải trao đổi file thông... không thể hiện được chức năng và tất cả những thể hiện có thể của peer được Như vậy, nếu nhìn nhận phiến diện về peer thì đã làm giảm khả năng của một peer và chỉ thấy nó giống như một thiết bị có thể đáp ứng các peer khác đang chạy trong mạng Peer được định nghĩa như sau : “Một thực thể nào đó có khả năng thực hiện chức năng có ích nào đó và truyền đạt các kết quả của chức năng đó tới các thực thể... áp dụng một lịch trình hợp lệ vào trong mỗi vòng lặp đối với một trường hợp lỗi có thể, thì cuối cùng tất cả các peer sẽ nhận được tất cả các file và việc phân phối file sẽ kết thúc Nói cách khác, cho trước một P0 ban đầu và một chuỗi lịch trình hợp lệ, sau một k 0 vòng lặp, ta sẽ có với mọi i; j và k0 là thời gian cần thiết để phân phối được hết tất cả các file đến tất cả các peer Một lịch trình tối... khác nhau tại cùng thời gian Một cơ chế lập lịch là cần thiết cho một client để quyết định phần yêu cầu và đối tượng mà yêu cầu như vậy phải được thực hiện BT sử dụng thuật toán các phần tử hiếm nhất Đầu tiên (REF), trong đó những mảnh (piece) mà hầu hết các client không có được tải về đầu tiên Thuật toán này có ưu điểm là tăng sự sẵn có của file khác nhau trong mạng và có hiệu quả trong phân phối tất... thế ma trận chiếm hữu lúc ban đầu (t = 0) là: (2.1) Do giả sử lịch trình đồng bộ, sự phân phối dữ liệu có thể được thực hiện trong các vòng lặp riêng rẽ một cách đồng bộ Cho ma trận sở hữu ban đầu P0, sau 1 chu kỳ phân phối, 1 ma trận sở hữu mới P1 sẽ được hình thành Có nghĩa là, Pk thể hiện ma trận sở hữu sau k vòng lặp Trong mỗi vòng lặp Peer i có thể gửi ra ngoài nhiều nhất pi file và nhận nhiều ... máy - Đáng tin cậy (có server riêng) in, CD-ROM … + Nhược điểm - Mức độ an toàn cao + Nhược điểm - Chậm - Cần server riêng (nghẽn cổ chai) - Kém an toàn - Đắt - Không tốt cho ứng dụng sở - Phức... Node y có cho y, j vòng lặp k • Sk-1,Tk-1 vòng lặp k-1, ma trận sở hữu vòng lặp k nhận cách thêm vào Pk-1 Tk-1 Chính xác hơn, với k > số nguyên Pk = Pk-1 + Tk-1 Quay trở lại ví dụ trên, ta có:... gồm: - Tìm kiếm tài nguyên - Đăng nhập vào mạng xếp chồng - Đăng ký tài nguyên - Cập nhật thông tin bảng định tuyến - Cập nhật thông tin tài nguyên chia sẻ Hoạt động peer với peer bao gồm : - Trao