Đang tải... (xem toàn văn)
Mô phỏng dịch vụ chia sẻ napster
Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP MÔN LẬP TRÌNH MẠNG NÂNG CAO ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG DỊCH VỤ CHIA SẺ NAPSTER Giảng viên hướng dẫn : TS.Huỳnh Công Pháp Đà Nẵng 2011 1| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Phần I : MẠNG P2P I Mạng đồng đẳng (mạng ngang hàng) : Mạng đồng đẳng (tiếng Anh: peer-to-peer network), gọi mạng ngang hàng, mạng máy tính hoạt động mạng chủ yếu dựa vào khả tính toán băng thông máy tham gia không tập trung vào số nhỏ máy chủ trung tâm mạng thông thường Mạng đồng đẳng thường sử dụng để kết nối máy thông qua lượng kết nối dạng ad hoc Mạng đồng đẳng có nhiều ứng dụng Ứng dụng thường xuyên gặp chia sẻ tệp tin, tất dạng âm thanh, hình ảnh, liệu, để truyền liệu thời gian thực điện thoạiVoIP Một mạng đồng đẳng nghĩa khái niệm máy chủ máy khách, nói cách khác, tất máy tham gia bình đẳng gọi peer, nút mạng đóng vai trò đồng thời máy khách máy chủ máy khác mạng Một số mạng hay kênh Napster, IRC (thuộc hệ thứ nhất) sử dụng mô hình máy chủ-máy khách cho số tác vụ mô hình đồng đẳng cho tác vụ khác Ngược lại, mạng Gnutella hay Freenet (thế hệ thứ 2) sử dụng mô hình đồng đẳng cho tất tác vụ, nên mạng thường xem mạng đồng đẳng nghĩa (thực Gnutella sử dụng số máy chủ để giúp máy mạng tìm kiếm địa IPcủa nhau) Khái niệm đồng đẳng ngày tiến hóa vào nhiều mục đích sử dụng khác nhau, không để trao đổi tệp mà khái quát hóa thành trao đổi thông tin người với người, đặc biệt tình hợp tác nhóm người cộng đồng II Phân loại mạng đồng đẳng : Theo mục đích sử dụng, ví dụ: Chia sẻ file (file sharing) Điện thoại VoIP (telephony) Đa phương tiện media streaming (audio, video) Diễn đàn thảo luận (Discussion forums) Theo tiêu chí mức độ tập trung chúng sau: 2| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Mạng ngang hàng không cấu trúc (unstructured): Nơi lưu trữ nội dung (files) hoàn toàn không liên quan đến overlay topology (cấu trúc hình học mạng) 3| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Kĩ thuật tìm kiếm chủ yếu sử dụng flooding với giải thuật tìm kiếm ưu tiên theo chiều rộng (breadth – first), ưu tiên theo chiều sâu (depth-first) nội dung tìm thấy Các kĩ thuật khác phức tạp gồm bước nhảy ngẫu nhiên (random walk) số routing (routing indices) Các hệ thống không cấu trúc thường phù hợp trường hợp node vào mạng thường xuyên, tùy ý a Đặc điểm hệ thống mạng ngang hàng tập trung (Centralized): Đây mạng ngang hàng hệ thứ nhất, đặc điểm dựa máy chủ tìm kiếm trung tâm, gọi mang ngang hàng tập trung (centralized Peer-to-Peer networks) Cấu trúc Overlay mạng ngang hàng tập trung mô tả mạng hình Nguyên tắc hoạt động: Mỗi client lưu trữ files định chia sẻ với node khác mạng Một bảng lưu trữ thông tin kết nối người dùng đăng kí (IP address, connection bandwidth ….) Một bảng liệt kê danh sách files mà người dùng định chia sẻ (tên file, dung lượng, thời gian tạo file …….) Mọi máy tính tham gia mạng kết nối với máy chủ tìm kiếm trung tâm, yêu cầu tìm kiếm gửi tới máy chủ trung tâm phân tích, yêu cầu giải máy chủ gửi trả lại địa IP máy chứa tài nguyên mạng trình truyền file thực theo chế mạng ngang hàng, host với mà không cần quan máy chủ trung tâm Ưu điểm: Dễ xây dựng Tìm kiếm file nhanh hiệu Nhược điểm: Vấn đề luật pháp, quyền Dễ bị công Cần quản trị (central server) Napster mạng ngang hàng đặc trưng cho hệ thống mạng ngang hàng hệ thứ nhất, chúng dùng cho việc chia sẻ file người dùng Internet, sử dụng rộng rãi, nhiên nhanh chóng bị thị trường 4| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp yếu tố luật pháp Khái niệm kiến trúc Napster sử dụng ứng dụng khác như: Audiogalaxy, WinMX Với Napster, việc tìm kiếm file bị thất bại bảng tìm kiếm máy chủ lý không thực Chỉ có file truy vấn việc lưu trữ phân tán, máy chủ đóng vai trò nút cổ chai Khả tính toán lưu trữ máy chủ tìm kiếm phải tương xứng với số nút mạng hệ thống, khả mở rộng mạng bị hạn chế nhiều b Các mạng ngang hàng túy (Pure) Mạng ngang hàng túy dạng khác hệ thứ hệ thống mạng ngang hàng Không máy chủ tìm kiếm tập trung mạng Napster, khắc phục vấn đề nút cổ chai mô hình tập trung Tuy nhiên vấn đề tìm kiếm mạng ngang hàng túy lại sử dụng chế Flooding, yêu cầu tìm kiếm gửi cho tất node mạng láng giềng với nó, điều làm tăng đáng kể lưu lượng mạng Đây yếu điểm mạng ngang hàng túy Các phần mềm tiêu biểu cho mạng ngang hàng dạng Gnutella 4.0, FreeNet 5| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Ưu điểm: Dễ xây dựng Đảm bảo tính phân tán hoàn toàn cho node tham gia mạng, node tham gia rời khỏi mạng cách tùy ý mà không ảnh hưởng đến cấu trúc mạng Nhược điểm: Tốn băng thông Phức tạp tìm kiếm Các node có khả khác (CPU power, bandwidth, storage) phải chịu tải (load) c Các mạng ngang hàng lai (Hybrid) Để khắc phục nhược điểm mạng ngang hàng túy, mô hình mang ngang hàng phát triển với tên gọi mạng ngang hàng lai Đây gọi mạng ngang hàng hệ Phần mềm tiêu biểu cho mạng ngang hàng kiểu Gnutella 0.6 JXTA (Juxtapose) JXTA bắt đầu phát triển SUN từ 2001 (Đây giao thức P2P mã nguồn mở) JXTA sử dụng cho PCs, mainframes, cell phones, PDAs – để giao cách không tập trung Skype xây dựng dựa cấu trúc 6| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp - Trong mô hình mạng ngang hàng lai tồn trật tự phân cấp việc định nghĩa Super Peers - Các SupperPeer tạo thành mạng không cấu trúc, có khác SupperPeers ClientPeers mạng, SupperPeer có nhiều kết nối đến ClientPeers - Mỗi SupperPeer chứa danh sách file cung cấp ClientPeer địa IP chúng trả lời yêu cầu truy vấn từ ClientPeer gửi tới Ưu điểm: Hạn chế việc Flooding query, làm giảm lưu lượng mạng, tránh tượng nút cổ chai (do có nhiều SuperPeers) Khắc phục nhược điểm khác CPU power, bandwidth … mạng ngang hàng túy, SuperPeer chịu tải chính, node khác chịu tải nhẹ d Mạng ngang hàng có cấu trúc (Structured) Topo mạng kiểm soát chặt chẽ Files (hoặc trỏ trỏ tới files) đặt vị trí xác định Điều quan trọng hệ thống có cấu trúc cung cấp liên kết (mapping) nội dung (ví dụ: id file) vị trí node (ví dụ: địa node) Việc thường dựa cấu trúc liệu bảng băm phân tán (Distributed Hash Table) 7| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp - Dựa cấu trúc bảng băm phân tán có nhiều nghiên cứu đề xuất mô hình mạng ngang hàng có cấu trúc, điển hình cấu trúc dạng vòng (như hình vẽ mô tả): Chord, Pastry…, cấu trúc không gian đa chiều: CAN, Viceroy Ưu điểm: Khả mở rộng hệ thống mạng mô hình không cấu trúc thường bị hạn chế kỳ thuật việc xây dựng mạng chẳng hạn như: Mô hình tập trung dẫn tới việc thắt nút cổ chai mở rộng, kỹ thuật Flooding dẫn tới việc tăng lưu lượng mạng mở rộng mạng Trong khả mở rộng với mô hình mạng có cấu trúc nâng cao rõ rệt Nhược điểm: Việc quản lí cấu trúc topo mạng gặp khó khăn, đặc biệt trong trường hợp tỷ lệ vào/ra mạng nodes cao Vấn đề cân tải mạng III Ưu, nhược điểm mạng ngang hàng : Một mục đích quan trọng mạng đồng đằng mạng tất máy tham gia đóng góp tài nguyên, bao gồm băng thông, lưu trữ, khả tính toán Do có nhiều máy tham gia mạng khả tổng thể hệ thống mạng lớn Ngược lại, cấu trúc máy chủ-máy khách, số lượng máy chủ cố định, số lượng máy khách tăng lên khả chuyển liệu cho máy khách giảm xuống Tính chất phân tán mạng đồng đẳng giúp cho mạng hoạt động tốt số máy gặp cố Đối với cấu trúc tập trung, cần máy chủ gặp cố hệ thống ngưng trệ Nhược điểm mạng đồng đẳng vấn đề quyền liệu chia sẻ mạng 8| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Phần II : MÔ PHỎNG DỊCH VỤ CHIA SẺ NAPSTER I Napster : Mạng Napster mạng đồng đẳng lai Ngoài máy tham gia, mạng có máy chủ trung tâm lưu trữ danh sách nội dung tệp máy tham gia Nhờ vậy, việc tìm kiếm trở nên nhanh hiệu hơn, nhiên, điểm yếu dẫn đến rắc rối pháp lý mà kết cục sụp đổ Napster II Mô Napster : Giới thiệu : Ta sử dụng chương trình để mô mạng chia sẻ file Napster Trong 1chương trình Server làm máy chủ trung tâm chương trình Client dùng cho nút tham gia (node) Chức chương trình Server: Nhận thông tin file chia sẻ Client Lưu trữ danh sách tập tin chia sẻ node Tìm kiếm thông tin file truyền cho Client có yêu cầu Chức chương trình Client : Gửi thông tin file cần chia sẻ lên Server Gửi yêu cầu tìm file đến Server Truyền nhận file từ Client khác Sơ đồ hoạt động : - Client (tương đương với nút) gửi yêu cầu chia sẻ file cho server: - Tìm file cần chia sẻ server: 9| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao - GVHD : Huỳnh Công Pháp Truyền nhận file: 10 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Phần III : Demo Giao diện Server Giao diện Client 11 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Database rỗng, thực tìm kiếm mẫu 12 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Chọn file để chia sẻ 13 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Dòng thông báo chia sẻ hoàn tất Nhật ký Server 14 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thực tìm kiếm mẫu (không có database) 15 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thực tìm kiếm mẫu (có database) Khi tìm thấy Client chia sẻ file, hộp thoại save file hiển thị 16 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thông báo lưu file thành công Dòng thông báo từ Client máy chứa file chia sẻ 17 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Nhật ký Server 18 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Lưu ý: Khi client chạy Windows XP, client chạy Windows 7, Client chứa file chia sẻ phải đặt Windows Yêu cầu chế truyền tín hiệu qua LAN hệ điều hành, chương trình 19 | [...]... Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Phần III : Demo Giao diện chính Server Giao diện chính Client 11 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Database đang rỗng, thực hiện tìm kiếm mẫu 12 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Chọn file để chia sẻ 13 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Dòng thông báo khi chia sẻ hoàn... Pháp Thông báo lưu file thành công Dòng thông báo từ Client ở máy chứa file đã chia sẻ 17 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Nhật ký tại Server 18 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Lưu ý: Khi 1 client chạy trên Windows XP, 1 client chạy trên Windows 7, Client chứa file chia sẻ phải đặt trên Windows 7 Yêu cầu này do cơ chế truyền tín hiệu qua LAN của... báo khi chia sẻ hoàn tất Nhật ký tại Server 14 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thực hiện tìm kiếm mẫu (không có trong database) 15 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thực hiện tìm kiếm mẫu (có trong database) Khi tìm thấy Client có thể chia sẻ file, hộp thoại save file hiển thị 16 | Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Thông ... đồng đẳng vấn đề quyền liệu chia sẻ mạng 8| Bài Tập Môn Lập Trình Mạng Nâng Cao GVHD : Huỳnh Công Pháp Phần II : MÔ PHỎNG DỊCH VỤ CHIA SẺ NAPSTER I Napster : Mạng Napster mạng đồng đẳng lai Ngoài... nhiên, điểm yếu dẫn đến rắc rối pháp lý mà kết cục sụp đổ Napster II Mô Napster : Giới thiệu : Ta sử dụng chương trình để mô mạng chia sẻ file Napster Trong 1chương trình Server làm máy chủ trung... hay kênh Napster, IRC (thuộc hệ thứ nhất) sử dụng mô hình máy chủ-máy khách cho số tác vụ mô hình đồng đẳng cho tác vụ khác Ngược lại, mạng Gnutella hay Freenet (thế hệ thứ 2) sử dụng mô hình