Xây dựng giải pháp phân tán chống đăng ký trùng vé trong vận tải đường sắt

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN THỊ LY XÂY DỰNG GIẢI PHÁP PHÂN TÁN CHỐNG ĐĂNG KÝ TRÙNG VÉ TRONG VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT Chuyên ngành : Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ VĂN SƠN Phản biện 1: TS NGUYỄN TẤN KHÔI Phản biện 2: PGS.TS TRƯƠNG CÔNG TUẤN Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 19 tháng năm 2013 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đường sắt Việt Nam đời đánh dấu bước ngoặc lịch sử vận tải hành khách Việt Nam Việc quản lý hệ thống vận tải hành khách trở nên thuận tiện kể từ ứng dụng công nghệ thông tin đặc biệt đời website quản lý bán vé tàu Tuy nhiên, hệ thống quản lý bán vé hệ tập trung có hạn chế sau: - Hệ thống xử lý không kịp thời có nhiều truy cập lúc - Lãng phí tài nguyên: tài nguyên cấp phát cho người dùng theo dạng “tĩnh”, tài nguyên bị chiếm dụng mặc cho người dùng không sử dụng, tài nguyên trạng thái rỗi, dư thừa không thu hồi lại - Trong trường hợp đông lượt truy cập dẫn đến tình trạng tải giới hạn đường truyền, dẫn đến người dùng truy cập khoảng thời gian đáng kể Việc ứng dụng hệ tin học phân tán giúp khắc phục hạn chế Mặc dù hệ tin học phân tán lĩnh vực chưa ứng dụng rộng rãi Đề tài mong muốn bước đầu xây dựng giải pháp phân tán chống đăng ký trùng vé vận tải đường sắt Việt Nam Mục tiêu nhiệm vụ - Mục tiêu đề tài: o Đề giải pháp giải vấn đề bất cập việc đăng ký vé tàu trực tuyến Việt Nam cách xây dựng giải pháp phân tán cho hệ thống thông tin ngành đường sắt Việt Nam Footer Page of 126 Header Page of 126 o Ứng dụng giải pháp phân tán vào việc giải toán thực tế: “Chống đăng ký trùng vé vận tải đường sắt” - Nhiệm vụ nghiên cứu: o Nghiên cứu sở lý thuyết hệ tin học phân tán o Các vấn đề liên quan đến gắn bó liệu hệ phân tán o Các vấn đề liên quan đến đồng hóa tiến trình hệ phân tán o Từ nghiên cứu ứng dụng giải thuật Vector nhãn thời gian đảm bảo gắn bó mạnh nhiều Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: o Xây dựng giải pháp phân tán việc chống đăng ký trùng vé tàu qua mạng bao gồm việc xây dựng hệ đa server đảm bảo gắn bó liệu server thời điểm thực cập nhật thực chống đăng ký trùng vé o Các giải thuật liên quan đến đồng hóa tiến trình sâu nghiên cứu ứng dụng giải thuật Vector tem thời gian o Các giải thuật giải vấn đề nhiều nghiên cứu ứng dụng giải thuật đảm bảo gắn bó mạnh nhiều - Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng giải pháp phân tán nhằm ứng dụng ngành vận tải đường sắt Việt Nam Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tư liệu: o Tìm hiểu thực trạng Hệ thống thông tin đường sắt Việt Nam để thấy bất cập việc đăng ký vé tàu trực tuyến đề giải pháp mới: “Xây dựng giải pháp phân tán chống đăng kỹ trùng vé vận tài đường sắt” o Thu thập tài liệu có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu Footer Page of 126 Header Page of 126 o Lựa chọn giải thuật phù hợp để giải toán có hiệu - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: o Triển khai chương trình ứng dụng môi trường giả thuyết chạy chương trình liệu mẫu o Kiểm tra, so sánh đánh giá kết Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Hệ tin học phân tán vấn đề quan tâm việc ứng dụng vào thực tiễn nghiên cứu triển khai chuyên gia công nghệ thông tin Đề tài nghiên cứu nhằm làm rõ lợi ích việc ứng dụng hệ phân tán thực tiễn - Giá trị thực tiễn: o Bước đầu xây dựng giải pháp : giải pháp phân tán cho hệ thống thông tin ngành đường sắt Việt Nam, giải pháp đưa giúp người sử dụng thuận tiện việc đăng ký vé tàu trực tuyến đảm bảo việc chống đăng ký trùng vé o Ứng dụng giải pháp phân tán vào toán thực tế Cấu trúc luận văn MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN VÀ ỨNG DỤNG CHỐNG TRÙNG VÉ CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN BÁN VÉ TRONG VẬN TẢI HÀNH KHÁCH ĐƯỜNG SẮT CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP PHÂN TÁN CHỐNG ĐĂNG KÝ TRÙNG VÉ TRONG VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN VÀ ỨNG DỤNG CHỐNG TRÙNG VÉ 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN 1.1.1 Định nghĩa hệ phân tán 1.1.2 Mục tiêu đặc trưng hệ phân tán 1.1.3 Tiến trình (Process) luồng (Thread) 1.1.4 Mô hình Client – Server a) Các thành phần mô hình Client-Server Trong mô hình này, chương trình ứng dụng chia thành thành phần: - Quá trình chuyên cung cấp số phục vụ đó, chẳng hạn: phục vụ tập tin, phục vụ máy in, phục vụ thư điện tử, phục vụ Web Các trình gọi trình phục vụ hay Server - Một số trình khác có yêu cầu sử dụng dịch vụ server cung cấp gọi trình khách hàng hay Client Việc giao tiếp client server thực hình thức trao đổi thông điệp (Message) Để phục vụ, client gởi thông điệp yêu cầu (Request Message) mô tả công việc muốn server thực Khi nhận thông điệp yêu cầu, server tiến hành phân tích để xác định công việc cần phải thực thi Nếu việc thực yêu cầu có sinh kết trả về, server gởi cho client thông điệp trả lời (Reply Message) Dạng thức (format) ý nghĩa thông điệp trao đổi client server qui định rõ giao thức (protocol) ứng dụng Footer Page of 126 Header Page of 126 H nh M h nh C i nt-Server 1.2 ỨNG DỤNG CHỐNG TRÙNG VÉ 1.2.1 Giới thiệu toán Khi phân tán sở liệu tất ga hệ thống đường sắt, điểm bán vé cụm ga khác có sở liệu server khác Có vấn đề đặt làm để chống trùng vé tàu đặt mua Hệ thống hệ thống đa truy cập, ngẫu nhiên, từ xa với số lượng lớn vào server không tập trung 1.2.2 Các phương pháp đồng hoá tiến trình hệ phân tán a) Khái niệm đồng hóa tiến trình Trong hệ tin học phân tán, đồng hóa tiến trình hiểu trình tạo nên hoạt động nhịp nhàng ăn khớp với tất đối tượng có tham gia yêu cầu chia sẻ tài nguyên dùng chung Điều kiện chủ yếu việc đồng hóa tiến trình hệ phân tán là: - Các tiến trình hệ phải phát triển chu với thời gian thực lệnh khác khả xử lý xử lý (hoặc vi xử lý) thành phần khác - Các tiến trình phát triển hệ thống thành phần khác nhau, nằm địa điểm khác nối với qua đường truyền điều kiện có diễn cố kỹ thuật Footer Page of 126 Header Page of 126 - Không sử dụng nhớ đồng hồ chung Xuất phát từ yêu cầu điều kiện kỹ thuật nêu trên, người ta cần phải nghiên cứu giải pháp đủ mạnh hiệu để đồng hóa tiến trình đối tượng chủ yếu tham gia tạo nên hoạt động hệ thống đồng b Xác định trật tự cho kiện hệ phân tán Giới thiệu Một hệ thống phân tán cấu tạo từ n thành phần Các thành phần tiến trình trạm, nút máy Server không dùng nhớ chung liên lạc với cách trao đổi thông điệp Mỗi thành phần hoạt động otomat có nghĩa triển khai phép toán có khả thay đổi trạng thái toàn hệ thống Các phép toán thực thành phần vừa nêu phải xếp cách tự nhiên theo trình tự diễn Nếu tiến trình cho phép chứa nhiều luồng, hệ thống đơn xử lý, trật tự thực lệnh xử lý Chính xử lý xếp kiện Việc xác định trật tự kiện hệ thống đa xử lý vấn đề phức tạp liên quan đến khó khăn việc trì thời gian tuyệt đối gắn bó Đối với hệ tin học phân tán, việc thống giá trị đồng hồ vật lý để đồng hóa kiện việc làm không khả thi lý sau đây: Độ trễ truyền thông Sự không thống đồng hồ vật lý theo chuẩn định Xử lý không theo thời gian thực Các khái niệm Footer Page of 126 Header Page of 126 - Trật tự nhân Trên trạm, kiện cục xếp trật tự thực chúng hay việc xác định thời gian tuyệt đối, mặt khác kiện truyền thông điệp trạm truyền diễn trước kiện nhận thông điệp Điều định nghĩa trật tự nhân (Ký hiệu ) Khái niệm biểu diễn theo kiểu sau: Sự kiện e1 có trước kiện e2, ta viết e1e2, hai điều kiện sau đúng: e1 e2 diễn trạm e1 diễn trước e2 theo đồng hồ logic trạm e1 tương ứng với việc gửi thông điệp m trạm S i e2 tương ứng với việc nhận thông điệp trạm Sj với i j số thứ tự hai trạm hệ Khái niệm có trước/nhân ký hiệu  phản ánh quan hệ bắc cầu kiện Nếu e1, e2, e3 kiện mà e1e2 e2e3 e1e3 (phép bắc cầu quan hệ) Trật tự kiện so sánh quan hệ  gọi trật tự nhân Các kiện e1 e2 không so sánh với quan hệ  gọi quan hệ tương tranh, ký hiệu e1||e2 - Thời gian ogic v hướng Định nghĩa Khái niệm thời gian vô hướng đưa Lamport nhằm xếp thứ tự kiện hệ phân tán.Thời gian logic vô hướng thể số nguyên không âm Thời gian logic vô hướng gọi đồng hồ toàn cục hệ Gọi C€ thời gian logic kiện e Trật tự toàn diễn Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 hai kiện e1, e2 thể sau: e1 e2 => C(e1)