Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của giao thức chord trên mạng ngang hàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ CHIẾN THẮNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC CHORD TRÊN MẠNG NGANG HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: NGUYỄN CHẤN HÙNG HÀ NỘI – 2008 Trang MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam ñoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ LỜI MỞ ðẦU 11 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG 13 1.1 Giới thiệu chung hệ thống mạng 13 1.1.1 Khái niệm ……… 13 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển mạng máy tính 13 1.1.3 Phân loại hệ thống mạng 16 1.2 Giới thiệu chung mạng ngang hàng 18 1.2.1 Khái niệm mạng ngang hàng 18 1.2.2 Lịch sử hình thành phát triển mạng ngang hàng 19 1.2.3 ðặc ñiểm tiện ích mạng ngang hàng 20 1.2.4 Phân loại mạng ngang hàng 21 1.2.5 Các chế tìm kiếm mạng ngang hàng 25 1.2.6 Một số ứng dụng mạng ngang hàng 27 1.2.7 Những ưu ñiểm thách thức ñối với mạng ngang hàng 28 1.3 Giới thiệu số mạng ngang hàng ñã triển khai 29 1.3.1 Mạng Naspter 29 1.3.1.1 Giới thiệu 29 1.3.1.2 Mô hình mạng Napster 30 1.3.1.3 Mô tả cách thức hoạt ñộng mạng Napster 31 1.3.2 Mạng Gnutella 31 1.3.2.1 Giới thiệu 31 1.3.2.2 Mô hình mạng Gnutella 31 1.3.2.3 Mô tả cách thức hoạt ñộng mạng Gnutella 32 1.3.3 Mạng eMule 33 1.3.3.1 Giới thiệu 33 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 1.3.3.2 Mô hình mạng eMule 34 1.3.3.3 Mô tả cách thức hoạt ñộng mạng eMule 36 1.3.4 Mạng Torrent 36 1.3.4.1 Giới thiệu 36 1.3.4.2 Mô hình mạng Torrent 37 1.3.4.3 Mô tả cách thức hoạt ñộng mạng Torrent 37 1.3.5 Một số nhược ñiểm chung mạng nói 38 Chương 2: JXTA NỀN TẢNG ðỂ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG MẠNG NGANG HÀNG 40 2.1 Giới thiệu JXTA… 40 2.2 Các khái niệm JXTA 41 2.3 Kiến trúc JXTA … 42 2.4 Các giao thức JXTA 44 2.5 Tổng quan mô hình mạng JXTA 45 2.6 Ưu nhược ñiểm JXTA 46 2.7 Các phiên tương lai JXTA 47 Chương 3: NGHIÊN CỨU GIAO THỨC CHORD TRÊN MẠNG NGANG HÀNG…………… 49 3.1 Thế hệ mạng P2P dựa bảng băm phân tán 49 3.1.1 Bảng băm phân tán 49 3.1.1.1 Hàm băm 49 3.1.1.2 Khái niệm bảng băm phân tán 52 3.1.1.3 Mô hình bảng băm phân tán 52 3.1.2 Ưu ñiểm hệ mạng ngang hàng dựa bảng băm phân tán 53 3.2 Nghiên cứu giao thức Chord mạng ngang hàng 55 3.2.1 Tổng quan giao thức Chord 55 3.2.2 Mô hình hệ thống 55 3.2.3 Cấu trúc vòng tròn Chord 57 3.2.4 Consistent Hashing 60 3.2.4.1 Tạo ID Node 60 3.2.4.2 Tạo ID Key 61 3.2.4.3 Ánh xạ ID Node ID Key ñến vòng tròn Chord 61 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 3.2.5 Bảng ñịnh tuyến 62 3.2.6 Tiến trình tìm kiếm 64 3.2.6.1 Tiến trình tìm kiếm ñơn giản 64 3.2.6.2 Tiến trình tìm kiếm dùng bảng ñịnh tuyến 65 3.2.6.3 Tiến trình tìm kiếm theo kiểu lặp 68 3.2.6.4 Tiến trình tìm kiếm theo kiểu ñệ quy 68 3.2.7 Vấn ñề ổn ñịnh Node gia nhập rời khỏi mạng 69 3.2.7.1 Node tham gia vào mạng 71 3.2.7.2 Node rời khỏi mạng 74 3.2.8 Ảnh hưởng Churn rate: Khi Node vào rời khỏi mạng 76 3.2.9 Một số giải pháp nâng cao hiệu Chord Churn rate cao 76 3.2.9.1 Các ñiểm yếu Chord ñiều kiện Churn rate cao76 3.2.9.2 Các giải pháp nâng cao hiệu Chord 77 A Caching Proxy 77 B Active maintenance 77 C Replication 78 Chương 4: ðÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC CHORD TRÊN MẠNG NGANG HÀNG 79 4.1 Các phương pháp nghiên cứu ñánh giá mạng ngang hàng 79 4.1.1 Phương pháp phân tích 79 4.1.2 Phương pháp thử nghiệm 80 4.1.3 Phương pháp mô 80 4.2 ðánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng phương pháp mô 81 4.2.1 Các tham số mô ñể ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng 81 4.2.2 Giới thiệu phần mềm P2PSim 82 4.2.2.1 Cài ñặt phần mềm P2PSim 82 4.2.2.2 Mô với phần mềm P2PSim 83 4.2.3 Cài ñặt mô 85 4.2.4 Kết mô nhận xét 85 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 4.2.4.1 Kết mô Chord nhận xét với tỷ lệ tìm kiếm lỗi 85 A Kết mô ảnh hưởng Churn rate ñến tỷ lệ tìm kiếm lỗi 85 B Kết mô ảnh hưởng số lượng Node ñến tỷ lệ tìm kiếm lỗi 88 C Kết mô ảnh hưởng RTT ñến tỷ lệ tìm kiếm lỗi 90 D Kết mô tham số Chord ñối với tỷ lệ tìm kiếm lỗi 93 4.2.4.2 Kết mô Chord nhận xét với tỷ lệ tìm kiếm thành công 95 4.2.4.3 Kết mô Chord nhận xét với trễ tìm kiếm thành công trung bình 97 A Kết mô ảnh hưởng Churn rate ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình 97 B Kết mô ảnh hưởng số lượng Node ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình 98 C Kết mô ảnh hưởng RTT ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình 101 D Kết mô tham số Chord ñối với trễ tìm kiếm thành công trung bình 103 4.3 Kết luận 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ARCNET Attached Resource Computer Network ASCII DHT DNS FTP American Standard Code for Information Interchange Distributed Hash Table Domain Name System File Transfer Protocol HTTP IP IRC Hypertext Transfer Protocol Internet Protocol Internet Relay Chat IM ID JXTA J2ME Instant Messenger Identifier Juxtapose Java Micro Edition J2SE MIT PDA Java Standard Edition Massachusetts Institute of Technology Personal Digital Assistant P2P SHA SETI TCP Peer to Peer Secure Hash Algorithm Search for Extra-Terrestrial Intelligence Transmission Control Protocol UDP URL XML User Datagram Protocol Uniform Resource Locator Extensible Markup Language WAN Wide Area Network Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Mô tả tóm tắt thuật toán SHA 51 Bảng 3.2 Sự khác Chord DNS 58 Bảng 3.3 Bảng ñịnh tuyến N42 67 Bảng 3.4 Bảng ñịnh tuyến trước N25 vào mạng 74 Bảng 3.5 Bảng ñịnh tuyến sau N25 vào mạng 74 Bảng 4.1 Các phần mềm mô 81 Bảng 4.2 Các kịch mô .85 Bảng 4.3 Các tham số Chord 85 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân loại hệ thống mạng 16 Hình 1.2 Hệ thống mạng chủ - khách 17 Hình 1.3 Mô hình mạng ngang hàng .18 Hình 1.4 Mạng ngang hàng túy .22 Hình 1.5 Mạng P2P lai ghép .23 Hình 1.6 Mạng P2P lai ghép với số hóa tập trung .23 Hình 1.7 Mạng P2P lai ghép với số hóa phân tán 24 Hình 1.8 Mô hình mạng Napster .30 Hình 1.9 Mô hình mạng Gnutella .32 Hình 1.10 Quá trình query flooding mạng Gnutella 33 Hình 1.11 Mô hình mạng eMule .35 Hình 1.12 Mô hình mạng Torrent .37 Hình 2.1 Mạng P2P ñược xây dựng JXTA .41 Hình 2.2 Mô hình kiến trúc JXTA 43 Hình 2.3 Các giao thức JXTA 44 Hình 2.4 Mô hình mạng JXTA 45 Hình 3.1 Bảng băm phân tán 53 Hình 3.2 Vòng tròn Chord với Node Key .57 Hình 3.3 Sơ ñồ nhận dạng Chord .60 Hình 3.4 Vòng tròn Chord 61 Hình 3.5 Bảng ñịnh tuyến Chord .63 Hình 3.6 Tiến trình tìm kiếm ñơn giản 64 Hình 3.7 Tiến trình tìm kiếm dùng bảng ñịnh tuyến 66 Hình 3.8 Tiến trình tìm kiếm theo kiểu lặp .68 Hình 3.9 Tiến trình tìm kiếm theo kiểu ñệ quy 69 Hình 3.10 Trạng thái ban ñầu N26 chưa gia nhập vào mạng .71 Hình 3.11 N26 gia nhập vào mạng 71 Hình 3.12 N26 liên kết với N32 72 Hình 3.13 N26 lấy Key liên kết với N21 72 Hình 3.14 N25 xác ñịnh vị trí ñể tham gia vào vòng tròn Chord 73 Hình 3.15 N40 rời khỏi mạng 75 Hình 4.1 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 10s 86 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang Hình 4.2 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 60s 86 Hình 4.3 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 120s 87 Hình 4.4 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s 87 Hình 4.5 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100nNode (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 600s 87 Hình 4.6 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi tổng hợp với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) 88 Hình 4.7 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) .89 Hình 4.8 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 250Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) .89 Hình 4.9 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 500Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) .89 Hình 4.10 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 1000Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 90 Hình 4.11 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi tổng hợp với khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) .90 Hình 4.12 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với RTT=0.5s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 91 Hình 4.13 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với RTT=1s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 91 Hình 4.14 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với RTT=2s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 92 Hình 4.15 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với RTT=3s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 92 Hình 4.16 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi tổng hợp với khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) .92 Hình 4.17 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số basictimer 93 Hình 4.18 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số pnstimer 94 Hình 4.19 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm lỗi với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số base 94 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang Hình 4.20 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 10s .95 Hình 4.21 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 60s .95 Hình 4.22 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 120s .96 Hình 4.23 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s .96 Hình 4.24 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 600s .96 Hình 4.25 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b),khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s 97 Hình 4.26 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b),khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 600s 98 Hình 4.27 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình tổng hợp với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) .98 Hình 4.28 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 99 Hình 4.29 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 250Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 99 Hình 4.30 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 500Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 100 Hình 4.31 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 1000Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 100 Hình 4.32 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình tổng hợp với khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 101 Hình 4.33 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT=0.5s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 102 Hình 4.34 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT=1s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 102 Hình 4.35 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT=2s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 102 Hình 4.36 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT=3s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 103 Hình 4.37 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình tổng hợp với khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) 103 Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 96 a, b, Hình 4.22 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 120s a, b, Hình 4.23 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s a, b, Hình 4.24 Kết mô tỷ lệ tìm kiếm thành công với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 600s Nhận xét: Từ kết mô trên, ta rút nhận xét sau: Khi churn rate cao (các Node kết nối/ rời bỏ mạng xảy khoảng 10 ñến 120 s) tỷ Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 97 lệ tìm kiếm thành công thấp tìm kiếm hầu hết lỗi Kết mô hoàn toàn phù hợp với thực tế vì: Khi churn rate cao tức Node mạng liên tục ra/vào mạng, cấu trúc vòng tròn Chord thường xuyên thay ñổi, ñể tìm kiếm ñược xác bảng ñịnh tuyến phải thay ñổi theo ñể cập nhật ñược xác thông tin Node mạng Tuy nhiên, churn rate cao ñã làm cho bảng ñịnh tuyến chưa kịp cập nhật thông tin Node ra/vào mạng dẫn ñến tỷ lệ tìm kiếm thành công churn rate cao thấp 4.2.4.3 Kết mô Chord nhận xét với trễ tìm kiếm thành công trung bình A Kết mô ảnh hưởng Churn rate ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình Các hình từ 4.25 ñến 4.27 phía ñều theo quy cách: Trục y thể trễ tìm kiếm thành công trung bình trục x biểu diễn băng thông trung bình thời gian sống Node mạng Do với trường hợp churn rate cao tỷ lệ tìm kiếm thành công thấp nên xét ảnh hưởng churn rate ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình ta xét với trường hợp churn rate thấp Các Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian khác 300s, 600s từ hình 4.25 ñến hình 4.27, tương ứng ứng với tham số churn rate giảm dần, RTT = 2s Các hình *.a thể kết mô mạng 100 Node hình *.b thể kết mô mạng 1000 Node a, b, Hình 4.25 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 98 a, b, Hình 4.26 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b), khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 600s Hình 4.27 kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình kết hợp kết mô ứng với trường hợp khác churn rate ñồ thị a, b, Hình 4.27 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình tổng hợp với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) Nhận xét: Từ kết mô trên, ta rút nhận xét sau: Churn rate không ảnh hưởng nhiều ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình B Kết mô ảnh hưởng số lượng Node ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình Các hình từ 4.28 ñến 4.32 phía ñều theo quy cách: Trục y thể trễ tìm kiếm thành công trung bình trục x biểu diễn băng thông trung bình thời gian sống Node mạng Số lượng Node thay ñổi với giá trị khác Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 99 100 Node, 250 Node, 500 Node 1000 Node từ hình 4.28 ñến hình 4.32, RTT = 2s Các hình *.a thể kết mô mạng Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian 300s hình *.b thể kết mô mạng Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian 600s Những ñường nét ñậm hình miêu tả kết hợp tốt trễ tìm kiếm thành công trung bình (hiệu năng) trung bình byte giây ñược gửi Node ñang tồn mạng (chi phí ñể thu ñược hiệu năng) a, b, Hình 4.28 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) a, b, Hình 4.29 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 250Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 100 a, b, Hình 4.30 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 500Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) a, b, Hình 4.31 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 1000Node, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Hình 4.32 kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình kết hợp kết mô ứng với trường hợp khác số lượng Node ñồ thị Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 101 a, b, Hình 4.32 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình tổng hợp với khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Nhận xét: Từ kết mô trên, ta rút số nhận xét sau: • Băng tần dùng nhiều trễ tìm kiếm thành công trung bình nhỏ • Khi mạng lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi trễ tìm kiếm thành công trung bình cao C Kết mô ảnh hưởng RTT ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình Các hình từ 4.33 ñến 4.37 phía ñều theo quy cách: Trục y thể trễ tìm kiếm thành công trung bình trục x biểu diễn băng thông trung bình thời gian sống Node mạng RTT 0.5s, 1s, 2s, 3s thay ñổi từ hình 4.33 ñến hình 4.37, mạng có 100Node Các hình *.a thể kết mô mạng Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian 300s hình *.b thể kết mô mạng Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian 600s Những ñường nét ñậm hình miêu tả kết hợp tốt trễ tìm kiếm thành công trung bình (hiệu năng) trung bình byte giây ñược gửi Node ñang tồn mạng (chi phí ñể thu ñược hiệu năng) Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 102 a, b, Hình 4.33 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT = 0.5s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) a, b, Hình 4.34 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT = 1s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) a, b, Hình 4.35 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT = 2s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 103 a, b, Hình 4.36 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với RTT = 3s, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Hình 4.37 kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình kết hợp kết mô ứng với trường hợp khác RTT ñồ thị a, b, Hình 4.37 Kết mô tổng hợp với trễ tìm kiếm thành công trung bình, khoảng thời gian trung bình node vào/ra mạng 300s (hình a), 600s (hình b) Nhận xét: Từ kết mô trên, ta rút nhận xét sau: Khi khoảng thời gian thiết lập cặp Node (RTT) lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi trễ tìm kiếm thành công trung bình cao D Kết mô tham số Chord ñối với trễ tìm kiếm thành công Hình 4.38 4.40 kết mô tham số Chord Node vào/ra khỏi mạng với khoảng thời gian 600s, RTT = 2s Trong hình này, ñường bao toàn miêu tả kết hợp tốt hiệu (ñược ñánh giá med successful lookup latency) giá (trung bình byte giây ñược gửi Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 104 Node ñang tồn mạng) ñể thu ñược hiệu ñó tất tham số ñược thay ñổi ñược gọi ñường overall convex hull Các ñường khác miêu tả kết hợp tốt tham số ñược cố ñịnh tham số khác ñược thay ñổi, chúng ñược gọi ñường parameter convex hull a, b, Hình 4.38 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số basictimer a, b, Hình 4.39 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số pnstimer Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 105 a, b, Hình 4.40 Kết mô trễ tìm kiếm thành công trung bình với 100Node (hình a), 1000Node (hình b) cho tham số base Nhận xét: Từ kết mô trên, ta rút nhận xét sau: Từ hình 4.38 4.40 nhìn thấy giá trị ñơn base, basictimer, pnstimer tốt cho Chord Tuy nhiên, ñường overall convex hull ñược cấu thành từ vài ñoạn ñường parameter convex hull với tham số khác Chord ñó là: • Khoảng thời gian hai lần Chord thực cập nhật lại successor predecessor Node (tham số basictimer) 0.5s, 1s, 3s, 6s, 9s, 36s • Khoảng thời gian hai lần Chord thực cập nhật lại bảng ñịnh tuyến Node (tham số pnstimer) 0.5s, 1s, 3s, 6s, 9s, 36s • Tham số base 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 4.3 Kết luận Từ kết mô ta rút số kết luận giao thức Chord sau: • Trong hai trường hợp 100 Node 1000 Node băng thông sử dụng nhỏ tỷ lệ tìm kiếm lỗi giảm cách nhanh chóng băng thông sử dụng tăng lên ngưỡng ñó tỷ lệ tìm kiếm lỗi giảm chậm lại Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 106 • Chord làm việc không hiệu ñiều kiện churn rate cao thể tỷ lệ tìm kiếm lỗi cao churn rate mức cao (các Node kết nối/ rời bỏ mạng xảy khoảng 10s ñến 120 s) • Khi mạng lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi, tỷ lệ tìm kiếm lỗi cao • Khi khoảng thời gian thiết lập cặp Node (RTT) lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi tỷ lệ tìm kiếm lỗi cao • Churn rate không ảnh hưởng nhiều ñến trễ tìm kiếm thành công trung bình • Khi mạng lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi trễ tìm kiếm thành công trung bình cao • Khi khoảng thời gian thiết lập cặp Node (RTT) lớn mà băng thông ñược sử dụng không ñổi trễ tìm kiếm thành công trung bình cao Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với nội dung gói gọn luận văn tốt nghiệp, luận ñược thực bao gồm phần ñó là: Giới thiệu tổng quan mạng ngang hàng; giới thiệu JXTA tảng ñể xây dựng ứng dụng mạng ngang hàng; nghiên cứu giao thức Chord mạng ngang hàng; phần cuối ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Bài luận ñã tập trung giải ñược số vấn ñề sau ñây: • Thứ nhất, luận ñã trình bày ñược tổng quan mạng ngang hàng bao gồm: Khái niệm mạng ngang hàng, lịch sử hình thành phát triển mạng ngang hàng, ñặc ñiểm tiện ích mạng ngang hàng, phân loại mạng ngang hàng, chế tìm kiếm mạng ngang hàng, trình bày số mạng ngang hàng ñã triển khai Napster, Gnutella, eMule, Torrent • Thứ hai, luận ñã trình bày ñược giải pháp Sun Microsystems nhằm xây dựng chuẩn công nghệ cho mạng ngang hàng dự án JXTA Mục tiêu JXTA cung cấp tảng mà qua ñó nhà phát triển ứng dụng dễ dàng phát triển ứng dụng P2P cách nhanh chóng, tiện lợi Bài luận ñã trình bày ñược kiến trúc JXTA, giao thức JXTA mô hình mạng JXTA • Thứ ba, luận ñã trình bày chi tiết ñầy ñủ giao thức Chord mạng ngang hàng Bao gồm: Mô hình hệ thống, cấu trúc vòng tròn Chord, chế tìm kiếm liệu, chế khôi phục sửa lỗi… Chord có nhược ñiểm làm việc không hiệu ñiều kiện Churn rate cao node mạng liên tục vào/ra khỏi mạng luận ñã ñưa số giải pháp nhằm khắc phục nhược ñiểm • Thứ tư, luận ñã thực mô vài tham số liên quan ñến hiệu Chord mạng ngang hàng ñó tỷ lệ tìm kiếm lỗi, tỷ lệ tìm kiếm thành công, trễ tìm kiếm thành công trung bình Bài luận ñã thực mô tham số số ñiều kiện thay ñổi mạng churn rate thay ñổi, số lượng node thay ñổi, khoảng thời gian thiết lập hai cặp Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 108 node thay ñổi, khoảng thời gian hai lần Chord thực cập nhật lại bảng ñịnh tuyến node thay ñổi, khoảng thời gian hai lần Chord thực cập nhật lại danh sách successor node thay ñổi Từ ñó, luận ñã ñưa số nhận xét yếu tố làm ảnh hưởng ñến hiệu Chord mạng ngang hàng Mạng P2P ñược coi bước ñột phá phát triển mạnh mẽ thời gian tới Các quốc gia, tập ñoàn Nhật Bản, Bỉ, Mỹ, IBM, Microsoft ñã ñang nghiên cứu phát triển kiến trúc mạng P2P overlay, từ ñó ứng dụng dịch vụ P2P coi ñó mạnh khẳng ñịnh vị Ở Việt Nam, nghiên cứu phát triển kiến trúc mạng P2P, ứng dụng, dịch vụ ñó Việt Nam mẻ Chính vậy, thời gian tới có ñiều kiện tiếp tục ñược nghiên cứu xin ñề xuất số hướng nghiên cứu sau ñây: • Nghiên cứu số giao thức DHT khác như: Kademlia, Accordion, Tapestry, Kelips, Koorde, … Từ ñó tiến hành mô DHT ñồng thời ñưa số so sánh DHT • ðưa số cải tiến thuật toán cấu trúc Chord ñể nâng cao hiệu Chord ñiều kiện Churn rate cao • Nghiên cứu thách thức mạng ngang hàng như: Cân tải, tính mềm dẻo, ñộ tin cậy, an ninh mạng… • Xây dựng thử nghiệm số dịch vụ Viễn thông theo mô hình phân tán P2P Việt Nam • ðề xuất xây dựng mô hình mạng viễn thông theo mô hình phân tán P2P Với lòng trân trọng nhất, xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Chấn Hùng ñã giúp ñỡ, bảo tạo ñiều kiện cho hoàn thành luận văn Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alexei Semenov, “Evolution of P2P Algorithms: Past, present and future”, Helsinki University of Technology, 2005 [2] B.Pourebrahimi, K.Bertels, S Vassiliadis, “A Survey of P2P Networks”, IEEE Communications Survey and Tutorial, March 2004 [3] David Tam, Patrick Pang, “Distributed Hash Tables”, 2002 [4] Di Wu, Ye Tian, Kam Wing Ng, “Analytical Study on Improving Lookup Performance of Distributed Hash Table Systems under Churn”, Department of Computer Science & Engineering, The Chinese University of Hong Kong, 2007 [5] Monica Haladyna Braunisch, “Chord and Symphony: An examination of distributed hash tables and extension of PlanetSim”, Harvard University, June 2006 [6] Lintao Liu, “DHT Design: Overview and comparison”, 2004 [7] Robert Vollmann, “Designing a DHT for low latency and high throughput”, 2004 [8] Sameh El-Ansary, “Designs and Analyses in Structured P2P Systems”, 2005 [9] Stephen Naicken, Anirban Basu, Barnaby Livingston and Sethalat Rodhetbhai, “A Survey of P2P Network Simulators”, Department of Infomatics, University of Sussex, 2006 [10] Ion Stoica, Robert Morris, David Liben-Nowell, David R.Karger, M.Frans Kaashoek, Frank Dabek, Hari Balakrishnan, “Chord: A scalable Peer to Peer lookup service for internet applications”, MIT Laboratory for Computer Science, 2001 [11] Vinod Muthusamy, “An Introdution to P2P Networks”, October 2003 [12] http://www.quantrimang.com [13] http://en.wikipedia.org/wiki/Napster [14] http://en wikipedia org/wiki/Gnutella Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Trang 110 [15] http://en.wikipedia.org/wiki/EMule [16] http://en wikipedia org/wiki/Torrent [17] http://en.wikipedia.org/wiki/P2P [18] http://www.JXTA.org [19] http://www.sun.com/software/jxta/ [20] http://pdos.csail.mit.edu/p2psim/howto.html Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng ... Tổng quan mạng ngang hàng Chương 2: JXTA tảng ñể xây dựng ứng dụng mạng ngang hàng Chương 3: Nghiên cứu giao thức Chord mạng ngang hàng Chương 4: ðánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Phần... Thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Chấn Hùng, ñã chọn ñề tài luận văn tốt nghiệp là: Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng Nghiên cứu ñánh giá hiệu giao thức Chord mạng ngang hàng. .. trung nghiên cứu hệ mạng ngang hàng thứ ba với giao thức Chord 1.2.3 ðặc ñiểm tiện ích mạng ngang hàng ðặc ñiểm mạng ngang hàng • Một mạng ngang hàng thường có nhiều người dùng tham gia Nội dung mạng