Xây dựng giải thuật truyền dữ liệu nhóm trên mạng internet

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Trường Đại Học Bách Khoa GUYỄ HỮU TƯỜ G VI H XÂY DỰ G GIẢI THUẬT TRUYỀ DỮ LIỆU HÓM TRÊ MẠ G I TER ET Chuyên ngành: Khoa học Máy tính LUẬ VĂ THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MI H, tháng 07 năm 2009 CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Tiến sĩ Thoại Nam Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Lê Ngọc Minh Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Võ Văn Khang Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ HỘI ðỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 25 tháng năm 2009 ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA ðộc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo - Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh … Phái: Nam…………… Ngày, tháng, năm sinh: 10/06/1980 Nơi sinh: Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Khoa học máy tính MSHV: 00706158 1- TÊN ðỀ TÀI: XÂY DỰNG GIẢI THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU NHÓM TRÊN MẠNG INTERNET 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Xây dựng giải thuật N-Tree mở rộng khắc phục nhược ñiểm giải thuật N-Tree nhằm ñáp ứng nhu cầu thực tế 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 1/2/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 3/8/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi ñầy ñủ học hàm, học vị): TS Thoại Nam Nội dung ñề cương Luận văn thạc sĩ ñã ñược Hội ðồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TS Thoại Nam TS ðinh ðức Anh Vũ TS Thoại Nam Trang i LỜI CAM ðOAN Tơi cam đoan rằng, ngoại trừ kết tham khảo từ cơng trình khác ghi rõ luận văn, cơng việc trình bày luận văn tơi thực chưa có phần nội dung luận văn ñược nộp ñể lấy cấp trường trường khác Ngày 03 tháng 07 năm 2009 Nguyễn Hữu Tường Vinh ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành sâu sắc ñến TS Thoại Nam, người thầy ñã tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình từ đại học tới cao học tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn gia đình động viên tạo điều kiện tốt để tơi tiếp tục theo ñuổi việc học tập nghiên cứu Tôi trân trọng dành tặng thành luận văn cho Cha Mẹ Nhờ công lao dưỡng dục người mà chúng có thành ngày hơm Con xin hứa tiếp tục cố gắng phấn ñấu ñể vươn cao ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Với phát triển mạnh mẽ internet ngày nay, cách thức làm việc có nhiều thay đổi Người lao động số trường hợp khơng cần phải có mặt cơng ty để làm việc mà cần làm việc nhà ñảm bảo ñược tiến ñộ công việc suất làm việc Thành cơng có dựa đóng góp khơng nhỏ phát triển hội thoại video tảng môi trường cộng tác mà internet mang lại ðể cung cấp sở hạ tầng giúp cho người lao ñộng dễ dàng làm việc, ñề tài luận văn ñã ñưa cách thức xây dựng truyền nhận hỗ trợ việc truyền liệu nhóm qua mạng internet, ñây tiền ñề thiết yếu cho hội thoại video làm việc cộng tác Với hạn chế liên kết nhóm giải thuật N-Tree trước đó, dẫn ñến việc ño ñạc áp dụng vào thực tế gặp nhiều khó khăn Trong luận văn này, tác giả ñã khắc phục ñược hạn chế liên kết ñồng thời ñưa vào kĩ thuật lưu trữ bước duyệt qua, kinh nghiệm tìm kiếm ñể ñảm bảo dù số liên kết lớn giải thuật tìm kết thời gian giới hạn phút Bên cạnh đó, giải thuật cịn song song hóa hệ thống supernode2 nhằm tăng tốc độ tìm kiếm Trong vừa kết hợp việc phân chia tập tìm kiếm vừa sử dụng lúc nhiều kinh nghiệm giúp việc tìm kiếm khơng gian lớn trở nên nhanh chóng Với kết ñạt ñược, hy vọng giải thuật N-Tree mở rộng cung cấp tiền ñề tốt cho ứng dụng hội thoại video hay làm việc cộng tác dựa mạng internet, giúp ứng dụng ngày phát triển mạnh đóng góp có ích cho công việc người sử dụng ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang iv ABSTRACT With the strong development of the internet today, how much working style has changed Workers in some cases did not need to be present at the company to that just working at home, but still ensure the progress of work and productive employment This success is based on contributions is the development of video conference and collaboration platform environment that provides by internet To provide infrastructure to help for employees to easily work, the subject of this thesis has given way to build plant transfers data support the group through the Internet, this is the essential precondition for video conversation and collaboration With restrictions on the links in the group of N-Tree algorithm earlier, leading to the measurement and application in practice were difficult In this thesis, the author has overcome the limitations associated simultaneously put into storage techniques such as browsing through the steps, the new heuristic search experience to ensure that despite the large number of associated cases still find the results in limited time is less than minute In addition, parallel algorithms is also on the supernode2 system to speed up the search Which has a combination of split searching space and use the search heuristic experience concurrently at assisting in the search space quickly becomes huge With the results achieved, hopefully extension N-Tree algorithm will provide a good premise for video applications conversation or collaboration on the internet, allowing these applications growing strong useful contribution to the work of the user ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang v MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG x CHƯƠNG 1: Tổng quan multicast 1.1 Khái niệm 1.2 Vịng đời nhóm sử dụng multicast 1.2.1 Tạo nhóm 1.2.2 Xây dựng dựa ràng buộc .8 1.2.3 Truyền nhận thông tin .8 1.2.4 Phân rã hay xóa nhóm .9 1.3 GIỚI THIỆU ðỀ TÀI .1 Quản lý chất lượng dịch vụ(QoS) nhóm sử dụng multicast 1.3.1 Giao thức dựa nguồn phát 1.3.2 Giao thức dựa nhân trung tâm 10 Các vấn ñề thách thức multicast .10 2.1 Quản lý nhóm động 11 2.1.1 Tái ñịnh tuyến multicast 11 2.1.2 Xây dựng lại multicast 12 2.1.3 Thay nút ñại diện giao thức nhân trung tâm 12 2.1.4 Khắc phục lỗi 13 2.2 Các vấn ñề giải tắc nghẽn ứng dụng dùng multicast cho hội thoại video 13 2.2.1 Hệ thống multicast tin cậy hệ thống multicast thời gian thực 13 2.2.2 Dựa khung ñịnh mức (window-based) hay tỷ lệ (rate-based) 13 ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang vi 2.2.3 Vị trí đơn vị quản lý tắc nghẽn 14 2.2.4 Cơ chế phản hồi .15 2.2.5 Multicast mức ứng dụng (end-to-end) hay mức hỗ trợ phần cứng (router supported) .15 Mục tiêu giới hạn ñề tài .15 Tóm lược kết ñạt ñược 16 Cấu trúc luận văn 18 CHƯƠNG 2: Một số giao thức ñề nghị cho ứng dụng multicast 19 1.1 Xcast .19 1.2 ALMI 20 1.3 NARADA .22 1.4 NICE protocol .23 1.5 N-Tree 24 Các phương pháp truyền nén liệu video ứng dụng multicast 24 2.1 MCU .27 CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT NỀN TẢNG .29 Khảo sát chi tiết giải thuật n-Tree 29 1.1 ðịnh nghĩa vấn ñề 29 1.2 Thiết kế giải thuật 30 1.2.1 Cơ sở .30 1.2.2 Thiết kế 31 1.3 Vấn ñề hội tụ nhanh (FRC) 34 1.3.1 Trường hợp vi phạm ñộ trễ .34 1.3.2 Trường hợp liên kết bị ñứt 35 1.3.3 Trường hợp nút bị chết 35 1.4 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 19 Nhận xét 35 Kỹ thuật tìm kiếm khơng gian tìm kiếm lớn .36 2.1 ðường ñi ngắn cặp ñỉnh ñồ thị 39 ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang vii 2.2 Mô tả toán 39 2.3 Giới thiệu giải thuật 40 2.3.1 Giải thuật nhân ma trận 40 2.3.2 Giải thuật Floy-Warshall .42 2.3.3 Giải thuật Johnson 43 2.4 Áp dụng kinh nghiệm việc chọn lựa cạnh 45 2.4.1 Các cạnh thuộc nút có băng thơng rộng 45 2.4.2 Các cạnh có độ trễ nhỏ 46 2.4.3 Phương pháp phối hợp 46 2.5 Lưu nhớ trường hợp ñã duyệt qua 47 2.6 Song song hóa phần giải thuật .49 2.6.1 Hạ cấp tìm kiếm dựa việc phân tán 49 2.6.2 Phối hợp phương pháp tìm kiếm dựa việc phân tán 49 Phương pháp xây dựng truyền nhận .50 3.1 Giới thiệu 50 3.2 Thiết kế 51 3.2.1 Cơ sở .51 3.2.2 Giải thuật 52 3.3 Các thách thức 54 3.3.1 Vấn ñề FRC 54 3.3.2 Vấn ñề mở rộng số lượng thành viên nhóm 55 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 56 Các tiêu chuẩn ñánh giá 56 Các kết thực nghiệm .56 2.1 ðối với chương trình chạy máy ñể bàn 56 2.2 ðối với chương trình chạy supernode 59 Kết luận 62 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .65 Tổng kết 65 ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) ... XÂY DỰNG GIẢI THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU NHÓM TRÊN MẠNG INTERNET 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Xây dựng giải thuật N-Tree mở rộng khắc phục nhược ñiểm giải thuật. .. lỗi ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet Học viên: Nguyễn Hữu Tường Vinh (00706158) Trang 16 Việc xây dựng multicast dựa ý tưởng xây dựng truyền nhận cho nút nhóm multicast... nhóm động xử lý lỗi, multicast ñược xây dựng phủ tối thiểu (minimum spanning tree) ñược chia sẻ cho thành viên nhóm Dưới số kết ño ñạt ALMI ðề tài: Xây dựng giải thuật truyền liệu nhóm mạng internet