Nâng cao hiệu quả một số kỹ thuật đảm bảo tính nhất quán dữ liệu trong mạng p2p

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN HỒNG MINH NÂNG CAO HIỆU QUẢ MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2021 NGUYỄN HỒNG MINH NÂNG CAO HIỆU QUẢ MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 60.48.01.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TSKH Nguyễn Xuân Huy PGS.TS Lê Văn Sơn Đà Nẵng - Năm 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tơi thực hiện, dƣới hƣớng dẫn PGS.TSKH Nguyễn Xuân Huy cố PGS.TS Lê Văn Sơn Các kết đƣợc viết chung với tác giả khác đƣợc đồng ý đồng tác giả trƣớc đƣa vào luận án Các kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Hồng Minh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU vii DANH MỤC BẢNG .ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận án Mục tiêu nghiên cứu luận án Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu luận án Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Cấu trúc luận án Chƣơng TỔNG QUAN VỀ YÊU CẦU ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU CHIA SẺ TRONG MẠNG P2P 11 1.1 HỆ THỐNG DỮ LIỆU CHIA SẺ PHÂN TÁN TRONG MẠNG P2P 11 1.1.1 Hệ phân tán 11 1.1.2 Mạng ngang hàng 15 1.1.3 Dữ liệu chia sẻ mạng P2P 19 1.2 ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P .21 1.2.1 Khái niệm 21 1.2.2 Mơ hình qn liệu 22 1.2.3 Bài toán đảm bảo tính quán liệu mạng P2P 25 1.3 GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P VÀ TIẾP CẬN CỦA LUẬN ÁN 27 1.3.1 Giải pháp đảm bảo tính quán liệu 27 1.3.2 Tiếp cận luận án 34 1.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG .34 Chƣơng GIẢI PHÁP CẬP NHẬT NỘI DUNG ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P �m bảo quán liệu mơi trƣờng phân tán mạng phủ P2P có cấu trúc", Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia lần thứ XVIII “Một số vấn đề chọn lọc Công nghệ thông tin Truyền thông”, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, ISBN 978-604-670645- 8, Trang 191-196, 2016 [2] Nguyễn Hồng Minh, Nguyễn Xuân Huy, "Giải pháp hiệu Đảm bảo quán liệu chia sẻ phân tán tảng P2P có cấu trúc”, Chuyên san "Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng Cơng nghệ thông tin Truyền thông", Bộ thông tin truyền thông, ISSN 1859-3526, tập V-1, số 17(37), Trang 22-30, 6/2017 [3] Hong Minh Nguyen, Xuan Huy Nguyen, Ha Huy Cuong Nguyen, “On a construction and a highly effective update method for consistency in structured p2p systems”, International Journal of Computer Science and Network Security, ISSN 1738-7906, Vol.17, No.9, pp.151-158, 9/2017 [4] Nguyễn Hồng Minh, Lê Văn Sơn, “Một giải pháp hiệu xây dựng trì lan truyền cập nhật đảm bảo quán liệu”, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Công nghệ Quốc gia lần thứ 10 “Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin”, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội, ISBN: 978-604-913-614-6, Trang 488- 494, 2017 [5] Nguyen Ha Huy Cuong, Hong Minh Nguyen, and Trung Son Doan, "The Method of Maintaining Data Consistency in Allocating Resources for the P2P Network Model", Context-Aware Systems and Applications, and Nature of Computation and Communication, Springer, Cham, pp.155-165, 2017 [6] Hong Minh Nguyen, Van Doan Thang, Le Dac Nhuong, Nguyen Ha Huy Cuong, and Nguyen Xuan Huy, "Open Stack: Resources Allocation for Distributed Virtual Machine Peer to Peer", Frontiers in Intelligent Computing: Theory and Applications Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Singapore, vol 1013, pp.341-349, 2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://www.statista.com/forecasts/1146844/internet-users-in-the-world [Online, truy cập 02/04/2021] [2] https://www.statista.com/statistics/267202/global-data-volume-of-consumer-iptraffic/ [Online, truy cập 02/04/2021] [3] https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/executive-perspectives/annualinternet-report/white-paper-c11-741490.html [Online, truy cập 02/04/2021] [4] Özsu, Tamer, and Patrick Valduriez, “Principles of distributed database systems”, ACM, 2011 [5] Van Steen, Maarten, and Andrew S Tanenbaum, "Distributed systems", Leiden, The Netherlands:Maarten van Steen, 2017 [6] Verissimo, Paulo, and Luis Rodrigues, “Distributed systems for system architects”, Springer Science & Business Media, Vol.1, 2012 [7] Buford, John, Heather Yu, and Eng Keong Lua, “P2P networking and applications”, Morgan Kaufmann, 2009 [8] Malatras, Apostolos, "State-of-the-art survey on P2P overlay networks in pervasive computing environments", Journal of Network and Computer Applications, vol 55 pp.1-23, 2015 [9] https://xtendedview.com/internet/best-p2p-file-sharing-programs/5684/ [Online, truy cập 03/05/2021] [10] Vimal, S., and S K Srivatsa, "A file sharing system in peer-to-peer network by a nearness-sensible method", International Journal of Reasoning-based Intelligent Systems, 11.4, pp.293-299, 2019 [11] GARCÍA-RODRÍGUEZ, Gerardo; DE ASÍS LĨPEZ-FUENTES, Francisco, “A Storage Service based on P2P Cloud System”, Research in Computing Science, 76, pp.89-96, 2014 [12] Samreen, S N., Khatri-Valmik, N., Salve, S M., & Khan, M P N, "Introduction to cloud computing", International Research Journal of Engineering and Technology, 12, pp.785-788, 2018 [13] Wang, T., Zhao, C., Yang, Q., Zhang, S., & Liew, S C, "Ethna: Analyzing the UnderlYing Peer-to-Peer Network of Ethereum Blockchain", IEEE Transactions on Network Science and Engineering, 2021 [14] Hao, W., Zeng, J., Dai, X., Xiao, J., Hua, Q., Chen, H., "BlockP2P: Enabling fast blockchain broadcast with scalable peer-to-peer network topology", International Conference on Green, Pervasive, and Cloud Computing, Springer, Cham, pp.223237, 2019 [15] https://www.utorrent.com/ [Online, truy cập 6/01/2021] [16] https://www.bittorrent.com/ [Online, truy cập 6/01/2021] [17] Pirjade, S., Burghate, R R., Ghogare, P G., Ghotkule, A., and Jatade, J, "Maximizing p2p file access availability in mobile adhoc networks though replication for efficient file sharing", 2nd International Conference on Inventive Systems and Control (ICISC), IEEE, pp.1434-1438, 2018 [18] Abdollahi Nami, A., and L Rajabion, "Data replication techniques in the mobile ad hoc networks: A systematic and comprehensive review", International Journal of Pervasive Computing and Communications, 15.3-4, pp.174-198, 2019 [19] Campêlo, R A., Casanova, M A., Guedes, D O., & Laender, A H, "A brief survey on replica consistency in cloud environments", Journal of Internet Services and Applications, 11.1, pp.1-13, 2020 [20] Aldin, H N S., Deldari, H., Moattar, M H., & Ghods, M R, "Consistency models in distributed systems: A survey on definitions, disciplines, challenges and applications", arXiv preprint arXiv:1902.03305, 2019 [21] BAUMGART, Ingmar; HEEP, Bernhard; KRAUSE, Stephan, “OverSim: A flexible overlay network simulation framework”, IEEE global internet symposium, IEEE, pp.79-84, 2007 [22] https://www.openstack.org/ [Online, truy cập 9/6/2015] [23] NAKASHIMA, Taishi; FUJITA, Satoshi, “Tree-based consistency maintenance scheme for peer-to-peer file sharing systems”, 2013 First International Symposium on Computing and Networking, IEEE, pp.187-193, 2013 [24] HU, Yi; BHUYAN, Laxmi N.; FENG, Min, “Maintaining data consistency in structured P2P systems”, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 23(11), pp.2125-2137, 2012 [25] GAONKAR, Dattatraya, “Distributed generation”, BoD–Books on Demand, 2010 [26] Buford, John, Heather Yu, and Eng Keong Lua, “P2P networking and applications”, Morgan Kaufmann, 2009 [27] Nikolakopoulos, Y., Gidenstam, A., Papatriantafilou, M., and Tsigas, P, "A consistency framework for iteration operations in concurrent data structures", IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, pp.239-248, 2015 [28] Lua, E K., Crowcroft, J., Pias, M., Sharma, R., & Lim, S, "A survey and comparison of peer-to-peer overlay network schemes", IEEE Communications Surveys & Tutorials, 7.2, pp.72-93 2005 [29] https://us.napter.com/ [Online, truy cập 5/8/2019] [30] Taylor I.J., Harrison A.B, “Gnutella”, From P2P and Grids to Services on the Web, Computer Communications and Networks, Springer, London, pp.181-196 2009 [31] https://www.cs.cmu.edu › ~dga › lectures › 16-dht [Online, truy cập 4/4/2015] [32] ROWSTRON, Antony; DRUSCHEL, Peter, “Pastry: Scalable, decentralized object location, and routing for large-scale peer-to-peer systems”, IFIP/ACM International Conference on Distributed Systems Platforms and Open Distributed Processing Springer, Berlin, Heidelberg, pp.329-350, 2001 [33] Ben Y Zhao, John D Kubiatowicz, Anthony D Joseph, “Tapestry: An infrastructure for fault-tolerant wide-area location and routing”, techreport, University of California at Berkeley, ACM, 2001 [34] Davis, R I., Burns, A., Bril, R J., & Lukkien, J J, “Controller Area Network (CAN) schedulability analysis: Refuted, revisited and revised”, Real-Time Systems, 35(3), pp.239-272, 2007 [35] Pourebrahimi, B., Bertels, K., & Vassiliadis, S, "A survey of Peer-to-Peer Networks", Proceedings of the 16th annual workshop on Circuits, Systems and Signal Processing, 2005 [36] Bandara, HMN Dilum, and Anura P Jayasumana, "Collaborative applications over peer-to-peer systems–challenges and solutions", Peer-to-Peer Networking and Applications, 6.3, pp.257-276, 2013 [37] Mohammadi, B., and Navimipour, N J, "Data replication mechanisms in the peer‐ to‐ peer networks," International Journal of Communication Systems, 32.14:e3996, 2019 [38] Spaho, E., Barolli, A., Xhafa, F., and Barolli, L, "P2P data replication: Techniques and applications", Modeling and processing for next-generation big-data technologies, Springer, Cham, pp.145-166, 2015 [39] RAHMANI, Moufida; BENCHAIBA, “A comparative study of replication schemes for structured p2p networks”, Proceedings of the 9th International Conference on Internet and Web Applications and Services, pp.147-158, 2014 [40] Kalpakis,https://dokumen.tips/documents/consistency-and-replication5693cbf237ba0.html [Online, truy cập 9/11/2018] [41] CHENG, Liangfeng; HU, Yuchong; LEE, Patrick PC, “Coupling decentralized keyvalue stores with erasure coding”, Proceedings of the ACM Symposium on Cloud Computing, pp.377-389, 2019 [42] Chen, Y L., Mu, S., Li, J., Huang, C., Li, J., Ogus, A., & Phillips, D, “Giza: Erasure coding objects across global data centers”, {USENIX} Annual Technical Conference ({USENIX}{ATC} 17, pp 539-551, 2017 [43] Li, Y., Zhou, J., Wang, W., & Chen, Y, “RE-store: Reliable and efficient KV-store with erasure coding and replication”, IEEE International Conference on Cluster Computing (CLUSTER), IEEE, pp.1-12, 2019 [44] Saghiri, Ali Mohammad, M Daliri Khomami, and Mohammad Reza Meybodi, "Random walk algorithms: Definitions, weaknesses, and learning automata-based approach", Intelligent Random Walk: An Approach Based on Learning Automata, Springer, Cham, 52, pp.1-7, 2019 [45] VU, Huy; TEWARI, Hitesh, “An Efficient Peer-to-Peer Bitcoin Protocol with Probabilistic Flooding”, International Conference for Emerging Technologies in Computing, Springer, Cham, pp.29-45, 2019 [46] Dong, Suyalatu, and Yong-Chang Huang, "A class of rumor spreading models with population dynamics", Communications in Theoretical Physics, 70(6), 795, 2018 [47] WANG Z., Das, S K., Kumar, M., & Shen, H, “An efficient update propagation algorithm for P2P systems”, Computer Communications, 30(5), pp.1106-1115, 2007 [48] Zhang, B., Wang, X., & Huang, M, "A data replica consistency maintenance scheme for cloud storage under healthcare IoT environment", Future Communication, Information and Computer Science: Proceedings of the 2014 International Conference on Future Communication, Information and Computer Science (FCICS 2014), Beijing, China, 2015 [49] Guler, Berkin, and Oznur Ozkasap, "Analysis of checkpointing algorithms for primary-backup replication", IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC), pp.64-69, 2017 [50] Li, Jun, and Mengshu Hou, "PMSTCOM: A Novel Replication Consistency Maintenance Strategy in Cloud Storage System." 3rd International Conference on Big Data Computing and Communications (BIGCOM), IEEE, pp.277-283, 2017 [51] Li, C., Wang, C., Tang, H., & Luo, Y, "Scalable and dynamic replica consistency maintenance for edge-cloud system", Future Generation Computer Systems,101, pp.590-604, 2019 [52] SHEN, HaiYing; LIU, Guoxin; CHANDLER, Harrison, “Swarm intelligence based file replication and consistency maintenance in structured P2P file sharing systems”, IEEE Transactions on Computers, 64(10), pp.2953-2967, 2015 [53] Islam, Md Ashfakul, and Susan V Vrbsky, "Transaction management with treebased consistency in cloud databases", International Journal of Cloud Computing, 6.1, pp.58-78, 2017 [54] Qi, Xiaogang, Min Qiang, and Lifang Liu, "A balanced strategy to improve data invulnerability in structured P2P system", Peer-to-Peer Networking and Applications,13.1, pp.368-387, 2020 [55] B C Arnold, "Pareto distribution," Wiley StatsRef: Statistics Reference Online, pp 1-10, 2014 [Online, truy cập 4/7/2015] [56] Da Silva, R V., Gomes-Silva, F., Ramos, M W A., & Cordeiro, G M, "The exponentiated Burr XII Poisson distribution with application to lifetime data", International Journal of Statistics and Probability , 4.4:112, 2015 [57] Yang, Yue, and Jianwen Zhu, "Write skew and zipf distribution: Evidence and implications", ACM transactions on Storage (TOS), pp.1-19, 2016 [58] CHEN, Xin, Shansi Ren and Haining Wang, “SCOPE: Scalable consistency maintenance in structured P2P systems”, Proceedings IEEE 24th Annual Joint ...NGUYỄN HỒNG MINH NÂNG CAO HIỆU QUẢ MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 60.48.01.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn... 1.1.3 Dữ liệu chia sẻ mạng P2P 19 1.2 ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU TRONG MẠNG P2P .21 1.2.1 Khái niệm 21 1.2.2 Mô hình quán liệu 22 1.2.3 Bài tốn đảm bảo tính quán liệu mạng. .. QUAN VỀ YÊU CẦU ĐẢM BẢO TÍNH NHẤT QUÁN DỮ LIỆU CHIA SẺ TRONG MẠNG P2P 11 1.1 HỆ THỐNG DỮ LIỆU CHIA SẺ PHÂN TÁN TRONG MẠNG P2P 11 1.1.1 Hệ phân tán 11 1.1.2 Mạng ngang hàng