a. Tổng quan
Tất cả các thực thể kết nối của mạng p2p có một tập chung lợi ích và tuân theo một tập chung các quy định. Kiến trúc này bao gồm các thành phần cơ bản [8]:
Hình 2.3 Kiến trúc mạng di động peer-to-peer
- Nút p2p: là một thực thể kết nối độc lập trong mạng p2p. Nó có thể là thiết bị mobile, PDA, một máy tính cá nhân, một server, một máy trạm (workstation) hoặc bất kỳ thiết bị nào có thể kết nối vào mạng.
- Mobile proxy: tất cả các thiết bị có thể là các nút độc lập trong kiến trúc p2p, nhƣng một số thì bị giới hạn về chức năng: nhƣ tốc độ, độ ổn định khi kết nối internet thấp và không thể thực thi nhƣ các nút tự trị. Mobile proxy là một chức
năng trong một nút mà thực thi nhƣ một proxy cho các thiết bị di động cho phép các thiết bị này có thể tham gia vào kiến trúc p2p.
Khái niệm mobile proxy giải quyết đƣợc các vấn đề của thiết bị di động nhƣ tính di động, băng thông, CPU, bộ nhớ, pin hoặc mức độ bao phủ. Giải pháp sử dụng proxy đã tiết kiệm đƣợc chi phí truyền tải vì không cần truyền tất cả dữ liệu trên mạng di động, mobile proxy có thể dừng, lọc và tập hợp dữ liệu thu đƣợc từ các mạng p2p. Các vấn đề về bảo mật, tính cá nhân, anti spam và virus có thể dễ dàng đƣợc thực thi trong kiến trúc proxy.
Hình 2.4 Kiến trúc peer-to-peer mobile thực thi các proxy mobile
Dựa trên những thành phần cơ bản này sẽ có 2 loại mạng p2p: mạng p2p lai (hybrid p2p network) đƣợc quản lý bởi một nút điều khiển tập trung và mạng p2p thuần (pure p2p network) không có nút điều khiển.
- Kiến trúc p2p thuần: chỉ có các nút p2p trong kiến trúc này nhƣ hình 2.5 (a). Các kết nối giữa các nút p2p là những thực thể độc lập và có thể tham gia hoặc rời mạng p2p. Các thông điệp đƣợc gửi từ một nút p2p tới nút khác một cách trực tiếp hoặc thông qua các nút lân cận, trung gian.
- Kiến trúc p2p lai: đƣợc mô tả trong hình 2.5 (b), kiến trúc này giải quyết đƣợc những bất lợi của kiến trúc p2p thuần nhƣ định tuyến không hiệu quả,
chia rẽ mạng và thiếu bảo mật bằng cách thêm một nút điều khiển. Nút điều khiển cải thiện hiệu quả kiến trúc p2p thuần: cung cấp các chức năng cho việc lấy thông tin định tuyến tới nút đích, phát hiện nút p2p đầu tiên, khôi phục việc chia rẽ mạng p2p, cải thiện mô hình mạng và tính bảo mật nhƣ xác thực.
Hình 2.5 Kiến trúc peer-to-peer thuần và peer-to-peer lai
Để thực thi kiến trúc p2p lai thì nút điều khiển và nút gateway đƣợc định nghĩa nhƣ sau:
- Nút điều khiển: là một thực thể quản lý sự kết nối trong mạng p2p. Nó cung cấp một số chức năng độc lập với các ứng dụng đặc thù nhƣ phân giải tên, định tuyến dự phòng thông tin, phát hiện ra mạng p2p đầu tiên, tối ƣu hóa mạng, xác thực node và quản lý các nhóm multicast.
- Nút gateway: là một thực thể liên kết giữa mạng p2p thuần và mạng p2p lai, cung cấp cho các nút trong mạng p2p thuần một số chức năng proxy nhƣ định tuyến dự phòng thông tin, xác thực node và quản lý multicast.
Một nút điều khiển nhận một yêu cầu từ một nút p2p và cung cấp cho nó các thông tin định tuyến. Một nút gateway lựa chọn các thông tin trên mạng p2p thuần và báo cáo tới nút điều khiển. Một nút p2p trong mạng p2p lại báo cáo sự tồn tại của nó và các nút lân cận tới nút điều khiển và có thể kết nối với các nút khác bằng cách sử dụng thông tin định tuyến đƣợc cung cấp bởi nút điều khiển. Nút gateway
hỗ trợ kết nối liên tục giữa một nút trong mạng p2p thuần và một nút trong mạng p2p lai.
b. Mạng di động ngang hàng cho thiết bị di động
Đặc điểm khác của kiến trúc p2p là nó cho phép các thiết bị di động tham gia vào mạng p2p thông qua một nút mobile proxy. Trong tƣơng lai một thiết bị di động có thể có đủ khả năng để thực hiện nhƣ một nút p2p độc lập, nhƣng hiện tại nó vẫn có một số giới hạn:
- Khả năng lƣu trữ giới hạn - Bộ nhớ heap nhỏ
- Hiệu suất bộ vi xử lý còn hạn chế - Năng lƣợng pin hạn chế
Do đó một thiết bị di động hiện tại không thể thực thi đầy đủ vai trò của một nút p2p mà đƣa ra các dịch vụ tới các nút p2p khác trong mạng. Để kết hợp một thiết bị di động vào mạng p2p, một số chức năng cần đƣợc thực hiện bởi các nút khác thay cho thiết bị đó. Thông qua mobile proxy, một thiết bị có thể thực thi nhƣ một nút p2p và có thể thực hiện các chức năng cần thiết trong kiến trúc p2p. Có 3 cách nhƣ trong Hình 3.6 dƣới đây, để các thiết bị thực thi thông qua mobile proxy [8]:
- Các thiết bị mobile chia sẻ cùng một nút proxy. Mobile proxy thực thi nhƣ một nút p2p.
- Một thiết bị mobile có tên nút của nó và thực thi nhƣ nút p2p độc lập trong kiến trúc p2p. Với loại này, một số chức năng của proxy có thể thực thi với nút C nhƣ chuyển đổi thông điệp nhận đƣợc từ thiết bị mobile thành thông điệp của giao thức p2p.
- 2 thiết bị mobile và một proxy function xây dựng thành một nút p2p. Một thiết bị mobile có tên nút của nó và thực thi nhƣ một nút độc lập thông qua mobile proxy. Mobile proxy không thực hiện nhƣ một nút độc lập.
Hình 2.6 Kiến trúc mobile proxy