Chƣơng 4 PHƢƠNG PHÁP LƢU TRỮ NÂNG CAO NHÓM THÍCH NGHI
4.1. Một số vấn đề tồn tại của phƣơng pháp nâng cao nhóm
[23] đã đƣa ra các bƣớc thực hiện trong phƣơng pháp lƣu trữ nâng cao nhóm nhƣ đƣợc mô tả trong mục 3.3.1 tại chƣơng 3, tuy nhiên chỉ tập trung vào việc xây dựng nhóm khoá và các lối tắt mà chƣa xem xét cụ thể về cách sử dụng khoá gốc trong nghiên cứu [23]. Trong phần này, để có thể hiểu rõ hơn việc khoá gốc đƣợc chọn và sử dụng nhƣ thế nào, cũng nhƣ việc chọn và sử dụng nhƣ vậy ảnh hƣởng ra sao tới khả năng thích nghi của các nút mạng, chúng ta đi sâu vào tìm hiểu cơ chế này.
4.1.1. Cơ chế sử dụng khoá gốc của phương pháp nâng cao nhóm
Theo phƣơng pháp thay thế lƣu trữ nâng cao nhóm, khi một nút gia nhập vào mạng Freenet, nút đó chọn một giá trị khoá gốc ngẫu nhiên trong không gian khoá, sau đó sẽ xây dựng nhóm khoá xoay quanh khoá gốc này và một số lối tắt. Cụ thể quá trình chọn khoá gốc và sử dụng khoá gốc nhƣ sau:
Khi nút x bắt đầu tham gia vào mạng, nút chọn giá trị khoá gốc là một giá trị ngẫu nhiên trong không gian khoá.
Khi thực hiện thao tác lƣu trữ phân tán đầu tiên, nút x chọn khoá cần lƣu trữ là khoá gốc. Các thao tác lƣu trữ tiếp theo nút x sẽ chọn khoá bất kỳ để thực hiện lƣu trữ. Các thao tác lƣu trữ phân tán hay tạo file mới chỉ đƣợc thực hiện vào một khoảng thời gian nhỏ khi bắt đầu mô phỏng.
Sau khi chọn đƣợc khoá gốc và có một file với khoá mới tới từ thao tác lƣu trữ mới hoặc tìm kiếm thành công, nút x tìm giá trị khoá có khoảng cách với khoá gốc xa nhất, rồi so sánh với khoảng cách của khoá mới với khoá gốc để lựa chọn lƣu giá trị khoá mới này để các giá trị khoá tụ nhóm quanh khoá gốc hay lƣu giá trị khoá mới làm lối tắt với một xác suất nhất định.
Nhƣ vậy, không gian khoá đƣợc chọn và giá trị khoá gốc mà các nút đã chọn ban đầu là cố định và không thay đổi dù thao tác thực hiện trên mạng có thể tập trung vào một tập con các khoá ở xa so với khoá gốc mà các nút đã chọn.
4.1.2. Một số vấn đề tồn tại
Trong hệ thống mạng Freenet cơ sở, khi sử dụng phƣơng pháp thay thế lƣu trữ LRU, dần dần những file đƣợc truy cập thƣờng xuyên trên mạng sẽ có các khoá tƣơng ứng đƣợc ƣu tiên lƣu trữ trong bộ nhớ cục bộ và bảng định tuyến, tạo thành các nhóm khoá. Khi đa số ngƣời dùng chuyển hƣớng quan tâm sang những file khác, dẫn đến những file này sẽ đƣợc truy cập thƣờng xuyên hơn. Lúc đó, bộ nhớ cục bộ và bảng định tuyến tại các nút sẽ đƣợc thay thế dần dần và lại chuyển sang lƣu trữ những file mới đƣợc quan tâm. Nhƣ vậy, khi sử dụng phƣơng pháp LRU, điểm tụ nhóm trong bảng định tuyến của Freenet đƣợc hình thành qua thời gian và có thể thay đổi khi cần thiết.
Trong khi đó, phƣơng pháp lƣu trữ nâng cao nhóm chọn khoá gốc hay điểm tụ nhóm một cách cố định và không thay đổi trong toàn bộ thời gian mạng hoạt động, dẫn đến việc ép buộc mỗi nút với một điểm tụ nhóm cố định. Theo trực quan, việc ép buộc này đi ngƣợc lại khả năng thay đổi điểm tụ nhóm của LRU khi những khoá đƣợc truy cập thƣờng xuyên rất xa khoá gốc. Các tác giả trong [5] cho rằng việc nghiên cứu về điểm này của phƣơng pháp nâng cao nhóm là rất mới mẻ.
Ngoài ra, không gian khoá dùng trong toàn mạng Freenet là rất lớn. Hệ thống Freenet là một hệ thống lƣu trữ file khổng lồ cho rất nhiều ngƣời dùng truy cập. Mọi file đều có khả năng đƣợc một hoặc một số ngƣời dùng nào đó đƣa vào lƣu trữ lên mạng, và mỗi file đều có khả năng đƣợc một hoặc một số ngƣời dùng khác yêu cầu tìm kiếm. Tuy nhiên, trong một thời điểm hoặc một khoảng thời gian nào đó, cả hệ thống file khổng lồ sẽ có một hoặc một số file đƣợc ngƣời dùng quan tâm và đƣợc truy cập nhiều hơn cả, ví dụ nhƣ một bài hát hay album nhạc đang thịnh hành, một bức tranh mới nổi tiếng, một bài báo về vấn đề thời sự nóng hổi…. Và tất nhiên theo thời gian, các file đƣợc ngƣời dùng quan tâm cũng thay đổi.
Nhìn về góc độ mạng Freenet, nhƣ vậy có thể trong một khoảng thời gian nhất định nào đó, thao tác lƣu trữ phân tán và yêu cầu tìm kiếm trong Freenet thực hiện với một tập con K1 nào đó của không gian khoá. Sau đó, trong một khoảng thời gian kế tiếp các thao tác này lại tập trung vào một tập con K2 khác của không gian khoá, nghĩa là “mối quan tâm” của mạng Freenet thay đổi theo thời gian. Do mối quan tâm của mạng thay đổi theo thời gian nên vẫn có sự chuyển tiếp, vì vậy hai tập con K1, K2
thƣờng giao nhau. Trong khi đó nghiên cứu [23], Hui Zhang mới đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp nâng cao nhóm khi tải mạng tăng mà chƣa xem xét hiệu năng của Freenet khi áp dụng phƣơng pháp đó trong trƣờng hợp mối quan tâm của mạng
Hơn nữa, thuật toán gia nhập của nút mới vào mạng Freenet không cho phép nút mới tự ý chọn khoá đầu tiên do có thể gây một số ảnh hƣởng xấu tới mạng toàn cục. Trong khi đó nút mới tham gia vào mạng của [23] đƣợc phép chọn một khoá gốc ngẫu nhiên bất kỳ để tụ nhóm các khoá xung quanh khoá gốc đó. Khoá gốc này thông thƣờng không giống với khoá mà nút có đƣợc khi thực hiện thuật toán gia nhập mạng, do đó làm giảm ảnh hƣởng của giao thức gia nhập mạng của Freenet, trong khi chƣa đánh giá đƣợc liệu cách chọn khoá gốc ngẫu nhiên nhƣ vậy có tác động tốt đến mạng hay không.
Từ những đánh giá trên, tác giả nghiên cứu đã xem xét hiệu năng của Freenet khi áp dụng phƣơng pháp lƣu trữ nâng cao nhóm trong trƣờng hợp mối quan tâm của mạng thay đổi và nhận thấy kết quả không thực sự tốt nhƣ trong trƣờng hợp mạng hoạt động cố định. Sau đó, chúng ta đề xuất phƣơng pháp lƣu trữ nâng cao nhóm thích nghi trong đó cải tiến về việc chọn khoá gốc để các nút mạng linh động hơn, có khả năng thích nghi cao hơn khi mối quan tâm của mạng thay đổi.