DHT hỗ trợ hai thao tác chính là: Put(k, Data) và lookup (k). Hàm put(k,
Data) với đầu vào là khóa k của dữ liệu và nội dung dữ liệu (Data) được dùng
để chuyển dữ liệu đến nút quản lý khóa k. Hàm lookup(k) được sử dụng tìm kiếm nút quản lý khóa k, khi tìm được nút quản lý khóa k sẽ tìm được dữ liệu tương ứng với khóa k.
Sơ đồ phân hoạch khơng gian khóa: là cách chia khơng gian khóa giữa
các nút tham gia hệ thống. Trong sơ đồ phân hoạch không gian khóa DHT, một hàm (k1, k2) định nghĩa khoảng cách từ khóa k1 đến khóa k2. Khoảng
cách này là một khái niệm trừu tượng không liên quan đến khoảng cách địa lý hay độ trễ mạng. Mỗi nút DHT có một định danh id trong khơng gian khóa và quản lý tất cả các khóa k gần với id nhất theo hàm khoảng cách . Một tính chất quan trọng của hàm băm đồng nhất đó là, việc thêm hoặc loại bỏ một nút chỉ làm thay đổi tập khóa do các nút có id liền với nó quản lý mà khơng ảnh hưởng đến tất cả các nút khác.
Mạng phủ: mỗi nút duy trì một tập các đường liên kết đến các nút khác
(nút láng giềng hoặc bảng tìm đường). Các liên kết này tạo thành một mạng phủ. Mạng phủ này cho phép các nút có thể tìm kiếm một khóa bất kỳ trong khơng gian khóa. Mỗi nút lựa chọn danh sách các nút láng giềng theo một cấu trúc nhất định, gọi là Topology của mạng. Tất cả các Toplogy của DHT đều có một tính chất quan trọng đó là, cho một khóa k bất kỳ, mỗi nút hoặc là có định danh id trùng với k hoặc là có một liên kết đến nút có định danh id gần với k hơn theo khái niệm khoảng cách khơng gian khóa được định nghĩa ở trên. Khi đó có thể dễ dàng định tuyến một thơng điệp đến nút quản lý khóa bằng thuật tốn tham lam được mô tả như sau: tại mối bước, thông điệp chuyển tiếp tới nút láng giềng có định danh gần với k nhất theo hàm khoảng cách . Khi khơng có nút láng giềng như vậy, thì thơng điệp phải đến nút gần nhất, là nút quản lý khóa theo định nghĩa ở trên.