Chương 1 KIẾN THỨC NỀN TẢNG
1.1. Mạng ngang hàng
Với sự phát triển mạnh mẽ của Internet, kiến trúc mạng ngang hàng được quan tâm nghiên cứu, phát triển và đưa vào ứng dụng. Kiến trúc này thích hợp cho các hệ thống nhiều người dùng. Mạng ngang hàng ra đời cho phép người dùng tương tác và sử dụng các nội dung đa phương tiện như âm thanh, hình ảnh, video, v.v. Băng thơng Internet được sử dụng bởi các ứng dụng mạng ngang hàng ngày càng tăng, đặc biệt với các ứng dụng chia sẻ tệp tin, các ứng dụng truyền hình, các ứng dụng game, v.v. Con số này tăng lên rất nhanh khi ngày càng có nhiều các thiết bị cầm tay di động tham gia mạng với các kết nối internet tốc độ cao.
Mạng ngang hàng được định nghĩa là một cấu trúc mạng phân tán, các thành phần tham gia (nút mạng) cùng nhau chia sẻ tài nguyên như năng lực xử lý, bộ nhớ lưu trữ, tốc độ đường truyền, v.v. Các tài nguyên chia sẻ tạo nên dịch vụ và nội dung chia sẻ trong mạng ngang hàng. Các nút mạng truy cập và sử dụng trực tiếp tài nguyên từ các nút khác mà không thông qua các nút trung gian. Các nút tham gia mạng vừa đóng vai trị là nút cung cấp tài ngun, vừa đóng vai trị là nút yêu cầu tài nguyên [4].
Mơ hình mạng ngang hàng khác với mơ hình khách/chủ bởi vai trị của các thành phần tham gia mạng. Mỗi thành phần trong mạng ngang hàng gọi là
Servent (Server + Client). Tại mỗi thời điểm, một nút trong mạng vừa đóng
vai trị máy chủ và vừa đóng vai trị máy khách. Điều này khác với mơ hình khách/chủ tại một thời điểm một nút tham gia chỉ có thể đóng vai trị là máy chủ hoặc vai trò máy khách.
Các mạng ngang hàng là các mạng ảo, được xây dựng trên đỉnh (top) các mạng vật lý, gồm tập hợp các nút mạng liên kết với nhau. Các nút mạng có sự khác nhau về băng thông đường truyền, tốc độ xử lý, bộ nhớ lưu trữ, dữ liệu chia sẻ, v.v. Các mạng ngang hàng có tính ổn định khơng cao. Một nút tham gia và rời mạng một cách tự nhiên, khơng có thơng báo trước. Khác với các hệ thống khách/chủ, mạng ngang hàng khơng có thành phần trung tâm để điều khiển, tổ chức, quản trị, duy trì hệ thống trong thời gian mạng hoạt động. Các nút tham gia tạo thành mạng phủ ảo mà khơng cần quan tâm đến vị trí địa lý.
Đặc tính và mục đích thiết kế của mạng ngang hàng [3] phù hợp với nhiều ứng dụng trong thực tế. Các đặc tính/mục đích đó bao gồm:
- Truyền thông đối xứng (Symmetric communication): Các nút trong
mạng ngang hàng có vai trị như nhau, cộng tác với nhau theo cùng một mục đích. Khơng có sự phân biệt giữa nút đóng vai trị là khách và nút đóng vai trị là chủ (nút phục vụ). Truyền thông giữa các nút là đối xứng, các nút tham gia mạng một cách tự nguyện.
- Điều khiển phân tán (Decentralized control): Phân tán là một đặc
tính quan trọng của mạng ngang hàng. Mạng ngang hàng thuần túy khơng có thành phần trung tâm chứa thơng tin về tồn bộ hệ thống để phục vụ quản lý và tổ chức mạng.
- Tự tổ chức (Self-organizing): Các nút tham gia tự tổ chức thành một
mạng thơng qua q trình tự khám phá. Trong mạng không tồn tại thư mục chứa thông tin các nút hoặc tài ngun tồn bộ mạng.
- Tính mạnh mẽ (Robustness): Các mạng ngang hàng có thể tạo ra một
thuật tốn ứng dụng mạnh mẽ, khơng bị ảnh hưởng bởi vấn đề điểm sự cố duy nhất như trong mơ hình khách/chủ. Các nút tham gia mạng chia sẻ tài nguyên
với các nút khác và vấn đề sự cố của một vài nút có thể tồn tại tuy nhiên nó khơng ảnh hưởng đến chức năng tổng thể của toàn hệ thống.
- Khả năng mở rộng (Scalability): Tài nguyên trong mạng ngang hàng
được cung cấp bởi tất cả các nút tham gia mạng do đó mạng ngang hàng có khả năng mở rộng cao.
- Ẩn danh (Anonymity): khác với mơ hình khách/chủ, kiến trúc mạng
ngang hàng có thể giúp cho các nút tham gia có tính riêng tư.