Chương 2. 1B Đánh giá hiệu năng một số DHT
2.2. Đánh giá hiệu năng một số DHT
2.2.4. So sánh hiệu năng của các DHT
So sánh hiệu n ng că ủa các DHT trong trường h p churn rate r t cao (5-10s). ợ ấ
Kịch bản mô phỏng
Đ ềi u ki n mô ph ng được bi u di n trong b ng sau ệ ỏ ể ễ ả
Network size (nodes) RTT (s) Churn rate (s)
100, 1000 1, 2, 5, 10 5, 10
Bảng 2.6. Đ ều kiện mô phỏng i
Bảng giá trị tham số của Chord
Parameters Values
Base 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
Successors 16
Pnstimer (s) 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144 Basictimer (s) 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144 Succlisttimer (s) 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144
Bảng 2.7. Giá trị tham số ủa Chord c
Bảng giá trị tham số của Tapestry
Parameters Values
Base 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
Redundancy 2, 4
Redundant_lookup_num 2, 4
Stabtimer 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144
Max_repair_num 5, 10
Bảng 2.8. Giá trị tham số ủa Tapestry c
Bảng giá trị tham số của Kelips
100 nodes 1000 nodes
Parameters Values Values
K 10 32
Round_interval (s) 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144 0.5, 1, 3, 9, 18, 36, 72, 144
Group_ration 5,10 16,32
Contact_ration 5,10 16,32
N_contacts 5,10 16, 32
Item_rounds 2, 5 2, 8
Bảng 2.9. Giá trị tham số ủa Kelips c
Kết quả và đánh giá
Hình 2.7. Đồ thị biểu di n tễ ỷ ệ l tìm kiếm thành công theo băng thông trung bình một node sử ụ d ng trong mạng Chord với interval=5s (trái) và interval=10s (phải).
X X
Hình 2.7 cho thấy Chord không th ho t độể ạ ng được trong i u kiện churn rate rất cao. đ ề Tỷ lệ tìm kiếm thành công của Chord tại churn rate này hầu nh b ng 0. ư ằ
Hình 2.8. Đồ thị biểu di n tễ ỷ ệ l tìm kiếm thành công theo băng thông trung bình một node sử ụ d ng của Kelisp và Tapestry với RTT=1s, 10s và node join/leave với interval=5s
(trái) và 10s (phải).
X X
Hình 2.8 biểu di n t lệễ ỷ tìm ki m thành công củế a Kelips và Tapestry trong m ng 100 ạ node và 1000 node và RTT lần lượt là 1s và 10s. Từ hình này và các kết quả mô phỏng khác, chúng tôi nh n tháy Tapestry có tính khậ ả mở cao h n Kelips v i RTT th p ơ ớ ấ (RTT=1s,2s).
Dưới đây là bảng so sánh rút ra từ các kết quả mô phỏng
Chord Kelips Tapestry Ghi chú
T lỷ ệ thành công Worse (0 %) Poor (< 50 %) Best (<80 %) Với m i kọ ịch bản mô phỏng
Độ trễ High Low
Tính khả ở m Poor Good với mạng có
RTT th p ấ Băng thông sử ụng d Less Much
Bảng 2.10. So sánh giữa Chord, Kelips và Tapestry
2.2.4.2. 9BTrường hợp churn rate cao
Mục tiêu
So sánh hiệu năng của các DHT: Chord, Kelips, Tapestry trong i u ki n churn đ ề ệ rate cao (120s – 600s) và rất cao (5-10s). Đánh giá ảnh hưởng của churn rate đến tỷ lệ tìm kiếm thành công và độ trễ tìm kiếm. ánh giá tính khả ở ủĐ m c a các DHT này.
Kịch bản mô phỏng
− Topology của m ng mô ph ng: Euclidean ạ ỏ
− RTT trung bình giữa các node: 2s
− Số node mạng : 100, 250, 500, 700 và 1000 node.
− Giá trị churn rate bi n thiên t 10 – 600 s ế ừ
− Tần số lookup: 60s/request/node.
− Các DHT được mô phỏng v i các tham s bi n thiên trong d i giá tr r t r ng để ớ ố ế ả ị ấ ộ có thể thấy hết các trường hợp. Giá trị của các tham s c a t ng DHT được cho ố ủ ừ thấy trong các bảng sau:
Bảng giá trị tham số của Chord
Tham số Giá trị
Base 2,4,8, 16,32, 64,128
Finger stabilization interval (sec) 1, 3, 6, 9, 18, 36, 72, 144
Pnstimer (sec) 1, 3, 6, 9, 18, 36, 72, 144
Number of successors 16
Bảng 2.11. Giá trị tham số ủa Chord c
Bảng giá trị tham số của Kelips
Tham số Giá trị
Gossip interval (sec) 1, 3, 6, 9, 18, 36, 72, 144
Group ration 8,16,32
Contact ration 8,16,32
Times a new item is gossiped 2,8
Routing entry timeout (sec) 5, 30, 60, 150, 300
Bảng 2.12. Giá trị tham số ủa Kelips c
Bảng giá trị tham số của Tapestry
Tham số Giá trị
Base 2,4,8, 16,32, 64,128
Stabilization interval (sec) 1, 3, 6, 9, 18, 36, 72, 144
Number of backup nodes 2,3,4
Number of nodes contacted during repair 1,3,5,10
Bảng 2.13. Giá trị tham số ủa Tapestry c
Kết quả và phân tích
Hình 2.9. Đồ thị biểu di n tễ ỷ ệ l tìm kiếm thành công theo băng thông trung bình một node sử ụ d ng trong mạng Chord 1000 node với interval=120s (trái) và interval=600s
(phải).
X X
Hình 2.9 biể đ ễu i n đường overall convex hull của Chord, Kelips và Tapestry trong mạng 1000 node với churn rate lần lượt là 120s và 600s. Các đường convex hull cho ta thấy tỷ lệ tìm ki m th t b i c a Tapestry nh hơế ấ ạ ủ ỏ n so v i Kelips và Chord trong ớ đ ềi u ki n churn rate tương đối cao (120s). Nhưệ ng t i churn rate thấp hơn (600s), tỷ lệ ạ tìm kiếm thất b i cạ ủa Chord lại nhỏ hơn Kelips và Tapestry. Trong c hai trường h p, ả ợ hiệu năng của Kelips đều nằm giữa Tapestry và Chord.
Từ kết quả mô phỏng trên, một tập nhỏ các giá trị tham số của Chord, Kelips và Tapestry được lựa chọn làm đầu vào trong kịch bản mô ph ng thứ 2 ( liệt kê trong các ỏ bảng ). Trong kịch bản này, giá trị trung bình c a các k t qu mô ph ng được s dụng ủ ế ả ỏ ử để đánh giá ảnh hưởng của churn rate và kích th c mạng nên hiệướ u n ng c a các giao ă ủ thức trên.
Failed lookup vs. churn rate
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 100
200
300
400
500
600 Node join/leave interval (s)
Fraction of lookup failed
Chord100 Kelips100 Tapestry100 Chord500 Kelips500 Tapestry500 Chord1000 Kelips1000 Tapestry1000
Med. successful lookup latency vs. churn rates
700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
0 100
200
300
400
500
600 Node join/leave interval (s)
Med. successful lookup latency (ms)
Chord500 Kelips500 Tapestry500 Chord100 Kelips100 Tapestry100 Chord1000 Kelips1000 Tapestry1000
Hình 2.10. Tác động của churn rate đối v i tớ ỷ ệ l tìm kiếm thất bại (hình trên) và độ trễ tìm kiếm trung bình (hình dưới) trong các mạng có kích thước khác nhau.
XHình 2.10X biểu diễn tác động của churn rate đối với tỷ lệ ế tìm ki m không thành công (hình trên) và độ trễ tìm kiếm trung bình (hình dưới) trong mạng 100, 500 và 1000 node.
Trong các hình trên, ChordN, KelipsN và TapestryN biểu diễn các mạng Chord, Kelips và Tapestry với kích thước N.
Khi churn rate cao, node join/leave với interval < 120s), Tapestry có tỷ lệ tìm ki m ế không thành công thấp nh t, tức là có tỷ lệấ tìm ki m thành công cao nh t, trong khi Chord có ế ấ tỷ lệ tìm ki m không thành công cao nh t. Nh ng khi churn rate gi m, Chord cho th y hi u ế ấ ư ả ấ ệ năng cao hơn so với Kelips và Tapestry. Khi node join/leave với interval > 300s, tỷ lệ tìm kiếm thất bại của Chord thấp nhất trong khi tỷ ệ này của Kelips cao nhất. l
Hình dưới cho thấ độy trễ tìm kiếm trung bình của Chord nhỏ hơn so v i Kelips và ớ Tapestry trong đ ềi u ki n churn rate thấp. ệ
Failed lookup vs. node numbers
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 100 2 00
300 400
5 00 600
700 800
900 100 0 Node numbers
Fraction of failed lookup
Chord60 Kelips60 Tapestry60 Chord120 Kelips120 Tapestry120 Chord600 Kelips600 Tapestry600
Med. successful lookup latency vs. node numbers
700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
0 100 200
300 400
500 600
700 800
900 1000 Node numbers
Med. successful lookup latency (ms)
Chord60 Kelips60 tapestry60 Chord120 Kelips120 Tapestry120 Chord600 Kelips600 Tapestry600
Hình 2.11. Đồ thị biểu di n tễ ỷ ệ l tìm kiếm thành công (hình trên) và độ trễ tìm kiếm trung bình (hình dưới) theo băng thông trung bình một node sử ụ d ng trong các mạng có
kích thước khác nhau với các node join/leave với interval=600s
X X
Hình 2.11 biểu di n tác động củễ a kích thước m ng nên t lệạ ỷ tìm ki m th t b i ế ấ ạ (hình trên) và độ trễ tìm kiếm trung bình (hình dưới) trong mạng v i churn rate x p xỷ ớ ấ 60s, 120s và 600s.
Từ XHình 2.11 ta có thể ấX th y c tỷ lệả tìm ki m th t b i và độ tr tìm ki m trung ế ấ ạ ễ ế bình của Chord là nhỏ nhất trong khi các chỉ số này c a Kelips là l n nh t. Hình trên ủ ớ ấ cho thấy, khi kích thước mạng tăng lên, cả tỷ lệ tìm ki m th t b i và độ tr tìm kiếm ế ấ ạ ễ trung bình của cả ba DHT đều tăng, nhưng các chỉ số này c a Chord và Tapestry tăng ủ chậm hơn nhiều so với Tapestry. Đ ềi u này chứng minh rằng tính khả mở ủ c a Chord và Tapestry cao hơn Kelips. Dưới đây là bảng tóm tắt kết quả đạt được.
Chord Kelips Tapestry Ghi chú Chỉ ố s hiệu năng:
(1/ Churn rate rất cao 2/ Churn rate cao và trung bình)
T lỷ ệ tìm kiếm thất bại
Poor Best
1- Chord <
and <
Tapestry 2- Chord <
and <
Tapestry
Best Worse
Độ trễ tìm ki m trung bình ế Best Best
Worse Worse
Medium Medium Tính khả ở m
(1/ Churn rate rất cao 2/ Churn rate cao và trung bình)