Truyền thông trên mạng ngang hàng

Vấn đề cơ bản trong truyền thông mạng ngang hàng là làm thế nào để thực hiện việc trao đổi dịch vụ giữa các thiết bị mạng. Để giải quyết vấn đề này, có hai câu hỏi sau cần trả lời:

o Làm thế nào để một thiết bị tìm thấy các điểm nút và các dịch vụ trên mạng ngang hàng?

(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.trien.khai.cong.nghe.tac.tu.di.dong.tren.co.so.ha.tang.mang.ngang.hang.JXTA.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.trien.khai.cong.nghe.tac.tu.di.dong.tren.co.so.ha.tang.mang.ngang.hang.JXTA.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.trien.khai.cong.nghe.tac.tu.di.dong.tren.co.so.ha.tang.mang.ngang.hang.JXTA.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.trien.khai.cong.nghe.tac.tu.di.dong.tren.co.so.ha.tang.mang.ngang.hang.JXTA.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10

29 o Làm thế nào để một thiết bị trong mạng riêng cũng có thể tham gia vào mạng

ngang hàng?

Câu hỏi đầu tiên rất quan trọng vì nếu như không biết được sự tồn tại của của điểm nút, dịch vụ thì thiết bị không thể sử dụng được dịch vụ. Câu hỏi thứ hai cũng vậy, bởi vì rất nhiều thiết bị ở mạng riêng bị phân cách bởi các rào cản khi kết nối ra môi trường bên ngoài.

2.2.1 Phát hiện các thông cáo

Như đã trình bày, bất kỳ một thành phần nào của mạng có thể được thể hiện như một thông cáo. Các thông cáo này làm đơn giản hóa trong việc tìm kiếm điểm nút, nhóm điểm nút, dịch vụ, ống dẫn, và điểm cuối. Thay vì phải quan tâm tới việc tìm kiếm các thành phần cụ thể, ta chỉ cần chú ý tới việc phát hiện thông cáo. Một điểm nút có thể phát hiện thông cáo thông qua 3 cách: phát hiện nhờ lưu giữ, phát hiện trực tiếp, phát hiện gián tiếp.

Phát hiện nhờ lưu giữ là cách đơn giản nhất để phát hiện thông cáo là loại bỏ quá trình tìm kiếm toàn bộ mạng. Thay vì tìm trên mạng, điểm nút dựa thông tin lưu giữ các thông báo đã được phát hiện từ trước để cung cấp các thông tin về tài nguyên điểm nút, Hình 2-7 [7] mô tả quá trình này. Phương thức này giảm lưu lượng dữ liệu được truyền trên mạng và giúp cho điểm nút nhận được kết quả ngay tức thì.

Hình 2-7 Phát hiện điểm nút nhờ lưu giữ thông cáo

Phát hiện trực tiếp là phương pháp mà các điểm nút cùng trên mạng cục bộ có thể phát hiện ra nhau mà không cần một điểm nút trung gian hỗ trợ. Việc phát hiện trực tiếp yêu cầu điểm nút phải sử dụng khả năng quảng bá hoặc đa phát của giao vận

mạng (Hình 2-8 [7]). Khi một điểm nút phát hiện được các điểm nút khác nhờ phương pháp này, nó có thể kết nối trực tiếp với các điểm nút này để phát hiện các thông cáo mà không cần sử dụng tới tính năng quảng bá. Phương pháp phát hiện trực tiếp chỉ giới hạn trong phạm vi mạng cục bộ. Việc phát hiện điểm nút và thông cáo ngoài mạng riêng cần cơ chế phát hiện gián tiếp thông qua điểm nút trung gian.

Hình 2-8 Phát hiện điểm nút trực tiếp

Phát hiện gián tiếp là phương thức phát hiện cần một điểm nút môi giới (Rendezvous Peer). Phương pháp này được sử dụng trong trường hợp các điểm nút nằm trong mạng cục bộ muốn tìm các điểm nút mà ngoài khả năng quảng bá của nó hoặc các điểm nút nằm trong mạng riêng tìm điểm nút nằm ngoài.

Các điểm nút môi giới cung cấp hai phương pháp tìm điểm nút và thông cáo:

o Lan truyền: điểm nút môi giới chuyển yêu cầu tìm kiếm tới các điểm nút khác trên mạng mà nó biết, điểm nút này có thể là điểm nút đơn giản hoặc điểm nút môi giới.

o Lưu giữ thông cáo: tương tự như điểm nút đơn giản có thể sử dụng thông tin lưu giữ của nó để giảm lưu lượng trên mạng.

31 Hình 2-9 Phát hiện gián tiếp thông qua điểm nút môi giới

Sử dụng phối hợp phương pháp lan truyền và lưu giữ như ở Hình 2-9 [7] cho thấy vai trò của điểm nút môi giới khi lưu trữ các thông cáo và phục vụ các điểm nút đơn giản.

2.2.2 Phát hiện các điểm nút môi giới và điểm nút định tuyến

Đối với hầu hết các điểm nút nằm trong mạng riêng thì việc tìm điểm nút môi giới và định tuyến trở thành bước quan trọng nhất khi tham gia vào mạng ngang hàng. Vì hạn chế của tường lửa cho nên điểm nút trong mạng riêng không thể sử dụng phương thức phát hiện trực tiếp để tìm kiếm ngoài mạng riêng. Tuy nhiên điểm nút vẫn có thể sử dụng phương thức phát hiện gián tiếp thông qua điểm nút môi giới và điểm nút định tuyến.

Trong đa số mạng ngang hàng, cách thức dễ dàng nhất để đảm bảo điểm nút đơn giản có thể tìm điểm nút môi giới và điểm nút định tuyến đó là sử dụng các điểm nút môi giới và định tuyến cố định, có địa chỉ IP riêng. Các điểm nút nằm phía sau tường lửa có thể sử dụng những điểm nút này như là điểm khởi đầu để tìm kiếm, phát hiện ra các điểm nút khác.

2.2.3 Các rào cản

Tường lửa (firewall) được dùng để bảo vệ mạng khỏi các kết nối bất hợp pháp từ trong mạng ra ngoài hoặc ngược lại. Thường thì tường lửa dùng cơ chế lọc địa chỉ IP để xác định các giao thức nào được dùng để kết nối từ ngoài tường lửa vào trong và ngược lại. Bởi vì tường lửa có khả năng chặn các kết nối vào mạng trong cho nên các điểm nút nằm ngoài tường lửa không thể kết nối trực tiếp với các điểm nút nằm trong.

Điểm nút nằm trong tường lửa cũng có thể bị hạn chế chỉ được dùng giao thức HTTP để kết nối ra ngoài.

Chuyển đổi địa chỉ mạng (Network Address Translation – NAT) là kỹ thuật dùng để ánh xạ các địa chỉ IP trong mạng riêng sang địa chỉ IP trên mạng công cộng. Có hai kiểu chuyển đổi địa chỉ mạng: tĩnh và động. NAT được dùng với nhiều lý do, lý do phổ biến nhất là nó loại bỏ việc sử dụng địa chỉ IP toàn cầu đối với các trạm nằm trong mạng. NAT cũng giúp cho người quản trị hệ thống bảo vệ mạng bằng cách chỉ cung cấp một điểm vào ra duy nhất cho toàn bộ hệ thống. NAT được thực hiện thông qua bộ định tuyến (router) hoặc tường lửa (firewall) trong đó bộ định tuyến (tường lửa) đóng vai trò là cổng giao tiếp giữa mạng riêng và Internet. NAT bảo vệ mạng thông qua việc chỉ cho phép các kết nối vào mạng trong khi trước đó có yêu cầu kết nối từ mạng trong. Một máy tính ngoài mạng không thể kết nối vào máy tính trong mạng trừ khi máy tính trong mạng khởi tạo kết nối với máy tính ngoài mạng. Điều này dẫn đến kết quả là trên mạng ngang hàng, một điểm nút ngoài không thể kết nối tự nhiên tới điểm nút nằm trong cổng NAT.

Trong hầu hết các mạng riêng hiện nay thì HTTP là giao thức mà các tường lửa cho phép đi qua. Tuy nhiên HTTP là giao thức dạng yêu cầu/phản hồi: mỗi kết nối HTTP gửi một yêu cầu và sau đó chờ đợi một phản hồi. Kết nối duy trì sau khi khởi tạo yêu cầu. Mặc dù HTTP cung cấp cho điểm nút cơ chế gửi yêu cầu ra ngoài mạng riêng nhưng nó không thể cho phép các điểm nút ngoài truyền một cách tự nhiên qua tường lửa tới điểm nút trong tường lửa. Để giải quyết vấn đề này, điểm nút nằm trong tường lửa sử dụng điểm nút định tuyến nằm ngoài tường lửa để đi qua tường lửa (Hình 2-10 [7]). Các điểm nút muốn kết nối tới điểm nút nằm trong tường lửa thông qua điểm nút định tuyến, điểm nút nằm trong tường lửa thì thường xuyên kết nối tới điểm nút định tuyến. Khi điểm nút trong kết nối tới điểm nút định tuyến thì các thông báo sẽ được gửi tới điểm nút trong thông qua phản hồi HTTP.

33 Hình 2-10 Vượt tường lửa/ NAT

2.2.4 Truyền thông báo giữa các điểm nút

Khi giữa hai điểm nút là một tường lửa hoặc NAT thì phải có một điểm nút định tuyến để làm trung chuyển kết nối giữa mạng ngoài và điểm nút nằm trong tường lửa.

Trường hợp đơn giản là chỉ có một tường lửa ngăn cách giữa điểm nút nguồn và đích thì chỉ cần một điểm nút định tuyến. Trường hợp phức tạp hơn khi các điểm nút đều bị chặn bởi tường lửa thì cần thêm nhiều điểm nút định tuyến.

Truyền thông báo qua một tường lửa

Hình 2-11 [7] mô tả quá trình gửi thông báo qua một tường lửa/ NAT.

Một điểm nút nằm trong tường lửa có thể gửi thông báo tới điểm nút khác ngoài tường lửa cần thực hiện theo ba bước như sau:

1. Điểm nút nằm trong tường lửa kết nối với điểm nút định tuyến thông qua giao thức có thể di chuyển qua tường lửa (ví dụ HTTP) và yêu cầu điểm nút định tuyến chuyển thông báo tới điểm nút đích.

2. Điểm nút định tuyến chấp nhận kết nối từ điểm nút nằm trong tường lửa và khởi tạo một kết nối tới điểm nút đích.

3. Thông báo được gửi từ điểm nút nguồn tới điểm nút đích thông qua điểm nút định tuyến.

Hình 2-11 Truyền thông báo qua một tường lửa

Sau khi thông báo từ điểm nút nguồn được gửi đến điểm nút đích, kết nối đóng lại. Để điểm nút ngoài mạng có thể gửi đến điểm nút trong tường lửa, điểm nút nguồn phải biết thông tin định tuyến mô tả khả năng chuyển thông báo của điểm nút định tuyến tới điểm nút đích. Khi điểm nút nguồn biết được các thông tin này, quá trình gửi thông báo qua ba bước như sau:

1. Điểm nút nguồn kết nối tới điểm nút định tuyến, yêu cầu chuyển thông báo tới điểm nút đích

2. Điểm nút định tuyến chờ cho tới khi điểm nút đích kết nối tới, giao thức kết nối có khả năng đi qua tường lửa, ví dụ HTTP

3. Điểm nút đích thường xuyên, định kỳ kết nối tới điểm nút định tuyến, khi đó thông báo sẽ được chuyển tới điểm nút đích.

Khi thông báo chuyển tới điểm nút đích, kết nối giữa điểm nút định tuyến và hai điểm nút nguồn, đích đóng lại. Quá trình gửi thông báo từ điểm nút nguồn tới điểm nút đích lặp lại như vậy, có thể sử dụng điểm nút định tuyến khác để cung cấp kết nối tới điểm nút đích.

Truyền thông báo qua hai tường lửa

Hầu hết các điểm nút đơn giản nằm trên cạnh của mạng Internet đều được bảo vệ bởi tường lửa hoặc NAT, cho nên bất kỳ thông báo giữa điểm nút nguồn và điểm nút đích đều chuyển qua hai tường lửa/ NAT. Phương thức chuyển thông báo qua hai tường lửa cũng tương tự như qua một tường lửa (Hình 2-12 [7])

35 Hình 2-12 Truyền thông báo qua hai tường lửa

Các hệ tác tử di động

Môi trường tác tử di động trên JXTA