Giải pháp cân bằng tải sử dụng cấu trúc thư mục cho mạng ngang hàng

Luận văn thạc sĩ VNU UET trình bày giải pháp cân bằng tải cho mạng ngang hàng, sử dụng cấu trúc thư mục trong công nghệ thông tin.

• Tác giả: Đỗ Cao Minh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Sơn
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Giải pháp cân bằng tải sử dụng cấu trúc thư mục cho mạng ngang hàng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG
• 1.1. Tổng quan về mạng ngang hàng
• 1.2. Khái niệm về mạng ngang hàng
• 1.3. Ưu điểm của mạng ngang hàng
• 1.4. Nhược điểm của mạng ngang hàng
• 1.5. Phân loại mạng ngang hàng
• 1.5.1. Phân loại theo mức độ tập trung của các node mạng
• 1.5.1.1. Mạng ngang hàng thuần tuý
• 1.5.1.2. Mạng ngang hàng lai ghép
• 1.5.2. Phân loại theo cấu trúc liên kết
• 1.5.2.1. Mạng ngang hàng không có cấu trúc
• 1.5.2.2. Mạng ngang hàng có cấu trúc
• 1.6. Mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT (Distributed Hash Table)
• 1.6.1. Giới thiệu DHT
• 2. CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG TẢI TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC
• 2.1. Khái niệm về tải trên mạng ngang hàng
• 2.2. Node quá tải
• 2.3. Node có tải cao và Node có tải thấp
• 2.4. Các nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng tải trên các hệ thống DHT
• 2.4.1. Định danh các node không cân bằng
• 2.4.2. Định danh dữ liệu không cân bằng
• 2.4.3. Khả năng các node không cân bằng
• 2.5. Các giải pháp cân bằng tải
• 2.5.1. Hướng sử dụng server ảo
• 2.5.2. Hướng không sử dụng server ảo
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN THUẬT TOÁN CÂN BẰNG TẢI THEO NGƯỠNG
• 3.1. Một số khái niệm
• 3.2. Thuật toán ThresholdPlus
• 4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT DỰA TRÊN MÔ PHỎNG
• 4.1. Ảnh hưởng thời gian sống của một node tới các thuật toán cân bằng tải
• 4.2. Ảnh hưởng của số lượng các câu truy vấn tới các thuật toán cân bằng tải
• 4.3. Ảnh hưởng của câu truy vấn dạng Zipf tới các thuật toán cân bằng tải
• 4.4. So sánh kết quả thực nghiệm của thuật toán ThresholdPlus với các thuật toán đã có
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển tiếp theo
• DANH MỤC THUẬT NGỮ
• DANH MỤC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Tổng quan về giải pháp cân bằng tải cho mạng ngang hàng

Giải pháp cân bằng tải cho mạng ngang hàng sử dụng cấu trúc thư mục là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Mạng ngang hàng (P2P) cho phép các máy tính kết nối và chia sẻ tài nguyên mà không cần một máy chủ trung tâm. Tuy nhiên, việc quản lý tải trọng giữa các node trong mạng là một thách thức lớn. Giải pháp này không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo tính ổn định cho toàn bộ hệ thống.

1.1. Khái niệm về mạng ngang hàng và cấu trúc thư mục

Mạng ngang hàng là một mô hình phân tán, trong đó mỗi node có thể hoạt động như một máy chủ và một máy khách. Cấu trúc thư mục giúp tổ chức và quản lý thông tin tải của các node, từ đó hỗ trợ cho việc cân bằng tải hiệu quả hơn.

1.2. Tầm quan trọng của cân bằng tải trong mạng ngang hàng

Cân bằng tải giúp phân phối công việc đồng đều giữa các node, giảm thiểu tình trạng quá tải và đảm bảo hiệu suất hoạt động của mạng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn và thời gian phản hồi nhanh.

II. Vấn đề và thách thức trong cân bằng tải mạng ngang hàng

Mặc dù mạng ngang hàng mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc duy trì cân bằng tải vẫn gặp nhiều khó khăn. Các node có thể có khả năng xử lý và băng thông khác nhau, dẫn đến tình trạng một số node bị quá tải trong khi những node khác lại không sử dụng hết công suất của mình.

2.1. Nguyên nhân gây mất cân bằng tải

Một số nguyên nhân chính bao gồm sự phân bố không đồng đều của dữ liệu, sự thay đổi trong số lượng node tham gia mạng, và các yêu cầu truy cập không đồng đều từ người dùng.

2.2. Hệ quả của việc mất cân bằng tải

Mất cân bằng tải có thể dẫn đến hiệu suất giảm, thời gian phản hồi chậm và thậm chí là ngừng hoạt động của một số node. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng và độ tin cậy của hệ thống.

III. Phương pháp cân bằng tải sử dụng server ảo trong mạng ngang hàng

Một trong những phương pháp hiệu quả để cân bằng tải là sử dụng server ảo. Phương pháp này cho phép tạo ra nhiều server ảo để phân phối tải giữa các node, từ đó cải thiện hiệu suất tổng thể của mạng.

3.1. Cách thức hoạt động của server ảo

Server ảo hoạt động như một lớp trung gian giữa các node, giúp phân phối yêu cầu và tải một cách đồng đều. Điều này giúp giảm thiểu tình trạng quá tải cho các node chính.

3.2. Lợi ích của việc sử dụng server ảo

Việc sử dụng server ảo không chỉ giúp cân bằng tải mà còn tăng cường khả năng mở rộng của mạng. Các node có thể dễ dàng tham gia hoặc rời khỏi mạng mà không làm gián đoạn dịch vụ.

IV. Giải pháp cân bằng tải không sử dụng server ảo

Ngoài phương pháp sử dụng server ảo, còn có các giải pháp khác không dựa vào server ảo. Những giải pháp này thường sử dụng các thuật toán để tự động điều chỉnh tải giữa các node.

4.1. Thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng

Thuật toán này giúp xác định ngưỡng tải cho mỗi node và tự động điều chỉnh tải khi một node vượt quá ngưỡng cho phép. Điều này giúp duy trì hiệu suất ổn định cho toàn bộ mạng.

4.2. Phương pháp di chuyển tải giữa các node

Phương pháp này cho phép các node nhẹ tải nhận thêm tải từ các node nặng tải, từ đó cân bằng tải một cách hiệu quả mà không cần đến server ảo.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Các giải pháp cân bằng tải đã được áp dụng trong nhiều hệ thống mạng ngang hàng thực tế. Kết quả cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp này giúp cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của mạng.

5.1. Kết quả thực nghiệm từ các nghiên cứu

Nghiên cứu cho thấy rằng các thuật toán cân bằng tải có thể giảm thiểu thời gian phản hồi và tăng cường khả năng xử lý của mạng. Các thử nghiệm thực tế đã chứng minh tính hiệu quả của các giải pháp này.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp cân bằng tải mới, đặc biệt là trong bối cảnh mạng ngang hàng ngày càng phát triển và phức tạp hơn.

VI. Kết luận về giải pháp cân bằng tải cho mạng ngang hàng

Giải pháp cân bằng tải cho mạng ngang hàng sử dụng cấu trúc thư mục là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Việc áp dụng các phương pháp hiệu quả không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo tính ổn định cho toàn bộ hệ thống mạng.

6.1. Tóm tắt các giải pháp đã đề xuất

Các giải pháp đã được đề xuất bao gồm việc sử dụng server ảo và các thuật toán cân bằng tải không dựa vào server ảo. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

6.2. Tương lai của nghiên cứu trong lĩnh vực này

Nghiên cứu về cân bằng tải trong mạng ngang hàng sẽ tiếp tục phát triển, với nhiều ứng dụng mới và thách thức cần được giải quyết trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer - P2P) đã trở thành một kiến trúc mạng quan trọng trên Internet, với sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng chia sẻ file, tìm kiếm thông tin và tính toán phân tán. Theo ước tính, mạng ngang hàng có thể mở rộng đến hàng triệu node, tận dụng tài nguyên phân tán như băng thông, lưu trữ và khả năng tính toán của các máy tính tham gia. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất đối với mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên Distributed Hash Table (DHT) là vấn đề mất cân bằng tải giữa các node, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chất lượng dịch vụ.

Luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp cân bằng tải trong mạng ngang hàng có cấu trúc, đặc biệt là mạng dựa trên giao thức Chord. Mục tiêu chính là đề xuất một thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng cải tiến, giúp giảm thiểu số lượng thông báo phát ra khi tìm kiếm node nhẹ tải, đồng thời nâng cao hiệu quả cân bằng tải trong điều kiện mạng động với sự ra vào liên tục của các node. Phạm vi nghiên cứu bao gồm mạng ngang hàng có cấu trúc với quy mô lên đến khoảng 4,096 node, mô phỏng trong môi trường mạng thực tế tại Việt Nam.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao khả năng chịu tải, giảm thiểu tình trạng quá tải và cải thiện độ ổn định của mạng ngang hàng, từ đó góp phần phát triển các ứng dụng phân tán hiệu quả hơn trên nền tảng P2P.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính:

1. Distributed Hash Table (DHT): Là hệ thống mạng phân tán cung cấp dịch vụ tìm kiếm dựa trên bảng băm phân tán, trong đó mỗi node chịu trách nhiệm quản lý một phần không gian định danh. DHT đảm bảo tính phi tập trung, khả năng mở rộng và chịu lỗi cao, là nền tảng cho mạng ngang hàng có cấu trúc.

2. Giao thức Chord: Mạng phủ dạng vòng tròn với không gian định danh 2^N, mỗi node có một định danh duy nhất và bảng định tuyến Finger Table giúp định tuyến hiệu quả với độ phức tạp O(log N). Chord hỗ trợ việc tham gia, rời mạng và duy trì ổn định mạng trong môi trường động.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: node (thực thể mạng), tải (load), cân bằng tải (load balancing), node quá tải (overloaded node), node nhẹ tải (underloaded node), server ảo (virtual server), thư mục (directory), và thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng (threshold-based load balancing).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mô phỏng mạng ngang hàng dựa trên giao thức Chord với 4,096 node vật lý, sử dụng các tham số thực tế về khả năng xử lý, thời gian sống của node và phân bố truy vấn (Uniform và Zipf).

• Phương pháp phân tích: So sánh hiệu quả thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng cải tiến (ThresholdPlus) với thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng truyền thống và một số thuật toán khác dựa trên các chỉ số như tỷ lệ thành công của truy vấn, số lượng thông báo phát ra, và khả năng thích ứng với sự thay đổi của mạng.

• Timeline nghiên cứu: Mô phỏng hoạt động mạng trong khoảng thời gian rời rạc, bao gồm các bước: node tham gia/rời mạng theo phân bố Pareto, cập nhật bảng định tuyến, thực hiện truy vấn và cân bằng tải định kỳ mỗi 30 giây.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả thuật toán ThresholdPlus trong cân bằng tải: Thuật toán cải tiến giảm số lượng thông báo phát ra khi tìm kiếm node nhẹ tải xuống còn 2 thông báo, so với tối đa Log(N) thông báo của thuật toán truyền thống. Điều này giúp giảm tải mạng và tăng tốc độ cân bằng tải.

2. Tỷ lệ thành công truy vấn cao hơn: Trong mô phỏng với 10 truy vấn/node/giây, thuật toán ThresholdPlus đạt tỷ lệ thành công cao hơn khoảng 9% đối với truy vấn phân bố Uniform và 14% đối với truy vấn phân bố Zipf so với thuật toán Threshold truyền thống.

3. Khả năng thích ứng với thời gian sống node: Khi thời gian sống trung bình của node thay đổi từ 15 phút đến 4 giờ, thuật toán ThresholdPlus duy trì hiệu suất ổn định và tỷ lệ thành công truy vấn cao hơn, chứng tỏ khả năng thích ứng tốt với mạng động.

4. Ảnh hưởng của số lượng truy vấn: Khi số lượng truy vấn tăng lên, thuật toán ThresholdPlus vẫn giữ được hiệu quả cân bằng tải tốt hơn so với các thuật toán khác, giảm thiểu tình trạng quá tải và thất bại trong xử lý truy vấn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính giúp thuật toán ThresholdPlus vượt trội là do việc sử dụng các node thư mục (directory) lưu trữ thông tin về các node nhẹ tải có thể di chuyển được, giúp giảm đáng kể số lượng thông báo cần thiết để tìm kiếm node phù hợp. So với các giải pháp dựa trên server ảo, thuật toán này không cần duy trì nhiều liên kết phức tạp, giảm chi phí quản lý và tăng tính phân tán của hệ thống.

Kết quả mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ thành công truy vấn giữa các thuật toán theo các mức thời gian sống node khác nhau, cũng như bảng thống kê số lượng thông báo phát ra trong quá trình cân bằng tải. Điều này minh họa rõ ràng sự cải thiện về hiệu quả và khả năng mở rộng của thuật toán đề xuất.

So với các nghiên cứu trước đây, thuật toán ThresholdPlus không chỉ giảm thiểu chi phí giao tiếp mà còn nâng cao khả năng cân bằng tải trong môi trường mạng có sự đa dạng về khả năng node và phân bố truy vấn không đồng đều, phù hợp với thực tế triển khai mạng ngang hàng hiện nay.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai thuật toán ThresholdPlus trong các hệ thống P2P thực tế: Đề nghị các nhà phát triển ứng dụng mạng ngang hàng áp dụng thuật toán này để cải thiện hiệu suất cân bằng tải, đặc biệt trong các hệ thống có quy mô lớn và mạng động.

2. Tăng cường quản lý node thư mục: Cần xây dựng cơ chế dự phòng và sao lưu thông tin node nhẹ tải trong các node thư mục để đảm bảo tính sẵn sàng và ổn định khi node thư mục rời mạng, giảm thiểu mất mát dữ liệu.

3. Phát triển công cụ giám sát và phân tích tải: Thiết lập hệ thống giám sát thời gian thực để theo dõi tải của các node, từ đó kích hoạt thuật toán cân bằng tải kịp thời, đảm bảo hệ thống luôn duy trì trạng thái cân bằng.

4. Mở rộng nghiên cứu cho các mô hình mạng khác: Nghiên cứu áp dụng thuật toán cho các mạng ngang hàng không cấu trúc hoặc mạng lai ghép, đồng thời tích hợp các yếu tố bảo mật và chống tấn công nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 1-2 năm, phối hợp giữa các nhà nghiên cứu, nhà phát triển phần mềm và các tổ chức quản lý mạng để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thông tin: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về mạng ngang hàng, DHT và các thuật toán cân bằng tải, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển các đề tài liên quan.

2. Kỹ sư phát triển phần mềm mạng: Các kỹ sư xây dựng hệ thống P2P có thể áp dụng thuật toán cải tiến để tối ưu hiệu suất và độ ổn định của sản phẩm.

3. Quản trị viên mạng và nhà cung cấp dịch vụ Internet: Hiểu rõ về cân bằng tải trong mạng ngang hàng giúp quản lý tài nguyên hiệu quả, giảm thiểu nghẽn mạng và nâng cao chất lượng dịch vụ.

4. Các tổ chức nghiên cứu và phát triển công nghệ phân tán: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để phát triển các giải pháp mạng phân tán mới, phù hợp với xu hướng công nghệ hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cân bằng tải lại quan trọng trong mạng ngang hàng?
   Cân bằng tải giúp phân phối đều công việc và tài nguyên giữa các node, tránh tình trạng quá tải tại một số node, từ đó nâng cao hiệu suất và độ ổn định của mạng.

2. Thuật toán ThresholdPlus khác gì so với các thuật toán cân bằng tải truyền thống?
   ThresholdPlus sử dụng node thư mục để lưu trữ thông tin node nhẹ tải có thể di chuyển, giảm số lượng thông báo cần thiết khi tìm kiếm node phù hợp, giúp cân bằng tải nhanh và hiệu quả hơn.

3. Làm thế nào thuật toán xử lý khi node thư mục rời mạng?
   Thông tin node nhẹ tải được sao lưu tại node successor của node thư mục, đảm bảo tính sẵn sàng và cho phép các node đăng ký lại thông tin cho node thư mục mới.

4. Thuật toán có phù hợp với mạng có node có khả năng khác nhau không?
   Có, thuật toán xem xét hệ số sử dụng dựa trên khả năng tải của từng node, giúp cân bằng tải hiệu quả trong môi trường đa dạng về năng lực node.

5. Có thể áp dụng thuật toán này cho các mạng không cấu trúc không?
   Thuật toán được thiết kế cho mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT, tuy nhiên các ý tưởng về node thư mục và cân bằng tải theo ngưỡng có thể được điều chỉnh để áp dụng cho mạng không cấu trúc.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích sâu sắc vấn đề cân bằng tải trong mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT, đặc biệt là giao thức Chord.
• Đã đề xuất thuật toán cân bằng tải theo ngưỡng cải tiến ThresholdPlus, giảm thiểu số lượng thông báo và nâng cao hiệu quả cân bằng tải.
• Mô phỏng thực nghiệm với 4,096 node cho thấy thuật toán đạt tỷ lệ thành công truy vấn cao hơn 9-14% so với các thuật toán truyền thống.
• Thuật toán có khả năng thích ứng tốt với mạng động, đa dạng về khả năng node và phân bố truy vấn không đồng đều.
• Đề xuất các hướng phát triển tiếp theo bao gồm mở rộng ứng dụng thuật toán, tăng cường quản lý node thư mục và phát triển công cụ giám sát tải.

Các nhà nghiên cứu và phát triển phần mềm nên triển khai thử nghiệm thuật toán ThresholdPlus trong môi trường thực tế để đánh giá và hoàn thiện giải pháp, đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các mô hình mạng khác nhằm nâng cao tính ứng dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng ngang hàng, những khái niệm cơ bản về mạng ngang hàng đồng thời giới thiệu giao thức Chord, giao thức được sử dụng để triển khai mạng phủ DHT khi xây dựng chương trình mô phỏng. Chương 2: Tìm hiểu về vấn đề cân bằng tải trên mạng ngang hàng, một số nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng tải, các giải pháp đã được đề xuất và phân tích về các giải pháp này. Chương 3: Trên cơ sở các vấn đề tìm hiểu được ở chương 2. Chúng tôi đề xuất giải pháp cân bằng trên mạng ngang hàng có cấu trúc theo hướng không sử dụng server ảo.

Đó là một giải thuật cải tiến của giải thuật cân bằng tải theo ngưỡng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 Chương 4: Trình bày cách thực hiện chương trình mô phỏng đồng thời trình bày kết quả đánh giá giải thuật cân bằng tải dựa trên mô phỏng của chúng tôi. Chương 5: Trình bày các công việc mà chúng tôi đã thực hiện được, những vấn đề còn tồn tại của luận văn và hướng phát triển tiếp theo của chúng tôi. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 8 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG Trong chương này, luận văn sẽ giới thiệu khái quát về mạng ngang hàng, các đặc điểm, các hình thức phân loại của mạng ngang hàng, khái niệm về DHT và mạng hàng có cấu trúc đồng thời giới thiệu về một số mạng ngang hàng đã và đang được ứng dụng có hiệu quả.1 Tổng quan về mạng ngang hàng 1.1 Khái niệm về mạng ngang hàng Mạng ngang hàng là một mạng mà kiến trúc của nó được tạo nên bởi các máy tính liên kết với nhau, các máy tính tham gia trong mạng đều bình đẳng như nhau và được gọi là các peer, mỗi máy tính tham gia mạng là một phần và duy trì sự tồn tại của mạng.

Các máy tính trong mạng thường xuyên liên lạc với các máy tính khác để ổn định mạng và chia sẻ dữ liệu với nhau. Dữ liệu được chứa trên các máy tính và được chia sẻ trực tiếp với nhau giữa các máy tính tham gia vào mạng. Mô hình mạng ngang hàng Ứng dụng thường xuyên gặp nhất của mạng ngang hàng là chia sẻ tệp tin, tất cả các dạng như: âm thanh, hình ảnh, dữ liệu. hoặc để truyền dữ liệu thời gian thực….

Việc sử dụng mạng ngang hàng mang lại nhiều ưu điểm cho người dùng. Luận văn xin trình bày một số ưu điểm của mạng ngang hàng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Ƣu điểm của mạng ngang hàng Mục đích quan trọng của mạng ngang hàng là các máy tính tham gia mạng đều đóng góp tài nguyên bao gồm băng thông, lưu trữ, khả năng tính toán. Do đó khi càng nhiều mày tính tham gia mạng thì khả năng tổng thể của mạng càng lớn.

Do việc các thông tin lưu trữ không chỉ trên máy chủ mà còn được lưu trữ ở chính các máy tham gia mạng nên mô hình này rất phù hợp với tính phi tập trung của Internet. Xét về khía cạnh sức mạnh xử lý, mạng ngang hàng có khả năng xử lý cao hơn cả những máy chủ lớn hiện nay, do đó sử dụng mạng ngang hàng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của các phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu và giải các bài toán phức tạp. Sở dĩ làm được như vậy là vì mạng ngang hàng có thể tận dụng được khả năng xử lý, khả năng lưu trữ còn thừa của các máy tham gia mạng với những thuật toán phân tán hợp lý. Công nghệ này đã chia việc xử lý lớn ra thành nhiều việc xử lý để có thể giao cho các máy tính khác trong mạng cùng thực hiện.

Mỗi máy tính sẽ xử lý một phần công việc và trả về kết quả xử lý cho máy tính trung tâm, máy tính trung tâm sẽ ghép nối các kết quả này lại với nhau. Bằng cách như vậy, ta có thể giải quyết các bài toán phức tạp yêu cầu vấn đề xử lý, lưu trữ lớn mà không cần phải nâng cấp khả năng xử lý của hệ thống hiện tại. Tính chất phân tán của mạng ngang hàng cũng giúp cho việc phân tán trách nhiệm cung cấp dịch vụ đến tất cả các node trên mạng, nó sẽ loại bỏ được vấn đề ngừng trệ dịch vụ do nơi cung cấp duy nhất gặp sự cố. Đối với mô hình tập trung, chỉ cần máy chủ gặp sự cố thì cả hệ thống sẽ ngưng trệ.

Còn đối với mạng ngang hàng, máy tính có thể tham gia hoặc rời khỏi mạng bất kỳ lúc nào mà mạng vẫn hoạt động bình thường, các máy tính còn lại vẫn có thể trao đổi thông tin và chia sẻ tài nguyên cho nhau. Bên cạnh nhiều ưu điểm đã được nêu ở trên thì mạng ngang hàng cũng còn tồn tại một số nhược điểm 1.3 Nhƣợc điểm của mạng ngang hàng Do các máy tính trên mạng ngang hàng đều có vai trò như nhau và không tuân theo bất cứ một quy luật định tuyến hay kết nối nào, việc yêu cầu dịch vụ được đáp ứng tuỳ biến nên máy yêu cầu dịch vụ có thể nhận được nhiều kết quả LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 10 khác nhau, khi nó kết nối đến nhiều máy tính khác nhau cùng cung cấp một dịch vụ. Các yêu cầu gửi đi có thể không nhận được kết quả trả về vì không có gì đảm bảo sẽ tồn tại một máy nào đó có khả năng đáp ứng yêu cầu đó. Do đặc điểm là các node có thể rời mạng bất kì lúc nào nên có thể bị ngắt kết nối tới các node này bất cứ thời điểm nào.2 Phân loại mạng ngang hàng Mạng ngang hàng có nhiều tiêu trí phân loại khác nhau, trong luận văn này xin được trình bày hai tiêu trí phân loại mạng ngang hàng đó là: Phân loại theo mức độ tập trung của các node mạng và phân loại theo cấu trúc liên kết của các node.1 Phân loại theo mức độ tập trung của các node mạng Nếu lấy tiêu chí về mức độ tập trung của các node mạng, mạng ngang hàng có thể phân làm 2 loại: mạng ngang hàng thuần tuý và mạng ngang hàng lai a.

Mạng ngang hàng thuần tuý Trong mạng ngang hàng thuần tuý thì vai trò của các máy trong mạng là ngang nhau và trong mô hình mạng này đã loại bỏ sự tồn tại của các máy chủ tập trung. Trong mạng này đã khắc phục được vấn đề node nghẽn cổ chai trong mô hình tập trung. Tuy nhiên vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng thuần tuý sử dụng cơ chế phát tràn (Flooding), yêu cầu tìm kiếm được gửi tới tất cả các node mạng là láng giềng với nó, điều này làm tăng đáng kể lưu lượng trong mạng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Mô hình mạng ngang hàng thuần tuý b. Mạng ngang hàng lai ghép Trong mô hình này, các peer lưu giữ nội dung chia sẻ với các node khác ở trên mạng. Tất cả các peer đều kết nối tới một server, server này lưu giữ thông tin về: - Bảng thông tin kết nối của người dùng đăng kí (địa chỉ IP, băng thông kết nối…) - Bảng liệt kê danh sách các file mà các peer nắm giữ và chia sẻ ở trên mạng cùng với các thông tin mô tả về các files ( tên file, ngày tạo…) Tất cả các peer muốn kết nối vào mạng đều phải liên lạc với server và thông báo với server các file mà nó có. Một peer mà muốn tìm kiềm một file, yêu cầu tìm kiếm được chuyển cho server, server tìm kiếm trong thông tin chỉ mục của mình và trả lại danh sách các peer có thông tin cần tìm.

Peer tìm kiếm sẽ liên lạc trực tiếp với các peer có thông tin theo yêu cầu tìm kiếm để tải thông tin trực tiếp từ các peer này. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ thống mạng ngang hàng lai ghép 1.2 Phân loại theo cấu trúc liên kết Mạng phủ bao gồm tất cả các node mạng đại diện cho các máy tham gia và các liên kết giữa các node mạng này. Một liên kết tồn tại giữa hai node mạng khi một node mạng biết vị trí của node mạng kia.

Dựa vào cấu trúc liên kết trong mạng phủ người ta có thể phân loại mạng ngang hàng thành hai loại: mạng ngang hàng không có cấu trúc và mạng ngang hàng có cấu trúc. Mạng ngang hàng không có cấu trúc Một mạng ngang hàng được gọi là mạng ngang hàng không có cấu trúc khi liên kết giữa các node trong mạng phủ được thiết lập ngẫu nhiên (tức là không theo một quy luật nào cả). Những mạng như vậy dễ dàng xây dựng vì khi một node muốn tham gia mạng có thể lấy liên kết có sẵn của một node khác đang ở trong mạng và sau đó dần dần tự bản thân nó sẽ thêm vào các liên kết mới của riêng mình. Trong mạng ngang hàng không có cấu trúc, khi một node muốn tìm kiếm một dữ liệu, thì yêu cầu tìm kiếm sẽ truyền trên toàn bộ mạng để tìm ra càng nhiều máy tính chia sẻ càng tốt.

Hệ thống này thể hiện rõ nhược điểm là không có gì đảm bảo là việc tìm kiến thành công. Đối với dữ liệu phổ biến được chia sẻ trên nhiều máy thì tỉ lệ thành công là khá cao, ngược lại nếu dữ liệu chỉ được LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 13 chia sẻ trong một vài máy thì xác suất tìm thấy là rất nhỏ. Tính chất này là hiển nhiên trong mạng ngang hàng không có cấu trúc vì không có bất kỳ mối tương quan nào giữa một máy và dữ liệu của nó quản lý trong mạng, do vậy yêu cầu tìm kiếm được chuyển một cách ngẫu nhiên đến một số máy trong mạng. Số máy trong mạng càng lớn thì khả năng tìm thấy thông tin càng nhỏ.

Do khi muốn tìm kiếm trên mạng ngang hàng không có cấu trúc, yêu cầu tìm kiếm được phát trên toàn mạng nên không có cấu trúc định hướng, một yêu cầu thường chuyển cho số lượng lớn các máy tính trong mạng làm tiêu tốn băng thông, dẫn đến hiệu quả tìm kiếm thấp. Một mô hình mạng ngang hàng không cấu trúc điển hình đó là mạng Gnutella. Các máy tính trong Gnutella được mô tả như là những “servent”, các thành viên trong mạng và được chia sẻ file. Các máy tính khác có thể lấy được những file chia sẻ này.

Việc tìm kiếm file trên mạng mô tả trong hình 4, khi một máy tính A tìm kiếm file X, nó sẽ gửi một truy vấn broadcast tới tất cả các máy tính nó biết, được coi là hàng xóm của nó. Truy vấn sau đó sẽ được chuyển dần qua các bước và tới được máy tính có chứa file X.