Nghiên cứu các giải pháp truyền hình qua mạng ngang hàng

ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Mục lục
Trang i
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH SÁCH HÌNH VẼ iv
DANH MỤC BẢNG v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI MỞ ðẦU 1
CHƯƠNG I: MẠNG CHỒNG PHỦ NGANG HÀNG P2P 2
1.1. Giới thiệu mạng ngang hàng P2P 2
1.1.1. Khái niệm 2
1.1.2. Phân loại mạng ngang hàng 6
1.1.2.1. Mạng chồng phủ không có cấu trúc 8
1.1.2.2. Mạng ngang hàng lai (Hybird) 10
1.1.2.3. Mạng chồng phủ có cấu trúc 11
1.1.2.4. Chồng phủ phân cấp và chồng phủ liên kết 12
1.1.2.5. Chồng phủ dịch vụ 14
1.1.2.6. Mạng chồng phủ ngữ nghĩa 15
1.1.2.7. Chồng phủ cảm biến 16
1.1.2.8. Chồng phủ cho mạng MANET và Ad-hoc 16
1.2. Kết luận chương 17
CHƯƠNG II: CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG CHỒNG PHỦ NGANG HÀNG P2P 18
2.1. Chia sẻ file 18
2.2. P2P VoD 20
2.3. P2P live TV 21
2.4. P2P voice over IP 21
2.5. P2P gaming 22
2.6. Kết luận chương 22
CHƯƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH QUA MẠNG NGANG HÀNG 23
3.1. Xu hướng xem video/TV hiện ñại 23
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Mục lục

Trang ii
3.1.1.

Internet TV
23
3.1.2. IPTV 24
3.1.3. P2P TV 26
3.2. P2P network và các dịch vụ luồng (streaming services) 29
3.2.1. Hệ thống P2P live streaming 32
3.2.1.1. Hệ thống P2P live streaming dạng cây 32
3.2.1.2. Hệ thống P2P live streaming dạng mesh 35
3.2.2. Hệ thống P2P VoD 36
3.2.2.1. Hệ thống P2P VoD ñệm-chuyển tiếp 36
3.2.2.2. Hệ thống P2P VoD lưu trữ-chuyển tiếp 38
3.2.2.3. Hệ thống P2P VoD lai-chuyển tiếp 39
3.3. Kết luận chương 40
CHƯƠNG IV: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG P2PTV 41
4.1. Joost 41
4.2. PeerCast 42
4.3. Freecast 42
4.4. PPLive 42
4.5. Sopcast 42
4.6. PPMate 42
4.7. Kết luận chương 43
CHƯƠNG V: XÂY DỰNG MẠNG NGANG HÀNG VÀ THỬ NGHIỆM DỊCH VỤ
TRUYỀN HÌNH 44
5.1. Xây dựng mạng ngang hàng bằng phần mềm Sopcast 44
5.1.1. ðăng ký kênh phát sóng 44
5.1.2. Phát sóng 45
5.2. Thử nghiệm dịch vụ truyền hình 46

5.2.1. Sử dụng Microsoft Expression Encoder 4 Sp2 46
5.2.2. So sánh Client-Server với P2PTV 47
5.2.2.1. Client-Server 47
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Mục lục
Trang iii
5.2.2.2. P2PTV 48
5.3. Kết luận chương 49
KẾT LUẬN 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Danh sách hình vẽ
Trang iv
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mô hình client-server 2
Hình 1.2: Mô hình mạng ngang hàng 4
Hình 1.3: Mạng chồng phủ P2P 4
Hình 1.4: Phân loại mạng P2P 8
Hình 1.5: Mô hình mạng ngang hàng hybrid 10
Hình 1.6: Mạng chồng phủ phân cấp 13
Hình 1.7: Một mạng chồng phủ liên kết 14
Hình 1.8: Phân loại mạng chồng phủ dịch vụ 15
Hình 1.9: Mạng chồng phủ ngữ nghĩa 16
Hình 3.1: Cấu trúc mạng internet TV 24
Hình 3.2: Cấu trúc mạng IPTV 25
Hình 3.3: Cấu trúc mạng P2PTV 27
Hình 3.4: Cấu trúc mạng P2PTV của ForceTech 29
Hình 3.5: Trao ñổi các block giữa hai peer trong các hệ thống P2P khác nhau 32
Hình 3.6: hệ thống P2P live streaming dạng cây ñơn 33
Hình 3.7: Hệ thống P2P live streaming dạng ña cây 35
Hình 3.8: Chồng bộ ñệm giữa peer cung cấp và peer nhận trong hệ thống P2P VoD ñệm-

chuyển tiếp 37
Hình 3.9: Cấu trúc chồng phủ trong hệ thống P2P VoD ñệm-chuyển tiếp 38
Hình 3.10: Hệ thống P2P VoD lai-chuyển tiếp 40
Hình 4.1: Giao diện của Joost 41
Hình 4.2: Giao diện của PPMate 43
Hình 5.2: Phát sóng trên sopcast 45
Hình 5.3: Phần mềm Microsoft Expression Encoder 4 Sp2 46
Hình 5.4: Thiết lập NAT cho modem 47
Hình 5.5: Kiểm tra ñịa chỉ IP 47
Hình 5.7: Chất lượng hình ảnh và thời gian lên sóng khi dùng sopcast (1 kết nối) 49
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Danh mục bảng
Trang v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một số mạng chồng phủ không có cấu trúc 9
Bảng 1.2: Một số mạng chồng phủ có cấu trúc 12
Bảng 1.3: ðặc ñiểm của chồng phủ P2P ñối với MANET 17
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Thuật ngữ viết tắt
Trang vi
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
P2P Peer-to-Peer Mạng ngang hàng
VoIP Voice over Internet Protocol
Truyền giọng nói trên giao thức
IP
IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet
VoD Video on Demand Video theo yêu cầu
IP Internet Protocol Giao thức mạng Internet
DHT Distributed Hash Table Bảng băm phân tán
P2PTV Peer-to-Peer Television

Truyền hình qua mạng ngang
hàng
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng

TCP Transmission Control Protocol Giao thức ñiều khiển truyền dẫn
ID Identifier Số nhận dạng
NAT Network Address Transverter Bộ biên dịch ñịa chỉ mạng
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Lời mở ñầu
Trang 1
LỜI MỞ ðẦU
Trong sự phát triển của xã hội, nhu cầu giải trí của con người ñòi hỏi ngày càng cao
chính vì thế mà các công nghệ truyền hình phải ngày càng phát triển. Trong một vài năm
trở lại ñây ñã có những thay ñổi lớn trong việc phát triển các công nghệ truyền hình như
truyền hình HD và phim 3D ñã ñược phát triển một cách rộng rãi. Những công nghệ
truyền hình mới ra ñời thì cũng ñòi hỏi các công nghệ truyền dẫn cũng cần phải cải thiện.
Từ công nghệ truyền hình tương tự, chúng ta ñã ñi lên truyền hình số ñể dần ñáp ứng nhu
cầu của người xem. Nhu cầu của người xem ngày càng tăng họ ñòi hỏi rất nhiều từ truyền
như là xem video theo yêu cầu, chia sẻ các video tự làm của mình cho nhiều người khác
xem, hay là xem truyền hình mà không mất tiền mà chất lượng vẫn cao. Tất cả những yếu
cầu này ñều có trong P2PTV.
P2PTV là một giải pháp truyền hình qua mạng ngang hàng, người xem sẽ chia sẻ các
video của mình ñang xem cho nhiều người khác khi mà số lượng càng cao thì chất lượng
video sẽ càng tốt - ñây là một ưu ñiểm rất lớn của giải pháp truyền hình này. Khi một
chương trình truyền hình trực tiếp lớn ñược cả thế giới mong ñợi, lượng người xem sẽ rất
ñông. Bởi vậy nếu sử dụng mô hình client-server thì sẽ gây ra sự quá tải và chất lượng
video sẽ rất xấu nhưng với P2PTV thì chất lượng sẽ rất tốt.
Nghiên cứu khoa học này của chúng em ñã thực hiện nghiên cứu bốn vấn ñề sau:

• Chương 1: Nghiên cứu về mạng chồng phủ ngang hàng P2P.
• Chương 2: Nghiên cứu dịch vụ của mạng chồng phủ ngang hàng.
• Chương 3: Nghiên cứu các giải pháp truyền hình qua mạng ngang hàng.
• Chương 4: Tìm hiểu ứng dụng P2PTV.
• Chương 5: Xây dựng mạng ngang hàng và thử nghiệm dịch vụ truyền hình.
Mặc dù chúng em ñã nỗ lực hoàn thành nghiên cứu khoa học này nhưng do còn
những hạn chế về thời gian và hiểu biết của bản thân nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Vì vậy, chúng em mong nhận ñược sự góp ý của các thầy cô và các bạn ñể phục vụ
thêm cho công tác học tập của mình trong tương lai.
Qua ñây chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến ThS. Vũ Thúy Hà, người ñã
tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu khoa học này.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 2
CHƯƠNG I: MẠNG CHỒNG PHỦ NGANG HÀNG P2P
1.1. Giới thiệu mạng ngang hàng P2P
1.1.1. Khái niệm
Chúng ta ñều biết hầu như mọi dịch vụ mà Internet cung cấp ngày nay ñều dựa trên
mô hình client/server. Theo mô hình này thì một máy khách (client) sẽ kết nối với một
máy chủ (server) thông qua một giao thức nhất ñịnh (WWW, FTP, Telnet, SMTP ).
Máy khách gửi yêu cầu tới máy chủ, máy chủ xử lý và trả kết quả lại cho client. Các
server thường có cấu hình mạnh (tốc ñộ xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) hoặc là các
máy chuyên dụng. Dựa vào chức năng có thể chia thành các loại server như: file server
(phục vụ các yêu cầu hệ thống tập tin trong mạng), print server (phục vụ các yêu cầu in
ấn trong mạng), application server (cho phép các ứng dụng chạy trên các server và trả kết
quả cho client), mail server (cung cấp các dịch vụ về gửi nhận email), web server (cung
cấp các dịch vụ về web), database server (cung cấp các dịch vụ về lưu trữ, tìm kiếm
thông tin), communication server (quản lý các kết nối từ xa).

Hình 1.1: Mô hình client-server
Mô hình client/server có rất nhiều ñiểm ưu việt như là: mọi xử lý sẽ nằm trên server

do ñó sẽ tránh cho clients những tính toán nặng nề hoặc do tất cả dữ liệu ñều tập trung tại
một vị trí nên việc dễ dàng trong quản lý hệ thống cũng như vấn ñề bảo mật . Tuy nhiên,
khi mà Internet phát triển với tốc ñộ chóng mặt như ngày nay thì mô hình client/server
tồn tại một nhược ñiểm quan trọng. Khi số lượng clients tăng ñến một mức ñộ nào ñó thì
nhu cầu về tải, băng thông tăng lên và máy chủ không có khả năng cung cấp dịch vụ cho
các máy khách thêm vào. Mô hình mạng ngang hàng (Peer to Peer hay P2P) ñược xem
như một giải pháp sẽ khắc phục nhược ñiểm của mô hình mạng client/server.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 3
Mạng ngang hàng thực ra không phải là một cái niệm mới. Các công ty và các trường
ñại học ñã sử dụng cấu trúc này hơn 30 năm qua cho ñến khi ñược biết với tên là mạng
ngang hàng. Thực tế, mạng Internet ñược phát triển từ cuối những năm 1960 là hệ thống
mạng ngang hàng. Mạng ARPANET gốc kết nối tới ñại học California, Los Angeles
UCLA, học viện nghiên cứu Stanford, UC Santa Barbara và ñại học Utah không thuộc
ñịnh dạng client/server mà tương ñương với các peer máy tính. Vào năm 1979, Usenet
ñược phát triển bởi hai sinh viên ñại học Duke và một sinh viên ñến từ ñại học Bắc
Carolina ñể chao ñổi thông tin dựa trên truyền thông Unix. Dựa trên giao thức Unix-to-
Unix-copy, hoặc UUCP, một máy tính Unix có thể tự ñộng quay số tới một máy tính
khác, trao ñổi file và ngắt kết nối. Sinh viên của hai trường ñại học này có thể thông báo
tin tức trong một topic chung, ñọc tin nhắn trong topic ñó, và có thể trao ñổi tin nhắn giữa
hai trường. Trong một vài năm Usetnet ñã ñược mở rộng ra nhiều trường ñại học khác
nhau và nhiều công ty phần mềm. Usenet phát triển từ 2 site gốc thành hàng trăm nghìn
site nhưng vẫn giữ nguyên mô hình cơ bản của mạng P2P. Usenet về cơ bản là tiền thân
của các ứng dụng mạng ngang hàng ngày này như Gnutella mà trong ñó các máy tính
copy dữ liệu mà không cần ñến ñiều khiển trung tâm.
Mạng P2P ñã ñược phát triển trong suốt những năm 1990 và ñược sử dụng cho các
nhóm, tổ chức, giữa các công ty và trong giới hạn trao ñổi thông tin giữa các nhà hợp tác
nghiên cứu. Chỉ ñến khi Internet bùng nổ vào giữa những năm 1990, cùng với sự ra ñời
của các dịch vụ chia sẻ file, âm thanh, hình ảnh trong thời gian gần ñây thì mạng ngang
hàng mới ñược chú ý ñến như là một công nghệ quan trọng của Internet. Hiện nay các

ứng dụng P2P chiếm khoảng 50% (thậm chí 75%) băng thông trên Internet.
Vậy mạng ngang hàng là gì?
Mạng ngang hàng là mạng mà trong ñó các máy tính chia sẻ tập tin và truy cập tài
nguyên (máy in, bộ nhớ lưu trữ, chu trình xử lý…) mà không cần ñến máy chủ hay phần
mềm máy chủ. Ở dạng ñơn giản nhất, mạng P2P ñược tạo ra bởi hai máy tính ñược kết
nối với nhau và chia sẻ tài nguyên mà không phải thông qua một máy chủ dành riêng.
Một mạng ngang hàng ñúng nghĩa không có khái niệm máy chủ và máy khách, tất cả
các máy tham gia ñều bình ñẳng và ñược gọi là peer, ñóng vai trò như cả máy chủ và
máy khách ñối với các máy khác trong mạng.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 4

Hình 1.2: Mô hình mạng ngang hàng
Ta cũng ñịnh nghĩa mạng chồng phủ như sau:
Mạng chồng phủ là mạng máy tính ñược xây dựng trên nền của một mạng khác. Các
node trong mạng chồng phủ ñược xem là nối với nhau bằng liên kết ảo (logical links),
mỗi liên kết ảo có thể bao gồm rất nhiều các liên kết vật lý của mạng nền.
Rất nhiều mạng P2P ñược gọi là mạng chồng phủ bởi vì nó ñược xây dựng và hoạt
ñộng dựa trên nền của Internet.

Hình 1.3: Mạng chồng phủ P2P
*ðặc ñiểm của hầu hết các hệ thống P2P ñó là:
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 5
+ Chia sẻ tài nguyên (resource sharing): mỗi peer góp phần vào tài nguyên hệ thống
cho hoạt ñộng của hệ thống P2P.
+ Networked: tất cả các node ñược liên kết với các node khác trong hệ thống P2P và
tập các node là thành viên của một ñồ thị liên kết. Khi ñồ thị không ñược kế nối, mạng
chồng phủ ñược coi như là bị phân chia.
+ Phân quyền: trạng thái của hệ thống P2P ñược xác ñịnh bởi hoạt ñộng chung của

các peer, và không có ñiểm ñiều khiển tập trung. Tuy nhiên một vài hệ thống ñảm bảo an
ninh vẫn sử dụng một login server trung tâm.
+ Tính ñối xứng: các node hoạt ñộng với nguyên tắc như nhau trong hệ thống P2P.
Trong rất nhiều thiết kế, tính chất này có thể thay ñổi do tồn tại các peer hoạt ñộng ñặc
biệt như là super peer hoặc rely peer.
+ Tự trị: sự tham gia của các peer trong hệ thống P2P ñược xác ñịnh cục bộ, và
không có phạm vi quản trị riêng lẻ trong hệ thống.
+ Phạm vi: Một hệ thống P2P có thể có tới hàng triệu node hoạt ñộng ñồng thời, ñiều
này có nghĩa tài nguyên sử dụng tại mỗi peer tăng theo kích cỡ của mạng chồng phủ.
+ Sự ổn ñịnh: hệ thống P2P có thể ñược coi là ổn ñịnh trong một churn rate cho phép.
ðiều này cho phép duy trì ñồ thị kết nối và có khả năng xác ñịnh tuyến trong một giới
hạn hop-count phù hợp.
*Ưu, nhược ñiểm:
Tính chất phân tán của mạng ngang hàng ñã tạo nên ưu ñiểm của mạng ngang hàng,
ñó là:
+ Không phải ñầu tư thêm về phần cứng và phần mềm máy chủ.
+ Dễ cài ñặt, giá thành rẻ.
+ Không cần người quản trị mạng
+ Người sử dụng có thể kiểm soát việc dùng chung tài nguyên (máy in, chu trình xử
lý, lưu trữ…), tận dụng ñược tài nguyên của tất cả các máy tính trong mạng, có phân bố
lưu lượng hợp lý ñể tránh tắc nghẽn.
+ Không phụ thuộc vào các máy tính khác trong hoạt ñộng của mình. Tính chất phân
tán của mạng ñồng ñẳng cũng giúp cho mạng hoạt ñộng tốt khi một số máy gặp sự cố.
ðối với cấu trúc tập trung, chỉ cần máy chủ gặp sự cố thì cả hệ thống sẽ ngưng trệ.
+ Tăng cường khả năng cân bằng tải trong mạng. Trong mô hình mạng ngang hàng,
chỉ có yêu cầu truy vấn ñược thực hiện giữa máy tính tham gia mạng với máy chủ, còn
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 6
vấn ñề truyền file ñược thực hiện giữa hai máy tính tham gia mạng với nhau, ñiều này
dẫn ñến việc phân bố tải ñều trên hệ thống mạng.

Bên cạnh ñó mạng ngang hàng có những nhược ñiểm là:
+ Máy trạm phải gánh thêm việc phục vụ chia sẻ tài nguyên.
+ Máy trạm không có khả năng kiểm soát nhiều liên kết như một máy chủ
+ Thiếu tính tập trung, rất khó tìm kiếm dữ liệu
+ Không có khả năng lưu trữ tập trung
+ Mỗi người sử dụng trên máy trạm phải có khả năng quản trị trên chính hệ thống
của mình
+ Khả năng bảo mật kém, khó kiểm soát
+ Quản lý thiếu tập trung, các mạng ngang hàng rất khó làm việc với nhau.
1.1.2. Phân loại mạng ngang hàng
Có nhiều ñề xuất ñã ñược ñưa ra ñể phân loại mạng ngang hàng. Ví dụ như có thể
ñược phân loại theo mục ñích sử dụng như:
• Chia sẻ file (file sharing)
• ðiện thoại VoIP (telephony)
• Luồng ña phương tiện (audio, video)
• Diễn ñàn thảo luận (discussion forums)
Hoặc ñề xuất phân chia mạng ngang hàng theo thế hệ mạng. Thế hệ mạng ñầu tiên có
ñặc ñiểm là vẫn dựa trên một máy chủ tìm kiếm trung tâm vì vậy còn ñược gọi là mạng
ngang hàng tập trung (ví dụ như: Napster, Audiogalaxy, WinMX…). Một dạng khác nữa
của thế hệ mạng thứ nhất ñó là mạng ngang hàng thuần túy (ví dụ như: Gnutlla 4.0,
FreeNet…). Trong mạng này không còn máy chủ tìm kiếm tập trung, nó khắc phục ñược
vấn ñề nút cổ chai trong mô hình tập trung. Tuy nhiên vấn ñề tìm kiếm trong mạng ngang
hàng thuần túy lại sử dụng cơ chế Flooding, yêu cầu tìm kiếm ñược gửi tới tất cả các
node mạng hàng xóm, ñiều này làm tăng ñáng kể lưu lượng trong mạng. ðể khắc phụ
nhược ñiểm của mạng ngang hàng thuần túy, một mô hình mạng ngang hàng mới ñược
phát triển với tên gọi là mạng ngang hàng lai. ðây ñược coi như là mạng ngang hàng thế
hệ thứ 2 (ví dụ: Gnutella 0.6, Juxtapose JXTA, Skype…). Phân loại theo thế hệ có một
vài nhược ñiểm: nó bỏ qua một số vấn ñề quan trọng và không giải thích ñược về các thế
hệ tiếp sau gần như ñang ñược cung cấp. Hơn nữa, cà hai thế hệ mạng này ñều ñang ñược
ñồng thời sử dụng.

ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 7
Ý kiến khác cho rằng chia mạng ngang hàng thành mạng chồng phủ có cấu trúc và
mạng không có cấu trúc. Mạng chồng phủ không có cấu trúc thường ñược chú ý hơn bởi
cách gửi các yêu cầu tìm kiếm, phân bố các peer và sự khác biệt trong thông tin ñường
truyền với các peer hàng xóm.
Mạng chồng phủ có cấu trúc ñược phân biệt dựa theo các tính chất như:
+ Số lượng hop tối ña cho yêu cầu tìm kiếm (multi-hop, one-hop, số lượng hop thay
ñổi)
+ Thuật toán ñịnh tuyến (ñịnh tuyến tiền tố, XOR, khoảng cách hình học, sự khác
biệt về không gian ñịa chỉ)
+ Dạng chồng phủ
+ Với kích cỡ chồng phủ (ví dụ: constant degree, logrithmic degree)
+ Dạng tra cứu (lặp lại hoặc ñệ quy, song song hoặc nối tiếp)
Dựa trên các dạng có cấu trúc và không có cấu trúc, còn có các dạng khác, như mạng
chồng phủ phân cấp (hierarchical overlays), mạng chồng phủ liên kết (federated
overlays), mạng chồng phủ ñể triển khai các dịch vụ mạng ñược gọi là mạng chồng phủ
dịch vụ (service overlays), mạng chồng phủ cho hệ thống cảm biến ñược gọi là mạng
chồng phủ cảm biến (sensor overlays), mạng chồng phủ với truy vấn tuyến bởi mối quan
hệ ngữ nghĩa (semantic ralationship) ñược gọi là mạng chồng phủ ngữ nghĩa (semantic
overlays) và mạng chồng phủ cung cấp hỗ trợ cho các node di ñộng trong mạng IP và
mạng ad-hoc.
Hình 1.4 thể hiện cây phân loại các dạng mạng P2P chồng phủ. Các phân loại chồng
phủ cho phép di ñộng, chồng phủ dịch vụ, chồng phủ ngữ nghĩa sẽ ñược ñề cập ở phần
cuối của mục này.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 8

Hình 1.4: Phân loại mạng P2P
1.1.2.1. Mạng chồng phủ không có cấu trúc

Mạng chồng phủ không có cáu trúc là một mạng trong ñó các node chỉ liên kết với
các node lân cận khi gửi bản tin với các node khác trong mạng chồng phủ. Tức là liên kết
giữa các node mạng ñược thiết lập ngẫu nhiên, không theo quy luật nào.
Những mạng như thế này dễ dàng ñược xây dựng vì một máy mới khi muốn tham gia
mạng có thể lấy các liên kết có sẵn của một máy khác ñang ở trong mạng và sau ñó dần
dần tự bản thân nó sẽ thêm vào các liên kết mới của riêng mình. Khi một máy muốn tìm
một dữ liệu trong mạng ngang hàng không cấu trúc, yêu cầu tìm kiếm sẽ ñược truyền trên
cả mạng ñể tìm ra càng nhiều máy chia sẻ càng tốt. Kĩ thuật tìm kiếm chủ yếu là sử dụng
flooding với các giải thuật tìm kiếm ưu tiên theo chiều rộng (breadth – first), hoặc ưu tiên
theo chiều sâu (depth-first) cho ñến khi nội dung ñược tìm thấy. Các kĩ thuật khác phức
tạp hơn gồm bước nhảy ngẫu nhiên (random walk) và chỉ số routing (routing indices).
Hệ thống này thể hiện rõ nhược ñiểm: không có gì ñảm bảo tìm kiếm sẽ thành công.
ðối với tìm kiếm các dữ liệu phổ biến ñược chia sẻ trên nhiều máy, tỉ lệ thành công là
khá cao, nhưng ngược lại, nếu dữ liệu chỉ ñược chia sẻ trên một vài máy thì xác suất tìm
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 9
thấy là khá nhỏ. Tính chất này là hiển nhiên vì trong mạng ñồng ñẳng không cấu trúc,
không có bất kì mối tương quan nào giữa một máy và dữ liệu nó quản lý trong mạng, do
ñó yêu cầu tìm kiếm ñược chuyển một cách ngẫu nhiên ñến một số máy trong mạng. Số
lượng máy trong mạng càng lớn thì khả năng tìm thấy thông tin càng nhỏ.
Mô hình Thiết kế

ðặc ñiểm
Hill climbing
backtracking
Freenet
ðịnh tuyến sử dụng tìm kiếm ñịa phương, hỗ trợ và
cung cấp an ninh, nặc danh, khả năng từ chối.
Fast freenet
Là mở rộng của Freenet, mỗi ñối tượng lưu trữ tại

các peer ñược tóm tắt lại và chia sẻ với các hàng
xóm.
Small world
Freenet
Một dạng của Freenet ñược bổ sung thêm các link
mô phỏng mô hình small world
Tràn lụt
(Flooding)
Gnutella
Các supper peer sử dụng các yêu cầu tràn lụt thay
cho mô hình thường xuyên.
FastTrack
Giao thức riêng với kiến trúc super peer sử dụng kết
nối thay ñổi
Bước nhảy
ngẫu nhiên
(Random
walk)
Gia
Sử dụng kĩ thuật như ñáp ứng liên kết ñộng, ñiều
khiển luồng, tái tạo one-hop, và bước nhảy ngẫu
nhiên không ñối xứng ñể cải thiện hiệu năng.
LMS
Các vùng mạng thực hiện tìm kiếm các ñối tượng sử
dụng bảng băm thống nhất của nhận dạng ñối tượng
ñể nhận biết vị trí ñối tượng gần node
Hybrid Yappers
Kết hợp các node vào một bảng DHT nhỏ, ñịnh
tuyến giữa các DHT sử dụng các liên kết không cấu
trúc

ðịnh tuyến
ngữ nghĩa
INGA
Mỗi peer ñược tổ chức dựa trên mối quan hệ nội
dung ngữ nghĩa, truy vấn ñược gửi theo các topic
liên kết, tính toán dựa theo hàm phù hợp ngữ nghĩa
Truy vấn có
hướng ưu tiên
Tribler
Các peer trao ñổi danh sách ưu tiên ñể khai thác
mối quan hệ giữa các peer với các ưu tiên tương
Truy vấn
hướng thích
hợp
PROSA
Tổ chức tài nguyên P2P bằng cách hiểu biết chung
về mối quan hệ ngữ nghĩa giữa các peer tương ứng
ñể quản lý liên kết giữa chúng
Bảng 1.1: Một số mạng chồng phủ không có cấu trúc
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 10
Một nhược ñiểm khác của hệ thống này là do không có ñịnh hướng, một yêu cầu tìm
kiếm thường ñược chuyển cho một số lượng lớn máy trong mạng làm tiêu tốn một lượng
lớn băng thông của mạng, dẫn ñến hiệu quả tìm kiếm chung của mạng thấp. Nhược ñiểm
khác nữa ñó là khả năng mở rộng mạng thường bị hạn chế bởi các kỹ thuật trong việc xây
dựng mạng, chẳng hạn như: kỹ thuật Flooding dẫn tới việc tăng lưu lượng mạng khi mở
rộng mạng. Các hệ thống không cấu trúc thường phù hợp trong trường hợp các node ra
vào mạng thường xuyên, tùy ý.
1.1.2.2. Mạng ngang hàng lai (Hybird)
ðể khắc phục nhược ñiểm của mạng ngang hàng thuần túy, một mô hình mang ngang

hàng mới ñược phát triển với tên gọi là mạng ngang hàng lai. ðây ñược gọi là mạng
ngang hàng thế hệ 2.
Phần mềm tiêu biểu cho mạng ngang hàng kiểu này là Gnutella 0.6 và JXTA
(Juxtapose). JXTA ñược bắt ñầu phát triển bởi SUN từ 2001 (ñây là giao thức P2P mã
nguồn mở). JXTA ñược sử dụng cho PCs, mainframes, cell phones, PDAs – ñể giao tiếp
theo cách không tập trung. Skype cũng ñược xây dựng dựa trên cấu trúc này.

Hình 1.5: Mô hình mạng ngang hàng hybrid
Trong mô hình mạng ngang hàng lai tồn tại một trật tự phân cấp bằng việc ñịnh nghĩa
các Super Peers. Các SupperPeer tạo thành một mạng không cấu trúc, có sự khác nhau
giữa SupperPeers và ClientPeers trong mạng, mỗi SupperPeer có nhiều kết nối ñến các
ClientPeers. Mỗi SupperPeer chứa một danh sách các file ñược cung cấp bởi các
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 11
ClientPeer và ñịa chỉ IP của chúng vì vậy nó có thể trả lời ngay lập tức các yêu cầu truy
vấn từ các ClientPeer gửi tới.
Ưu ñiểm của mạng hybrid ñó là hạn chế Flooding các truy vấn, làm giảm lưu lượng
trong mạng, nhưng vẫn tránh ñược hiện tượng nút cổ chai (do có nhiều SuperPeers) và
khắc phục ñược nhược ñiểm về sự khác nhau về CPU power, bandwidth…ở mạng ngang
hàng thuần túy, các SuperPeer sẽ chịu tải chính, các node khác chịu tải nhẹ.
1.1.2.3. Mạng chồng phủ có cấu trúc
Mạng chồng phủ có cấu trúc là một mạng chồng phủ trong ñó các node hợp tác duy
trì thông tin ñịnh tuyến ñể tìm ra tất cả các node trong mạng chồng phủ. So sánh với
mạng chồng phủ không có cấu trúc, mạng chồng phủ có cấu trúc có giới hạn số lượng
bản tin cần thiết ñể tìm bất cứ ñối tượng nào trong mạng chồng phủ. ðây là ñiều quan
trọng khi tìm kiếm các ñối tượng ít phổ biến hoặc ít xuất hiện.
ðiều quan trọng ñối với những hệ thống có cấu trúc là cung cấp sự liên kết (mapping)
giữa nội dung (ví dụ: ID của file) và vị trí node (ví dụ: ñịa chỉ node). Việc này thường
dựa trên một cấu trúc dữ liệu bảng băm phân tán DHT. Do ñó, ña số mạng chồng phủ có
cấu trúc có hỗ trợ tính năng bảng DHT, ñịnh tuyến dựa trên các key. Mỗi peer có một

DHT, ñược sử dụng cho thuật toán chuyển tiếp. Bảng ñịnh tuyến của các peer ñược tạo
khi peer tham gia vào mạng chồng phủ, nhờ sử dụng một thủ tục khởi tạo ñặc biệt. Các
peer thường trao ñổi thông tin trong bảng ñịnh tuyến như là một phần của quá trình duy
trì mạng chồng phủ. Các file trong mạng ñược ràng buộc với các key – ví dụ ñược tạo ra
bằng cách băm các tên file – và mỗi node trong hệ thống có trách nhiệm lưu giữ một dải
các key nào ñó. Có một toán tử cơ bản trong các DHT này là tìm kiếm – lookup (key), nó
sẽ trả lại nhận dạng (ví dụ như ñịa chỉ IP) của node lưu giữ ñối tượng với key ñó. Toán tử
này cho phép các node ñưa và lấy các file trên cơ sở key của chúng.
Do không gian ñịa chỉ ảo và ñịa chỉ các peer thường ñược gán ngẫu nhiên, các peer
và các hàng xóm trong mạng chồng phủ có thể xa nhau trong mạng cơ sở. ðiều này làm
tăng khả năng chịu lỗi của mạng chồng phủ, nhưng lại làm suy giảm hiệu năng. Do ñó,
chồng phủ nhận dạng topo (topology-aware overlays) sử dụng các giá trị của peer trong
mạng cơ sở ñể tạo các peer hàng xóm trong mạng chồng phủ.
Trong chồng phủ có cấu trúc, topo mạng ñược kiểm soát chặt chẽ, khả năng mở rộng
mạng ñược nâng cao rõ rệt. Tuy nhiên việc quản lý cấu trúc topo mạng gặp khó khăn ñặc
biệt trong trường hợp tỷ lệ join/leave của các node cao.
Mô hình Thiết kế ðặc ñiểm
ðịnh tuyến
theo tiền tố
PRR
Thuật toán DOLR ñầu tiên, sử dụng ñịnh tuyến dựa trên tiền tố
SPRR Thêm cơ chế join/leave và duy trì vào PRR
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 12
Tapestry Dựa trên PRR kết hợp với cơ chế duy trì và join/leave
Pastry ðịnh tuyến theo tiền tố với last hop sử dụng bảng hàng xóm
Z-Ring Không gian ñịa chỉ phân cấp với số base lớn ñể giảm trễ
Logarithmic
degree
Chord

Sử dụng một không gian ID vòng tròn predecessor-
successor kích thước N, yêu cầu ñơn hướng
Symphony
ðịnh tuyến song hướng kết hợp với long-link ñể làm giảm
số hop-count tìm kiếm
Kademlia Hàm khoảng cách XOR, yêu cầu song song
Fixed degree
CAN D-torus với hệ tọa ñộ ðề các
Koorde De Bruijn, dựa trên Chord
Cycloid Chu trình kết nối lập phương, ñịnh tuyến kiểu tiền tố
O(1)-hop
Kelips Giao thức Epidemic multicast ñể duy trì mạng
EpiChord Tìm kiếm song song lặp lại
OneHop
Các peer ñược tổ chức thành các nhóm và các ñơn vị, yêu
cầu gửi qua các trưởng nhóm và ñơn vị
D1HT
Sử dụng thuật toán duy trì hoạt ñộng EDRA khi các sự kiện
join/leave ñược chuyển tiếp tới tất cả các peer trong thời gian loga
Số lượng hop
thay ñổi
Accordion
Tìm kiếm song song ñệ quy, kết hợp với cơ chế duy trì ñáp
ứng băng thông
Chameleon

Dạng lai của EpiChord và D1HT
Tork Dạng lai của EpiChord và D1HT
Phân cấp
Multiple

rings
Nhiều mạng chồng phủ kết nối tới một super-ring, và sử dụng
ñịnh tuyến phân cấp ñể ñịnh tuyến giữa các mạng chồng phủ
Coral
Các peer là thành viên của các cluster liên tiếp, và tìm kiếm
sử dụng bảng DHT

Bảng 1.2: Một số mạng chồng phủ có cấu trúc
1.1.2.4. Chồng phủ phân cấp và chồng phủ liên kết
Chồng phủ phân cấp là một kiến trúc chồng phủ sử dụng nhiều mạng chồng phủ sắp
xếp trong một tập ñược lồng vào nhau, và ñược nối liền với nhau trong một cây. Mỗi bản
tin gửi tới một peer trong mạng chồng phủ khác ñược chuyển tiếp tới mạng chồng phủ
cha chung gần nhất trong phân cấp. Khi phạm vị mạng phân tán rộng, cấu trúc phân cấp
có thể giảm hiệu năng tổng thể. Mạng chồng phủ phân cấp thể hiện tổ chức phân cấp
trong ñánh ñịa chỉ và ñịnh tuyến. Các miền chồng phủ khác nhau trong phân cấp có thể
sử dụng các giao thức ñịnh tuyến khác nhau. Yêu cầu quan trọng cho hiệu quả hoạt ñộng
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 13
của mạng chồng phủ phân cấp gồm có tránh hiện tượng nghẽn cổ chai và giữ cân bằng
cấu trúc phân cấp.

Hình 1.6: Mạng chồng phủ phân cấp
Một mạng chồng phủ liên kết là chồng phủ ñược tạo thành từ tập hợp các chồng phủ
ñộc lập, bằng cách chia thành các miền quản trị riêng rẽ, trong ñó mỗi miền có thể sử
dụng các thuật toán ñịnh tuyến và cơ chế ñánh ñịa chỉ khác nhau. Mỗi chồng phủ là một
miền tự trị, và hoạt ñộng thông báo giữa các chồng phủ yêu cầu sự sắp xếp ngang hàng.
Mỗi miền quản lý nhận thực, phân quyền và các nhiệm vụ quản lý khác cho mạng của
mình. Chồng phủ liên kết ñưa ra một cơ chế hoạt ñộng xếp chồng, có thể ñưa ra các dịch
vụ ñặc biệt tới người dùng trong khi vẫn ñảm bảo phạm vị mạng. Một yêu cầu quan trọng
cho mạng liên kết là mối quan hệ tin cậy giữa mỗi miền. Tương tự như mối quan hệ

ngang hàng giữa các nhà cung cấp dịch vụ Internet ñường trục, các lỗ hổng an ninh trong
một mạng có thể lan ra các mạng chồng phủ khác nhờ các peering points. Do ñó an ninh
trong một mạng chồng phủ trở thành một vấn ñề nhạy cảm cho các mạng chồng phủ còn
lại.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 14

Hình 1.7: Một mạng chồng phủ liên kết
Hình 1.7 là mô hình một mạng chồng phủ liên kết. Mỗi mạng chồng phủ hoạt ñộng
ñộc lập, và các cặp mạng chồng phủ kết nối nhờ các gateway peer. Gateway peer có thể
tìm ra các gateway peer khác trong các mạng chồng phủ khác bằng nhiều cách như tìm
kiếm trong liên mạng hoặc sử dụng DNS. Một peer gửi bản tin tới mạng chồng phủ từ xa
(remote overlay) ñầu tiên cần phát hiện ra gateway peer và gửi bản tin tới gateway peer
ñó ñể chuyển tiếp. Hệ thống ñịa chỉ nhiều lớp ñược sử dụng ñể phân biệt ñối tượng và các
peer trong các mạng chồng phủ.
1.1.2.5. Chồng phủ dịch vụ
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Internet, các dịch vụ mạng mới cũng phát triển
theo. Tuy nhiên lại xuất hiện nhiều trễ trong triển khai các dịch vụ mới hoặc mở rộng các
dịch vụ ñang tồn tại nếu như có yêu cầu thay ñổi các giao thức lớp mạng, router hoặc hạ
tầng mạng. Vì cần thiết phải ñảm bảo sự liên kết và tránh các vấn ñề an ninh nhạy cảm,
ñể nhanh chóng triển khai các dịch vụ mạng và tránh sự thay ñổi hạ tầng mạng, rất nhiều
dịch vụ mạng ñã ñược triển khai như là các giao thức lớp ứng dụng. Ví dụ như
multicasting, VoIP và mạng phân bổ nội dung CDN. Khi mạng chồng phủ ñược sử dụng
cơ bản như là các dịch vụ lớp ứng dụng, chúng ñược coi là các mạng chồng phủ dịch vụ
service overlay.
Thêm vào ñó, hướng dịch vụ là một mẫu mới cho kiến trúc ứng dụng web và hệ
thống phân tán. Một thiếu sót của ứng dụng P2P ñó là mỗi một ứng dụng lại ñòi hỏi thiết
kế chồng phủ riêng biệt. Ý tưởng áp dụng hướng dịch vụ vào mạng chồng phủ P2P cũng
ñược xem xét như là một mạng chồng phủ dịch vụ. Theo ñó, các ứng dụng P2P ñược
modul hóa như các dịch vụ hoạt ñộng ở lớp trên của mạng trồng phủ, mỗi giao diện dịch

vụ sử dụng một mô tả dịch vụ. Khi số lượng ứng dụng P2P tăng lên thì cũng làm tăng khả
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 15
năng tái sử dụng cùng một hạ tầng mạng P2P cho một tập các ứng dụng. Trên một nền
tảng P2P mở có thể triển khai rất nhiều các ứng dụng mới của một bên thứ 3.

Hình 1.8: Phân loại mạng chồng phủ dịch vụ
1.1.2.6. Mạng chồng phủ ngữ nghĩa
Một mạng chồng phủ ngữ nghĩa semantic overlay là một mạng chồng phủ trong ñó
mô hình ñịnh tuyến ñược tổ chức theo sự liên kết ngữ nghĩa và mối quan hệ giữa các
thông tin ñược lưu trữ trong mạng chồng phủ. Tương tự như semantic web (web có ngữ
nghĩa), nội dung có thể ñược lưu trữ và truy nhập sử dụng mô hình ngữ nghĩa, khá thuận
lợi cho người sử dụng.
Trong mạng chồng phủ ngữ nghĩa, kết nối các node chịu ảnh hưởng của nội dung.
Các peer có nội dung tương tự, có quan hệ ngữ nghĩa sẽ ñược nhóm lại (clustered), ví dụ
như, các peer có chứa các file “Jazz” sẽ ñược kết nối với các peer chứa nội dung tương
tự. Khi ñó mạng ngữ nghĩa làm tăng cơ hội tìm kiếm nhanh chóng các file phù hợp và
giảm sự tìm kiếm ở các node không có nội dung phù hợp.
Ví dụ như trong hình 1.9, các peer từ A-H ñược kết nối bởi các ñường liền nét. Các
peer có nội dung quan hệ ngữ nghĩa sẽ ñược liên kết với nhau, ví dụ, các peer A, B và C
ñều có các bài hát “rock”, nên thiết lập liên kết giữa các peer này. Tương tự, các peer C,
E và F có chứa các bài nhạc Rap, cho nên nhóm chúng lại với nhau.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 16


Hình 1.9: Mạng chồng phủ ngữ nghĩa
Các mạng thuộc dạng này như: EZSearch, pSearch, Google SON.
1.1.2.7. Chồng phủ cảm biến
Mạng chồng phủ cảm biến là một mạng chồng phủ kết nối các thành phần của cơ sở

hạ tầng cảm biến. Mục ñích của chồng phủ cảm biến là làm ẩn ñi lớp vật lý ràng buộc với
ứng dụng, làm liết kiết dữ liệu với ñiều khiển logic phân biệt với ñịnh tuyến lớp vật lý.
Thêm vào ñó, trong mạng lưới cảm biến rộng lớn, có nhiều tế bào với lớp ñịnh tuyến vật
lý và liên kết dữ liệu khác nhau, mạng chồng phủ cảm biến có thể thống nhất và tích hợp
với các mạng chồng thủ thông thường.
Ví dụ cho mạng chồng phủ cảm biến này là PIAX (P2P Interactive Agent
eXtensions)
1.1.2.8. Chồng phủ cho mạng MANET và Ad-hoc
Một mạng MANET là một tập các node di ñộng hoạt ñộng ñồng thời như cả router và
host trong một mạng ad-hoc không dây. Các node gửi các bản tin tới các node khác mà
không sử dụng hạ tầng mạng. Do giới hạn công suất và dung lượng, các node MANET
gửi bản tin broadcast trong một khoảng giới hạn. Topo MANET có thể thay ñổi nhanh
chóng và không thể dự ñoán ñược. Sự tương tự giữa MANET và mô hình P2P tại cả lớp
ứng dụng và lớp mạng có ý nghĩa quan trọng giúp mạng chồng phủ P2P làm việc hiệu
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương I
Trang 17
quả với các giao thức ñịnh tuyến trong mạng MANET . Bảng 1.3 sau liệt kê một số ñặc
ñiểm của mạng chồng phủ P2P ñối với MANET.
Hệ thống
Thuật toán ñịnh
tuyến MANET
Chồng phủ
P2P
Tìm kiếm
MHT GPSR None Key maps to node’s path
Ekta DSR Pastry Dự theo tiền tố
MPP Extended DSR Gnutella Flooding
XL-Gnutella OLSR Gnutella Flooding với các super peer
MADPastry AODV Pastry
Dựa trên key với các nhóm giới hạn

FastTrack qua
AODV
Neutral, AODV,
SMB
Không có
cấu trúc
Flooding
Nguồn ñộng DSR Pastry Dựa trên key
ISPRP DSR Chord Dựa trên key
ðịnh tuyến
nguồn ñộng P2P
DSR Pastry DP2PSR
ORION
Neutral, AODV và
SMB
Không có
cấu trúc
Flooding
Bảng 1.3: ðặc ñiểm của chồng phủ P2P ñối với MANET
1.2. Kết luận chương
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet, mạng ngang hàng tuy là một
trong các nguyên nhân gây nghẽn mạng Internet, cũng ñang ñược phát triển và sử dụng
ñể triển khai các dịch vụ luồng. Chương 1 ñã trình bày khái quát về khái niệm mạng
ngang hàng P2P. Bên cạnh ñó còn ñề cập ñến việc phân loại mạng ngang hàng dựa trên
cấu trúc mạng và dựa theo ứng dụng.
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương II
Trang 18
CHƯƠNG II: CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG CHỒNG PHỦ
NGANG HÀNG P2P
2.1. Chia sẻ file

ðây là một ứng dụng khá phổ biến giữa các người sử dụng và ñược sử dụng rộng rãi
trên mạng internet, ñặc biệt là ñể chia sẻ các file có kích thước lớn như các phim có bản
quyền, các abum ca nhạc hoặc các phần mềm. Bởi vậy, các ứng dụng chia sẻ file chiếm
một lưu lượng lớn trong mạng internet. Hầu hết trong các ứng dụng chia sẻ file phổ biến
ñểu tồn tại nhiều nguồn tài nguyên mở và chúng có thể ñược biến ñổi theo yêu cầu của
chính người sử dụng. Sự phong phú do có nhiều các hệ thống chia sẻ file khác nhau và
nhiều phần mềm ứng dụng sẵn có cho phép người sử dụng có thể tự quyết ñịnh và lựa
chọn một nền mạng cụ thể. Thêm vào ñó, người sử dụng có thể ñiều khiển và thiết lập
một vài thông số của ứng dụng thông qua giao diện người sử dụng hoặc một thông số file
cấu hình. Ví dụ ñiển hình như các tham số : số các kết nối download và upload tối ña có
thể chạy song song với nhau, khả năng upload ñể chia sẻ lớn nhất hoặc số cổng.
Các cơ chế ñể ñiều khiển và quản lý việc phân phối nội dung trong các mạng p2p có
thể ñược phân biệt theo 2 loại chính :
• Các cơ chế ñiều khiển truy nhập nguồn tài nguyên, ví dụ là các thuật toán trao ñổi
các file hoặc các phần của nó.
• Cơ chế trung gian nguồn tài nguyên, chúng là các thuật toán cho việc tìm kiếm và
ñịnh vị nguồn tài nguyên.
Có một vài hướng tiếp cận tập trung vào các cơ chế nguồn tài nguyên trung gian, nó
bao gồm các cơ chế phát hiện ra nguồn tài nguyên. Chúng khác từ khái niệm tập trung
như chỉ số các serve hoặc các máy quan sát (trong eDonkey hoặc Bittorent ) cho ñến các
tiếp cận phân tán cao hơn như các giao thức tràn lụt ( trong mạng Gutella gốc hoặc các
bảng băm phân tán ).
Các cơ chế ñiều khiển truy nhập nguồn tài nguyên xác ñịnh sự liên kết và phối hợp
giữa các peer, phương pháp ñó là ñể cho phép, ưu tiên và lập lịch cho việc truy nhập ñến
các nguồn tài nguyên ñược chia sẻ. Trong trường hợp này thì các cơ chế tạo ra ñộng lực
ñể các peer tham gia trong mạng và tích cực chia sẻ nguồn tài nguyên của mình. Ví dụ là
các hệ thông ñiểm thưởng ñược sử dụng trong eDonkey hay các chiến lược tit-for-tat
trong BitTorent. Một cách hiệu quả trong việc hợp tác chia sẻ nội dung ñó là việc
download nguồn dữ liệu từ nhiều ñiểm thay vì một ñiểm ( ñiểu ñó có nghĩa rằng peer yêu
cầu và thực hiện download dữ liệu (MSD: Multipe Source Download) mong muốn từ

nhiều peer cung cấp thay vì chỉ download từ một peer). Khác biệt chính giữa lưu trữ và
ðề tài nghiên cứu khoa học cấp học sinh – sinh viên Chương II
Trang 19
chia sẻ là một người sử dụng của một hệ thống lưu trữ file muốn truy nhập vào file của
chính người ñó trong khi ñó thì mục tiêu của một người sử dụng chia sẻ file là download
các file mới từ các người sử dụng khác. Tuy nhiên các cơ chế cơ bản ñể liên kết các
nguồn tài nguyên giữa các người sử dụng ở cả 2 hệ thống là giống nhau.
Trong trường hợp lưu trữ và chia sẻ file, các ứng dụng p2p thực hiện các cơ chế trung
gian nguồn tài nguyên và ñiểu khiển truy nhập nguồn tài nguyên. Trong mạng p2p thuần
túy thì cả 2 cơ chế này ñược thực hiện trong một kiểu phân tán hoàn toàn , trong khi ñó
thì các hệ thông p2p lai ghép sử dụng các thực thể trung tâm ñể thư thập các dữ liệu trung
gian. Trong các hệ thống p2p có thứ bậc, các thực thể ñặc biệt như các super node thực
hiện nhiều nhiệm vụ hơn các peer thông thường, nó nằm trong mạng có cấu trúc thay vì
trong các mạng lưới không cấu trúc. ðiều này có thể xảy ra trong các quá trình truy nhập
nguồn tài nguyên (phân phối file ), cũng như trong trung gian nguồn tài nguyên Tuy
nhiên, các mạng che phủ chia sẻ file hiệu quả hiện nay thì khối lượng lưu lượng chủ yếu
ñược tạo ra bởi sự trao ñổi nội dung dữ liệu. ðiển hình là trong các mạng chia sẻ file, các
peer tạo thành một mạng che phủ kiểu lưới do các cơ chế MSD và các cơ chế thúc ñẩy
liên qua. Tuy nhiên , các thực thể che phủ tìm kiếm hoặc các thực thể trung tâm thực hiện
cung cấp chức năng tìm kiếm ñể ñưa ra nguồn của các file ñể từ ñó yêu cầu các peer và
ngầm ñịnh giao diện của che phủ trao ñổi dữ liệu.
ðặc ñiểm lưu lượng của các ứng dụng chia sẻ file khác nhau hầu hết là như nhau.
Lưu lượng báo hiệu cũng như lưu lượng dữ liệu ñược truyền tải thông qua TCP. Hầu hết
các ứng dụng ñều ñòi hỏi băng thông và có gắng tận dụng tối ña băng thông download và
upload của người sử dụng. Tuy nhiên, lưu lượng là không cố ñịnh, ñiều ñó có nghĩa rằng
việc truyền dữ liệu có thể chấp nhận ñược các thông lượng khác nhau. Các ứng dụng chia
sẻ file hiện nay không có giao diện hoặc vị trí cụ thể và chúng thành lập nhiều kết nối
song song tới các nguồn file sẵn có. Nhiều các kết nối download và upload ñược thành
lập tại cùng một thời ñiểm.
ðối với người sử dụng chất lượng ñược ñánh giá chủ yếu thông qua thông lượng

trung bình. Tuy nhiên , người ñang download cũng ñang tham gia vào trong mạng ñể lấy
nguồn tài nguyên của người sử dụng khác do ñó QoE cũng bị ảnh hưởng bởi lượng dữ
liệu ñược upload hoặc băng thông upload ñược cung cấp. Trong trường hợp băng thông
upload ñược sử dụng là lớn thì nó sẽ ảnh hưởng ñến các ứng dụng ñang sử dụng khác như
truy nhập web,VoIP. Bởi vậy, QoE ít ñược quan tâm hơn do người sử dụng có thể ñợi rất
lâu cho việc download.