Tiểu luận môn Lập trình mạng LẬP TRÌNH CẬP NHẬT DANH BẠ ĐIỆN THOẠI PHÂN TÁN TRONG ĐIỀU KIỆN PHẢI ĐẢM BẢO GẮN BÓ THÔNG TIN

Đà Nẵng, 05/2012
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
*****  *****
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
LẬP TRÌNH MẠNG
ĐỀ TÀI
LẬP TRÌNH CẬP NHẬT DANH BẠ ĐIỆN THOẠI
PHÂN TÁN TRONG ĐIỀU KIỆN PHẢI ĐẢM BẢO GẮN
BÓ THÔNG TIN
Gi%ng viên hướng dẫn: PGS.TS. LÊ VĂN SƠN
Lớp : Khoa học máy tính K24
Học viên thực hiện : Đặng Văn Kiểu
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 2
MỞ ĐẦU
Hệ tin học phân tán là hệ thống tin học hiện đại, đa dạng, phức tạp và đang trên
đà phát triển, được nhiều trường đại học, nhiều viện nghiên cứu, nhiều chuyên gia
công nghệ thông tin, quan tâm nghiên cứu với nhiều công trình khoa học có giá trị về
mặt nguyên lý, phương pháp cũng như ứng dụng trong thực tế.
Hiện nay, việc nghiên cứu phát triển các giải pháp kỹ thuật cơ sở cho các ứng
dụng phân tán đã đạt được những thành công nhất định và thể hiện trong các công bố
mới nhất. Tuy nhiên, để có được một giải pháp hữu hiệu đáp ứng các yêu cầu đặt ra
của việc gắn bó dữ liệu trong môi trường phân tán dựa vào mạng truyền thông như
Internet/Intranet, thì đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện các giải pháp hiện
hành, việc lập trình giải quyết một bài toán hay giải quyết một yêu cầu xử lý phân tán
các đối tượng vẫn còn là một vấn đề rất mới và không đơn giản. Được sự đồng ý và
hướng dẫn của PGS.TS. Lê Văn Sơn, chúng tôi tiếp tục tìm hiểu vấn đề lập trình phân
tán giải quyết một bài toán cụ thể, đó là bài toán “Lập trình cập nhật danh bạ điện
thoại”.
Bài toán mô hình cập nhật danh bạ điện thoại là bài toán phải đảm bảo gắn bó dữ

liệu. Trong tiểu luận này, chúng tôi cố gắng tìm hiểu và vận dụng JAVA để lập trình
giải quyết bài toán theo hai cách là sử dụng đa tuyến và giả lập ba server. Trong đó giả
lập server theo hướng một server cho một địa phương.
Xin trân trọng cám ơn thầy giáo PGS.TS. Lê Văn Sơn đã cung cấp kiến thức, tài
liệu để chúng tôi hoàn thành tiểu luận này. Xin cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các
học viên lớp khoa học máy tính K24 đã giúp đỡ và chia sẻ kinh nghiệm học tập nghiên
cứu.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN & LẬP TRÌNH
MẠNG PHÂN TÁN
1.1. Hệ phân tán (Distributed Systems).
1.1.1. Hệ tin học phân tán là gì?
Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn là hệ phân tán (Distributed System) là hệ
thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác
nhau và được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển
thống nhất của một hệ điều hành.
Từ định nghĩa này, người ta có thể xem hệ phân tán như là một tập hợp bao gồm
các bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý với bộ nhớ và đồng hồ nhịp độc lập. Điều này đồng
nghĩa với việc các bộ xử lý không sử dụng chung bộ nhớ và đồng hồ. Như vậy, mỗi
một hệ xử lý thông tin thành phần của hệ phân tán bao gồm một hay nhiều bộ xử lý và
bộ nhớ cục bộ. Trong hệ phân tán, hệ xử lý thông tin thành phần phải được thiết kế sao
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 4
cho về cấu trúc, số lượng và dung lượng có thể cho phép thực hiện một cách trọn vẹn
các chức năng mà nó phải đảm nhận.
1.1.2. Mục tiêu của hệ phân tán.
- Tăng tốc độ bình quân trong tính toán, xử lý.
- Cải thiện tình trạng luôn luôn sẵn sàng của các loại tài nguyên.
- Tăng độ an toàn cho dữ liệu.

- Đa dạng hóa các loại hình dịch vụ tin học
- Đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin.
1.2. Lập trình phân tán.
Công cụ chính yếu để giải quyết vấn đề nêu trên là các ngôn ngữ lập chương
trình được bổ sung thêm một số lệnh, hàm hay thủ tục chuẩn cho phép người lập trình
biên soạn và thực hiện trong môi trường phân tán. Các ngôn ngữ thuật toán mà ta
thường sử dụng để lập chương trình cho các hệ tập trung không có được khả năng đặc
biệt này. Các khái niệm mới như vấn đề trỏ đến các đối tượng xử lý trong các ứng
dụng và các biểu thức điều khiển xác định dãy tạm thời các thao tác sơ đẳng khác nhau
cũng sẽ được nghiên cứu.[1]
Đương nhiên, các vấn đề về trỏ đối tượng và điều khiển đã được đặt ra trong ngữ
cảnh của các ứng dụng tập trung. Để trỏ đến đối tượng một cách chính xác trong các
hệ tập trung, người ta đã sử dụng thành công hàng loạt các biện pháp. Một mặt, người
ta có các biện pháp kỹ thuật liên hệ giữa các biến. Biến là dãy các ký tự biểu diễn đối
tượng cần truy cập; biến được định nghĩa trong các ngôn ngữ và dành cho người lập
trình. Mối liên hệ giữa biến và các ô nhớ chứa giá trị cần thiết cũng được định nghĩa
chặt chẽ. Mặt khác, người ta có các phương pháp cho phép xác định tập hợp các biến
(cấu trúc khối, danh mục phân cấp, ).
Cấu trúc điều khiển tuần tự (điều kiện, lặp, thủ tục) cho phép thực hiện tốt công
việc, nhưng không phải lúc nào cũng thoả mãn các yêu cầu của việc thực hiện song
song. Hình thức khác nhau của chúng rất phong phú như cùng mặc định, cùng bên,
tiến trình, gặp gỡ, kịch bản, có thể nói ngắn gọn trong một thuật ngữ là hàm nguyên
thuỷ. Sự phát triển nhanh chóng các cấu trúc được giải thích bằng thực tế là phần lớn
chỉ đáp ứng cho các tình huống cụ thể trên các hệ thống đơn xử lý. Đối với các hệ đa
xử lý các vấn đề đặt ra mà câu trả lời đang còn ở phía trước và cần phải có nhiều các
công trình nghiên cứu thì mới có thể đáp ứng được.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 5
Khi lập chương trình phân tán đòi hỏi sự thay đổi nhiều về lượng hơn là chất, cho
nên ta cần phải tiếp tục nghiên cứu các khái niệm mới liên quan đến vấn đề trỏ dữ liệu

và vấn đề cấu trúc điều khiển.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 6
CHƯƠNG 2. SỰ GẮN BÓ THÔNG TIN
2.1. Các điều kiện gi% định và thực tế.
Ta có một tập thông tin nào đó có thể được truy cập bởi một tập các tiến trình. Số
lượng các thông tin có thể truy cập được và các tiến trình có nhu cầu thông tin là con
số cố định. Hệ này phát triển rời rạc theo thời gian giữa các điểm quan sát, ta có thể
nhận biết được trạng thái thực của chúng, có nghĩa là các đối tượng và ngữ cảnh thực
hiện các tiến trình, hệ kiểu như vậy hoạt động với độ ổn định tuyệt vời.
Các điều kiện giả định này so với hệ thực tế có những điểm khác nhau cơ bản sau
đây:
STT So sánh
1
- Các đối tượng và các tiến trình có thể
- Được tạo lập và huỷ bỏ có tính chất động trong suốt quá trình tồn tại của
hệ.
2
- Các đối tượng và các tiến trình có thể được phân tán trên các trạm khác
nhau liên hệ với nhau qua hệ thống viễn thông. Do vậy, ta không thể xác
định trạng thái thời điểm của hệ vì lí do độ trễ đường truyền giữa các trạm
và tính không tương thích giữa các điểm quan sát trong trạm đó.
3
- Hệ thống viễn thông và các tiến trình là các đối tượng có thể xảy ra sự cố
kỹ thuật.
2.2. Tác động và giao dịch.
Các đối tượng khác nhau của hệ không phải là các đối tượng độc lập nhau, chúng
quan hệ với nhau bởi tập hợp các quan hệ gọi là các ràng buộc toàn vẹn. Các ràng
buộc này thể hiện sâu sắc các đặc tính riêng biệt của hệ.
Trạng thái của hệ thoả mãn một tập các ràng buộc toàn vẹn gọi là trạng thái gắn

bó.
Các nhà thiết kế và vận hành hệ mong muốn rằng việc thực hiện các tiến trình
phải duy trì cho được hệ trong trạng thái gắn bó. Để chính xác hoá đặc tính này, cần
phải lưu ý là trạng thái của hệ chỉ được xác định ở mức quan sát cho trước.
Ta quan tâm đến hai mức quan sát:
STT Mức Gi%i thích
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 7
1 NSD
- Tiến trình là một dãy thực hiện các giao dịch, giao dịch đó
là chương trình duy nhất được thực hiện từ một trạng thái
gắn bó dẫn hệ đến một trạng thái gắn bó khác.
2 Hệ thống
- Mỗi giao dịch được cấu tạo từ nột dãy các tác động được
thể hiện như sau. Nếu 2 tác động A và B thuộc hai giao
dịch khác nhau được thực hiện bởi hai tiến trình thì hiệu
ứng tổng quát của chúng sẽ là hiệu ứng của dãy (A;B) hoặc
là (B;A)
Ở mức hệ thống, ta có thể nói rằng các tác động là phần tử nhỏ nhất không thể
chia cắt được nữa.
Cho một tập hợp giao dịch M={T
1
, T
2,
…, T
n
} lần lượt được thực hiện bởi các
tiến trình độc lập p
1
, p

2,
…, p
n
. Việc thực hiện tuần tự có nghĩa là thực hiện tất cả các
giao dịch của M theo kiểu nối đuôi nhau và tuân thủ một trật tự nào đó. Sự gắn bó của
hệ được bảo toàn.
Nếu vì lý do hiệu quả, nhiều giao dịch được thực hiện song song thì sự gắn bó
không còn đảm bảo được nữa.
Một yêu cầu khác nữa rất quan trọng là trong quá trình thực hiện hệ phải đảm bảo
cho các tác động không bị ngắt quãng.
2.3. Trật tự hoá các tác động
Cho một tập hợp giao dịch M = {T1, T2, …, Tn}.
Toàn bộ việc thực hiện các giao dịch M bởi một tập hợp các tiến trình tương
tranh là tương đương với việc thực hiện một dãy S các tác động thuộc các giao dịch
này.
Chẳng hạn: S = (a1, a2, , an).
- Tuân thủ trật tự nội tại từng giao dịch.
- Gồm tất cả các tác động tạo nên các giao dịch M.
- Mỗi tác động chỉ xuất hiện một và chỉ một lần.
⇒ S gọi là trật tự hoá của tập hợp các giao dịch M.
Cho một tập hợp giao dịch M = {T1, T2, …, Tn}.
- Một trật tự hóa của tập hợp các tác động thành phần sẽ tương ứng với việc
thực hiện hoàn toàn các giao dịch.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 8
- Việc thu được một trật tự hóa gắn bó chỉ có thể thành công khi áp dụng các
ràng buộc trên trật tự thực hiện các tác động.
Nguyên lý của phương pháp là ở chỗ làm chậm một tác động nào đó cho đến thời
điểm mà sự thực hiện của nó không còn có nguy cơ phá hủy sự gắn bó của trật tự hóa.
Để đảm bảo các giao dịch trên tôn trọng sự gắn bó thông tin thì người ta đưa ra

các phương pháp trên cơ sở dữ liệu phân tán:
2.4. Các thuật toán qu%n lý nhiều b%n sao.
Hiện nay, trong lĩnh vực mạng diện rộng, đặc biệt là mạng Internet, bản sao dữ
liệu được sử dụng để tăng tính sẵn sàng của dữ liệu. Tuy nhiên, lợi ích sẵn sàng của dữ
liệu này chỉ có được khi phải trả giá bằng những thuật toán phức tạp để ẩn đi tính phức
tạp trong việc bảo trì nhiều bản sao của đối tượng. Sự khó khăn nằm ở việc phải đảm
bảo gắn bó cho các bản sao của đối tượng để tránh bế tắc khi vận hành hệ thống trong
khi phải tối đa khả năng sẵn sàng dữ liệu. Các thuật toán giải quyết những vấn đề này
được gọi là các thuật toán điều khiển bản sao.
Việc quản lý nhiều bản sao của cùng một đối tượng thông tin đang được các nhà
chuyên môn tin học quan tâm nghiên cứu ngay trong giai đoạn phân tích, thiết kế và
xây dựng hệ điều hành. Ngoài ra, đây còn là một trong những vấn đề có tính chất cơ sở
cho các ứng dụng phức tạp.
Vấn đề truy cập và xử lý thông tin phân tán nói chung, quản lý nhiều bản sao nói
riêng được nghiên cứu trong hàng loạt các công trình, đặc biệt của Herman, Ellis,
Wilms và Le Lann. Các giải thuật này là cơ sở chủ yếu cho giải pháp đảm bảo sự gắn
bó yếu nhờ dấu, nhờ bộ tuần tự tuần hoàn và đảm bảo sự gắn bó mạnh cho các hệ
thống đồng nhất. Yêu cầu quan trọng của tất cả các giải pháp quản lý nhiều bản sao là
đảm bảo tính gắn bó thông tin (coherence), toàn vẹn dữ liệu và tránh bế tắc diễn ra
trong quá trình khai thác, vận hành hệ.
Nội dung quản lý nhiều bản sao là các giải pháp cho phép tự động hóa các công
việc kiểm tra tính hợp thức của truy cập thông tin, khôi phục thông tin, cập nhật thông
tin, an toàn cho các bản sao, sử dụng các bộ nhớ, đĩa, lưu lịch sử, mở/ghi lịch sử,
chuyển các bản loại bỏ vào vùng có thể khôi phục, Trong các nội dung nêu trên, vấn
đề quan trọng nhất là cập nhật tự động thông tin vào các bản sao.
2.4.1. Thuật toán đ%m b%o gắn bó yếu nhờ bộ tuần tự tuần hoàn.
2.4.1.1. Nguyên lý:
Trước khi phát một yêu cầu, một trạm nào đó cần phải kết hợp với nó một số thứ
tự được cấp từ bộ tuần tự tuần hoàn. Các yêu cầu được tiếp nhận tại mỗi trạm theo
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24

Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 9
cùng một trật tự thống nhất. Điều đó giúp ta có được một sự gắn bó yếu. Cần quan tâm
rằng cơ chế phân phối các số dựa trên nền tảng tổ chức các trạm theo kiểu vòng tròn
ảo.
2.4.1.2. Triển khai hệ ổn định:
Bộ tuần tự cung cấp cho mỗi một yêu cầu số sắp tới còn chưa dùng, giả sử đó là
T. Khi đến phiên của trạm nhận bộ phận tuần tự, nó yêu cầu một số lượng n số đúng
bằng số lượng các yêu cầu cập nhật đang chờ trên trạm này. Các số này là:
T, T+1, T+2, T+n-1
Nó tiếp tục chuyển bộ tuần tự cho trạm kề liền sau nó và số sắp tới chưa dùng
đến là T+n.
Khi một trạm đã có số, nó phát yêu cầu cập nhật cùng với số này. Trên mỗi trạm,
các cập nhật được thực hiện bằng cách tiếp nhận các yêu cầu cùng các số liên tiếp
nhau (theo một trật tự). Để xác định yêu cầu sắp đến cần xử lý, mỗi một trạm duy trì
một biến chứa số V được phối hợp với yêu cầu xử lý cuối cùng. Các yêu cầu mang các
số lớn hơn V + 1 được lưu trữ trong khi chờ xử lý yêu cầu V + 1.
Việc phát đi các yêu cầu có thể sử dụng vòng tròn, nhưng điều đó không phải là
bắt buộc.
Một trạm khi đã rút một lượng số cần phải được sử dụng hết khi nó đến lượt tiếp
theo tiếp nhận bộ tuần tự, nếu không các trạm khác sẽ phải chờ.
2.4.2. Thuật toán đ%m b%o gắn bó mạnh.
2.4.2.1. Nguyên lý:
Tập hợp bao gồm các trạm được tổ chức theo kiểu vòng tròn ảo. Các cập nhật
được thực hiện theo hai thì:
- Thống nhất giữa hai trạm
- Thực hiện cập nhật
Do vậy, thuật toán này đảm bảo một sự gắn bó mạnh. Nếu có nhiều yêu cầu cập
nhật diễn ra đồng thời thì ta phải có quy tắc để có thể quyết định yêu cầu nào được tiếp
nhận và thoả mãn. Nhằm phục vụ cho ý tưởng đó, ta thường hay sử dụng dấu phối hợp
cho mỗi cập nhật và ta xử lý yêu cầu có thời gian dấu lâu nhất.

2.4.2.2. Triển khai hệ ổn định:
Mỗi trạm có thể có các trạng thái sau:
- Nghỉ ngơi: Trạm không thực hiện cập nhật nào cả.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 10
- Hoạt động: Trạm đã nhận một yêu cầu cập nhật cục bộ mà yêu cầu này đã
được truyền cho các trạm khác để kiểm tra.
- Thụ động: Trạm đã đồng ý cho một cập nhật và chờ trật tự tương ứng.
- Cập nhật: Trạm đang trong tình trạng chuyển của cập nhật, trong khi đó tất cả
các yêu cầu khác truyền đến đều được lưu trữ. Chúng sẽ được xử lý khi quay
về một trong các trạng thái khác.
Lúc khởi sự, tất cả các trạm đều trong trạng thái nghỉ ngơi.
Trạm khởi sự việc cập nhật, đầu tiên cần phải gửi một yêu cầu cho phép cập nhật,
nó chỉ làm được công việc đó trong trạng thái nghỉ ngơi. Lúc này nó được nhận dấu và
được gửi vào vòng tròn, trạm khởi sự chuyển trạng thái từ nghỉ ngơi sang hoạt động
Nếu chỉ có một yêu cầu duy nhất được đưa vào vòng tròn, nó đi qua tất cả các
trạm để chuyển các trạm này từ nghỉ ngơi sang thụ động. Khi nó đã trở về nơi khởi sự
thì việc thống nhất coi như hoàn tất. Việc cập nhật nói riêng lúc này được gửi đi và
mỗi trạm sau khi thực hiện lại trở về trạng thái nghỉ ngơi.
Nếu có nhiều yêu cầu được đưa ra đồng thời trong vòng tròn, thì tình hình đó dễ
dàng diễn ra xung đột. Lúc này, ta phải chọn một yêu cầu có Thời gian dấu lâu nhất.
Để tiến hành công việc đó, ta nêu bật vai trò của “bộ chắn đường” (barrage) cho các
trạm khởi sự. Một trạm nào đó trong trạng thái nghỉ ngơi hay thụ động phải chuyển
toàn bộ yêu cầu đã đến với nó; một trạm trong trạng thái hoạt động chỉ phải chuyển
các yêu cầu có thời gian lâu hơn các yêu cầu mà chính nó đã phát đi; các yêu cầu khác
đều bị dừng lại và được lưu giữ.
Các yêu cầu bị lưu lại sẽ được gửi tiếp vào vòng tròn, khi trạm lưu trữ chúng
hoàn thành việc cập nhật riêng của mình.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 11

CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU BÀI TOÁN
3.1. Phát biểu bài toán:
Lập trình cập nhật danh bạ điện thoại phân tán trong điều kiện gắn bó thông tin
- Mỗi địa phương có một danh bạ điện thoại trên Server thuộc hệ thống cục bộ
của mình
- Quyền truy cập để tra cứu được xác định như nhau đối với tất cả các client
- Quyền truy cập để cập nhật được cấp cho mỗi hệ thống cục bộ là một client
đặc biệt.
- Viết chương trình quan sát danh bạ điện thoại tại các Server.
3.2. Lý thuyết để gi%i bài toán.
Mô hình tính toán Client/Server.
Khi nói tới lập trình mạng ta thường nghĩ đến cách trao đổi giữa một chương
trình phục vụ (Server) với một hay nhiều chương trình khách (Client). Chương trình
khách gửi một yêu cầu tới cho chương trình phục vụ, và chương trình này xử lý dữ liệu
để trả lời cho chương trình khách. Như vậy, chương trình khách muốn gửi được yêu
cầu thì trước hết phải tìm cách kết nối với Server. Server có thể chấp nhận hay từ chối
sự kết nối này. Một khi sự kết nối đã được thiết lập thì Client và Server trao đổi với
nhau thông qua các lớp cho phép kết nối. Các lớp trong gói java.net cung cấp các
phương thức để kết nối mạng và trao đổi tin giữa các máy với nhau theo mô hình
Client/Server. Mặt khác, trên Internet nhiều máy tính sử dụng các giao thức để trao đổi
với nhau.
Socket chính là lớp (trừu tượng) thực hiện sự trao đổi giữa Server và Client.
Java xem sự trao đổi giữa Server và Client dựa trên Socket gần giống như các thao tác
vào/ra (I/O), nghĩa là các chương trình có thể đọc, ghi qua Socket dễ dàng như chúng
đọc, ghi lên tệp dữ liệu. Lớp Server tạo ra sự kết nối từ máy Client tới Server thông
qua các phương thức tạo lập đối tượng.
Lớp ServerSocket dùng để tạo kết nối từ Server tới các Client. Đối tượng của lớp
này được tạo ra trên Server và lắng nghe những kết nối từ Client theo cổng xác định.
Server phải chạy thường trực trước khi Client bắt đầu thực hiện. Server chờ sự yêu
cầu kết nối của Client. Để thiết lập được một Server, ta phải tạo ra một đối tượng, ví

dụ server của lớp ServerSocket, gắn nó với một cổng nào đó và lắng nghe xem có
Client nào cần kết nối hay không. Các Socket được xác định tương ứng với địa chỉ của
máy và cổng.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 12
ServerSocket server =new ServerSocket(port);
Trong đó port là số hiệu của cổng nằm giữa 0 và 16383. Cổng cho phép trao đổi
tin giữa hai chương trình. Địa chỉ của cổng là số có độ dài 16 bit và thường phụ thuộc
vào các giao thức ứng dụng. Thông thường các dịch vụ nổi tiếng hiện nay đều có qui
định chuẩn cổng dành riêng cho mình như:
Dịch vụ Cổng
FPT 21
HTTP 80
Telnet 23
Finger 79
SMTP 25
Sau khi đối tượng server được tạo ra, Server có thể sử dụng câu lệnh sau để lắng
nghe yêu cầu kết nối của Client.
Socket connect=new Socket(ServerName, port);
ServerName là tên của máy chủ trên Internet hoặc địa chỉ IP, xác định duy nhất
một máy tính trên toàn mạng Internet. IP là giao thức được sử dụng để gửi tin từ một
máy tới máy khác trên mạng Internet. IP phải xác định được máy gửi và máy nhận
thông qua địa chỉ IP. Một địa chỉ IP gồm bốn số nguyên nằm giữa 0 và 255, phân cách
với nhau bằng dấu ‘.’. Ví dụ
Socket connect=new Socket(“10.0.0.138”, 8000);
Vì địa chỉ IP thường rất khó nhớ nên thay vì địa chỉ IP người ta thường sử dụng
tên miền dịch vụ, ví dụ www.phutho.gov.vn. tương ứng với địa chỉ IP nêu trên.
Ngày nay, trên Internet hai máy có thể trao đổi với nhau phần lớn đều dựa trên
qui ước hay giao thức chuẩn TCP/IP.
Sau khi sự kết nối đã được Server chấp nhận, việc trao đổi giữa Client và Server

giống như trên các luồng I/O. Ví dụ
InputStream isFromServer = connectToServer. getInputStream();
OutputStream osToServer = connectToServer. getOutputStream();
Tạo ra luồng vào/ra: isFromServer để đọc từ Server và osToServer để ghi vào
(gửi cho) Server. Hai lớp InputStream, OutputStream được sử dụng để đọc và ghi từng
byte. Ta cũng có thể sử dụng DataOutputStream, DataInputputStream,
BufferedReader, PrintWriter để đọc, ghi dữ liệu kiểu int, double, String, v.v.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 13
Ví dụ, đoạn chương trình sau tạo ra isFromClient, osToClient để đọc, ghi các dữ
liệu kiểu nguyên thủy ở Client.
DataInputStream isFromClient = new DataInputStream
(connectToClient.getInputStream());
DataOutputStream osFromClient = new DataOutputStream
(connectToClient.getOutputStream());
Server có thể sử dụng isFromClient.read() để nhận dữ liệu từ Client và
isFromClient.write() để gửi dữ liệu cho Client.
3.2.1. Mô hình cầu nối JDBC- ODBC.
ODBC, giao diện chung của Microsoft để truy cập các CSDL SQL được quản lý
trên một hệ thống Windows bằng cách sử dụng ODBC Data Source Administrator
Ở đây ta tạo đối tượng cầu nối (Connection) đến database cần truy xuất, tạo 1 đối
tượng “Statement” kết hợp với cầu nối để nhờ nó thực hiện câu truy vấn SQL miêu tả
tập các record cần truy xuất thật sự rồi duyệt từng record tìm được để xử lý theo yêu
cầu. Đoạn chương trình Java sau demo cho ý tưởng trên.
//định nghĩa biến miêu tả DSN của database cần truy xuất
String conStr = “jdbc:odbc:DSN_Name”;
//định nghĩa biến connection
Connection con;
// định nghĩa biến chứa lệnh SQL
String newSQL = “Select * from GroupList”;

try {
Class.forName(“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”);
//1. Tạo connection miêu tả database cần truy xuất
con = DriverManager.getConnection(conStr,””,””);
//2. Tạo đối tượng Statement kết hợp với connection
java.sql.Statement stmt = con.createStatement();
//3. Tạo đối tượng Recordset chứa kết quả của lệnh SQL
ResultSet rs =stmt.executeQuery(newSQL);
//4. Duyệt recordset để xử lý từng record
int i = 0;
if (rs != null) while (rs.next()){
//xử lý record hiện hành
i++;
}
//5. Đóng các đối tượng đã tạo ra
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 14
rs.close(); stmt.close(); con.close();
} catch(Exception e){
System.out.println(“Error : “+e);
}
3.2.2. Quá trình kiểm soát lỗi và phòng tránh bế tắc.
Việc lập trình xử lý phân tán không hề giống với phương thức lập trình truyền
thống. Ví dụ ở lập trình truyền thống (lập trình tập trung) việc cấp phát con trỏ và sử
dụng con trỏ trở nên rất linh hoạt và tiện lợi. Tuy nhiên đối với việc lập trình xử lý
phân tán việc cấp phát con trỏ trở nên vô cùng khó khăn, bởi nếu như ở lập trình xử lý
tập trung việc cấp phát con trở sẽ do hệ điều hành đưa ngay vào ngăn xếp và hàng đợi
và cấp phát địa chỉ bộ nhớ cho nó. Nhưng lập trình phân tán sẽ phải truyền các biến,
các địa chỉ con trỏ qua hệ thống mạng. Do vậy cách thức lập trình sẽ hoàn toàn khác
bởi khi đó phải sử dụng đối tượng triệu gọi từ xa hay một luồng xuất nhập để nhận và

phát những thông điệp nhằm sử dụng các biến hay các con trỏ của các đối tượng từ xa
gửi tới.
Áp dụng vào bài toán cụ thể ở tiểu luận là việc cập nhật danh bạ điện thoại phân
tán. Khi đó, chương trình phải đảm bảo, ở mọi nơi, mọi server khi khách hàng truy cập
vào để tra cứu thông tin thì hệ thống phải trả lại kết quả giống nhau. Như vậy quá trình
cập nhật dữ liệu sẽ gặp những vấn đề sau:
Khi 1 client đặc biệt vào Update một trường dữ liệu nào đó, trong khi đó 1 client
đặc biệt khác muốn xác nhận xóa cái bản ghi đó. Hay khi cả vài client đặc biệt trên hệ
thống mạng phân tán của ta cùng sử dụng lệnh Insert một bản ghi mà có cùng khóa
chính
Việc cập nhật dữ liệu sẽ phải tiến hành đồng thời trên tất cả các server. Như vậy
phải có phương thức gửi các thông điệp, nhận các thông điệp của các server gửi tới.
Chúng ta thường sử dụng thuật toán đóng dấu thông điệp và sử dụng đồng hồ
logic lamport để xét quyền ưu tiên xử lý cho từng thông điệp.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 15
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH JAVA GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN
4.1. Thiết kế cấu trúc dữ liệu Qu%n lý hệ thống
4.1.1. Phân tích hệ thống
Người sử dụng hệ thống phải được đăng ký để xác định quyền truy nhập hệ
thống, tức các chức năng mà hệ thống cung cấp cho người sử dụng cũng như phạm vi
thông tin mà người sử dụng được khai thác.
Mỗi người sử dụng được cấp một mã số, cùng với mã số các thông tin cơ bản của
cá nhân người sử dụng như: tên, chức vụ, địa chỉ, v.v… cần phải được quản lý.
Như vậy thông tin được quản lý cho người cập nhật chương trình là:
- Mã người sử dụng
- Tên Người sử dụng
- Mật mã
Tuy nhiên với giới hạn của tiểu luận, ta coi như những việc đăng nhập cho người
cập nhật hệ thống tại mỗi client đặc biệt sẽ được bỏ qua, chức năng này sẽ được áp

dụng khi hệ thống được triển khai thực tế.
Do vậy ta chỉ quan tâm đến vấn đề chính là việc cập nhật danh bạ điện thoại. Khi
đó danh bạ của ta sẽ bao gồm các trường như sau:
Tại mỗi Server đều có cơ sở dữ liệu như sau:
- Bảng danhbadt:
STT Tên trường Kiểu dữ liệu Độ lớn Mô tả
1 MaVung Text 5 Mã vùng của từng địa
phương
2 SoDT Text 9 Số điện thoại
3 ChuSoHuu Text 30 Chủ thuê bao
4 DiaChi Text 50 Địa chỉ của chủ thuê bao
4.1.2. Gi%i thuật gi%i quyết bài toán
Vấn đề đặt ra của bài toán là: Phải giải quyết làm sao để dữ liệu phải luôn luôn
đồng bộ dù cho khách hàng có ở bất cứ đâu và truy cập vào bất cứ máy chủ nào.
Như vậy hệ thống sử dụng vòng tròn ảo để cập nhật dữ liệu.
4.2. Thiết kế gi%i thuật cập nhật dữ liệu
Đầu vào: Dữ liệu nhập từ client.
Đầu ra: Kết quả cập nhật trên CSDL tại các server.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 16
Gi%i thuật:
B1: Client kết nối tới Server.
B2 : Server chấp nhận kết nối từ Client.
B3: Client gửi các lệnh cập nhật lên server.
B4: Server nhận thông điệp từ client.
B5: Server xử lý thông điệp.
B6: Căn cứ vào từng loại thông điệp, nếu là thông điệp cập nhật dữ liệu.
B6.1 Server thực hiện lock trên trường Dữ liệu
B6.2 Server Thực hiện gửi thông điệp lock cho các server khác và lắng nghe
phản hồi.

B6.3 Nếu Server nhận được thông điệp báo dữ liệu trường này đang được khóa
thì sẽ kết thúc giao dịch. -> Giao dịch không thành công.
B6.4 Ngược lại nếu không xảy ra tranh chấp, thì Server thực hiện tạo bảng tạm
trên CSDL và cập nhật vào bảng tạm, gửi thông điệp tạo bảng tạm cho các Server
khác.
B6.5 Nếu có tranh chấp xảy ra, sẽ phản hồi lại cho client giao dịch không thành
công.
B6.6 Ngược lại server thực hiện chuyển thông điệp cập nhật bảng chính. Và lắng
nghe.
B6.7 Nếu nhận được thông điệp đồng bộ hóa thì Server sẽ thực hiện cập nhật
bảng chính và kết thúc giao dịch-> giao dịch thành công.
4.3. Kết qu% chương trình
Để xây dựng hệ thống cập nhật danh bạ điện thoại, chúng ta cần xây dựng hệ
thống đa server và một monitor giám sát quá trình cập nhật dữ liệu tại các server. Và 1
client sẽ làm nhiệm vụ cập nhật dữ liệu lên server.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 17
Giao diện lớp Client.java
Giao diện lớp Monitor.java
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 18
KẾT LUẬN
Tiểu luận đã trình bày tóm tắt các vấn đề lý thuyết cơ bản cần thiết để vận dụng
để giải quyết bài toán mô hình Cập nhật danh bạ điện thoại bằng hai công cụ trong
Java:
• Thực hiện đa tuyến trong Java (multithreading) hay còn gọi là thực hiện
đồng thời (concurrency) để giải bài toán.
• Sử dụng vòng tròn %o để cập nhật dữ liệu tại các server
• Sử dụng thư viện SOCKET trong Java để giả lập ba server giải quyết bài
toán Cập nhật danh bạ điện thoại.

Đối với bản thân, dù đã nhiều năm học tập và công tác có liên quan đến chuyên
môn tin học, nhưng hệ tin học phân tán cùng với việc lập trình phân tán thật sự là vấn
đề còn rất mới Từ những bài giảng, sách giáo khoa và những hướng dẫn của thầy
giáo PGS -TS. Lê Văn Sơn, chúng tôi đã học hỏi, tìm hiểu, thu hoạch được nhiều kiến
thức mới, giúp chúng tôi hoàn thành tiểu luận này.
Những kết quả thu nhận được sau khi thực hiện tiểu luận có nhiều ý nghĩa đối
với công tác học tập, tìm hiểu và nghiên cứu môn học Lập trình Mạng, hệ phân tán của
bản thân.
Tiểu luận cũng mở ra nhiều hướng nghiên cứu, tìm hiểu về lập trình mạng, lập
trình phân tán, đặc biệt là sử dụng Java SOCKET, sử dụng đa tuyến để giải quyết một
lớp các bài toán có yêu cầu đồng bộ hoá các tiến trình, trao đổi thông điệp
Một lần nữa, chúng tôi xin trân trọng cám ơn thầy giáo PGS -TS. Lê Văn Sơn
đã cung cấp kiến thức, tài liệu để chúng tôi hoàn thành tiểu luận này.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS. Lê Văn Sơn – “Hệ tin học phân tán”, NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ
Chí Minh 2002.
[2]
Nguyễn Phương Lan, Hoàng Đức Hải, “JAVA và lập trình mạng”, NXB Giáo
dục - 2001.
[3]
KS Lưu Nguyễn Tấn Đạt, “JAVA 6”, Tập 1+2, NXB Hồng Đức - 2007.
[4] Một số bài tham khảo trên Internet.
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24
Tiểu luận môn học Lập trình mạng Trang 20
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN & LẬP TRÌNH MẠNG PHÂN TÁN 3
1.1. Hệ phân tán (Distributed Systems) 3

1.1.1. Hệ tin học phân tán là gì? 3
1.1.2. Mục tiêu của hệ phân tán 4
1.2. Lập trình phân tán 4
CHƯƠNG 2. SỰ GẮN BÓ THÔNG TIN 6
2.1. Các điều kiện giả định và thực tế 6
2.2. Tác động và giao dịch 6
2.3. Trật tự hoá các tác động 7
2.4. Các thuật toán quản lý nhiều bản sao 8
2.4.1. Thuật toán đảm bảo gắn bó yếu nhờ bộ tuần tự tuần hoàn 8
2.4.2. Thuật toán đảm bảo gắn bó mạnh 9
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU BÀI TOÁN 11
3.1. Phát biểu bài toán: 11
3.2. Lý thuyết để giải bài toán 11
Mô hình tính toán Client/Server 11
3.2.1. Mô hình cầu nối JDBC- ODBC 13
3.2.2. Quá trình kiểm soát lỗi và phòng tránh bế tắc 14
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH JAVA GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 15
4.1. Thiết kế cấu trúc dữ liệu Quản lý hệ thống 15
4.1.1. Phân tích hệ thống 15
4.1.2. Giải thuật giải quyết bài toán 15
4.2. Thiết kế giải thuật cập nhật dữ liệu 15
4.3. Kết quả chương trình 16
KẾT LUẬN 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 19
MỤC LỤC 20
HVTH: Đặng Văn Kiểu Khoa học máy tính K24