Tìm kiếm thông tin theo các thuộc tính/giá trị trên mạng ngang hàng có cấu trúc

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá
nhân tôi, không sao chép lại của người khác. Trong toàn bộ nội dung luận văn,
những điều được trình bày hoặc là của cá nhân tôi, hoặc do tôi tổng hợp được từ
các nguồn tài liệu khác nhau. Tất cả các tài liệu được tham khảo điều có xuất xứ rõ
ràng, được trích dẫn hợp pháp và được liệt kê đầy đủ trong mục tài liệu tham khảo
của luận văn.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy
định cho lời cam đoan của mình.

Hà Nội, ngày 03 tháng 11 năm 2008
Phạm Thị Huế
Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Công
nghệ thông tin – Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô giáo
trong bộ môn Mạng và truyền dữ liệu, đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi
trong thời gian tôi học tập.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, lời cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo
TS. Nguyễn Hoài Sơn đã tận tình hướng dẫn, định hướng cho tôi giải quyết các vấn
đề trong luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn đối với cha mẹ, gia đình, các đồng nghiệp và
bạn học viên lớp Cao học K12T3 đã động viên, giúp đỡ, góp ý cho tôi rất nhiều
trong quá trình hoàn thành luận văn.

Hà Nội, ngày 3 tháng 11 năm 2008
Phạm Thị Huế


1

MỤC LỤC

Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục 1
Danh mục các thuật ngữ và các từ viết tắt 3
Danh mục bảng biểu 4
Danh mục hình vẽ 5
MỞ ĐẦU 6
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG 10
1.1 Khái niệm mạng ngang hàng 10
1.2 Ưu, nhược điểm của mạng ngang hàng 15
1.3 Kết luận 16
CHƢƠNG 2 MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC 18
2.1 Mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT 18
2.1.1 Khái niệm mạng ngang hàng có cấu trúc 18
2.1.2 Các tính chất của mạng DHT. 19
2.2 Mạng ngang hàng có cấu trúc CHORD 20
2.2.1 Mô hình mạng Chord 20
2.2.2 Ánh xạ khóa vào một node trong Chord 21
2.2.3 Tìm kiếm trong mạng Chord 22
2.2.4 Tham gia và ổn định mạng 22
2.3 Kết luận 23
CHƢƠNG 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÂN PHỐI VÀ TÌM KIẾM THÔNG TIN
TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC. 24
3.1 INS/Twine 24
3.1.1 Giải pháp 24
3.1.2 Nhận xét 28
3.2 CDS 29

3.2.1 Giải pháp 29
3.2.2 Nhận xét 34
3.3 Data Indexing 35
3.3.1 Giải pháp 35
3.3.2 Nhận xét 41
3.4 Kết luận 41


2
CHƢƠNG 4 GIẢI PHÁP TÌM KIẾM THÔNG TIN THEO CÁC THUỘC
TÍNH/GIÁ TRỊ TRÊN MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC 42
4.1 Ý tưởng 42
4.2 Mô hình giải pháp SMAV 44
4.2.1 Khái quát 44
4.2.2 Ánh xạ tên miền-khóa và phân bổ nội dung 45
4.2.3 Truy vấn thông tin 51
4.2.4 Quản lý khi trạng thái mạng thay đổi 54
CHƢƠNG 5 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP “TÌM KIẾM THÔNG
TIN THEO CÁC THUỘC TÍNH/GIÁ TRỊ TRÊN MẠNG NGANG
HÀNG CÓ CẤU TRÚC” 55
5.1 Đánh giá định tính 55
5.2 Đánh giá dựa trên mô phỏng 56
5.2.1 Các tham số mô phỏng 56
5.2.2 Kết quả 58
5.3 Mở rộng hệ thống cho phù hợp với các yếu tố thực tế 64
CHƢƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 66

3
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

AV (Attribute/Value)
Thuộc tính/giá trị
Based -DHT
Dựa trên bảng băm phân tán
Bibliographic
database
Cây thư mục
Broadcast
Gửi phát tràn (quảng bá)
CAN (Content-
Addressable
Network)
Một giao thức mạng ngang hàng dựa trên DHT thực hiện
việc phân bổ và quản lý khóa trên không gian n chiều
CDS (Content
discovery System)
Hệ thống phát hiện nội dung
Chord
Một giao thức mạng ngang hàng dựa trên DHT thực hiện
việc phân bổ và quản lý khóa theo dạng vòng (ring)
Client/Server
Máy khách/ Máy chủ
DHT (Distributed
Hash Table )
Bảng băm phân tán
Entry
Một bản ghi trong bảng dùng để lưu thông tin về các đặc tả

tài nguyên tại mỗi node
Identify
Định danh
JXTA
Một cơ sở hạ tầng mạng ngang hàng dựa trên mã nguồn mở
Key
Khóa
LBM (Load
Balancing Matrix)
Ma trận cân bằng tải
Load-balancing
Cân bằng tải
Node
Thực thể có khả năng thực hiện một công việc hữu ích nào
đó và trao đổi kết quả với các thực thể khác qua mạng một
cách trực tiếp hoặc gián tiếp
Node Rendezvous
Points
Điểm nút môi giới
P2P (Peer to Peer
network)
Mạng ngang hàng
Partial query
Truy vấn từng phần
Partition
Phần, vùng
Query
Truy vấn
Replication
Bản sao (thứ bản)

4
Trade-off
Sự thỏa hiệp hay việc cân bằng giữa các yếu tố khác nhau
để đạt được 1 sự kết hợp tốt nhất.
XML (Extensible
Markup Language)
Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng


5
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1 Bảng định nghĩa các trường trong Finger Table 21
Bảng 4-1 Bảng ánh xạ khóa phân bổ - nội dung thông tin 49
Bảng 4-2 Bảng ánh xạ khóa thứ cấp 50
Bảng 4-3 Bảng ánh xạ khóa không phổ biến 50
Bảng 4-4 Bảng ánh xạ khóa đặc biệt 50



6
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1-1 Mô hình client/Server 10
Hình 1.1-2 Mô hình P2P 11
Hình 1.1-3 Mô hình mạng Napster 12
Hình 1.1-4 Mô hình xử lý truy vấn trên mạng Gnutella 12
Hình 2.2-1 Một mạng Chord với 3 node 0, 1, 3 và các bảng Finger Table ứng với mỗi

node. N = 3 bit nên Finger Table có 3 entry. 21
Hình 2.2-2 Lưu giữ key trong mạng Chord: node 0 lưu key 6, node 1 lưu key 1 và
node 3 lưu key 2. 22
Hình 3.1-1 Một ví dụ về đặc tả tài nguyên và cây AVTree 24
Hình 3.1-2 Mô hình hoạt động của hệ thống INS/Twine. 25
Hình 3.1-3 Trích rút 1 AVTree thành các strand 26
Hình 3.1-4 Việc quản lý trạng thái trong hệ thông INS/Twine. 28
Hình 3.2-1 Kiến trúc 1 node sử dụng CDS 29
Hình 3.2-2 Ví dụ về việc đăng ký tên miền và xử lý truy vấn với 1 tập các điểm môi
giới RPs. 30
Hình 3.2-3 Ma trận cân bằng tải cho cặp thuộc tính a
i
v
i
31
Hình 3.3-1 Ví dụ về đặc tả file 36
Hình 3.3-2 Ví dụ về cấu trúc các câu truy vấn. 37
Hình 3.3-3 Đồ thị biểu diễn các câu truy vấn được đưa ra trong hình 3.3-2 37
Hình 3.3-4 Lược đồ chỉ mục cho dữ liệu cây thư mục (bibliographic database) 38
Hình 3.3-5 Ví dụ về chỉ mục phân tán cho 3 tài liệu được đưa ra trong hình 3.3-1 và
lược đồ chỉ mục trong hình 3.3-4 39
Hình 3.3-6 Việc ánh xạ giữa các câu truy vấn cho hình 3.3-5 39
Hình 4.2-1 Lược đồ phân bổ tên nội dung thông tin theo giải thuật SMAV 46
Hình 4.2-2 Ánh xạ khóa thứ cấp 49
Hình 4.2-3 Lược đồ truy vấn thông tin theo giải thuật SMAV 52
Hình 5.2-1-A: Tỷ lệ phần trăm tần số xuất hiện 1 thuộc tính/giá trị 59
Hình 5.2-2-B Tần số xuất hiện các AV trên các node 59
Hình 5.2-3 So sánh tải nội dung giữa 2 phương pháp phân bổ tên nội dung: Phân phối
bình thường dựa trên DHT-Chord và phân phối theo SMAV 60
Hình 5.2-4 So sánh tải truy vấn giữa 2 phương pháp phân bổ tên nội dung: Phân phối

bình thường dựa trên DHT-Chord và phân phối theo SMAV. 61
Hình 5.2-5 Số ánh xạ sinh ra bởi mỗi tên nội dung khi sử dụng giải thuật SMAV 61
Hình 5.2-6 Thời gian truy vấn 63


7
MỞ ĐẦU

Công nghệ mạng ngang hàng (peer-to-peer network) đã phát triển nhanh chóng
trên mạng Internet trong thời gian gần đây với sự xuất hiện của hàng loạt các ứng chia
xẻ file ngang hàng như Napster, Gnutella, Freenet, BitTorrent, Edonkey,… Qua các
ứng dụng nói trên, việc chia sẻ và tìm kiếm các tài nguyên mạng trở lên dễ dàng và
nhanh chóng hơn bao giờ hết, ngoài ra, người sử dụng có thể chia sẻ file trực tiếp cho
nhau mà không cần thông qua bất cứ máy chủ dịch vụ nào.
Sở dĩ mô hình mạng P2P phát triển như vậy là vì mô hình này rất phù hợp với
tính phân tán của dữ liệu, đồng thời nó đảm bảo quyền quản lý dữ liệu của người dùng
nên khuyến khích được việc chia sẻ dữ liệu, làm tăng nguồn tài nguyên trên mạng. Mô
hình P2P cũng được sử dụng để xử lý các bài toán phức tạp do tận dụng được khả
năng tính toán phân tán và tích hợp dữ liệu từ các peer tham gia mạng. Trong mô hình
P2P, mỗi peer vừa có thể đóng vai trò là Client, vừa có thể đóng vai trò là Server.
Tổng sức mạnh xử lý của các peer này có khi lớn hơn nhiều lần khả năng xử lý của 1
Server lớn. Như vậy, mô hình P2P không chỉ làm tăng lượng tài nguyên mạng, mà còn
làm tăng sức mạnh xử lý đáp ứng yêu cầu dịch vụ, nâng cao tính sẵn sàng phục vụ của
mạng.
Tuy nhiên, trong thời kỳ đầu mới phát triển, việc tìm kiếm trong mạng ngang
hàng thường được thực hiện theo kiểu phát tràn thông báo, gây tốn kém băng thông
mạng. Các ứng dụng sau này đã từng bước cải tiến giao thức định tuyến thông báo,
làm mạng hoạt động hiệu quả hơn, nhưng vẫn chưa đảm bảo việc tìm kiếm thông tin sẽ
thành công.
Mạng ngang hàng có cấu trúc sử dụng giải thuật Bảng băm phân tán

(Distributed Hash Table – DHT) khắc phục nhược điểm trên bằng cách tổ chức các
node mạng theo một cấu trúc không gian khóa nhất định như mạch vòng (giải thuật
Chord[7]) hay không gian n-chiều (giải thuật CAN[10]) và định tuyến thông báo dựa
trên cấu trúc này. Nội dung thông tin được gắn với một khóa k là giá trị băm của một
đặc tả đặc trưng nào đó của nội dung thông tin (gọi là tên nội dung) và sẽ được phân
bổ đến node phụ trách khóa k. Mỗi node trong mạng sẽ chịu trách nhiệm quản lý 1 tập
các khóa trong không gian khóa, và lưu giữ thông tin về 1 số các node khác trong
mạng. Việc tìm kiếm thông tin qua câu truy vấn q được thực hiện bằng cách băm q để
được khóa k
q
, rồi chuyển q đến node quản lý khóa k
q
, node đó sẽ thực hiện việc tìm
kiếm địa phương và trả về kết quả cho câu truy vấn. Bằng phương pháp này, giải thuật
DHT cho phép xây dựng một mạng ngang hàng với khả năng mở rộng cao, định tuyến
hiệu quả các gói tin thông báo tới đích và kháng lỗi tốt.


8
Tuy nhiên, giải thuật DHT chỉ hỗ trợ tìm kiếm chính xác, tức là tìm kiếm nội
dung thông tin gắn với một khóa k nào đó. Trong thực tế, không phải lúc nào người
tìm kiếm cũng biết chính xác về các đặc tả của thông tin mình cần tìm, do đó, rất nhiều
giải pháp hỗ trợ tìm kiếm nâng cao đã và đang được rất nhiều tổ chức, cá nhân trên thế
giới nghiên cứu và ứng dụng. Một số giải pháp điển hình như tìm kiếm theo khoảng,
tìm kiếm theo các thuộc tính/giá trị, tìm kiếm gần đúng, …
Trong số các kiểu tìm kiếm nâng cao trên P2P, tìm kiếm theo các thuộc tính/giá
trị gần đây đang được quan tâm nghiên cứu bởi sự phù hợp của việc biểu diễn đặc tả
thông tin thông qua các cặp thuộc tính/giá trị. Qua phương pháp này, 1 tên nội dung
không còn được băm thành 1 giá trị khóa duy nhất nữa, mà sẽ được ánh xạ vào 1 tập
các khóa tương ứng với giá trị băm của các cặp thuộc tính/giá trị có mặt trong tên nội

dung. Sau đó, tập khóa này sẽ được chuyển đến 1 tập các node sẽ quản lý chúng dựa
trên giao thức DHT nào đó. Bằng cách này, 1 nội dung thông tin sẽ được lưu trữ ở
nhiều node hơn, làm tăng tính sẵn sàng sử dụng và khắc phục lỗi của mạng khi có sự
vào ra của các node. Đồng thời, thông tin được tìm kiếm cũng dễ dàng hơn, do chỉ cần
biết 1 phần đặc tả của thông tin (ứng với 1 cặp thuộc tính/giá trị trong tên nội dung
thông tin).
Có nhiều giải pháp tìm kiếm theo các thuộc tính/giá trị khác nhau được đưa ra,
chủ yếu nhấn mạnh vào việc sẽ phân bổ các thuộc tính/giá trị đến các node, và tiến
hành xử lý truy vấn như thế nào. Có giải pháp thì đưa ra cách xây dựng cây AVTree từ
các cặp thuộc tính/giá trị (trong INS/Twine), rồi tính khóa phân bổ bằng cách băm các
nhánh của cây này. Có giải pháp thì đưa ra cách xây dựng các Xpath từ các đặc tả kiểu
XML của tên nội dung, rồi dùng nó để tạo cây truy vấn,…Mỗi giải pháp đều có điểm
mạnh riêng, song vẫn còn nhiều hạn chế cần khắc phục để mạng cân bằng hơn về tải
và tìm kiếm hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu các giải pháp này để từ đó, tìm ra được 1
giải pháp tìm kiếm tốt hơn trên P2P có cấu trúc là việc làm hết sức cần thiết để phát
triển các ứng dụng P2P phù hợp với thực tế.
Luận văn Tìm kiếm thông tin theo các giá trị thuộc tính trên mạng ngang hàng
có cấu trúc đi vào nghiên cứu và đánh giá các giải pháp tìm kiếm theo các thuộc
tính/giá trị đã có, từ đó tìm cách cải tiến để đưa ra 1 giải pháp mới. Giải pháp mới
được triển khai trong luận văn này không nằm ngoài xu hướng nghiên cứu chung,
đồng thời cũng được đánh giá qua chương trình mô phỏng và cho kết quả khá tốt.
Về bố cục, nội dung của luận văn bao gồm 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng ngang hàng, những khái niệm cơ bản
cũng như sơ lược về lịch sử phát triển của mạng ngang hàng.


9
Chương 2: Trình bày sâu thêm về 1 nhánh của mạng ngang hàng: mạng ngang
hàng có cấu trúc. Đồng thời giới thiệu chi tiết về giao thức Chord, giao thức sẽ được
sử dụng để triển khai mạng phủ DHT khi xây dựng chương trình mô phỏng.

Chương 3: Trình bày các nghiên cứu liên quan, cụ thể là 1 số giải pháp phân bổ
và tìm kiếm thông tin theo các thuộc tính/giá trị trên mạng ngang hàng có cấu trúc tiêu
biểu.
Chương 4: Trình bày chi tiết về giải pháp “Tìm kiếm thông tin theo các thuộc
tính/giá trị trên mạng ngang hàng có cấu trúc”
Chương 5: Đánh giá hiệu quả của giải pháp “Tìm kiếm thông tin theo các thuộc
tính/giá trị trên mạng ngang hàng có cấu trúc” trên lý thuyết và qua chương trình mô
phỏng.
Chương 6: Cuối cùng là phần kết luận nêu tóm tắt các vấn đề đã trình bày trong
luận văn, rút ra những điểm đã đạt được cũng như chưa đạt được, đồng thời đưa ra một
số hướng nghiên cứu, phát triển tiếp theo.
Ngoài ra, luận văn còn có thêm các danh mục các thuật ngữ, các từ viết tắt, danh
mục bảng biểu, hình vẽ và danh mục các tài liệu tham khảo để thuận tiện cho việc tìm
hiểu và tra cứu nội dung của luận văn.


10
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG
Trong chương này, báo cáo luận văn sẽ giới thiệu khái quát về công nghệ mạng
ngang hàng: khái niệm mạng ngang hàng là gì? Mô hình ra sao? Và những ưu nhược
điểm của mạng ngang hàng.
1.1 Khái niệm mạng ngang hàng
Như chúng ta đã biết, hầu như mọi dịch vụ Internet ngày nay đều dựa trên mô
hình client/Server (hình 1.1-1). Theo mô hình này thì một máy khách (client) sẽ kết
nối với một máy chủ thông qua một giao thức nhất định như WWW, FTP, Telnet,
email Nói chung, mô hình client/Server có nhiều ưu điểm, một trong số đó là việc
mọi xử lý đều nằm trên Server do đó sẽ tránh cho clients những tính toán nặng nề, và
do đó các máy Client không cần có cấu hình mạnh

Hình 1.1-1: Mô hình client/Server

Tuy nhiên, với chế độ hoạt động theo kiểu: Client đóng vai trò thụ động, chỉ
yêu cầu dịch vụ từ Server chứ không thể cung cấp dịch vụ cho các client khác, thì
chính ưu điểm trên lại trở thành nhược điểm của mô hình này. Với tốc độ phát triển
Internet như hiện nay, số lượng client tăng nhanh liên tục gây ra sự quá tải và tắc
nghẽn tại các Server. Khi số lượng clients tăng đến một mức độ nào đó mà nhu cầu về
tải và băng thông tăng lên tới mức máy chủ không còn đủ khả năng để đáp ứng được
dịch vụ cho các máy khách thì Server bị sập và mạng sẽ bị sập theo.
Việc tăng số lượng Server để tăng khả năng chịu tải cho các Server là cần thiết.
Tuy nhiên, chi phí cho 1 Server thường là rất lớn. Bởi vậy, ý tưởng về một kiến trúc
mạng mà ở đó, không cần thêm chi phí cho việc lắp đặt thêm Server, ta vẫn đảm bảo


11
mạng hoạt động tốt bằng cách tận dụng những tài nguyên mạng có sẵn từ chính các
máy tham gia mạng, đã dẫn đến sự ra đời của mạng ngang hàng (peer to peer - P2P) .
Vậy P2P là gì?

Hình 1.1-2: Mô hình P2P
Hình 1.1-2 cho ta thấy một cách trực quan mô hình P2P. Có thể nói: Công nghệ
P2P là công nghệ mạng cho phép mọi thiết bị nối mạng cung cấp dịch vụ cho nhau,
đồng thời mọi loại tài nguyên trên các thiết bị nối mạng đều có thể được chia sẻ cho
nhau.
Như vậy, trên P2P, không còn có khái niệm Client hay Server nữa. Tất các máy
đều có thể yêu cầu dịch vụ, cũng như đáp ứng yêu cầu dịch vụ của các máy khác. Mọi
máy tính đều có thể lưu trữ và chia sẻ tài nguyên, cũng như kết nối trực tiếp với nhau.
Thực chất kiến trúc mạng P2P không phải là mới. Hoạt động của mạng LAN
chính là hoạt động kiểu P2P: các Client trong 1 mạng LAN hoàn toàn có thể chia sẻ và
sử dụng tài nguyên của nhau. Những ứng dụng P2P cũng xuất hiện từ lâu, ví dụ như
Usenet được xây dựng từ năm 1979 [2]. Tuy nhiên cho tới gần đây, khi có sự xuất hiện

của các dịch vụ chia xẻ files như Napster, Gnutella, Bittorent, …, những chương trình
tin nhắn tức thời như ICQ, YIM, …, thì P2P mới được nhận ra là một công nghệ quan
trọng cho Internet.
Ta có thể khái quát về các bước phát triển của P2P qua tổng hợp trong[2,13],
theo đó thì P2P đã trải qua 3 thế hệ:
Thế hệ 1:
Đó là thế hệ phát triển của kiến trúc P2P đơn giản nhằm mục đích chia sẻ file.
Hai đại diện cho P2P giai đoạn này là 2 mạng Napster (1999) [2] and Gnutella (1999)
chia sẻ file MP3.


12
Hoạt động của Napster khá đơn giản:
Người sở hữu file đặt tên cho file là x và chia sẻ file
Mọi người thì tìm kiếm x, sau đó copy hoặc down về.


Hình 1.1-3: Mô hình mạng Napster
Mô hình này là mô hình P2P lai ghép vì vẫn còn tồn tại 1 Server quản lý tập
trung các danh sách ánh xạ user-file. Người muốn chia sẻ file thì gửi thông tin user-file
lên Server để đăng ký. Người muốn down file thì truy vấn đến Server để tìm thông tin
về file mình cần, Server tìm và trả về thông tin user có file đó, sau đó, người muốn
down kết nối trực tiếp với user có file để down file về.


Hình 1.1-4: Mô hình xử lý truy vấn trên mạng Gnutella


13
Khi 1 node muốn tham gia vào mạng, nó liên hệ với 1 node bootstrap hoặc 1

node nào đó mà địa chỉ nằm trong danh sách địa chỉ được cài đặt sẵn. Sau khi việc kết
nối thành công, client sẽ thực hiện tìm kiếm các client đang làm việc. Client cố gắng
kết nối tới các node mà nó biết địa chỉ (đã được cài sẵn hoặc thông qua các node khác)
cho đến khi nhận được 1 số lượng nhất định các node. Client sẽ chỉ kết nối đến các
node này, cache lại những địa chỉ mà nó chưa có trong bộ nhớ nội bộ và bỏ qua những
địa chỉ mà nó không kết nối được đến.
Hình 1.2-2 mô tả hoạt động tìm kiếm của Gnutella: Khi người dùng tại 1 node
muốn tìm kiếm tài nguyên, node sẽ gửi yêu cầu đến mỗi node mà nó đang kết nối đến.
Sau đó, mỗi node nhận được yêu cầu lại tiếp tục forward yêu cầu tới các node mà node
này biết. Việc forward tiếp diễn cho đến khi gói tin đạt đến số hop được đĩnh nghĩa
trước bởi node tìm kiếm ban đầu (ở phiên bản 0.4 số hop lớn nhất là 7).Nếu câu truy
vấn tìm được kết quả, node có kết quả sẽ liên lạc với node tìm kiếm. Trong phiên bản
ban đầu, thông điệp trả lời được gửi cho node tìm kiếm bằng cách đi ngược lại con
đường mà truy vấn đã được truyền đi. Nhưng việc này đã được xem lại và cải tiến
trong giao thức hiện nay, node có kết quả sẽ cung cấp kết quả trực tiếp đến node tìm
kiếm thông qua giao thức UDP. Vì vậy, mỗi câu truy vấn bao giờ cũng gồm thông tin
về địa chỉ IP và cổng của node khác. Nhờ đó mà yêu cầu về băng thông cũng được
giảm xuống và tăng khả năng mở rộng của mạng.
Khi 1 node ngắt kết nối, nó sẽ lưu lại danh sách các node nó đã kết nối và các
tài nguyên chia sẻ để dùng cho lần kết nối tiếp theo. Trong thực tế, phương pháp tìm
kiếm của Gnutella thường không tin cậy. Các node là các máy tính bình thường, do đó
có thể gia nhập hoặc rời mạng bất cứ lúc nào, và do đó mạng không bao giờ ở trạng
thái cân bằng hoàn toàn cả. Hơn nữa, nếu số lượng các node tăng lên thì băng thông
dùng cho việc tìm kiếm và duy trì các kết nối cũng tăng lên làm cho hoạt động của
mạng trở nên nặng nề, các yêu cầu tìm kiếm thường xuyên bị bỏ qua (dropped). Các
nghiên cứu thực tế cho thấy, Gnutella không phải là 1 mạng có khả năng mở rộng và
hoạt động hiệu quả.
Theo [15], để giải quyết vấn đề thắt nút cổ chai (bottlenecks), Gnutella đã được
cài đặt thành hệ thống nhiều tầng. Thay vì tất cả các node đều có vai trò như nhau, giờ
đây, các node gia nhập vào mạng chỉ được giữ ở cạnh mạng giống như các node lá và

không chịu trách nhiệm định tuyến. Các node ultrapeers mới có khả năng định tuyến
thông điệp tìm kiếm và lưu thông điệp đó. Điều này cho phép việc tìm kiếm trong 1
không gian mạng rộng hơn và cũng làm tăng hiệu quả hoạt động của mạng. Do không
phụ thuộc vào 1 Server duy nhất nên Gnutella cũng khó bị đánh sập hơn so với
Napster.


14
Thế hệ 2:
Thế hệ thứ 2 của P2P với các đại diện như Freenet ,eDonkey, hay KaZaA nhấn
mạnh tính nặc danh (Freenet) và khả năng tương tác giữa các hệ thống ngang hàng
khác nhau (eDonkey)[13]. Sau những tranh chấp về pháp lý dẫn đến sự đóng cửa của 1
số mạng P2P trước đó, các mạng sau này hoặc phải thêm tính năng giấu thông tin của
các file được chia sẻ, hoặc tìm cách thương mại hóa, hợp pháp hóa các ứng dụng P2P
(Audiogalaxy)[13]. Trong hệ thống Freenet, file không được lưu trữ trên đĩa cứng của
các peer cung cấp chúng mà được lưu trữ ở các vị trí khác trong mạng. Mục đích của
việc phát triển mạng Freenet là làm cho thông tin được lưu trữ và truy cập mà không
cần biết định danh. Với cách tổ chức như vậy, chủ sở hữu của một node mạng cũng
không biết được tài liệu gì được lưu trữ trên đĩa cứng của máy anh ta. Vì lý do này mà
các Peer và các file được cung cấp các số định danh khác nhau. Khi một file được tạo,
nó được truyền qua các peer láng giềng tới các peer có số định danh gần với số định
danh của file nhất và được lưu trữ ở đó. Cũng trong giai đoạn này, các nghiên cứu về
việc cải tiến kiến trúc và giao thức hoạt động của P2P đã dẫn đến sự ra đời của nhiều
mô hình P2P như Chord, CAN, Pastry, …Với các mô hình kiến trúc mới này, hiệu suất
của mạng được cải tiến đáng kể so với thế hệ trước đây.

Thế hệ 3:
Thế hệ thứ 3 hay chính là thế hệ tương lai của P2P, vượt ra ngoài mục đích sơ
khai là chia sẻ và tìm kiếm tài nguyên theo tên để hướng đến nhiều mục đích hơn như:
Tìm kiếm so khớp 1 phần, tìm kiếm theo từ khóa

Công cụ tìm kiếm Web
Công việc có tính tương tác cộng đồng
Công việc cần tính toán phân tán (data mining)
P2P hiện tại và tương lai sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức hơn khi mà yêu
cầu về khả năng mở rộng với mạng lên tới hàng triệu node tham gia và vẫn phải đảm
bảo mạng hoạt động hiệu quả.
Khả năng chịu lỗi, tính sẵn sàng sử dụng và khả năng tự ổn định
Việc phân phối dữ liệu, định tuyến, cân bằng tải trong các mạng phủ
Về mặt an ninh: khả năng chống được các cuộc tấn công
Tính tin cậy trong việc tính toán và chia sẻ dữ liệu
Những kỹ thuật nhằm đảm bảo sự công bằng trong khi sử dụng mạng (cân
bằng giữa tính ích kỷ cá nhân và mục tiêu toàn cục)
Nhiều hệ thống đã được đề xuất và kết quả mô phỏng cho thấy chúng hoạt động
khá hiệu quả (EDUTELLA[9], INS/Twine[4]). Bên cạnh đó, công nghệ ngang hàng


15
còn được tích hợp vào các trình duyệt Web (AllPeers - Firefox plug-in [17]) và công cụ tìm
kiếm trên mạng.
1.2 Ưu, nhược điểm của mạng ngang hàng
Mô hình P2P rất phù hợp với tính phi tập trung của Internet, bởi bản chất của
tài nguyên là phân tán, các thông tin lưu trữ không chỉ trên các Server mà ở cả các máy
Client. Việc cá nhân hóa quyền quản lý tài nguyên làm tăng lượng tài nguyên mạng, từ
đó nâng cao mức độ sẵn sàng phục vụ cũng như hiệu suất khai thác.
Xét về khía cạnh sức mạnh xử lý, mạng P2P có tiềm năng cao hơn cả những
máy chủ lớn nhất hiện nay, và do đó, sử dụng mạng P2P có thể cải thiện đáng kể hiệu
quả của các phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu, giải các bài toán phức tạp (đây đều
là những vấn đề vượt ra ngoài tầm xử lý của những máy chủ tập trung khi số lượng
truy vấn, tính toán lên đến hàng trăm triệu mỗi ngày). Sỡ dĩ như vậy là vì, P2P đã tận
dụng được tiềm năng từ “cạnh” của Internet, tận dụng khả năng xử lý, khả năng lưu trữ

còn thừa của các máy tính tham gia mạng với những thuật toán phân tán hợp lý. Công
nghệ này đã chia việc xử lý lớn ra thành những xử lý nhỏ có thể phân tán giữa các máy
tính trong một mạng. Mỗi một PC đồng thời xử lý các dữ liệu và trả về kết quả cho
máy tính trung tâm ráp nối các kết quả thành phần lại. Bằng cách đó, ta có thể giải
quyết những bài toán phức tạp mà không cần chi phí nào cho việc trang bị thêm máy
móc.
Bên cạnh đó, việc phân tán trách nhiệm cung cấp dịch vụ đến tất cả các nút trên
mạng sẽ giúp loại bỏ vấn đề ngừng trệ dịch vụ do nơi cung cấp duy nhất bị sự cố. Khi
có nhiều máy cùng cung cấp 1 dịch vụ, ta có nhiều giải pháp khả biến trong việc cung
cấp dịch vụ đó.
P2P cũng tận dụng được băng thông trên toàn bộ mạng, vì việc tăng số giao tiếp
giữa các thiết bị mạng qua các đường truyền khác nhau sẽ làm giảm khả năng tắc
nghẽn mạng.
Ngoài ra, khi càng nhiều máy tính tham gia vào P2P thì tổng sức mạnh xử lý,
khả năng lưu trữ và chia sẻ tài nguyên, băng thông lại càng tăng. Điều đó cho thấy một
cách rõ ràng khả năng mở rộng của mạng P2P.
Tuy nhiên, mạng ngang hàng cũng có nhiều nhược điểm. Với mô hình P2P
thuần túy, tức là mô hình mà ở đó, mọi máy đều có vài trò như nhau và không tuân
theo bất cứ 1 qui luật định tuyến hay kết nối nào, thì mạng P2P cũng bộc lộ khá nhiều
nhược điểm:


16
Đầu tiên, chính vì yêu cầu dịch vụ được đáp ứng một cách tùy biến nên
máy yêu cầu dịch vụ có thể nhận được nhiều kết quả khác nhau khi nó kết
nối đến các máy khác nhau cung cấp cùng 1 dịch vụ.
Tiếp theo, các yêu cầu gửi đi có thể không nhận được kết quả trả về, vì
chẳng có gì đảm bảo sẽ tồn tại 1 máy nào đó có khả năng đáp ứng yêu cầu
đó.
Ngoài ra, các tài nguyên có thể biến mất do node cung cấp tài nguyên có

thể ngắt kết nối bất cứ lúc nào.
Tuy nhiên, những nhược điểm trên đều có thể khắc phục được bằng cách cải
tiến mô hình P2P thuần túy. Và đó chính là nguyên nhân dẫn đến sự ra đời của mạng
ngang hàng có cấu trúc mà ta sẽ nghiên cứu tiếp ở chương 2.
1.3 Kết luận
Ngày nay, do mọi sự chú ý đều tập trung vào vấn đề cộng tác, các hệ thống
P2P cho phép các ứng dụng phần mềm tương tác với nhau đem lại nhiều hứa hẹn cho
các ứng dụng kết hợp các dữ liệu phân tán cho thương mại điện tử, thiết kế sản phẩm
hoặc quản lý tri thức. Các chương trình đó dùng P2P như một phương thức gửi dữ liệu
vào ra từ trình ứng dụng này tới trình ứng dụng khác hoặc liên kết một số lượng vô
hạn các máy tính thành một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Công nghệ tương tác phần mềm
cho phép các công ty chia nhỏ các vấn đề phức tạp cho dễ quản lý hơn. Các hệ thống
cho phép đối chiếu dữ liệu và đảm bảo rằng chúng đang được điều khiển bởi chính
những người tạo ra chúng, đảm bảo rằng hoạt động chính xác và kịp thời rất lý tưởng
cho các ứng dụng trực tuyến và kinh doanh chứng khoán. Một số các công ty đang tiếp
tục phát triển thế hệ tiếp theo của các máy tìm kiếm trên công nghệ P2P để phân phối
thông tin đúng lúc và toàn diện hơn cho các công ty truyền thông lớn.
Một loạt các hãng mới thành lập đang tạo ra những chương trình tận dụng tài
nguyên triển khai khả nǎng của P2P để lưu trữ các file, phân phối nội dung và chia sẻ
sức mạnh xử lý của các máy khác. Mục đích ở đây một phần là cắt giảm giá thành
phần cứng chẳng hạn như thiết bị lưu trữ, Server và các thiết bị khác, nhưng cũng giúp
cho việc quản lý thông lượng trên mạng. Mặc dù có tiềm nǎng dịch vụ lớn, nhưng
những vấn đề liên quan đến an toàn bảo mật và sự phức tạp liên quan đến việc quản lý
bản quyền khiến cho việc áp dụng các dịch vụ P2P trở nên khó khăn. Một số lượng lớn
các ứng dụng của P2P đã phải ngừng hoạt động, nhưng các công ty lớn như Microsoft
, Sun Microsystems và nhiều công ty khác lại bắt đầu áp dụng P2P. Những hãng khổng
lồ này đang nghiên cứu để ứng dụng công nghệ P2P trong các sản phẩm của họ. Intel
là công ty lớn đầu tiên dùng P2P và đang đầu tư để phát triển tiếp và đồng thời giúp đỡ

17
các nhóm làm việc về P2P nhằm đưa ra các chuẩn công nghệ ban đầu. Trong khi đó,
Microsoft đã tuyên bố công khai dự án Hailstorm của họ và đã đưa ra một số nét nổi
bật của các dịch vụ P2P. Không chịu đứng ngoài cuộc Sun Microsystems đã đưa ra
một loạt chuẩn cho một nền P2P mã nguồn mở gọi là JXTA.
Việc nghiên cứu về lịch sử phát triển P2P cũng như những thông tin liên quan
cho thấy P2P là 1 công nghệ mạnh và có khả năng được sử dụng rộng rãi trong tương
lai. Đây sẽ là nền tảng quan trọng để chúng ta có thể phát triển được các ứng dụng
mạng phù hợp với tốc tốc độ phát triển công nghệ thông tin như hiện nay.


18
CHƢƠNG 2 MẠNG NGANG HÀNG CÓ CẤU TRÚC

Trong chương này, báo cáo luận văn sẽ giới thiệu khái quát về mạng ngang
hàng có cấu trúc và hoạt động của giao thức Chord, 1 giao thức DHT sẽ được sử dụng
để cài đặt mạng phủ DHT trong phần sau.
2.1 Mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT
2.1.1 Khái niệm mạng ngang hàng có cấu trúc
Mô hình mạng P2P mà trong đó, các node được tổ chức lại theo 1 cấu trúc nhất
định và việc định tuyến thông báo sẽ dựa trên cấu trúc đó, được gọi là mô hình mạng
ngang hàng có cấu trúc.
Như đã nói trong chương 1, mạng P2P thuần túy hoạt động không hiệu quả do
các node tham gia mạng không tuân theo 1 quy luật nào, các kết nối xảy ra ngẫu nhiên,
thông báo được gửi kiểu phát tràn, …Mạng ngang hàng có cấu trúc dựa trên DHT
khắc phục nhược điểm của mạng không cấu trúc bằng cách sử dụng hệ thống bảng
băm phân tán. Hệ thống này định nghĩa liên kết giữa các nút mạng trong mạng phủ
theo một thuật toán cụ thể, đồng thời xác định chặt chẽ mỗi nút mạng sẽ chịu trách
nhiệm đối với phần dữ liệu nào được chia sẻ trong mạng. Với cấu trúc này, khi một
máy cần tìm một dữ liệu, nó chỉ cần áp dụng một giao thức chung để xác định nút

mạng nào chịu trách nhiệm về dữ liệu đó và liên lạc trực tiếp đến nút mạng đó để lấy
kết quả.
Mạng P2P có cấu trúc sử dụng một giao thức đảm bảo tính toàn cục để chắc
chắn rằng mọi peer tham gia mạng đều có thể định tuyến truy vấn tới các peer khác
chứa dữ liệu mong muốn, ngay cả khi dữ liệu đó không phổ biến. Sự đảm bảo này yêu
cầu một mạng phủ (overlay) được liên kết theo một cấu trúc nhất định. Hầu hết những
mạng P2P có cấu trúc hiện này đều thuộc kiểu DHT, với kiểu này một kỹ thuật băm
phù hợp được sử dụng để gán quyền quản lý dữ liệu cho những peer tham gia cụ thể,
cũng như bảng băm truyền thống, mỗi khóa sẽ được gán cho những ô cụ thể. Một số
mạng based-DHT phổ biến có thể kể là: Chord, Pastry, CAN,….
Bảng băm là một cặp (tên, giá trị) hay thường gọi là cặp (khóa, giá trị). Mỗi
một node khi tham gia vào mạng có thể dễ dàng tìm thấy giá trị mong muốn dựa vào
khóa của giá trị đó. Việc hình thành khóa và gắn các khóa đó với giá trị tương ứng
được thực hiện trực tiếp tại các node trong mạng, chính vì vậy khả năng sập mạng
được giảm tối thiểu khi các node tham gia hoặc dời bỏ mạng. Chính lý do này khiến
khả năng mở rộng của mạng DHT là cực lớn, quá trình kiểm soát việc tham gia, dời bỏ
mạng của các node cũng trở nên dễ dàng hơn.


19
Với cấu trúc vững mạnh, DHT được sử dụng như một giao thức nền để xây
dựng nhiều ứng dụng phức tạp như: Hệ thống các file phân tán, hệ thống chia sẻ file
ngang hàng, hệ thống nội dung phân tán, tin nhắn tức thời, Multicast… Các mạng
DHT nổi tiếng thường được nhắc đến là: Bittorrent, eDonkey, …
Các nghiên cứu về DHT được bắt nguồn cùng với sự phát triển của các hệ
thống P2P như Napster, Gnutella, và Freenet, những hệ thống này sử dụng lợi thế của
các tài nguyên phân tán trên mạng Internet để cung cấp một ứng dụng chia sẻ thông tin
hữu dụng. Cụ thể, chúng đã sử dụng lợi thế tăng băng thông và sức chứa của ổ cứng
còn nhàn rỗi của các Peer để cung cấp dịch vụ chia sẻ file và các hệ thống này khác
nhau chủ yếu ở cách thức thực hiện việc tìm kiếm dữ liệu mà các peer quản lý.

DHT sử dụng cơ chế định tuyến dựa trên khóa trên 1 kiến trúc mạng chặt chẽ
hơn để có thể đạt được cả tính phân tán về tài nguyên của Gnutella và Freenet, tính
hiệu quả về truy vấn của Napster. Có một hạn chế là DHT chỉ hỗ trợ tìm kiếm chính
xác, không hỗ trợ tìm kiếm theo từ khóa, hay tìm kiếm theo khoảng,… tuy nhiên các
chức năng này có thể triển khai mở rộng trên nền DHT.
Sau khi một số mạng based - DHT đầu tiên được giới thiệu vào khoảng năm
2001, lĩnh vực nghiên cứu DHT trở lên khá năng động. Công nghệ DHT đã được sử
dụng như một thành phần của BitTorrent và trong Coral Content Distribution
Network. Ngày nay, hầu hết các nghiên cứu về P2P đều coi DHT như giao thức cơ sở
để từ đó, xây dựng lên các tầng ứng dụng bên trên.
2.1.2 Các tính chất của mạng DHT.
DHT nhấn mạnh vào các thuộc tính sau:
Phân tán (Decentralization): các node tham gia cấu thành hệ thống không
có thành phần trung tâm làm điều phối mạng.
Khả năng mở rộng: hệ thống vẫn có thể hoạt động hiệu quả với hàng
nghìn hoặc hàng triệu node.
Khả năng chịu lỗi: hệ thống vẫn có thể làm việc ổn định ngay cả khi có
các sự kiện node tham gia, rời bỏ mạng hay lỗi diễn ra.
Kỹ thuật khóa được sử dụng để đạt được mục đích là mỗi node chỉ cần liên kết
với một số ít các node khác trong hệ thống, thường là O(logn) với n là số node tham
gia. Vì vậy sự thay đổi trong các thành viên chỉ ảnh hưởng đến một phần nhỏ của hệ
thống.
Một số thiết kế DHT có tính bảo mật nhằm chống lại những người tham gia có
ác tâm và cho phép người tham gia giấu danh tính, mặc dù điều này không phổ biến
trong các hệ thống P2P chia sẻ file.


20
Cuối cùng, DHT phải giải quyết những vấn đề cơ bản của các hệ thống phân tán
đó là cân bằng tải, tính toàn vẹn dữ liệu, hiệu năng (cụ thể là đảm bảo các hoạt động

như định tuyến, lưu trữ, truy vấn phải được thực thi nhanh chóng).
2.2 Mạng ngang hàng có cấu trúc CHORD
Theo một đánh giá tổng hợp về các thuật toán định tuyến dựa trên DHT trong
các kiến trúc mạng khác nhau như hình tròn (ring, với giao thức Chord), hình cây
(tree), hình hộp (hypercube, với giao thức CAN), …xét về sự linh hoạt trong việc định
tuyến, khả năng phục hồi trạng thái cũng như khả năng chịu lỗi, kiến trúc ring đều
được đánh giá cáo. Vì vậy, kiến trúc Chord thường hay được sử dụng như là mạng phủ
để thực hiện các cài đặt cải tiến việc tìm kiếm trên P2P có cấu trúc.
2.2.1 Mô hình mạng Chord
Chord[12] được mô tả dưới dạng một vòng tròn và không gian định danh phân
bố đều trên vòng tròn tăng dần theo chiều kim đồng hồ. Nếu gọi N là số bit định danh
của không gian khóa thì mạng Chord có thế chứa tối đa 2
N
node. Mỗi node trên Chord
có một định danh id và có khả năng duy trì liên kết 2 chiều với các node đứng liền
trước và liền sau nó theo chiều kim đồng hồ, tạo thành 1 mạch kiên kết vòng. Node
liền trước được gọi là Successor(id), và node liền sau được gọi là Predecessor(id).
Thêm vào đó, mỗi node sẽ lưu một bảng định tuyến gọi là Finger Table, cho phép
node đó định tuyến tới các node ở xa. Mỗi dòng trong bảng Finger Table sẽ lưu thông
tin về 1 node ở xa, gọi là 1 entry. Không gian định danh có bao nhiêu bit thì Finger
Table có bấy nhiêu entry.



21
Hình 2.2-1: Một mạng Chord với 3 node 0, 1, 3 và các bảng Finger Table ứng với mỗi node. N = 3 bit nên
Finger Table có 3 entry.
Các trường trong mỗi entry trong bảng Finger Table của node n được định
nghĩa trong bảng dưới:

Bảng 2-1 Bảng định nghĩa các trƣờng trong Finger Table
Trong đó giá trị của trường node tại dòng i của bảng được coi như là finger thứ
i của node n. Thông tin lưu trong bảng cũng bao gồm cả IP và Port của các node tương
ứng. Node đầu tiên trong bảng Finger Table của n chính là Successor của n, hay còn
được gọi là Immediate Successor.
Từ bảng Finger Table ở trên ta có thể thấy rằng:
+ Mỗi node chỉ cần lưu trữ thông tin của một số node nhất định trong bảng định
tuyến của mình.
+ Node biết thông tin về các node gần nó nhiều hơn là các node ở xa.
+ Bằng cách định tuyến thông qua bảng Finger Table, một node n có thể xác
định được vị trí của bất kỳ khóa nào trên mạng.

2.2.2 Ánh xạ khóa vào một node trong Chord
Chord ánh xạ các khóa vào các node, thường theo cặp (key, value). Một value
có thể là 1 address, 1 văn bản, hoặc 1 mục dữ liệu. Chord có thể thực hiện chức năng
này bằng cách lưu các cặp (key, value) ở các node mà key được ánh xạ. Một node sẽ
chịu trách nhiệm lưu giữ một khóa k nếu node đó là node có định danh id nhỏ nhất
thỏa mãn điều kiện id >= k. Một node khi lưu giữ khóa k cũng sẽ được gọi là
Successor của k, ký hiệu là Successor(k).


22

Hình 2.2-2: Lƣu giữ key trong mạng Chord: node 0 lƣu key 6, node 1 lƣu key 1 và node 3 lƣu key 2.
2.2.3 Tìm kiếm trong mạng Chord
Khi một node n cần tìm kiếm một khóa có định danh id, node n sẽ tìm node
chịu trách nhiệm lưu giữ id đó. Nếu node n ở xa so với vị trí của node lưu giữ id, n có
thể nhờ vào thông tin trong bảng Finger Table để định tuyến đến các node xa hơn, từ
đó dần dần tìm ra node chịu trách nhiệm lưu giữ id.
Một ví dụ được chỉ trong hình 2.2-1, giả sử node 3 muốn tìm successor của ID

= 1 (hoặc còn có thể coi là khóa) . ID =1 thuộc khoảng [7, 3). Node 3 kiểm tra entry
thứ 3 trong bảng định tuyến của nó, là 0. Bởi vì 0 nằm ngay trước 1 trên vòng tròn,
node 3 sẽ hỏi node 0 để tìm successor của 1. Tiếp theo, node 0 sẽ tìm trong bảng định
tuyến của nó và suy ra successor của 1 chính là node 1, và trả lời node 3 rằng node 1
chính là successor của khóa ID = 1.
2.2.4 Tham gia và ổn định mạng
Trong 1 mạng động, thường xuyên có sự thay đổi với các node tham gia và rời
khỏi bất kỳ lúc nào, để có thể xác định được vị trí của các khóa ở trong mạng, Chord
cần thỏa mãn 2 điểm sau :
Mỗi successor của 1 node phải được duy trì.
Với mỗi khóa k, node successor(k) có trách nhiệm quản lý k.
Khi tham gia vào một mạng Chord, một node n cần chọn cho nó một định danh
id và báo cho các node bên cạnh biết sự tham gia của nó. Các node Successor và
Predecessor sẽ cần phải cập nhật thông tin về node mới tham gia vào mạng. Node n
cũng khởi tạo bảng định tuyến Finger Table. Để mạng vẫn định tuyến đúng sau khi có
sự tham gia của node n, các node cần thường xuyên chạy thuật toán ổn định mạng để


23
cập nhật thông tin về node bên cạnh (hay node láng giềng). Một số node có lưu thông
tin về n trong bảng Finger Table thì cần cập nhật các entry liên quan trong Finger
Table. Cuối cùng, node Successor của n sẽ chuyển một phần khóa k mà bây giờ n là
Successor(k) cho n lưu giữ. Việc chuyển khóa sẽ do tầng trên của ứng dụng thực hiện.
Khi một node chuẩn bị rời khỏi mạng, nó cần thông báo cho các node bên cạnh
biết để ổn định lại mạng. Node đó cũng sẽ chuyển các khóa nó lưu giữ cho node
Successor của nó.
2.3 Kết luận
Chúng ta vừa tìm hiểu về mạng ngang hàng có cấu trúc. Qua đó ta thấy rằng,
những nhược điểm của mạng ngang hàng thuần túy có thể khắc phục khá hiệu quả nhờ
vào việc áp dụng những kiến trúc nhất định vào P2P. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào kiến

trúc DHT thôi, liệu các ứng dụng đã đảm bảo được hiệu quả trong việc quản lý và tìm
kiếm thông tin trên mạng? Chương tiếp sẽ giúp lý giải câu hỏi trên thông qua việc giới
thiệu các giải pháp nâng cao cho P2P có cấu trúc.
Ngoài ra, chương này còn giới thiệu chi tiết giao thức Chord, một giao thức
based – DHT điển hình rất hay được sử dụng để cài đặt mạng phủ trong các nghiên
cứu về P2P. Chord cũng được luận văn sử dụng để cài đặt chương trình mô phỏng
đánh giá hiệu quả hoạt động của giải pháp đề suất trong phần sau.