Một mô hình và giải pháp phục vụ truy vấn hiệu quả trong hệ thống dữ liệu di động

TR

I H C QU C GIA TP.HCM
NG
I H C KHOA H C T NHIÊN



NGUY N TR N MINH TH

M T MÔ HÌNH VÀ GI I PHÁP PH C V
TRUY V N HI U QU TRONG H TH NG
D

LI U DI

NG

LU N ÁN TI N S CÔNG NGH THÔNG TIN

Tp.HCM ậ N m 2014


TR

I H C QU C GIA TP.HCM
NG
I H C KHOA H C T NHIÊN


NGUY N TR N MINH TH

M T MÔ HÌNH VÀ GI I PHÁP PH C V TRUY V N HI U QU
TRONG H TH NG D

LI U DI

Chuyên ngành: Khoa h c máy tính
Mã s chuyên ngành: 62.48.01.01
Ph n bi n 1: PGS.TS. D

ng Tu n Anh

Ph n bi n 2: TS. Ph m V n H u
Ph n bi n 3: TS. Nguy n Tu n Nam
Ph n bi n đ c l p 1: TS. Nguy n An T
Ph n bi n đ c l p 2: TS. Nguy n ình Thuân

Ng
PGS.TS.

ih

ng d n khoa h c:
NG TH BÍCH TH Y

Tp.HCM ậ N m 2014

NG

L I CỄM

N

Tôi xin chân thành c m n khoa Công Ngh Thông Tin, Tr ng i H c Khoa h c
T nhiên đã h tr t o nhi u đi u ki n thu n l i cho tôi trong quá trình h c t p c ng
nh quá trình th c hi n lu n án t t nghi p.
Em xin ghi nh n lòng bi t n sâu s c đ n PGS.TS.
NG TH BÍCH TH Y đã t n
tình h ng d n, truy n đ t cho em nh ng ki n th c quí báu cùng v i nh ng l i đ ng
viên khuy n khích c a Cô trong nh ng lúc em g p khó kh n, tr ng i khi th c hi n đ
tài.
Tôi xin g i l i c m n chân thành đ n TS. NGUY N TU N NAM đã t n tình ch b o
thêm cho tôi m t s ki n th c chuyên môn v m ng không dây đ tôi hi u th u đáo
đ c nhi u v n đ còn th c m c khi th c hi n lu n án.
Con xin ghi nh công n c a Ba M đã sinh thành, nuôi d ng và d y d con tr ng
thành nh ngày hôm nay. Ba m luôn là ch d a tinh th n v ng ch c cho con khi con
v p ngã và g p nh ng khó kh n trong cu c s ng.
Cu i cùng tôi xin g i l i c m n chân thành đ n ch ng tôi, anh đã quan tâm, ch m sóc,
chia s công vi c gia đình, trông nom con cái đ tôi có đ th i gian hoàn thành công
vi c c quan v a th c hi n công vi c nghiên c u lu n án này.
Tôi đã n l c h t s c đ hoàn thành t t lu n án c a mình nh ng dù sao nh ng đi u sai
sót trong lu n án là đi u không th tránh kh i, kính mong b n đ c đóng góp Ủ ki n đ
tôi ti p t c hoàn thi n lu n án.

Tp. HCM, ngày 20 tháng 07 n m 2014
Tác gi lu n án
Nguy n Tr n Minh Th

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các s li u, k t qu
nêu trong lu n án là trung th c và ch a t ng đ

c ai công b trong b t k công trình

nào khác.
Tác gi lu n án


M t s thu t ng , t vi t t t và ký hi u

C m t vi t t t
BS
B c liên k t
Client
CSDL
CSDL D
DBR
DC
DS
vdl
GCA
HLC
HTTT
HTTT D
HTTT toàn c u
IR
LC

MH
MP2P
MSS
P2P
PP l u tr c ng tác
PP l u tr d li u
Server
SWNET
TBD
TTL
UDBC
Wi-Fi

Di n gi i ti ng Anh
Base Station
Hop
Client
Database
Mobile Databases
Data Broadcast Report
Data Center
A Dual-Screen handheld
game console
Data Items
Group-Communication
Applications
Home Locale Cache
Information System
Mobile Information Systems
Internet

Invalidation Report
Local Cache
Mobile Host
Mobile Peer-to-Peer
Mobile Support Station
Peer-to-Peer
Cooperative
Caching
Method
Caching Method

Di n gi i ti ng Vi t
Tr m d li u c s
B c liên k t gi a hai tr m TBD
Máy tr m
C s d li u
C s d li u di đ ng
Thông báo l ch phát d li u
Trung tâm d li u
Thi t b trò ch i c m tay màn hình
đôi
n v d li u
ng d ng liên l c nhóm

B nh đ m c c b t i BS
H th ng thông tin
H th ng thông tin di đ ng
H th ng thông tin toàn c u
Thông báo b t h p l
B nh đ m c c b

Tr m thi t b di đ ng
M ng ngang hàng không dây
Tr m d li u c s
M ng ngang hàng
Ph ng pháp c ng tác trong l u tr
d li u t i b nh đ m.
Ph ng pháp l u tr d li u t i b
nh đ m.
Server
Máy ch
Social Wireless Networks
M ng xã h i không dây
Mobile Device
Thi t b di đ ng
Time to Live
Th i gian s ng c a đ n v d li u
Updated Data Broadcast Chu k c p nh t d li u trong
Cycle
kho ng th i gian T
Wireless Fidelity
M ng không dây 802.11

i


M cl c

M đ u

................................................................................................................... 1

D n nh p ................................................................................................................................1
ng c th c hi n lu n án.....................................................................................................4
M c tiêu c a lu n án........................................................................................................... 11
óng góp c a lu n án ......................................................................................................... 12
N i dung lu n án................................................................................................................. 13
Ch

ng 1 T ng quan v các ki n trúc c ng tác b nh đ m c c b ....................... 16

1.1

M t s chi n l
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1.1.6
1.1.7
1.1.8
1.1.9

1.2

Ch

c c ng tác b nh đ m c c b trong môi tr

ng di đ ng ............ 16

Chi n l c CachePath, CacheData, HybridCache ....................................................... 16
Ki n trúc COCA ........................................................................................................... 19
Ki n trúc GroCoca ........................................................................................................ 21
Ki n trúc DGCoca ........................................................................................................ 22
Ki n trúc COOP ............................................................................................................ 25
Ki n trúc ZONE (Zone Cooperative) ........................................................................... 28
Ki n trúc c ng tác nhóm theo vùng CC (Cluster Cooperative)................................... 32
Chi n l c l u tr c ng tác d li u theo nhóm (GROUP CACHING) ...................... 35
Chi n l c c ng tác b nh theo vùng Proactive ........................................................ 38

T ng k t và phân tích hi n tr ng ............................................................................. 42

1.2.1 Tóm t t các chi n l c c ng tác d li u....................................................................... 42
1.2.2 Phân tích và đ nh h ng xây d ng mô hình MIXGROUP ......................................... 45

ng 2 Mô hình và ki n trúc c ng tác b nh đ m c c b : MIXGROUP ............. 50

2.1
2.2
2.3

Mô hình c ng tác b nh đ m c c b MIXGROUP ............................................... 50
Mô t hình th c cho mô hình MIXGROUP ............................................................. 55
S hình thành giao ti p trong mô hình MIXGROUP .............................................. 57
2.3.1 Qu n lý s gia nh p h th ng và hình thành nhóm c ng tác c a MH......................... 58
2.3.2 Qu n lý MH r i kh i nhóm và gia nh p nhóm m i .................................................... 59
2.3.3 Qu n lý MH r i kh i h th ng ..................................................................................... 60

2.4

Xây d ng ki n trúc x lý c a MIXGROUP ............................................................. 61
2.4.1 Mô t ki n trúc x lý t i BS ......................................................................................... 61
2.4.2 Mô t ki n trúc c a MH................................................................................................ 62

2.5

2.6
Ch

Phân tích d li u x lý cho ki n trúc MIXGROUP ................................................. 65

2.5.1 Xây d ng d li u l u tr đ x lý t i BS ..................................................................... 65
2.5.2 Xây d ng d li u l u tr đ x lý t i MH ................................................................... 66

K t lu n ..................................................................................................................... 67

ng 3 C ch x lý tìm ki m d li u trong MIXGROUP ...................................... 69

3.1
3.2

C s xây d ng c ch tìm ki m d li u c a MIXGROUP .................................... 69
Xây d ng c ch x lý tìm ki m d li u .................................................................. 71

ii


3.2.1 Mô t c ch x lý tìm ki m d li u ............................................................................ 71
3.2.2 L u đ x lý và gi i thu t c a bài toán ........................................................................ 74

3.3
3.4

Phân tích không gian l u tr và hi u qu tìm ki m d li u c a MIXGROUP ....... 79
Th nghi m hi u qu c a MIXGROUP cho c ch x lý tìm ki m d li u ........... 81
3.4.1 Mô hình h th ng th c nghi m mô ph ng. .................................................................. 81
3.4.2 Các đ đo th nghi m cho c ch x lý tìm ki m d li u ........................................... 84
3.4.3 K t qu th c nghi m ..................................................................................................... 86

3.5
Ch

K t lu n ..................................................................................................................... 95

ng 4 C ch x lý thu n p và thay th d li u c a MIXGROUP ....................... 96

4.1

4.2

C ch x lý thu n p d li u ..................................................................................... 96

4.1.1 C s xây d ng c ch thu n p d li u ........................................................................ 96
4.1.2 Xây d ng c ch thu n p d li u.................................................................................. 99

C ch x lý thay th d li u .................................................................................. 103

4.2.1 C s xây d ng c ch thay th d li u ..................................................................... 103
4.2.2 Xây d ng c ch thay th d li u ............................................................................... 105

4.3 Th nghi m tính hi u qu c a MIXGROUP cho c ch thu n p và thay th
d li u ............................................................................................................................... 109
4.3.1 Mô hình mô ph ng cho h th ng ............................................................................... 109
4.3.2 K t qu th c nghi m ................................................................................................... 109

4.4
Ch

K t lu n ................................................................................................................... 112

ng 5 C ch x lý đ ng b d

5.1
5.2

5.3

5.4

li u c a MIXGROUP ....................................... 113

C s xây d ng c ch đ ng b d li u ................................................................. 113
Mô t c ch đ ng b d li u trong ki n trúc MIXGROUP ................................. 125

5.2.1 Mô hình đ ng b gi a BS và MH .............................................................................. 126
5.2.2 C ch x lỦ đ ng b d li u gi a MH và MH ......................................................... 128

L u đ x lý và gi i thu t ....................................................................................... 133

5.3.1 C u trúc d li u l u tr ph c v x lý ....................................................................... 133
5.3.2 M t s gi i thu t x lý t i BS ..................................................................................... 133
5.3.3 M t s gi i thu t x lý t i MH ................................................................................... 137

Th nghi m hi u qu c a MIXGROUP cho k thu t đ ng b d li u. ................ 142
5.4.1 Mô t k ch b n th nghi m ......................................................................................... 142
5.4.2
đo th nghi m ....................................................................................................... 143
5.4.3 Các tiêu chí đ th nghi m ......................................................................................... 144
5.4.4 K t qu th nghi m..................................................................................................... 145

5.5

K t lu n ................................................................................................................... 150

K t lu n và h

ng phát tri n ..................................................................................... 151

Các k t qu đ t đ c ........................................................................................................ 151
H ng phát tri n ............................................................................................................... 154

iii


Danh m c công trình c a tác gi ............................................................................... 156
Tài li u tham kh o ....................................................................................................... 156
Ph l c A

Ch

ng trình th

nghi m mô ph ng ................................................ 165

A.1 Gi i thi u ................................................................................................................. 165
A.2 Network Simulation 2 – NS2 .................................................................................. 165
1.
2.

Gi i thi u .................................................................................................................... 165
Ki n trúc c a NS2 ....................................................................................................... 165

A.3 C u trúc ch

ng trình mô ph ng ............................................................................ 166

iv


Danh sách hình

Hình 0-1 Mô hình HTTT D có d a trên m ng có c u trúc h t ng .........................................3
Hình 0-2 Mô hình HTTT D d a trên m ng tùy bi n ...............................................................3
Hình 1-1. Ki n trúc COCA....................................................................................................... 20
Hình 1-2 L

c đ tìm ki m Cocktail c a COOP .................................................................... 27

Hình 1-3 Phân lo i “Inter category” ......................................................................................... 28

Hình 1-4 Minh h a yêu c u tìm ki m d li u c a ZONE ....................................................... 29
Hình 1-5 S chuy n ti p gói tin yêu c u t MHi ngu n t i MHs đích .................................... 33
Hình 1-6 Nhóm c a MH D ....................................................................................................... 36
Hình 1-7 Minh h a vùng c a MH A ........................................................................................ 39
Hình 2-1. Minh h a MH vùng, MH m ng c a MH1............................................................... 51
Hình 2-2. Mô hình h th ng thông tin di đ ng c ng tác MIXGROUP................................... 52
Hình 2-3. Nguyên lý c a qui trình tìm ki m d li u trong MIXGROUP ............................... 53
Hình 2-4. Minh h a m i quan h gi a các c ch trong MIXGROUP .................................. 55
Hình 2-5. Nguyên lý ho t đ ng khi MH gia nh p m ng ......................................................... 59
Hình 2-6. Ki n trúc x lý t i BS............................................................................................... 61
Hình 2-7. Ki n trúc x lý t i m i MH...................................................................................... 62
Hình 3-1. L u đ x lý quá trình tìm ti m d li u .................................................................. 72
Hình 3-2. L u đ x lý quá trình tìm ki m d li u t i MH ngu n ......................................... 75
Hình 3-3. Minh h a thông tin kích th

c b ng InZoneDataTable ......................................... 80

Hình 3-4. Minh h a thông tin kích th

c b ng OutZoneDataTable ....................................... 80

Hình 3-5. Mô ph ng h th ng th c nghi m ............................................................................. 82
Hình 3-6 Bi u đ minh h a s l ng thông đi p trung bình d a theo kích th c b nh
đ m c c b t ng d n ................................................................................................................. 88
Hình 3-7. Bi u đ minh h a th i gian h i đáp trung bình theo kích th c b nh đ m
c c b t ng d n ......................................................................................................................... 89
Hình 3-8. Bi u đ minh h a t l truy c p d li u c ng tác trung bình theo kích th c
b nh đ m c c b t ng d n ..................................................................................................... 91
Hình 3-9. Bi u đ minh h a s l ng thông đi p trung bình theo s l ng MH t ng
d n trong h th ng .................................................................................................................... 92

Hình 3-10. Bi u đ minh h a th i gian h i đáp trung bình theo s l ng MH t ng d n
trong h th ng. .......................................................................................................................... 93

v


Hình 3-11. Bi u đ minh h a cho t l tìm th y d li u c ng tác trung bình theo s
l ng MH trong h th ng t ng d n. ......................................................................................... 94
Hình 4-1. Minh h a cho vi c phân lo i d li u chính-ph trong vùng c ng tác ................. 101
Hình 4-2. L u đ minh h a cho x lý phân lo i và l u tr d li u ...................................... 102
Hình 4-3. L u đ x lý c a c ch thay th d li u .............................................................. 108
Hình 4-4. Bi u đ minh h a t l truy c p d li u c ng tác theo kích th c b nh đ m
c c b gi a các c ch LRU, ICR-COOP, LUV, MIX-CR .................................................. 111
Hình 4-5. Bi u đ minh h a t l truy c p d li u c ng tác theo s l ng MH t ng d n
gi a các c ch LRU, IICR-COOP, LUV, MIX-CR............................................................. 112
Hình 5-1. Tr c t a đ 3 chi u th hi n k t h p các đ c tr ng trong bài toán đ ng b d
li u [17] ................................................................................................................................... 117
Hình 5-2 Minh h a các giai đo n cho chu k c p nh t d li u ............................................. 126
Hình 5-3 Mô t x lỦ đ ng b d li u gi a BS và MH ......................................................... 127
Hình 5-4 MH m t k t n i khi nh n IR ................................................................................... 128
Hình 5-5 X lý tìm ki m IR khi MH m t k t n i .................................................................. 129
Hình 5-6 MH m t k t n i trong giai đo n g i yêu c u c p nh t d li u............................... 129
Hình 5-7. M t k t n i trong giai đo n BS phát DBR ............................................................ 130
Hình 5-8 MH m t k t n i trong quá trình BS phát DBR ....................................................... 131
Hình 5-9 MH m t k t n i lúc BS phát d li u ....................................................................... 131
Hình 5-10 X lý m t k t n i trong giai đo n BS phát d li u .............................................. 132
Hình 5-11. Bi u đ so sánh AT d a trên đvdl b c p nh t t i BS t ng theo 3 tình hu ng
khác nhau. ............................................................................................................................... 146
Hình 5-12. Bi u đ minh h a th i gian TT theo s đvdl b c p nh t t i BS t ng d n
theo 3 tình hu ng khác nhau ................................................................................................... 147

Hình 5-13. Bi u đ minh h a t l d li u m t h p l đ c c p nh t theo xác su t m t
k t n i c a MH t ng d n gi a MIXGROUP và SWRCC+MUVI ........................................ 149
Hình 5-14. Bi u đ minh h a v t l g i yêu c u lên kênh truy n lên theo xác su t m t
k t n i c a MH t ng d n gi a MIXGROUP và SWRCC+MUVI ........................................ 150
Hình 5-15. NS2 theo quan đi m ng

i dùng ......................................................................... 165

Hình 5-16. C ch ho t đ ng c a ch

ng trình ..................................................................... 166

Hình 5-17. C u trúc ch

ng trình mô ph ng ......................................................................... 167

vi


Danh sách b ng

B ng 1-1 Mô t thông tin b ng CIT c a MH A ....................................................................... 39
B ng 1-2. B ng tóm t t các chi n l

c c ng tác b nh đ m c c b ..................................... 43

B ng 1-3. B ng phân lo i m c đ phân quy n c a các chi n l c c ng tác b nh đ m
c c b ........................................................................................................................................ 49
B ng 3-1. Mã gi thu t toán x lý c a mô-đun tìm ki m d li u c c b ............................... 76
B ng 3-2. Mã gi x lỦ thông đi p REQUEST t i t i MH đích và thông đi p

RE_REQUEST t i MH ngu n. ................................................................................................. 77
B ng 3-3 Mã gi x lý nh n gói tin “REQUEST_OUT” MH đích và gói tin
“RE_REQUEST_OUT” t i MH ngu n .................................................................................... 78
B ng 3-4. B ng thông tin mô t các tham s mô ph ng c a h th ng .................................... 84
B ng 3-5 B ng d li u v s l ng thông đi p trung bình d a trên kích th c b nh
đ m c c b ................................................................................................................................ 87
B ng 3-6. B ng d li u minh h a cho th i gian h i đáp trung bình theo kích th c b
nh đ m c c b t ng d n. ......................................................................................................... 89
B ng 3-7. B ng d li u v t l tìm th y d li u trung bình trong vùng c ng tác theo
kích th c b nh đ m c c b t ng d n. ................................................................................. 90
B ng 3-8. B ng d li u minh h a s l ng thông đi p trung bình theo s l ng MH
t ng d n trong h th ng. ........................................................................................................... 92
B ng 3-9. B ng d li u v th i gian h i đáp trung bình theo s l ng MH t ng d n
trong h th ng ........................................................................................................................... 93
B ng 3-10. B ng d li u v t l tìm th y d li u c ng tác trung bình theo s l ng
MH t ng d n trong h th ng..................................................................................................... 94
B ng 4-1. Minh h a thu t toán x lý phân lo i và l u tr d li u ........................................ 103
B ng 4-2 Mã gi thu t toán cho c ch thay th d li u ....................................................... 108
B ng 4-3. B ng d li u v t l tìm th y d li u c ng tác theo kích th

c b nh đ m

c c b t ng d n ....................................................................................................................... 110
B ng 4-4. B ng s li u v t l truy c p d li u c ng tác theo s l ng MH t ng d n
trong h th ng ......................................................................................................................... 111
B ng 5-1 Mô t x lý chi ti t c a BS và MH trong m t chu k đ ng b Ti ......................... 128
B ng 5-2. Mã gi thu t toán t o IR ........................................................................................ 135
B ng 5-3. Mô t mã gi thu t toán xây d ng l ch phát DBR................................................. 136

vii

B ng 5-4 Minh h a thu t toán t o b ng thông tin InZoneDatatTable,
OutZoneDataTable ................................................................................................................. 138
B ng 5-5 Minh h a gi i thu t x lý yêu c u c p nh t ........................................................... 138
B ng 5-6 Minh h a gi i thu t t o l ch nh n d li u .............................................................. 139
B ng 5-7. Minh h a mã gi x lý m t k t n i khi nh n IR t BS ......................................... 140
B ng 5-8. Mã gi thu t toán x lý m t k t n i lúc nh n DBR t BS .................................... 140
B ng 5-9. Minh h a gi i thu t x lý nh n d li u khi m t k t n i ....................................... 141
B ng 5-10. Tham s mô ph ng cho c ch đ ng b d li u ................................................. 143
B ng 5-11. B ng d li u đo th i gian truy c p AT d a trên s đvdl b c p nh t t i BS
t ng d n theo 3 tình hu ng khác nhau. ................................................................................... 145
B ng 5-12. B ng s li u cho th i gian TT theo s đvdl b c p nh t t i BS v i 3 tình
hu ng khác nhau. .................................................................................................................... 147
B ng 5-13. B ng d li u so sánh t l m t h p l đ c c p nh t theo xác su t m t k t
n i c a MH t ng d n gi a MIXGROUP và SWRCC+MUVI .............................................. 148
B ng 5-14. B ng d li u v t l g i yêu c u lên kênh truy n lên theo xác su t m t k t
n i c a MH t ng d n gi a MIXGROUP và SWRCC+MUVI .............................................. 149

viii


M đ u
D n nh p
Hi n nay công ngh liên l c không dây và các thi t b di đ ng (đ

c vi t t t là

TBD ) nh đi n tho i thông minh (smart phone), máy tính b túi (pocket PC), máy
tính b ng (tablet), máy xách tay (laptop), … ngày càng tr nên ph bi n và quan tr ng

trong cu c s ng. Các lo i TBD
các liên l c c b n mà còn đ

hi n đ i này không ch đ

c s d ng đ th c hi n

c dùng v i nhi u tính n ng khác nhau nh các thi t b

tính toán khác. Các TBD hi n đ i hi n nay đ u có kh n ng l u tr các c s d li u
(vi t t t là CSDL) khác nhau, có kh n ng truy c p, tìm ki m và chia s thông tin thông
qua môi tr

ng m ng không dây. S d ng TBD k t h p v i công ngh liên l c không

dây cho phép chúng ta truy c p h th ng thông tin toàn c u (Internet)

b t c n i đâu

và b t c khi nào chúng ta mu n. V i các TBD s d ng công ngh m i, ng

i dùng

truy c p thông tin ch qua m t cú “ch m tay” trên màn hình và chính đi u này làm cho
th gi i càng tr nên thu nh l i. Vi c chia s thông tin gi a các ng
đ

i dùng TBD

c th c hi n thông qua nhi u n n t ng khác nhau hi n nay, ch ng h n nh m ng xã

h i (social networking), đi n toán đám mây (cloud computing), liên l c ngang hàng
(peer-to-peer communications), v.v… Hàng lo t các ng d ng truy c p, tìm ki m, chia
s d li u đ

c xây d ng đ đáp ng cho các nhu c u c a ng

Nh ng lo i ng d ng này ch y u đ
tin di đ ng (đ

i dùng TBD hi n nay.

c xây d ng d a trên ki n trúc H th ng thông

c vi t t t là HTTT D ) ho c C s d li u di đ ng (đ

CSDL D ). M t HTTT D /CSDL D
phân tán, trong đó CSDL đ

đ

c vi t t t là

c đ nh ngh a nh m t h th ng thông tin

c đ t và phân tán trên các nút là các TBD , và các TBD

có th liên l c b ng công ngh sóng ng n nh WiFi, Bluetooth, hay NFC (Near Field
Communication) [67].
V i b i c nh và m c đích s d ng ng d ng HTTT D khác nhau trong xã h i mà

chúng đ

c xây d ng trên các n n t ng ki n trúc m ng khác nhau. Hi n t i các ng

1


d ng HTTT D đ

c xây d ng d a trên hai lo i ki n trúc m ng chính: ki n trúc m ng

có c u trúc h t ng (infrastructure network) và ki n trúc m ng ngang hàng không dây
(Mobile Peer-to-Peer vi t t t là MP2P) d a trên ho t đ ng c a ki n trúc m ng không
dây tùy bi n (Mobile Ad-hoc-based Network, vi t t t là MANET) [58][59].
Các ng d ng HTTT D d a trên m ng có c u trúc h t ng đ

c c u thành t các

máy tr m di đ ng (mobile host/mobile client, vi t t t là MH); các đi m k t n i d li u
(base station, vi t t t là BS) và trung tâm d li u (Data Center, vi t t t là DC) đ

c

minh h a Hình 0-1. Trong ki n trúc này, MH là các TBD có kh n ng b di chuy n
th

ng xuyên, ch ng h n nh máy tính xách tay, đi n tho i di đ ng, … S k t h p

chung gi a BS và DC, đ

c hi u là máy ch (BS) trong h th ng và cung c p d li u

cho toàn b MH trong h th ng trong ph m vi truy c p đã đ
d ng HTTT D

này, các TBD

c thi t l p. V i lo i ng

truy xu t thông tin ch y u t BS thông qua công

ngh liên l c không dây. Hi n nay có r t nhi u các ng d ng HTTT D đ
d a trên ki n trúc này, c th nh

c xây d ng

ng d ng t i sách đi n t trên Kindle c a Amazon,

các ng d ng t i ph n m m t máy ch [75]; h th ng xu t b n n i dung [73]; h th ng
chia s thông tin (Thumb) [77]; h th ng ra quy t đ nh h tr ch m sóc s c kh e thông
qua TBD (M-Health) [68]; h th ng bán vé tàu b ng công ngh NFC [62], …
Ngoài ra, d a trên hi n t

ng n i lên c a công ngh m ng liên l c ngang hàng

(peer-to-peer, vi t t t là P2P) đã d n đ n s phát tri n các ng d ng HTTT D

d a

trên ki n trúc m ng MANET [30]. Trong ki n trúc này các MH có th chia s thông

tin v i nhau tr c ti p mà không c n s h tr c a đi m truy c p m ng không dây và
trung tâm d li u nh Hình 0-2. M t s

ng d ng tiêu bi u c a ng d ng HTTT D

ki u này là các ng d ng trò ch i trên thi t b trò ch i c m tay màn hình đôi (A DualScreen handheld game console, vi t t t là DS), c th là các trò ch i c ng tác gi a DSDS trong Nintendo DS; h th ng chia s tài nguyên h c t p trong ph m vi khuôn viên
c a tr

ng đ i h c [75], h th ng chia s tri th c (tên g i là SHARK); h th ng Proem;

h th ng m ng xã h i SocialNet [36]; h th ng chia s thông tin gi a các nhóm ng

i

đi du l ch t phát – CADRE [60]; h th ng h tr các nhóm bác s /nhân viên c u h /n n
nhân c n chia s thông tin trong tai n n thiên tai – CLEAR [61]; h u h t các ng d ng

2


trò ch i trong kho l u tr trò ch i c a Apple (Apple AppStore) ho c Android (Android
Market) cho phép ng

i dùng ch i các trò ch i

ch đ đa ng

i ch i thông qua k t

n i Bluetooth, Wi-Fi ho c 3G [34], …

Wired link
Base station

Database Server

Wireless link

Smart phone

PDA

Laptop Computer

Cell phone

Smart phone

Laptop Computer

PDA

Hình 0-1 Mô hình HTTT D có d a trên

Hình 0-2 Mô hình HTTT D d a trên m ng

m ng có c u trúc h t ng

tùy bi n

Trong m ng không dây có c u trúc, các MH có th nh n d li u đã yêu c u t các
BS b ng cách ho c yêu c u các đ n v d li u (vi t t t là đvdl) này thông qua các kênh
liên l c đi m-đ n-đi m (point – to – point) thông qua ph

ng th c kéo d li u (pull

based method) [55] ho c do BS phát lên kênh phát d li u (downlink channel) theo
đ nh k thông qua ph

ng th c đ y d li u (push based method) [1][2][4][50][51],

ho c có th l y d li u nh s k t h p c hai ph

ng th c này (hybrid based method)

[3][38][42][52][74]. Bên c nh đó, trong m ng MANET, các MH có th th c hi n tìm
ki m d li u thông qua ph

ng th c truy c p ngang hàng không dây mà không c n

truy c p t i BS [14][35][80].
S phát tri n các ng d ng HTTT D đang g p ph i r t nhi u khó kh n và các v n
đ c n ph i gi i quy t so v i HTTT truy n th ng d a trên k t n i m ng có dây, do
HTTT D ph i g p các gi i h n trong môi tr
và b t đ i x ng, ch t l

ng không dây nh : b ng thông h n ch

ng kênh truy n không dây kém và ít n đ nh, tính di chuy n

c a TBD cao, tính d m t k t n i c ch đ ng (do ch TBD ng t) l n b đ ng (do
ch t l

ng cung c p d ch v c a nhà m ng) c a các TBD , tính gi i h n v n ng

3


l

ng x lý c a các TBD , tính gi i h n v không gian l u tr c a TBD , tính gi i

h n v t c đ x lý c a TBD , tính c p nh t và truy c p phân tán. M t trong các v n
đ c nđ

c quan tâm gi i quy t nhi u nh t là nâng cao tính hi u qu truy c p d li u

cho các ng d ng HTTT D . Do v y, vi c nghiên c u đ xu t các mô hình và gi i
pháp đ ph c v cho vi c xây d ng các ng d ng HTTT D đ
nghiên c u phong phú và thu hút đ

c xem là m t l nh v c

c s quan tâm r t nhi u đ n các nhà nghiên c u

hi n nay[11][35][45].

ng c th c hi n lu n án
1) S n i lên c a các nhóm ng d ng chia s thông tin, d li u gi a ng

i

dùng TBD trong xã h i hi n nay
Nh chúng ta đã bi t, hàng lo t các ng d ng đ
ph c v khai thác thông tin, d li u cho ng

c xây d ng trên TBD

i s d ng TBD . Tr

nh m

c đây các ng d ng

đ u ch y u t p trung phát tri n cho các ng d ng HTTT D có c u trúc, ngh a là các
TBD ch y u truy c p thông tin, d ch v t máy ch h th ng thông qua môi tr
liên l c không dây. Tuy nhiên, do m t s đ c thù c a môi tr

ng

ng di đ ng nh tính di

chuy n c a TBD , tính d m t k t n i, b ng thông h n ch và b t đ i x ng, … làm
cho lo i ng d ng HTTT D d a trên c u trúc b h n ch v tính s n sàng khi truy c p
thông tin, d ch v t máy ch . Ngoài ra, đ phát tri n m t HTTT D d a trên m ng có
c u trúc h t ng không ch đòi h i chi phí cao đ thi t l p v c s h t ng mà còn đòi
h i ph i có m t đ a hình v t lý phù h p đ thi t l p đ

c c s h t ng đó. Ho t đ ng

c a m ng MANET và công ngh m ng P2P đã đ a đ n m t h

ng nghiên c u m i v

công ngh m ng ngang hàng không dây MP2P và các l nh v c ng d ng liên quan.
MP2P cho phép m t t p các TBD

di chuy n và liên l c v i nhau thông qua sóng

ng n. Nhi u ng d ng d a trên công ngh m ng MP2P đ
v c nh truy n thông, th
th

c phát tri n cho nhi u l nh

ng m i và dân s , ch ng h n nh d ch v qu ng cáo trong

ng m i, d ch v d đoán và thông báo v giao thông công c ng đ

[90]. Vi c thi t l p m t môi tr

ng m ng liên k t v t lý gi a các TBD

sóng ng n đ chia s thông tin, d ch v đ

ng ph , …
thông qua

c th c hi n nhanh, đ n gi n, chi phí th p

và linh đ ng cho m t s đ a hình mà mô hình truy n th ng khó ti p c n, đ c bi t là đ a

4


hình hi m tr . Sau đây chúng tôi trình bày m t s k ch b n nh m cho th y vi c liên
k t, chia s thông tin, d li u gi a các TBD trong các h th ng hi n nay là nhu c u
r t ph bi n và c n thi t.
o Nhu c u chia s thông tin, d li u trong ng d ng HTTT D có c u trúc.
D a trên hành vi di chuy n c a con ng
hoàn toàn c a các đi m truy c p Wi-Fi, có th

i khi mang TBD
nh h

và tính ph không

ng đ n v n đ m t k t n i c a

TBD v i máy ch trong h th ng m ng. Và v n đ m t k t n i c ng nh h

ng đ n

tính s n sàng c a d li u trong các ng d ng khi ch d a vào s truy c p d li u t máy
ch .
Ví d nh khi t i các ph m m m ng d ng cho TBD , ch ng h n nh

ng d ng

đ c sách báo đi n t , các ng d ng trò ch i, gi i trí, … Khi TBD m t k t n i v i máy

ch , các TBD không th t i đ

c d li u theo mong mu n. Hi n t

ng này thúc đ y

m t TBD nên liên l c v i TBD khác b ng cách s d ng các giao th c đ nh tuy n
c a m ng MANET mà không c n k t n i thông qua đi m truy c p m ng đ tìm th y
đ

c d li u mong mu n. N u s d ng c ch c a m ng MANET, thi t b này có th

t iđ

c các ph n m m ng d ng mong mu n b ng cách tìm ki m và t i v t các thi t

b khác trong m ng [75].
Nhi u ng d ng HTTT giao thông công c ng đã đ

c xây d ng đ cung c p d ch

v thông tin giao thông (k t xe, t i n n, …) ph c v cho nh ng ng
khi tham gia giao thông.

i s d ng TBD

s d ng d ch v c a h th ng b t bu c m i TBD ph i

liên k t v i máy ch thông qua m ng không dây. Tuy nhiên theo nhi u tài x , nh ng
ng

i s d ng d ch v này nhi u nh t thì cho r ng vi c h i đáp thông tin t các d ch

v này khá ch m và v n đ m t tín hi u liên l c th
đ

ng xuyên x y ra, thông tin không

c c p nh t theo th i gian và liên t c d n đ n thông tin không chính xác và h r t

không hài lòng đ s d ng các d ch v thông tin này. V i nh ng ng d ng đòi h i chia
s thông tin, d li u th i gian theo th i gian th c nh v y, thì vi c liên l c gi a các
TBD đ chia s thông tin v i nhau ngay t c th i là c n thi t. Ng
đi vào thành ph có th liên l c v i các ng

5

i dùng TBD khi

i dùng TBD khác đ t o ra m t m ng


ng

i dùng TBD chia s thông tin v tình tr ng giao thông trong thành ph (k t xe,

tai n n, …) [90].
Trong l nh v c qu ng cáo, ng d ng chia s d a trên m ng MP2P c ng r t c n
thi t. M t nhân viên c a siêu th ho c tr m x ng có th dùng TBD c a h đ qu ng
bá các thông đi p qu ng cáo v thông tin khuy n mãi và các m t hàng đ

Nh ng ng

i dùng TBD nh n đ

khác khi h di chuy n trên đ
tin r ng l n gi a các ng

c gi m giá.

c thông tin và có th chia s v i các ng

ng, và đi u này d n đ n m t m ng l

i dùng

i chia s thông

i dùng TBD v i nhau [90].

o Nhu c u chia s thông tin, d li u trong các ng d ng chia s nhóm
Công ngh m ng MANET ra đ i đã làm cho các ng d ng liên l c nhóm (Group
– Communication Applications vi t t t là GCA) ngày càng đ

c quan tâm phát tri n

và áp d ng trong đ i s ng h ng ngày [64]. M c tiêu c a các lo i ng d ng GCA là
nh m chia s d li u trong m t nhóm ng
đ

i dùng v i tình hu ng môi tr

ng m ng

c thi t l p m t cách nhanh chóng, đ n gi n, ít t n kém chi phí, đ a hình hi m tr

ho c

các n i mà vi c m ng WiFi, 3G s d ng khó kh n ho c chi phí s d ng m ng

cao. M ng MANET là m t l a ch n khá h u hi u đ phát tri n các lo i ng d ng này.
Các ng d ng HTTT D chia s d li u ch y trên c ch m ng MANET c ng đ

c

đ nh ngh a theo khái ni m m i là m ng xã h i không dây (Social Wireless Networks –
vi t t t là (SWNET) [75]. Hàng lo t các ng d ng chia s thông tin gi a các nhóm
ng

i dùng đ

c xây d ng và s d ng hi n nay ch ng h n nh :

o M t nhóm h c sinh c n đ

c h c tr i nghi m ngoài tr i, th y giáo phân chia

l p h c thành t ng nhóm và yêu c u các nhóm h c sinh tìm hi u v nhà th
c a thành ph tr

c kia và hi n nay (bao g m l ch s , hình nh minh h a, …).

Các nhóm h c sinh dùng TBD và thi t l p nhóm liên l c c a mình, khi đ n
nhà th có th m t vài ng
vài ng

i thì

i trong nhóm vào bên trong tìm hi u nhà th , m t

l i quan sát bên ngoài. C hai nhóm này đ u có th trao đ i

thông tin trong quá trình tìm hi u bao g m chia s các ghi chú, đo n nói
chuy n, hình nh ch p đ

c, … [30].

6


o M t nhóm ng
đ tn

c. Tr

i du l ch t phát đi tham quan khám phá m t vùng mi n c a
c khi đi du l ch, nhóm ng

i có th truy c p đ n h th ng máy

ch đ xem và l u tr m t s thông tin c n thi t v vùng du l ch mà h quan

tâm. Tuy nhiên, trong quá trình khám phá du l ch, các thành viên trong các
nhóm du l ch có th chia s thông tin, hình nh m i, … v các đ a danh c a
đ a đi m đang du l ch gi a các thành viên trong nhóm, ho c v i các thành
viên c a các nhóm du l ch khác [60].
o ….

Nh v y, thông qua nh ng ví d trên đây đã cho th y các TBD liên k t và chia
s thông tin thông qua liên l c sóng ng n là h u ích, nh t là trong c ng đ ng ng
d ng TBD

is

ngày càng nhi u và nhu c u chia s thông tin càng t ng hi n nay. Vi c

liên k t, chia s thông tin, d li u gi a các TBD nâng cao tính s n sàng d li u khi
truy c p thông tin, d li u trong h th ng dù có đ
ch hay không đ

c h tr d ch v thông tin t máy

c h tr . V i tính th i s c a s phát tri n các lo i ng d ng HTTT

chia s ngang hàng ngày càng t ng này, trong lu n án chúng tôi đ c bi t quan tâm
nghiên c u đ n các gi i pháp, v n đ k thu t liên quan đ ph c v cho s phát tri n
c a các ki u ng d ng này.
2)

ng c l a ch n ki n trúc m ng

N u ch xem xét v HTTT D d a trên m ng có c u trúc h t ng, vi c h n ch v

liên l c b t đ i x ng gi a máy ch và TBD , kênh truy n lên (uplink chanel) có b ng
thông th p nên trong c ch truy xu t d li u theo ph
(pull method) có th d n đ n hi n t

ng th c g i yêu c u t TBD

ng th t c chai khi s l

t ng lên [88]. M c dù vi c truy xu t d li u thông qua ph
ch (push method) và ph
TBD và ph

ng TBD trong h th ng
ng th c đ y d li u t máy

ng th c k t h p (s d ng c ph

ng th c g i yêu c u t

ng th c đ y d li u t máy ch ) linh ho t h n, tuy nhiên th i gian truy

xu t d li u trong hai lo i ph

ng th c này có th có đ tr cao, n ng l

c ng b s d ng nhi u b i vì khi các TBD truy xu t d li u theo ph
li u t máy ch , chúng ph i ch d li u đ
(downlink chanel).

7

ng c a TBD
ng th c đ y d

c máy ch phát trên kênh truy n xu ng


Chúng ta đã xem xét qua HTTT D d a trên ki n trúc m ng MANET nh m h tr
chia s d li u l n nhau gi a các TBD trong h th ng khi không s d ng đ

c d ch

v t máy ch . Tuy nhiên, chính vì các TBD có th di chuy n t do, và chúng có th
m t k t n i v i nhau b t c th i đi m nào làm cho đ hình m ng b thay đ i liên t c,
h u qu là các TBD có th b th i gian truy c p lâu ho c truy c p b th t b i n u nh
các TBD đích ch a d li u yêu c u n m xa ho c không th k t n i t i đ
Nh ng h n ch c h u c a h th ng di d ng d a trên ph
TBD , ph

ng th c đ y d li u t máy ch , ph

c.

ng th c g i yêu c u t

ng th c k t h p và ph

ng th c truy

xu t d li u theo c ch m ng MANET thúc đ y c n ph i xây d ng m t h th ng k t

h p các ph

ng th c truy xu t d li u phù h p b i vì các ph

ng th c này khi t n t i

riêng r s không phù h p v i h u h t các h th ng thông tin th

ng m i th c t . Trong

th c t , đ tr c a truy v n ho c vi c truy xu t d li u b th t b i có th d n đ n vi c
h y b các giao tác có giá tr ho c có th làm ng ng, tr các ho t đ ng quan tr ng.
i u này c ng có ngh a là làm gi m đi s th a mãn và lòng tin c a ng

i s d ng h

th ng, và mang đ n nh ng thi t h i n ng n cho doanh nghi p.
Nh ng h n ch c a các mô hình truy c p d li u đang t n t i và s n i lên c a công
ngh liên l c ngang hàng đã làm đ ng c đ chúng tôi k t h p công ngh này v i mô
hình di đ ng truy n th ng đ t o ra m t mô hình truy c p d li u di đ ng phù h p.
Chúng tôi xây d ng m t mô hình truy c p lai, ngh a là trong mô hình này các TBD
không ch truy v n d li u yêu c u t máy ch mà còn có th truy v n d li u t các
TBD khác trong h th ng. Nghiên c u này nh m cung c p m t n n t ng liên l c m i
đ phát tri n các ng d ng truy c p thông tin thông qua m ng không dây.
3)

ng c l a ch n ph

ng pháp nâng cao tính s n sàng d li u

Vì m t s h n ch ph i g p nh đã nêu khi phát tri n các ng d ng HTTT D , do
v y tính s n sàng d li u và tính d dàng truy c p d li u cho các TBD là v n đ c n
đ

c quan tâm nghiên c u. Trong môi tr

MANET, tr

ng m ng không dây, đ c bi t m ng

c đây t p trung các nghiên c u liên quan đ n ph

ng pháp đ nh tuy n

đ ng đ t ng hi u qu k t n i gi a các MH nh m t ng hi u qu truy xu t d li u trong
h th ng.

i u này c ng nói lên r ng ph

8

ng pháp truy c p d li u trong m ng


MANET là v n đ quan tr ng và đ
ph

c quan tâm nhi u hi n nay [4]. M t trong các

ng pháp nâng cao hi u qu truy xu t d li u h p d n và đ

nh t hi n nay là Ph
g i t t là Ph

c c ng đ ng quan tâm

ng pháp l u tr d li u t i b nh đ m (caching method), đ

ng pháp l u tr d li u. Ph

ng pháp l u tr d li u đ

c ch ng minh

là gi i pháp quan tr ng đ c i ti n hi u qu th c thi truy xu t d li u trong môi tr
di đ ng [14][21][22][16]. Ph
nh ng l n truy v n tr

c t i b nh đ m c c b (Local Cache, vi t t t là LC) c a các

m t s y u t : (i) nâng cao ch t l

ng pháp l u tr d li u đem l i hi u

ng câu truy v n

đ ng, đ tr và m t gói tin; (ii) gi m n ng l

MH (QoS) nh tính ch

ng b ng thông m ng; (iii) gi m t i x lý

cho máy ch (BS). H n n a, vi c gi m chi phí b ng thông c ng hàm Ủ ph
l u tr d li u đ

c th c thi hi u qu và có th ti t ki m n ng l

Ngoài ra, s d ng ph

ng

ng pháp l u tr d li u là gi i pháp l u l i k t qu c a

TBD đ ph c v cho các l n truy v n sau. Ph
qu

c

ng pháp

ng x lý cho MH.

ng pháp l u tr d li u s làm đ tr truy c p d li u gi m b i

vì yêu c u truy c p d li u có th truy c p t b nh đ m c c b c a MH thay vì ph i
truy c p máy ngu n ch a d li u, đòi h i ph i giao ti p và chuy n d li u thông qua
kênh truy n c a m ng không dây.
Tuy nhiên, trong ki n trúc m ng MANET, khi s d ng ph

ng pháp l u tr d

li u, các MH có th k t n i và chia s thông tin, d li u v i nhau thay vì k t n i v i BS
đ th c hi n các công vi c này. Khi các MH trong môi tr

ng di đ ng có nh ng nhi m

v nh nhau, chia s thông tin chung, chia s d li u t i b nh đ m c c b v i nhau
thì đ

c g i là Ph

ng pháp c ng tác trong l u tr d li u t i b nh đ m c c b

(cooperative caching method), g i t t là Ph
h

ng nghiên c u v ph

ng pháp l u tr c ng tác. M t s

ng pháp l u tr c ng tác g m có CachePath, CacheData,

Hybrid Cache [91], COCA [26], DGCoca[27], GroCoCA[28], COOP [32][33], ZONE
[23], CC [24], GROUP CACHING [78]. Qua các công trình nghiên c u v
pháp l u tr c ng tác, công vi c nghiên c u đ

ph

ng

c chia thành hai v n đ chính: k thu t

tìm ki m d li u và qu n lý d li u c ng tác. K thu t tìm ki m d li u t p trung vào
nghiên c u các giao th c đ các MH có th tìm ki m d li u yêu c u t các MH đích
(MH ch a d li u yêu c u) ho c BS trong môi tr

9

ng di đ ng. Nh ng nghiên c u g n


li n v i công vi c qu n lý d li u c ng tác là thi t k các giao th c và thu t toán đ
các MH qu n lỦ không gian l u tr c a b nh đ m c c b hi u qu . D li u l u tr
trong b nh đ m c c b c a m i MH không ch ph c v cho chính nó mà còn ph i
ph c v cho các MH khác trong h th ng nh m t ng hi u su t ho t đ ng c a h th ng.
Các công vi c liên quan đ n qu n lý d li u c ng tác bao g m các c ch : x lý thu
n p d li u, x lý thay th d li u và x lý đ ng b d li u. Chi ti t các công vi c
nghiên c u này đ


c trình bày nh sau:

C ch x lý tìm ki m d li u: M c tiêu c a c ch này là gi i quy t

hi u qu cho yêu c u truy v n d li u c a các MH. Khi m t MH đ a ra yêu c u truy
v n d li u (đ

c g i là MH ngu n), c ch x lý tìm ki m d li u ph i đ m b o

ch ra m t cách th c đ khám phá và l a ch n n i d li u đ

c l u (đ

c g i là MH

đích) m t cách hi u qu , cung c p thông tin này cho MH ngu n đ ph c v cho vi c
tìm ki m, truy v n v n d li u hi u qu .


C ch x lý thu n p d li u: Khi các MH ngu n đ a ra yêu c u truy

v n và khi nh n d li u k t qu tr v , chúng có th l u tr l i các đvdl này vào
b nh đ m c c b c a chúng đ s d ng cho các các l n truy v n sau ho c ph c
v cho các truy v n t các MH khác trong h th ng. C ch x lỦ thu n p d li u
là c ch đ t ra đ quy t đ nh đvdl nào nên đ

c l u tr l i c ng nh cách th c

l u tr các đvdl này nh m t ng tính hi u qu trong vi c khai thác, s d ng l i
chúng trong h th ng sau đó.

tr

C ch x lý thay th d li u: M i MH có gi i h n v không gian l u

b nh đ m c c b , do v y khi không gian l u tr đ y không còn ch đ l u

tr thêm các đvdl m i, MH ph i quy t đ nh lo i b t đvdl c ho c/và không h p l
t i b nh đ m c c b đ l y không gian l u các đvdl m i. C ch x lý thay th d
li u đ a ra cách th c đ đ m b o l a ch n các đvdl c n xóa phù h p, chính xác đ

t ng tính h u d ng c a b nh đ m c c b c a MH.


C ch x lý đ ng b d li u: Khi BS hi u ch nh các đvdl (thêm, xóa,

s a) thì vi c hi u ch nh này có th làm cho các đvdl đang đ

c l u tr t i b nh

đ m c c b c a các MH trong h th ng không còn h p l . C ch x lý đ ng b d

10


li u ph i đ a ra c ch x lý nh m đ m b o tính nh t quán d li u trong h th ng,
ngh a là các đvdl đ

c l u t i BS và các MH luôn nh t quán v i nhau.

Tóm l i, vi c s d ng ph

ng pháp l u tr c ng tác gi a các MH trong môi tr

không dây s gi m chi phí v b ng thông và n ng l
d li u. Tuy nhiên, ph

ng

ng x lý, t ng tính s n sàng c a

ng pháp l u tr c ng tác phát sinh v n đ m i là làm sao qu n

lý d li u c ng tác t i TBD

sao cho hi u qu . B i vì m t ph

ng pháp qu n lý d

li u c ng tác t i MH t t s làm t ng đ hi u qu th c thi c a h th ng nh : h n ch
truy xu t đ n máy ch , truy v n d li u hi u qu (gi m th i gian ch và th i gian truy
xu t d li u), chia s c ng tác d li u hi u qu gi a các MH, v.v.
Vì các công trình nghiên c u tr

c đây v n còn nhi u h n ch (ph n này đ

chúng tôi trình bày và phân tích chi ti t
đ xu t m t ph

Ch

c

ng 1) nên trong lu n án này chúng tôi

ng pháp l u tr c ng tác m i nh m cho phép l u l i các đvdl t i b

nh đ m c c b các MH, nh m ph c v cho vi c tìm ki m và chia s d li u gi a các
MH trong h th ng. Trong ph

ng pháp đ xu t, chúng tôi dùng c ch ch m c thông

tin c n tìm ki m đ t ng hi u qu tìm ki m d li u cho các MH trong h th ng. Ngoài
ra, chúng tôi c ng đ xu t và xây d ng các c ch qu n lý d li u c ng tác cho m i
MH bao g m: thu n p d li u, thay th d li u và đ ng b d li u. Vi c nghiên c u và
đ xu t trong lu n án nh m đem l i m t gi i pháp toàn di n cho h th ng c ng tác b
nh đ m c c b trong môi tr

ng di đ ng và làm n n t ng h tr cho h

ng nghiên

c u phát tri n nh ng ng d ng HTTT D chia s ngang hàng.

M c tiêu c a lu n án
V i đ ng c th c hi n v a đ

c trình bày trên, m c tiêu c a lu n án g m ba n i

dung sau:
1) Xây d ng m t mô hình m i cho vi c c ng tác d li u l u t i b nh đ m c c
b c a MH, ph c v cho vi c phát tri n các ng d ng HTTT D chia s thông
tin ngang hàng. Trong mô hình này chúng tôi s d ng ph

ng pháp l u tr

c ng tác đ ph c v MH truy xu t d li u t i chính b nh đ m c c b c a nó,
ho c có th truy v n d li u t b nh đ m c c b c a các MH khác trong h
th ng.

11

2) Xây d ng m t c ch hoàn ch nh và toàn di n gi i quy t cho các v n đ liên
quan đ n ph

ng pháp l u tr c ng tác bao g m: c ch x lý tìm ki m d li u,

c ch x lý thu n p và thay th d li u, và c ch x lỦ đ ng b d li u.
3) Ki n trúc c a giáp pháp đ xu t cùng c ch hoàn ch nh cho ph
tr c ng tác đ

ng pháp l u

c cài đ t mô ph ng th c nghi m b ng công c mô ph ng m ng

NS2 (Network Simulation 2) đ ki m tra m c đ hi u qu c a mô hình và gi i
pháp đ xu t, và so sánh, đánh giá m c đ hi u qu c a mô hình đ xu t v i
các mô hình và ph

ng pháp l u tr c ng tác đã đ

c công b tr

c đây.

óng góp c a lu n án
V i đ ng c và m c tiêu th c hi n lu n án nh đã đ c p, sau th i gian nghiên c u
lu n án đóng góp m t s k t qu chính nh sau:
1) Xây d ng mô hình HTTT D c ng tác ngang hàng m i: t nghiên c u và phân
tích các khuy t đi m trong các c ch truy xu t d li u trong môi tr

ng m ng

không dây k t h p v i u đi m c a m ng ngang hàng, chúng tôi đã xây d ng m t
mô hình HTTT D c ng tác ngang hàng và đ t tên cho mô hình là MIXGROUP.
Mô hình này g m các thành ph n tham gia vào h th ng nh máy ch , TBD , công
ngh m ng liên l c và s liên k t gi a các thành ph n này nh m t o ra m t nghi
th c ho t đ ng đ ph c v cho vi c chia s c ng tác d li u l u

b nh đ m c c

b c a các TBD .
2) Xây d ng ki n trúc tri n khai chi ti t cho mô hình MIXGROUP: t mô hình
MIXGROUP đ xu t, chúng tôi xây d ng chi ti t ki n trúc tri n khai cho mô hình.
Ki n trúc này g m thành ph n x lý t i máy ch (BS), thành ph n x lý t i TBD
(MH) và nghi th c giao ti p gi a hai thành ph n này c ng nh gi a các thành ph n
con trong m i thành ph n. Các thành ph n x lỦ này đ
quy t đ y đ hai v n đ trong ph

c xây d ng nh m gi i

ng pháp l u tr c ng tác c n ph i có là k thu t

tìm ki m d li u và qu n lý d li u c ng tác.
3) Xây d ng c ch và gi i pháp cho k thu t tìm ki m d li u: Chúng tôi xây
d ng c ch tìm ki m d li u hi u qu cho các MH trong ki n trúc MIXGROUP.
C ch đ m b o đ

c m i MH có th tìm ki m d li u yêu c u t b nh đ m c c

12


b c a nó, ho c t các MH khác hay trong tr

ng h p x u nh u là t BS trong h

th ng. C u trúc d li u và các thu t toán x lý c ng đ

c xây d ng đ ph c v cho

công vi c cài đ t c ch này.
4) Qu n lý d li u c ng tác t i m i MH: MIXGROUP xây d ng dùng ph

ng pháp

l u tr c ng tác t i MH và qu n lý s chia s d li u l u tr t i b nh đ m c c b
gi a các MH. Do v y, chúng tôi xây d ng c ch qu n lý d li u c ng tác cho
MIXGROUP nh m đem l i hi u qu cho quá trình tìm ki m d li u, c ng nh k
thu t l u tr d li u t i b nh đ m c c b c a MH. C ch qu n lý d li u c ng
tác c a MH trong ki n trúc MIXGROUP bao g m c ch x lý thu n p d li u; c
ch x lý thay th d li u và c ch x lý đ ng b d li u.
 Xây d ng c ch x lý thu n p d li u: c ch đ

c thi t k nh m đ n

m c tiêu đem l i t l cao trong vi c tìm th y d li u yêu c u t i b nh
đ m c c b c a MH ho c t i các MH trong h th ng.
 Xây d ng c ch x lý thay th d li u: c ch đ

c xây d ng đ m

b o đvdl b xóa đi là th t s không còn c n thi t v i MH đang c n xóa
b t d li u, và n u c n thì có th tìm l i t các MH khác trong h th ng.
i u này đ m b o t l tìm th y d li u t i b nh đ m c c b cao.
 Xây d ng c ch x lý đ ng b d li u: c ch đ
yêu c u đ

c đ m b o d li u

c tìm th y nh t quán so v i d li u g c ban đ u.

5) CƠi đ t th nghi m và so sánh v i m t s công trình khác: chúng tôi cài đ t th
nghi m cho ki n trúc MIXGROUP, k t qu th nghi m đ

c so sánh v i m t s

ki n trúc c ng tác b nh đ m c c b khác g m có CachePath, CacheData,
HybridCache [91], COCA [26][27], COOP [32], GROUP CACHING [78], ZONE
[23] đ đánh giá s hi u qu c a mô hình MIXGROUP chúng tôi đ xu t.

N i dung lu n án
N i dung c a lu n án đ

c b c c nh sau:

13