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

IăH CăQU CăGIAăHĨăN I
TR

NG

I H C CỌNG NGH

Ph m Th Hu

TỊM KI M THỌNG TIN
THEO CÁC GIÁ TR THU C TệNH
TRểN M NG NGANG HÀNG Cị C U TRÚC

NgƠnh:ăCôngăngh ăThông tin
Chuyên ngành: Truy năd ăli uăvƠăM ngămáyătính
Mƣăs :ă1.01.10

LU NăV NăTH CăS

NG

IăH

NGăD NăKHOAăH C

TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

HƠăN i - 2008


L i cam đoan

Tôi xin cam đoan k t qu đ t đ
chép l i c a ng

cătrong lu n v n là s năph m c a riêng cá nhân tôi, không sao

iăkhác. Trong toàn b n iădungălu n v n, nh ng đi u đ

cá nhân tôi, ho c do tôi t ng h p đ
tham kh o đi u có xu t x rõ ràng, đ

cătrình bày ho c là c a

căt các ngu n tài li u khác nhau. T t c các tài li u đ
cătrích d n h p pháp và đ

că

căli t kê đ y đ trong m c tài

li u tham kh o c a lu n v n.
Tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m và ch u m i hình th c k lu t theo quy đ nh cho l i cam đoan
c a mình.
Hà N i, ngày 03 tháng 11 n m 2008
Ph m Th Hu


L ic m n
Tôi xin bày t l i c m n chân thành t i các th y cô giáo trong khoa Công ngh thông tin ậ
h c Công ngh - HQG Hà N i, đ c bi t là các th y cô giáo trong b môn M ng và truy n d
li u, đƣ t o đi u ki n thu n l i và giúp đ tôi trong th i gian tôi h c t p.

Tôi xin bày t lòng bi t n chân thành, l i c m n sâu s c đ i v i th y giáo TS. Nguy n Hoài
S n đƣ t n tình h

ng d n, đ nh h

ng cho tôi gi i quy t các v n đ trong lu n v n.

Tôi c ng xin bày t l i c m n đ i v i cha m , gia đình, các đ ng nghi p và b n h c viên l p
Cao h c K12T3 đƣ đ ng viên, giúp đ , góp ý cho tôi r t nhi u trong quá trình hoàn thành lu n
v n.
Hà N i, ngày 3 tháng 11 n m 2008
Ph m Th Hu

i


M CL C

CH

Trang ph bìa
L i cam đoan
L ic m n
M c l c..........................................................................................................................1
Danh m c các thu t ng vƠ các t vi t t t ................................................................3
Danh m c b ng bi u ....................................................................................................4
Danh m c hình v ........................................................................................................5
M
U .......................................................................................................................6

NG 1 T NG QUAN V M NG NGANG HÀNGError!

Bookmark

not

defined.
1.1
Khái ni m m ng ngang hàng ............... Error! Bookmark not defined.
1.2
u,ănh căđi m c a m ng ngang hàngError! Bookmark not defined.
1.3
K t lu n................................................ Error! Bookmark not defined.
CH

NG 2 M NG NGANG HÀNG CÓ C U TRÚCError!
defined.

Bookmark

not

2.1

M ng ngang hàng có c u trúc d a trên DHTError!

Bookmark

not

2.1.1 Khái ni m m ng ngang hàng có c u trúcError!

Bookmark

not

defined.
defined.
2.1.2 Các tính ch t c a m ng DHT......... Error! Bookmark not defined.
2.2

M ng ngang hàng có c u trúc CHORDError! Bookmark not defined.
2.2.1 Mô hình m ng Chord ..................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Ánh x khóa vào m t node trong ChordError!

Bookmark

not

defined.
2.2.3 Tìm ki m trong m ng Chord ......... Error! Bookmark not defined.
2.2.4 Tham gia và năđ nh m ng ............ Error! Bookmark not defined.
2.3
K t lu n................................................ Error! Bookmark not defined.
CH

NG 3 M T S GI I PHÁP PHÂN PH I VÀ TÌM KI M THÔNG TIN
TRÊN M NG NGANG HÀNG CÓ C U TRÚC.Error!
Bookmark
not

defined.
3.1
INS/Twine ........................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Gi i pháp ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Nh n xét ......................................... Error! Bookmark not defined.
3.2
CDS ..................................................... Error! Bookmark not defined.


3.2.1 Gi i pháp ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Nh n xét ......................................... Error! Bookmark not defined.
3.3
Data Indexing ...................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.1 Gi i pháp ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Nh n xét ......................................... Error! Bookmark not defined.
3.4
CH

K t lu n................................................ Error! Bookmark not defined.

NG 4 GI I PHÁP TÌM KI M THÔNG TIN THEO CÁC THU C
TÍNH/GIÁ TR TRÊN M NG NGANG HÀNG CÓ C U TRÚC .. Error!
Bookmark not defined.
Ýăt ng ................................................ Error! Bookmark not defined.
Mô hình gi i pháp SMAV ................... Error! Bookmark not defined.

4.1
4.2

4.2.1 Khái quát ........................................ Error! Bookmark not defined.

4.2.2 Ánh x tên mi n-khóa và phân b n i dungError! Bookmark not
defined.
4.2.3 Truy v n thông tin ......................... Error! Bookmark not defined.
4.2.4 Qu n lý khi tr ng thái m ngăthayăđ iError! Bookmark not defined.
CH

NG 5

ÁNH GIÁ HI U QU

C A GI I PHÁP ắTỊM KI M THÔNG

TIN THEO CÁC THU C TÍNH/GIÁ TR TRÊN M NG NGANG HÀNG
CÓ C U TRÚC” .............................................. Error! Bookmark not defined.
5.1
ánhăgiáăđ nh tính ............................... Error! Bookmark not defined.
5.2

5.3

ánhăgiáăd a trên mô ph ng ............... Error! Bookmark not defined.
5.2.1 Các tham s mô ph ng .................. Error! Bookmark not defined.
5.2.2 K t qu ........................................... Error! Bookmark not defined.
M r ng h th ng cho phù h p v i các y u t th c t Error!

not defined.
CH
NG 6 K T LU N VÀ H

Bookmark

NG PHÁT TRI NError! Bookmark not defined.


DANH M C CÁC THU T NG
AV (Attribute/Value)
Based -DHT
Bibliographic database
Broadcast
CAN (ContentAddressable Network)
CDS (Content discovery
System)
Chord
Client/Server
DHT (Distributed Hash
Table )
Entry
Identify
JXTA
Key
LBM (Load Balancing
Matrix)
Load-balancing
Node
Node Rendezvous Points
P2P (Peer to Peer
network)

VÀ CÁC T

VI T T T

Thu cătính/giáătr
D aătrênăb ngăb măphơnătán
Cơyăth ăm c
G iăphátătrƠnă(qu ngăbá)
M tă giaoă th că m ngă ngangă hƠngă d aă trênă DHTă th că hi nă vi că
phơnăb ăvƠăqu nălýăkhóaătrênăkhôngăgianănăchi u
H ăth ngăphátăhi năn iădung
M tă giaoă th că m ngă ngangă hƠngă d aă trênă DHTă th că hi nă vi că
phơnăb ăvƠăqu nălýăkhóaătheoăd ngăvòngă(ring)
Máy khách/ Máyăch
B ngăb măphơnătán
M tăb năghiătrongăb ngădùngăđ ăl uăthôngătinăv ăcácăđ căt ătƠiă
nguyênăt iăm iănode
nhădanh
M tăc ăs ăh ăt ngăm ngăngangăhƠngăd aătrênămƣăngu năm
Khóa
Maătr năcơnăb ngăt i
Cơnăb ngăt i
Th căth ăcóăkh ăn ngăth căhi năm tăcôngăvi căh uăíchănƠoăđóăvƠă
traoăđ iăk tăqu ăv iăcácăth căth ăkhácăquaăm ngăm tăcáchătr că
ti păho căgiánăti p
i mănútămôiăgi i
M ngăngangăhƠng

Partial query

Truyăv năt ngăph n

Partition
Query
Replication

Ph n,ăvùng
Truyăv n
B năsaoă(th ăb n)
S ăth aăhi păhayăvi căcơnăb ngăgi aăcácăy uăt ăkhácănhauăđ ăđ tă
đ că1ăs ăk tăh păt tănh t.

Trade-off
XML (Extensible Markup
Language)

Ngônăng ăđánhăd uăm ăr ng


DANH M C B NG BI U
B ng 2-1 B ngăđ nhăngh aăcácătr ng trong Finger TableError! Bookmark not defined.
B ng 4-1 B ng ánh x khóa phân b - n i dung thông tinError! Bookmark not defined.
B ng 4-2 B ng ánh x khóa th c p .............................. Error! Bookmark not defined.
B ng 4-3 B ng ánh x khóa không ph bi n ................. Error! Bookmark not defined.
B ng 4-4 B ng ánh x khóaăđ c bi t ............................. Error! Bookmark not defined.


DANH M C HỊNH V
Hình 1.1-1 Mô hình client/Server ................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.1-2 Mô hình P2P ............................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.1-3 Mô hình m ng Napster ............................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.1-4 Mô hình x lý truy v n trên m ng GnutellaError! Bookmark not defined.

Hình 2.2-1 M t m ng Chord v i 3 node 0, 1, 3 và các b ng Finger Table ng v i m i
node. N = 3 bit nên Finger Table có 3 entry. ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2-2ăL uăgi key trong m ngăChord:ănodeă0ăl uăkeyă6,ănodeă1ăl uăkeyă1ăvƠănodeă3ă
l uăkeyă2. ............................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1-1 M t ví d v đ c t tài nguyên và cây AVTreeError!
Bookmark
not
defined.
Hình 3.1-2 Mô hình ho tăđ ng c a h th ng INS/Twine.Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1-3 Trích rút 1 AVTree thành các strand.......... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1-4 Vi c qu n lý tr ng thái trong h thông INS/Twine.Error!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.2-1 Ki n trúc 1 node s d ng CDS .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2-2 Ví d v vi căđ ngăkýătênămi n và x lý truy v n v i 1 t păcácăđi m môi gi i
RPs. ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2-3 Ma tr n cân b ng t i cho c p thu c tính aiviError! Bookmark not defined.
Hình 3.3-1 Ví d v đ c t file ..................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3-2 Ví d v c u trúc các câu truy v n. ............ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3-3ă th bi u di n các câu truy v năđ căđ aăraătrongăhìnhă3.3-2........ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3-4ăL căđ ch m c cho d li uăcơyăth ăm c (bibliographic database) . Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3-5 Ví d v ch m c phân tán cho 3 tài li uăđ

căđ aăraătrongăhìnhă3.3-1ăvƠăl

c

đ ch m c trong hình 3.3-4 .................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3-6 Vi c ánh x gi a các câu truy v n cho hình 3.3-5Error! Bookmark not
defined.
Hình 4.2-1ăL

căđ phân b tên n i dung thông tin theo gi i thu t SMAV........ Error!

Bookmark not defined.
Hình 4.2-2 Ánh x khóa th c p................................... Error! Bookmark not defined.


Hình 4.2-3ăL

căđ truy v n thông tin theo gi i thu t SMAVError!

Bookmark

defined.
Hình 5.2-1-A: T l ph nătr măt n s xu t hi n 1 thu c tính/giá tr Error!

not

Bookmark

not defined.
Hình 5.2-2-B T n s xu t hi n các AV trên các node .. Error! Bookmark not defined.
Hình 5.2-3 So sánh t i n i dung gi aă2ăph ngăphápăphơnăb tên n i dung: Phân ph i

bìnhăth ng d a trên DHT-Chord và phân ph i theo SMAVError! Bookmark not
defined.
Hình 5.2-4 So sánh t i truy v n gi aă2ăph
bìnhăth

ngăphápăphơnă b tên n i dung: Phân ph i

ng d a trên DHT-Chord và phân ph i theo SMAV.Error! Bookmark not

defined.
Hình 5.2-5 S ánh x sinh ra b i m i tên n i dung khi s d ng gi i thu t SMAVError!
Bookmark not defined.
Hình 5.2-6 Th i gian truy v n ...................................... Error! Bookmark not defined.


M

U

Côngăngh ăm ngăngangăhƠngă(peer-to-peerănetwork)ăđƣăphátătri nănhanhăchóngătrênăm ngă
Internet trongăth iăgianăg năđơyăv iăs ăxu tăhi năc aăhƠngălo tăcácă ngăchia x ăfileăngangăhƠngă
nh ăNapster, Gnutella, Freenet, BitTorrent, Edonkey,… Quaăcácă ngăd ngănóiătrên,ăvi căchiaăs ă
vƠătìmăki măcácătƠiănguyênăm ngătr ălênăd ădƠngăvƠănhanhăchóngăh năbaoăgi ăh t,ăngoƠiăra,ă
ng iăs ăd ngăcóăth ăchiaăs ăfileătr căti păchoănhau mƠăkhôngăc năthôngăquaăb tăc ămáyăch ăd chă
v ănƠo.ă
S ăd ămôăhìnhăm ngăP2Păphátătri nănh ăv yălƠăvìămôăhìnhănƠyăr tăphùăh păv iătínhăphơnătánăc aă
d ăli u,ăđ ngăth iănóăđ măb oăquy năqu nălýăd ăli uăc aăng iădùngănênăkhuy năkhíchăđ că
vi căchiaăs ăd ăli u,ălƠmăt ngăngu nătƠiănguyênătrênăm ng.ăMôăhìnhăP2Păc ngăđ căs ăd ngăđ ă
x ălýăcácăbƠiătoánăph căt pădoăt năd ngăđ căkh ăn ngătínhătoánăphơnătánăvƠătíchăh păd ăli uăt ă
cácăpeerăthamăgiaăm ng.ăTrong mô hình P2P,ăm iăpeerăv aăcóăth ăđóngăvaiătròălà Client, v aăcóă

th ăđóng vai trò là Server. T ngăs căm nhăx ălýăc aăcácăpeerănƠyăcóăkhiăl năh nănhi uăl năkh ă
n ngăx ălýăc aă1ăServerăl n.ăNh ăv y,ămôăhìnhăP2Păkhôngăch ălƠmăt ngăl ngătƠiănguyênăm ng,ă
mƠăcònălƠmăt ngăs căm nhăx ălýăđápă ngăyêuăc uăd chăv ,ănơngăcao tínhăs năsƠngăph căv ăc aă
m ng.
Tuy nhiên, trong th iăk ăđ uăm iăphátătri n, vi cătìmăki mătrongăm ngăngangăhƠngăth ngăđ că
th căhi n theoăki uăphátătrƠnăthôngăbáo,ăgơyăt năkémăb ngăthôngăm ng.ăCácă ngăd ngăsauănƠyăđƣă
t ngăb căc iăti năgiaoăth căđ nhătuy năthôngăbáo,ălƠmăm ngăho tăđ ngăhi uăqu ăh n,ănh ngăv nă
ch aăđ măb oăvi cătìmăki măthôngătinăs ăthƠnhăcông.
M ngăngangăhƠngăcóăc uătrúcăs ăd ngăgi iăthu tăB ngăb măphơnătánă(DistributedăHashăTableăậ
DHT)ăkh căph cănh căđi mătrên b ngăcáchăt ăch căcácănode m ngătheoăm tăc uătrúcăkhôngă
gianăkhóaănh tăđ nhănh ăm chăvòngă(gi iăthu tăChord[7]) hay không gian n-chi uă(gi iăthu tă
CAN[10])ăvƠăđ nhătuy năthôngăbáoăd aătrênăc uătrúcănƠy.ăN iădungăthôngătinăđ căg năv iăm tă
khóa k lƠăgiáătr ăb măc aăm tăđ căt ăđ cătr ng nƠoăđó c aăn iădungăthôngătină(g iălƠătênăn iădung)ă
vƠăs ăđ căphơnăb ăđ nănode ph ătráchăkhóaăk. M iănodeătrongăm ngăs ăch uătráchănhi măqu nălýă
1ăt păcácăkhóaătrongăkhôngăgianăkhóa,ăvƠăl uăgi ăthôngătinăv ă1ăs ăcácănodeăkhácătrongăm ng.ă
Vi cătìmăki măthôngătinăquaăcơuătruyăv năqăđ căth căhi năb ngăcáchăb măqăđ ăđ căkhóaăkq,ăr iă
chuy năqăđ nănodeăqu nălýăkhóaăkq,ănodeăđóăs ăth căhi năvi cătìmăki măđ aăph ngăvƠătr ăv ăk tă
qu ăchoăcơuătruyăv n.ăB ngăph ngăphápănƠy,ăgi iăthu tăDHTăchoăphépăxơyăd ngăm tăm ngă
ngangăhƠngăv iăkh ăn ngăm ăr ngăcao,ăđ nhătuy năhi uăqu ăcácăgóiătinăthôngăbáoăt iăđíchăvà
khángăl iăt t.ă


TÀI LI U THAM KH O
Ti ng Vi t

1. Nguy năHoƠiăS n,ăH ăS ă Ơm,ă“Tìm ki m thông tin theo các giá tr thu c tính trên m ng
ngang hàng có c u trúc”,ăTr ngă iăh căCôngăngh ,ă iăh căQu căgiaăHƠăN i,ă2008
2. TS.ă Nguy nă iă Th ,ă “Công ngh m ng ngang hàng”,ăB ămônă M ngă &ăTruy năthôngă
MáyătínhăKhoaăCôngăngh ăThôngătin,ătr ngă iăh căCôngăngh ă- iăh c Qu căgiaăHƠă
N i,ă2006-2007

Ti ng Anh

3. W. Adjie-Winoto, E. Schwartz, H. Balakrishnan and J. Lilley,ă “The Design and
Implementation of an Intentional Naming Systems”,ăInăProceedingsăofăACMăSymposium
on Operating Systems Principles, Dec. 1999

4. M. Balazinska, H. Balakrishnan, and D. Karger, "INS/Twine: A Scalable Peer-to-Peer
Architecture for Intentional Resource Discovery", In Proceedings of International
Conference on Pervasive Computing, August 2002
5. J. Gao and P. Steenkiste, "Design and Evaluation of a Distributed Scalable Content
Discovery System", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, January,
January 2004
6. L. Garc´es-Erice, P.A. Felber, E.W. Biersack, G. Urvoy-Keller K.W. Ross, “Data
Indexing in Peer-to-Peer DHT Networks”, In Proceedings of 24rd International
Conference on Distributed Computing Systems, March 2004
7. K. Gummadi_, R. Gummadiy, S. Gribblez, S. Ratnasamyx, S. Shenker, I. Stoica,ă “The
Impact of DHT Routing Geometry on Resilience and Proximity”, SIGCOMM’03, August
25ậ29, 2003, Karlsruhe, Germany.
8. Matthew Harren, Joseph M. Hellerstein, Ryan Huebsch, Boon Thau Loo, Scott Shenker,
IonăStoica,ă“ăComplex Queries in DHT-based Peer-to-Peer Networks”
9. Wolfgang Nejdl, Boris Wolf, Changtao Qu_ , Stefan Decker_ , Michael Sintek_Ambj¨
ornă Naeve,ă Mikaelă Nilsson,ă Matthiasă Palm´er_ă ,ă Toreă Risch,ă “EDUTELLA: A P2P
Networking Infrastructure Based on RDF”,ăHonolulu, Hawaii, USA, May 7ậ11, 2002


10. S.ă Ratnasamy,ă P.ă Francis,ă M.ă Handleyă andă R.ă Karp,ă “A Scalable Content-Addressable
Network”,ăInăProceedingsăofăACMăSIGCOMM’01,ăAug.ă2001
11. A.ăRowstronăandăP.ăDruschel,ă“Pastry: Scalable, distributed object location and routing
for large-scale peer-to-peer systems”,ă Ină Proceedingsă ofă IFIP/ACMă Internatională

Conference on Distributed Systems Platforms, Nov. 2001
12. I.ă Stoica,ă R.ă Morris,ă D.ă Karger,ă M.F.ă Kaashoek,ă H.ă Balakrisnan,ă “Chord: A Scalable
peer-to-peer lookup service for Internet applications”,ă Ină Proceedingsă ofă ACM
SIGCOMM’01,ăAugustă2001.
13. Gerhard Weikum, “Peer-to-Peer Information Systems”, 2002.
14. />15. />16. />17. />