Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay hầu như mọi dịch vụ mà Internet cung cấp đều dựa trên mô hình clientserver. Nói chung, mô hình clientserver có rất nhiều điểm ưu việt như là mọi xử lý sẽ nằm trên server do đó sẽ tránh cho clients những tính toán nặng nề. Tuy nhiên, khi mà Internet phát triển với tốc độ chóng mặt như ngày nay thì mô hình clientserver có một nhược điểm lớn đó là khi số lượng client tăng đến một mức độ nào đó thì nhu cầu về tải và băng thông tăng lên dẫn đến việc máy chủ không có khả năng cung cấp dịch vụ cho các máy khách thêm vào. Để giải quyết vấn đề trên và còn nhiều vấn đề khác của mô hình clientserver, công nghệ mạng ngang hàng P2P (peer to peer) được tin tưởng sẽ là lời giải cho các vấn đề trên. Khoảng mười năm trở lại đây, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của Internet băng thông rộng, cùng với nó là sự phát triển mạnh mẽ của các ứng dụng P2P. Với nhiều ưu điểm hứa hẹn như tính hiệu quả, linh hoạt và khả năng mở rộng cao, có nhiều ứng dụng như chia sẻ tệp tin, tất cả các dạng như âm thanh, hình ảnh, dữ liệu,... hoặc truyền dữ liệu thời gian thực như điện thoại VoiP, P2P streaming do đó các mạng P2P đã và đang thu hút được nhiều sự quan tâm từ cộng đồng nghiên cứu đặc biệt là nghiên cứu về mặt hiệu năng sử dụng của mạng P2P. Những ưu thế của mạng ngang hàng P2P đã thu hút rất nhiều người sử dụng dẫn đến việc nghẽn mạng, giới hạn băng thông…đứng trước tình hình này việc nghiên cứu về cơ chế lập lịch của mạng ngang hàng P2P là một trong những thách thức cũng như một trong những thành công mang lại hiệu quả cao cho việc sử dụng mạng ngang hàng P2P này.Trong khuôn khổ của luận văn sẽ đi nghiên cứu lần lượt các chương sau:Chương 1: Tổng quan về mạng ngang hàng P2PChương 2: Các cơ chế lập lịch trong mạng ngang hàngChương 3: Đánh giá hiệu năng của các cơ chế lập lịch
1 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn có kết ngày hôm nay, nỗ lực thân, em nhận giúp đỡ từ Nhà trường, thầy cô bạn bè, điều may mắn em, niềm hạnh phúc Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, tiến sĩ Lê Nhật Thăng, người dạy dỗ, hướng dẫn trực tiếp em thực luận văn Thầy giành cho em nhiều thời gian để thảo luận vấn đề nghiên cứu, nhiệt tình hỗ trợ em việc nhìn nhận, đánh giá vấn đề gặp phải phát triển ý tưởng, hỗ trợ em việc định hướng, vạch kế hoạch góp ý kiến cho em bước thực luận văn Em xin cảm ơn Học viện công nghệ Bưu Chính Viễn Thông, cảm ơn thầy cô giáo tạo điều kiện cho em tham gia học tập, rèn luyện sinh hoạt môi trường tốt, đại, đặc biệt tạo điều kiện cho em tham gia thực luận văn này, cho em hội phát huy vốn kiến thức, kỹ tiếp thu được, phát huy khả nhìn nhận vấn đề khoa học - công nghệ - sống Hà Nội, tháng năm 2011 Nguyễn Trường Giang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt AODV Ad hoc On-Demand Distance Vector Định tuyến vector khoảng cách theo yêu cầu tùy biến BAwp Bandwidth Aware Scheduler Lập lịch nhận thức băng thông BAwp/DLc Bandwidth Aware Scheduler /Deadline-based scheduler BAwp/LUc Bandwidth Aware Scheduler /Latest Useful chunk Lập lịch nhận thức băng thông/lập lịch dựa thời hạn lập lịch Lập lịch nhận thức băng thông/chunk hữu dụng gần BAwp/RUc CDN Bandwidth Aware Scheduler /Random Lập lịch nhận thức băng thông/chunk hữu dụng ngẫu Useful chunk nhiên Content Delivery Network Mạng phân bổ nội dung CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm DHT Distributed hash table Bảng băm phân tán DLc Deadline-based scheduler Lập lịch dựa thời hạn DLc/BAwp Deadline-based scheduler/ Bandwidth Lập lịch dựa thời hạn/lập lịch Aware Scheduler nhận thức băng thông DLc/ELp Deadline-based scheduler/ Earliest Latest scheduler Lập lịch dựa thời hạn/ peer sở hữu chunk cũ nhỏ DLc/MDp Deprived peer Lập lịch dựa thời hạn/peer thiếu DLc/RUp Deadline-based scheduler/ Random Useful peer Lập lịch dựa thời hạn/peer khả dụng ngẫu nhiên DNS Domain Name Server Hệ thống tên miền DOLR Decentralized Object Location and Routing Định tuyến ấn định đối tượng tập trung DSR Dynamic Source Routing Định tuyến nguồn động ELp Earliest Latest scheduler Lập lịch peer sở hữu chunk cũ nhỏ ELp/LUc Earliest Latest scheduler/ Latest Useful chunk Peer sở hữu chunk cũ nhỏ Earliest Latest scheduler /Random Useful chunk Peer sở hữu chunk cũ nhỏ IETF Internet Engineering Task Force LUc Latest Useful chunk Tổ chức đảm nhận kỹ thuật Internet Chunk khả dụng gần ELp/RUc Deadline-based scheduler/ Most nhất/chunk khả dụng gần nhất/chunk khả dụng ngẫu nhiên LUc/ BAwp Latest Useful chunk/ Bandwidth Aware Scheduler Chunk khả dụng gần nhất/lập lịch nhận thức băng thông LUc/ELp scheduler Chunk khả dụng gần nhất/ peer sở hữu chunk cũ nhỏ LUc/MDp Latest Useful chunk/ Most Deprived peer Chunk khả dụng gần nhất/peer thiếu LUc/RUp Latest Useful chunk/ Random Useful peer Chunk khả dụng gần nhất/peer hữu dụng ngẫu nhiên MANET Mobile Ad-hoc network Mạng tùy biến di động MDp Most Deprived peer Peer thiếu nhiều MDp/DLc Most Deprived peer / Deadline-based scheduler Peer thiếu nhiều nhất/lập lịch dựa thời hạn MDp/RUc Most Deprived peer / Random Useful Peer thiếu nhiều nhất/chunk hữu ích ngẫu nhiên chunk MHT Mobile Hash Table Bảng băm di động MPEG Moving picture Expert Group Nhóm chuyên gia hình động MPP Mobile Peer-to-Peer Procol Giao thức ngang hàng di động NEMO Networked Environment for Media Môi trường liên kết cho dàn nhạc Orchestration truyền thông Latest Useful chunk/ Earliest Latest OLSR Optimized Link State Routing protocol Giao thức định tuyến trạng thái lien kết tối ưu ORION Optimized Routing Independent Overlay Network Mạng chồng phủ độc lập định tuyến tối ưu P2P Peer to Peer Mạng ngang hàng RUc Random Useful chunk Chunk hữu ích ngẫu nhiên RUc/ BAwp Random Useful chunk/ Bandwidth Aware Scheduler Chunk hữu ích ngẫu nhiên/nhận thức băng thông RUc/ELp Random Useful chunk/ Earliest Latest Chunk hữu ích ngẫu nhiên/peer sở hữu chunk cũ nhỏ scheduler RUc/MDp Random Useful chunk/ Most Deprived peer Random Useful chunk/ Random RUc/RUp Chunk hữu ích ngẫu nhiên/Peer thiếu Useful peer Chunk hữu ích ngẫu nhiên/peer hữu ích ngẫu nhiên RUp Random Useful peer Peer hữu ích ngẫu nhiên RUp/LUc Random Useful peer/ Latest Useful chunk Peer hữu ích ngẫu nhiên/Chunk hữu ích gần RUp/RUc Random Useful peer/ Random Useful Peer hữu ích ngẫu nhiên/Chunk hữu ích ngẫu nhiên chunk SBON Stream-Based Overlay Network Mạng chồng phủ dựa luồng SMB Server Message Block Giao thức cho phép sử dụng tài nguyên chia sẻ SMTP Simple Mail Transport Protocol Giao thức truyền tải thư tín đơn giản SPRR Simplified Version of PRR Phiên đặc biệt PRR UUCP Unix to Unix Copy Protocol Giao thức copy từ Unix tới Unix VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại qua Internet DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU Như biết, dịch vụ mà Internet cung cấp ngày dựa mô hình client/server Nói chung, mô hình client/server có nhiều điểm ưu việt xử lý nằm server tránh cho clients tính toán nặng nề Tuy nhiên, mà Internet phát triển với tốc độ chóng mặt ngày mô hình client/server có nhược điểm lớn số lượng client tăng đến mức độ nhu cầu tải băng thông tăng lên dẫn đến việc máy chủ khả cung cấp dịch vụ cho máy khách thêm vào Để giải vấn đề nhiều vấn đề khác mô hình client/server, công nghệ mạng ngang hàng P2P (peer to peer) tin tưởng lời giải cho vấn đề Khoảng mười năm trở lại đây, giới chứng kiến bùng nổ Internet băng thông rộng, với phát triển mạnh mẽ ứng dụng P2P Với nhiều ưu điểm hứa hẹn tính hiệu quả, linh hoạt khả mở rộng cao, có nhiều ứng dụng chia sẻ tệp tin, tất dạng âm thanh, hình ảnh, liệu, truyền liệu thời gian thực điện thoại VoiP, P2P streaming mạng P2P thu hút nhiều quan tâm từ cộng đồng nghiên cứu đặc biệt nghiên cứu mặt hiệu sử dụng mạng P2P Những ưu mạng ngang hàng P2P thu hút nhiều người sử dụng dẫn đến việc nghẽn mạng, giới hạn băng thông…đứng trước tình hình việc nghiên cứu chế lập lịch mạng ngang hàng P2P thách thức thành công mang lại hiệu cao cho việc sử dụng mạng ngang hàng P2P Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu chương sau: Chương 1: Tổng quan mạng ngang hàng P2P Chương 2: Các chế lập lịch mạng ngang hàng Chương 3: Đánh giá hiệu chế lập lịch Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGANG HÀNG Chương giới thiệu tổng quan mạng ngang hàng Peer to Peer Trong chương giới thiệu khái niệm, định nghĩa, phân loại, ưu nhược điểm ứng dụng mạng ngang hàng xu hướng phát triển tương lai Nội dung chương sở khoa học cần thiết cho chương luận văn 1.1 KHÁI NIỆM MẠNG NGANG HÀNG 1.1.1 Giới thiệu Ban đầu mạng máy tính đời, tốc độ máy thấp, số lượng máy tham gia mạng chưa cao, nhu cầu trao đổi thông tin dừng lại tập tin có kích thước bé nên việc quản lý mạng đơn giản, cấu trúc mạng gồm vài máy Các máy mạng nối trực tiếp với thông qua cổng COM hay cổng máy in LPT… Đó mô hình mạng ngang hàng sơ khai sở để phát triển mạng ngang hàng sau hệ thống máy tính rộng lớn Sự phát triển vượt bậc công nghệ làm cho máy tính ngày nhanh hơn, lượng tài nguyên lưu trữ lớn nhu cầu trao đổi người ngày tăng lên Lúc máy tính kết nối khắp toàn cầu đòi hỏi phải có đời phương thức quản lý với giao thức, giao diện Các mô hình hệ thống mạng đời, Hình 1-1 thể phát triển hệ thống mạng máy tính Hình 1.1: Hệ thống mạng Sự tính toán xử lí liệu đầu vào tài nguyên node mạng chia thành hệ thống xử lí tập trung xử lí phân tán Giải pháp tập trung dựa vào node định xử lí tất ứng dụng cục Hệ thống tập trung thường triển khai quan, tổ chức máy tính liên kết với không gian kín, liên kết với mạng bên Với hệ thống phân tán, bước xử lí ứng dụng chia node tham gia với mục đích giảm thiểu chi phí tính toán truyền thông Mọi thông tin, tài nguyên mạng phân tán khắp nơi Hệ thống phân tán chia nhỏ thành mô hình mạng chủ-khách mô hình ngang hàng Trong hệ thống mạng chủ-khách có phân biệt máy tính mạng, số máy gọi máy chủ (server), máy có khả tính toán mạnh, tốc độ xử lý nhanh Tại máy có lưu trữ tài nguyên mạng dịch vụ, đóng vai trò người phục vụ cho yêu cầu máy tính khác mạng tài nguyên dịch vụ Phần lớn máy lại gọi máy khách (client), đưa yêu cầu sử dụng tài nguyên mạng mà chia sẻ tài nguyên hay dịch vụ Trong hệ thống chủ-khách máy khách vào hệ thống nối với máy chủ, nhận quyền truy nhập tài nguyên mạng từ máy chủ Các máy khách xếp tổ chức theo quy luật định đặt quản lý máy chủ Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer – P2P) bắt đầu xuất từ 1999 thu hút quan tâm giới CNTT năm gần Đặc biệt việc áp dụng mô hình P2P việc xây dựng ứng dụng chia sẻ file (file sharing), hệ thống P2P streaming P2P VoD đạt nhiều thành công 1.1.2Định nghĩa P2P Peer-to-Peer (hay P2P - mạng ngang hàng), mạng mà hai hay nhiều máy tính chia sẻ tập tin truy nhập thiết bị máy in mà không cần đến máy chủ hay phần mềm máy chủ Ở dạng đơn giản mạng ngang hàng tạo hai hay nhiều máy tính kết nối với chia sẻ tài nguyên mà thông qua máy chủ dành riêng Mạng ngang hàng dựa vào khả băng tần máy tính tham gia vào mạng tập trung vào số máy tính gọi server Nó sử dụng cho kết nối node thông qua kết nối đặc biệt dùng cho nhiều mục đích chia sẻ tài liệu, chia sẻ âm nhạc, hình ảnh, liệu, lưu lượng điện thoại… Mạng P2P khái niệm máy trạm (client) hay máy chủ (server), mà có khái niệm peer đóng vai trò client server Hình 1.2: Mô hình Client/Server 10 Hình 1.3: Mô hình P2P 1.1.3 Khái niệm node mạng (Peer) Một peer thành phần mạng ngang hàng Nếu đánh giá mặt trực quan thấy peer thường hiểu máy tính, thiết bị di động, máy in, hay thiết bị hỗ trợ cá nhân Tuy nhiên, định nghĩa peer thiết bị khái niệm peer Nếu nhìn nhận peer ứng dụng chạy máy tính đơn máy tính kết nối vào mạng mạng Internet, định nghĩa chức tất thể peer Như vậy, nhìn nhận phiến diện peer làm giảm khả peer thấy giống thiết bị đáp ứng peer khác chạy mạng Peer định nghĩa sau : “Một thực thể có khả thực chức có ích truyền đạt kết chức tới thực thể khác mạng, cách trực tiếp gian tiếp, gọi peer ” Như vậy, từ định nghĩa ta thấy peer thành phần thiết bị mạng, máy tính cá nhân, thiết bị hỗ trợ cá nhân, hay thiết bị di động, router, modem, máy in Khi thành phần tham gia vào mạng thành phần chạy ứng dụng để thực chức như: chia sẻ tài nguyên file, chia sẻ tài nguyên không gian lưu trữ, chia sẻ tài nguyên phần cứng, chia sẻ tiến trình nhàn rỗi, cung cấp nội dung ….hoặc hỗ trợ định tuyến nhận chia sẻ từ thiết bị khác mạng tìm kiếm tài nguyên… 62 ~ 4000 cho file đặc trưng 500MBytes ~ 1GByte với kích thước file 256KBytes Việc cải thiện hiệu suất thuật toán dynamically weighted maximumFlow trở nên có ý nghĩa hệ thống mạng có số lượng file lớn 3.1.2.2 Xác suất của với pi = 3, qi = Quá trình mô thử giá trị khác pi qi để xem có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất Với giá trị pi = qi = 7, gần gũi với việc phân bổ băng thông thực tế ADSL Các kết tương tự hình 3.1 3.2, chứng minh thay đổi pi qi ảnh hưởng đáng kể hiệu suất 3.1.2.3 Xác suất so với = 1: 2, pi = 2, qi = Để có xác suất khác để tạo cho phần tử ma trận P, cần lựa chọn tỉ lệ xác suất tạo so với 1:2, có nghĩa là mạng có phần file ban đầu, tương ứng với giai đoạn trước phiên file chia sẻ thiết lập Các kết hiển thị hình 3.3 hình 3.4 Hình 3.3 So sánh hiệu thuật toán lập lịch với kích cỡ peer thay đổi (kích thước file = 100, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 63 Hình 3.4 Hiệu suất so sánh thuật toán lập lịch đại diện với thay đổi kích thước file (peer size = 10, pi = 2, qi = 3, xác suất số 1: số = 1:2) 10 Từ hình.3.3 hình.3.4, mạng có số lượng piece so với số lượng piece ban đầu, việc cải thiện hiệu suất thuật toán dynamically weighted maximumFlow mang lại hiệu tốt mạng có số lượng piece có sẵn Như hình 3.4, kích thước ngang 50 kích thước file 100, tỷ lệ phần trăm thuật toán dynamically weighted maximum-Flow lớn RPF 21,28% Đối với kích thước hình 3.1, tỷ lệ phần trăm lớn 13,56% Kết mô cho thấy đồ thị dựa thuật toán dynamically weighted maximum-Flow nhanh so với tất thuật toán khác Vì vậy, tin thuật toán giải pháp đầy hứa hẹn để sử dụng làm modle nòng cốt ứng dụng chia sẻ file P2P Việc nghiên cứu dừng lại vấn đề đơn giản lập lịch mạng P2P chia sẻ file với băng thông không đối xứng phân bổ giả định lịch trình đồng Kịch xuất số mạng tin số công ty lớn nơi mà số nội dung quan trọng nhanh chóng nhân rộng số lượng lớn máy Tất client biết trước họ kết nối tương tự, lực 64 băng thông cao trình phân phối dừng lại nội dung nhân rộng đầy đủ Rõ ràng, kịch tĩnh đồng hệ thống giới thực, cung cấp hiểu biết sơ việc lựa chọn client file chiến lược lựa chọn, đánh giá hiệu suất họ 3.2 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CÁC CƠ CHẾ LẬP LỊCH ĐỐI VỚI MẠNG NGANG HÀNG LIVE STREAMING Đối với hệ thống P2P live streaming trình bày chương có tất 24 chế lập lịch đánh giá hiệu chế 3.2.1 Cơ chế lập lịch peer tối ưu Thuật toán lựa chọn peer ngẫu nhiên không đạt tính tối ưu, peer lựa chọn không tiếp tục tham gia vào trình phân bổ chunk Cơ sở lựa chọn peer tối ưu là: peer đích lựa chọn phải tham gia vào trình phân bổ chunk “Earliest Latest” ELp là: ELp lựa chọn peer đích Pl peer cần chunk Ch sở hữu latest chunk Ck với thời gian tạo sớm rk: Ch C(Pbt)∧ Pj∈ NbL(Pbt) L(Pj,t (3.1) Với L(Pj,t)= maxk{rk ∈ C(Pbt)} latest chunk sở hữu peer Pi tới peer Pi thời điểm t Nếu thời điểm t, Pi không nhận chunk nào, L(Pi,t) = 0.Nếu có nhiều peer tồn thỏa mãn điều kiện (3.1) có peer chọn ngẫu nhiên 3.2.2 Cơ chế lập lịch chunk tối ưu lập lịch LUc/ELp tối ưu mạng lưới kết nối hoàn toàn (full mesh); nhiên LUc/Elp có trễ phân bổ trường hợp xấu lớn kích cỡ hàng xóm giảm Như “thói quen xấu” (bad behaviour) chung tất lập lịch LUc, nguyên nhân thực tế lập lịch luôn lựa chọn latest useful chunk Do đó, vài lý (kích thước hàng xóm thu hẹp, giới hạn kiến thức hàng xóm…), chunk Ck với rk > rh đến peer trước chunk Ch 65 phân bổ hoàn toàn, peer khả tiếp tục phân bổ Ch thêm trễ phân bổ tăng số lượng lớn Hay cách khác, chunk tạo sau đến peer trước chunk tạo trước đó, phân bổ chunk trước phải dừng lại Vì lý này, thuật toán lập lịch khác phát triển tương đương với LUc/ELp mạng lưới kết nối hoàn toàn, để hoạt động chấp nhận mạng kết nối hoàn toàn Thuật toán lập lịch DLc hoạt động dựa thời hạn lập lịch (scheduling deadiline) dk kết hợp với chunk Thời hạn lập lịch đặt dk = rk + nguồn gửi Ck thời điểm rk Lập lịch chunk sau lựa chọn chunk Ck với thời hạn lập lịch nhỏ nhất: Ck : Ch∈C’(Pi,t), dk dh (3.2) Trước gửi Ck, thời hạn lập lịch chunk hoãn thêm đơn vị thời gian: dk = dk +2 (cả Pi peer đích thấy Ck với thời hạn lập lịch mới, chunk hoàn toàn không bị ảnh hưởng) Thời hạn lập lịch dk chunk Ck peer Pi rk +2d, d số lần mà Ck lựa chọn lập lịch DLc dọc theo tuyến tạo bởichunk trước đến Pi Đối với hệ thống P2P live streaming với kiến trúc mạng chồng phủ hoàn toàn hai thuật toán LUc/ELp DLc/ELp xem tối ưu 3.2.3 Đánh giá hiệu chế lập lịch chương trình mô 3.2.3.1 Giới thiệu công cụ mô P2PTVSim P2PTVSim mô hướng kiện TV peer to peer ban đầu phát triển Politecnico Di Torino, sau phát triển thành mô thông dụng với đóng góp nhiều đối tác Nó mô lưu lượng chunk qua liên kết peer cung cấp tập thống kê rộng rãi P2PTVSim viết ngôn ngữ C++, dễ dàng thêm modul chức vào mô P2PTVSim cho phép cấu hình nhiều kịch mô khác đơn giản cách thiết lập thông số mô file cấu hình (config.txt) Khi mô kết thúc, file thống kê ghi lưu trữ 66 thư mục kết P2PTVSim viết theo chuẩn C++, làm việc hệ thống nào, phát triển kiểm tra làm việc với Visual Studio Windows Linux sử dụng gcc 3.2.3.2 Kịch mô Chúng ta xem xét mô hình chồng phủ mạng kết nối đầy đủ (full mesh) n-regulrar (n-regular topo mà tất node có bậc kết nối, có nghĩa kích thước hàng xóm tất peer nhau) Trong luận văn này, để đơn giản mô phỏng, ta xét mô hình nregular Ta giả sử rằng, băng thông upload peer lớn nhiều so với băng thông upload s(Pi) Do băng thông upload peer Pi ∈ S không đồng bộ, xem xét khả phân bổ băng thông là: phân bổ dựa lớp (class-based distribution), phân bổ liên tục (continuous distribution) Trong phân bổ dựa lớp, peer nhóm thành nhóm có băng thông upload khác Trong phân bổ liên tục, băng thông upload peer gán ngẫu nhiên theo hàm mật độ xác suất PDF (Probability Density Function) Chúng ta xét kịch mô phỏng: Uniform (Đồng băng thông upload), 3-Class (Băng thông chia thành lớp) free riders Mô hình 3-class: Trong mô hình này, phân bố dựa lớp: Lớp peer có băng thông thấp (0.5 ), peer có băng thông upload trung bình ( ) peer có băng thông Hệ số peer có băng thông cao hệt hống h/3 upload cao (2 (với h hệ số không đồng nhất), hệ số peer băng thông thấp 2h/3, peer có băng thông trung bình 1-h; đó, băng thông trung bình hệ thống là: h/3 + 2h/3 = Mô hình uniform: (1-h) + 0.5 (3.3) 67 Kịch uniform ví dụ cho phân bổ liên tục, s(Pi) phân bổ đồng giá trị nhỏ Bmin =(1=(1+ ) Trong ) giá trị lớn Bmin băng thông trung bình độ thay đổi băng thông Mô hình free-riders: Kịch dựa vào việc phân phối thành lớp lớp peer tạo “free riders”, có băng thông upload Kịch quan trọng cho ta thấy chế hoạt động peer mà hệ thống mạng có số node lí mà không tham gia vào trình phân phối liệu Trong kịch băng thông trung bình không thay đổi 3.2.3.3 Kết mô Thông thường so sánh thuật toán lập lịch thời gian phân bổ chunk trung bình sử dụng tham số Mặc dù tham số cho phép tính ổn định lâu dài hệ thống live streaming, đưa ý tưởng hiệu trung bình, sử dụng thời gian phân bổ trung bình để dự đoán QoS không dễ dàng, không cung cấp đủ thông tin chunk hệ thống trễ dựa playout time Như đề cập, xác suất chunk Cj phụ thuộc vào thời gian phân bổ fj: fj lớn playout delay, Cj bị Nếu bỏ qua vài chunk bị mất, ta sử dụng trễ phân bổ 90% (F90) trễ phân bổ tối đa tham số ưu Các tham số sử dụng chung cho kịch mô là: Số peer: 501 peer (trong có peer nguồn) Tổng số chunk: 1000 chunk Băng thông upload trung bình: Mbps Kích thước chunk: 0,1 Mb Playout Delay: 50s (thời gian chunk giữ peer) Kích thước hàng xóm: 499 (mạng kết nối đầy đủ) Bảng 3.1: Tham số cho kịch mô chế lập lịch mạng ngang hàng live streaming Ta so sánh hiệu thuật toán thông qua tham số trễ phân bổ 90% 68 (F90), trễ sau tất peer nhận 90% số lượng chunk • Mô hình uniform Với mô hình uniform, đồ thị hàm độ biến đổi băng thông với =0 kịch đồng Bmax = Bmin =1 tương đương với độ biến dổi băng thông từ Bmin =0 tới Bmax =1 Hình 3.5 Mô hình uniform với lập lịch chunk trước 69 Hình 3.6 Mô hình uniform với lập lịch peer trước • Mô hình 3-class Với kịch 3-class (hình 3.7, hình 3.8), đồ thị hàm hệ số không đồng băng thông mạng Ta thay đổi hệ số h băng hông nhóm peer tương ứng để làm thay đổi 70 Hình 3.7 Mô hình 3-class với lập lịch chunk trước 71 Hình 3.8 Mô hình 3-class với lập lịch peer trước • Mô hình free-rider Trường hợp ta xét mô hình mạng hai lớp, nhóm tham gia vào trình upload thông tin nhóm có yêu cầu file tốc độ upload Đối với hệ thống yêu cầu hệ thống phải tăng số hàng xóm lên số phần trăm frê-rider tăng lên hệ thống mỏng nhều số chế không đáp ứng nổi, đồ thị hàm tỉ lệ phần trăm free-rider hình 3.9 72 Hình 3.9 Mô hình free-rider với lập lịch chunk trước Ta nhận thấy rõ ràng: Trong kịch bản, lập lịch LUc DLc đảm bảo hiệu tốt (có trễ phân bổ nhỏ nhất), nhiên hiệu LUc giảm kích thước hàng xóm giảm BAwp cho hiệu tốt trường hợp mạng không đồng nhất, peer có tốc độ upload khác nhau, hiệu giảm tương đương với hiệu thuật toán RUp mạng đồng với peer có tốc độ upload ngang Điều thể đồ thị, với hệ số không đồng độ thay đổi băng thông nhỏ, BAwp cho trễ phân bổ lớn; tăng hệ số không đồng tăng độ thay đổi băng thông trễ phân bổ giảm; mô hình free-rider ta lại đánh giá theo tỉ lệ phần trăm free-rider, tỉ lệ tăng việc lập lịch trở nên khó khăn 73 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG III Chương III đánh giá hiệu mô hình mạng ngang hàng chia sẻ tập tin mạng ngang hàng live streaming Theo kết mô nhóm nghiên cứu tài liệu [3] tất trường hợp số lượng chu kỳ trung bình sử dụng chế luồng cực đại có trọng số động d ynamically weighted maximum-Flow nhỏ đến chếMDNF, RPF Ngoài ra, thuật toán dynamically weighted Maxflow đạt giá trị thấp (lower bound) trường hợp, hàm ý đạt tối ưu cho tất trường hợp thử nghiệm trường hợp Đối với mạng ngang hàng live streaming, dựa chế lập lịch chunk trước peer trước tổng hợp 24 cách lập lịch cho mạng P2P live streaming qua ba kịch mô uniform, 3-class free-rider đưa kết luận chế lập lịch DLc/ELp tối ưu cho trường hợp 74 KẾT LUẬN Mạng ngang hàng P2P sử dụng rộng khắp cho dịch vụ chia sẻ tài nguyên mạng, đồng thời sử dụng để cung cấp dịch vụ luồng Vấn đề quan trọng mạng ngang hàng định lập lịch theo chế loại hình mạng Khái niệm lập lịch đơn giản, lại đóng vai trò quan trọng hiệu toàn hệ thống mạng, hệ thống ràng buộc thời gian thực Luận văn đạt kết sau: Tìm hiểu chế lập lịch hai loại hình mạng ngang hàng phổ biến P2P chia sẻ file P2P live streaming Trong phân tích thuật toán, chế Từ thuật toán bản, phương pháp kết hợp tạo nhiều trường hợp với nhiều kịch khác Từ đó, sử dụng công cụ mô đế so sánh đánh giá hiệu chế lập lịch Do thời gian nghiên cứu có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp ý kiến từ thầy cô giáo bạn bè Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, tiến sỹ Lê Nhật Thăng thầy cô giáo, bạn bè giúp đỡ em hoàn thành luận văn 75 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kiến nghị Đối với mô hình mạng ngang hàng cụ thể để đạt hiệu tối ưu, lựa chọn chế lập lịch phù hợp có hiệu cao dựa vào phân tích có, Chúng ta dùng chương trình mô với tham số cụ thể mạng để đánh giá cách xác Hướng nghiên cứu Nghiên cứu cải tiến thuật toán tối ưu mở rộng với nhiều trường hợp nhiều điều kiện Nghiên cứu hiệu năng, ưu nhược điểm thuật toán nhiều khía cạnh thời gian, trình xử lý, độ phức tạp thuật toán 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alessandro Russo, Renato Lo Cigno (2009), Push/Pull Protocols for streaming in P2P systems, NAPA-Wine Project, University of Trento [2] Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno, LucaAbeni (2009), Deadline-based Differentiation in P2P streaming, University of Trento [3] Jonnathan S K Chan, Victor O K Li, King San Lui, Performance comparison of scheduling algorithms for Peer-to-Peer collaborative file distribution [4] Haidar Noah (2009), Implementaion of a peer to peer live streaming application, Master’s Degree Project, Stockholm, Sweden [5] Luca Abeni, Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno (2009), Scheduling P2P Multimedia stream: Can we achieve performance and robustness?”, IEEE [6] Luca Abeni, Alberto Montresor (2007), Scheduling in P2P streaming: f r o m a l g o r i t h m P r o t o c o l s , NAPA-WINE Project [7] Luca Abeni, Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno (2009), Achiving performance and robustness in P2P streaming systems, University of Trento, Italy, Tech Rep TR-DISI-09-041