Cải tiến hiệu năng thuật toán Chord DHT trong điều kiện mạng có độ ổn định thấp

Phạm Thành Nam và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 61 - 66

61

CẢI TIẾN HIỆU NĂNG THUẬT TOÁN CHORD DHT

TRONG ĐIỀU KIỆN MẠNG CÓ ĐỘ ỔN ĐỊNH THẤP

Phạm Thành Nam*

, Mạc Thị Phƣợng, Nguyễn Thị Minh Huyền

Trường Đại học Công Nghệ Thông tin và Truyền Thông - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong các mạng Peer-to-Peer (P2P) có cấu trúc đƣợc tổ chức theo các bảng băm phân tán DHT thì

vấn đề quan trọng là việc tìm kiếm dữ liệu chính xác và nhanh nhất. Ngày nay trong các môi

trƣờng mạng tổ hợp gồm nhiều các thành phần tham gia vào mạng, việc quản lý các nút mạng này

gặp nhiều khó khăn. Khi mạng ổn định thấp có nghĩa là thời gian gia nhập và rời đi khỏi mạng của

các nút diễn ra trong thời gian ngắn dẫn tới cần phải tìm ra các cơ chế quản lý để đảm bảo duy trì

hiệu năng tìm kiếm dữ liệu ổn định trong mạng.

Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một thuật toán mới cho việc quản lý các nút gia nhập và rời

đi khỏi mạng khi mạng Peer-to-Peer đƣợc tổ chức theo thuật toán Chord DHT trong mạng có độ

ổn định thấp. Thuật toán của chúng tôi đề xuất tiến hành cập nhập tức thời bảng định tuyến của các

nút mạng khi có sự gia nhập/rời đi mới của các nút. Các kết quả mô phỏng của thuật toán đã chỉ ra

rằng thuật toán của chúng tôi cải tiến đáng kể hiệu năng mạng Chord trong điều kiện mạng có độ

ổn định thấp.

Từ khóa: P2P, DHT, DHT Chord, churn rate, DHT performance, lookup, Successor node,

Predecessor node.

GIỚI THIỆU

*

Giới thiệu chung về Chord DHT

Các nghiên cứu về DHT đã đƣợc phát triển

bởi các trƣờng đại học, đƣợc lấy ra từ cộng

đồng mã nguồn mở và đƣợc triển khai ngoài

thực tế. Các kiến thức về DHT hiện có chẳng

hạn nhƣ là Chord[7], Kademlia[11],

Tapestry[2], đó sẽ là các điểm bắt đầu cho các

nghiên cứu phát triển kiến trúc bảng băm

phân tán. Mỗi loại trong số chúng có vô số

các thuộc tính mà có thể kết hợp trong nhiều

cách khác nhau. Trong phạm vi nghiên cứu

này chúng tôi tập trung vào nghiên cứu cải

tiến thuật toán tổ chức bảng băm phân tán

Chord DHT trong điều kiện mạng ổn định

thấp (các nút gia nhập/rời đi khỏi mạng trong

thời gian ngắn).

Trong bài báo này chúng tôi đề xuất hai cơ

chế để cải tiến hiệu năng tìm kiếm dữ liệu của

thuật toán Chord DHT đƣợc giới thiệu trong

[7]. Thuật toán [5] cải tiến quá trình gia nhập

của các nút bằng cách đƣa ra một cơ chế

thông báo cập nhập lại bảng định tuyến, tuy

nhiên trong thuật toán này có các nhƣợc điểm

đó là:

*

Email: [email protected]

Duy trì một thẻ bài làm cho tại một thời điểm

nút mạng chỉ xử lý đƣợc một yêu cầu gia

nhập mạng.

Chƣa có cơ chế xử lý cho tiến trình rời đi của

các nút trong mạng.

Do đó chúng tôi đề xuất sử dụng 2 cơ chế mới:

Cơ chế đầu tiên để điều chỉnh cho các nút

mạng gia nhập mạng tiến hành cập nhập tức

thời bảng định tuyến.

Cơ chế thứ hai dành cho tiến trình rời đi khỏi

mạng của các nút. Khi các nút rời mạng tiến

hành thông báo tới các nút bên cạnh nó cập

nhập lại bảng định tuyến.

Chúng tôi tiến hành đánh giá hiệu năng thuật

toán mới chúng tôi đề xuất bằng phƣơng pháp

mô phỏng và đƣợc thực hiện trên công cụ mô

phỏng OMNeT++. Đây là công cụ mô phỏng

mạng P2P rất phổ biến hiện nay dành cho học

tập và nghiên cứu.

Các điểm yếu của Chord DHT trong điều

kiện mạng có độ ổn định thấp

Trong môi trƣờng mạng vô tuyến có độ ổn

định thấp (churn rate cao) thì mạng Chord đã

bộc lộ rõ các điểm yếu của mình. Trong các

nghiên cứu [4], [5], [8], [12] trong điều kiện

mạng P2P tổ chức theo Chord có độ ổn định