intTypePromotion=3

Luận văn:Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc

Chia sẻ: Lan Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

0
85
lượt xem
26
download

Luận văn:Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận này là kết quả nghiên cứu của tác giả về vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng.Trong khuôn khổ của khóa luận, tác giả đã trình bày tổng quan nhất về mạng ngang hàng và vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng không có cấu trúc. Phương pháp tìm kiếm đề xuất trong khóa luận được tác giả nghiên cứu dựa trên nhiều nguồn tư liệu trong đó tư liệu chính là bài báo [4]Khóa luận cũng giới thiệu về một công nghệ đang còn rất nhiều tiềm năng đó là công nghệ tác tử di...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc

  1. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- Báo cáo tốt nghiệp Đề tài: SỬ DỤNG TÁC TỬ DI ĐỘNG PHÁT HIỆN DỊCH VỤ TRONG CÁC MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG CÓ CẤU TRÚC Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 1 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  2. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Mạng và truyền thông máy tính. Các thầy cô đã dạy bảo và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, giúp tôi trưởng thành hơn trong suy nghĩ và nhận thức. Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đại Thọ, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận này. Sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy là nguồn động lực lớn lao cho tôi. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn những người bạn thân thiết đã chia sẻ những kinh nghiệm và kiến thức bổ ích cho tôi, xin cảm ơn những người thân trong gia đình đã động viên và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận. Hà Nội, tháng 5 năm 2009 Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 2 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  3. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! TÓM TẮT NỘI DUNG Khóa luận này là kết quả nghiên cứu của tác giả về vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng.Trong khuôn khổ của khóa luận, tác giả đã trình bày tổng quan nhất về mạng ngang hàng và vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng không có cấu trúc. Phương pháp tìm kiếm đề xuất trong khóa luận được tác giả nghiên cứu dựa trên nhiều nguồn tư liệu trong đó tư liệu chính là bài báo [4] Khóa luận cũng giới thiệu về một công nghệ đang còn rất nhiều tiềm năng đó là công nghệ tác tử di động. Công nghệ hữu ích này đã giải quyết bài toán tìm kiếm hóc búa như thế nào và dựa trên những cơ sở lý thuyết nào, đó là vấn đề mà khóa luận tập trung phân tích. Để làm rõ hơn những phân tích và nghiên cứu, trong khóa luận tác giả đã trình bày phần thí nghiệm mô phỏng với dự án MATES của Evan Sultanik. Dựa trên kết quả thực nghiệm thu được, so sánh với các công thức lý thuyết tác giả đã đánh giá và đưa ra kết luận cho những nghiên cứu của mình. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 3 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  4. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................... 2 TÓM TẮT NỘI DUNG ..................................................................................................................... 3 BẢNG CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................................ 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU ..................................................................................... 7 MỞ ĐẦU............................................................................................................................................ 8 Chương 1. TỔNG QUAN ................................................................................................................ 10 1.1. Tổng quan mạng ngang hàng ................................................................................................ 10 1.1.1. Định nghĩa ...................................................................................................................... 10 1.1.2. Phân loại......................................................................................................................... 11 1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của mạng ngang hàng ............................................................. 11 1.1.4. Các ứng dụng của mạng ngang hàng.............................................................................. 12 1.2. Vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng không cấu trúc..................................................... 13 1.2.1. Một số kĩ thuật tìm kiếm phổ biến ................................................................................. 13 1.2.2. Xu hướng phát triển ....................................................................................................... 15 Chương 2. CÔNG NGHỆ TÁC TỬ DI ĐỘNG ............................................................................... 16 2.1. Tổng quan về tác tử di động.................................................................................................. 16 2.1.1. Lịch sử hình thành.......................................................................................................... 16 2.1.2. Định nghĩa ...................................................................................................................... 16 2.1.3. Các đặc tính chính .......................................................................................................... 17 2.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................................. 17 2.3. Ứng dụng............................................................................................................................... 18 2.3.1. Những lợi điểm của tác tử di động ................................................................................. 18 2.3.2. Các ứng dụng chính........................................................................................................ 19 Chương 3. MÔ HÌNH SỬ DỤNG TÁC TỬ DI ĐỘNG PHÁT HIỆN DỊCH VỤ TRONG CÁC MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG CẤU TRÚC ............................................................................. 21 3.1. Cơ sở lý thuyết ...................................................................................................................... 21 3.1.1. Chuỗi Markov và đường đi ngẫu nhiên.......................................................................... 22 3.1.2. Thuật toán PageRank ..................................................................................................... 24 3.2. Các tham số đánh giá hiệu năng............................................................................................ 26 Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 4 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  5. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! 3.2.1. Xác suất tác tử tới thăm một host cho trước................................................................... 26 3.2.2. Xác suất tác tử phát hiện dịch vụ ................................................................................... 26 3.2.3. Hàm dự đoán tác tử nhìn thấy dịch vụ và thăm host ...................................................... 27 3.2.4. Thời gian kì vọng tác tử di chuyển ngẫu nhiên trở về nguồn......................................... 28 3.3. Mô hình triển khai ................................................................................................................. 29 3.4. Đánh giá mô hình .................................................................................................................. 30 Chương 4. CÁC THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ...................................................... 31 4.1. Chương trình mô phỏng MATES.......................................................................................... 31 4.1.1. Kiến trúc chương trình ................................................................................................... 31 4.1.2. Triển khai chương trình.................................................................................................. 34 4.1.3. Ưu điểm, nhược điểm của chương trình......................................................................... 36 4.2. Thí nghiệm đo tần suất tác tử tới thăm host .......................................................................... 37 4.3. Thí nghiệm 2 ......................................................................................................................... 39 4.4. Thí nghiệm 3 ......................................................................................................................... 43 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..................................................................... 45 LỜI KẾT .......................................................................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................ 48 Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 5 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  6. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! BẢNG CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT P2P Peer-to-Peer WWW World Wide Web URL Uniform Resource Locator CAN Content Addressable Networks DHT Distributed Hash Table TTL Time-to-Live MATES Macro Agent Transport Event-based Simulator MANET Mobile Ad-hoc Network AI Artificial Intelligence Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 6 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  7. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU Hình 1-Mô hình mạng ngang hàng .......................................................................... 10 Hình 2-Một agent di chuyển ngẫu nhiên trong mạng ngang hàng .......................... 22 Hình 3-Một vòng mô phỏng...................................................................................... 31 Hình 4-Mối tương quan giữa xấp xỉ v và tần suất tác tử tới thăm host trong 100000 lần lặp ....................................................................................................................... 39 Hình 5-Hàm dự đoán F(N) và xác suất tới thăm host của tác tử có thông tin về dịch vụ .............................................................................................................................. 42 Hình 6-Thời gian kì vọng tác tử về nguồn................................................................ 44 Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 7 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  8. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! MỞ ĐẦU Ngày này cư dân mạng đã không còn lạ lẫm với thuật ngữ mạng ngang hàng (P2P). Mạng ngang hàng là bước phát triển từ mô hình mạng client/server truyền thống tới một mô hình mạng trong đó mỗi phần tử của mạng hoạt động với vai trò của cả client và server. Mạng ngang hàng đã tỏ rõ ưu thế và ích lợi của mình trong vấn đề lưu trữ và băng thông. Công nghệ mạng ngang hàng đã trở nên gần gũi và phổ dụng với người dùng. Nó giảm những chi phí đắt đỏ bởi những người dùng có thể sử dụng chung và chia sẻ cho nhau những phần cứng, những tài nguyên mạng. Một số hệ thống mạng ngang hàng đã trở nên quen thuộc với người dùng Internet như Napster, SETI@Home, ICQ. P2P hiện đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, bao gồm cả thương mại điện tử. Thu hút hàng nghìn kết nối từ người dùng mà không phải lo lắng tới vấn đề điều khiển tập trung và mở rộng, P2P vẫn phải đối mặt với vấn đề định vị tài nguyên do sự phân tán của mạng đặc biệt khi cấu trúc mạng không cố định mà thường xuyên thay đổi. Các giao thức phát hiện tài nguyên phổ biến nhất trong mạng ngang hàng vẫn là truy vấn phát tràn và bảng băm phân tán. Tuy nhiên phương thức phát tràn đặt ra bài toán tắc nghẽn trong mạng trong khi bảng băm phân tán lại yêu cầu tăng chi phí cho những cập nhật phân tán. Giao thức tìm kiếm truyền thống trong mạng ngang hàng có thể được cải tiến nếu một nút bắt đầu truy vấn có một chút thông tin về nơi tìm kiếm tài nguyên mà không phải duy trì việc băm phân tán. Một số thông tin như topo mạng, băng thông do các nút khác hỗ trợ có thể được sử dụng để cung cấp hướng tìm kiếm cho những truy vấn sau này. Sự phát triển của khoa học máy tính, trí tuệ nhân tạo và công nghệ phần mềm cho ra đời một đối tượng khá hữu dụng giải quyết vấn đề trên đó là tác tử. Một tác tử là một đoạn mã có thể tiếp tục thi hành những hành động đã được lập trình mà không cần phải chịu sự giám sát của bộ quản lý trung tâm. Các tác tử thông minh cũng có khả năng học hỏi thông tin từ môi trường để cải tiến hành động của chúng và di chuyển từ một nút này tới nút khác để thực thi những tác vụ phân tán. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 8 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  9. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Tác tử phần mềm (software agent) là một hướng lập trình mới phù hợp để thực thi cơ chế tìm kiếm thông tin trong mạng ngang hàng không có cấu trúc. Trong bối cảnh đó đề tài “Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc” đi sâu vào nghiên cứu giải pháp ứng dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong mạng ngang hàng không có cấu trúc dựa trên thuật toán đường đi ngẫu nhiên và những cơ sở lý thuyết toán học. Ý tưởng sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc không phải là mới. Vấn đề này đã được các nhà khoa học nghiên cứu và có những đánh giá nhất định. Trong khuôn khổ của khóa luận này, tác giả chỉ nghiên cứu và xem xét các khía cạnh liên quan tới nguyên lý, cơ chế, những lý thuyết về thuật toán của giải pháp và đánh giá những lý thuyết đã đưa ra bằng những thí nghiệm mô phỏng cụ thể. Nội dung của khóa luận sẽ bao gồm những phần sau: • Chương 1: Tìm hiểu chung về mạng ngang hàng, những phương pháp tìm kiếm truyền thống trong mạng ngang hàng. • Chương 2: Giới thiệu công nghệ tác tử di động, từ khái niệm, phân loại, các tính chất, nguyên lý hoạt động, các lợi điểm cho tới những ứng dụng của công nghệ này trong thực tiễn. • Chương 3: Nghiên cứu giải pháp sử dụng tác tử di động tìm kiếm thông tin trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc, cơ sở lý thuyết, các tham số liên quan và những đánh giá sơ bộ về giải pháp. • Chương 4: Giới thiệu chương trình mô phỏng và cài đặt những thí nghiệm cụ thể để đánh giá giải pháp • Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 9 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  10. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan mạng ngang hàng 1.1.1. Định nghĩa Mạng ngang hàng (peer to peer) là một mạng máy tính trong đó hoạt động của mạng chủ yếu dựa vào khả năng tính toán và băng thông của các máy tham gia chứ không tập chung vào một số nhỏ các máy chủ tập chung như các mạng thông thường. Hay nói một cách đơn giản hơn đó là mạng ngang hàng là một mạng mà được tạo ra bởi hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau và chia sẻ tài nguyên mà không phải thông qua một máy chủ rành riêng. Dưới đây là một ví dụ về mạng ngang hàng. Hình 1-Mô hình mạng ngang hàng Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 10 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  11. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! 1.1.2. Phân loại Có thể phân loại các mạng đồng đẳng hiện nay theo tiêu chí về mức độ tập trung của chúng như sau: - Mạng ngang hàng “thuần túy”: • Các máy trạm có vai trò vừa là máy chủ vừa là máy khách • Không có máy chủ trung tâm quản lý mạng • Không có bộ định tuyến trung tâm, các máy trạm có khả năng tự định tuyến - Mạng ngang hàng “lai”: Có một máy chủ trung tâm dùng để lưu trữ thông tin của các • máy trạm và trả lời các truy vấn thông tin này. Các máy trạm có vai trò lưu trữ thông tin, tài nguyên được • chia sẻ, cung cấp các thông tin về chia sẻ tài nguyên của nó cho máy chủ. • Sử dụng các trạm định tuyến để xác định địa chỉ IP của các máy trạm. Các mạng ngang hàng "thuần túy" có thể kể là Gnutella và Freenet. Các mạng ngang hàng lai có nhiều loại: mạng P2P tập trung như Napste, mạng P2P phân tán như KazaA, mạng P2P có cấu trúc như CAN, mạng P2P không cấu trúc như Gnutella. 1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của mạng ngang hàng 1.1.3.1. Ưu điểm Mạng ngang hàng thể hiện rõ ưu thế so với mạng theo mô hình Client/Server.Nó tận dụng được tiềm năng từ "cạnh" của Internet còn ít được khai thác. Ví dụ chỉ cần từ 10 triệu máy tính 100 MHz nối vào mạng cùng một lúc, mỗi máy có dung lượng lưu trữ 100 MB, băng thông 1000 bps, 10% khả năng xử lý chưa được sử dụng đến. Nó không dựa trên server tập trung và thường hoạt động ngoài hệ thống tên miền mà sử dụng kiến trúc phẳng, tính kết nối cao để các máy tự tìm ra nhau, xác định nơi cung cấp dịch vụ và chủ động yêu cầu dịch vụ theo ý muốn. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 11 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  12. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Kiến trúc mạng ngang hàng cho phép phân tán trách nhiệm cung cấp dịch vụ đến tất cả các điểm nút trên mạng. Chính vì thế đã loại bỏ vấn đề ngừng trệ dịch vụ do nơi duy nhất cung cấp bị sự cố. Đó chính là giải pháp khả biến hơn trong việc cung cấp dịch vụ. Mạng ngang hàng tận dụng băng thông trên toàn bộ mạng bởi vì các máy tính giao tiếp qua nhiều đường truyền khác nhau nên đã giảm đáng kể hiện tượng nghẽn tắc mạng. Mạng ngang hàng phục vụ tài nguyên với độ sẵn sàng cao, chi phí thấp đồng thời nâng cao hiệu suất khai thác trong khi đó thì mạng theo mô hình Client-Server thì phải cần thêm băng thông, thiết bị, phương tiện. 1.1.3.2. Nhược điểm Do tính các máy tính trong mạng có vai trò ngang nhau nên yêu cầu dịch vụ cũng được đáp ứng một cách tùy biến. Ví dụ, các client yêu cầu cùng một dịch vụ có thể nối tới các máy khác nhau, qua các đường truyền khác nhau, với kết quả nhận được khác nhau. Một nhược điểm nữa của mạng ngang hàng là các yêu cầu từ các máy có thể không nhận được kết quả ngay và có thể không được đáp ứng do các tài nguyên có thể biến mất do máy cung cấp ngắt kết nối trong khi đó với Client/Server thì hầu như tài nguyên liên tục hiện diện. 1.1.4. Các ứng dụng của mạng ngang hàng Ứng dụng lớn nhất có thể kể đến của mạng ngang hàng là ứng dụng chia sẻ file. Có hai công nghệ mạng ngang hàng trong lĩnh vực chia sẻ file điển hình là Napster và Gnutenlla. Trong khi Napster cho phép người dùng trao đổi các file MP3 với nhau và có thêm chức năng gửi tin nhắn tức thời thì Gnutenlla có thể cho phép chia sẻ mọi kiểu file. Napster sử dụng kiến trúc mạng ngang hàng lai ghép trong đó server lưu danh sách các file MP3 mỗi người dùng chia sẻ, cho phép người dùng tìm kiếm một file cụ thể và các file được trao đổi trực tiếp giữa các điểm nút. Gnutella thì không sử dụng server. Ngoài ứng dụng chia sẻ file, mạng ngang hàng còn có ứng dụng tính toán phân tán. SETI@Home và Distributed.net là hai ứng dụng điển hình của tính toán phân tán. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 12 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  13. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! 1.2. Vấn đề tìm kiếm trong mạng ngang hàng không cấu trúc 1.2.1. Một số kĩ thuật tìm kiếm phổ biến 1.2.1.1. Phát tràn Phát tràn là chiến lược tìm kiếm đơn giản nhất và thông dụng nhất trong mạng ngang hàng. Bởi thế mà mạng Gnutella đã sử dụng phương pháp tìm kiếm này. Việc tìm kiếm được tiến hành như sau: đầu tiền nút cần tìm gửi đi một thông điệp do thám tới tất cả các hàng xóm của nó. Các hàng xóm này sẽ chuyển những bản sao của thông điệp kia tới những nút hàng xóm kế tiếp trừ nút hàng xóm mà đã chuyển thông điệp tới nó. Cứ như thế, công cuộc tìm kiếm được tiếp diễn. Trong quá trình thực thi phương pháp này cho thấy một số hạn chế và nhược điểm. Hạn chế lớn nhất đó là vấn đề truyền tải. Những thành phần tham dự vào mạng như những máy tính cá nhân tại gia hay ở cơ quan là những thành phần chịu ảnh hưởng nhiều nhất. Nếu một máy tính phải xử lý rất nhiều gián đoạn mạng khi tham gia vào mạng ngang hàng, người dùng chắc sẽ chẳng do dự mà chọn giải pháp quay trở về với công việc thực tại hơn là cố gắng kết nối vào mạng chỉ để giải trí. Đó là một lý do làm giảm khả năng và sự hữu dụng của mạng ngang hàng. Thật không may là thuật toán tìm kiếm phát tràn lại làm gia tăng vấn đề này. Gnutella đã sử dụng TTL(Time-To-Live) để điều khiển số chặng mà truy vấn có thể lan truyền. Tuy nhiên việc chọn số TTL làm sao cho thích hợp lại là cả vấn đề. Nếu TTL quá cao, các nút không cần thiết sẽ trở thành gánh nặng cho mạng còn nếu TTL quá thấp, nút có thể không tìm được đối tượng nó cần. Một vấn đề nữa với phương thức phát tràn này là có rất nhiều bản sao các thông điệp được phát tán ra. Điều này đồng nghĩa với việc tăng chi phí trên mạng. Những bản sao này gia tăng các quá trình xử lý ngắt tại mỗi nút nhận nhưng không hề làm tăng cơ hội tìm thấy đối tượng cần. 1.2.1.2. Mở rộng vòng Khi phát tràn lộ rõ những hạn chế của mình thì những nhà phát triển mạng đã cố gắng tìm ra những phương pháp thích hợp hơn, tối ưu hơn. Đầu tiên họ nhắm vào vấn đề chọn TTL. Với phương pháp vòng mở rộng thì một nút bắt đầu phát tràn Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 13 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  14. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! với số TTL nhỏ và đợi xem việc tìm kiếm có thành công hay không. Nếu câu trả lời là có thì nút sẽ dừng việc tìm kiếm. Ngược lại, nút sẽ tăng số TTL và bắt đầu lượt phát tràn khác. Tiến trình này lặp lại cho tới khi đối tượng được tìm thấy. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, mặc dù liên tục lặp lại quá trình phát tràn đó nhưng so với phương pháp phát tràn truyền thống mà số TTL là cố định thì phương pháp mở rộng vòng vẫn giảm đáng kể tải mạng. Tuy nhiên có thể thấy phương pháp này sẽ làm tăng độ trễ trong việc tìm ra đối tượng do nó phụ thuộc khá nhiều vào thời gian chờ. Mặc dù phương pháp mở rộng vòng đã giải quyết được vấn đề chọn số TTL, nhưng nó chưa giải quyết được vấn đề bản sao thông điệp. Để giảm số lượng bản sao thông điệp ta thử một hướng tiếp cận khác, đó là đường đi ngẫu nhiên. 1.2.1.3. Di chuyển ngẫu nhiên Di chuyển ngẫu nhiên được đánh giá là một kĩ thuật tốt. Nó gửi một thông điệp truy vấn tới một hàng xóm được chọn ngẫu nhiên tại mỗi bước cho tới khi đối tượng được tìm ra. Ta gọi những thông điệp này là “những người đi đường”. Khi sử dụng phương pháp di chuyển ngẫu nhiên chuẩn (chỉ với một người đi đường), tải mạng sẽ được giảm xuống một cách đáng kể so với phương pháp mở rộng vòng. Tất nhiên nó sẽ kéo theo độ trễ trong việc tìm ra đối tượng lớn hơn. Để giảm độ trễ này ta sử dụng nhiều “người đi đường” hơn. Thay vì gửi đi một thông điệp truy vấn, nút yêu cầu sẽ gửi đi k thông điệp truy vấn và mỗi thông điệp này lại tự nó di chuyển một các ngẫu nhiên. Dự tính là với k “người đi đường” sau T bước sẽ đi qua một số nút tương tự như số nút mà một người đi đường đi được sau kT bước. Và thực nghiệm quả đã chứng minh điều này. Như vậy dùng k “người đi đường” hiệu quả công việc sẽ tăng lên gấp k lần và độ trễ tìm kiếm cũng giảm đi rất nhiều. Để giới hạn đường đi trong trường hợp có nhiều “người đi đường” các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hai phương pháp: dùng TTL và kiểm tra. Phương pháp dùng số TTL tương tự như phát tràn, mỗi đường đi ngẫu nhiên sẽ dừng sau một số chặng xác định. Phương pháp kiểm tra thì khác, một “người đi đường” sẽ kiểm tra một cách định kì yêu cầu đầu tiên trước khi tiếp tục di chuyển một cách ngẫu nhiên tới nút khác. Thực ra phương pháp kiểm tra vẫn sử dụng TTL, nhưng số TTL rất lớn và thường dùng để tránh lặp. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 14 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  15. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Ở phần sau của khóa luận ta cũng sẽ nghiên cứu phương pháp di chuyển ngẫu nhiên nhưng có sử dụng cơ chế khác. 1.2.2. Xu hướng phát triển Theo những phân tích ở trên ta có thể thấy phương pháp di chuyển ngẫu nhiên với k người đi đường có nhiều khả năng mở rộng hơn phương pháp phát tràn. Chìa khóa cho tìm kiếm mở rộng trong mạng không có cấu trúc là bao quát được các nút đúng một cách nhanh nhất có thể và với chi phí thấp nhất có thể. Trong mạng không có cấu trúc, cách duy nhất để tìm các đối tượng là tới thăm tất cả các nút, như thế có thể nói chắc chắn là một nút sẽ có đối tượng cần tìm. Tuy nhiên, để đến được nút yêu cầu thì một nút cần chú ý tới những vấn đề sau: Tối giản những thông điệp lặp. Mỗi truy vấn nên tới thăm một nút đúng một lần. Càng nhiều lần tới thăm càng tốn nhiều chi phí và tăng tải mạng. Số nút tới thăm trong quá trình tìm kiếm nên nhỏ. Trong mỗi bước di chuyển tiếp sau của quá trình tìm kiếm nên hạn chế số nút đã tới thăm. Điều này có lẽ là khác nhau cơ bản giữa phương pháp phát tràn và phương pháp đường đi ngẫu nhiên có nhiều người đi đường. Trong phát tràn thì số nút tới thăm tăng theo hàm mũ còn trong đường đi ngẫu nhiên ở mỗi bước lặp sau thì số nút tới thăm tăng theo một hằng số. Khi mỗi lần tìm kiếm chỉ yêu cầu chính xác một số nút để tới thăm thì các nút phụ được tới thăm trong phương pháp phát tràn chỉ làm tăng tải trên mỗi nút. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 15 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  16. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Chương 2. CÔNG NGHỆ TÁC TỬ DI ĐỘNG 2.1. Tổng quan về tác tử di động 2.1.1. Lịch sử hình thành Với sự phát triển đa dạng và phong phú của công nghệ thông tin, từng ngày từng giờ đang ra đời hàng loạt những sản phẩm mới, tiện ích hơn, thông minh hơn, hữu dụng hơn và nhỏ gọn hơn, đặc biệt là những sản phẩm có khả năng hoạt động một mình và kết hợp với những chương trình khác. Là một sự gặp nhau giữa trí tuệ nhân tạo và công nghệ phần mềm, các software agent là một chương trình như thế. Tác tử di động là một loại software agent. Khái niệm “software agent” được Mark Sidell và Chuck Knuff đưa ra năm 1994. Năm 1995 phiên bản đầu tiên của software agent xuất hiện.Tới những năm 1975 thì kĩ thuật lập trình phổ biến là lập trình hướng cấu trúc, những năm 1982 kĩ thuật lập trình phổ biến là lập tình hướng đối tượng và đến khi agent ra đời thì nó đã mở ra một phương pháp lập trình mới. 2.1.2. Định nghĩa Để hiểu khái niệm về tác tử di động, ta đi từ khái niệm tác tử (agent). Khái niệm agent theo Nawana đề xuất năm 1996 là một thành phần phần mềm hoặc phần cứng có khả năng hoạt động chính xác để thay mặt chủ nhân hoàn thành nhiệm vụ. Nó là sự kết hợp của nhiều kĩ thuật tin học hiện đại như: kĩ thuật cơ sở dữ liệu và cơ sở tri thức, máy học, AI và khoa học nhận dạng, phục hồi thông tin, các hệ thống phân tán, mobile code. Mobile agent (tác tử di động) là từ ghép của mobile (tính di động) và agent (tác tử). Xét trong bối cảnh mạng internet một mobile agent là một chương trình có khả năng di chuyển một cách tự trị từ nút mạng này sang nút mạng khác và thực hiện các xử lý thay thế con người hoàn thành nhiệm vụ. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 16 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  17. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! 2.1.3. Các đặc tính chính - Tính tự trị: là khả năng tự kiểm soát bản thân của agent sau khi được giao việc mà không cần sự can thiệp nào của người dùng hoặc agent khác. Khả năng này của agent chủ yếu được quyết định bởi tri thức trang bị cho agent. Để đánh giá tính tự trị của agent người ta thường dựa vào hai đặc tính là hướng đích (goal-oriented) và tính chủ động (pro-activeness). - Tính di động: là khả năng chuyển từ môi trường thi hành này sang môi trường thi hành khác. Có thể phân tính di động thành hai loại: di động mạnh và di động yếu. Di động mạnh là khả năng mà hệ thống có thể di chuyển cả mã chương trình và trạng thái thi hành của agent tới một môi trường khác còn di động yếu là khả năng mà hệ thống chỉ có thể di chuyển mã chương trình giữa các môi trường thi hành với nhau, mã nguồn có thể mang kèm một số dữ liệu khởi tạo nhưng trạng thái thi hành thì không thể di chuyển. - Khả năng cộng tác: là khả năng liên lạc, phối hợp hoạt động của các agent với các agent khác cùng môi trường hay với các loại đối tượng khác trong những môi trường khác. - Tính thích nghi: là khả năng agent có thể hoạt động trên những môi trường lạ và cảm nhận được những thay đổi 2.2. Nguyên lý hoạt động Về thực chất agent chỉ là một đoạn mã, nó cũng có vòng đời và tùy vào loại và mục đích sử dụng mà agent có chi tiết vòng đời khác nhau. Tuy nhiên vòng đời của agent vẫn bao gồm những điểm chính sau: Khi agent được tạo ra trên một host cũng là lúc vòng đời của agent bắt đầu. Trong khoảng thời gian này thì các trạng thái ban đầu của agent cũng có thể được khởi tạo theo. Khi đã sẵn sàng hoặc được lệnh di trú tới một host khác nằm trong đường đi của agent, agent sẽ lưu lại trạng thái hiện hành của mình và tiến hành quá trình di trú. Nếu quá trình di trú thất bại, agent sẽ tự ngừng hoạt động. Sau một khoảng thời gian định trước hay được kích hoạt nó sẽ tiến hành lại quá trình di trú tới host khác. Khi đã di trú tới host mới thành công, agent sẽ phục hồi trạng thái, khi đó nó bắt đầu thực thi nhiệm vụ của mình. Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 17 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  18. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! Sau khi agent hoàn thành nhiệm vụ, nó có thể bị hủy hoặc chuyển sang trạng thái ngủ đông cho đến khi có yêu cầu từ bộ đếm trong chính bản thân agent. Khi đó agent sẽ lưu lại trạng thái của nó và di trú tới một host khác. Vòng đời agent lặp lại theo quy trình như trên cho đến khi nó hoàn thành nhiệm vụ hoặc hết thời gian hoạt động thì agent sẽ bị hủy. 2.3. Ứng dụng 2.3.1. Những lợi điểm của tác tử di động Tác tử di động có rất nhiều lợi điểm. Dưới đây là một số lợi điểm chính. - Giảm tải mạng Với phương châm là “mang xử lý tới nơi chứa dữ liệu hơn là mang dữ liệu đến chỗ xử lý” kỹ thuật Mobile Agent cho phép người dùng đóng gói cuộc trao đổi, gửi nó đến máy đích và thực hiện xử lý dữ liệu, trao đổi cục bộ tại đó. Có thể thấy những dòng dữ liệu thô trên mạng sẽ được giảm xuống đáng kể, điều này đồng nghĩa với tải mạng cũng được giảm xuống. - Đóng gói các giao thức Khi dữ liệu được trao đổi trong hệ thống phân tán, việc truyền và nhận dữ liệu phải được mã hóa bởi các giao thức cần thiết. Các giao thức này được sở hữu bởi mỗi máy trong hệ thống. Tuy nhiên, một khi các giao thức phải tiến hóa để phù hợp với những yêu cầu mới về bảo mật hoặc tính hiệu quả, chúng bắt đầu trở nên cồng kềnh, nặng nề và trở thành vấn đề nan giải. Với giải pháp Mobile Agent, các agent có thể mang trên mình các giao thức thích hợp và di chuyên tới các máy ở xa để thiết lập các kênh truyền nhận thông tin tương ứng. - Thi hành không đồng bộ và tự trị Hãy tưởng tượng khi agent được nhúng các tác vụ cần thực hiện và được gửi lên mạng. Lúc này agent trở nên độc lập thi hành không đồng bộ và có khả năng tự trị. Các thiết bị di động sau đó có thể kết nối trở lại để đón agent về. - Khắc phục sự trễ mạng Việc điều khiển các hệ thống có quy mô lớn thông qua mạng sẽ phải chấp nhận một giới hạn trễ nào đó. Tuy nhiên điều này là không được phép nếu đó là những hệ thống thời gian thực như điều khiển robot, quy trình sản xuất…Với các Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 18 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  19. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! agent có thể được gửi đi từ một trung tâm điều khiển và hành động cục bộ, tự trị, trực tiếp thi hành các chỉ dẫn của người điều khiển thì vấn đề này xem ra đã có thể được giải quyết. 2.3.2. Các ứng dụng chính - Thu thập dữ liệu phân tán Trong trường hợp có nhu cầu truy vấn phức tạp, chuyên biệt và liên quan đến nhiều nguồn dữ liệu phân tán, không đồng nhất, việc cử các mobile agent di chuyển đến các nguồn tin để khai thác tại chỗ và quay về với những thông tin cần thiết sẽ cho phép giảm tải mạng và giải quyết tốt hơn bài toán tương thích. Đã có những dự án thuộc loại này như Distributed Query Processing via Mobile Agents (University of Maryland), DB Access (University of Cyprus). - Thương mại điện tử Các ứng dụng thương mại điện tử là môi trường hấp dẫn để phát triển công nghệ mobile agents. Một giao dịch thương mại điện tử có thể bao gồm sự thương lượng với các thực thể ở xa và có thể đòi hỏi truy cập nguồn thông tin liên tục thay đổi. Thực tế đó nảy sinh nhu cầu thay đổi hành vi của các thực thể để đạt được một nghi thức chung trong việc thương lượng. Hơn nữa việc di chuyển các thành phần của ứng dụng tiến gần đến nguồn thông tin thích hợp cho giao dịch cũng được quan tâm. - Quản trị hệ thống mạng Đối với những hệ thống mạng lớn, việc chuẩn đoán lỗi, duy trì sự ổn định của hệ thống là các công việc rất khó khăn. Việc ứng dụng mobile agent vào việc quản trị mạng sẽ giúp cho các công việc chuẩn đoán lỗi và duy trì từ xa sự ổn định của hệ thống được dễ dàng hơn. - Giám sát và phân tán thông tin Các mobile agents là một minh họa cho mô hình Internet push. Các agent có thể phổ biến tin tức và cập nhật phần mềm tự động cho các nhà sản xuất. Các agent mang các thành phần phần mềm cũng như các thủ tục cần thiết đến các máy cá nhân của khách hàng và tự cập nhật phần mềm trên máy đó. Mô hình này giúp cho nhà sản xuất chủ động hơn trong việc phục vụ khách hàng để đảm bảo chất lượng dịch vụ của mình. Mặt khác, các ứng dụng loại này cũng tỏ ra hiệu quả đối với các mạng Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 19 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN
  20. Sử dụng tác tử di động phát hiện dịch vụ trong các mạng ngang hàng không có cấu trúc! cục bộ hay các chương trình quản lý quy trình hoạt động, sản xuất…để giúp người quản trị giám sát các hệ thống con. Có một số dự án ứng dụng loại này như Banking Dartflow [CAI-96], Autopilot [FOS-99]. - Xử lý song song Vì các mobile agent có thể tạo ra nhiều bản sao của nó trên mạng, tận dụng đặc tính này mà mobile agent được ứng dụng để quản trị các tác vụ song song. Một ứng dụng đòi hỏi quá nhiều tài nguyên bộ xử lý có thể được phấn bố cho các mobile agent mang đi thực hiện trên nhiều máy tính khác nhau để tận dụng các tài nguyên rảnh rỗi và cân bằng tải. Một ví dụ của loại ứng dụng này là Hệ mobile agents không đồng nhất [HER-99] Nguyễn Thị Kim Oanh – K50MTT Trang 20 ĐH Công nghệ - ĐH Quốc Gia HN

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản