Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Tối ưu hóa backup dữ liệu trong mạng ngang hàng có cấu trúc
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Văn Chung TỐI ƯU HÓA BACKUP DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG CĨ CẤU TRÚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơng nghệ Thơng tin Cán hướng dẫn: ThS Nguyễn Đình Nghĩa Đồng hướng dẫn : ThS Đào Minh Thư HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức cho em suốt năm học qua để em có đủ kiến thức hồn thành khóa luận Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoài Sơn, Nguyễn Đình Nghĩa Đào Minh Thư – người nhiệt tình giúp đỡ, định hướng động viên em q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm, đóng góp ý kiến nhóm nghiên cứu thầy Nguyễn Hoài Sơn hướng dẫn, anh chị cao học Mặc dù cố gắng hồn thành khóa luận này, xong khóa luận khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong q thầy tận tình bảo giúp em Một lần em xin cảm ơn tất người Hà Nội, tháng năm 2010 Sinh viên Trần Văn Chung Tóm tắt Khóa luận trình bày giải pháp tối ưu hóa chế backup liệu mạng ngang hàng có cấu trúc Giải pháp tập trung giải vấn đề dung lượng bị tăng lên nhiều việc backup khả phục hồi liệu có nút rời mạng Tiêu chí đánh giá tỉ lệ dung lượng liệu sau mạng thực thi nhiều lần backup so với dung lượng ban đầu mạng khả phục hồi liệu mạng Giải pháp thử nghiệm chương trình mơ với mơi trường mạng ảo Kết cho thấy, giải pháp tối ưu đem lại hiệu với việc tỉ lệ dung lượng liệu mạng sau thực thi backup so với dung lượng liệu ban đầu không lớn việc phục hồi liệu có nút rời mạng tốt Theo đó, hiệu mạng ứng dụng nâng lên Mục lục Mở đầu Chương Tổng quan 1.1 Tổng quan việc backup liệu 1.1.1 Giải thuật phân tán thông tin IDA .4 1.2 Mạng ngang hàng 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Ưu điểm nhược điểm mạng ngang hàng 1.2.3 Mạng ngang hàng khơng có cấu trúc 1.2.4 Mạng ngang hàng có cấu trúc (Structured) 1.2.5 Chord .10 1.3 Backup liệu mạng ngang hàng .14 1.3.1 Sự cần thiết việc backup liệu mạng ngang hàng 14 1.3.2 Một số giải pháp backup liệu mạng ngang hàng .15 Chương Tối ưu hóa backup liệu mạng ngang hàng có cấu trúc 16 2.1 Vấn đề cần giải 16 2.2 Ý tưởng 17 2.3 Giải pháp 17 2.3.1 Backup liệu 18 2.3.2 Khôi phục liệu 19 2.4 Đánh giá giải pháp 22 Chương Mô đánh giá .23 3.1 Chương trình mơ 23 3.1.1 Dữ liệu .23 3.1.2 Các đối tượng 24 3.1.3 Thực thi 26 3.2 Kết đánh giá 29 3.2.1 Khả tồn liệu 29 3.2.2 Sự vào nút mạng 30 3.2.3 Bảo mật 31 Chương Kết luận 32 4.1 Kết luận 32 4.2 Hướng phát triển đề tài 32 Tài liệu tham khảo .34 Phụ lục A 35 Danh mục hình ảnh Hình 1: Giải thuật phân tán thông tin IDA Hình : Mơ hình mạng ngang hàng Hình : Mơ hình máy khách , máy chủ .8 Hình : Cơ chế bảng băm phân tán DHT 11 Hình :Mạng ngang hàng Chord 12 Hình : Mạng Chord có nút 14 Hình : Lưu trữ khóa mạng Chord 15 Hình : Cơ chế backup liệu – phân chia mảnh backup toàn mạng 20 Hình : Tỉ lệ liệu phục hồi 32 Hình 10 : Độ vào nút churn ảnh hưởng đến tỉ lệ liệu phục hồi 33 Mở đầu Việc backup liệu điều cần có hệ thống , đặc biệt hệ thống lưu trữ,các hệ thống có hệ thống mạng.Ngày Internet ngày phát triển , trao đổi thông tin nhiều , việc lưu trữ liệu lại trở nên cần thiết.Do khóa luận hướng tới nghiên cứu sâu chế backup liệu hệ thống lưu trữ , hệ thống mạng Trong năm gần đây, công nghệ ngang hàng (peer-to-peer - P2P) hay mạng ngang hàng trở nên phổ biến nghiên cứu lĩnh vực Internet So với mơ hình mạng khác, mạng ngang hàng có nhiều ưu điểm khả mở rộng, khơng tồn điểm chết, khả hệ thống tỉ lệ với số lượng máy tham gia, Tất đặc điểm tạo lên công nghệ P2P ứng dụng ngang hàng liên quan Nhiều ứng dụng lớn xây dựng mạng ngang hàng FreeNet, Napster, Gnutella, BitTorrent, eMule Trong loại mạng ngang hàng , mạng ngang hang có cấu trúc sử dụng cách phổ biến ưu điểm Mạng ngang hàng có cấu trúc sử dụng giải thuật DHT (Distributed Hash Table – bảng băm phân tán) tạo nên mạng phủ (overlay) mạng liên kết vật lý Giải thuật định nghĩa liên kết nút mạng mạng phủ theo cấu trúc cụ thể, đồng thời xác định chặt chẽ nút mạng chịu trách nhiệm phần liệu chia sẻ mạng Mỗi nút kết nối với tập nút khác gọi tập nút láng giềng Chord giao thức mạng ngang hàng có cấu trúc với khơng gian địa chiều dạng vịng Mạng ngang hàng cấu trúc Chord thể nhiều ưu điểm khả mở rộng, cân tải, định tuyến, Giống giao thức mạng có cấu trúc khác, nút Chord xây dựng bảng định tuyến giúp cho việc tìm kiếm thơng tin giảm từ O(N) với N số lượng tối đa nút mạng, xuống cịn O(log2N) Trong mạng ngang hàng có cấu trúc nói chung Chord nói riêng, việc backup liệu thực thông qua giải pháp lưu liệu đơn giản sử dụng liệu cần backup lưu nút gần nút chứa liệu cần backup.Cơ chế chưa có khả khơi phục lại mảnh backup bị trình tham gia rời nút mạng Khóa luận đề xuất phương pháp để giải hai vấn đề nêu xảy với mạng ngang hàng có cấu trúc nói chung cấu trúc Chord nói riêng Bằng việc sử dụng thuật tốn mã hóa IDAs(Information Dispersal Algorithms) liệu ban đầu mã hóa phân chia thằng m mảnh cần n mảnh có khả khơi phục lại liệu ban đầu Sau m mảnh phân chia mạng cách hợp lí Với giải pháp , có thêm chế để khơi phục lại mảnh backup liệu nút chứa chúng rời khỏi mạng, liệu ban đầu mã hóa liệu có tính bảo mật Để đánh giá hiệu giải pháp đề xuất, khóa luận xây dựng chương trình mô giả lập mạng Internet đo thời gian trễ truyền thông báo nút mạng Chord Các kết thử nghiệm chứng minh cho khả giải pháp đề xuất việc giảm tăng dung lượng liệu cần backup mạng sử dụng tài ngun mạng hợp lí Khóa luận chia thành bốn chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan backup liệu tổng quan mạng ngang hàng Chương 2: Đề xuất giải pháp tối ưu hóa việc backup liệu mạng ngang hàng có cấu trúc , ưu nhược điểm giải pháp Chương 3: Xây dựng chương trình mơ phỏng, bước thực thi chương trình đánh giá từ kết đạt Chương 4: Kết luận, vấn đề nảy sinh hướng Chương Tổng quan Mạng ngang hàng (mạng đồng đẳng, peer-to-peer, P2P) hay công nghệ ngang hàng trở thành thuật ngữ phổ biến cơng nghệ thơng tin nói chung lĩnh vực Internet nói riêng Các ứng dụng mạng ngang hàng xuất ngày nhiều, thu hút đông đảo người dùng máy tính Rất nhiều cơng ty, ứng dụng với công nghệ ngang hàng trở lên tiếng, đông đảo cư dân mạng sử dụng như: Usenet, Freenet, Napster, Gnutella, BitTorrent… Trong điều kiện Internet ngày phát triển, lượng thông tin truyền tải chia sẻ ngàng lớn, mơ hình client server bộc lộ nhiều hạn chế băng thơng sức mạnh tính toán , mạng ngang hàng với nhiều ưu điểm bật có thêm nhiều hội để phát triển Do mạng ngang hàng tham gia rời nút đặc điểm dẫn đến mát liệu Backup liệu việc cần có tất hệ thống lưu trữ thông tin, đặc biệt mạng ngang hàng,.Backup liệu nhằm lưu lại liệu thời điểm , mà hệ thống xảy cố gây mát liệu liệu mát phục hồi cách sử dụng liệu việc backup trước sinh Dữ liệu hệ thống phục hồi thời điểm trước việc backup thực Chương này, khóa luận giới thiệu việc backup liệu mạng ngang hàng, Section I.1 Tổng quan việc backup liệu Định nghĩa Backup liệu hay trình backup liệu trình tạo liệu , bổ sung sử dụng để khôi phục lại gốc sau liệu bị Những liệu bổ sung gọi backup Các backup sử dụng với hai mục đích Đầu tiên phục hồi lại sau liệu bị hỏng hóc.Thứ hai phục hồi số nhỏ file sau chúng bị xóa bị hỏng Việc mát liệu phổ biến , sáu mươi sáu phần trăm số người sử dụng Internet bị mát liệu Các backup sau sinh gửi tới nơi thiết bị để lưu trữ Các thiết bị ổ cứng máy tính mình, đĩa CDROM, DVD thiết bị , hệ thống lưu trữ khác Trước backup gửi đến nơi lưu trữ , backup xử lí.Nhiều kỹ thuật khác phát triển để tối ưu hóa q trình backup.Các thao tác xử lí cung cấp nhiều lợi ích bao gồm cải thiện tốc độ backup , tốc độ phục hồi,bảo mật liệu … Một số kỹ thuật : Nén (Compression) Sao lại(Duplication) Mã hóa(Encryption) … Một số cách mã hóa sử dụng giải thuật IDAs(Information Dispersal Algorithms) (a) Giải thuật phân tán thông tin IDA ... xây dựng mạng ngang hàng FreeNet, Napster, Gnutella, BitTorrent, eMule Trong loại mạng ngang hàng , mạng ngang hang có cấu trúc sử dụng cách phổ biến ưu điểm Mạng ngang hàng có cấu trúc sử dụng... cần thiết việc backup liệu mạng ngang hàng 14 1.3.2 Một số giải pháp backup liệu mạng ngang hàng .15 Chương Tối ưu hóa backup liệu mạng ngang hàng có cấu trúc 16 2.1 Vấn đề cần giải ... ngang hàng khơng có cấu trúc 1.2.4 Mạng ngang hàng có cấu trúc (Structured) 1.2.5 Chord .10 1.3 Backup liệu mạng ngang hàng .14 1.3.1 Sự cần thiết việc backup liệu mạng
