بهبود عملکرد شبکه های همتا به همتا

می توان شبکه های همتابه همتا را شبكه هایی دانست كه “امكان استفاده از منابع، قدرت پردازشی و یا حافظه گره ها در گوشه گوشه اینترنت را فراهم می كنند”. این تعریف، بسیاری از شبکه-های همتابه همتا موجود که از مدیریت مركزی حجیم تری استفاده می كنند مانند Napster و حتی برنامه های حوزه Grid Computing را پوشش می دهد.
در سال های اخیر شاهد افزایش چشمگیر در کاربرد شبکه های هتابه همتا بوده ایم و ویژگی های این نوع شبکه ها هر روز علاقه مندان بیش تری را به خود جلب می کند. در میان کاربردهای گوناگون مدل همتابه همتا شبکه های توزیع فایل از محبوبیت بیش تری برخوردار شده اند و در این میان نیز شبکه ِ BitTorrent موفق تر از دیگر شبکه های توزیع فایل عمل کرده است و در نهایت بخش مهمی از ترافیک کل اینترنت را تشکیل می دهد.

عبارات متفاوتی در تعريف شبکه های همتابه همتا ارائه شده است که بسياری از آن ها با هم هم-پوشانی کامل ندارند و هر کدام معمولا برخی از شبکه های همتابه همتا موجود را پوشش نمی دهند. در واقع هر کدام از اين تعاريف به برخی از ويژگی های شبکه های همتابه همتا توجه بیش تری نشان داده اند.
با کمک يک تعريف جامعتر و پرطرفدارتر [2006, Shi] می توان شبکه های همتابه همتا را شبكه هايي دانست كه “امكان استفاده از منابع، قدرت پردازشي و يا حافظه گره ها در گوشه گوشه اينترنت را فراهم مي كنند”. اين تعريف، بسياری از شبکه های همتابه همتا موجود که از مديريت مركزي حجيم تري استفاده می كنند مانند Napster و حتی برنامه هاي حوزه Grid Computing را پوشش می دهد. در حقيقت يافتن يک تعريف جامع و مانع که مورد توافق همگان باشد کاری بسيار دشوار است. دليل اصلي اين امر شايد اين است كه سيستم ها و برنامه هايي كه تحت نام شبکه هاي همتابه همتا عرضه مي شوند نه به خاطر ساختار و عملكرد داخلي بلكه به خاطر آن چه در واقع انجام می دهند و عملكرد خارجی محسوب مي شود، در اين طبقه قرار مي گيرند. منظور از عملكرد خارجي آن است كه اين شبكه ها امكان بده بستان مستقيم منابع را بين اعضاي خود فراهم می کنند. در واقع می توان گفت که تمامی شبکه های همتابه همتا دو ويژگی زير را تا حدود قابل قبولی دارا هستند:
• اشتراک منابع همتاها بصورت مستقيم و نه از طريق يك واسطه مركزي
• توانایی مقاومت در برابر ناپايداري ها بعنوان شرايط هميشگي و ذاتی اين شبكه ها

1-2-2 ويژگی های شبکه های همتا به همتا
همان طور که ديديم همه ی شبکه های همتابه همتا تلاش می کنند از منابع گره های موجود در لبه-های شبکه ی اينترنت جهت نيل به اهدافشان بهره ببرند و در عين حال از آن جا که از گره های عادی تشکيل شده اند ناپايداری نيز در اين شبکه ها به نهايت خود می رسد. می توان ويژگی های مشترکی را در بسياری از شبكه های همتابه همتا مشاهده کرد. اما هر شبکه ی همتابه همتا با توجه به کاربرد خاص خود برخی از اين ويژگی ها را به صورت بارزتری داراست. اين ويژگی های مشترک در عين حال راه را برای بررسی و مقايسه اين شبکه ها هموارتر می کند. در اينجا به اجمال به شرح چند ويژگی که از اهميت بيشتری برخوردارند و بيش تر مورد توجه محققان قرار گرفته اند می پردازيم.
موجوديت و پايداری : شبکه های همتابه همتا معمولا از گره های عادی تشکيل می شوند وميزان رفت وآمد گره ها بيش از شبکه های عادی است. با وجود ناپايداري در شبكه و نابودي گره ها اطلاعات مورد نظر که با توجه به کاربرد شبکه تعيين می شوند بايد هميشه در دسترس باشد.
گشترش پذيري : در شبكه هاي همتابه همتا افزايش بسيار زياد در تعداد گره ها نبايد کارکرد شبکه را دچار مشکل کند. برای فراهم شدن گسترش پذيری هزينه ی انجام خدمات در شبکه های همتابه همتا نبايد با افزايش تعداد گره ها به طور خطی افزايش يابد.
کارايی: عملكرد شبكه معمولا با مدت زمان لازم جهت انجام خدمات مورد انتظار نظير جستجو و انتقال فايل ها سنجيده مي شود.
عدالت : برای ادامه عملکرد يک شبکه همتابه همتا بايد در مقدار استفاده هر گره از منابع شبكه و ميزان همكاري آن در به اشتراك گذاشتن منابع نوعي تعادل وجود داشته باشد. بدين معنا که گره هايی که بيش تر با ساير گره ها همکاری می کنند امکان استفاده از منابع بيش تری را داشته باشند. برای فراهم آوردن عدالت شبکه های مختلف از روش های متفاوتی استفاده می کنند.
امنيت: به طور کلی امنيت در شبکه های همتابه همتا در دو عنوان زیر بررسي می شود:
يكپارچگي و كامل بودن : صحت اطلاعات و نيز کامل بودن آن بايد فراهم شود. در واقع افراد بي اجازه نبايد بتوانند اطلاعات را تغيير دهند و يا چيزي را بجاي چيز ديگري جا بزنند.
اختفاء و محرمانگي :تنها افراد مجاز مي توانند از داده ها استفاده كنند وبايد روي نوع و روش جمع-آوري و دسترسي به داده ها كنترل وجود داشته باشد.
مديريت منابع : شبكه های همتابه همتا نخستين، تنها امكاناتي جهت به اشتراك گذاشتن منابع و نقل و انتقال آنها فراهم مي کردند. با افزايش توجه به اين شبکه ها و افزايش روز افزون تعداد کاربران اين شبکه ها مسئله مديريت منابع و استفاده ی بهينه از آن ها اهميت ويژه ای يافته است. شبکه های همتابه-همتا با توجه به کاربردشان تلاش می کنند بهره گيری از منابعی که کاربران به اشتراک گذاشته اند را بهينه کنند. پهنای باند، حجم حافظه و اطلاعات به اشتراک گذاشته شده نمونه هايی از اين منابع هستند.
مديريت منابع و عدالت که در ارتباط با يکديگر مطرح می شوند در بهبود عملکرد شبکه های همتابه-همتا تاثير بسزايی دارند. به همين دليل در ادامه ی اين بررسی بيش تر روی اين دو جنبه از شبکه های همتابه همتا تمرکز خواهيم کرد.

فایل Microsoft Office Word

تعداد صفحات: 72 صفحه
فهرست مطالب
مقدمه ای بر شبكه های همتابه همتا و Bit Torrent
1-1 مقدمه 1
1-2 مروری بر شبکه های همتابه همتا 2
1-2-1 تعریف شبکه های همتابه همتا 2
1-2-2 ویژگی های شبکه های همتا به همتا 3
1-2-3 کاربردهای شبکه های همتا به همتا 5
1-3 شبکه های توزیع فایل و مدل های ارائه شده 6
1-4 مروری بر پروتکل BitTorrent 12
1-4-1 الگوریتم انتخاب بخش 15
1-4-1-1 اولویت صریح 15
1-4-1-2 اولویت کمیاب ترین بخش 16
1-4-1-3 انتخاب تصادفی نخستین بخش 16
1-4-1-4 پایان بازی 17
1-4-2 الگوریتم های انتخاب همتا 17
1-4-2-1 الگوریتم مسدود کردن 18
1-4-2-2 عدم انسداد خوش بینانه 18
1-4-2-3 خروج از تحریم 19
1-4-2-4 بارگذاری تنها 19
1-5 بررسی مطالعات انجام شده روی شبکه BitTorrent 21
1-6 نتیجه گیری 24
مروری بر بهینه سازی غیرخطی 25
2-1- مقدمه 26
2-2- كلیات بهینه سازی 26
2-2-1. بهینه‌سازی مقید 26
2-2-2. بهینه‌سازی محدب 27
2-3 دوگانی 29
2-3-2- معرفی اولیه 29
2-3-3- تفسیر دوگانی 31
2-3-4- حل مسأله اولیه از طریق دوگان 33
مدل سازی و تحلیل كارایی شبكه های همتا به همتا مشابه BitTorrent 34
3-1 یک مدل جریان ساده 36
3-1-1 توصیف مدل 36
3-1-2. کارایی حالت پایدار 39
3-1-3. کارایی به اشتراک گذاری فایل 42
3-2- شبیه سازی 44
3-2-1. شبیه سازی مدل جریان با MATLAB 44
3-2-2. شبیه سازی شبكه با شبیه ساز Peersim 46
فهرست مراجع 67