CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC DỊCH VỤ

Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Hình 1.1: Sơ đồ đ1: ạ1: 1: ạclient/server



Hình 1.2: Sơ đ đ 1.2: client) hay



Mạng Overlay:

Là mạng máy tính được xây dựng trên nền của một mạng khác. Các node

trong mạng Overlay được xem là nối với nhau bằng liên kết ảo (logical links), mỗi

liên kết ảo có thể bao gồm rất nhiều các liên kết vật lý của mạng nền.

Rất nhiều các mạng P2P được gọi là mạng overlay vì nó được xây dựng và

hoạt động trên nền của Internet. VD: Gnutella, Freenet, DHTs...



Page 13 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Hình 1.3: Sơ đ 1.3: , Freene



Mạng chia sẻ file P2P:

Là mạng P2P phổ biến và nổi tiếng nhất trên Internet. Chức năng chủ yếu

của mạng là cho phép tìm kiếm và truyền dữ liệu dựa trên giao thức internet. Để

truy cập vào mạng P2P này, người dùng chỉ cần tải và cài đặt phần mềm ứng dụng

phù hợp cho máy tính của mình. Có nhiều mạng mạng P2P và phần mềm ứng dụng

P2P tồn tại hiện nay. Một số phần mềm chỉ sử dụng được cho 1 mạng P2P nhất

định, một số hoạt động được với nhiều mạng P2P khác nhau.

Sau gần 10 năm khi khái niệm World Wide Web đã trở thành quen thuộc trên

Internet, các ứng dụng chia sẻ tập tin ngang hàng phân cấp (peer to peer) đã dần

thay thế cho các ứng dụng dựa trên máy chủ Napster, vốn được dùng phổ biến cho

việc chia sẻ tập tin. Việc quản lý tập trung các thư mục của trên máy chủ Napster đã

không được như mong đợi bởi vì Napster có phương tiện thông qua máy chủ của nó

có thể phát hiện và ngăn chặn các nội dung đã được đăng ký bản quyền trong nội

dung dịch vụ, tuy nhiên ứng dụng này đã không làm như vậy. Vì vậy ứng dụng máy

chủ Napster sau đó bị quy trách nhiệm về vi phạm bản quyền và dẫn đến phải kết

thúc mô hình kinh doanh này.

Trong khi ứng dụng dựa trên máy chủ Napster phải đối mặt với các thách

thức pháp lý, các giao thức thế hệ thứ hai như Gnutella, FastTrack và BitTorrent đã

ra đời thông qua một kiến trúc ngang hàng trong đó không có thư mục trung tâm và

tất cả việc tìm kiếm và truyền tải tập tin đều phân tán giữa các người dùng ngang

hàng. Các hệ thống khác như FreeNet cũng có cơ chế kết hợp giấu tên cho khách



Page 14 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



hàng, bao gồm cả định tuyến yêu cầu gián tiếp thông qua các khách hàng khác và

mã hóa các thông điệp giữa các người dùng ngang hàng. Cùng lúc đó, các thương

hiệu hàng đầu trong ngành công nghiệp âm nhạc bị thất thu nghiêm trọng nhất từ

trước đến nay do sự xuất hiện của việc chia sẻ tập tin lại tiếp tục theo đuổi các quy

phạm pháp luật chống lại các hệ thống chia sẻ tập tin và người dùng.

Bất kể những tranh cãi nêu trên thì lợi ích của việc phân phối nội dung thông

qua các ứng dụng P2P là không thể phủ nhận. Trong ngành công nghiệp âm nhạc

trước khi P2P chia sẻ tập tin ra đời, đĩa CD âm thanh là cách chủ yếu để phân phối

nội dung đến người sử dụng. Cổng thông tin trang web âm nhạc trực tuyến thì bị

giới hạn về kích thước của danh mục sản phẩm của họ và việc tải nội dung xuống từ

các cổng thông tin này tương đối tốn kém. Mặc dù chia sẻ file P2P trở thành rộng

rãi đồng nghĩa với vi phạm bản quyền nội dung, nó cũng cho thấy xu hướng người

tiêu dùng đã sẵn sàng thay thế mô hình phân phối đĩa CD truyền thống bằng cách

phân phối qua mạng trực tuyến nếu có ứng dụng có thể cung cấp một danh mục đầy

đủ các tiêu đề bài hát, tên ca sĩ và có đầy đủ tính năng như tìm kiếm, xem trước,

chuyển vào đĩa CD và máy nghe nhạc cá nhân. Một ví dụ điển hình là cổng thông

tin iTunes của Apple đã kích thích tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ trong kinh doanh

âm nhạc trực tuyến.

Trong một ứng dụng P2P chia sẻ tập tin thông thường, người sử dụng có các

tập tin kỹ thuật số họ muốn chia sẻ với người khác. Những tập tin này được đăng ký

từ người dùng bằng cách sử dụng ứng dụng nội bộ theo các đặc tính như tiêu đề, tên

nghệ sĩ, ngày và định dạng. Sau đó, người sử dụng khác ở bất cứ nơi nào trên

Internet có thể tìm kiếm các tập tin này bằng cách cung cấp một truy vấn về một số

kết hợp của các thuộc tính tương tự. Một hàng (peer) mà có các tập tin phương tiện

truyền thông nội bộ phù hợp với truy vấn sẽ trả về thông tin làm thế nào để lấy lại

các tập tin. Nó cũng có thể chuyển tiếp các truy vấn với các hàng (peer) khác.

Người sử dụng có thể nhận được nhiều phản hồi thành công để truy vấn và sau đó

có thể chọn các tập tin mà họ muốn lấy. Các tập tin này sau đó được tải về từ hàng



Page 15 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



(peer) được chọn vào máy cục bộ. Ví dụ về các giao diện người dùng chia sẻ file

được thể hiện trong hình 1.1 và 1.2.



Page 16 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Hình 1.1: Limewire client



Hình 1.2: Giao diện tìm kiếm eMule client

Page 17 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Mặc dù được sử dụng rộng rãi, hệ thống chia sẻ file P2P cũng gây nhiều bất

lợi cho người sử dụng. Thứ nhất, một số các nhà cung cấp các ứng dụng P2P hàng

đầu kiếm doanh thu từ các bên thứ ba bằng cách nhúng phần mềm gián điệp và

phần mềm độc hại vào các ứng dụng. Sau khi cài đặt các ứng dụng P2P đó máy

tính ngườiời dùng tìm thấy máy tính của họ bị nhiễm phần mềm này ngay lập tức

sau khi cài đặt các ứng dụng P2Pdùng ngay lập tức bị nhiễm phần mền này. Thứ

hai, một lượng lớn nội dung xấu hoặc bị hỏng đã được xuất bản trong các hệ thống

chia sẻ tập tin và rất khó cho một người sử dụng để phân biệt nội dung như vậy từ

nội dung kỹ thuật số ban đầu họ tìm kiếm. Một người sử dụng tải về một file nhạc

chất lượng kém có thể tìm thấy tiếng ồn, nội dung viết tắt. Vấn đề thứ ba trong việc

sử dụng các ứng dụng chia sẻ file P2P là vấn đề “hưởng khống”. “Hưởng khống”

tức là một hàng có sử dụng các ứng dụng chia sẻ file truy cập nội dung từ những

hàng khác nhưng không đóng góp nội dung với cùng mức độ vào cộng đồng của

hàng. Một vấn đề liên quan là hàng rời mạng. Một nội dung chỉ có thể truy cập bởi

các hàng khác nếu hàng đó là trực tuyến. Khi một hàng là không trực tuyến, phải

mất thời gian cho các hàng khác để được cảnh báo về sự thay đổi trạng thái.

Các hệ thống chia sẻ file P2P hàng đầu không có cơ chế để bảo vệ các nội

dung có bản quyền hoặc thành kênh thanh toán cho người sở hữu bản quyền. Một

số công ty tìm cách hợp pháp hoá chia sẻ file P2P cho nội dung được cấp phép bằng

cách kết hợp kỹ thuật quản lý quyền kỹ thuật số (DRM). Trong hệ thống này, nội

dung được mã hóa, mặc dù nó có thể được phân phối miễn phí trên mạng, người

dùng phải mua bản quyền giải mã mới có thể xem được những nội dung được mã

hóa này. Thông qua việc sử dụng chữ ký số như vậy, những nội dung có bản quyền

không dễ dàng được xem từ người sử dụng khác.

Một số Công ty khác như QTrax, SpiralFrog và TurnItUp đưa ra đề xuất về

mô hình chèn quảng cáo khi phân phối âm nhạc miễn phí. Người sử dụng có thể tự

do tải nhạc tập tin, nhưng phải nghe hoặc xem một quảng cáo khi đang tải hoặc xem

nội dung. Trong mô hình này nhà quảng cáo sẽ trả chi phí bản quyền nội dung thay

cho người sử dụng. Câu hỏi đặt ra về mô hình này là liệu nó có làm hạ giá của mô



Page 18 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



hình kinh doanh hiện tại và liệu doanh thu quảng cáo bù đắp được doanh thu bị mất

đi khi sử dụng mô hình tải nhạc từ các cổng thông tin hiện tại.

Thoại qua P2P

Các máy trạm để bàn VoIP bắt đầu xuất hiện vào giữa những năm 1990 và

cung cấp miễn phí các cuộc gọi thoại và gọi video từ PC đến PC. Các ứng dụng này,

mặc dù có lợi thế về kinh tế và áp dụng kỹ thuật mới nhưng không thu hút được một

lượng lớn người dùng do các yếu tố như chất lượng âm thanh còn kém và số người

sử dụng truy nhập băng thông rộng còn hạn chế. Ngoài ra, cộng đồng người sử

dụng ban đầu còn nhỏ nên hạn chế khả năng các ứng dụng này có thể thay thế điện

thoại thông thường. Đây tiếp tục là một vấn đề thực tế mà các ứng dụng P2P mới

sau này phải đối mặt - làm thế nào để tạo ra một cộng đồng người sử dụng lớn để có

thể cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng đi kèm. Bắt đầu từ năm 1996 với sự ra mắt

của chương trình ICQ, một số lượng lớn các ứng dụng về tin nhắn (instance

message) đã trở thành phổ biến rộng rãi. Các hệ thống Microsoft Messenger, Yahoo

Messenger và Jabber, tất cả dùng kiến trúc máy trạm/máy. Mặc dù một số các hệ

thống này sau đó đã bổ sung thêm tính năng thoại, tuy nhiên vẫn không thu hút

được cộng đồng lớn người sử dụng. Ứng dụng Skype VoP2P ra mắt năm 2003 đã

đạt hơn 10 triệu người dùng đồng thời. Công nghệ VoP2P của Skype sẽ được thảo

luận trong phần dưới. So với các ứng dụng VoIP trước đó, Skype cung cấp cả các

cuộc gọi từ PC đến PC miễn phí và cuộc gọi từ PC đến mạng cố định với chi phí

thấp, bao gồm cả cuộc gọi quốc tế. Chất lượng cuộc gọi Skype cao do bộ mã hõa

Skype và sự phát triển của mạng truy nhập băng rộng. Ngoài ra, Skype bao gồm đầy

đủ các tính năng như danh sách bạn, nhắn tin instance message ... Không như hệ

thống chia sẻ file, Skype cam kết không có chính sách gián điệp.

Giao diện người dùng Skype được thể hiện trong hình 1.3. Nó bao gồm một

danh sách bạn bè và trạng thái trực tuyến của họ. Người dùng có thể chọn bạn bè để

bắt đầu gửi tin nhắn, gọi điện thoại thường hay tạo ra các cuộc gọi hội nghị miễn

phí. Người dùng cũng có thể nhập số điện thoại PSTN để gọi và các cuộc gọi được

tính phí.



Page 19 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Hình 1.3: Skype client



P2PTV

Sự thành công của chia sẻ file P2P và VoP2P đã thúc đẩy việc ứng dụng P2P

cho các ứng dụng video trực tuyến (video streaming). Phân phối P2PTV thường

theo một tổ chức kênh trong đó nội dung được tổ chức và truy cập theo một thư

mục các chương trình và tên phim. Không giống như các hệ thống chia sẻ file trong

đó trước tiên tập tin được tải về máy tính của người dùng và nội dung được lưu lại

và xem tại máy đầu cuối, các ứng dụng video streaming phải cung cấp tốc độ truyền

tải dòng thời gian thực đến mỗi hàng (peer) bằng tốc độ phát video. Vì vậy, nếu file

nội dung được mã hóa ở tốc độ 1,5 Mbps và có một hàng (peer) đóng vai trò là

nguồn của nội dung video streaming này, thì đường truyền từ các hàng nguồn

(source peer) đến đầu cuối xem nội dung phải có tốc độ truyền dữ liệu trung bình

1,5 Mbps. Để giải quyết vấn đề có sự thay đổi về tốc độ trên đường truyền, người ta

sử dụng bộ đệm để có đủ số lượng các khung hình video. Sau đó, nếu tốc độ truyền

tải tạm thời bị rớt, nội dung trong bộ đệm được sử dụng để người xem video

streaming không bị ảnh hưởng về chất lượng nội dung.



Page 20 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Một tính năng hấp dẫn của kiến trúc peer-to-peer khi cung cấp dịch vụ video

streaming là đặc tính tự mở rộng quy mô. Mỗi hàng bổ sung thêm cho hệ thống P2P

cho biết dung lượng thêm cho các nguồn lực tổng thể. Trong một mạng P2P, bất kỳ

hàng (peer) nào nhận được một dòng video cũng có thể gửi nó cho các các hàng

khác. Nếu D> 1 các hàng được kết nối trực tiếp đến các đồng đẳng nguồn và mỗi

hàng có thể hỗ trợ D hàng, thì có đến (D 2 + D) hàng có thể nhận được luồng video

khi phải đi qua 2 hop để đến nguồn. Tương tự như vậy, nếu mỗi D hàng ở lớp thứ

hai có thể hỗ trợ D hàng, thì có đến (D 3 + D2 + D) hàng có thể nhận được luồng

video khi phải đi qua 3 hop để đến nguồn. Lưu ý rằng mỗi hop thêm vào thì sẽ bổ

sung thêm độ trễ chuyển tiếp nhỏ, tuy nhiên đây cũng không phải là vấn đề lớn

trong các ứng dụng video-streaming một chiều.

Mô hình đơn giản này là tối ưu nếu tất cả các hàng đều xem video

streaeming ở cùng một vị trí gần như cùng một lúc, tương tự như với một phát sóng

kênh truyền hình quảng bá. Tuy nhiên, trong các ứng dụng loại video theo yêu cầu,

các hàng bắt đầu xem nội dung video ở một khoảng tùy ý, và những hàng mà cùng

bắt đầu xem một luồng video thì do hành vi người sử dụng như tạm dừng hoặc tua

lại nên các đoạn video đang xem của từng hàng cũng sẽ khác nhau. Để giải quyết

vấn đề truyền đi bản sao đầy đủ nội dung của video khi người dùng xem lại

(playback) nội dung, một phương pháp được đưa ra là 1 hàng sẽ xác định đoạn

video tiếp theo trong lịch playback từ một số hàng khác trong mạng P2P.

Cũng giống như các ứng dụng P2P khác, đối với ứng dụng P2PTV sự biến

động của các hàng có thể tạo ra khoảng gián đoạn khi playback lại luồng video nếu

hàng (peer) có nội dung của đoạn video tiếp theo đột nhiên rời khỏi hệ thống P2P.

Tuy nhiên hầu hết mạng P2P đều có các giao thức cụ thể để nhận ra các vấn đề đó

và liên tục xác định vị trí các hàng mới được tham gia vào hệ thống P2P. Với các

ứng dụng video streaming, việc giảm thiểu ảnh hưởng khi hàng nguồn rời mạng có

thể thực hiện bằng cách định kỳ tìm kiếm các nguồn dự phòng và cung cấp một bộ

đệm đủ lớn để giảm tác động đến trải nghiệm xem của người dùng khi có một

nguồn rời khỏi hệ thống P2P.



Page 21 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



Ngoài các ứng dụng P2P video, rất nhiều nghiên cứu đã được triển khai để

giải quyết vấn đề cung cấp mạng đủ tin cậy cho các ứng dụng video thời gian thực.

Khi mạng bị lỗi hoặc khi có nghẽn mạng xảy ra thì có thể dẫn đến mất gói tin.

Mạng P2P phụ thuộc vào mạng vật lý phía dưới. Vì vậy các kỹ thuật được phát triển

để cung cấp một mạng đáng tin cậy cho dòng video streaming cũng được áp dụng

trong mạng P2P. Kỹ thuật này bao gồm phân phối video thích ứng (adaptive video),

video đa phân dải (multiresolution video) và video khả năng mở rộng (scalable

video).

Hình 1.4 minh họa nhiều ứng dụng P2PTV hiện có, cụ thể như ứng dụng

Babelgum, Joost, PPLive, PPStream, Sopcast, TVants, TVUPlayer, Veoh TV, và

Zattoo



Hình 1.4: ứng dụng P2PTV



1.1.2 Hoạt động của một hệ thống P2P

Một người dùng tải về phần mềm ứng dụng P2P từ một Website trên Internet

và cài đặt nó trên máy tính cá nhân của mình. Giả sử rằng các máy tính được kết nối

Internet thông qua kết nối băng thông rộng. Sau khi ứng dụng được khởi động, nó

thực hiện kết nối đến máy chủ trên Internet mà được cấu hình trong

phần mềm cho mục đích khởi động chương trình (bootstrapping). Phần mềm ứng

Page 22 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động



Đề tài Nghiên cứu giải pháp kiểm soát dịch vụ ứng dụng P2P qua mạng data 3G MobiFone



dụng P2P sẽ sử dụng những kết nối ban đầu này để tìm các đường khác để tham gia

vào mạng (overlay network). Ban đầu nó chỉ có một vài kết nối, sau đó từng bước

bổ sung thêm các kết nối khác. Định kỳ nó có thể thay đổi các kết nối hiện tại thành

các kết nối với các hàng mới nếu các hàng ban đầu rời khỏi chương trình hoặc

không đáp ứng yêu cầu, hoặc nếu các hàng mới cung cấp đường truyền tốt hơn ....

Ngay cả khi người sử dụng không khởi tạo bất kỳ yêu cầu tìm kiếm tập tin

nào hoặc không lựa chọn việc chia sẻ các tập tin nội bộ, ứng dụng P2P vẫn sử dụng

năng lực của máy tính của của mạng để kết nối cho các hàng khác. Nó có thể là để

đáp ứng yêu cầu tìm kiếm từ các hàng hoặc hoạt động như một hàng khởi động

(bootstrap peer) cho hàng mới tham gia. Nó có thể là bộ nhớ đệm cho các tập tin

thông dụng để tiết kiệm thời gian tìm kiếm cho các hàng khác. Nó cũng có thể là

kết nối proxy thay mặt cho các hàng phía sau bức tường lửa. Người sử dụng có thể

không được nhận thức điều này khi sử dụng máy tính của mình, hoặc anh ta có thể

nhận thấy rằng hệ thống đang chạy tải nặng hơn do các phần mềm ngang hàng đang

chạy. Các kết nối mạng có thể có tốc độ chậm hơn. Tuy nhiên, các chi tiết cách các

ứng dụng P2P sử dụng máy nội bộ và tài nguyên của máy nội bộ, bao gồm cả những

gì các hàng khác đang truy cập tài nguyên của nó, thường được ẩn đi đối với người

sử dụng.

Sau đó, khi người dùng bắt đầu tìm kiếm các tập tin trên mạng P2P hoặc

chia sẻ tập tin riêng của mình với những người khác, ứng dụng P2P sẽ gửi tin nhắn

đến các hàng khác mà nó được kết nối. Những tin nhắn này có thể được tiếp tục

truyền tới các hàng khác nếu cần thiết. Các tin nhắn chứa các yêu cầu tìm kiếm

hoặc chứa thông tin về các tập tin mà hàng đang chia sẻ.

P2P trên các client khác máy Desktop

Mặc dù phần lớn các ứng dụng P2P hoạt động trên máy tính để bàn, nhưng

việc sử dụng công nghệ P2P không bị giới hạn chỉ trên máy tính để bàn. Trong thực

tế, các ứng dụng P2P thậm chí còn phù hợp hơn đối với các thiết bị điện tử tiêu



Page 23 of 911021

Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam - Công ty thông tin di động