Bài thu hoạch Mạng máy tính nâng cao it54

BÀI THU HOẠCH MÔN MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO Câu 1: Anhchị hãy trình bày phương pháp mã hóa âm thành số PCM (3 điểm) Đầu tiên chúng ta cần tìm hiểu PCM (Pulsecode Modulation), là chuẩn định dạng kỹ thuật số không nén, một hệ thống mã hóa tín hiệu digital nhạy theo dạng sóng SIN của tín hiệu analog. Quá trình này khá phức tạp. PCM gồm hai thành phần: tần số lấy mẫu (sample rate) và độ sâu bit (bit depth). “Tần số lấy mẫu” chính là số lần biên độ rung mỗi giây của sóng âm còn “độ sâu của bit thể hiện số lượng bit của thông tin đo được từ mỗi mẫu âm tương ứng với độ phân giải của mỗi bộ dữ liệu âm thanh số. Như vậy ta có thể thấy, “âm thanh số” chính là những thay đổi về biên độ tần số sóng âm dao động trong một khoảng thời gian nhất định, tạo ra âm thanh. Tần số lấy mẫu và độ sâu của bit càng cao thì tín hiệu analog được mô phỏng lại càng chính xác. Hiện nay, tần số lấy mẫu của các file định dạng PCM có thể lên đến 352,8kHz hoặc hơn nữa tuy nhiên

BÀI THU HOẠCH MÔN MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO Câu 1: Anh/chị hãy trình bày phương pháp mã hóa âm thành số PCM (3 điểm) Đầu tiên chúng ta cần tìm hiểu PCM (Pulse-code Modulation), là chuẩn định dạng kỹ thuật số không nén, một hệ thống mã hóa tín hiệu digital nhạy theo dạng sóng SIN của tín hiệu analog Quá trình này khá phức tạp PCM gồm hai thành phần: tần số lấy mẫu (sample rate) và độ sâu bit (bit depth)

“Tần số lấy mẫu” chính là số lần biên độ rung mỗi giây của sóng âm còn “độ sâu của bit" thể hiện số lượng bit của thông tin đo được từ mỗi mẫu âm tương ứng với độ phân giải của mỗi bộ dữ liệu âm thanh số Như vậy ta có thể thấy, “âm thanh số” chính

là những thay đổi về biên độ tần số sóng âm dao động trong một khoảng thời gian nhất định, tạo ra âm thanh Tần số lấy mẫu và độ sâu của bit càng cao thì tín hiệu analog được mô phỏng lại càng chính xác Hiện nay, tần số lấy mẫu của các file định dạng PCM có thể lên đến 352,8kHz hoặc hơn nữa tuy nhiên, các DAC thông thường, tầm trung chỉ hỗ trợ 192kHz, riêng cũng có một vài sản phẩm như iFi iDAC 2 hoặc iFi Nano iDSD cũng có thể đáp ứng 384kHz

Thường thì dạng PCM phần nào có thể được phân giải ngay thành tín hiệu analog với bất cứ DAC nào Do tính đơn giản đó, âm thanh PCM được coi là loại âm không mất mát (lossless) do không bị nén, tuy nhiên dung lượng lưu trữ lại cao (cao là hồi xưa

thanh ta thường nghe trên CD hay định dạng WAV chính là nó, cứ mỗi giây âm thanh được lấy mẫu (sample) với tần số mẫu 44.1kHz (44100 lần trong 1 giây), với mỗi mẫu

là 16 bit dữ liệu

Giọng nói thường được mã hóa bởi kỹ thuật PCM, với tỉ lệ mẫu là 8,000 mẫu mỗi giây và 8 bit mỗi mẫu, kết quả cho ta tỉ lệ truyền bit là 64 kpbs Đĩa CD cũng sử dụng PCM với tỉ lệ mẫu là 44,100 mẫu mỗi giây với 16 bits mỗi mẫu và cho ta tỉ lệ bit truyền là 705.6 kbps đối với âm thanh đơn (mono) và 1.411 Mbps với âm thanh nổi (stereo) Mã hóa PCM được sử dụng trong giọng nói và âm nhạc

Câu 2: Anh/chị hãy trình bày mạng dựa trên bảng băm DHT và ứng dụng của mạng trong Blockchain (4 điểm)

1 Bảng băm phân tán DHT (Distributed Hash Table)

Các mạng không có cấu trúc mặc dù đem lại ứng dụng và hiệu quả nhất định trong việc chia sẻ tài nguyên và chia sẻ tệp tin Tuy nhiên chúng vẫn tồn tại một số nhược điểm nhất định như việc định tuyến dựa vào máy chủ trung tâm của Napster dẫn đến sự quá tải của Server tìm kiếm khi số lượng nút mạng tăng ngoài ra các vấn đề về pháp lý khi Server lưu trữ các thông tin đến các nguồn tài nguyên bất hợp pháp cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến việc đóng cửa mạng Napster Đối với Gnutella

và một số mạng khác lại sử dụng cơ chế định tuyến bằng lan tràn gói (flooding), các nút mang gửi quảng bá các gói tin đến các nút trong mạng Do vậy như đã đề cập, nhược điểm của mạng này là hiệu quả thấp và độ co giãn không cao do băng thông nhanh chóng trở nên cạn kiệt khi số lượng nút mạng tăng lên cao Các mạng sử dụng DHT là

hệ thống phân tán, sử dụng tìm kiếm trên bảng băm Bảng băm là tập hợp các dòng mà trong đó mỗi dòng là một cặp giá trị băm Việc sử dụng giá trị băm giúp cho quá trình tìm kiếm dữ liệu nhanh chóng Khi các nút gia nhập mạng, chúng đóng vai trò là thành phần xử lý để tính toán giá trị băm (key) và gán giá trị (value) tương ứng với giá trị băm

đó Do vậy quá trình gia nhập và rời mạng liên tục cũng không làm ảnh hưởng đến kiến trúc của mạng nên khả năng mở rộng mạng DHT là rất lớn Ứng dụng của các mạng DHT là rất lớn, từ những hệ thống dữ liệu phân tán, chia sẻ tệp tin ngang hàng, đến các

hệ thống chuỗi khối, tính toán tiền ảo hiện nay Các đặc trưng của mạng DTH gồm các thuộc tính sau:  Không tập trung (Decentralization): các nút tham gia mạng không có thành phần trung tâm để điều phối quá trình tìm kiếm, định tuyến trên mạng  Khả năng

mở rộng: Hệ thống có thể mở rộng và hoạt động tốt khi số lượng nút tăng lên đáng kể  Khả năng chịu lỗi: Hệ thống vẫn hoạt động ổn định không phụ thuộc vào các nút gia nhập mạng, lỗi mạng, lỗi dịch vụ và rời mạng Các mạng DHT đã giải quyết được các vấn đề cơ bản của hệ thống phân tán bao gồm các tính năng như cân bằng tải, vẹn toàn

dữ liệu, chống sửa đổi dữ liệu mà vẫn đảm bảo hiệu năng chung của toàn mạng (với việc

sử dụng bảng băm, tốc độ của thuật toán xử lý định tuyến và tìm kiếm dữ liệu sẽ là O(logn) với n là số nút của mạng)

2.Ứng dụng của mạng trong Blockchain: là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ

thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian Mỗi block đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết tới khối trước đó, kèm một mã thời gian và dữ liệu giao dịch Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi dữ liệu Giải thích rõ hơn đó là khi một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không thể nào thay đổi được nó

Một blockchain được vận hành nhờ hệ thống các node (nút mạng), thuật toán băm mật mã (hash), và hệ thống sổ cái công khai

Mỗi ngày, các thị trường trên toàn cầu thực hiện hàng ngàn tỷ giao dịch, trao đổi thông tin, xác nhận thông tin, đặc biệt là các giao dịch tài chính Chính vì vậy, blockchain đang được dự đoán trở thành một làn sóng tác động mạnh mẽ tới mọi ngành nghề, lĩnh vực

- Nguyên lý hoạt động của Blockchain

Cơ sở dữ liệu là Blockchain và mỗi nút trên Blockchain có quyền truy cập vào toàn bộ Blockchain Không một nút hoặc máy tính nào điều chỉnh thông tin chứa trong

đó Mọi nút đều có thể xác thực các bản ghi của Blockchain Tất cả điều này được thực hiện mà không có một hoặc một vài trung gian kiểm soát mọi thứ

Các giao dịch diễn ra ngang hàng (P2P), trực tiếp giữa 2 bên, không thông qua một bên thứ ba Thông tin về những gì đang xảy ra trên Blockchain được lưu trữ trên mỗi nút sau đó được chuyển đến các nút lân cận Bằng cách này, thông tin lan truyền qua toàn bộ mạng

Bất cứ ai cũng có khả năng nhìn thấy mọi giao dịch và giá trị băm của nó Tất cả những gì bạn thấy trên blockchain là bản ghi các giao dịch giữa các địa chỉ Blockchain (Lưu ý: không thấy danh tính thực sự, hình ảnh của họ)

Sau khi ghi lại giao dịch trên blockchain và blockchain đã được cập nhật, thì không thể thay đổi hồ sơ của giao dịch này Hồ sơ của một giao dịch cụ thể được liên kết với hồ sơ trước Các bản ghi blockchain là vĩnh viễn, chúng được sắp xếp theo thứ

tự thời gian và chúng đã cập nhật ở tất cả các nút khác

Câu 3 Qua môn học em thu nhận được những kiến thức sau:

1 Các phương pháp quản lý đường truyền:

tiên được thiết kế tại Hawaii trong nhưng năm đầu của thập kỷ 1970 do nhà nghiên cứu Norman Abramson và các đồng nghiệp tại Đại học Hawaii thiết kế dùng để kết nối các người dùng tại các đảo nhỏ với hệ thống máy tính chủ ở Honolulu Nghiên cứu của nhóm Norman Abranson được pháp triển từ các nghiên cứu của Schwartz và Abramson năm 2009, với ý tưởng cơ bản là có khả năng đăng ký cho bất kỳ hệ thống nào mà trong

đó các người dùng không đồng bộ hoặc cạnh tranh nhau để sử dụng một kênh truyền chung ALOHA có 2 phương pháp: ALOHA thuần túy và ALOHA phân khe

sóng mang để phát hiện đụng độ xảy ra trên mạng trong quá trình truyền tin

CD tại một lần khi mà một nút đang chiếm giữ kênh truyền, nhưng nó vẫn xuất hiện trong khoảng thời gian truyền tin Các đụng độ này làm giảm hiệu xuất của hệ thống, đặc biệt là khi độ trễ băng thông lớn hoặc khoảng cách kết nối xa (lớn hơn và các khung tin ngắn Đụng độ không những làm giảm băng thông mà còn làm tăng thời gian gửi của các khung dữ liệu gây ra ảnh hưởng lớn đến các ứng dụng xử lý thời gian thưc như voiceIP CSMA/CD do đó không hẳn là một giao thức được chấp nhận hoàn toàn trong các hệ thống mạng máy tính Một số giao thức giải quyết vấn đề tranh chấp kênh truyền

mà không xuất hiện đụng độ ngay cả trong khoảng thời gian truyền tin Phần lớn các giao thức này hiện tại đều đã không được sử dụng trong các hệ thống chính, nhưng trong một lĩnh vực cập nhật, thay đổi thường xuyên như giao thức mạng, các giao thức này vẫn có nhiều đặc điểm thừa kế cho các hệ thống trong tương lai Giả thiết rằng có N nút trạm, mỗi nút được lập trình với một địa chỉ tuyến tính đánh số từ 0 ÷ (N-1) và thời gian phản hồi là không đáng kể Mục tiêu của các giao thức này nhằm đảm bảo một nút truyền tin sẽ nắm quyền điều khiển và truyền dữ liệu trên kênh truyền cho đến khi truyền xong một khối dữ liệu

- Giao thức Bit-Map:

- Token Passing

802.11 MAC: Các hệ thống máy tính xách tay và các thiêt bị di động hiện nay đều giao tiếp với cá tín hiệu không dây được gọi là mạng LAN không dây (wireless LAN) Mạng LAN không dây là một mạng LAN đặc biệt trong đó các nút mạng sử dụng kênh truyền quản bá để giao tiếp với nhau do vậy trong việc kiểm soát truy cập đường truyền cũng

có sự khác biệt so với mạng LAN thông thường Các mạng không dây được IEEE đưa ra

bộ tiêu chuẩn 802.11 (WiFi)

mạng là định tuyến các gói tin từ nút nguồn đến nút đích Trong hầu hết các mạng, các gói tin sẽ yêu cầu nhiều hops để di chuyển theo hành trình xác định được Chỉ có duy nhất 1 ngoại lệ được phép không thông qua định tuyến là trường hợp các mạng quảng

bá, trong trường hợp nút nguồn và nút đích không cùng phân đoạn mạng Các giải thuật định tuyến lựa chọn các tuyến đường và cấu trúc dữ liệu mà chúng sử dụng phần lớn trong lớp mạng Giải thuật định tuyến là một phần của lớp ứng dụng mạng chịu trách nhiệm quyết định đường vào, ra của các gói tin khi đi qua bộ định tuyến (router) Nếu mạng sử dụng gói tin nội bộ, giải thuật sẽ thực hiện lặp lại đối với các gói tin đến theo định tuyến đã được chọn trong lần gần nhất Nếu mạng sử dụng chuyển mạch ảo, giải thuật định tuyến chỉ được tạo ra khi có chuyển mạch mới được thiết lập Sau đó, các gói tin được chuyển tiếp trên tuyến đã được thiết lập bởi bộ định tuyến Trường hợp trên đôi lúc gọi là định tuyến phiên (session routing) bởi vì bộ định tuyến duy trì hiệu lực cho mỗi phiên làm việc (VD: Khi đăng nhập bằng VPN) Các giải thuật định tuyến cơ bản

đã được đề cập trong môn học Mạng truyền thông, trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về cơ chế quảng quá định tuyến là định tuyến nhiều nút (multicast routing) và định tuyến nút bất kỳ (anycast routing)

- Điều khiển tắc nghẽn

chia sẻ năng lực tính toán thay vì tập trung hóa vào máy chủ các giao thức mạng ngang hàng được ra đời Mạng ngay hàng hay còn gọi là mạng P2P là một kiến trúc mạng mà các nút mạng có vai trò đồng đẳng được kết nối trực tiếp với nhau, trong đó mỗi nút đều

có khả năng thực hiện các chức năng cần thiết để hỗ trợ mạng và trong thực tế có nhiều nút thực hiện nhiều chức năng khác nhau Vai trò của mỗi nút là tương đương, các nút thực hiện vai trò là máy chủ, vừa thực hiện vai trò là máy khách

chính dựa trên tính chất của mạng gồm: Mạng ngang hàng thuần túy, Mạng ngang hàng lai (Hybrid P2P)

Table), Mạng Chord

Đề xuất của anh/chị để nâng cao chất lượng của môn học trong giai đoạn tới:

Mong rằng trong giai đoạn tới môn học sẽ có các bài giảng eleanning để chúng em có thể tiện theo dõi các bài giảng hơn