l_472_12078122
.pdfЯкщо користувач, якому відомо кілька назв name хоче зробити їх доступними для інших користувачів, він повинен скласти для кожного з них кортеж (name, моя IP-адреса) та виконати функцію s (hash (name)), щоб зберегти їх у загальноприйнятій формі. Якщо існує кілька записів (на різних вузлах) для однієї й тієї ж назви, всі їхні кортежі будуть зберігатися на одному й тому ж вузлі.
Якщо хтось із користувачів захоче знайти назву name, він повинен обчислити значення хеш-функції, отримати ключ key, а потім за допомогою функції s (key) визначити IP-адресу вузла, що зберігає кортежі індексів. Для того, щоб можна було знайти IP-адресу вузла, що відповідає якому-небудь ключу, кожен вузол повинен підтримувати певні службові структури даних. Однією з них є IP-адреса послідовника.
Процедура пошуку є такою. Вузол, який надсилає запит, посилає послідовникові пакет, що містить його IP-адресу й ключ, який він шукає. Цей пакет пересилається по колу доти, поки не буде знайдено шуканий вузол. На ньому перевіряють відповідність наявної інформації ключу, а якщо результат позитивний, після перевірки пакет повертається безпосередньо вузлу, чия IP-адреса містився в запиті.
Такий пошук є малоефективним. Його можна удосконалити, якщо кожен вузол буде знаходити IP-адресу не тільки послідовника, але й попередника. Тоді запит можна надсилати одночасно в двох напрямках – за годинниковою стрілкою та проти, залежно від того, який із шляхів є більш коротким.
Значно пришвидшити пошук дає змогу підтримувана кожним вузлом спеціальна таблиця, яку в методі хорд
651
називають таблицею покажчиків. У ній є m записів, пронумерованих від 0 до m-1. Кожен запис містить два поля: початок start та IP-адресу послідовника – s (start), як показано на рисунку 18.6.
Поле |
|
IP-адрес |
|
Поле |
|
IP-адрес |
|
Поле |
|
IP-адрес |
Start |
|
послідовника |
|
Start |
|
послідовника |
|
Start |
|
послідовника |
2 |
|
4 |
|
5 |
|
7 |
|
13 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
15 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
7 |
|
6 |
|
12 |
|
16 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
12 |
|
12 |
|
12 |
|
20 |
|
20 |
17 |
|
20 |
|
20 |
|
20 |
|
28 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица покажчиків |
|
Таблица покажчиків для |
|
Таблица покажчиків для |
||||||
|
вузла 1 |
|
|
вузла 4 |
|
|
вузла 12 |
|||
Рисунок 18.6. Приклади таблиць покажчиків
Значення полів запису i на вузлі k визначають так:
Start = k + 2i (modulo2m),
IP-адреса s (start (i)).
З використанням таблиці покажчиків процес пошуку ключа на вузлі k виглядає так. Якщо ключ потрапляє в діапазон між k та s (k), значить, він точно знаходиться на вузлі s (k), і пошук припиняється. У протележному випадку таблицю покажчиків переглядають, щоб знайти запис, значення поля start якого є найближчим попередником ключа. Запит надсилається безпосередньо за IP-адресою з таблиці покажчиків. Вузол з цією адресою переймає ініціативу пошуку. Оскільки шуканий ключ знаходиться десь поруч, але ідентифікатор має менше значення, великою є ймовірність того, що остаточну відповідь буде отримано швидко, після кількох запитів.
652
Розглянемо приклад пошуку ключа key = 3 на вузлі 1. Вузол з ідентифікатором 1 знає, що 3 знаходиться між ним і його послідовником – вузлом 4. Він робить висновок, що ключ знаходиться на вузлі 4, і пошук припиняється. Результатами є IP-адреса вузла 4.
Інший приклад. Нехай вузлу 1 необхідно знайти ключ key = 14. Число 14 не знаходиться між 1 і 4, тому потрібно звернутися до таблиці покажчиків. Найближчим попередником 14 є 9, тому запит надсилають на IP-адресу, що зберігається в запису зі значенням start = 9. Це вузол 12. Останній бачить, що 14 знаходиться між ним і послідовником 15, тому результатом пошуку є IP-адреса вузла 15.
Вузли можуть з'являтися в мережі та зникати з неї в будь-який час. У зв'язку з цим необхідною є автоматизована процедура вибудовування кола ідентифікаторів і таблиць покажчиків. Коли новий вузол w має намір увійти в мережу, він мусить визначити своє місце в колі ідентифікаторів. Для цього він повинен увійти в контакт з будь-яким вузлом, що вже знаходяться в мережі, та попросити його знайти IP-адресу послідовника s (w). Потім новий вузол з'ясує, хто буде його попередником. Після цього вузол, який увійшов, вважають зареєстрованим у рівноранговій мережі.
Голосові послуги системи Skype
Усередині мережі Skype абоненти можуть говорити безкоштовно, а дзвінки в «зовнішній світ» є платними та розглядаються як голосові послуги системи, основними серед яких є такі:
653
•SkypeIn, що дає змогу отримати окремий телефонний номер у одній з країн світу та приймати на нього дзвінки від користувачів традиційних телефонних мереж (мобільних або стаціонарних). Після надходження такого виклику він перекидається безпосередньо на комп'ютер або стільниковий телефон користувача (ненульовий рахунок SkypeOut). Фактично це є переадресацією за бажанням клієнта, яка працює за заздалегідь заданим умовам (сервіс повністю скопійовано з аналогічної послуги стільникових операторів зв'язку). Спектр вибору номера є досить широкий. Наприклад, можна отримати номер у Австралії, Німеччині, Великобританії, США або навіть Японії, Гонконгу та ін. Кожен абонент Skype має право завести до десяти SkypeIn-номерів на один обліковий запис, причому як в одній, так і в багатьох країнах ;
•SkypeOut дає змогу здійснити вихідні дзвінки на стаціонарні та мобільні телефони в більшості країн світу. Оплата є похвилинною та диференційованою. Дзвінки на безкоштовні номери (101, 102, 103) для клієнта SkypeOut є безкоштовними;
•Skype Zones – рішення для мобільних користувачів, завдяки сервісу Skype Zones вони можуть телефонувати по всьому світу з використанням 20 000 точок безпроводового широкосмугового доступу до
мережі Інтернет (хотспотів). Постійно оновлювана карта таких точок доступу є на інтернет-сайті Skype.
Перебуваючи |
в |
будь-якій |
країні |
світу, |
|
|
654 |
|
|
використовуючи невелику програму, яка працює на основі безпроводової технології, клієнт отримує доступ до тих хотспотів, які підтримують Skype. Сидячи в кафе або в залі очікування аеропорту, можна розмовляти через Skype зі своїми друзями та близькими, а якщо є відеокамера або ноутбук, можна влаштувати відеоконференцію;
•Skype Voicemail – послуга голосової пошти в системі
Skype.
Перераховані послуги, як правило, не надають у кредит, а для їх використання необхідно вносити авансовий платіж.
Додатково до VoIP Skype підтримує обмін миттєвими повідомленнями, пошук і пересилання файлів і відеотелефонію через Web-камеру. Крім того, Skype використовує шифрування, на відміну від традиційної телефонії та інших систем VoIP. Інформацію шифрують за допомогою 128бітових і вище криптографічних кодів, що робить практично неможливим пасивне перехоплення Skype-розмов та можливість розшифрувати і почути їх зміст.
Користувацький інтерфейс Skype-клієнта
Програми, за допомогою яких користувачі можуть розмовляти через Інтернет, існували й до Skype (наприклад, NetMeeting). Однак у Skype є кілька суттєвих переваг над попередникам:
655
•програма є простою для використанні: налаштування не вимагає спеціальних комп'ютерних знань;
•Skype забезпечує прийнятну якість звуку на порівняно невеликих швидкостях під’єднання 56 – 64 кбіт/с. Такі швидкості можна забезпечити за допомогою звичайного модему;
•базові функції Skype є безкоштовними: тривалість розмов з іншими абонентами, які налаштували аналогічну програму, не обмежується, а оплата стягується тільки за трафік;
•порівняно нескладною є організація відеозв'язку, простим під’єднання відеокамери (достатнім є, щоб її впізнала операційна система); кількість об'єднаних абонентів обмежується лише пропускною здатністю каналу;
•доступною є система обліку абонентів: щоб знайти співрозмовника, достатньо лише ввести його ім'я;
•прийнятними є ціни на додаткові можливості програми, доступні за окрему плату. Вони, як у випадку з вихідними дзвінками з комп'ютера на телефон (SkypeOut), так і у випадку прийому вхідних дзвінків на віртуальний номер (SkypeIn) послуги, є значно нижчими від аналогічних сервісів телефонних операторів.
У Skype для зв'язку використовують TCP-порт 80, який традиційно застосовують браузери, а тому рідко блокується мережевими екранами й маршрутизаторами з функціями перетворення мережевих адрес (NAT-роутерами).
656
Існуючий у клієнтських адаптерах системи Skype алгоритм стиснення даних дає змогу в більшості випадках досягати більш високої якості, ніж у звичайному телефонному зв'язку. Однак низькоякісні мікрофони, ще досить широко розповсюджені на комп'ютерному ринку, на жаль, досить часто нівелюють цю перевагу.
Для налаштування з'єднання між комп'ютерами використовують шифрування за протоколом AES-256, для передавання ключа якого, у свою чергу, застосовують 1024розрядний ключ RSA. Відкриті ключі користувачів сертифікує центральний сервер Skype при вході в систему з 1536 - або 2048-розрядними сертифікатами RSA.
Так як VoIP-протокол Skype є оригінальним, його може використовувати тільки ПО від Skype, доступ програм сторонніх розробників якщо не повністю закрито, то дуже обмежений.
На відміну від «класичних» VoIP-систем, потоки даних між абонентами передаються не через центральні комутатори телефонної служби, а проходять безпосередньо через Інтернет від одного комп'ютера до іншого (peer-to-peer) або через спеціальні вузли. Ці вузли, що здійснюють координацію, адресацію й маршрутизацію потоків, а також трансляцію запитів користувачів до сервера аутентифікації, називають
супервузлами (super-nodes).
Термінальне устатковання Skype
Великою популярністю користуються прості голосові гарнітури, що складаються з мікрофона та навушників, які зараз є основним засобом організації голосового зв'язку
657
комп'ютер – комп'ютер, але можна використовувати й IP- телефони, під’єднані до комп'ютера через USB-порт.
Велика популярність Skype привела до появи великої кількості різних спеціальних Skype-телефонів, які мають на меті максимально спростити роботу з програмою для користувачів. Skype-телефони бувають трьох основних видів:
•багатофункціональні моделі з вбудованою пам'яттю (64 - 128 Мб), які можна під’єднувати абсолютно до будь-якого комп'ютера, що має доступ до Інтернету. Вони самостійно під’єднуються до сервісу Skype, для взаємодії з системою їм не потрібна інсталяція Skypeклієнта на той комп'ютер, який вони використовують, а ось список контактів може або відображатися на дисплеї, або ні – все залежить від конкретної моделі;
•Skype-слухавки з дисплеєм, де відображається інформація про тривалість розмови, рівень заряду батареї та визначений для користувача рахунок; для їх функціонування потрібно інсталювати Skypeклієнт;
•Skype-слухавки без дисплея, що мають близько півтора десятка кнопок і відрізняються зручним ергономічним дизайном пристрою.
Зовнішньо всі трубки схожі на звичайний стільниковий телефон, тільки вони є більш легкими і мають обмежені функції. Їхнє основне завдання, крім передавання звуку, полягає в придушенні відлуння та фільтрації шуму в каналі.
658
Ще один тип пристроїв, на яких варто зосередити уагу, – це різні гібридні термінали типу WiFi/Skype і DECT/Skype. Вони можуть під’єднуватися не тільки до USB-порту комп'ютера, а й до звичайної телефонної провідної лінії зв'язку (порт RJ-11). Коли комп'ютер (DECT/Skype) або точка доступу (у разі WiFi/Skype) вимкнено, то телефон використовує для дзвінків провідну лінію, тобто працює як звичайний телефон (правда, в такому випадку до нього потрібно підвести живлення від електричної мережі ); відповідно коли вони активні, – то VoIP. При цьому гібридний термінал може обробляти виклики теж з цих двох джерел – як з провідної лінії, так і від користувачів, долучених у контакт-лист Skype. У такому випадку на дисплеї будуть відображатися тип дзвінка та координати абонента.
Слід згадати й екзотичні пристрої. Наприклад, USB Telbox – кілька типів різноманітних aдаптерів для під’єднання будь-яких звичайних телефонів (зокрема й безпроводових) до комп'ютера з програмою Skype через USB-порт. Пристрій дає змогу за допомогою звичайного телефону здійснювати дзвінки як через Skype, так і звичайною телефонною лінією. Такий адаптер не підтримує автоматичне перемикання між Skype та звичайною телефонною мережею, а набір телефонного номера для дзвінка сторонньому абоненту найчастіше здійснюють за допомогою комп'ютера.
Існують також пристрої типу USB Skype Diverter – фактично це шлюз, який, з одного боку, під’єднують до комп'ютера з програмою Skype через USB-порт, а з іншого – до міської телефонної мережі через звичайний телефонний шнур. Його завдання привести всі вхідних дзвінків по Skype
659
(без участі платній SkypeOut) на будь-який номер телефону (міський або мобільний).
Є можливість використовувати Skype для голосових дзвінків за допомогою смартфонів (кишенькового ПК Pocket PC) з модулем Wi-Fi та процесором з тактовою частотою від 312 МГц є шанс самостійно перетворити його на VoIPтелефон. Якість зв'язку в цьому випадку зазвичай залежить від пропускної здатності каналу, який зв'язує користувача з хотспотів провайдера, - для якісного звуку, як правило, вистачає 128 кбіт/с.
18.3. Мережеве керування
Мережеве керування - одна з найбільш масштабних прикладів роботи мережевих застосовань. Основні завдання мережевого керування розглядалися в п.8.4. Тут ми зупинимося на особливостях реалізації функцій прикладного рівня, що забезпечують функціонування системи керування мережею.
Система мережевого керування складається з апаратного та програмного забезпечення, яке встановлюється серед існуючих компонентів мережі. Більше того, велика частина апаратного і програмного забезпечення, необхідного для мережевого керування, вже входить до складу існуючого мережевого обладнання та обладнання користувачів.
Програмне забезпечення, яке використовується для виконання завдань мережевого керування, розташовується здебільшого на хостах і спеціалізованих процесорах (інтерфейсних процесорах, контролерах). Система мережевого
660