Luận văn instant messenger cho thiết bị di động với chức năng tự động phát hiện sự hiện diện của các nút mạng

5

3.3. Tuổi của thông tin 24
3.4. Kiểm tra sự tồn tại của Friend trong mạng 24
3.5. Dữ liệu 26
3.6. Cài đặt 27
Chương 4. Thử nghiệm phần mềm 28
4.1. Giao diện của phần mềm: 28
4.2. Chọn Interface: 28
4.3. Giao diện chính: Instant Message 28
4.4. Giao diện thêm bạn: 29
4.5. Giao diện chạy phần mềm: 31
4.6. Giao diện tạm dừng: 32
4.7. Giao diện liên hệ: 32
4.8. Giao diện giúp đỡ: 33
Chương 5. Kết luận 34
Tài liệu tham khảo 35
Các module xử lý 36
BloomFilter.java 36
NinterfaceNames.java 39
FriendList.java 40
InstantMessage.java 41
Contact.java 50
Help.java 51
index.java 52



6


Chương mở đầu


Sự phát triển của công nghệ thông tin đã góp phần làm cho xã hội ngày một
phong phú thêm. Ở các nước đang phát triển như Việt Nam, công nghệ thông tin đã và
đang trở thành một ngành công nghiệp hàng đầu và được sự quan tâm rất lớn của tất cả
các bộ ngành. Công nghệ thông tin đã len lỏi vào tất cả các cơ quan từ nhà nước đến tư
nhân từ các tập đoàn đến các công ty riêng. Công nghệ thông tin đã ảnh hưởng một
cách tích cực đến nhiều hoạt động tại Việt Nam.
Hệ thống mạng không dây WLAN là một phát triển vượt bậc của ngành công
nghệ thông tin. Hiện nay nó là sự lựa chọn cho nhiều môi trường văn phòng bởi cùng
một lúc có thể kết nối máy in, Internet và các thiết bị máy tính khác mà không cần dây
cáp truyền dẫn. Nhờ đó mà ta giảm thiểu được số lượng dây chạy trong phòng, từ
phòng này sang phòng khác. Số lượng dây không đáng kể nên không làm thay đổi
cảnh quan, thẩm mĩ nơi ở và nơi làm việc, hội họp.
WLAN là công nghệ đang được lựa chọn để ứng dụng rất nhiều trong rất nhiều
các lĩnh vực. Và các phần mềm ứng dụng trong WLAN cũng được phát triển một cách
rất đáng chú ý. Mục đích chính của khóa luận này là xây dựng một ứng dụng trong
mạng WLAN. Đề tài của khóa luận là : Instant Messenger cho thiết bị di động với
chức năng tự động phát hiện sự hiện diện của các nút mạng sẽ đề cập đến các vấn đề
sau:
 WLAN và mạng MANET
 Java và các hỗ trợ về mạng
 Xây dựng phần mềm Instant Messenger
Khóa luận này cài đặt giải pháp của tiến sĩ Trần Thị Minh Châu để nhận diện sự
có mặt của các nút mạng trong mạng MANET cho phần mềm Instant Messenger
Khóa luận gồm 5 chương:
 Chương 1: Giới thiệu về thiết bị không dây, giới thiệu về phần mềm ( mục
tiêu, chức năng, phạm vi hoạt động)


7

 Chương 2: Các mảng kiến thức cơ sở đề cập đến mạng WLAN và mạng
MANET, cấu trúc dữ liệu BloomFilter và Soft State BloomFilter, Java lập
trình mạng
 Chương 3: Thiết kế và cài đặt phần mềm đề cập đến các vấn đề liên quan
đến việc thiết kế và cài đặt phần mềm
 Chương 4: Thử nghiệm phần mềm đề cập đến việc thử nghiệm phần mềm
trong một mạng máy tính
 Chương 5: Kết luận đưa ra những cái đã làm được, chưa làm được và
hướng phát triển tiếp theo



8

Danh sách hình
Hình 1. Mô hình mạng ad-hoc. 12
Hình 2. Sơ đồ chức năng 10
Hình 3. Bloom filter 14
Hình 4. Soft state Bloom filter 16
Hình 5: Chọn interface 28
Hình 6: Giao diện chính 28
Hình 7: Giao diện thêm bạn 29
Hình 8: Giao diện thêm bạn 30
Hình 9: Giao diện chạy phần mềm 31
Hình 10: Giao diện tạm dừng 32
Hình 11: Giao diện liên hệ 32
Hình 12: Giao diện giúp đỡ 33













9

Chương 1. Giới thiệu
1.1. Giới thiệu về thiết bị không dây
Một thiết bị không dây là thiết bị có khả năng giao tiếp với các thiết bị khác mà
không cần phải có dây nối. Ngày nay thiết bị không dây ngày càng phát triển. Với mục
tiêu dễ dàng sử dụng mọi lúc mọi nơi nên thiết bị không dây đã trở thành một phần
quan trọng trong cuộc sống. Chúng ta có thể dùng điện thoại hoặc một chiếc máy tính
xách tay để kết nối Internet đó là một điều rất thuận tiện khi mà những chiếc dây mạng
rất loằng ngoằng và không phải lúc nào cũng hữu ích.
Ngày nay công nghệ không dây đang phát triển mạnh mẽ do đó kéo theo sự phát
triển mạnh mẽ của thiết bị không dây. Trong tương lai có lẽ chúng ta sẽ có một thế
giới toàn các thiết bị không dây và sử dụng hoàn toàn công nghệ không dây.
1.2. Giới thiệu về phần mềm
1.2.1. Mục tiêu
Chúng ta đã quen với cách làm việc theo nhóm liên lạc với nhau thông qua mạng
internet nhưng chúng ta hãy nghĩ đến một hoàn cảnh khi chúng ta đang ở một vùng sâu
vùng xa nào đó không có internet, không có sóng di động có nghĩa là không có hạ tầng
cơ sở mạng vậy khi đó chúng ta sẽ liên lạc với nhau bằng cách nào. Một giải pháp là
sử dụng phần mềm Instant Messenger này. Phần mềm này sẽ cung cấp dịch vụ liên lạc
theo nhóm. Các thành viên trong nhóm sẽ biết các thành viên khác có ở gần mình hay
không để có thể làm việc trực tiếp với nhau mà không cần thông qua các dịch vụ
internet. Việc cộng tác làm việc vẫn có thể diễn ra trong những môi trường không có
hạ tầng cơ sở mạng.
Mục tiêu của chương trình là tạo ra một phần mềm phát hiện ra sự hiện diện của
các nút mạng trong mạng MANET. Phần mềm sử dụng các công nghệ hỗ trợ cho thiết
bị di động, phần mềm được tối ưu hóa để có thể hỗ trợ một cách tốt nhất cho máy tính
xách tay.
1.2.2. Chức năng
Sơ đồ chức năng:


10


Hình 2. Sơ đồ chức năng
Phạm vi hoạt động:
Phần mềm thiết kế để sử dụng cho máy tính xách tay và dùng trong mạng
MANET do đó phạm vi hoạt động của nó cũng là trong mạng MANET được thiết lập
bởi các máy tính xách tay


11

Chương 2. Kiến thức cơ sở
Ngày nay có rất nhiều ngôn ngữ lập trình bậc cao hỗ trợ tốt cho phần lập trình
mạng. Java là một ngôn ngữ như vậy. Java rất thuận tiện cho việc lập trình chia sẻ các
tài nguyên trên mạng. Và đó là lý do tại sao Java đã được sử dụng để viết các module
cho phần mềm Instant Messenger này. Trong chương này sẽ đề cập đến hai mảng
kiến thức cơ sở quan trọng của việc thiết kế phần mềm Instant Messenger này đó là
cấu trúc dữ liệu Bloom filter cái rất quan trọng trong việc lưu thông tin bạn bè cùng
với truy vấn xem người bạn nào đang có mặt trong mạng và đề cập các vấn đề nền
tảng của Java cùng những hỗ trợ của nó trong việc lập trình mạng.
2.1. Mạng WLAN và mạng MANET
Mạng WLAN (Wireless Local Area Network – mạng nội bộ không dây) là một
hệ thống truyền thông số liệu linh hoạt được thực hiện trên sự mở rộng của mạng LAN
hữu tuyến. Mạng WLAN gồm các thiết bị được nối lại với nhau có khả năng giao tiếp
thông qua sóng radio hay tia hồng ngoại trên cơ sở sử dụng các giao thức chuẩn riêng
của mạng không dây thay vì các đường truyền dẫn bằng dây. Mạng WLAN đang thực
sự thay thế cho mạng máy tính có dây, cung cấp khả năng xử lý linh động hơn và tự do
hơn cho các hoạt động kinh doanh. Người dùng có thể truy cập vào mạng Intranet của
nội bộ công ty hoặc mạng Internet từ bất cứ địa điểm nào trong khuôn viên của công ty
mà không bị ràng buộc bởi các kết nối vật lý.
Mạng MANET (Mobile Ad-hoc NETwork - mạng di động phi thể thức): là mạng
không dây tự cấu hình của các thiết bị di động. Các máy tính trong mạng này có thể
chia sẻ tài nguyên nhưng không thể truy cập tài nguyên của mạng hữu tuyến nếu
không cấu hình một máy tính hoạt động như cầu nối tới mạng có dây.


12


Hình 1.
1
Mô hình mạng ad-hoc.
Không cần dùng đến các thiết bị định tuyến (wireless router), hay thu phát không
dây (Wireless Access Point). Mỗi nút mạng có thể truyền thông với nút mạng khác,
không cần thiết điểm truy cập điều khiển truy cập môi trường truyền thông.
Trong mạng MANET sự phức tạp của mỗi nút mạng là cao hơn bởi vì mọi nút
phải thực thi các cơ chế truy cập môi trường truyền thông, các cơ chế điều khiển ẩn
hoặc bộc lộ các vấn đề thiết bị đầu cuối và có lẽ là các cơ chế ưu tiên để cung cấp một
dịch vụ đảm bảo chất lượng. Mạng không dây kiểu này tỏ ra mềm dẻo hơn hết, ví dụ:
cần thiết cho các hội nghị đột xuất, các sự thay thế nhanh của cơ sở hạ tầng hoặc các
kịch bản truyền thông đi xa từ bất kỳ cơ sở hạ tầng nào.
Chế độ IEEE Ad-hoc: Chế độ này thì các nút di động truyền thông trực tiếp với
nhau mà không cần tới một cơ sở hạ tầng nào cả. Trong chế độ này thì các liên kết
không thể thực hiện qua nhiều chặng.
Ưu điểm của mạng MANET:
Số lượng thiết bị di động lớn. Có thể sử dụng cho rất nhiều thiết bị như là PDA,
Máy tính xách tay hay điện thoại di động.
Trong mạng cơ bản thì cơ sở hạ tầng, các trạm trung gian, thu phát sóng là yếu tố
quan trọng quyết định chất lượng của mạng, còn trong mạng MANET các nút mạng
kết nối thông qua các nút mạng (không cần đến các trạm thu phát), các nút mạng có


1
Nguồn [5]


13

thể di chuyển tự do trong cấu trúc mạng do đó nó có tính chất cơ động cao và do đó
làm giảm bớt sự phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng, làm cho mạng dễ phát triển dễ dàng, tốc
độ phát triển của mạng nhanh
Những thách thức đối với mạng MANET:
 Chi phí cho việc sử dụng phổ tần số
 Việc định tuyến/ Quản lý các nút mạng:
 Thêm vào mạng
 Thoát khỏi mạng
 Hiệu quả sử dụng nguồn điện
 Giao thức điều khiển truyền
 Tính di động của các Nút
 Băng thông
Trong một mạng MANET các nút di chuyển tự do vì thế tô pô mạng có thể bị
thay đổi một cách nhanh chóng và không thể dự đoán đc. Hơn nữa các nút trong mạng
ad hoc bị giới hạn phạm vi truyền làm cho một số nút không thể giao tiếp trực tiếp với
một nút khác. Vì các tuyến đường trong mạng ad hoc nhiều khả năng sẽ phải trải qua
nhiều chặng nên mỗi nút mạng phải đóng vai trò như một router.
Việc thiết kế giao thức cho mạng MANET là không hề đơn giản. Đầu tiên, trong
mạng ad hoc các nút có thể di chuyển làm cho các thành phần cũng như tô pô mạng
thay đổi thường xuyên. Thứ hai là do tính đa dạng và bất thường của các liên kết
không dây làm cho việc mất gói tin xảy ra thường xuyên.


2.2. Bloom Filter
Bloom filter [1] là cấu trúc dữ liệu dùng để kiểm tra xem một phần tử có phải là
thành viên của một tập hay không. Một Bloom filter rỗng là một mảng gồm m bit.



14


Hình 3. Bloom filter
2

Giả sử ta gọi S là tập gồm n phần tử, Bloom filter gồm m phần tử mảng giống
như hình trên mỗi phần tử mảng là 1 bit. k là số hàm băm độc lập với nhau hoạt động
như sau: mỗi lần băm nó cho ra một giá trị nằm trong khoảng từ 0…m-1. Ban đầu thì
m phần tử mảng được gán giá trị là 0.
Giả sử ta muốn thêm một phần tử x vào Bloom filter này ta sẽ băm x bằng k hàm
băm và cho ta k giá trị. Các phần tử mảng tại k giá trị đó sẽ được gán bằng 1. Ta hãy
xem hình trên. Hình trên thể hiện một Bloom filter có 3 hàm băm. Khi băm phần tử x
cho ra 3 giá trị là 1,5,14 thì các phần tử mảng tại các giá trị đó được gán giá trị là 1.
Với y và z cũng tương tự như vậy.
Khi ta muốn truy vấn một phần tử nào đó xem nó có là thành viên của tập S này
hay không ta cũng sẽ băm phần tử đó ra và kiểm tra xem tại các vị trí băm đó thì giá trị
phần tử mảng là 0 hay là 1. Tuy nhiên như thế sẽ dẫn đến các khả năng được gọi là
False positive tức là giả sử ta kiểm tra một phần tử t nào đó xem nó có tồn tại trong tập
S không. Ta băm t với 3 hàm băm và giả sử cho giá trị là 1,3,4 khi ta kiểm tra các phần
tử mảng tại vị trí này thì thấy giá trị nó là 1 tuy nhiên trên hình trên thì ta thấy t không
tồn tại tức là thực ra nó không tồn tại nhưng ta lại tìm đươc sự tồn tại của nó. Do đó
các hàm băm phải được tạo sao cho khả năng False positive là nhỏ nhất. Khi ta đã biết
m và thì k thường được chọn là 1 giá trị nguyên và đươc tính bằng công thức :
k = ln2.(
m
n
)


2
Nguồn[5]

Xem chi tiết: Luận văn instant messenger cho thiết bị di động với chức năng tự động phát hiện sự hiện diện của các nút mạng