分布式系統(tǒng)中的通信(編輯修改稿)
2025-01-15 03:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 7。 3 Client/Server模型 應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯層次： 表 示 邏 輯 應(yīng) 用 邏 輯 數(shù) 據(jù) 操 縱 邏 輯 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 邏 輯 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 應(yīng)用系統(tǒng)的工作方式與結(jié)構(gòu)： HostBased DeviceShared ClientServer PeertoPeer 從分布式系統(tǒng)角度來(lái)看， client與 server的關(guān)系就是一組協(xié)同進(jìn)程關(guān)系，而且是一種主從關(guān)系協(xié)同進(jìn)程。形成一對(duì)多的關(guān)系。 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 1. 尋址問(wèn)題：三種尋址方式 Client 核心 server 核心 1 2 1：請(qǐng)求 2：服務(wù)應(yīng)答 Client 核心 server 核心 3 4 1 2 1：廣播 2：應(yīng)答 3：請(qǐng)求 4：服務(wù)應(yīng)答 Client 核心 server 核心 Name server 核心 1 2 3 4 1：查找 2： NS應(yīng)答 3：請(qǐng)求 4：服務(wù)應(yīng)答 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 評(píng)論：第一種：綁定，不透明；第二種：開(kāi)銷大；第三種：集中式。 2. 消息傳送原語(yǔ) ● 執(zhí)行方式 ★ 阻塞方式，同步通信 ★ 非阻塞方式，異步通信 ● 實(shí)現(xiàn)方式 ★ 緩沖方式，設(shè)置郵箱，消息在郵箱暫存。問(wèn)題：郵箱滿如何處置 ★ 非緩沖方式，不設(shè)郵箱，消息直接送入接收者指定的存儲(chǔ)區(qū)，問(wèn)題： receive必須早于 send， 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 3. 可靠性問(wèn)題 兩次確認(rèn)方法 Client 核心 server 核心 1 3 2 4 1. 服務(wù)請(qǐng)求 2. 請(qǐng)求確認(rèn) 3. 服務(wù)應(yīng)答 4. 應(yīng)答確認(rèn) 2. 確認(rèn)在核心之間進(jìn)行 一次確認(rèn)方法 省略請(qǐng)求確認(rèn)，以服務(wù)應(yīng)答隱含代替 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 Clientserver通信協(xié)議 消息代碼 消息類型 發(fā)送者 接收者 說(shuō) 明 REQ 服務(wù)請(qǐng)求 client server client請(qǐng)求服務(wù) REP 服務(wù)結(jié)果應(yīng)答 server client server回送結(jié)果 ACK 接收消息確認(rèn) 任意 任意 消息已經(jīng)收到 AYA 詢問(wèn)：還活著嗎 client server 了解是否故障 IAA 回答：還活著 server client 回答：無(wú)故障 TA 再試一次 server client server郵箱已滿 AU 地址不詳 server client 無(wú)進(jìn)程用此地址 消息代碼 消息類型 說(shuō) 明服務(wù)請(qǐng)求 請(qǐng)求服務(wù)服務(wù)結(jié)果應(yīng)答 回送結(jié)果接收消息確認(rèn) 消息已經(jīng)收到詢問(wèn)：還活著嗎 了解是否故障回答：還活著 回答：無(wú)故障再試一次 郵箱已滿 地址不詳 server client 無(wú)進(jìn)程用此地址 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 4. 組通信 組有動(dòng)態(tài)性，單個(gè)結(jié)點(diǎn)可以是多個(gè)組的成員 ● 組通信分類 ★ 原子組播 所有組員要么全部收到，要么都不收到 實(shí)現(xiàn)：設(shè)置定時(shí)器，發(fā)送者在定時(shí)結(jié)束時(shí)發(fā)出停止傳遞消息 接收者若未收到停止傳遞消息則轉(zhuǎn)播（組播） ★ 可靠組播 任意組員有應(yīng)答即可 ★ 不可靠組播 播出去即可 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 ● 定序問(wèn)題 網(wǎng)絡(luò)傳播時(shí)間上具有不確定性，定序不當(dāng)將破壞數(shù)據(jù)一致性。兩個(gè)冗余的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器： server 1 server 2 client1 client1 1 2 3 4 Client1首先組播： A改為 5， B改為 4； client4組播： A改為 10，B改為 A+B；正確結(jié)果：兩庫(kù)均為： A=10， B=14 若通信次序如圖， server1中 A=10， B=14； server2中 A=5，B=4 庫(kù)中 A、 B初值任意 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 ★ 全局定序 ABCAST 類似兩階段提交，發(fā)送者對(duì)消息附加“序列郵戳”并組播；接收者返回一個(gè)自己的序列郵戳（大于它任何收到或發(fā)送的郵戳值）；發(fā)送者收到所有回執(zhí)后，選其中最大者附加在提交消息中組播，服務(wù)器的提交工作按郵戳次序進(jìn)行。 ★ 因果定序 CBCAST 每個(gè)組員都維護(hù)一個(gè)其個(gè)數(shù)與組員相等的向量，分別每個(gè)分量與一個(gè)組員對(duì)應(yīng)，初值均為零。每個(gè)組員組播消息時(shí)，將代表自己的分量加 1后發(fā)出消息，接收者接收來(lái)自成員 j的消息并處理必須符合條件： Vj=Lj+1且 Vi≤Li（ i≠j），否則延遲接收與處理。 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 A B C (0,0,0) (0,0,0) (0,0,0) M1 (1,0,0) M2 (1,0,0) (1,1,0) 消息 2雖到達(dá)，但必須推遲提交 消息 1到達(dá)并提交 消息 2推遲后提交 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 4 6 8 2 1 0 3 6 8 2 1 5 3 5 8 2 1 5 3 7 8 2 1 5 2 6 8 2 1 5 3 7 8 3 1 5 成員號(hào) 0 1 2 3 4 5 組播 接收 延遲 接收 延遲 接收 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 ● 組播的設(shè)計(jì) ★ 原則 效率：充分利用網(wǎng)絡(luò)層提供的組播尋址功能 可靠性：防止消息沒(méi)有送到或只有部分送到后故障 可監(jiān)控：能判斷成員故障，能必要時(shí)重發(fā) ★ 設(shè)計(jì)問(wèn)題討論 ■ 封閉式與開(kāi)放式小組：前者適合并行處理，后者適合冗余服務(wù)器情形 ■ 對(duì)等式與層次式結(jié)構(gòu)：前者可靠但開(kāi)銷大，后者有集中式缺點(diǎn) 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 ■ 組的管理問(wèn)題：設(shè)立組管理器，有集中式弊病但簡(jiǎn)單；組管理分散則復(fù)雜，開(kāi)銷大 ■ 組尋址問(wèn)題：對(duì)網(wǎng)絡(luò)支持的要求；利用 IP表利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)現(xiàn)；斷言尋址法 消息中包含斷言，消息周游時(shí)，接點(diǎn)自行判斷應(yīng)否接收消息 ■ 組重疊問(wèn)題 全局時(shí)間定序只能在組內(nèi)進(jìn)行，要擴(kuò)大到整個(gè)系統(tǒng)極其復(fù)雜。 根據(jù)應(yīng)用邏輯，具體對(duì)待。 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 5. 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用 RPC 本地過(guò)程調(diào)用 c = proc(fd,buf,k)前后數(shù)據(jù)棧的變化 調(diào)用前 調(diào)用中 調(diào)用后 主程序的局部變量 主程序的局部變量 K Buf Fd 返回地址 過(guò)程 proc的局部變量 主程序的局部變量 sp sp sp 第三章 分布式系統(tǒng)中的通信 ● RPC的實(shí)現(xiàn) 分同步、異步兩種 Client 應(yīng)用程序 stub stub Server 程序 網(wǎng) 絡(luò) 參數(shù)打包 結(jié)果打包 結(jié)果解包 參數(shù)解包
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