【正文】 “Final” version after lecture ? Textbook – 徐高潮 《 分布計(jì)算系統(tǒng) 》 ， 高等教育出版社 ， 2022 ? Remended Books – Andrew S. Tanenbaum《 Distributed Systems: Principles and Paradigms》 , 5nd edition, Prentice Hall – Gee Coulouris et al.《 Distributed Systems: Concepts and Design》 , 3nd edtion， AddisonWesley， 2022 – 李西寧 《 分布式系統(tǒng) 》 ， 科學(xué)出版社 ， Lecture 179 Grading Policy (subject to minor changes) ? attendance and participation ? Quizzes （ 隨堂進(jìn)行 ） 5％ ? Presentation （ 列出若干主題 ， 每人選擇其中一個(gè)主題 ， 查找相關(guān)文獻(xiàn) ， 然后在最后階段集中介紹自己所閱讀的文獻(xiàn) ， 要求上交文字版并將電子版發(fā)到主講教師郵箱 ） 25％ ? Final Exam 70％ （ open） Lecture 180 Topic of Presentation 1. 分布式系統(tǒng)模型 2. 分布式對(duì)象和遠(yuǎn)程調(diào)用： RMI、 RPC 3. 分布式系統(tǒng)中的通信 4. 分布式程序設(shè)計(jì)語言 5. 分布式系統(tǒng)中的命名服務(wù) 6. 分布式系統(tǒng)的安全性 7. 分布式協(xié)同處理：同步和互斥 8. 分布式系統(tǒng)中的死鎖 9. 分布式系統(tǒng)中的容錯(cuò)技術(shù) Lecture 181 Topic of Presentation （ Con.） 。 ? J2EE邏輯結(jié)構(gòu) Lecture 177 J2EE邏輯結(jié)構(gòu) Lecture 178 What assistance is available to you? ? Lectures – lecture slides will be placed at course address “ 2022ds” 187。 Lecture 175 比較指標(biāo) 分布式 DOS 網(wǎng)絡(luò) NOS 中間件系統(tǒng) 多處理器 多計(jì)算機(jī) 透明度 很高 高 低 高 操作系統(tǒng)同構(gòu) 是 是 否 否 操作系統(tǒng)個(gè)數(shù) 1 N N N 基本通信手段 共享內(nèi)存 消息 文件 多樣化 資源管理 全局中央式 全局分布式 由節(jié)點(diǎn)管理 由節(jié)點(diǎn)管理 可調(diào)節(jié)性 很差 適中 很好 較好 開放性 封閉 封閉 開放 開放 不同操作系統(tǒng)之比較 Lecture 176 系統(tǒng)平臺(tái)模型 ? 客戶 /服務(wù)器模型：把使用者看成客戶 (client)，把應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)者看成服務(wù)器 (server)，可以幫助人們?nèi)菀桌斫夥植际较到y(tǒng)，也便于人們管理一個(gè)復(fù)雜的分布式系統(tǒng)。 如在 Web模型中 ， 信息被組織成文檔 ， 每個(gè)文檔透明地存放在某個(gè)機(jī)器上 ， 文檔里包含有一些指向其他文檔的鏈接(link)。同 RPC的情況一樣 ， 進(jìn)程完全可以不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)通信的細(xì)節(jié) 。 一個(gè)分布式對(duì)象往往是在擁有該對(duì)象的一個(gè)機(jī)器上實(shí)現(xiàn) ， 而它的接口在許多其他的機(jī)器上可用 。這個(gè)過程調(diào)用似乎就發(fā)生在本地 ， 調(diào)用進(jìn)程不必關(guān)心發(fā)生網(wǎng)絡(luò)通信 。 3) 基于遠(yuǎn)程過程調(diào)用 (RPC—Remote Procedure Call)的中間件模型 。 這種模型類似于第一種模型 ， 但并不像 Plan 9那樣嚴(yán)格 。 因?yàn)橐粋€(gè)文件能夠被幾個(gè)進(jìn)程共享 ，進(jìn)程通信可以簡(jiǎn)化到對(duì)同一個(gè)文件訪問的問題 。 如在 Plan 9中 ， 所有的資源 ，包括鍵盤 、 鼠標(biāo) 、 硬盤 、 網(wǎng)絡(luò)接口等等這些 I/O設(shè)備都被當(dāng)作文件看待 。許多中間件系統(tǒng)提供某種程度的全局服務(wù)集成，并且只為用戶或應(yīng)用程序提供使用這些服務(wù)的接口。 Lecture 170 ?基于中間件的分布式系統(tǒng) 機(jī)器 A 機(jī)器 B 機(jī)器 C 硬核 硬核 硬核 本地 OS 本地 OS 本地 OS 分布式應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò) NOS服務(wù) NOS服務(wù) NOS服務(wù) 中間件服務(wù) 直接利用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的服務(wù)編制的應(yīng)用程序很難具有很高的透明度。 如： remote vax4 who， 這個(gè)命令是讓遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī) vax4運(yùn)行 程序 who。 Lecture 169 ?是否區(qū)分本地執(zhí)行和遠(yuǎn)程執(zhí)行方面判斷 ： 1) 在沒有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 ， 用戶要遠(yuǎn)程執(zhí)行一個(gè)程序時(shí) ， 該用戶先遠(yuǎn)程登錄到一個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)器上 ， 然后在那里運(yùn)行作業(yè) 。 3) 在分布式操作系統(tǒng)下的情況 。 2) 有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下的情況 。 1) 沒有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下的情況 。 在這種方法中 ， 所有各子系統(tǒng)的文件系統(tǒng)組成一個(gè)整體文件系統(tǒng) 。 這種方法是把不同的文件系統(tǒng)連接起來 ， 一個(gè)機(jī)器上的程序可以使用路徑名打開另一個(gè)機(jī)器上的文件 ， 只是這個(gè)路徑名中包含了另一個(gè)機(jī)器的信息 。 計(jì)算機(jī) A上的程序?qū)上的文件復(fù)制到 A上來 ， 然后再在 A上訪問此文件 。 ? 從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上所運(yùn)行的操作系統(tǒng)軟件來分 ，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展可分為三個(gè)階段：無操作系統(tǒng)階段 、 運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)階段和運(yùn)行分布式操作系統(tǒng)階段 。一個(gè)真正的分布式系統(tǒng)的用戶不必知道他的程序在哪個(gè)機(jī)器上運(yùn)行 ， 他的文件在哪里存放 ， 等等 。 分布式操作系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件 … 進(jìn)程調(diào)度 設(shè)備管理 存儲(chǔ)管理 文件管理 分布式應(yīng)用程序 網(wǎng)絡(luò) Lecture 163 DOS之特征 ? 將多處理器或多計(jì)算機(jī)構(gòu)造成一個(gè)虛擬環(huán)境 ? 提供同構(gòu)性、透明性 ? 最有效地管理網(wǎng)絡(luò) ? 提供全局編址和命名服務(wù) ? 管理資源分配及共享 ? 提供同步、互斥、及死鎖檢測(cè)機(jī)制 ? 提供進(jìn)程通信機(jī)制 (IPC) ? 提供適當(dāng)?shù)陌踩珯C(jī)制 ? 典型科研分布式操作系統(tǒng)： Amoeba, Chorus Lecture 164 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ? 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的擴(kuò)充，為用戶提供各種交換信息和資源共享的服務(wù)。 可是在任何一個(gè)應(yīng)用程序的眼光里 ， 整個(gè)系統(tǒng)就好象屬于它自己 。 但在分布式系統(tǒng)中 ， 由于成份的異構(gòu)性 、 控制的多重性和狀態(tài)的分散性 ， 所以這個(gè)問題更加復(fù)雜 。 和集中式系統(tǒng)一樣 ， 分布式系統(tǒng)也存在著邏輯差錯(cuò) 、 性能差錯(cuò)和硬件 /固件故障 ， 需要進(jìn)行測(cè)試 。 當(dāng)對(duì)象從一個(gè)主機(jī)遷移到另一個(gè)主機(jī)時(shí)如果在兩個(gè)機(jī)器上的表示和編碼不一樣 ， 則還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 6) 對(duì)象表示 、 編碼和轉(zhuǎn)換問題 。 5) 保護(hù)問題 。 當(dāng)發(fā)生差錯(cuò)時(shí) ， 問題就更復(fù)雜了 。 通常是指合作的各個(gè)進(jìn)程共享資源或共享事件的機(jī)制 。 要同時(shí)達(dá)到報(bào)文低延遲和高吞吐量的目標(biāo)則要求長(zhǎng)期保留某些狀態(tài)信息以及資源與功能在各層上進(jìn)行預(yù)分配 。 每一層都要對(duì)用于對(duì)象表示的主存 、 緩沖器空間 、 信道訪問 、 通信帶寬 、 CPU機(jī)時(shí) 、 對(duì)硬件 /固件的訪問 、 地址空間等資源進(jìn)行相應(yīng)的管理 。 分布式系統(tǒng)還產(chǎn)生一些特殊問題 ， 如：名字可能重復(fù)使用；報(bào)文延遲 、 報(bào)文差錯(cuò)和系統(tǒng)故障；通信介質(zhì)可能破壞差錯(cuò)控制信息等 。 在系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)層次上都要檢測(cè)差錯(cuò) ， 并使系統(tǒng)從差錯(cuò)狀態(tài)恢復(fù)到正確狀態(tài) 。 命名直接影響透明性 。 整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)層次上也都使用標(biāo)識(shí)符 ， 最低層的標(biāo)識(shí)符就是機(jī)器地址 。 Lecture 157 Distributed Systems Design Goals ? Common Goals: – Heterogeneity – can the system handle different types of PCs and devices? – Robustness – is the system resilient to crashes and failures? – Availability – are data, services always there? – Transparency – can the system hide its internal workings from the users? – Concurrency – can the server handle multiple clients simultaneously? – Efficiency – is it fast enough?可伸縮 – Scalability – can it handle 100 million nodes? – Security – can the system withstand hacker attacks? – Openness – is the system extensible? 可移植 、 互操作 Lecture 158 ?各層或很多層所共有的 設(shè)計(jì)問題： 1) 命名問題 。 3) 可擴(kuò)充性 。 2) 在性能方面 ， NOS結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)是有效的 、 可用的 。要考慮的主要問題有兩方面：應(yīng)用結(jié)構(gòu)問題和語言問題。這一層的作用是為各種廣泛的應(yīng)用提供一些基本的、共同的服務(wù)，包括實(shí)現(xiàn)基本的資源分配和復(fù)用。 內(nèi)核的最基本最重要的功能是進(jìn)程通信 (IPC)，除此之外，還包括進(jìn)程的同步機(jī)制、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理和 I/O管理等功能。 Lecture 154 機(jī)器 A 機(jī)器 B 機(jī)器 C 網(wǎng)絡(luò) ?分布式系統(tǒng)的組成 DOS內(nèi)核 DOS內(nèi)核 DOS內(nèi)核 DO