Systemy Rozproszone Wprowadzenie

Definicja systemu rozproszonego System rozproszony to: Zestaw niezależnych komputerów, sprawiający na użytkownikach wrażenie jednego, logicznie zwartego systemu. Definicja ma 2 aspekty Hardware – maszyny są autonomiczne Software – użytkownicy uważają ze maja do czynienia z 1 systemem

Definicja systemu rozproszonego (2) 1.1 Organizacja SR za pomocą warstwy pośredniej (middleware), która rozciąga się ponad wieloma maszynami

Różne postaci przezroczystości w SR. Przezroczystość w SR Przezroczystość Opis Dostępu Ukrywanie różnic w reprezentacji danych i metodach dostępu do zasobów Położenia Fizyczna lokalizacja zasobu jest ukryta Wędrówki Przeniesienie zasobu nie ma wpływu na sposób kontaktowana się z nim Przemieszczania Ukrywanie faktu, że zasób może zostać przeniesiony podczas jego używania Zwielokrotniania Ukrywanie faktu, że istnieje kilka kopii zasobu Współbieżności Ukrywanie faktu, że zasób może być współdzielony na zasadzie rywalizacji Awarii Ukrywanie awarii i naprawy zasobu Trwałości Ukrywanie czy zasób jest w pamięci ulotnej czy w pamięci trwałej Różne postaci przezroczystości w SR.

Otwartość w SR Otwarty SR oferuje usługi zgodne ze standardowymi regułami Interface Definition Language Zupełność i neutralność istotna ze względu na: Zdolność do współdziałania Przenośność Elastyczność

Problemy skalowalności Koncepcja Przykład Scentralizowane usługi Jeden serwer dla wszystkich użytkowników Scentralizowane dane Jedna książka adresowa on-line Scentralizowane algorytmy Wyznaczanie trasy na podstawie pełnej informacji Przykłady ograniczeń skalowalności.

Metody skalowania (1) 1.4 Różnica między walidacją formularza: przez serwer przez klienta

Przykład podziału przestrzeni nazw DNS na strefy. Metody skalowania (2) 1.5 Przykład podziału przestrzeni nazw DNS na strefy.

Zagadnienia sprzętowe 1.6 Różne podstawowe organizacje procesorów i pamięci w rozproszonych systemach komputerowych

Multiprocesor szynowy. Multiprocesory (1) 1.7 Multiprocesor szynowy.

Multiprocesory (2) 1.8 wybierak krzyżowy sieć przełączająca omega

Homogeniczne systemy wielokomputerowe 1-9 krata hiperkostka

Zagadnienia software’owe System Opis Główny cel DOS Ściśle powiązany SO dla komputerów wieloprocesorowych i multikomputerów homogenicznych Ukrywanie zasobów sprzętowych i zarządzanie nimi NOS Luźno powiązany system operacyjny dla multikomputerów heterogrnicznych (sieci LAN i WAN) Oferowanie lokalnych usług klientom zdalnym Middleware (warstwa pośrednia) Dodatkowa warstwa na szczycie systemu NOS, realizująca usługi ogólnego przeznaczenia Zapewnienie przezroczystości rozpraszania Zestawienie DOS (Distributed Operating Systems) NOS (Network Operating Systems) Middleware

Oddzielenie aplikacji od kodu SO za pomocą mikrojądra. Jednoprocesorowe SO 1.11 Oddzielenie aplikacji od kodu SO za pomocą mikrojądra.

Wieloprocesorowe SO (1) monitor Counter { private: int count = 0; public: int value() { return count;} void incr () { count = count + 1;} void decr() { count = count – 1;} } Monitor chroniący zmienna przed dostępem współbieżnym.

Wieloprocesorowe SO (2)

Wieloprocesorowe SO (3) monitor Counter { private: int count = 0; int blocked_procs = 0; condition unblocked; public: int value () { return count;} void incr () { if (blocked_procs == 0) count = count + 1; else signal (unblocked); } void decr() { if (count ==0) { blocked_procs = blocked_procs + 1; wait (unblocked); blocked_procs = blocked_procs – 1; } else count = count – 1; Monitor chroniący zmienna przed dostępem współbieżnym, blokujący proces.

Wielokomputerowe SO (1) 1.14 Ogólna struktura

Wielokomputerowe SO (2) 1.15 Alternatives for blocking and buffering in message passing.

Wielokomputerowe SO (3) Punkt synchronizacji Wysyłanie bufora Gwarancja niezawodnej komunikacji? Blokuj nadawcę do czasu gdy bufor jest niezapełniony Tak Niekonieczne Blokuj nadawcę do czasu wysłania komunikatu Nie Blokuj nadawcę do czasu odbioru komunikatu Konieczne Blokuj nadawcę do czasu dostarczenie komunikatu Związek między blokowanie, buforowaniem i niezawodną komunikacją.

Systemy rozproszonej pamięci dzielonej (1) Strony przestrzeni adresowej rozproszone między 4 maszynami Sytuacja po odwołaniu się CPU do strony 10 Sytuacja, gdy strona 10 jest tylko do odczytu i użyto replikacji

Systemy rozproszonej pamięci dzielonej (2) 1.18 Fałszywe dzielenie strony między procesami.

Ogólna struktura sieciowego SO. Sieciowe SO (1) 1-19 Ogólna struktura sieciowego SO.

Dwóch klientów i serwer plików w sieciowym SO. Sieciowe SO (2) 1-20 Dwóch klientów i serwer plików w sieciowym SO.

Różni klienci mogą montować serwery w różnych miejscach. Sieciowe SO (3) 1.21 Różni klienci mogą montować serwery w różnych miejscach.

Oprogramowanie warstwy pośredniej 1-22 Ogólna struktura systemu rozproszonego, traktowanego jako warstwa pośrednia oprogramowania.

Middleware a otwartość 1.23 W otwartym SO, opartym na owp, protokoły i interfejsy każdej warsty powinny być takie same

SR oparty o warstwę pośrednią Porównanie systemów Wyszczególnienie Rozproszony SO Sieciowy OS SR oparty o warstwę pośrednią wieloproc. wielokomp. Stopień przezroczystości Bardzo duży Duży Mały Ten sam SO we wszystkich węzłach Tal Tak Nie Liczba kopii SO 1 N Podstawa komunikacji Pamięć dzielona Komunikaty Pliki Zależna od modelu Zarządzanie zasobami Globalne, centralne Globane, rozproszone w węźle Skalowalność nie umiarkowana tak zmienna Otwartość zamknięty otwarty Porównanie SO.

Interakcja między klientem a serwerem. Model klient-serwer 1.25 Interakcja między klientem a serwerem.

Przykład klienta i serwera (1) Plik header.h używany przez klienta i przez serwer.

Przykład klienta i serwera(2) Przykładowy serwer.

Przykład klienta i serwera(3) 1-27 b Klient kopiujący plik na serwerze.

Poziom przetwarzania 1-28 Przykładowa organizacja wyszukiwarki internetowej w postaci 3 różnych warstw

Architektury wielopiętrowe (1) 1-29 Alternatywne organizacje klient-serwer (a) – (e).

Architektury wielopiętrowe (2) 1-30 Przykład serwera zachowującego się jak klient.

Współczesne architektury 1-31 Przykład poziomego rozproszenia usługi WWW.