chia sẻ tài nguyên trong hệ phân tán

Chia sÎ tµi nguyªn
trong HÖ ph©n t¸n
Gi¸o viªn gi¶ng d¹y vµ h­íng dÉn:
GS-TS NguyÔn Thóc H¶i


Tæng quan vÒ hÖ
ph©n t¸n


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Chia sẻ tài nguyên (resource sharing)
phần cứng (disk, printer,) phần mềm (file,
database, data objects, windows,).
Có hai mô hình quản lí tài nguyên :
Client/Server
Object


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Tính mở (Openess )
khả năng mở rộng hệ thống theo nhiều cách


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Tính đồng thời (Concurrency)
khả năng thực hiện nhiều công việc cùng một
lúc của hệ thống

Nhiều người dùng
Không gây xung đột
xử lí xen kẽ
Nhiều tiến trình phục vụ (server) chạy đồng thời,


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Tính mở rộng (Scalability )
Hệ thống không cần phải thay đổi khi phạm vi
của hệ thống mở rộng.
Hệ phân tán các tài nguyên không ngừng đư
ợc mở rộng (memory, processor, i/o chanel,
storage) do sự ghép nối các hệ phân tán


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Tính chịu lỗi (Fault tolerence)
Các hệ thống có thể sẽ gặp lỗi
Hạn chế tối đa các hậu quả
2 hướng tiếp cận
Dư thừa phần cứng
Các phần mềm phục hồi


Các đặc trưng của 1 hệ phân tán
Tính trong suốt (Transparency )
Hệ thống được xem như một chỉnh thể với các thành
phần độc lập.

Cụ thể có các yêu cầu đối với tính trong suốt như sau









Access Transparency
Location transparency
Concurrency transparency
Replication transparency
Migration transparency
Performance transparency
Failure transparency.
Scaling transparency


C¸c yÕu tè quan träng cña mét hÖ
ph©n t¸n


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Định danh trong hệ thống (Naming )
Tài nguyên cần có một địa chỉ hay tên, có cơ
chế biên dịch tên đó sang tên ở mức thấp hơn
(dãy bit) để hệ thống dễ quản lí

Lưu ý : 2 tài nguyên khác nhau thì phải có 2
tên khác nhau trong 1 hệ thống
Tên phân cấp, chứa đựng nhiều thông tin
trong đó : vị trí, địa chỉ


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Truyền thông (Communication )
Để Các thành phần có thể tương tác với nhau.
Trong mô hình Client- Server,
Truyền dữ liệu
Đồng bộ

Việc truyền sử dụng các dịch vụ nguyên thuỷ :
Send, Receive
Có 2 cơ chế truyền thông :
Đồng bộ.
Không đồng bộ


C¸c nh©n tè quan träng cña mét hÖ
ph©n t¸n
– ViÖc truyÒn th«ng gåm 3 b­íc c¬ b¶n
Request

Blocked

Processing

Reply
Client

Server


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Client gửi yêu cầu tới Server.
Server thực hiện yêu cầu.
Trả kết qủa về cho Client.

Việc Truyền thông trên được thực hiện nhờ vào 1
trong 3 phương pháp
Cơ chế truyền nhận thông điệp cơ bản (Basic
message passing)
Phương pháp gọi thủ tục từ xa (RPC _phần này sẽ đư
ợc trình bày sau)
Dịch chuyển mã hàm (Function shipping) :di chuyển
mã hàm đến nơi có tài nguyên để thực hiện


C¸c nh©n tè quan träng cña mét hÖ
ph©n t¸n
• CÊu tróc phÇn mÒm
– HÖ tËp trung
Applications

Programming language support

Operation System

Hardware


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Trong đó, tầng hệ điều hành cung cấp tất cả
các dịch vụ :
Các tác vụ quản lí căn bản (bảo vệ và cấp phát bộ
nhớ, phân phối thời gian CPU và tạo các tiến trình,
quản lí các thiết bị ngoại vi)
các dịch vụ ứng dụng phục vụ người dùng (quản lí
truy nhập và xác thực người dùng, quản lí file và
truy nhập file, )

Thêm, sửa đổi các dịch vụ mới là điều khó
khăn


C¸c nh©n tè quan träng cña mét hÖ
ph©n t¸n
– HÖ ph©n t¸n
Applications

Distributed programming support

Operation System Kernel services

Computer and Network Hardware

Open services


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Các dịch vụ thêm, sửa đổi một cách dễ
dàng.
Nhiệm vụ của Kernel được rút bớt
Bộ phận mới gọi là các dịch vụ mở (open
services) sẽ cung cấp tất cả các dịch vụ
và tài nguyên chung khác


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Phân bố tải (workload allocation)
Sử dụng Processor pool (sử dụng nhiều
processor)
Sử dụng các trạm làm việc rỗi
Mô hình nhiều bộ xử lí chia sẻ bộ nhớ chung


Các nhân tố quan trọng của một hệ
phân tán
Duy trì tính toàn vẹn
Cập nhật (Update
Nhân bản (Replication)
Lưu tạm (Cache)
Lỗi (Failure)

Đồng hồ đồng bộ(Clock)
Giao diện người dùng (User Interface)


This page is intentionality left blank


Thêi gian vµ sù phèi hîp ho¹t ®éng
trong c¸c hÖ ph©n t¸n


Thời gian và sự phối hợp hoạt động
trong các hệ phân tán
Vấn đề đồng bộ đồng hồ vật lí
Nguyên nhân gây ra sai lệch : khoảng cách, từ
trường, vị trí địa lí, nhiệt độ, ...
ý nghĩa quan trọng trong quản lí , phối hợp các
hoạt động trong hệ phân tán, trong việc xác
định các trình tự sử dụng tài nguyên


Thời gian và sự phối hợp hoạt động
trong các hệ phân tán
Giải thuật Bù độ lệch thời gian
(compensating for clock drift)
ý tưởng : thay đổi một cách tuyến tính thời
gian trên đồng hồ thông qua tính toán ra một
hàm tuyến tính dựa trên : thời gian hiện tại
của đồng hồ T_skew , thời gian thực T_real,
và số nhịp cần để điều chỉnh N.

Thời gian và sự phối hợp hoạt động
trong các hệ phân tán
Phương pháp đồng bộ Cristian
Client gửi 1 yêu cầu lên Time Server, thời gian
trên client sẽ đươc tính dưa trên thời gian của
Time Server trong gói tin trả lời T và thời gian
truyền của gói tin đó T_trans.
T_trans khó xác định một cách chính xác
Thời gian trên các Client phụ thuộc vào Time
Server


Thời gian và sự phối hợp hoạt động
trong các hệ phân tán
Phương pháp của Berkeley
gói tin trả lời sẽ không chứa thông tin về thời
gian mà chỉ chứa yêu cầu hiệu chỉnh thời gian
đôí với client (còn gọi là Master Slaves).
định kì, master yêu cầu slaves gửi thời gian
của mình cho master, master dựa trên thời
gian đó, thời gian truyền gói tin, thời gian ở
master để đưa ra yêu cầu hiệu chỉnh.
Master được chọn ra theo cơ chế bầu cử