chap8 计算机分布式控制系统

chap8 计算机分布式控制系统
Chapter 8 计算机分布式控制系统
主要内容8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 分布式控制系统概述分布式系统平台模型网络与通信网络协议网络控制系统
网络
一组互联的资源主机(Hosts)运行网络应用软件：客户/服务器对等节点网
络基础设施由一组互联的设备构成：网络节点：接收/发送、转发、路由选择的主机及软硬件连接：传送信息的通道
8.1.1 分布式系统定义一个分布式系统是一组由网络联接的具有独立功能的计算机，在一套特殊软件的管理下，整个系统在用户面前呈现为一个透明的整体。

(Tanenbaum et al. 2002)
一个分布式系统是一组位于网络计算机上的并发构件，这些构件之间的通信以及任
务协调都只能通过信件传递进行，其目的是实现资源共享。

(Coulouris et al. 2021)
分布式控制网络结构
分布式系统与单机系统的比较单机系统分布式系统
用户共享一台计算机可以访问所有资源单一时钟单一系统控制单一地理位�Z 单一故障点
一组由网络互联的、自治的计算机和资源资源为用户所共享可以集中控制，也可以分布控制计算机可以同构，也可以异构分散的地理位�Z 分布式故障点没有全局时钟
没有共享内存(大多数情况)
任何一台计算机都不可能掌握全局状态任何一台计算机都根据自己的局部信息做出
决定一台计算机的故障不会导致全局崩溃不存在全局时钟调节对象：系统规模，系统
功能，管理结构调节方法：隐蔽通信延迟，资源分布，资源复制等
分布式系统的发展简史系统名称 CM* 组织机构卡内基.· 梅隆大学网络要求层次总线计算机 PDP 研制日期 1975
Cambridge DCSLocus V System Mach CORBA Distributed COM JINI
剑桥大学加州大学洛杉矶分校斯坦佛大学卡内基.· 梅隆大学 OMG 微软公司 Sun Microsystems
剑桥环以太网以太网以太网互联网互联网互联网
LSI-4PC Sun Sun, PC 任何机器 PC 任何机器
19791980 1982 1985 1990 1996 2000
经典分布式系统应用 rlogin or telnet (远程访问) 网络文件系统 ATM (银行自动取款机) 分布式数据库 WWW (万维网) 全球定位系统自动售货终端机航空管制系统网络拍卖系统
8.1.2 典型的网络拓扑结构星形环形二叉树形
全连通形
正则形
任意形
星形路径算法连通性负载均匀易差否易差是
环形
二叉树形易较差否
全连通形易好是
正则形易较好是
任意形不易不详不详
主要内容8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 分布式控制系统概述分布式系统平台模型网络与通信网络协议网
络控制系统
8.2 分布式系统平台模型客户/服务器模型：把使用者看成客户 (client),把应用的具体实现者看成服务器 (server),可以帮助人们容易理解分布式系统，也便于人们管理一个复杂的分布式系统。

浏览器/服务器模型：为了充分利用互联网自由、开放的特征，为了使计算机应用尤其是电子商务的市场范围扩展到千家万户，基于浏览器/服务
器(Browser/Server) 的分布式系统平台模型浮出水面，使得网络应用呈现出全球化、
个性化的趋势。

客户/服务器模型回应
功能逻辑表示逻辑客户
功能逻辑请求数据逻辑
服务器
(1) 表示逻辑：用户如何与应用交往，交往时会出现什么？ (2) 功能逻辑：应用提供什么功能以及如何实现这些功能？ (3) 数据逻辑：如何管理、更新、保护数据信息？
表示逻辑一般都用图形用户接口(GUI: Graphic User Interface) 实现。

当改变表示
逻辑时，我们只需要改写用户界面以及数据检查程序，而不涉及或影响其它层面的任务。

功能逻辑可以完全由服务器提供，客户一端只担负表示逻辑的实现。

然而，为了进一步
缓解服务器一端的负载，有的系统也把一部分前期功能逻辑实现在客户一端。

数据逻
辑一般是由数据库管理系统(DBMS) 实现的。

客户服务请求
服务器
等待回应
服务回应
执行服务
客户/服务器系统：所谓服务器可以是一个进程，提供一些特殊服务，如文件系统服
务或数据库服务；而所谓客户也是一个进程，向服务器发送信息，请求某个服务，并等
待服务的结果。

交互过程：请求-回应(request-reply)。

浏览器/服务器模型回应功能逻辑表示逻辑客户浏览器请求功能逻辑数据逻辑
请求回应功能逻辑数据逻辑
Web 服务器
数据库服务器
浏览器/服务器模型是一种以WEB技术为基础的新型系统平台。

这种模型把传统的客
户/服务器模型中的服务器部分分解为WEB服务器和数据服务器，从而构成一个三级结
构的客户服务器体系。

方便用户
简化系统的开发、安装与维护易于标准化交互能力较差安全性较差
效率不如客户/服务器模型
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8.3.1 传送介质
传送字位、字节、或者数据包网络延迟：两个节点之间传送一个空数据包所需时间传输速率：两个节点之间传输数据的速度 (bps) 物理介质：同轴电缆光纤激光无线电(微波、卫星、无线局域网等) 传输模式：点对点组播广播
基本数据块: 帧
一块(定长)数据称为帧 (frame) 在开关之间的基本传输单位帧被用来传输网络节点之间的数据包 (packets ) 帧头地址 (通常低级协议地址) 控制信息帧尾错误校验帧的长度一般由接口缓冲的大小所限制
帧:
帧头
数据
帧尾
感谢您的阅读，祝您生活愉快。