网络与分布式系统PPT课件

8.3 分布式进程管理
➢ 分布式算法
－特征：平均来讲，所有节点有着等量的信息。每个节点只 有整个系统的一部分描述，且必须基于这个信息进行决策。所 有节点对于系统的最后决策有着完全相等的作用。
➢ 克服时钟同步困难所采用的一个常见方法
分布式系统中的事件定序法
8.3 分布式进程管理
分布式算法
➢ Lamport分布式算法
⑶当下面两个条件成立时，Pi可以访问一个资源： ①在数组q中，Pi自己的请求信息是数组中最早请求的信息。 由于信息在所有节点的顺序是一致的，这个规则允许一个而且 只有一个进程在任何时刻访问所请求的资源
8.3 分布式进程管理
②在本地数组中的所有其它信息比q[i]中的信息都晚一些。 这保证Pi已了解了它的当前请求在所有请求之前
通信结构
具有结构的一组模块构成了通信结构 ➢ 一个简单的通信结构 通常，通信涉及三个方面：应用、计算机和网络 。因此， 一个通信任务组织成相对独立的三层：网络存取层、传输层和 应用层： ✓ 网络存取层负责的是计算机与其连接网络之间的数据交
换 ✓ 传输层为所有应用提供了可靠的传输机制 ✓ 应用层包含了支持各用户应用所需的逻辑
操作系统（第3版）
第 8 章 网络与分布式 处理
第 8 章 网络与分布式处理
8.1 分布式系统概述 8.2 网络服务器 8.3 分布式进程管理 8.4 进程迁移 8.5 分布式进程通信 8.6 分布式进程同步与互斥 8.7 分布式进程死锁问题
8.1 分布式系统概述
分布式能力包括以下几个方面
通信结构 、网络操作系统 、分布式操作系统
－这种结构的服务器功能强，而且灵活，其功能表现在它 可用于控制各种类型的资源
磁盘和文件服务器 ➢ 文件服务器
对文件进行几种存储和管理、自动备份和恢复、用户流动 性 、与其它文件服务器进行连接
8.2 网络服务器
➢ 磁盘服务器
许多文件服务器只不过提供了一个中心磁盘设施，作为个人计算 机用户局部存储器的扩充，这样的系统有时叫磁盘服务器
迁移处理
在有些情况下，进程迁移由一个实体进行决策
8.5 分布式进程通信
信息传送机制
－算法描述： ⑴当Pi请求访问一个资源时，它泄放一个请求信息
(Request,Ti,i)，时标Ti是本地时钟的当前值，它把这个信息放 在它自己的数组项q[i]中，并将这个信息发送给其它所有进程
⑵当Pj接收到信息(Request,Ti,i)，时，它把这个信息放在 它自己的数组q[j]中，并发送信息(Reply,Tj,j)给其它所有进程
－令牌：令牌（token）是进程在任何时间持有的一个实体，
持有令牌的进程不必请求许可权就可以进入它的临界区。当进程 离开它的临界区时，再将令牌传递给另一个进程
－数据结构：这个算法需要两个数据结构。一个是被传递的令 牌，另一个是请求数组
－算法描述：算法的描述程序
8.4 进程迁移
进程迁移
➢ 定义 进程迁移是指，为了使进程在另一个机器上执行，源机器向 目标机传送足够数量的进程的状态信息 ➢ 在分布式系统中，希望进程迁移的理由 负载均衡、通信性能的改善、可用性、利用专用的能力
进程迁移机制
➢ 启动迁移
由谁启动迁移将依赖于迁移设施要实现的目标
8.4 进程迁移
➢ 需要迁移哪些信息 －当一个进程被迁移时，需要撤消源系统上的进程，并在目 标系统上创建它。这是一个进程的移动，而不是进程映像的复 制 －迁移的两种策略：迁移进程的整个地址空间；仅迁移进程 在内存的那部分地址空间
➢ 对尚未完成的信息和信号的考虑
⑷进程Pi释放资源时，它泄放信息(Release,Ti,i)，把它放 在自己的数组中，并传送给其它所有进程
⑸当Pi接收到信息(Release,Tj,j)时，它用这个信息置换q[j] 的当前内容
⑹当Pi接收到(Reply,Tj,j)信息时，它用这个信息置换q[j] 的当前内容
8.3 分布式进程管理
➢ 令牌传递法
8.1 分布式系统概述
开பைடு நூலகம்式系统互连通信结构
开放式系统互连OSI七层模型
➢ 物理层 ➢ 数据链路层 ➢ 网络层 ➢ 传输层 ➢ 会话层 ➢ 表示层 ➢ 应用层
8.2 网络服务器
服务器的结构
－服务器与网络上的其它工作站—样，它有一个网络接口 模块，该模块包括了与局域网交互所需的硬件和软件；用户 工作站也包括了一个网络接口。此外它还包含了与服务器通 信的一些网络逻辑
➢ 打印机服务器
打印机服务器可以处理许多用户工作站的打印请求。这不仅 可以节省打印费用，而且使得打印更加容易和打印速度更快
➢ 调制解调器服务器
当用户向服务器请求存取调制解调器并提供一个电话号码后， 服务器启动调制解调器，拨号、并报告结果。如果呼叫成功， 向用户提供一个连接。
8.3 分布式进程管理
分布式互斥
－数据结构：q[j]=(Release,0,j) j=1,…,n －使用的三类信息： ⑴(Request,Ti,i)表示进程Pi访问资源的请求信息。 ⑵(Reply,Tj,j)表示在Pj的控制下允许访问资源的信息。
⑶(Release,Tk,k)表示进程Pk释放先前分配给它的资源
8.3 分布式进程管理
➢ 互斥算法分类
✓ 集中式算法
－算法：一个节点作为控制节点，控制对所有共享目标的存 取。只有控制节点才能对资源分配进行决策；控制节点中集中 了所有必要信息，包括所有资源的标识和位置，以及每个资源 的分配状态
－ 优缺点：集中式互斥算法比较简单，容易实现，但如果 控制节点失败了，互斥机制就无法实现；每个资源的分配和回 收要求与控制节点交换信息，因此，控制节点可能变为瓶颈
✓ 文件高速缓冲存储器的一致性问题 ✓ 问题的产生 因为使用文件高速缓冲存储器保留最近存取的文件记录，减少 对远程服务器必须进行的存取次数，致使有时产生文件高速缓冲 存储器的一致性问题 ✓ 解决办法 - 最简单方法是对文件采用加锁技术，以防止多个客户机同时 存取一个文件
8.2 网络服务器
－更有效的方法是允许任意多的进程同时打开一个文件读并 创建各自的客户机高速缓存。但当有一个对服务器的请求是打 开文件的写请求，而其它进程打开文件是读存取对，文件服务 器采取两个活动。