分布式系统李西宁,课件,第1章

第一章 引论
17
可调节性：中央控制机制
概念
中央式服务 中央式数据 中央式算法
例子
所有客户共享一台服务器 一本联机的电话目录 集中式资源管理程序
第一章 引论
18
可调节性：分布式控制机制
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
V System Mach CORBA Distributed COM JINI
组织机构
卡内基.·梅隆 大学 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
网络要求 层次总线 剑桥环 以太网
计算机 PDP LSI-4 PC
以太网 以太网 互联网 互联网
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
第一章 引论
19
用户需求
系统能够提供何种服务？ 系统是否容易管理？ 系统能够提供多少好处？ 性能/价格比如何？ 系统是否可靠？ 系统的安全性如何？
第一章 引论
20
第一章 引论
11
SETI: 搜索外星人
探索外星文明 射电天文望远镜: Arecibo (305m) 地理位置: Puerto Rico（波多黎各） 接收 4,000,000 无线电波段 下载屏保程序作数据分析 中央控制系统分布数据 UC Berkeley
第一章 引论
12
射电望远镜: Arecibo (305m)
波多黎各
第一章 引论
13
Distributed.com RC5
破译 RSA 实验室给出的密码，找出密钥 奖金: $10,000 美元 RC_56: 250 天破译 (1997) RC_64: 1,757 天破译 (2002)
RC_72: ? 例如: RC_64采用64位密钥，一共有
18,446,744,073,709,551,616 可能的密钥组合
有上百万台计算机参与这个项目
第一章 引论
14
CERN: 欧洲核研究组织
CERN 是世界上最大的核物理研究中心， 科学家们试图通过对粒子的研究寻找宇宙 的起源。
正在建造一台大型强子碰撞机: Large Hadron Collider (2007)
可能产生的数据: 10,000,000GB
需要20,000,000 张CD来存储
(Tanenbaum et al. 2002)
第一章 引论
源自文库
5
分布式系统之定义(2)：
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. 2005)
第一章 引论
6
单机系统
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 单一地理位置 单一故障点
以通信为主的问题 （网络应用）： 事务处理，电子商 务，远程文件交换，电子信件， …
第一章 引论
10
经典分布式应用：
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
Sun Sun, PC 任何机器 PC
互联网
任何机器
研制日期 1975 1979 1980
1982 1985 1990 1996
2000
第一章 引论
9
杀手应用：
以计算为主的问题 （分布式计算）： 数学计算，环境 模拟，生物和仿生，经济和财政模型，气象预报，动画 制作， …
以数据为主的问题 （分布式数据）： 数据挖掘, 信息 检索，保险分析，图像处理， …
第一章 引论
7
分布式系统
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 分散的地理位置 分布式故障点 没有全局时钟 没有共享内存（大多数情况）
第一章 引论
8
分布式系统的发展简史
系统名称 CM* Cambridge DCS Locus
解决方法：网格计算，IBM分布式虚拟存 储和文件管理技术
第一章 引论
15
系统设计目标：
资源共享 透明性 开放性 可调节性 特殊系统：
安全性 可靠性 数据一致性
第一章 引论
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ISO RM-ODP所定义的八种透明性形式
透明性 访问 位置 迁移 重定位 复制 并发 故障 持续
描述 隐蔽数据表达方法和资源访问方法的不同之处 隐蔽资源所处的物理位置 隐蔽资源的物理移动 隐蔽正在使用的资源迁移 隐蔽资源的复制 隐蔽若干用户共享同一资源所产生的竞争 隐蔽资源的故障与排错恢复 隐蔽软件资源所处的存储空间：内存或磁盘
分布式系统
第一章 引论
1
第一章：引论
分布式系统之定义 发展历史 分布式系统之应用 分布式系统之特征 设计目标和用户需求
第一章 引论
2
计算机进展一览
第一章 引论
3
莫尔定律 Gordon Moore(1965)
第一章 引论
4
分布式系统之定义(1)：
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。