机载分布式系统的透明性设计

第３８卷第２期２００８年３月

航空计算技术

ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ

Ｖ０１．３８Ｎｏ．２

Ｍ盯．２００８机载分布式系统的透明性设计

王和平，张联梅，王宁

（中国航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）

摘要：在分析国外分布式系统和ＡＳＡＡＣ标准的基础上指出，分布式系统的透明性主要体现在８

个方面，即访问透明、位置透明、并发透明、备份透明、故障透明、迁移透明、性能透明和扩充透明，并

对实现这８种透明性所采用的理论和技术进行了阐述，目的在于把握分布式系统的设计方向和获

取一些设计经验。

关键词：分布式计算机系统；分布式操作系统；访问透明；位置透明；故障透明；性能透明

中图分类号：ＴＰ３１６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１．６５４Ｘ（２００８）０２—００５８—０４

引言

分布式计算机系统是从系统角度研究多台计算机的互连以区别计算机网络。它是相对集中式而言的，强调的是分布式。什么是分布式计算机呢？分布式计算机系统应具有如下特征…：１）资源分散性；２）结构模块性；３）工作并行性；４）协作自治性；５）运行坚定性；６）系统透明性。衡量一个系统是否是分布式系统，我们认为关键是系统的软件而不是硬件。分布式计算机系统的上述特征主要是通过分布式操作系统来实现。因此，分布式操作系统的研究、设计和实现一直是国内外人们最关心的问题和讨论的焦点。

目前，对分布式操作系统尚无统一的定义。Ａｎ—ｄｒｅｗＳ．Ｔａｎｅｎｂａｕｍ等曾给出下面的定义旧Ｊ：“分布式操作系统是一个对用户看来像是集中式操作系统，但却运行在多个独立处理机上的操作系统，它的关键是透明性。”因此，分布式操作系统的功能是对用户屏蔽掉低层分离的硬件，使得用户使用分布式操作系统如同使用一个功能强大的单机操作系统一样。这也就是透明性的含义所在。所以，透明性的好坏成了设计和评价一个分布式系统的关键问题和重要依据。

美国ＡＮＳＡ［１９８１］定义了８种形式的透明性：１）访问透明（Ａｃｃｅｓｓｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；２）位置透明（Ｌｏｃａｔｉｏｎｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；３）并发透明（Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｃｙｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；

４）备份透明（Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；５）故障透明（Ｆａｉｌｕｒｅｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；６）迁移透明（Ｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｐａｒ－ｅｎｃｙ）；７）性能透明（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）；８）扩充透明（Ｓｃａｌｉｎｇｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）。因此在设计和评价分布式操作系统时可以从上面几个方面对透明性加以考虑。

１透明性设计

１．１访问透明

是指用户对远程资源／文件和本地资源／文件所采取的操作是一致的。在分布式系统中，资源管理和文件系统在物理上包括本地资源管理／文件系统和远程资源管理／文件系统，但对用户来说，就好像只有一个本地资源管理／文件系统一样。如何对本地资源／文件和远程资源／文件采用相同的访问机制，便是访问透明所要解决的问题。

分布式资源管理／文件系统可以通过名字服务区别资源／文件的本地访问请求和远程访问请求，本地访问可以通过本地资源管理／文件系统很方便的地实现，因此，远程访问便成了实现访问透明的核心技术问题。

目前有两种常用的远程访问技术：远程服务技术；缓存技术。机载分布式系统出于性能上的考虑，采用远程服务技术实现远程资源访问的透明性，采用缓存技术实现远程文件访问的透明性。

１．１．１远程服务技术

该技术基于远程过程调用协议（ＲｅｍｏｔｅＰｒｏｃｅｄｕｒｅＣａｌｌＰｒｏｔｏｃ０１）。ＲＰＣ机制采用顾客一服务员模型。当机器Ａ上的顾客进程需要访问远地资源时，就调用一个过程，然后挂起。该过程通过网络把服务请求报文发给远程机器Ｂ上的服务员进程，结果执行完后将结果报文返回给顾客。顾客收到结果后继续执行。ＲＰＣ

收稿日期：２００７．０９．１１修订日期：２００７－１２—０３

收稿日期：航空基础科学基金资助项目（０５Ｆ３１００１）

作者简介：王和平（１９５４一），男，陕西洛川人，高级工程师，主要研究方向为嵌入式实时操作系统，实时容错分布式计算机操作系统。　万方数据

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机载分布式系统的透明性设计

作者：王和平， 张联梅， 王宁， WANG He-ping， ZHANG Lian-mei， WANG Ning

作者单位：中国航空计算技术研究所,陕西,西安,710068

刊名：

航空计算技术

英文刊名：AERONAUTICAL COMPUTING TECHNIQUE

年，卷(期)：2008,38(2)

1.Joseph Boykin;Susan J Loverso Recent Developments in Operating Systems 1990(05)

2.Eliezer Levy;Abraham Silberschatz Distributed File Systems:Concepts and Examples 1990(04)

3.Levine P The Domain System 1987(01)

4.AERONAUTICAL RADIO,INC Draft 3 of Supplement 1 to ARINC SPECIFICATION 653 Avionic Application Software Standard Interface 2003

5.ASAAC2-STA-32310-001.SWG Issue 01:Second Draft of Proposed Standards for Softwore 2002

6.ASAAC2-STA-32360-001.CPG Issue 01:Second Draft of Proposed Standards for Architecture 2002

7.Hopper A;Needham R M The Cambridge Fast Ring Networking System[外文期刊] 1988(10)

8.Andrew S Tanenbaum;Robbert Van Renesse Distributed Operating Systems 1985(04)

9.扬学良多微处理机和分布式微型机系统[期刊论文]-计算机研究与发展 1989(03)

本文链接：/Periodical_hkjsjs200802015.aspx