8.3分布式操作系统.ppt

8.3 分布式操作系统 8.3.1 分布式系统概述 8.3.2 分布式进程通信 8.3.3 分布式资源管理 8.3.4 分布式进程同步 8.3.5 分布式系统中的死锁 8.3.6 分布式文件系统 8.3.7 分布式进程迁移 8.3.1分布式操作系统 分布式计算机系统是由一组松散的计算机系统，经互连网络连接而成的”单计算机系统映像”(Single Computer System Image)。 分布式系统与网络系统区别 网络系统中，用户在通信或资源共享时必须知道计算机及资源的位置，通过远程登录或让计算机直接相连来传输信息或进行资源共享； 分布式系统中，用户在通信或资源共享时并不知道有多台计算机存在，数据通信和资源共享如在单计算机系统上一样，此外，互联的各计算机可互相协调工作，可把一个大型程序分布在多台计算机上并行运行。 分布式计算机系统满足条件 系统中任意两台计算机可通过系统的安全通信机制来交换信息。 系统中的资源为所有用户共享 系统中的若干机器可互相协作完成同一个任务 系统中的一个结点出错不影响其它结点运行，具有较好的容错性和健壮性。 如何实现”单计算机系统映像”？ 实现分布式系统的技术称透明性： ?位置透明性 ?迁移透明性 ?复制透明性 ?并发透明性 ?并行透明性 分布式操作系统基本功能 1进程通信。 2资源共享。 3并行运算。 4网络管理。 分布式操作系统具有特征 一是有单一全局性进程通信机制，任何一台机器上进程都采用同一种方法与其它进程通信； 二是有单一全局性进程管理和安全保护机制，进程的创建、执行和撤销以及保护方式不因机器不同而有所变化； 三是有单一全局性的文件系统，用户存取文件和在单机上没有两样。 8.3.2 分布式进程通信 分布式系统中进程通信可分成三种： 一是消息传递机制message passing 二是远程过程调用RPC 三是套接字socket 这三种通信机制都需依赖于网络的数据传输功能。 1、消息传递机制 (1) ?通信原语的基本形式为 Send(P, message) Receive(Q, buffer) ?最简单的分布式消息传递模型称客户机/服务器模型 消息传递机制 (2) (1)目标进程寻址 第一种方法：机器号和进程号寻址法。 第二种方法：广播寻址法。 第三种方法：名字服务器寻址法。 (2)同步和异步通信原语 同步发送 异步发送 (3)缓冲和非缓冲原语 缓冲原语 非缓冲原语 (4)可靠和非可靠通信原语 可靠通信原语 非可靠通信原语 2．远程过程调用(1) 远程过程调用(2)RPC执行步骤总结(1) 1）客户进程以普通方式调用客户存根 2）客户存根组织RPC消息并执行Send，激活内核程序 3）内核把消息通过网络发送到远地内核 4）远地内核把消息送到服务器存根 5）服务器存根取出消息中参数后调用服务器过程 远程过程调用(3)RPC执行步骤总结(2) 6）服务器过程执行完后把结果返回至服务器存根 7）服务器存根进程将它打包并激活内核程序 8）服务器内核把消息通过网络发送至客户机内核 9）客户内核把消息交给客户存根 10）客户存根从消息中取出结果返回给客户进程 11) 客户进程获得控制权并得到了过程调用的结果 3套接字(1) socket通信的基本原理 socket通信的工作过程 每个套接字支持特定类型的网络，常见的有：可靠的面向连接的字节流、可靠的面向连接的包流、不可靠的包传递等。 ? 创建socket时，用参数指明所用协议，对可靠的字节流和包流，常用TCP/IP；对不可靠的包传递，则采用UDP。 套接字(2) ? Socket的功能由系统调用体现主要有：创建socket()、指定本地地址bind()、建立socket连接connect()、愿意接收连接listen()和接收连接accept()、发送数据send()、sendto()、sendmsg()、write()、writev()和接收数据read()、readv()、recvfrom()、recvmsg()。 套接字(3) 套接字(4) 8.3.3 分布式资源管理(1) 单机操作系统采用一类资源由一个资源管理者来管的集中式管理方式。 分布式操作系统采用一类资源多个管理者的方式，可以分成两种： 1 集中分布管理 2 完全分布管理 分布式资源管理(2)集中分布管理 ?一类资源有多个管理者，但每个具体资源仅有一个管理者负责，如尽管系统有多个文件管理，但每个文件只依属于一个文件管理者