高级操作系统 第二讲-体系结构.ppt

第二章 体系结构 体系结构样式 系统体系结构 体系结构与中间件 分布式系统的自我管理 体系结构样式Architectural Styles 体系结构样式：软件体系结构，根据组件、组件之间的连接方式、数据交换以及这些元素如何集成到一个系统来定义： 分层体系结构（Layered architectures） 基于对象的体系结构（Object-based architectures） 以数据为中心的体系结构（Data-centered architectures） 基于事件的体系结构（Event-based architectures） 分层体系结构 基于对象的体系结构 以数据为中心的体系结构 基于事件的体系结构 系统体系结构 系统体系结构：软件体系结构的实例，确定软件组件、组件的交互以及它们的位置 集中式体系结构 非集中式体系结构 混合体系结构 集中式体系结构客户端-服务器模型 服务器（server）：实现某个特定服务的进程 客户（client）：向服务器请求服务的进程 客户端-服务器之间的一般交互：请求/回复 无连接的协议：高效，受传输故障的影响，适合局域网 基于连接的协议：性能相对较低，适合广域网（TCP/IP） 应用程序的分层 客户服务器应用程序通常组织为三个层次(有哪些信誉好的足球投注网站引擎、金融决策支持系统)： 用户界面层：用户交互所需的一切 处理层：应用程序核心功能 数据层：操作数据或文件系统，保持一致性 多层体系结构 (1) 客户端-服务器模型可能的组织结构 (a) – (e). 多层体系结构 (2) 服务器充当客户端角色的例子 非集中式体系结构 垂直分布性：按逻辑把不同的组件放在不同的机器上。 水平分布性：客户或服务器按照在物理上被分割成逻辑上相同的几部分:点对点系统。 混合体系结构 协作分布式系统 BT 下载网络有三个关键静态组件： 跟踪器（Tracker）: Tracker 跟踪器是一个中央服务器，它主要跟踪系统中所有的参与结点，收集和统计这些结点的状态，帮助参与结点间互相发现并进行文件块的交换； 种子节点（Seed）:Seed 种子节点是指拥有完整文件的节点，提供上载服务； 下载节点（Downloader）。相对于Seed 的节点称为下载节点，一个下载节点完成下载后，可以成为种子节点 BitTorrent系统结构 动态流程 第一个用户通过BT工具制作要共享文件的Torrent 文件（Torrent 文件包含共享文件的下载信息）并发布此Torrent文件到WWW中。 其他用户从WEB服务器上下载此Torrent 文件并通过节点跟踪器协议（如TrackerHTTP）去访问Tracker 跟踪器，参与到此Torrent 网络中。 Tracker跟踪器接收到一个新加入节点的下载请求后，随机选择部分此Torrent网络中的节点发送给新加入者作为邻居节点，并记录新节点。 新加入节点通过一定的算法同邻居节点连接进行文件的下载和上载直到文件下载完成，这一过程会根据一定的策略重复。如果继续上载，Tracker 服务器将此节点看作种子节点。 所有参与的节点将周期地报告自己的状态和进程给Tracker 跟踪器. BT 关键技术 BT 文件发布系统采用针锋相对（Tit_for_Tat）的方法来达到帕累托（pareto）有效，与当前其他的P2P技术相比，它达到了更高层次的鲁棒性和资源利用。 帕累托最优:指资源配置已达到这样一种境地，即任何重新改变资源配置的方式，都不可能使一部分人在没有其他人受损的情况下受益。 最少优先原则:对一个下载者来说，在选择下一个被下载的片断时，通常选择的是它的Peers 所拥有的最少的那个片断，也就是所谓的“最少优先”。 体系结构与中间件 中间件一般要遵循一定的体系结构风格： 基于对象的体系结构 基于事件的体系结构 中间件可以按照应用程序的需求方便的进行配置、适应和定制: 拦截器 自适应软件的常见方法 拦截器（intercepter） Interceptor是CORBA规范提出的一种重要思想。它允许扩充中间件的功能而无须改变中间件的核心构造。 Interceptor pattern是一种设计模式,它允许将服务透明地添加到框架中, 当某一事件发生时, 可以自动触发。这种模式可以保护组件免受运行环境的影响, 应用程序开发者可以集中精力于业务逻辑的开发。 使用拦截器处理远程对象激活 自适应软件的常见方法 实现软件自适应性的基本技术: 要点分离(Separation of concerns)：实现功能的部分与负责可靠性、性能和安全的部分分开 计算反射(Computational reflection)：程序检查自己，调整其行为的能力 基于组件的设计(Component-based design)：通过组件的