操作系统——第十三课.ppt

第六部分　分布式系统 高级操作系统 本章引论 传统的数据处理功能都是按集中方式组织的，在这种方式下，由一台或多台计算机所构成的中心设施对存储在其周围的文件和数据库进行访问控制，并利用这些数据在中心设施上运行各种应用程序。 随着计算机硬件价格的下降和访问资源的猛增，出现了比传统的集中方式更具效率，更高响应性的分布式数据处理方式。 分布式数据处理的优点 响应性 可用性 资源共享 增量式成长 增加的用户介入与控制 终端用户的生产效率 本章导论 第十三课：分布式处理、客户/服务器和集群 　对客户/服务器模式的讨论，以及它的两个关健机制：消息传递与远过程调用，并简单介绍集群概念 第十四课：分布式进程管理 　介绍了进程迁移的要求与机制和分布式全局状态，最后讨论了分布式环境下的互斥与死锁问题。 本课的主要问题 操作系统为应用程序提供了哪些分布能力？ 客户/服务器模型的简介 　1）什么叫客户/服务器模型？ 　2）客户/服务器模型有哪些应用？ 　3）什么叫中间件，它有哪些优点？ 分布式消息传递的分类及相关技术问题？ 集群技术 　1）集群的优点有哪些？ 　2）集群的配置分成哪几类？ 　3）操作系统设计集群有哪些问题？ 第十三课　分布式处理、客户/服务器和集群 通信体系结构 各独立计算机间通过消息传递进行交互 网络操作系统 将独立计算机变动网络中的一个节点，作为本地OS的一个附属存在。使其与服务器进行交互 分布式操作系统 网络中所有计算机所共享的公共操作系统 13.2 客户/服务器模型的简介 定义 由多个客户与一个服务器通过网络连接起来的一个计算机系统 　客户： 　联网中的信息请求方，希望能从服务器中查询数据库或其它信息，通常是一台PC或工作站 　服务器： 　向网络中的众多客户提供服务的一台高性能的计算机或工作站 客户/服务器模式与传统分布模式的区别 客户端自己安排时间，类型，和界面 在服务器端实现数据和功能的集中，以及网络的管理 由厂商承诺实现系统开放和模块化 网络安全和网络管理具有很高优先权 客户/服务器应用 客户/服务器应用程序的分类 　1）基于主机的处理 　2）基于服务器的处理 　3）基于客户的处理 　4）合作处理 　5）三层客户/服务器结构 应用实例与应用问题 数据库应用实例（书P431） 应用程序在客户与服务器间配置问题 　客户与服务器只要共享相同的通信协议并支持相同的应用程序，则较低层的运行平台和操作系统可以不同，我们可以将应用程序功能按客户和服务器分割实现最优配置。 文件cache的一致性问题 　由于网络延迟，使得共享文件的修改难以及时更新各地的cache，解决办法是文件上锁技术。 中间件 引入中间件的背景 　客户/服务器模型的优点之一在于其模块化和将平台与应用程序相联，由于客户与服务器的平台及操作系统的差异，我们有必要开发一组跨越不同平台，采用惟一方式访问系统资源的软件 定义 　中间件是指在上层应用程序和下层通信软件和操作系统间使用的标准编程接口和协议 中间件的目的和结构 目的：便于位于客户端的应用程序和用户可以在不考虑服务器区别的情况下访问服务器。 13.3　分布式消息传递 应考虑的问题 　1）基层网络的可靠性 可靠的消息传递对传输进行保证，不可靠性的消息传递只将消息发送到通信网络上 　2）阻塞与无阻塞发送（接收）原语 　对于无阻塞情况或异步情况，进程不会因进行发送与接收而被挂起；而阻塞情况与之相反 分类 　1）消息的直接传递 　2）远程过程调用 远程过程调用 基本思想：允许不同机器像访问本地主机过程一样访问其它机器上的过程 相关技术分析 参数传递 　1）值传递（适合RPC）　2）指针传递 参数表示 　1）消息在相同操作系统，相同编译程序的相同机器上不存在表示问题 　2）采用完整通信体系结构，在表示层解决 　3）对普通对象采用标准化格式 客户/服务器绑定 　绑定：在远程过程与调用程序间建立联系，适用于两者间频繁调用情况，非绑定反之 13.4　集群技术 优点（书P443） 　1）完全的可伸缩性 　2）增加的可伸缩性 　3）高可用性 　4）卓越的性价比 集群的配置 　不共享磁盘的集群（利用高速链接设施） 　共享磁盘的集群（除了高速链接外还有磁盘子系统） 集群的设计问题 故障管理 　1）高度可用集群 　2）容错集群 相关知识：故障补救、故障复原 负载平衡 并行计算（书P445） 　1）并行编译器 　2）并行应用 　3）参数计算 补充知识 故障补救 　应用程序和数据资源从发生故障的系统换到集群的另一系统的功能 故障复原 　原系统修复后，将应用程序和数据资源恢复到原系统 * * 13.1 操作系统对分布系统提供的支持 客户/服务器环境 客户 表示逻辑 应用逻辑 数据库逻辑 DBMS 服务器