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第2章 分布式系统的通信2.1 分层协议2.2 ATM网络2.3 客户-服务器模式2.4 远程过程调用2.5 组通信2.6 小结1 概况1您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况2您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况3您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。+++整体概况2 第2章 分布式系统的通信分布式系统和单处理机系统一个最重要的区别是进程间的通信。在单处理机系统中，进程间的通信无疑利用的是共享存储器。一个典型的例子是生产者-消费者问题，一个进程向共享存储器写入，而另一个进程从该共享存储器中读出，甚至最基本的同步形式，如信号量（信号量自身可变），都要求必须有一个字的内存是共享的。在分布式系统中没有共享存储器，不管怎样，进程间相互通信的研究必须完全重新开始。　　我们将从进程间通信所必须遵循的规则开始讨论，这些规则称为协议。对于广域的分布式系统，这些协议通常有许多层，每一层都有自己的目标和规则。我们将先讨论两个层次集，即OSI和ATM，然后将比较详细地讨论客户-服务器模式。　　 一个特殊的选择就是远程过程调用，它非常重要，因而自成一段。远程过程调用是信息打包传送的较好方法，它和常规的编程相似并且容易使用。　　本章还将介绍进程组如何通信，而不是两个进程间如何通信，我们将详细讨论一个进程组通信的实例——ISIS。3 2.1 分层协议由于缺少共享存储器，在分布式系统中所有通信都是基于消息传递的。当进程A想和进程B通信时，它首先在它的地址空间建立一条消息，然后执行一个系统调用让操作系统取出消息并且通过网络传送给进程B。尽管这种基本思想听上去很简单，但是为了避免混乱，进程A和进程B必须对要传送的所有位的意义达成一个协议。如果进程A发送用IBM的EBCDIC码编码的一篇法文文章，而进程B发送用ASCII码编码的超级市场的英文存货清单，那么这种通信的结果是不会令人满意的。　　通信需要许多不同的协议。用多少电压表示0？多少电压表示1？接收者如何知道哪一位是消息的最后一位？怎样判定消息是否被损坏或丢失，如果发现了又应该做什么？数字、字符串和其他数据项需要有多长？它们如何表示？一句话，不论是低层的位传输还是高层的信息表示，在每一个层次上都需要协议。4 2.1 分层协议为了方便地处理通信中存在的层与层之间的问题，国际标准化组织（ISO）开发了一个参考模型，它清楚地确定了不同层所涉及的内容，给出了各层的标准名称，并指出各层应做的工作。这个模型称为开放系统互连参考模型（OSI），通常缩写为ISO OSI，有时也称为OSI模型。　　开始，OSI模型被设计为用于开放系统的通信。开放系统是指使用标准化规则与其他开放系统通信的系统，而在系统中这些规则管理着发送和接收的消息的格式、内容和意义。这些规则的正式名称是协议。基本上，一个协议就是通信各方就如何进行通信所需要遵守的规则。违反协议将使通信变得非常困难，如果这时通信还是可能的话。5 2.1 分层协议从更偏重技术的角度上来说，许多公司为IBM PC制造存储器板。当一个CPU想从存储器中读一个字时，它将地址和某个控制信号发送到总线上。在一定的时间间隔内，认为存储器板应该能够看到这些信号，并将CPU所需要的字放在总线上作为应答。如果存储器板遵守请求总线协议，它就将准确无误地工作，否则它将不能准确地工作。　　同样，如果要让网络上的一组计算机进行通信，那么它们就必须遵守网络协议。OSI模型区分了两种类型的协议。面向连接（connection-oriented）的协议是指，在交换数据之前，发送者和接收者首先必须明确地建立连接，并且协商可能使用的协议。工作完成后必须断开连接。电话就是一种面向连接的通信系统。在所谓非面向连接（connectionless）的协议中则不需要预先做什么，发送者只要将准备好的报文直接发送出去即可，投信到邮箱就是非面向连接协议的例子。对于计算机的使用，面向连接和非面向连接的通信都是很普通的。6 2.1 分层协议在OSI模型中，通信结构分为7层，如图2.1所示。每一层处理有关通信的一个特定方面。使用这种方法，可以将一个问题分解为几个可管理的块，每一块都解决和其他块不同的问题，每一层都提供一个接口给它的上一层。接口由同时定义了这一层将提供给它的用户的服务的一系列操作组成。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层进程A进程B7 2.1 分层协议在OSI模型中，当机器1上的进程A想和机器2上的进程B通信时，它建立一条消息，并将消息传送到本机的应用层。这一层可以是个库过程，也可以用其他方法实现（如在操作系统中或在外部协处理器板上等）。应用层软件在消息前面加上报头并将结果通过第6层和第7层的接口传送给表示层，