Tính Trong Suốt Trong Hệ Phân Tán - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Công Nghệ Thông Tin >
3. Hệ điều hành >

Tính trong suốt trong hệ phân tán

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.13 MB, 182 trang )

Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán Phần 1- 28- Tính mềm dẻo Theo cách nhìn của ngời sử dụng, tính mềm dẻo đợc thể hiện thông qua tÝnh th©nthiƯn cđa hƯ thèng, tÝnh tù do cđa ng−êi dïng khi sư dơng hƯ thèng. TÝnh th©n thiƯn đợc hiểu rất rộng nh dễ dàng sử dụng giao diện hệ thống, khả năng ánh xạ quá trìnhtính toán trong không gian bài toán tới hệ thống. Tiếp cận hớng đối tợng là chiến lợc phổ biến để hoàn thành mục tiêu này. Tính thân thiện cũng liên kết với các tínhchất nhất quán và tính tin cậy. Các hệ thống nhất quán và đáng tin cậy không có những hạn chế vô lý. Nó cần cung cấp môi trờng hoạt động thích hợp trong đó các tool vàdịch vụ mới dễ dàng đợc xây dựng.Theo cách nhìn của hệ thống, tính mềm dẻo là năng lực của hệ thống để tiến hóa và di trú. Các tính chất mấu chốt là môđun, co giãn, khả chuyển và liên thao tác. Trongnhững trờng hợp khác, các tính chất này có độ quan trọng riêng trong hệ phân tán do hầu hết các hệ thống sử dụng các thành phần phần cứng và phần mềm hỗn tạp. Mộtmặt, chúng ta mong muốn có một quyền tự trị địa phơng, nhng mặt khác, chúng ta lại muốn cùng cộng tác thành một hệ liên kết chặt chẽ, và chính điều này đã dẫn đếnhạn chế nào đó tới chúng ta. Chính từ hai mong muốn có vẻ đối lập nhau này đa đến giải pháp dung hòa trong việc giải quyết tính mềm dẻo của hệ phân tán. Tính nhất quán Tính nhất quán trở nên khó khăn hơn khi thi hành trong hệ phân tán: thiếu vắng thôngtin toàn cục, tiềm tàng nhân bản và phân hoạch dữ liệu mạnh, khả năng xẩy ra lỗi thành phần, mối liên quan phức tạp các môđun thành phần; tất cả các điều đó đều thamgia vào sự thiếu nhất quán của hệ thống. Theo phơng diện ngời dùng, một hệ thống là nhất quán nếu nh có đợc tính đồng nhất khi sử dụng và ứng xử hệ thống có thểkhẳng định trớc. Hơn nữa, hệ thống phải đủ năng lực duy trì tình trạng toàn vẹn nhờ cơ chế điều khiển đồng thời chính xác và các thủ tục kiểm soát lỗi và khôi phục. Điềukhiển nhất quán trong dữ liệu và file hoặc CSDL trong hệ thống định hớng giao dịch là những vấn đề còn đợc bàn luận trong hệ thống file phân tán. Tính mạnh mẽ Bài toán tính mạnh mẽ càng trở nên quan trọng hơn trong hệ thống phân tán: lỗi kếtnối truyền thông, lỗi tại nút xử lý và lỗi trong các QT ClientServer là thờng xuyên hơn so với hệ thống máy tính tập trung. Quy tắc nào cần đợc hệ HĐH tuân thủ trongnhững trờng hợp, chẳng hạn nh một thông điệp hỏiđáp bị mất hoặc nút xử lý hoặc phục vụ bị ®ỉ vì ? TÝnh m¹nh mÏ vỊ khÝa c¹nh thø lỗi đợc hiểu rằng hệ thống đủnăng lực tự khởi động lại tới trạng thái mà tại đó tính toàn vẹn của hệ thống đã đợc bảo quản mà chỉ với một độ giảm sút hiệu năng một cách hợp lý. Để có tính mạnh mẽ,hệ thống nên đợc trang bị cơ chế kiểm soát đợc tình huống khác thờng thậm chí cha phải là lỗi rõ ràng và lỗi, chẳng hạn nh thay đổi tôpô hệ thống, độ trễ thôngđiệp lớn, hoặc sự bất lực khi định vị phục vụ. Tính mạnh mẽ cũng nên đợc mở rộng để phủ đợc khía cạnh an toàn đối với ngời dùng và hệ thống. Tính tin cậy, bảo vệ vàđiều khiển truy nhập là trách nhiệm của HĐH phân tán.

II.2. Tính trong suốt trong hệ phân tán

Tính chất mấu chốt nhất phân biệt hệ phân tán với các hệ thống khác là tính trong suốt, thuật ngữ thờng xuyên đợc nhắc trong các hệ thống phân tán. Nó là mục tiêu thúcđẩy việc che khuất đi những chi tiết phụ thuộc hệ thống mà không thích hợp đối với ngời dùng trong mọi hoàn cảnh và tạo ra một môi trờng thuần nhất cho ngời dùng.Nguyên lý này đã đợc thực tÕ hãa khi thiÕt kÕ hƯ thèng m¸y tÝnh qua một thời gianHà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán Phần 1- 29-dài. Tính trong suốt trở nên quan trọng hơn trong hệ thống phân tán và thực hiện khó khăn hơn chính từ tính hỗn tạp của hƯ thèng.Sù che kht th«ng tin phơ thc hƯ thèng khỏi ngời dùng dựa trên việc cân bằng giữa tính đơn giản và tính hiệu quả. Một cách đáng tiếc, hai tính chất này là xung độtnhau. Bởi vậy, mong muốn một mục tiêu trong suốt hoàn toàn là không thích hợp. Hệ phân tán tốt là cố gắng đạt đợc tính trong suốt cao nhất có thể đợc. Tơng tự nhkhái niệm ảo trong HĐH và trừu tợng trong ngôn ngữ lập trình, mục tiêu của tính trong suốt là cung cấp một cái nhìn lôgic thống nhất của một hệ thống vật lý hỗn tạpnhờ việc rút gọn hiƯu qu¶ viƯc nhËn biÕt hƯ thèng vËt lý tíi cực tiểu nói riêng, theo khía cạnh chia cắt vật lý của các đối tợng và điều khiển trong hệ thống. Tính trong suốt thể hiện trong nhiều khía cạnh, dới đây là một số khía cạnh điển hình nhất:- Trong suốt truy nhập: Truy nhập đối tợng địa phơngtoàn cơc theo cïng mét c¸ch thøc. Sù t¸ch rêi vËt lý của các đối tợng hệ thống đợc che khuất tới ngời dùng.- Trong suốt định vị còn đợc gọi là trong suốt tên: Ngời dùng không nhận biết đợc vị trí của đối tợng. Đối tợng đợc định vị và chỉ dẫn theo tên lôgic trongmột hệ thống thống nhất. - Trong suốt di trú còn đợc gọi là độc lập định vị: là tính chất bổ sung vàotrong suốt định vị theo nghĩa không những đối tợng đợc chỉ dẫn bằng tên lôgic mà đối tợng còn đợc di chuyển tới định vị vật lý khác mà không cần đổi tên.- Trong suốt đồng thời: cho phép chia xẻ đối tợng dùng chung không gặp tranh chấp. Nó tơng tự nh khái niệm phân chia thời gian theo nghĩa khái quát.- Trong suốt nhân bản: đa ra tính nhất quán của đa thể hiện hoặc vùng của file và dữ liệu. Tính chất này quan hệ mật thiết với trong suốt đồng thời song đợc cụ thểhơn vì file và dữ liệu là loại đối tợng đặc biệt, - Trong suốt song song: cho phép các hoạt động song song mà ngời dùng khôngcần biết hoạt động song song đó xẩy ra nh thế nào, ở đâu và khi nào. Tính song song có thể không đợc ngời dùng đặc tả.- Trong suốt lỗi: cung cấp khả năng thứ lỗi của hệ thống đợc hiểu là lỗi trong hệ thống có thể đợc biến đổi thành sự giảm hiệu năng hệ thống một cách mềm dẻo hơnchứ không phải chỉ là làm cực tiểu sự đổ vỡ và nguy hiĨm ®èi víi ng−êi dïng, - Trong st hiƯu năng: cố gắng giành đợc tính nhất quán và khẳng định khôngcần thiết ngang bằng mức độ hiệu năng thậm chí khi thay đổi cấu trúc hệ thống hoặc phân bố tải. Hơn nữa, ngời dùng không phải chịu sự chậm trễ hoặc thay đổi quá mứckhi thao tác từ xa. Trong suốt hiệu năng còn đợc thể hiện là hiệu năng hệ thống không bị giảm theo thời gian.- Trong suốt kích thớc: liên quan đến tính mềm dẻo và tiềm tàng. Nó cho phép sự tăng trởng của hệ thống đợc che khuất đối với ngời sử dụng. Kích thớc hệthống không tạo ra tác động đối với nhËn thøc cđa ng−êi dïng. - Trong st dut l¹i chỉ dẫn rằng sự tăng trởng hệ thống theo chiều dọc là tỷ lệnghịch với sự tăng trởng hệ thống theo chiều ngang. Sự duyệt lại phần mềm bị che khuất đối với ngời dùng. Trong suốt duyệt lại cũng đợc hiểu nh trong suốt phânđoạn. Sau đây là một ví dụ giải thích. Trớc đây khi điện thoại còn cha phổ biến điệnthoại liên tỉnh hiếm hoặc rất đắt, dùng điện thoại nếu khoảng cách ngắn còn dùng th nếu ở xa để liên lạc với ngời quen. Trờng hợp này vi phạm tính trong suốt truy nhậpHà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán Phần 1- 30-do phơng pháp liên lạc là không đồng nhất. Khi điện thoại liên tỉnh phát triển, giá cả giảm, nếu dùng điện thoại cố định thì liên lạc số điện thoại nội tỉnh khác với liên lạcvới số điện thoại tỉnh ngoài chẳng hạn, bổ sung thêm mã tỉnh. Trờng hợp này vi phạm trong suốt định vị. Nếu một ngời chuyển chỗ ở phải thay số điện thoại mớikhông thể dùng số điện thoại cũ là vi phạm tính trong suốt di trú.Một phơng pháp liên lạc lý tởng là trên phạm vi toàn hệ thống, có thể gặp đối tợng bất kỳ chỉ bởi tên toàn cục ký hiệu hoặc số chẳng hạn nh số chứng minh nhândân. Tiếp tục các ví dụ trên đây, nếu mọi ngời chỉ sử dụng điện thoại di động để liên lạc với nhau thì hệ thống nh vậy đợc coi là thỏa mãn các tính chất trong suốt truynhập, định vị và di trú.Từ phân tích trên đây, nhận thấy rằng trong suốt truy nhập, định vị, và di trú có quan hệ gần gũi nhau.Trong suốt song song, đồng thời, và hiệu năng đợc thiết kế nhằm che chắn sự quản lý các hoạt động đồng thời đối với các ngời dùng, dựa trên các quan hệ nội tại ngờidùng intrauser, liên ngời dùng interuser và liên nút internode. Cho phép thực hiện đồng thời ở các mức thực hiện khác nhau: nội tại một ngời dùng, giữa các ngờidùng, và giữa các nút phân tán. Trong suốt nhân bản và trong suốt lỗi có quan hệ với việc duy trì tính toàn vẹn hệ thống. Trong suốt kích thớc và trong suốt duyệt lại cungcấp sự biến đổi uyển chuyển của hệ thống theo sự tăng trởng về phần cứng và phần mềm.Danh sách trong suốt đợc mô tả trên đây không phải là toàn diện. Tuy nhiên, danh sách này thích hợp với hệ phân tán. Chúng cũng đợc phân lớp khi xem xét mối quanhệ với các mục tiêu thiết kế hệ điều hành. Trong suốt đồng thời và hiệu quả cung cấp tính hiệu quả. Trong suốt truy nhập, định vị, di trú và kích thớc liên quan đến tínhmềm dẻo. Tính nhất quán liên quan tới trong suốt truy nhập, nhân bản và trong suốt hiệu năng. Cuối cùng, các trong suốt lỗi, nhân bản, và kích thớc liên quan tới tínhmạnh mẽ của hệ thống. Bảng 2.1 cho mối liên hệ giữa mục tiêu của hệ thống với tính trong suốt.Bảng 2.1 . Phân lớp các tính trong suốt theo mục tiêu hệ thốngMục tiêu của hệ thống Tính trong suốtHiệu quả đồng thời song song hiệu năngMềm dẻo truy nhập định vị di trú kích thớcduyệt lại Bền vữngtruy nhập nhân bản hiệu năng Mạnh mẽthứ lỗi nhân bản kích thớc duyệt lại Thi hành HĐH phân tán và các thuật toán điều khiển phân tán tơng ứng liên quanchạt chẽ tới việc thực hiện các tính trong suốt này. Nói tóm lại, hệ phân tán cung cấp sự tách rời vật lý của các đối tợng, tính trong suốt đợc dùng ®Ĩ che kht ®i t¸c ®éngcđa sù chia t¸ch vËt lý này. Kết quả cuối cùng là ngời dùng nhìn hệ đa máy tính nh một hệ máy tính đơn lôgic.Bàn luận trên đây về tính trong suốt dựa trên các tính chất của hệ thống đáng mong muốn theo quan điểm của cả ngời dùng lẫn hệ thống. Các bài toán chính trong HĐHphân tán cũng đợc phân lớp theo tính trong suốt và đợc trình bày trong bảng 2.2. Nói tóm lại, mục tiêu của HĐH phân tán là cung cấp môi trờng tính toán hiệu năng cao vàmạnh mẽ với việc nhận biết ít nhất về quản lý và điều khiển của các tài nguyên hệ thống phân tán.Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán Phần 1- 31-Bảng 2.2. Vấn đề của hệ phân tán và tính trong suốtVấn đề chính của hệ thống Tính trong suốtTruyền thông Đồng bộThuật toán phân tán Trong suốt liên thao tác vàđiều khiểnLập lịch quá trình Nắm giữ bế tắcCân bằng tải Trong suốt hiệu năngLập lịch tài nguyên Chia xẻ fileĐiều khiển đồng thời Trong suốt tài nguyênKiểm soát lỗi Cấu hìnhThu gọn Trong suốt lỗi

II.3. Các dịch vụ

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Cơ bản về hệ điều hành
  • 182
  • 1,006
  • 2

Tải bản đầy đủ (.pdf) (182 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(1.13 MB) - Cơ bản về hệ điều hành-182 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×