分散式系统(精).ppt
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1、分散式系統分散式系統分散式作業系統簡介1大綱大綱簡介系統優點系統缺點系統架構網路式作業系統分散式作業系統系統通訊定址阻隔緩衝可靠性封包傳送2大綱大綱遠端服務遠端程序呼叫模型動態連結設計考量通透性彈性可靠性效能延展性摘要3分散式系統定義與特性分散式系統定義與特性分散式系統,定義上是將多部獨立的電腦系統以網路匯集起來,讓使用者感覺就像是在使用一部獨立的電腦系統分散式系統具備以下幾個特性提供方便的使用者介面,讓使用者感覺就像是在使用一部高效能的電腦各個獨立的電腦系統間必須要有穩固可靠的溝通網路 有效率地分配工作與系統資源 提供保護機制,避免系統資源被非法使用者存取4分散式系統示意圖分散式系統示意圖伺
2、服器個人電腦伺服器伺服器個人電腦個人電腦檔案伺服器檔案伺服器印表機掃描器網路5系統優點系統優點分散式系統建置所需要的成本較大型電腦低分散式系統具有分散式處理的能力,可以加快系統整體的運算速度分散式系統的可靠度較佳,系統中若有電腦損壞或無法執行,系統不致於因此而癱瘓分散式系統的擴展能力佳,分散式系統不敷使用時,可以加入電腦來達到擴充系統功能的目的 6系統缺點系統缺點專為分散式系統設計的軟體並不多見,因此軟體的支援較少不穩定或是無法負擔訊息的傳遞量的網路是分散式系統的致命傷 分散式系統中的安全問題較為重要,也較難維護7系統架構系統架構分散式系統上的作業系統大致上可分為兩大類網路式作業系統 分散式作
3、業系統 8網路式作業系統網路式作業系統網路式作業系統通常是架構在區域網路或廣域網路網路作業系統最主要目的有兩個將多部電腦連接起來,以增進整體的效能可以互相分享資源網路式作業系統可以將擁有不同作業系統的多個電腦系統環境彼此用網路連接起來,同時加入一些功能來增進整體效能並分享彼此資源 9網路式作業系統網路式作業系統網路式作業系統包含以下與分散式作業系統不同的特點每部電腦擁有自己的作業系統,不是整個分散式作業系統的一部分每個使用者在自己的電腦工作,當要使用遠端資源時,必須先遠端登錄,才能使用遠端資源使用者在不同電腦間進行檔案搬移時,必須特別下指令來進行網路式作業系統是透過網路將各個電腦連接起來,因此
4、如果其中有某部電腦壞掉,也許會導致一些使用者無法繼續工作 10分散式作業系統分散式作業系統分散式作業系統與網路式作業系統的硬體架構類似,一般也是架構在 LAN 或 WAN 上分散式作業系統的設計理念與網路式作業系統有以下幾點不同 每部電腦各執行一個分散式作業系統或整個分散式作業系統的一部分每個使用者使用系統上的遠端資源就像是使用自己的內部資源一般整個系統的檔案管理由作業系統統一處理,使用者不必知道檔案的實體存放在哪裡、搬移時要下哪些指令 分散式作業系統中某部電腦不能工作時,不會因此有任何一位使用者必須終止工作11分散式作業系統分散式作業系統分散式作業系統還有三種不同的設計特性資料遷移將目前工作
5、上所需要的部分資料傳送到電腦,以後如需要另一部分資料時,再把該部分資料傳輸過來將要用到的資料一次全部傳到電腦處理運算遷移系統傳送運算內容,而不傳送完整的原始資料行程遷移將行程遷移到別部電腦執行,可增進系統的整體效能12系統通訊系統通訊在分散式系統中,不同電腦行程間也必須有相互溝通的機制主從架構模式是最常見的溝通方式分散式系統上實作系統通訊,有以下問題必須注意定址阻隔緩衝可靠性 13主從架構示意圖主從架構示意圖網路要求回應客戶端伺服端14定址定址基本上有三種方法可以達成定址的目的第一種是利用電腦編號,行程編號,也就是電腦編號加行程編號的機制來達到定址的功能第二種是讓行程從一個很大的範圍中挑選一個
6、號碼,然後廣播通知彼此的位址 第三種是利用一部名稱伺服器記錄各個行程在系統中的位址,當需要溝通時,再向名稱伺服器詢問對方的位址 15三種定址的做法三種定址的做法12伺服端客戶端(a)1.送要求訊息到電腦編號,行程編號 2.回應給電腦編號,行程編號16三種定址的做法三種定址的做法34伺服端客戶端(b)1.廣播找尋伺服端位址2.廣播自己的位址123.送要求訊息給伺服端4.回應給客戶端17三種定址的做法三種定址的做法43客戶端伺服端(c)1.向名稱伺服器詢問伺服端位址2.名稱伺服器回應3.送要求訊息給伺服端4.回應給客戶端名稱伺服器1218阻隔阻隔所謂阻隔就是在送訊息時,行程會被暫停,等到訊息被核心
7、送出去後,行程才會繼續執行非阻隔則是行程在送訊息時,只要在訊息被拷貝到核心的緩衝區後,送訊息的行程就可以繼續執行非阻隔的做法有一個缺點,就是可能會有緩衝區中的訊息還沒傳送出去就被覆蓋掉了 19阻隔與非阻隔的示意圖阻隔與非阻隔的示意圖2.將行程暫停並將控制權交給核心3452161.行程執行(a)2.將行程暫停並將控制權交給核心3.訊息複製到核心4.核心將訊息傳送出去5.喚醒行程6.行程繼續執行34151.行程執行(b)3.訊息複製到核心4.喚醒行程5.行程繼續執行時間20緩衝緩衝緩衝是行程間傳送訊息的重要機制,設置緩衝區可大幅減少訊息傳送的複雜度與出錯機率擁有緩衝區的系統,系統核心會有一個緩衝區
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