Systemy rozproszone

Wstęp

Egzamin

Egzamin zrealizowany zostanie w postaci testu wyboru. Ocena wystawiana jest na podstawie ilości uzyskanych punktów, wg reguły Systemy rozproszone

przedstawionej poniżej. Za wartość N przyjmuje się w tym przypadku 100% punktów możliwych do uzyskania w czasie testu egzaminacyjnego. Dla studentów, którzy na egzaminie (tylko w pierwszym terminie) uzyskali minimum 50% punktów przyznaje się dodatkową premię punktową za wyniki projektu (1 pkt za ocenę 4.0, 2

dr inż. Zbigniew Suski

pkt za ocenę 4.5, 3 pkt za ocenę 5.0).

[e-mail]

ocena dst (3,0):

min. 50% wartości N,

ocena dst+ (3,5):

min. 60% wartości N,

ocena db (4,0):

min. 70% wartości N,

ocena db+ (4,5):

min. 80% wartości N,

ocena bdb (5,0):

min. 90% wartości N.

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

1

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

5

Zakres przedmiotu

Literatura podstawowa

Cele i właściwości systemów rozproszonych

Mechanizmy komunikacyjne

Synchronizacja zegarów i zegary logiczne

Synchronizacja procesów

Sterowanie współbieżnością transakcji

Tolerowanie awarii

Rozproszone systemy plików

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

6

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

7

Literatura dodatkowa

Literatura - programowanie

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

8

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

9

Opracował: Zbigniew SUSKI

Systemy rozproszone

Wstęp

Literatura - programowanie

Co to jest system rozproszony?

System rozproszony jest zbiorem luźno powiązanych ze sobą komputerów połączonych siecią komunikacyjną ( Silberschatz)

System rozproszony jest zbiorem samodzielnych komputerów, połączonych za pomocą sieci i wyposażonych w rozproszone oprogramowanie systemowe. Użytkownicy powinni go odbierać jako jedno zintegrowane środowisko obliczeniowe( Coulouris)

System rozproszony jest to zestaw niezależnych komputerów, sprawiający na jego użytkownikach wrażenie jednego, logicznie zwartego systemu ( Tanenbaum)

System rozproszony to taki, w którym załamanie komputera, o którym nawet nie słyszałeś, że istnieje, powoduje, że nie możesz dokończyć żadnej roboty ( Lamport – definicja alternatywna) Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

10

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

11

Cele systemu rozproszonego

Otwartość

Łączenie użytkowników i zasobów System oferuje usługi zgodnie zgodnie ze standardowymi ułatwienie użytkownikom dostępu do odległych zasobów i ich regułami opisującymi ich składnię i semantykę dzielenie z innymi użytkownikami

Otwarto

Interfejsy definiowane w IDL

ść

oferowanie usług zgodnie ze standardowymi regułami

formalna definicja składni

opisuj

nieformalna definicja semantyki

ącymi ich składnię i semantykę

Skalowalność

Zdolność do współdziałania ( interoperability) podatność na rozwijanie

możliwość współistnienia i współpracy systemów lub komponentów pochodzących od różnych wytwórców

Współbieżność

jednoczesne realizowanie wielu zadań

Przenośność ( portability)

możliwość wykorzystywania w jednym systemie, aplikacji

Tolerowanie uszkodzeń

opracowanej dla innego systemu realizującego te same interfejsy kontynuowanie działania w warunkach awarii

Heterogeniczność

Elastyczność ( flexibility)

różnorodność sprzętu i oprogramowania

łatwość konfigurowania systemu z różnych składowych pochodzących od różnych producentów

Przezroczystość

oddzielanie polityki od mechanizmu

ukrywanie faktu rozproszenia

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

12

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

13

Problemy skalowalności

Przezroczystość

Skalowanie wzgl

Model wzorcowy ANSA (1989)

ędem rozmiaru

łatwe dodawanie użytkowników i zasobów

Model Wzorcowy Otwartego Przetwarzania Rozproszonego ISO (1992)

Skalowanie geograficzne

Przezroczystość dostępu ( access transparency) użytkownicy i zasoby mogą być znacznie oddaleni

ukrywanie różnic w reprezentacji danych i metodach

Skalowanie pod wzgl

udost

ędem administracyjnym

ępniania zasobów

zarządzanie pozostaje łatwe, mimo wzrostu ilości lub rozmiaru

Przezroczystość położenia ( location transparency) jednostek administrowanych

uniemożliwienie użytkownikom określenia miejsca fizycznej

Ograniczenia skalowalno

lokalizacji zasobów

ści

centralizacja usług, danych, algorytmów

Przezroczystość wędrówki ( migration transparency)

Metody skalowania

możliwość przemieszczania zasobów bez wpływania na sposób komunikacja asynchroniczna (brak oczekiwania)

kontaktowania się z nimi

dekompozycja i rozpraszanie (np. DNS)

Przezroczystość przemieszczania ( relocation transparency) zwielokrotnienie

możliwość ukrytego przemieszczania zasobów podczas ich

--- pamięci podręczne

używania

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

14

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

15

Opracował: Zbigniew SUSKI

Systemy rozproszone

Wstęp

Przezroczystość - cd

Cele systemu rozproszonego - inaczej

Przezroczystość zwielokrotnienia ( replication transparency) ukrywanie faktu istnienia wielu kopii zasobów

Przemieszczanie danych

Przezroczystość współbieżności ( concurrency transparency) współbieżność dostępu powinna skutkować pozostawianiem

Przemieszczanie obliczeń

zasobu w stanie spójności

Przemieszczanie procesów

Przezroczystość awarii ( failure transparency) zapewnienie aby u

Równoważ enie załadowania

żytkownik nie zauważał awarii zasobu oraz

faktu usuwania skutków uszkodzenia, czyli rekonstrukcji

Przyś pieszanie obliczeń

Przezroczystość wydajności ( performance transparency)

Preferencje sprzę towe

umożliwienie rekonfigurowania systemu w celu poprawy działania przy zmianie obci

Preferencje oprogramowania

ążenia

Przezroczystość skalowalności ( scalability transparency) umożliwienie rozszerzania skali systemu bez zmiany struktury lub algorytmów użytkowych

Stopień przezroczystości?

Przezroczystość a wydajność

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

16

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

17

Model klient-serwer

Poziomy modelu klient-serwer

Usługa jest pewnym abstrakcyjnym dobrem, które może być

Poziom interfejsu

dostarczane potrzebującym tego usługobiorcom

wszystko co jest niezbędne do bezpośredniego kontaktu z

Serwer (usługodawca) jest procesem, który realizuje pewną użytkownikiem.

usługę

interfejsy tekstowe

Klient (usługobiorca) jest procesem, który zamawia usługę u

interfejsy graficzne

serwera; wysyła mu zamówienie a potem oczekuje na odpowiedź

Poziom przetwarzania

serwera

aplikacje, a zwłaszcza jej zasadnicze funkcje

często implementacje wyrafinowanych algorytmów

Serwer może jednocześnie działać jako klient, kierując dalej

Poziom danych

zamówienia do innych serwerów

programy utrzymujące dane, na których działają aplikacje.

pożądane zapewnienie trwałości danych - jeżeli nawet

Serwery iteracyjne i współbieżne

aplikacje nie działają, to dane i tak są gdzieś przechowywane

Wykorzystywanie protokołu połączeniowego i

i przygotowane do użycia

bezpołączeniowego (wydajność a niezawodność, powtarzalność działań)

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

18

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

19

Architektury wielopiętrowe

Współczesne architektury rozproszone

Interfejs

Interfejs

Interfejs

Interfejs

Rozproszenie pionowe ( vertical distribution) Interfejs

użytkownika

użytkownika

użytkownika

użytkownika

użytkownika

rozmieszczanie logicznie odmiennych składowych na różnych komputerach

Aplikacja

Aplikacja

Aplikacja

Rozproszenie poziome ( horizontal distribution)

klient lub serwer może być fizycznie podzielony na logicznie Interfejs

Baza

równoważne części

użytkownika

danych

każda część przetwarza własną porcję całego zbioru danych, Aplikacja

równoważąc w ten sposób obciążenie

Aplikacja

Aplikacja

Rozproszenie partnerskie ( peer-to-peer distribution) Baza

Baza

Baza

Baza

Baza

danych

wzajemna współpraca komponentów - serwer może nie

danych

danych

danych

danych

występować

Alternatywne organizacje klient-serwer

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

20

Zbigniew Suski

Systemy rozproszone - wstęp

21

Opracował: Zbigniew SUSKI