Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu này dành cho sinh viên, giáo viên khối ngành công nghệ thông tin tham khảo và có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành công nghệ thông tin
III. Sao lặp và tính nhất quán Hệ phân tán (NW605) 1. Sao lặp 2. Tính nhất quán • Mô hình • Giao thức 3. Phát tán cập nhật 4. Sắp đặt các replica Sao lặp và tính thống nhất 2 Sao lặp Tạo các bản sao dịch vụ trên nhiều máy Tại sao? – Độ tin cậy • Dư thừa – Hiệu năng • Tăng năng lực xử lý • Giảm liên lạc – Tính mở rộng được (giảm tập trung) • Ngăn chặn quá tải tại một server đơn (mở rộng về kích thước) • Tránh độ trễ liên lạc (mở rộng về địa lý) Hai kiểu – Sao lặp dữ liệu – Sao lặp điều khiển Sao lặp và tính thống nhất 3 Sao lặp dữ liệu Sao lặp server dữ liệu Caching tại trình duyệt Web Sao lặp và tính thống nhất 4 Sao lặp điều khiển Sao lặp và tính thống nhất 5 Sao lặp cả dữ liệu và điều khiển Sao lặp và tính thống nhất 6 Sao lặp – các vấn đề Cập nhật – Tính thống nhất (xử lý dữ liệu được cập nhật) – Phát tán cập nhật Các bản sao – Bao nhiêu bản sao? – Đặt ở đâu? Định tuyến/chuyển tiếp – Client nên dùng bản sao nào? Sao lặp và tính thống nhất 7 Distributed data store Kho dữ liệu lưu trữ các phần tử dữ liệu Nhìn từ phía client Sao lặp và tính thống nhất 8 Distributed data store Kho dữ liệu lưu trữ các phần tử dữ liệu Nhìn từ phía kho dữ liệu Sao lặp và tính thống nhất 9 Distributed data store – Các thao tác Các thao tác cho data store: – Read. Ri(x)b Client i đọc giá trị của phần tử dữ liệu x, được kết quả trả về là b – Write. Wi(x)a Client i thực hiện thao tác gán giá trị x:=a – Các thao tác không có tính chất tức thời: • Thời điểm phát ra (khi client gửi yêu cầu) • Thời điểm thực hiện (khi một bản sao thực hiện yêu cầu) • Thời điểm hoàn thành (khi client nhận được kết quả trả lời) – Sự hợp tác giữa các bản sao (replica) Sao lặp và tính thống nhất 10 Distributed data store – Các thao tác Ví dụ: hai client truy nhập hai replica khác nhau của một data store • Read: luôn được thực thi tại chỗ • Write: thực thi tại chỗ, sau đó phát tán sang các bản sao khác Thời điểm thực thi thao tác thời gian [...].. .Tính nhất quán • Khi một bản sao được cập nhật, tất cả các bản sao khác phải được cập nhật theo • Tùy theo thứ tự và cách thức cập nhật → không nhất quán • Hai loại không nhất quán: – Staleness - Ì trệ : • bản này được cập nhật chậm chễ so với bản kia – Thứ tự thực thi các thao thác • Thứ tự khác nhau ở các bản sao khác nhau Sao lặp và tính thống 11 Tính nhất quán Dữ liệu không phân tán: – Thứ... replication – chủ động sao chép – Quorum-Based protocols – bỏ phiếu Sao lặp và tính thống 24 Remote-Write Protocols • Tất cả các lệnh ghi được thực hiện tại duy nhất 1 server • Các cập nhật bị block cho đến khi đã được thực hiện tại tất cả các bản sao Sao lặp và tính thống 25 Local-Write Protocols Primary được chuyển chuyển đến replica mà client tại đó muốn thực hiện cập nhật Sao lặp và tính thống 26 Active... trên một bản sao của x với giá trị đã được cập nhật theo lần đọc gần nhất của cùng client Sao lặp và tính thống 23 Các giao thức nhất quán Giao thức nhất quán: cài đặt một mô hình nhất quán • Primary-based protocols – các giao thức ghi tại bản chính của dữ liệu – Remote-write protocols –ghi từ xa – Local-write protocols – ghi tại chỗ • Replicated-Write protocols – các giao thức ghi tại bản sao – Active... là phiên bản mới nhất trước khi thực hiện thao tác đọc) •Các cập nhật được lan truyền ngay •Thích hợp: Ghi ít đọc nhiều; yêu cầu cao về mức độ tươi mới của dữ liệu đọc •Nơi ghi phải biết về tất cả các replica → tính mở rộng được Sao lặp và tính thống 29 Hệ thống replica Sao lặp và tính thống 30 Hệ thống replica Replica cố định: – Tập các replica khởi đầu – Do chủ của data-store tạo và bảo trì – Cho... – Tính gắn kết của dữ liệu được tôn trọng Các thao tác đọc và ghi xảy ra đồng thời có thể dẫn đến xung đột Các thao tác xung đột – Đọc-ghi – Ghi-ghi Tính nhất quán: – Thứ tự thực thi của các thao tác xung đột có ảnh hưởng đến tính nhất quán – Thứ tự bộ phận (partial order): thứ tự các thao tác của MỘT client – Thứ tự đầy đủ (total order): thứ tự chung cho tất cả các thao tác xung đột Sao lặp và tính. .. order): thứ tự chung cho tất cả các thao tác xung đột Sao lặp và tính thống 12 Tính nhất quán Ví dụ về các thao tác xung đột và thứ tự thực thi: Client A: x = 1; x = 0; Client B: print (x); print (x); Các kết quả có thể thu được tại B: , 11, 10, 00 Thế còn 01? Sao lặp và tính thống 13 Các mô hình nhất quán Hai loại mô hình nhất quán: • Data-centric (lấy dữ liệu làm trung tâm) – Một mô hình áp dụng cho... sequencer/coordinator gắn số thứ tự trong chuỗi Sao lặp và tính thống 27 Phát tán cập nhật Phát tán cái gì? 1 Dữ liệu – – Tốn băng thông, có lợi khi dữ liệu được cập nhật nhỏ và ít khi cập nhật 1 Thao tác cập nhật – – Các replica tự thực hiện thao tác tốn ít băng thông 1 Thông báo rằng bản dữ liệu của các replica khác đã cũ – Có lợi khi dữ liệu lớn và được thường xuyên cập nhật Sao lặp và tính thống 28 Push & pull Pull... kết quả là xi[t] Sao lặp và tính thống 20 Monotonic writes Một thao tác ghi lên phần tử dữ liệu x được hoàn thành trước tất cả các thao tác ghi tiếp theo đối với x bởi cùng một client Tất cả các thao tác ghi của cùng một client được sắp thành chuỗi Sao lặp và tính thống 21 Read your writes Thao tác đọc x thấy hiệu ứng của thao tác ghi x trước đó do cùng một client thực hiện Sao lặp và tính thống 22 Write... khác: – Kết quả của một thao tác tùy theo client thực hiện nó – Kết quả còn phụ thuộc vào lịch sử của các thao tác mà client đó thực hiện Sao lặp và tính thống 18 Client-centric consistency models Mô hình data-store cho client-centric consistency • Các phần tử dữ liệu có chủ • Không có xung đột write-write Sao lặp và tính thống 19 Monotonic reads Nếu một client đã thấy một giá trị của x tại thời điểm... thời gian tuyệt đối của tất cả các lần truy nhập đến dữ liệu dùng chung Cái gì là gần đây nhất trong một hệ phân tán? • Đòi hỏi thời gian chung toàn cục • Đòi hỏi liên lạc tức thời atomic operation • Bình thường đối với một máy đơn xử lý • Bất khả thi đối với một data-store phân tán Sao lặp và tính thống 16 Sequential consistency Tất cả các thao tác được thực hiện theo một chuỗi nào đó • • • • Có nhiều . III. Sao lặp và tính nhất quán Hệ phân tán (NW605) 1. Sao lặp 2. Tính nhất quán • Mô hình • Giao thức 3. Phát tán cập nhật 4. Sắp đặt các replica Sao lặp và tính thống nhất 2 Sao lặp Tạo. kiểu – Sao lặp dữ liệu – Sao lặp điều khiển Sao lặp và tính thống nhất 3 Sao lặp dữ liệu Sao lặp server dữ liệu Caching tại trình duyệt Web Sao lặp và tính thống nhất 4 Sao lặp điều khiển Sao. khiển Sao lặp và tính thống nhất 5 Sao lặp cả dữ liệu và điều khiển Sao lặp và tính thống nhất 6 Sao lặp – các vấn đề Cập nhật – Tính thống nhất (xử lý dữ liệu được cập nhật) – Phát tán cập