Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán phân tán mang đến cho người truy cập trong suốt là sức mạnh nhiều máy tính và dữ liệu như người sử dụng cần để thực hiện bất kỳ công việc nhất định, và đồng thời, đạt hiệu suất cao và độ tin cậy mục tiêu. Ứng dụng trong cá hệ thống máy tính phân tán đã phát triển nhanh chóng trong thập kỷ qua. Các chủ đề của máy tính được phân tán là đa dạng và nhiều nhà nghiên cứu đang điều tra các vấn đề khác nhau liên quan đến cấu trúc phần cứng phân tán và việc thiết kế các phần mềm phân tán để các tiềm năng xử lý song song và khả năng chịu lỗi có thể khai thác. Trong bài tiểu luận này của nhóm em đã chọn đề tài “Truyền thông trong hệ phân tán” để có thể hiểu rõ các cách thức giao tiếp (truyền thông) giữa các tiến trình trong hệ phân tán.Bài tiểu luận gồm 3 phần:Chương 1: Tổng quan về hệ phân tánChương 2: Truyền thông trong hệ phân tánChương 3: Một số hệ thống file phân tán
MỤC LỤC Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, yêu cầu trở khắt khe hệ thống máy tính tương lai: tốc độ xử lý, tin cậy hệ thống có cố xảy ra, khả lưu trữ, tính mở rộng cần thiết hiệu chi phí mà mang lại, cần phải thay cấu trúc truyền thống theo tổ chức máy tính Von Neumann Hệ phân tán đóng vai trò quan trọng lĩnh vực phát triển công nghệ máy tính, đặc biệt điều kiện phát triển bùng nổ mạng máy tính Sự phát triển mạng LAN, WAN cho phép hàng trăm, hàng nghìn hay chí hàng triệu máy tính kết nối với Kết phát triển công nghệ khơng đáng tin cậy mà tạo nên hệ thống máy tính lớn, kết nối đường kết nối tốc độ cao Chúng tạo nên mạng máy tính lớn hệ phân tán, ngược với hệ thống tập trung trước đây, bao gồm cá máy tính đơn thiết bị điều khiển đầu cuối (remote teminal) Tính toán phân tán mang đến cho người truy cập suốt sức mạnh nhiều máy tính liệu người sử dụng cần để thực công việc định, đồng thời, đạt hiệu suất cao độ tin cậy mục tiêu Ứng dụng cá hệ thống máy tính phân tán phát triển nhanh chóng thập kỷ qua Các chủ đề máy tính phân tán đa dạng nhiều nhà nghiên cứu điều tra vấn đề khác liên quan đến cấu trúc phần cứng phân tán việc thiết kế phần mềm phân tán để tiềm xử lý song song khả chịu lỗi khai thác Trong tiểu luận nhóm em chọn đề tài “Truyền thơng hệ phân tán” để hiểu rõ cách thức giao tiếp (truyền thơng) tiến trình hệ phân tán Bài tiểu luận gồm phần: Chương 1: Tổng quan hệ phân tán Chương 2: Truyền thông hệ phân tán Chương 3: Một số hệ thống file phân tán Chương 1: Tổng quan hệ phân tán CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN 1.1 Khái niệm Hệ thống phân tán bao gồm máy tính (bao gồm thiết bị khác PDA, điện thoại di động…) kết nối với để thực nhiệm vụ tính tốn Hệ thống phân tán xuất phát từ nhu cầu sử dụng khả tính tốn tốt hiệu cách kết hợp khả tính tốn máy tính độc lập, điều trở thành thực dựa tiến công nghệ mạng Ba yếu tố định tốc độ tính tốn máy tính bao gồm: Tốc độ vi xử lý trung tâm (CPU), nhớ (RAM) đường truyền bo mạch chủ (Bus) Đối với hệ thống phân tán, yêu cầu quan trọng nảy sinh vấn đề trao đổi thơng tin máy tính, thiếu yếu tố nhiệm vụ tính tốn mơi trường phân tán khơng thể thực Tốc độ truyền dẫn công nghệ mạng ngày tăng tạo điều kiện cho phát triển ứng dụng phân tán, máy tính trao đổi thơng tin chia sẻ liệu với mà không phụ thuộc vào khoảng cách địa lý Hệ thống phân tán hệ thống thành phần đặt máy tính mạng, chúng trao đổi thông tin phối hợp hoạt động cách truyền tin báo người sử dụng cảm giác hệ thống đơn lẻ Khái niệm phân tán thể tính độc lập máy tính phải phối hợp làm việc với để người sử dụng khơng có cảm giác thành phần rời rạc Ví dụ, hệ thống bán hàng bao gồm nhiều cửa hàng đặt vị trí khác nhau, việc nhập thơng tin hàng hóa thực nhiều vị trí khác (các cửa hàng, nhà kho, …) , nhiên nhân viên khai thác tìm thấy thơng tin theo u cầu thể thơng tin lưu trữ máy tính người sử dụng 1.2 Phân loại 1.2.1 Hệ thống tính tốn phân tán Tính tốn phân tán thường sử dụng tác nghiệp yêu cầu hiệu cao, bao gồm hai nhóm: Tính tốn cụm (Cluster) tính tốn lưới (Grid) - Trong hệ thống tính tốn cụm, máy tính sử dụng hệ điều hành kết nối với qua mạng nội tốc độ cao Chương 1: Tổng quan hệ phân tán Hình 1.1.Hệ thống tính tốn cụm - Tính tốn lưới bao gồm nhiều hệ thống phân tán thuộc nhiều miền quản lý khác thường không đồng phần cứng hệ điều hành Hình 1.2 Kiến trúc phân tầng cho hệ thống tính tốn lưới 1.2.2 Hệ thống thông tin phân tán Một trường hợp khác hệ thống phân tán ứng dụng mạng qui mô lớn, liệu đặt nhiều nơi việc xử lý nơi liên quan đến nơi khác Trong nhiều trường hợp, máy chủ chạy tiến trình cung cấp dịch vụ xử lý cho máy khách, máy khách đơn gửi yêu cầu nhận kết máy chủ xử lý Tuy nhiên yêu cầu đặt cần phải có phối hợp xử lý máy chủ, yêu cầu đưa từ phía máy khách đến máy chủ liệu u cầu phải thực thi tất máy chủ chi cần máy chủ khơng thực thi u cầu máy khách tất máy chủ khác không phép thực thi yêu cầu Chương 1: Tổng quan hệ phân tán Hình 1.3 Phần mềm trung gian phương tiện truyền tin EAI 1.2.3 Hệ thống phân tán khắp nơi Khi xuất thiết bị di động thiết bị nhúng, phải đương đầu với hệ thống phân tán mà tính khơng ổn định điều tất yếu Các thiết bị hệ thống loại thường thiết bị di động với đặc trưng vị trí khơng ổn định kết nối mạng khơng dây, hệ thống gọi hệ thống lan tỏa phân tán (Distributed pervasive system) Hệ thống thiếu vắng kiểm sốt nhân cơng, cấu hình thiết bị chủ sở hữu thiết bị qui định, khơng thiết bị tự động khám phá mơi trường lựa chọn cấu hình cho phù hợp Hình 1.4 Hệ thống phân tán khắp nơi Chương 1: Tổng quan hệ phân tán 1.3 Đặc trưng mục tiêu hệ phân tán Hệ phân tán mang tính hữu dụng nhờ có đặc tính: chia sẻ tài ngun, tính mở, tính đồng thời, tính co giãn, tính chịu lỗi tính suốt 1.3.1 Kết nối người sử dụng tài nguyên Mục tiêu hệ thống phân tán kết nối người sử dụng tài nguyên mạng Nhiệm vụ hệ thống phân tán cho phép người sử dụng khai thác thông tin mà khơng phụ thuộc vị trí địa lý người Như nảy sinh hàng loạt vấn đề liên quan đến việc khai thác sử dụng thông tin: phép truy nhập, truy nhập thông tin mức độ nào, thời gian phép truy nhập, tần suất truy nhập thông tin… Tài nguyên bao gồm thành phần phần cứng như: đĩa, máy in, thành phần phần mềm như: file, sở liệu đối tượng liệu khác Lợi ích việc truy cập hệ thống chứa sở liệu, chương trình, tài liệu thông tin chung khác thể rõ hệ thống chia sẻ thời gian hoắc hệ thống nhiều người sử dụng vào đầu năm 1960 hệ thống UNIX MultiUser năm 1970 Tài nguyên máy tính nhiều người dùng thường dùng chung cho tất người sử dụng nó, người làm việc máy trạm đơn lẻ máy tính nhân khơng có đặc tính hữu ích Các tài nguyên chung hệ phân tán đóng gói vật lý máy tính hệ, từ máy khác truy cập vào đường truyền thông Để dùng chung cách hiệu quả, tài nguyên phải quản lý chương trình cung cấp giao diện truyền thống cho phép truy cập vào tài nguyên chung, sử dụng cập nhật tài nguyên thường xuyên chắn 1.3.2 Tính mở Tính mở hệ thống máy tính đặc trưng để xác định xem hệ thống mở rộng theo nhiều cấp độ khác hay không Hệ phân tán gọi mở cung cấp dịch vụ theo quy tắc chuẩn mô tả cú pháp ngữ nghĩa dịch vụ Thơng thường hệ phân tán dịch vụ thường đặc tả qua giao diện ngôn ngữ đặc tả giao diện (Interface Definition Language- IDL) Vì quan tâm đến cú pháp Nó cho phép dịch vụ Chương 1: Tổng quan hệ phân tán khác chung sống Nếu giao diện hệ phân tán đặc tả đầy đủ đắn Xét hai khái niệm hệ phân tán khái niệm liên tác (Interroperability) khái niệm chuyển mang (portability) Liên tác: cài đặt hệ thống thành phần hệ thống từ nhà sản xuất khác làm việc với thơng qua liên tác Chuyển mang: nhờ chuyển mang mà ứng dụng phát triển cho hệ phân tán A thực khơng cần thay đổi hệ phân tán B khác, với điều kiện cài đặ giao diện A Tính mở đóng hệ thống xét dựa theo khả hỗ trợ việc mở rộng thiết bị phần cứng (ví dụ: bổ sung thiết bị ngoại vi, nhớ giao diện truyền thông) hỗ trợ việc mở rộng phần mềm, như: bổ sung thêm tính hệ điều hành, giao thức truyền thông dịch vụ chia sẻ tài nguyên Tính mở hệ phân tán đánh giá theo mức độ bổ sung dịch vụ chia sẻ tài nguyên mà không phá vỡ lặp lại dịch vụ có Tính mở thể nhờ giao diện phần mềm chủ chốt hệ thống giao diện xác định rõ lập thành tài liệu sẵn cho người phát triển phần mềm Để có tính mở, hệ thống phân tán phải có chuẩn giao tiếp với hệ thống, dễ dàng việc trao đổi tài nguyên Một hệ thống mở phải tuân thủ tiêu chuẩn giao tiếp cơng bố, nghĩa sản phẩm nhà sản xuất khác tương tác với theo tập luật qui tắc tiêu chuẩn cơng bố, ví dụ: ngôn ngữ IDL, XML, giao thức dịch vụ Web… 1.3.3 Tính suốt Mục tiêu suốt người sử dụng nhằm che giấu vị trí thực thông tin người sử dụng, người sử dụng thông tin lưu trữ đâu xử lý máy tính Tính suốt người sử dụng thể đặc điểm sau: - Truy nhập (Access): Ẩn cách thể liệu phương pháp truy nhập - Vị trí (Location): Ẩn nơi lưu trữ thông tin Chương 1: Tổng quan hệ phân tán - Di chuyển (Migration): Ẩn q trình chuyển vị trí lưu trữ liệu - Đặt lại vị trí (Relocation): Ẩn q trình di chuyển liệu mà không làm gián đoạn hoạt động người sử dụng - Nhân (Replication): Che giấu việc tạo liệu - Tương tranh (Concurrency): Che giấu việc chia sẻ tài nguyên cho nhiều người sử dụng - Lỗi (Failure): Che giấu lỗi phục hồi tài nguyên - Bền bỉ (Persistence): Che giấu tài nguyên phần mềm tải vào nhớ hay ổ đĩa 1.3.4 Tính co giãn Tính co giãn (Scalability) Một hệ phân tán gọi có tính co giãn thích nghi với thay đổi quy mô hệ thống Thể khía cạnh sau: • Dễ bổ sung người sử dụng tài nguyên hệ thống • Khi hệ thống thay đổi quy mô mặt địa lý dẫn đến thay đổi vị trí địa lý người sử dụng tài ngun • Hệ thống có thay đổi quy mô quản trị Nếu hệ phân tán có tính co giãn thường ảnh hưởng đến hiệu hệ thống (hiệu hệ thống hiệu lực hoạt động đối tượng) Có ba giải pháp phổ dụng để giải vấn đề co giãn hệ phân tán: • Ẩn giấu • Phân tán: phân nhỏ thành phần hệ thống phân bố chúng phạm vi hệ thống (quản lý phân cấp) Ví dụ DNS ((Distributed Network System) xác định theo cách phân cấp miền lớn thành miền Với phương pháp giải đề thêm người dùng hay tài nguyên vào hệ thống • Nhân bản: nhân thành phần hệ thống Ví dụ tài nguyên liệu đặt vị trí khác hệ thống 1.3.5 Tính đa nhiệm Khi số tiến trình tồn máy tính, ta nói rằng, chúng thực đồng thời Nếu máy tính có xử lý trung tâm, tính đồng thời song song với hệ điều hành UNIX, WINDOWS Server cung cấp điều khiển tiến trình truy cập vào tài nguyên hệ thống Các ứng dụng chạy server phải tách rời để ứng dụng khơng làm hỏng ứng dụng khác Tính đa nhiệm đảm bảo tiến trình khơng sử dụng tồn tài nguyên hệ thống vai trò server Chương 1: Tổng quan hệ phân tán Như bàn trên, server nhà cung cấp dịch trình tính tốn Một Client gọi thủ tục xa nhiều máy tính Như thực thi chương trình Client lúc khơng gói gọn máy tính Client mà trải rộng nhiều máy tính khác Đây mơ hình ứng dụng phân tán (Distributed Application) 1.4 Ứng dụng Một số toán mà hệ phân tán áp dụng: • Dịch vụ gửi rút tiền ngân hàng: gửi tiền nhiều nơi rút nhiều nơi Hệ phân tán ứng dụng dịch vụ ngân hàng Việc khách hàng thực giao dịch nhiều nơi Việt Nam trí giới Khách hàng gửi tiền chi nhánh A ngân hàng rút chi nhánh B,C… ngân hàng không thiết phải tới chi nhánh A để rút số tiền cần thiết mà khách hàng cơng tác du lịch • Hệ thống ATM: ứng dụng khác hệ phân tán cho ngân hàng khách hàng tới máy ATM phân phối nhiều nơi để rút tiền mặt • Quản lý cơng dân vào cửa khẩu: ví dụ người khách nước ngồi tới Việt Nam nhân viên hải quan biết người tới Việt Nam lần lần tới Việt Nam để làm Có thể lần trước người tới Việt Nam qua khác hệ thống biết họ tới Việt Nam Chương 2: Truyền thông hệ phân tán CHƯƠNG 2: TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ PHÂN TÁN 2.1 Tổng quan truyền thông hệ phân tán Trao đổi thơng tin tiến trình trọng tâm tất hệ thống phân tán, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng cách thức tiến trình trao đổi thơng tin với Thực chất trao đổi thông tin hệ thống phân tán chuyển thơng điệp mạng máy tính đảm nhiệm, q trình phức tạp nhiều so với việc trao đổi thơng tin máy tính Các hệ thống phân tán đại bao gồm hàng triệu tiến trình trao đổi thơng tin với qua mạng Internet không tin cậy, không thay đổi phương thức truyền thơng ngun thủy khó phát triển ứng dụng phân tán Về chất, trao đổi thơng tin tiến trình sử dụng giao thức truyền tin truyền thống qui định lớp mạng Các giao thức ứng dụng để xây dựng mơ hình truyền tin khác Gọi thủ tục từ xa (RPC), gọi đối tượng từ xa (RMI), phần mềm trung gian hướng thông điệp (MOM) Mơ hình truyền tin hệ thống phân tán RPC, chất ẩn thủ tục phức tạp việc truyền thông điệp cách lý tưởng ứng dụng khách/chủ Về sau, mơ hình cải tiến dựa việc cài đặt đối tượng phân tán Một số ứng dụng phân tán sử dụng phương thức truyền thơng điệp, tính suốt phương thức thấp, nên chuyển sang mơ hình hàng đợi (tương tự thư điện tử) sử dụng lớp phần mềm trung gian hướng thông điệp (MOM) để bảo đảm việc phân loại thông điệp Các liệu đa phương tiện âm thanh, hình ảnh đòi hỏi việc truyền tin cần phải đáp ứng yếu tố thời gian tính liên tục, mơ hình truyền thông điệp dường chưa đáp ứng yêu cầu, phải sử dụng phương pháp truyền theo luồng (stream) Vấn đề cuối cần nghiên cứu việc sử dụng phương thức truyền tin điểm với điểm-điểm hay điểm-nhóm (multicast), nghĩa nội dung gửi hay nhiều tiến trình khác 2.1.1 Mơ hình phân tán Mơ hình đối tượng phân mảnh (fragmented objects ) Các đối tượng phân chia vài phần, nằm nodes khác nhau, tương tác để cung cấp chức đối tượng Ví dụ : Các đối tượng ràng buộc mạng tồn cầu ( Internet) Mơ hình đối tượng tái tạo (replicated objects ) 10 Có nhiều sao, tái tạo đối tượng đồng thời tồn Tăng tính khả dụng cải thiện hiệu suất hệ thống Tuy nhiên, tái tạo đối tượng phải giữ ổn định, thêm chi phí Chương 2: Truyền thơng hệ phân tán • RDD tập liệu phân tán mà liệu phân tán vào node cluster để thực tính tốn song song • Shared variables thực chia sẻ biến task task với driver program 2.3.1 Các đối tượng phân tán Một đối tượng phân tán gồm thành phần sau: • State: liệu đóng gói • Method: thao tác thực liệu • Interface: nơi để giao tiếp với phương thức đối tượng Nói cách khác , phương thức sẵn sàng thơng qua interface Một đối tượng thực thi nhiều interface có nhiều đối tượng thực thi interface giống Sự độc lập interface đối tượng thực thi interface cho phép ta đặt interface vào máy thân đối tượng cư trú máy khác Hình 2.5 Đối tượng phân tán 2.3.2 Kết nối client với đối tượng Hình 2.6: Triệu gọi đối tượng từ xa ROI Trong đó: • Server chương trình cung cấp đối tượng gọi từ xa 18 Chương 2: Truyền thơng hệ phân tán • Client chương trình có tham chiếu đến phương thức đối tượng xa Server Stub chứa tham chiếu đến phương thức xa Server Skeleton đón nhận tham chiếu từ Stub để kích hoạt phương thức tương ứng Server Remote Reference Layer hệ thống truyền thơng RMI Con đường kích hoạt phương thức xa mô tả hình Các bước thực để kết nối Client với đối tượng sau: Khi triệu gọi phương thức từ xa, client gửi yêu cầu đến proxy – thể interface Proxy marshal (sắp xếp đưa vào hàng theo thứ tự) phương thức yêu cầu vào tin gửi cho hệ điều hành máy client Hệ điều hành client gửi tin yêu cầu đến hệ điều hành server Hệ điều hành server nhận tin chuyển cho skeleton (giống server stub RPC) Skeleton unmarshal tin nhận đẻ gửi đến interface đối tượng có phương thức tương ứng Đối tượng thực thi phương thức trả kết cho skeleton Skeleton marshal kết nhận gửi trả cho hệ điều hành client Hệ điều hành client nhận tin kết chuyển tới cho proxy Proxy unmarshal tin chuyển kết cho client Chú ý client va server sử dụng interface giống Một số đối tượng: • Compile – time object: đối tượng ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng Nó định nghĩa mẫu class • Runime object • Persistent Object – đối tượng kiên trì: đối tượng tồn khơng tồn khơng gian địa tiến trình server • Transient object – đối tượng tức thời: đối tượng tồn server gọi đến nó, sau dùng xong giải phóng 2.4 Triệu gọi phương thức từ xa RMI Có hai phương pháp triệu gọi phương thức từ xa (Remote Method Invocation) là: triệu gọi phương thức từ xa động triệu gọi phương thức từ xa tĩnh 19 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán 2.4.1 Triệu gọi phương thức từ xa động Khi cần gọi đến phương thức xác định Interface dùng lời triệu gọi từ xa Vì Interface thay đổi, chương trình ứng dụng không cần phải biên dịch lại 2.4.2 Triệu gọi phương thức từ xa tĩnh Các Interface xác định trước Các chương trình ứng dụng khơng thích ứng Interface hành thay đổi Nếu Interface có thay đổi chương trình ứng dụng phải biên dịch lại hiểu Interface 2.4.3 So sánh khác phương thức RPC RMI 2.4.3.1 Giống Ứng dụng để triệu gọi phương thức/ hàm từ xa Ứng dụng máy A, gọi phương thức hàm đặt máy B Phương thức chạy máy tính xa, nên sử dụng tài nguyên máy xa Máy gọi hàm phải đợi thời gian máy xa thực hàm trả kết 2.4.3.2 Khác • RPC: Gọi hàm thủ tục xa chất từ client đến server Hướng thủ tục Triển khai cho hai hệ thống khác Viết nhiều ngơn ngữ, hai phía client server có 1ngơn ngữ • RMI: Nền tảng phân tán java Hướng đối tượng: Cho phép nắm giữ tham chiếu đối tượng RMI tích hợp sẵn java Cho phép tham chiếu đến đối tượng, triệu gọi phương thức từ xa đối tượng Có dịch vụ định vị đối tượng từ xa Như vậy, ngồi vấn đề ngơn ngữ hệ thống, có số khác biệt RPC RMI Gọi phương thức từ xa làm việc với đối tượng, cho phép phương thức chấp nhận trả đối tượng Java kiểu liệu nguyên tố (premitive type) Ngược lại gọi thủ tục từ xa không hỗ trợ khái niệm đối tượng Các thông điệp gửi cho dịch vụ RPC (Remote Procedure Calling) biểu diễn 20 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán ngôn ngữ XDR (External Data Representation): dạng thức biểu diễn liệu Chỉ có kiểu liệu định nghĩa XDR truyền 2.5 Truyền thông hướng thông điệp 2.5.1 Giới thiệu Là phương thức truyền thông sở hỗ trợ hệ điều hành hầu hết hệ điều hành; Cho phép tiến trình máy truyền mơt gói liệu chuỗi bytes đến tiến trình khác máy máy khác; Socket kỹ thuật dùng phổ biến phương thức truyền thông điệp: Java sockets Windows sockets Socket Ports: Socket = Internet address + Port Hình 2.6: Mối quan hệ Socket Port 2.5.2 Đặc điểm - Là điểm giao tiếp truyền thông tiến trình - Các thơng điệp truyền sockets - Socket tạo dựa giao thức TCP UDP - Mỗi tiến trình sử dụng nhiều cổng để tạo nhiều sockets - Không thể chia sẻ cổng, trừ trường hợp sử dụng IP multicast 2.5.3 Các loại truyền thông điệp Truyền thơng kiên trì (Persistent communication): Thư điện tử ví dụ minh họa rõ nét cho khái niệm truyền thơng kiên trì.Khi trạm muốn gửi tin 21 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán mạng, gửi tin đến interface máy Qua nhớ đệm, tin truyền mạng cục để đến mail server cụ Mail server tạm thời lưu trữ tin vào nhớ đệm mình, xác định địa trạm đích, gửi tới server cục trạm đích tương ứng (có thể qua nhiều mail server trung gian khác) Tới mail server cuối cùng, tin lúc lưu lại trước phát cho trạm đích tương ứng Truyền thơng thời (Transient communication): tin gửi lưu lại phiên trao đổi Khi phiên trao đổi hồn thành kết nối bị hủy bỏ tin bị hủy bỏ server Do đó, lý mà server trung gian chuyển tiếp tin tin bị hủy bỏ Truyền thông đồng (Synchronous communication): trạm gửi gửi tin trạng thái khóa (blocked) nhận thơng báo tin đến đích thành cơng Truyền thơng dị (Asynchronous communication): trạm gửi gửi tin, tiếp tục thực cơng việc Điều có nghĩa tin lưu lại nhớ đệm trạm gửi server cục 2.5.4 Một số loại truyền thông điệp tổ hợp Truyền thơng dị bộ, kiên trì: tin lưu trữ lâu dài nhớ đệm trạm gửi server truyền thơng mà tin tới Ví dụ hệ thống thư điện tử Truyền thông đồng bộ, kiên trì: tin lưu trữ lâu dài trạm nhận, trạm gửi trạng thái blocked tin lưu trữ nhớ đệm trạm nhận Truyền thông dị bộ, thời: sau lưu trữ tin cần gửi nhớ đệm máy mình, trạm gửi tiếp tục thực cơng việc Cùng lúc, tin truyền tới trạm nhận Khi tin đến trạm nhận mà trạm nhận lại khơng làm việc, q trình truyền thơng bị hủy bỏ Truyền thơng đồng bộ, thời: tin không lưu trữ lâu dài Khi gửi tin, trạm gửi chờ tin báo nhận thành công trạm nhận gửi thực tiếp công việc 22 Chương 2: Truyền thơng hệ phân tán 2.6 Truyền thơng theo nhóm Truyền thơng theo nhóm (multicalst) phương pháp truyền liệu từ thành viên đến nhiều thành viên khác nhóm với lần thực Truyền thơng theo nhóm sử dụng nhiều lĩnh vực ứng dụng phân tán như: dịch vụ truyền hình, hội thảo, trình diễn báo cáo, truyền phát thơng tin… Truyền thơng theo nhóm cài đặt tầng liên kết liệu tầng mạng tầng ứng dụng mơ hình OSI 2.7 Truyền thơng hướng dòng Những kỹ thuật truyền tin đề cập trọng đến việc trao đổi thông tin mà chưa nói đến thời gian thực q trình chuyển tin Trong thực tế có nhiều liệu cần chuyển theo thời gian thực (ví dụ âm thanh, video….) Một số liệu cần phải đáp ứng yêu cầu mặt thời gian tính liên tục liệu cần phải chuyển, cần phải kỹ thuật truyền dạng luồng Như vậy, cần phải thực theo chế độ chuyển tiếp nhạn không đồng Đối với việc truyền tin phụ thuộc thời gian, yêu cầu quan trọng phải đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng truyền tin, thông số mà hệ thống phân tán cấn phải đáp ứng để đảm bảo chất lượng dịch vụ Các dịch vụ đa phương tiện bao gồm nhiều luồng liệu khác văn bản, âm thanh, hình ảnh… cần phải đồng luồng liệu đó, cần phải trì mối tương quan luồng liệu (dữ liệu xuất dạng liên tục khơng liên tục) Việc trì đồng cần phải thực đầu cuối môi trường mạng 2.7.1 Một số khái niệm Medium (số nhiều media) : phương tiện dùng để truyền thông tin thiết bị lưu trữ, đường truyền, phương tiện hiển thị… Continuous media: quan hệ thời gian mục yếu tố để thông dịch ngữ nghĩa thực liệu Discrete media: quan hệ thời gian khơng yếu tố để thông dịch liệu Data stream: chuỗi đơn vị liệu Với data stream thời gian yếu tố định Để kiểm soát thời gian người ta đưa ba phương thức truyền sau: 23 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán Truyền dị (asynchronous transmission mode): mục liệu truyền khơng có ràng buộc thời gian việc truyền Truyến đồng (synchronous transmission mode): quy định trước độ trễ tối đa cho đơn vị liệu data stream Truyền đẳng thời (isochronous transmission mode): quy định độ trễ lớn nhỏ cho đơn vị liệu data stream Cách truyền đóng vai trò quan trọng việc trình diễn audio video Dòng đơn (simple stream) dòng gồm chuỗi đơn vị liệu Dòng phức (complex stream): bao gồm nhiều chuỗi đơn vị liệu khác Mỗi chuỗi gọi dòng (sub stream) 2.7.2 Luồng liệu chất lượng dịch vụ Chất lượng dịch vụ QoS liên quan đến vấn đề sau: Băng thông yêu cầu, tốc độ truyền, trễ… Loss sensitivity: kết hợp với loss interval cho phép ta xác định tốc độ mát thơng tin chấp nhận Burst loss sensitivity: cho phép xác định đơn vị liệu liên tiếp bị Minimum delay noticed: xác định giới hạn thời gian trễ đường truyền cho phép để bên nhận không nhận biết có trễ Maximum delay variation: xác định độ trễ (jitter) rung lớn cho phép Quality of guarantee: số lượng dịch vụ yêu cầu cần phải có 2.7.3 Đồng hóa luồng liệu Có hai loại đồng bộ: Đồng đơn giản: thực đồng dòng trễ dòng liên tục Ví dụ việc trình diễn slide có kèm âm Dòng hình ảnh slide dòng trễ dòng âm dòng liên tục, phải đồng hai dòng để thu kết trình diễn ý muốn 24 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán Đồng phức tap: việc đồng dòng liệu liên tục Ví dụ việc xem phim trực tuyến, dòng âm dòng hình ảnh dòng liên tục cần phải đồng Các kĩ thuật đồng bộ: có hai kĩ thuật đồng Kĩ thuật đơn giản: dựa việc đồng thao tác đọc ghi dòng liệu cho phù hợp với yêu cầu thời gian cho trước ràng buộc đồng Hình 2.7: Đồng đơn giản Kĩ thuật phức tạp: đồng môi trường mạng dựa việc đồng bên nhận bên gửi Hình 2.8: Đồng phức tạp CHƯƠNG 3: MỘT SỐ HỆ THỐNG FILE PHÂN TÁN 3.1 Sun Network File System 3.1.1 Giới thiệu chung - NFS thực hệ thống file thực thụ- tập giao thức cung cấp cho client mơ hình hệ thống file phân tán Trong trường hợp này, NFS so sánh với CORBA Giống CORBA, NFS chạy nhiều hệ điều hành khác hay máy khác Hơn NFS chạy tập máy không đồnh 25 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán - Kiến trúc NFS Mơ hình NFS dịch vụ file từ xa Trong mơ hình này, client truy cập vào hệ thống file điều khiển server từ xa Client chí - khơng biết vị trí file đâu Có hai mơ hình truy cập file: • Mơ hình truy cập từ xa (remote access model): hệ thống file lưu trữ server, client gửi yêu cầu thao tác file đến server, server thực yêu cầu gửi lại kết cho client, file tồn server Hình 3.1 Mơ hình truy cập từ xa • Mơ hình upload/download: file lưu trữ server, cần client download file máy mình, thao tác file sau lại upload lên server cho client khác dùng cần Hình 3.2 Mơ hình upload/download - Client truy cập đến hệ thống file cách dùng hệ thống lời gọi hệ điều hành máy cung cấp Ở hệ thống UNIX lời gọi cung cấp giao diện gọi VFS (Virtual file system) Các thao tác mà VFS cung cấp truyền tới hệ thống file máy chuyển tới thiết bị khác gọi NFS client NFS client đảm nhận việc truy cập tới hệ thống file lưu server xa Lúc NFS client thực thao tác RPC 26 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán tới server Ở phía server, NFS server điều khiển thực yêu cầu client gửi tới NFS server thực chuyển đổi yêu cầu nhận hành - thao tác tương ứng với thao tác VFS máy Ở mơ hình này, NFS độc lập với hệ thống file Sẽ khơng có vấn đề xảy hệ thống file hệ thống file UNIX hay Windows 2000 MS – DOS Hình 3.3 Kiến trúc NFS cho hệ thống UNIX 3.1.2 Truyền thông - 27 NFS độc lập với hệ điều hành, kiến trúc mạng giao thức vận chuyển Như có nghĩa client hệ thống Windows truyền thông với server hệ thống UNIX Trong NFS, truyền thông client server dùng giao thức ONC RPC (Open Network Computing RPC) ONC RPC tương tự RPC Mỗi thao tác NFS thực lời gọi thủ tục từ xa tới server NFS phiên sử dụng lời gọi đơn Xét ví dụ client muốn đọc fie từ server : Chương 2: Truyền thông hệ phân tán Hình 3.4 Đọc liệu từ file NFS phiên - Khi client muốn đọc file từ server, trước tiên phải gửi yêu cầu để server tìm - tên file trước gửi yêu cầu đọc file sau NFS phiên sử dụng thủ tục phức tạp để thực yêu cầu Thủ tục phức tạp tập hợp thao tác tích hợp vào thủ tục Khi thao tác bị lỗi thao tác sau khơng thực Vẫn lấy ví dụ trên, lúc client gửi đến server thủ tục phức tạp bao gồm thao tác: tìm tên file, mở file đọc file Hình 3.5 Đọc file dựa thủ tục kết hợp NFS phiên 3.2 Hệ thống file Coda 3.2.1 Giới thiệu chung Coda hệ thống file phân tán đảm bảo tính co dãn, tính an tồn khả tồn cao Mục đích quan trọng đảm bảo thu mức cao việc định danh độ suốt vị trí, để hệ thống xuất trước người dùng tương tự hệ thống file cục thông thường 28 Chương 2: Truyền thơng hệ phân tán Hình 3.6 Mơ hình CODA Coda gồm thành phần • Vice file server: Đây nhóm nhỏ quản lí trung tâm, có liên hệ với Tiến trình Venus đảm nhiệm cung cấp truy cập tới hệ thống file nằm Vice file server • Virtual client: tập hợp rộng lớn máy trạm ảo, thông qua người dùng tiến trình truy nhập vào hệ thống file Có ba tiến trình diễn bên phía server: quan trọng đảm bảo cho việc trì tập file cục ; máy Vice tin cậy để chạy server thẩm định quyền ; tiến trình update để dam bảo siêu thông tin (meta-informaton) hệ thống file quán server 3.2.2 Truyền thông Truyền thông liên trình Coda thực cách sử dụng RPCs Tuy nhiên, hệ thống RPC2 cho Coda tinh vi nhiều so với hệ thống RPC truyền thống ONC RPC sử dụng NFS RPC2 có tính đáng kể sau Cho phép client nắm trạng thái server (đang xử lý kết ngừng hoạt động) Hỗ trợ cấu cho phép client server truyền thông với sử dụng giao thức đặc tả ứng dụng, gọi side effect Hỗ trợ multicasting thông qua hệ thống MultiRPC, thực chất thực nhiều RPC song song 29 Chương 2: Truyền thông hệ phân tán 30 Kết luận KẾT LUẬN Cùng với phát triển mạng máy tính, việc tính tốn, quản lý ngày không đơn giản tập trung máy tính đơn trước Nó đòi hỏi hệ thống tính tốn phải kết hợp từ số lượng lớn máy tính hay có tên khác Hệ phân tán, nhằm ám tương phản với hệ tập trung trước Ngày nay, hệ phân tán phát triển nhanh ứng dụng rộng khắp Đó dịch vụ thơng tin phân tán, dịch vụ Internet chẳng hạn Đó sở liệu phân tán hệ thống đặt vé máy bay, xe lửa hệ thống tính tốn phân tán Bài báo cáo giới thiệu chung hệ thống phân tán, phân loại, đặc điểm sâu vào phân tích vấn đề truyền thơng hệ phân tán số ví dụ hệ thống file phân tán 31 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.Hồng Xn Dậu, Bài giảng mơn học Hệ điều hành mạng - phần “ Các chế giao tiếp điều độ tiến trình phân tán”, năm 2018, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thơng [2] Ths Nguyễn Xuân Anh, Bài giảng Hệ thống phân tán, 2014, Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng 32 ... quan hệ phân tán Chương 2: Truyền thông hệ phân tán Chương 3: Một số hệ thống file phân tán Chương 1: Tổng quan hệ phân tán CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN 1.1 Khái niệm Hệ thống phân tán bao... khác hệ thống biết họ tới Việt Nam Chương 2: Truyền thông hệ phân tán CHƯƠNG 2: TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ PHÂN TÁN 2.1 Tổng quan truyền thông hệ phân tán Trao đổi thơng tin tiến trình trọng tâm tất hệ. .. trường lựa chọn cấu hình cho phù hợp Hình 1.4 Hệ thống phân tán khắp nơi Chương 1: Tổng quan hệ phân tán 1.3 Đặc trưng mục tiêu hệ phân tán Hệ phân tán mang tính hữu dụng nhờ có đặc tính: chia