Bài giảng Hệ điều hành: Chương 8 (phần 1) - Đặng Minh Quân

Chương này trình bày một số nội dung cơ bản sau: Basic concept, I/O model, I/O-System implementation, access I/O-System, hệ điều hành hướng mạng, hệ điều hành phân tán, các dịch vụ từ xa, hệ thống file phân tán, khôi phục từ lỗi,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ điều hành: Chương 8 (phần 1) - Đặng Minh Quân Operating System Chapter 8: Hệ thống phân tán Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 1 Overview • Basic concept • I/O model • I/O­System implementation • Access I/O­System Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 2 A Distributed System Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 3 Tại sao cần hệ thống phân tán • Chia sẻ tài nguyên – Chia sẻ và in các file từ xa – Xử lý thông tin trên các cơ sở dữ liệu phân tán – Sử dụng các thiết bị đặc biệt từ xa • Tăng tốc độ tính toán – chia sẻ tải • Tăng độ tin cậy – phát hiện và hồi phục các  vùng bị lỗi, chuyển chức năng sang vùng  khác, tích hợp lại vùng đã bị lỗi • Thông tin liên lạc – truyền thông điệp Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 4 Hệ điều hành hướng mạng • Người dùng biết về sự hiện diện của rất  nhiều các máy tính khác nhau.  Truy cập tới  tài nguyên của các máy tính được thực hiện  bằng cách: – Đăng nhập từ xa vào máy phù hợp. – Chuyển dữ liệu từ các máy ở xa về máy địa  phương thông qua các giao thức như FTP,  HTTP. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 5 Hệ điều hành phân tán • Người dùng không cần biết về sự hiện  diện của các máy tính khác. Truy cập tới tài  nguyên ở xa cũng tương tự như truy cập tới  tài nguyên địa phương. • Di cư dữ liệu – chuyển dữ liệu bằng cách  chuyển toàn bộ hay một phần của file cần  thiết cho tác vụ tức thời. • Di cư tính toán – chuyển việc tính toán, chứ  không phải là dữ liệu, dọc ngang hệ thống. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 6 Hệ điều hành phân tán • Di cư tiến trình – chạy toàn bộ tiến trình hay một  phần của nó tại các địa điểm khác nhau. – Cân bằng tải – phân tán các tiến trình trên toàn hệ  thống để cân bằng tải. – Tăng tốc độ tính toán – các tiến trình con có thể được  chạy đồng thời tại các địa điểm khác nhau. – Yêu cầu đặc biệt về phần cứng – chạy tiến trình có thể  yêu cầu một bô VXL dặc biệt. – Yêu cầu đặc biệt về phần mềm – phần mềm cần thiết  chỉ có ở một địa điểm nhất định. – Truy cập dữ liệu – chay các tiến trình từ xa thay vì  truyền dữ liệu từ xa về. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 7 Các dịch vụ từ xa • Các yêu cầu truy cập file từ xa được chuyển đến server.  Các yêu cầu truy cập được phiên dịch thành các thông điệp  cho server và phản hồi từ server cũng được đóng gói thành  các thông điệp và chuyển về cho người dùng. • Cách phổ biến để thực hiện như trên là dùng Remote  Procedure Call (RPC). • Các thông điệp được gửi tới một tiến trình RPC đang nghe  ở một cổng trên máy ở xa có chứa tên tiến trình cần chạy  và các tham số. Tiến trình được chạy theo yêu cầu và kết  quả được gửi lại cho người yêu cầu trong một thông điệp  riêng biệt. • Một cổng là một số được thêm vào ở phần đầu của goi  thông điệp. Một hệ thống có thể có nhiều cổng với cùng  một địa chỉ mạng để phân biệt các dịch vụ mạng khác  nhau. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 8 Hệ thống file phân tán • Một hệ thống file phân tán (DFS) có thể  được xây dựng như là một tập các tiến trình  RPC server và clients. – Thông điệp có địa chỉ tới cổng DFS trên một  máy chủ mà tác vụ về file sẽ được thực hiện. – Thông điệp chứa các tác vụ đĩa cần được thực  hiện (i.e., read, write, rename, delete or  status). – Thông điệp trả lại sẽ chứa các dữ liệu kết quả  của lời gọi đó. Tiến trình DFS thực hiện lời gọi  thay mặt cho client. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 9 Các luồng • Các luồng có thể gửi và nhận thông điệp trong khi  các tác vụ khác có thể được thực hiện một cách  không đồng bộ.  • Luồng Pop­up  – được tạo ra khi có RPC mới. – Tạo mới thuận tiện hơn là khôi phục cái sẵn có. – Không cần phải khóa luồng để đợi công việc mới; không  cần ghi lại hay khôi phục hoàn cảnh. – Incoming RPCs do not have to copied to a buffer within a  server thread. • RPCs tới các tiến trình trên cùng một máy có thể  được làm hiệu quả hơn nữa thông qua liên lạc  giữa các luồng bằng chia sẻ bộ nhớ.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 10 Sự khỏe mạnh của hệ thống Để đảm bảo hệ thống là khỏe mạnh, chúng ta phải: • Phát hiện lỗi. – Đường truyền – Vị trí • Thiết đặt lại hệ thống để việc tính  toán có thể tiếp tục. • Khôi phục khi một vị trí hay một  đường truyền đã được sửa chữa. Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 11 Phát hiện lỗi ­ Thủ tục bắt tay  • Trong khoảng thời gian cố định, các vị trí A và B gửi cho  nhau một thông báo I­am­up. Nếu vị trí A không nhận  được thông báo này trong một khoảng thời gian định trước,  nó có thể giả định rằng vị trí B đã bị lỗi, rằng sự liên kết  giữa A và  ...