CHÖÔNG 13: HEÄ THOÁNG PHAÂN BOÁ (Distributed Systems)

1. CHÖÔNG 13: HEÄ THOÁNG PHAÂN BOÁ (Distributed Systems) • Ñònh nghóa heä phaân boá • Ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng phaân boá • Tính chia xeû taøi nguyeân • Tính môû • Tính ñoàng thôøi • Tính khaû môû qui moâ • Tính khaùng loãi • Tính trong suoát • Ñaëc ñieåm heä ñieàu haønh phaân boá • Kieán truùc heä ñieàu haønh phaân boá & microkernel

2. Workstations Network PCs ÑÒNH NGHÓA HEÄ PHAÂN BOÁ • Taäp caùc maùy tính töï trò ñöôïc noái maïng vôùi nhau keát hôïp laïi ñeå tính toaùn, ñöôïc trang bò moät lôùp phaàn meàm phaân boá, giuùp vieäc söû duïng heä thoáng nhö 1 maùy tính duy nhaát • Taïi sao phaûi duøng heä thoáng phaân boá?

3. ÑÒNH NGHÓA HEÄ PHAÂN BOÁ (tt) • Phaàn meàm phaân boá: • Cho pheùp caùc maùy tính chia xeû taøi nguyeân, cung caáp dòch vuï truy caäp taøi nguyeân nhö ôû moät maùy ñôn. • Ví duï veà heä thoáng phaân boá • Distributed UNIX system • Heä thoáng caùc maùy ATM & caùc maùy tính ngaân haøng • Heä thoáng ñaët veù, kieåm tra veù maùy bay, taøu hoûa… • Ví duï veà caùc dòch vuï phaân boá • Heä thoáng file phaân boá (Network File System) • NIS (Network Information System), NIS+, Active Directory, Lightweight Direcoty Access Protocol (LDAP)

4. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA HEÄ PHAÂN BOÁ • Chia xeû taøi nguyeân (Resources sharing) • Caàn quaûn lyù taøi nguyeân hieäu quaû • Moâ hình client/server hoaëc object/ object manager • Tính môû (Openness): • Heä thoáng phaûi coù khaû naêng môû roäng theo nhieâu höôùng, khoâng laøm aûnh höôûng dòch vuï cuõ • Tính ñoàng thôøi (Concurrency) • Nhieàu ngöôi duøng, chöông trình chaïy ñoàng thôøi, söû duïng taì nguyeân treân nhieàu maùy khaùc nhau. • Tính khaû môû qui moâ (Scalability) • Taêng kích thöôùc heä thoáng khoâng laøm aûnh höôûng ñeán caùc phaàn meàm, dòch vuï ñang chaïy

5. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA HEÄ PHAÂN BOÁ (tt) • Tính khaùng loãi (Fault tolerance) • Chöông trình vaãn chaïy ñuùng khi coù maùy vaø phaàn meâm, dòch vuï bò loãi, hoûng hoùc • Hieän thöïc: nguyeân taéc dö thöøa vaø phuïc hoài loãi ôû caáp phaàn meàm  tính saün saøng cao (High Availability) • Tính trong suoát ( Transparency) • Giuùp ngöôøi duøng caûm nhaän heä thoáng laø moät maùy tính ñôn duy nhaát • Tieâu chuaån ISO ñöa ra 8 daïng trong suoát veà: 1. Truy caäp 5. Xöû lyù loãi 2. Vò trí 6. Vieäc di dôøi 3. Tính ñoàng thôøi 7. Taêng hieäu suaát heä thoáng 4. Vieäc nhaân baûn 8. Vieäc môû roäng qui moâ

6. TÍNH TRONG SUOÁT (TRANSPARENCY) • Trong suoát veà truy caäp (Access Transparency) • Cho pheùp truy caäp caùc taøi nguyeân cuïc boä hoaëc ôû maùy ôû xa baèng caùc taùc vuï nhö nhau • Ví duï: NFS (Network File System) • Trong suoát veà vò trí (Location Trans. ) • Ngöôøi söû duïng coù theå duøng taøi nguyeân maø khoâng caàn bieát vò trí cuûa taøi nguyeân trong heä thoáng • Ví duï: Dòch vuï teân NIS, Active Directory • Trong suoát veà söï ñoàng thôøi (Concurrency Trans.) • Caùc user duøng cuøng taøi nguyeân khoâng caàn bieát söï hieän dieän cuûa caùc user khaùc vaø khoâng caûn trôû laãn nhau.

7. TÍNH TRONG SUOÁT (tt) • Trong suoát veà vieäc nhaân baûn (Replication Trans.) • Cho pheùp taïo nhieàu baûn sao(replica) cuûa taøi nguyeân • User khoâng caàn bieát söï toàn taïi cuûa caùc baûn sao • Ví duï: Coù cheá taïo baûn sao cuûa Oracle DBMS • Trong suoát veà maët xöû lyù loãi (Failure Trans.) • Che giaáu loãi neáu coù xaûy ra vaø cho pheùp öùng duïng cuûa ngöôøi duøng coù theå hoaøn thaønh • Ví duï: xöû lyù giao tieáp trong Java CORBA, RMI, Jini. • Trong suoát veà söï di dôøi (Migration Trans.) • Söï di chuyeån cuûa caùc taøi nguyeân trong heä thoáng khoâng aûnh höôûng ñeán caùc hoaït ñoäng cuûa ngöôøi duøng vaø trình öùng duïng.

8. TÍNH TRONG SUOÁT (tt) • Trong suoát veà hieäu suaát (Performance Trans.) • Cho pheùp heä thoáng coù theå ñöôïc taùi caáu hình ñeå caûi thieän hieäu suaát xöû lyù vaø thay ñoåi taûi • Quaù trình taùi caáu hình khoâng aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa ngöôøi duøng vaø öùng duïng • Trong suoát veà môû roäng qui moâ(Scaling Trans.) • Cho pheùp heä thoáng vaø öùng duïng môû roäng maø khoâng thay ñoåi caáu truùc heä thoáng vaø giaûi thuaät cuûa öùng duïng • Moät soá ví duï vaø nhaän xeùt: • rlogin: khoâng coù tính trong suoát veà vò trí, veà truy caäp • E-mal : coù tính trong suoát veà ví trí, truy caäp  coù tính trong suoát veà maïng • Tính trong suoát coù theå caàn thieát hoaëc khoâng caàn thieát

9. HEÄ ÑIEÀU HAØNH PHAÂN BOÁ (Distributed Operating System – DOS) • Ñaëc ñieåm • Cho pheùp user laäp trình deá daøng treân heä phaân boá • Cung caáp caùc k/nieäm tröøu töôïng veà taøi nguyeân ñeå ngöôøi duøng söû duïng maø khoâng caàn quan taâm ñeán vò trí cuûa chuùng • Goàm caùc kernel vaø caùc quaù trình cung caáp dòch vuï • Ít coù söï phaân bieät giöõa heä ñieàu haønh, dòch vuï vaø öùng duïng treân heä thoángø • Ví duï • Mach, Chorus: heä thoáng thöông maïi, kyõ thuaät • Amoeba, Clouds, V System: trong kyõ thuaät

10. KIEÁN TRUÙC HEÄ THOÁNG PHAÂN BOÁ • Caùc thaønh phaàân • Haï taàng cung caáp phöông thöùc quaûn lyù taøi nguyeân • Kernel vaø caùc quaù trình server: caùc chöông trình quaûn lyù taøi nguyeân • Yeâu caàu • Moïi taøi nguyeân coù interface ñeå söû duïng • Chi tieát quaûn lyù taøi nguyeân ñöôïc ñoùng goùi • Xöû lyù song song vieäc truy caäp caùc taøi nguyeân • Baûo veä taøi nguyeân • Caùc vaán ñeà lieân quan khi thieát keá heä thoáng • Ñaët teân taøi nguyeân (Resource naming) • Giao tieáp giöõa caùc quaù trình ( Communication) • ÑÒnh thôøi duøng taøi nguyeân ( Scheduling)

11. Open Services & Application Processes/ Objects Language Support Sytem Language Support System OS Emulation System OS Emulation System Microkernel Computer & network hardware MOÂ HÌNH HEÄ ÑIEÀU HAØNH PHAÂN BOÁ • Microkernel: cung caáp nhöõng dòch vuï cô baûn nhaát cuûa heä ñieàu haønh • Caùc dòch vuï coøn laïi do caùc quaù trình server thöïc hieän • Heä thoáng giaû laäp ñöôïc nhieàu OS vaø hoã trôï nhieàu thö vieän laâp trình cuûa caùc ngoân ngöõ khaùc nhau. • Caùc öùng duïng khoâng duøng dòch vuï cuûa ukernel maø duøng caùc heä thoáng hoã trôï cho 1 ngoân ngöõ hoaëc duøng caùc dòch vuï do OS emulation system cung caáp

12. Process Manager Thread Manager Communication Manager Memory Manager Supervisor KIEÁN TRUÙC MICROKERNEL • Process manager: quaûn lyù &xöû lyù caùc taùc vuï caáp thaáp cho quaù trình. Bao goàm caûheä thoáng hoã trôï caùc ngoân ngöõ vaø heä thoáng giaû laäp caùc OS • Thread manager: taïo, ñoàng boä, ñònh thôøi caùc thread • Communication manager: giao tieáp giöõa caùc thread caùc quaù trình ôû caùc maùy khaùc nhau • Memory manager: quaûn lyù boä nhôù, cache • Supervisor: gôûi interrupt, system call trap, exception ñeán caùc trình xöû lyù töông öùng