Câu 1: Em hãy nêu thêm 2 ví dụ về dịch vụ được coi là Hệ Phân Tán (ngoài 2 ví dụ WWW và Email đã trình bày trên lớp). Dựa vào định nghĩa, giải thích tại sao chúng được coi là Hệ Phân Tán. Câu 2: Tại sao nói tính chia sẻ tài nguyên của Hệ Phân Tán có khả năng: Giảm chi phí, tăng tính sẵn sàng và hỗ trợ làm việc nhóm? Tuy nhiên lại tăng rủi ro về an toàn thông tin? Giải thích. Câu 3: Liên quan đến tính trong suốt, giải thích tại sao nhà quản trị hệ thống phải xem xét việc cân bằng giữa hiệu năng và độ trong suốt? Đưa ra ví dụ cụ thể để giải thích.
Bài tập lớp Môn học: Hệ phân tán Chương 1: Tổng quan kiến trúc hệ phân tán Họ tên sinh viên: Lưu Tiến Thái MSSV: 20176867 Câu 1: Em nêu thêm ví dụ dịch vụ coi Hệ Phân Tán (ngồi ví dụ WWW Email trình bày lớp) Dựa vào định nghĩa, giải thích chúng coi Hệ Phân Tán VD1: Web chat Các thiết bị độc lập không phụ thuộc lẫn kết nối với mạng máy tính, chia sẻ tài nguyên với VD2: Mạng xã hội Mọi người cung cấp dịch vụ giống chia sẻ tài ngun với ( ví dụ Facebook gửi ảnh hay video cho người khác) Câu 2: Tại nói tính chia sẻ tài ngun Hệ Phân Tán có khả năng: Giảm chi phí, tăng tính sẵn sàng hỗ trợ làm việc nhóm? Tuy nhiên lại tăng rủi ro an tồn thơng tin? Giải thích Mục tiêu chia sẻ tài nguyên hệ phân tán làm cho người sử dụng truy cập tài nguyên từ xa, chia sẻ chúng cách hiệu quả, kiểm sốt quản lý truy cập đó. Điều hỗ trợ làm việc nhóm nhiều, giảm thiểu chi phí thiết bị hay lại (Ví dụ hạn chế thiết bị usb ta lưu liệu lên drive) Nhưng tính có rủi ro an tồn thơng tin ta đưa hết thông tin lên mạng trường hợp vơ tình để lộ tài khoản bị hack khiến bị đánh cắp liệu Câu 3: Liên quan đến tính suốt, giải thích nhà quản trị hệ thống phải xem xét việc cân hiệu độ suốt? Đưa ví dụ cụ thể để giải thích Khơng phải lúc độ suốt mức cao tốt cho hệ thống, cần phải cân hiệu độ suốt VD: Giả sử trang web bảo trì gặp cố chừng mà ta chưa kịp xử lí cần thơng báo cho người dùng biết để tránh họ phải chờ đợi gây nên ấn tượng xấu với dịch vụ mà ta cung cấp Câu 5: So sánh kiểu HĐH DOS NOS Giải thích việc sử dụng Middleware kết hợp ưu điểm mơ hình Khác NOS DOS Định NOS hệ điều hành máy tính thiết DOS hệ điều hành quản nghĩa kế chủ yếu để hỗ trợ máy trạm, máy tính lý số máy tính thiết cá nhân số trường hợp bị phần cứng tạo thành thiết bị đầu cuối cũ kết nối hệ thống phân tán mạng cục Mục Mục tiêu NOS cung cấp Mục tiêu DOS đích dịch vụ cục cho khách hàng từ xa ẩn quản lý tài nguyên phần cứng Đối NOS hệ điều hành kết hợp lỏng DOS hệ điều hành kết tượng lẻo cho nhiều máy tính khơng đồng hợp chặt chẽ cho nhiều xử lý nhiều máy tính đồng 4.Kiến Kiến trúc tier client-server Kiến trúc n tier client- trúc server Phân Gồm có kiểu kiến trúc: P2P client- Gồm loại : Hệ điều hành loại đa máy tính hệ điều server hành đa xử lý Giao Giao tiếp files Giao tiếp messages tiếp Độ Độ suốt thấp Độ suốt cao suốt Việc sử dụng middleware kết hợp ưu điểm mơ hình middleware vừa có tính khơng đồng NOS vừa có tính suốt DOS Câu : Trong mơ hình kiến trúc phân tầng OSI Mạng máy tính, trình bày tóm tắt chức tầng Lấy ví dụ cụ thể thay đổi/cập nhật tầng khơng ảnh hưởng đến hoạt động tầng khác - Tầng - Tầng ứng dụng (Application layer) - Chức Tầng ứng dụng (Application Layer) + Cung cấp giao diện chương trình ứng dụng cho người sử dụng + Giúp người dùng giao tiếp với hệ thống mạng + Không cung cấp dịch vụ cho tầng bên - Tầng - Tầng trình diễn (Presentation Layer) - Chức tầng trình diễn (Presentation Layer) + Xác định dạng cấu trúc liệu + Nén giải nén liệu + Mã hóa giải mã liệu + Tầng trình diễn trạm gửi chuyển thông tin khuôn dạng định + Tầng trình diễn trạm nhận chuyển thơng tin từ khuôn chung khuôn dạng trạm - Tầng - Tầng phiên (Session Layer) - Chức Tầng phiên (Session Layer) + Thiết lập ,duy trì,kết thúc phiên giao dịch + Đảm bảo phiên giao dịch diễn truyền liệu + Sự đồng hóa - Tầng - Tầng giao vận (Transport Layer) - Chức Tầng vận chuyển (Transport) + Cung cấp dịch vụ vận chuyển ,duy trì kết thúc + TCP/UDP + Dữ liệu chia thành phân đoạn + Điều khiển kết nối + Điều khiển luồng - Tầng - Tầng mạng (Network Layer) - Chức Tầng mạng (Network Layer) + Định tuyến gói tin (Routing) + Đánh địa cho gói tin + Tìm đường tốt cho gói tin - Tầng - Tầng liên kết liệu (Data Link Layer) - Chức Tầng liên kết liệu (Data Link Layer) + Đóng khung liệu + Gán địa vật lý MAC + Điều khiển luồng + Kiếm soát lỗi + Điều khiển truy cập + Tầng chi làm tầng con: Logical Link Control (LLC) Media Access Control (MAC) - Tầng - Tầng vật lý (Physical Layer) - Chức tầng vật lý: + Đặc tính vật lý giao diện mơi trường + Biểu diễn bit + Tốc độ liệu + Sự đồng hóa bit + Cấu hình đường + Topo vật lý,chế độ truyền : Simple,Half Duplex,Full Duplex - Kết luận: Từ chức tầng ta thấy chức chúng độc riêng biết không liên quan đến chức tầng khác nên ta cập nhật tầng tầng khác hoạt động bình thường - Ví dụ: Khi chuyển từ IPv4 sang IPv6 để tăng số lượng địa lên, không cần phải quan tâm đến tầng xung quanh tầng liên kết liệu tầng giao vận, mà cần sửa đổi tầng mạng IPv6 xây dựng để đảm bảo hoạt động IPv4 Câu 7: Cho ví dụ phân tích mơ hình kiến trúc thuê bao/xuất (publish/subscribe) Câu hỏi 8: Sự khác phân tán dọc phân tán ngang gì? Sự khác nhau: - Phân tán dọc: Mỗi thiết bị hệ phân tán có quyền khác nhau, mối quan hệ thiết bị khác (VD: Mơ hình client – server, client khơng có quyền lực, chức server) - Phân tán ngang: Mỗi thiết bị hệ phân tán có quyền giống nhau, mối quan hệ chúng giống (VD : Web chat: mối quan hệ account giống nhau, có quyền nhau) Câu hỏi 9: Phân tích ưu nhược điểm kiến trúc tập trung kiến trúc không tập trung Ưu điểm kiến trúc tập trung • Khả truy cập rộng rãi đến CSDL; • Nâng cao khả thực CPU: CPU máy chủ máy khách khác chạy song song, CPU thực nhiệm vụ; • Chi phí cho phần cứng giảm cần máy chủ có cấu hình mạnh để lưu trữ quản trị tài nguyên • Chi phí truyền thơng giảm phần thao tác giải máy khách, cần: yêu cầu truy cập tài nguyên gửi đến máy chủ liệu kết gửi máy khách; • Nâng cao khả đảm bảo tính quán liệu ràng buộc định nghĩa kiểm tra máy chủ Nhược điểm kiến trúc tập trung: • Tính an tồn thường khơng cao gặp cố khó khăn để khơi phục liệu Ưu điểm kiến trúc không tập trung • Cấu trúc phân tán liệu thích hợp cho chất phân tán nhiều người dùng • Dữ liệu chia sẻ mạng cho phép quản trị liệu địa phương (dữ liệu đặt trạm) • Dữ liệu có tính sẵn sàng cao • Dữ liệu có tính tin cậy cao nút gặp cố, khơi phục liệu lưu trữ nút khác • Hiệu hệ thống nâng cao • Cho phép mở rộng tổ chức cách linh hoạt Có thể thêm nút vào mạng máy tính mà khơng ảnh hưởng đến hoạt động nút sẵn có Nhược điểm kiến trúc khơng tập trung • Hệ thống phức tạp phải làm ẩn phân tán liệu người dùng • Việc thiết kế CSDL phân tán phức tạp hơn, chi phí cao • Đảm bảo an ninh khó khăn Câu hỏi 10: Trong mạng overlay có cấu trúc, thơng điệp định tuyến dựa theo hình trạng mạng (topology) Nhược điểm quan trọng hướng tiếp cận gì? Nhược điểm liên kết node liên kết logic nên khơng tìm thấy liên kết vật lý bên Câu hỏi 11: Xét chuỗi tiến trình P1, P2, , Pn triển khai kiến trúc client-server đa tầng Cơ chế hoạt động tổ chức sau: tiến trình Pi client tiến trình Pi+1, Pi trả lời Pi-1 nhận câu trả lời từ Pi+1 Vậy vấn đề nảy sinh với tổ chức xem xét hiệu yêu cầu-trả lời tới P1? Hiệu hệ thống bị ảnh hưởng lớn hiệu mạng => độ trễ trả lời tới P1 lớn phải xử lý yêu cầu – trả lời từ Pn đến P2 cuối đến P1 Ngoài ra, vấn đề xác định trạng thái hệ thống (P1,P2, …,Pn) khó khăn, tính suốt với người dùng Câu 12: Xét mạng CAN hình Giả sử tất node biết node hàng xóm Một giải thuật định tuyến đưa gửi gói tin cho node hàng xóm gần hướng đến đích Giải thuật có tốt khơng? Giải thích Giải thuật chưa tối ưu vì: Ví dụ từ nút A gửi cho nút C theo giải thuật từ A->D->C thời gian so với A->B->C BÀI TẬP TRÊN LỚP MÔN HỌC: HỆ PHÂN TÁN CHƯƠNG 3: ĐỊNH DANH TRONG HỆ PHÂN TÁN HỌ TÊN SV: Lưu Tiến Thái MSSV: 20176867 MÃ LỚP: 122002 MÃ HỌC PHẦN: IT4612 Câu hỏi 1: Tại lấy địa Access Point để sử dụng địa thực thể? Trả lời : Vì thơng tin di chuyển từ Access Point sang Access Point khác Câu hỏi 2: Với việc sử dụng Định Danh, vấn đề cần phải xem xét? Trả lời: Vì: • định danh đến nhiều thực thể • Mỗi thực thể xác định định danh • Một định danh mãi trỏ đến thực thể • Khơng gian định danh hữu hạn • Vấn đề cần phải xem xét : Vấn đề quy mơ ,cạn kiệt định danh • Giải pháp : Sử dụng lại (điều dẫn đến nguy bị trùng) Câu hỏi 3: Xét thực thể di chuyển từ vị trí A sang vị trí B Trong q trình di chuyển thực thể có qua nút trung gian dừng lại khoảng thời gian ngắn Khi đến B, thực thể dừng lại Chúng ta biết việc thay đổi địa dịch vụ tổ chức vị trí phân cấp (hierarchical location service) thời gian để hồn thành, cần tránh làm việc thực thể tạm dừng nút trung gian Hãy đề xuất mơ hình kết hợp dịch vụ tổ chức vị trí phân cấp chế chuyển tiếp trỏ (forwarding pointers) để xác định vị trí thực thể nút trung gian Trả lời: Mơ hình kết hợp dịch vụ tổ chức vị trí phân cấp chế chuyển tiếp trỏ (forwarding pointers) để xác định vị trí thực thể nút trung gian: + Khi thơng tin dịch chuyển vị trí trung gian A B, để lại trỏ đến B ghi thêm địa => Mơ hình phân cấp + Chuỗi trỏ trung gian địa A bị xóa Câu hỏi 4: Trình bày số phương pháp ARP Spoofing để thấy điểm yếu phương pháp định danh sử dụng chế quảng bá Trả lời: - Ddos: kẻ công tận dụng giả mạo ARP để liên kết nhiều địa IP với địa target MAC Do lưu lượng dành cho địa IP khác chuyển hướng đến địa target MAC làm mục tiêu bị tải. - Man-in-the-middle attack: kẻ cơng dựa vào giả mạo ARP để chặn gói tin thay đổi gói tin trao đổi nạn nhân Câu hỏi 5: Vấn đề tồn chế chuyển tiếp trỏ (Forwarding Pointer) gì? Trả lời : • Chuỗi dài vơ hạn + Giải pháp: sử dụng shortcut + Có khả có chuỗi khơng tham chiếu • Lưu trữ vơ số tham chiếu + Giải pháp: loại bỏ tham chiếu + Bài tốn tồn cục => Giải pháp Home-based Câu hỏi 6: Nhược điểm giải pháp Home-based gì? Giải pháp để giải nhược điểm đó? Trả lời: Nhược điểm giải pháp home-based: • Khả mở rộng theo địa lý • Home address cố định, phải hỗ trợ miễn thực thể sống Câu hỏi 7: Khi áp dụng giải pháp sử dụng hàm băm phân tán vào hệ thống Chord tối ưu chế định danh nào? Trả lời: • Giải pháp sử dụng hàm băm phân tán • • • • Thiết lập vịng biến cục prev(n) succ(n) Sử dụng bảng băm để xác định địa succ(k) tên k Với FTp finger table node p: FTpi=succ(p+2i-1) Khi cần tìm khóa k, node p gửi cho node q: q=FTpj≤k≤FTpj+1 • Cập nhật bảng băm có nút thêm vào • Tối ưu chế định danh • Các node thêm/xóa cách dễ dàng việc tái phân phối khóa • Khóa mã định danh ánh xạ tới giá trị cụ thể là: địa chỉ, tài liệu, liệu Câu hỏi 8: Trong giải pháp phân cấp, sử dụng chế đệm có tác dụng cải thiện hiệu nào? Cho ví dụ Trả lời: Trả lời: - Cơ chế đệm lưu trữ tham chiếu đến nút thư mục domain cấp thấp thực thể cư trú hầu hết thời gian, giúp cải thiện hiệu giảm thời gian tìm kiếm Câu hỏi 9: So sánh liên kết vật lý liên kết biểu tượng hệ thống quản lý tệp UNIX Trả lời: Hard links Chỉ liên kết tới file, không liên kết tới thư mục Không tham chiếu tới file ổ đĩa khác Symbolic links Có thể liên kết tới thư mục Liên kết tới file ngày file di chuyển Liên kết khơng cịn tham chiếu file di chuyển Được liên kết với inode tham chiếu vật lý ổ cứng nơi chứa file Liên kết tham chiếu tên file/thư mục trừu tượng mà địa vật lý Chúng cung cấp inode riêng Có thể làm việc với ứng dụng Một số ứng dụng khơng cho phép liên kết biểu tượng Có thể tham chiếu tới file/thư mục khác ổ đĩa Câu hỏi 10: Khi thêm node vào hệ thống Chord, có cần phải cập nhật tồn bảng finger? Trả lời: Vì hệ thống Chord, nút quản lý khóa nút trước đó.Nên ta khơng cần cập nhật tồn bảng finger mà cần cập nhật cho nút sau nút trước Câu hỏi 11: Phân giải tên đệ qui có ưu điểm so với phân giải tên khơng đệ qui? Trả lời: Ưu điểm: • Các name server phân giải tên đệ quy tổ chức lưu trữ nhớ đệm, server lưu trữ kết quả, trả lời cho client • Xử lý nhiều phía server, client xa khơng gây độ trễ lớn so với phân giải không đệ quy xử lí nhiều phía client CHƯƠNG 4: Câu hỏi 1: Trình bày ví dụ để mơ vấn đề gặp phải máy tính/tiến trình hoạt động hệ thống phân tán mà khơng có đồng hộ vật lý dùng chung Trả lời: Nếu khơng có đồng hồ vật lý dùng chung hệ phân tán gây sai khác thời gian máy ví dụ mạng xã hội giả sử đăng viết 12h30 máy người xem 12h29 bị chậm phút người xem không đọc viết viết xuất Tuy trường hợp khơng ảnh hưởng nghiêm trọng nghiêm trọng xảy hệ thống thời gian thực Câu hỏi 2: Tại Lamport lại đề xuất sử dụng đồng hồ logic thay cho đồng hồ vật lý hệ phân tán? Bản chất đồng hồ vật lý chỉnh lại để đồng hồ vật lý giá trị giống nhau, dựa thời gian vật lý tiến trình thực đồng với Theo Lamport quan trọng thứ tự event thời gian cụ thể Câu hỏi 3: Đặc điểm mạng khơng dây (wireless network) khiến cho thiết kế giải thuật đồng khác kiểu mạng khác? Đặc điểm mạng không dây (wireless network) khiến cho thiết kế giải thuật đồng khác kiểu mạng khác: cần tối ưu cho việc gửi nhận thông điệp Câu hỏi 4: Giải thuật Lamport đưa để thực loại trừ lẫn (mutual exclusion) Giải thuật mơ tả sau: Hệ thống có n tiến trình: P1, P2, Pn Có tài nguyên chia sẻ dùng chung gọi SR (Shared Resource) Mỗi tiến trình lưu trữ hàng đợi queuei để lưu yêu cầu tiến trình khác chưa thực Khi tiến trình Pi muốn truy cập vào SR, quảng bá thơng điệp REQUEST(tsi,i) cho tất tiến trình khác, đồng thời lưu trữ thơng điệp vào hàng đợi (queuei) tsi timestamp yêu cầu Khi tiến trình Pj nhận yêu cầu REQUEST(tsi,i) từ tiến trình Pi đưa u cầu vào hàng đợi (queuej) gửi trả lại cho Pi thơng điệp REPLY Tiến trình Pi tự cho phép sử dụng SR kiểm tra thấy yêu cầu nằm đầu hàng đợi queuei yêu cầu khác có timestamp lớn yêu cầu Tiến trình Pi, khơng dùng SR xóa yêu cầu khỏi hàng đợi quảng bá thông điệp RELEASE cho tất tiến trình khác Khi tiến trình Pj nhận thơng điệp RELEASE từ Pi xóa u cầu Pi hàng đợi Câu hỏi: a) Để thực thành cơng tiến trình vào sử dụng SR, hệ thống cần tổng cộng thông điệp? b) Có cách cải thiện thuật tốn sau: sau Pj gửi yêu cầu REQUEST cho tiến trình khác nhận thơng điệp REQUEST từ Pi, nhận thấy timestamp REQUEST vừa gửi lớn timestamp REQUEST Pi, khơng gửi thơng điệp REPLY cho Pi Cải thiện có hay khơng? Và với cải thiện tổng số thơng điệp cần để thực thành cơng tiến trình vào sử dụng SR bao nhiêu? Giải thích Hệ thống cần 3*(n-1) thơng điệp vì: • Số thơng điệp request : (n-1) • Số thơng điệp reply : (n-1) • Số thơng điệp release : (n-1) Cải thiện Với cải thiện này, trường hợp tốt tất timestamp REQUEST Pj lớn Pi, gửi lại (n-1) thông điệp reply Số thông điệp 2*(n-1) Trong trường hợp tồi nhất, timestamp Pj nhỏ Pi Số thông điệp 3*(n-1) Câu hỏi 5: Giải thuật Szymanski thiết kế để thực loại trừ lẫn Ý tưởng giải thuật xây dựng phịng chờ (waiting room) có đường đường vào, tương ứng với cổng cổng vào Ban đầu cổng vào mở, cổng đóng Nếu có nhóm tiến trình u cầu muốn sử dụng tài nguyên chung SR (shared resource) tiến trình xếp hàng cổng vào vào phòng chờ Khi tất vào phịng chờ tiến trình cuối vào phịng đóng cổng vào mở cổng Sau tiến trình sử dụng tài nguyên chung Tiến trình cuối sử dụng tài nguyên đóng cổng mở lại cổng vào Mỗi tiến trình Pi có biến flagi, tiến trình Pi có quyền ghi, cịn tiến trình Pj (j ≠ i) đọc Trạng thái mở hay đóng cổng xác định việc đọc giá trị flag tiến trình khác Mã giả thuật tốn tiến trình i viết sau: Giải thích ký pháp thuật toán: await(điều_kiện): chờ đến thỏa mãn điều_kiện all: tất any: có Câu hỏi: flag[i] có giá trị trạng thái từ 0-4 Dựa vào giải thuật trên, giá trị mang ý nghĩa tương ứng sau (có giải thích): - Chờ tiến trình khác vào phịng chờ - Cổng vào đóng - Tiến trình i ngồi phịng chờ - Rời phịng, mở lại cổng vào khơng cịn phịng chờ - Đứng đợi phòng chờ Xét câu lệnh flag[i] flag[4] cổng vào đóng Vậy cịn lại flag[3] đứng đợi phịng chờ =>Tóm lại: Chờ tiến trình khác vào phịng chờ: Cổng vào đóng: Tiến trình i ngồi phịng chờ: Rời phịng, mở lại cổng vào khơng cịn phịng chờ: Đứng đợi phòng chờ: ... từ A->D->C thời gian so với A->B->C BÀI TẬP TRÊN LỚP MÔN HỌC: HỆ PHÂN TÁN CHƯƠNG 3: ĐỊNH DANH TRONG HỆ PHÂN TÁN HỌ TÊN SV: Lưu Tiến Thái MSSV: 20176867 MÃ LỚP: 122002 MÃ HỌC PHẦN: IT4612 Câu... Câu 7: Cho ví dụ phân tích mơ hình kiến trúc th bao/xuất (publish/subscribe) Câu hỏi 8: Sự khác phân tán dọc phân tán ngang gì? Sự khác nhau: - Phân tán dọc: Mỗi thiết bị hệ phân tán có quyền khác... nhau, mối quan hệ thiết bị khác (VD: Mơ hình client – server, client khơng có quyền lực, chức server) - Phân tán ngang: Mỗi thiết bị hệ phân tán có quyền giống nhau, mối quan hệ chúng giống (VD