tính toán phân tán

tính toán phân tán

TÍNH TOÁN PHÂN TÁN Học viên: Nguyễn Thị Mai Hương Lớp : M11CQCT01 TỰ ỔN ĐỊNH Khái niệm tự ổn định là, bất kể tình trạng ban đầu, hệ thống được đảm bảo hội tụ đến một trạng thái thích hợp trong giới hạn thời gian của chính nó mà không cần bất kỳ sự can thiệp bên ngoài nào TỰ ỔN ĐỊNH - Dijkstra cũng đã đưa ra một ví dụ về các khái niệm tự ổn định bằng cách sử dụng một hệ thống tự ổn định token ring - Để giải thích các khái niệm về tự ổn định ta sử dụng một nhóm trẻ em và yêu cầu chúng đứng trong một vòng tròn. TỰ ỔN ĐỊNH Các nguyên tắc tự ổn định áp dụng đối với bất kỳ hệ thống được xây dựng trên một số lượng lớn của các thành phần được phát triển độc lập với nhau hoặc những thành phần được hợp tác hoặc cạnh tranh để đạt được mục tiêu chung 2. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Một mô hình hệ thống phân phối bao gồm một tập n các máy trạng thái được gọi là bộ vi xử lý giao tiếp với nhau Bộ vi xử lý thứ i trong hệ thống được gọi là P i . Lân cận của một bộ xử lý là bộ vi xử lý trực tiếp kết nối với nó. Một bộ xử lý có thể giao tiếp trực tiếp với các lân cận của nó 2. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Các giao tiếp giữa các bộ vi xử lý lân cận có thể được thực hiện hoặc qua thông điệp hoặc bộ nhớ chia sẻ - Bộ nhớ chia sẻ thường thích hợp với các hệ thống có các bộ xử lý gần nhau. Ví dụ như máy tính đa xử lý - Mô hình phân tán thông qua thông điệp phù hợp với các bộ xử lý đặt gần nhau cũng như được phân phối rộng rãi qua mạng MÔ HÌNH THÔNG QUA THÔNG ĐIỆP - Hàng đợi First-in first-out (FIFO) được sử dụng để mô hình chuyển giao thông điệp không đồng bộ - Liên kết 1 chiều P i đến P j sử dụng hàng đợi first- in first-out (FIFO) Q ij để chứa các thông điệp được gửi từ P i tới các lân cận P j - Liên kết 2 chiều từ P i tới P j sử dụng 2 hàng đợi FIFO. Một hàng đợi để chứa các thông điệp từ P i đến các lân cận P j và ngược lại MÔ HÌNH THÔNG QUA THÔNG ĐIỆP Hệ thông phân tán qua thông điệp được kí hiệu là c: c = (s 1 , s 2 , …s n , q 1,2 , q 1,3 q i,j ,….q n,n-1 ) Trong đó: s i , 1 ≤ i ≤ n là trạng thái của P i q i,j (i≠j) trong hàng đợi Q i,j là thông điệp gửi từ P i tới P j SHARED MEMORY MODEL - Bộ xử lý giao tiếp sử dụng thanh ghi truyền thông chia sẻ. - Cấu hình một hệ thống với n bộ xử lý và m thanh ghi truyền thông được kí hiệu là c c = (s 1 , s 2 , s 3 s n , r 1 , r 2 …r m ) s i : 1 ≤ i ≤ n, là trạng thái của P i r i :1 ≤ j ≤ m,là nội dung của thanh ghi truyền thông 3. ĐỊNH NGHĨA TỰ ỔN ĐỊNH Một hệ thống A được gọi là tự ổn định với thuộc tính P nếu thỏa mãn hai đặc tính sau: • Khép kín: P bó hẹp trong những thực thi của S. Đó là, một khi P được thành lập trong S, nó không thể sai lệch. • Hội tụ: Bắt đầu từ một trạng thái tùy ý, S được đảm bảo đạt được một trạng thái P đáp ứng trong một số hữu hạn các trạng thái hữu hạn [...]... chính xác đến 1  Sau khi tất cả các nút có khoảng cách từ gốc là d đã tính toán khoảng cách từ gốc một cách chính xác và viết nó trong sổ đăng ký của nó, giá trị này không còn thay đổi và các nút cách gốc d+1 đã sẵn sàng để tính toán khoảng cách từ gốc  Sau khi chu kỳ cập nhật hoàn tất thì toàn bộ cây được ổn định TÍNH TOÁN PHÂN TÁN Học viên: Đỗ Thị Nhẫn Lớp : M11CQCT01 ... nên tự ổn định  Ý tưởng cơ bản đằng sau một nền tảng tự ổn định là cung cấp nguyên thủy có thể được sử dụng để viết các chương trình khác Tự ổn định phân phối cây bao trùm  Trong các hệ thống phân tán, một cây bao trùm là cơ sở cho nhiều giao thức phân tán phức tạp  Để xác định một cây bao trùm, mạng được mô phỏng như một đồ thị G=(V,E) trong đó V là tập hợp của các nút mạng (đỉnh) và E là tập hợp... trong sổ đăng ký của tất cả các nước láng giềng  Tất cả các bộ xử lý khác liên tục thực hiện các bước sau đây: Thuật toán tự ổn định cho cây bao trùm Nội dung thuật toán: - Trong mỗi lần lặp, bộ xử lý đọc trong sổ đăng ký của tất cả các nước láng giềng và tính toán giá trị cho biến dist - Tính giá trị cho biến dist bằng cách chọn khoảng cách tối thiểu của các nước láng giềng của nó, thiết lập biến dist... thái mục tiêu, bắt đầu từ một số trạng thái ban đầu Sự lựa chọn trạng thái ban đầu và trạng thái mục tiêu phụ thuộc vào ứng dụng Mục đích của thiết kế của một thuật toán tự ổn định là giảm khoảng hội tụ và tăng khoảng đáp ứng TÍNH TOÁN PHÂN TÁN Học viên: Nguyễn Thị Yên Lớp : M11CQCT01 Các phương pháp thiết kế hệ thống tự ổn định  Tự ổn định được đặc trưng trong điều khoản của một kẻ thù độc hại mà mục... trạng thái chính xác được giới hạn bởi một số k không đổi TỰ ỔN ĐỊNH NGẪU NHIÊN VÀ TỰ ỔN ĐỊNH XÁC SUẤT  Tự ổn định xác suất: hệ thống S được cho là tự ổn định xác suất đối với thuộc tính P, nếu có đủ hai đặc tính sau đây: - Tính khép kín: P được đóng dưới sự thực hiện của S Đó là, một khi P được thành lập vào S, nó không thể được giả mạo - Hội tụ: tồn tại một hàm f từ tập số tự nhiên [0,1] thỏa mãn lim... bình thường sau vụ tấn công  Đó là các nhà thiết kế quyết định theo những điều kiện hệ thống có thể được gọi là "phá hủy hoàn toàn" hoặc "vẫn có khả năng vận hành." Phương pháp phân lớp và mô-đun hóa  Ý tưởng cơ bản là để phân chia hệ thống thành phần nhỏ hơn, làm cho mỗi thành phần tự ổn định độc lập, và sau đó tích hợp chúng để tạo nên hệ thống  Ổn định tuân theo lớp, mối quan hệ tự ổn định là... một điều kiện tiên quyết cho các giao thức mạng tham gia nhiều hơn như định tuyến hoặc lưu hành thẻ  Nó thường làm tăng hiệu quả của các giao thức mạng Thuật toán tự ổn định cho cây bao trùm Dolev, Israeli, and Moran algorithm Nội dung thuật toán:  Hai nước láng giềng Pi và Pj giao tiếp với nhau bằng cách đọc và viết tới hai số đăng ký chia sẻ, rij và rji  Để giao tiếp, Pi viết vào rij và đọc từ... giềng  Biến cục bộ tương ứng để đăng ký rij được ký hiệu là lrij Nó lưu trữ các giá trị cuối cùng của r được đọc bởi Pi Dolev, Israeli, and Moran algorithm Spanning-tree, is Self-stabilizing  Thuật toán ổn định bắt đầu từ quá trình gốc Sau khi nút gốc viết giá trị 0 trong sổ đăng ký của tất cả các nước láng giềng giá trị này sẽ không thay đổi nữa  Các nước láng giềng trực tiếp của gốc sau khi kiểm... ổn định yêu cầu tối thiểu 3 trạng thái (i) K ≥ n Đối với bất kỳ máy nào, chúng ta sử dụng kí hiệu: S: Trạng thái của máy L: Trạng thái của máy bên trái R: Trạng thái của máy bên phải (i) K ≥ n Các máy tính ngoại lệ: If L = S then S := (S+1) mod K End If; Các máy khác: If L := S then S := L End If; (ii) K ≥ 3 Giải pháp này chỉ sử dụng 3 máy trạng thái, trạng thái trong mỗi máy là {0,1,2} Máy 0: gọi là . TÍNH TOÁN PHÂN TÁN Học viên: Nguyễn Thị Mai Hương Lớp : M11CQCT01 TỰ ỔN ĐỊNH Khái niệm tự ổn định là, bất. có các bộ xử lý gần nhau. Ví dụ như máy tính đa xử lý - Mô hình phân tán thông qua thông điệp phù hợp với các bộ xử lý đặt gần nhau cũng như được phân phối rộng rãi qua mạng MÔ HÌNH THÔNG. ổn định xác suất: hệ thống S được cho là tự ổn định xác suất đối với thuộc tính P, nếu có đủ hai đặc tính sau đây: - Tính khép kín: P được đóng dưới sự thực hiện của S. Đó là, một khi P được