tổng quan hệ phân tán

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN TS Trần Hải Anh Bài giảng có tham khảo giảng PGS TS Hà Quốc Trung Nội dung 2 Định nghĩa Đặc điểm hệ phân tán Thành phần hệ phân tán Các loại hệ phân tán Các vấn đề cần nghiên cứu hệ phân tán Định nghĩa 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Các định nghĩa 1.3 Ví dụ 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống máy tính Máy tính ENIAC IBM system 360 (1964) MIT TXO (1956) ILLIAC IV DEC PDP-1 (1960) IBM PS/2 Lịch sử phát triển kết nối mạng Ethernet Wireless Thay đổi cách thức sử dụng máy tính Thay đổi cách thức sử dụng máy tính @ Trần Hải Anh 2014 18/01/2015 1.2 Định nghĩa      Các máy tính độc lập Kết nối lẫn Thực nhiệm vụ chung Cung cấp dịch vụ cách thống NSD không cần phải quan tâm tới chi tiết hệ thống Định nghĩa Tannenbaum  A distributed system is: A collection of independent connected computers that provides services to its users as a single coherent system [Tanenbaum 2006] Các máy tính độc lập 10     Không phụ thuộc lẫn Có thể máy tính có kiến trúc khác Có thể máy tính có phần mềm hệ thống khác Đảm bảo kết nối lẫn thực nhiệm vụ chung Ứng dụng thông tin nghiệp vụ 54 Ứng dụng công khai Các phần mềm CMS, LMS, thông dụng Joomla, Dotnetnuke, Moodle, …… Giao diện Các application server thông dụng Phần mềm hỗ trợ (CMS, LMS, …) PHP-MYSQL, NET, SQL Server, JSP Các ứng dụng nghiệp vụ Application Server WAN, CAN, http VB, Java, Ứng dụng nội Máy chủ nghiệp vụ Giao diện Bộ xử lý nghiệp vụ Phần mềm nghiệp vụ Máy ảo LAN/TCP/IP Dịch vụ cung cấp thông tin Cơ sở liệu nghiệp vụ @ Trần Hải Anh 2014 18/01/2015 Trung tâm tích hợp ứng dụng 55 Hệ thống thông tin nghiệp vụ đơn vị Hệ thống thông tin nghiệp vụ đơn vị Giao diện Giao diện Giao diện Giao diện Bộ xử lý nghiệp vụ Dịch vụ cung cấp thông tin Bộ xử lý nghiệp vụ Dịch vụ cung cấp thông tin Cơ sở liệu nghiệp vụ Cơ sở liệu nghiệp vụ Trục thông tin nội Trung tâm quản lý tích hợp thông tin nghiệp vụ Đăng ký Xác thực Yêu cầu Cung cấp Bảo mật Tìm kiếm Thư mục Định danh Cơ sở liệu dịch vụ 18/01/2015 Chức phân hệ trung tâm 56 Trung tâm quản lý tích hợp thông tin nghiệp vụ Phân quyền Mã Đơn vị Mã NSD Đăng ký dịch vụ thông tin Tìm kiếm dịch vụ thông tin Xác thực Mã nv Đơ D NS Mã Thư mục ị Bảo mật kiểm soát truy cập 18/01/2015 Trung tâm quản lý tích hợp thông tin nghiệp vụ Tổ chức cán Thông tin tổ chức cán Yêu cầu xác thực Thông tin tổ chức Đơn vị cung cấp thông tin Phân quyền Kích hoạt mô đun cung cấp Mã Đơn vị Đăng ký dịch vụ thông tin Mã NSD 57 Thành phần trung tâm tích hợp ứng dụng nghiệp vụ Yêu cầu xác thực Thông tin tổ chức Yêu cầu cun cấp dịch vụ Trung tâm Mạng Thông tin Hệ thống email dịch vụ mạng Tìm kiếm dịch vụ thông tin Xác thực Mã D NS Đơn vị sử dụng thông tin Thư mục nv Đơ Địa dịch vụ Mã Tên dịch vụ Mã Dịch vụ tên miền Tên, mật ị Tường lửa Mã Đơn vị cung cấp, sử dụng dịch vụ Thẻ truy cập Bảo mật kiểm soát truy cập Yêu cầu xác thực Thông tin tổ chức Yêu cầu sử dụng dịch vụ Sử dụng dịch vụ thông tin Hệ phân tán @Trần Hải Anh 2014 18/01/2015 58 4.3 Hệ thống tính toán khắp nơi di động      1950: one machine=> multiple users 1970: one machine=> one users 1990: multiple machine=> one users 2010: multiple machine=>> multiple users machines => multiple users? @ Trần Hải Anh 2014 18/01/2015 59 Hệ thống tính toán khắp nơi di động (cont.)  Công nghệ thông tin phát triển   Phần cứng, phần mềm, truyền thông Các thiết bị Hiện đại chức năng, nhỏ gọn, khả xử lý cao, tiêu tốn điện  Truy cập nơi, lúc, phƣơng tiện   Ngƣời sử dụng Đảm bảo môi trƣờng cho thiết bị hoạt động  Kích hoạt thiết bị có nhu cầu sử dụng  Cấu hình, quản trị thiết bị  Quá nhiều yêu cầu ngƣời sử dụng  Hệ phân tán @Trần Hải Anh 2014 60 Hệ thống tính toán khắp nơi di động (cont.)  Công nghệ thông tin nghệ hỗ trợ cho lĩnh vực  Chuyển xuống “background”  Công    Ngƣời sử dụng không cần thực thao tác kích hoạt, cấu hình Hệ thống thông tin phân tán tự tìm hiểu nhu cầu ngƣời sử dụng để thực thao tác tƣơng ứng Hệ thống thông tin phân tán tự tìm hiểu môi trƣờng để cấu hình cho phù hợp Hệ phân tán @Trần Hải Anh 2014 Hệ thống cung cấp thức ăn 61       Theo dõi lƣợng thức ăn có tủ lạnh Theo dõi lƣợng thức ăn tiêu thụ Tự động loại thức ăn hạn Tự động đặt hàng Cập nhật thông tin thức ăn cảnh báo Nếu có ngƣời muốn theo dõi thói quen ăn uống Hệ phân tán @@ Trần Hải Anh 2014 Hệ thống quản lý lịch xe buýt 62  Hiện tại:  Theo dõi lịch, đồ, lập lịch trình đón xe  Không cập nhật tình hình trễ, kẹt xe, lƣợng khách  Tƣơng lai  Xác định số khách muốn để phân phối xe  Không bến xe  Hành khách đƣợc thông báo xe đến gần đón Hệ phân tán @@ Trần Hải Anh 2014 Ngôi nhà thông minh 63   Xác thực cá nhân Đóng mở cửa, bật đèn, điều khiển thiết bị điện theo yêu cầu Hệ phân tán @@ Trần Hải Anh 2014 64 Các vấn đề cần nghiên cứu hệ phân tán 5.1 Quan điểm hệ thống 5.2 Quan điểm thuật toán 5.3 Quan điểm công nghệ ứng dụng Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 5.1 Quan điểm hệ thống 65         Mô hình kiến trúc Quản lý tiến trình Trao đổi thông tin Định danh Thời gian đồng Sao lƣu Bảo mật Thứ lỗi Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 5.2 Quan điểm thuật toán 67     Mô hình hình thức thực hệ thống/thuật toán phân tán Đồ thị động, định tuyến động Thời gian trạng thái toàn cục Phối hợp đồng tiến trình  Đồng đồng hồ vật lý, tuyển chọn, loại trừ lẫn nhau, phát loại trừ điểm chết, phát trạng thái kết thúc, thu dọn hệ thống 70 5.3 Quan điểm ứng dụng công nghệ  Hệ thống di động         Quản lý thuê bao, định vị, chọn đƣờng, thiết lập kênh truyền Mạng cảm biến Tính toán khắp nơi/di động P2P Phân phối nội dung đa phƣơng tiện Tác tử phân tán Khai phá liệu phân tán Tính toán lƣới/tính toán đám mây Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Các tài liệu tham khảo quan trọng 71     Distributed systems: concept and design, George Coulouris et al 4th edition, 2005 Distributed Systems: Principles and Paradigm, Tanenbaum et al 2nd edition, 2006 Distributed Computing Principles, Algorithms, and Systems, Ajay D Kshemkalyani, Mukesh Singhal Các báo công trình nghiên cứu khoa học có liên quan Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 [...]... với mạng cục bộ Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 30 3 Các thành phần hệ phân tán 3.1 Phần cứng hệ phân tán 3.2 Phần mềm hệ phân tán 3.3 Phần mềm trung gian Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 3.1 Phần cứng Hệ Phân Tán 31 (c) (a) (b) Hệ đa vi xử lý 32 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ đa vi xử lý(2) 33 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ đa vi xử lý (3) 34 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ thống các máy... email Giao diện thống nhất Hệ phân tán @Trần Hải Anh 2014 Hệ thống email 18 Người sử dụng SMTP Bộ đệm thư gửi đi Người sử dụng POP/IMAPWeb Mail Hộp thư NSD Bộ đệm thư gửi đi Web Server Các bí danh Hộp thư NSD Các bí danh SMTP MTA MDA POP/IMAPWeb Mail SMTP Internet Các bản ghi MX Các bản ghi MX Hệ phân tán @Trần Hải Anh 2014 DNS MTA MDA Web Server 19 2 Đặc điểm của hệ phân tán 2.1 Các đặc điểm chung... trữ bền vững (disk) hoặc không (RAM) Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Mức độ trong suốt 24  Trong suốt tuyệt đối? báo cho NSD ở Mỹ và VN  Thời gian truyền tin giữa 2 máy tính ở trong phòng và xuyên lục địa  Cập nhật các bản sao dữ liệu  Thông   Trong suốthiệu năng Có phải khi nào cũng cần trong suốt Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 2.4 Tính mở 25    Hệ phân tán mở cung cấp các dịch vụ theo các... thông tin 2.3 Tính trong suốt (transparency) 22  Hệ thống là duy nhất với NSD diện giống nhau  Cách thức truy cập giống nhau  Giao   Trong suốt về qui mô và vị trí Che giấu tính phân tán của hệ phân tán Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Tính trong suốt 23 Loại trong suốt Mô tả Truy cập Che giấu sự khác nhau trong biểu diễn dữ liệu và cách thức truy cập tài nguyên Địa điểm Che giấu vị trí của tài nguyên... 2014 Hệ đa vi xử lý(2) 33 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ đa vi xử lý (3) 34 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ thống các máy tính đồng nhất 35 1-9 a) b) Lƣới Hệ Siêu phân tánlƣới @ Trần Hải Anh 2014 Hệ máy tính không đồng nhất 36 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 ... NSD thay đổi Tổ chức  Qui mô tổ chức thay đổi Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Co giãn theo số lƣợng 28  Mô hình tập trung  Dịch vụ: cổ chai  Dữ liệu: lƣu trữ, xử lý  Giải thuật: thông tin vào ra, xử lý  Mô hình không tập trung  Phức tạp, vđ về bảo mật và riêng tƣ  Quyết định cục bộ  Không có thông tin chung  Không phát hiện đƣợc lỗi Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Co giãn theo không gian... system 1.3 Ví dụ về hệ phân tán 14  WWW system       Các máy tính (web server, web client) Độc lập (cấu hình, hđh tùy ý) Phối hợp lẫn nhau (HTTP) Cung cấp dịch vụ (thông tin) Giao diện duy nhất (web page, ….) Phân tán   Web page có thể nằm trên các máy tính khác nhau Truy cập bằng dòng địa chỉ click The www system-graphics mode 15 The www system-text mode 16 Ví dụ: hệ thống Email 17  ... chi tiết: Khi cài đặt phải bổ sung thêm: phụ thuộc vào cài đặt cụ thể của dịch vụ  Quá Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Tính mở (2) 26     Khả năng phối hợp (interoperability) Tính khả chuyển (portability) Tính mềm dẻo + mở rộng đƣợc (flexibility, extensibility) Thực hiện: tách biệt chính sách và cơ chế Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 2.5 Tính co giãn 27  Qui mô:  số  lƣợng NSD và tài nguyên thay... một hệ thống phân tán     Chia sẻ tài nguyên Tính mở Tính trong suốt Tính co giãn 2.2 Chia sẻ tài nguyên 21      Kết nối tài nguyên Giảm chi phí Tăng tính sẵn sàng Hỗ trợ làm việc nhóm Tăng rủi ro về an toàn thông tin 2.3 Tính trong suốt (transparency) 22  Hệ thống là duy nhất với NSD diện giống nhau  Cách thức truy cập giống nhau  Giao   Trong suốt về qui mô và vị trí Che giấu tính phân ... cục Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 30 Các thành phần hệ phân tán 3.1 Phần cứng hệ phân tán 3.2 Phần mềm hệ phân tán 3.3 Phần mềm trung gian Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 3.1 Phần cứng Hệ Phân. .. Hệ Phân Tán 31 (c) (a) (b) Hệ đa vi xử lý 32 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ đa vi xử lý(2) 33 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ đa vi xử lý (3) 34 Hệ phân tán @ Trần Hải Anh 2014 Hệ thống... điểm hệ phân tán Thành phần hệ phân tán Các loại hệ phân tán Các vấn đề cần nghiên cứu hệ phân tán Định nghĩa 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Các định nghĩa 1.3 Ví dụ 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống