Ôn thi môn lý thuyết hệ phân tán

Câu Làm rõ dạng suốt hệ phân tán Các đặc trưng hệ phân tán (6 đặc trưng) 1) Kết nối người sử dụng với tài nguyên 2) Tính suốt (transparency) 3) Tính mở (openess) 4) Tính co dãn (scalability) 5) Tính chịu lỗi (Fault tolerance) 6) Tính an toàn an ninh (security) Tính suốt (transparency) Một hệ phân tán gọi suốt có khả che dấu tính rời rạc nhược điểm người sử dụng cuối người lập trình ứng dụng Có dạng suốt : Trong suốt truy cập: che dấu cách biểu diễn liệu cách thức truy cập tài nguyên (ko cần biết dl lấy ntn.) Trong suốt vị trí: che dấu vị trí thực tài nguyên (ko cần biết lấy từ đâu) Trong suốt di trú: che dấu khả di trú (di chuyển từ nơi sang nơi khác) tài nguyên mà người sd ko biết Trong suốt định vị lại: che dấu khả tài nguyên di chuyển từ nơi đến nơi khác sử dụng Trong suốt nhân bản: che dấu nhân Trong suốt tương tranh.(Các máy ko cạnh tranh tài nguyên) Trong suốt lỗi (có lỗi hệ thống người dùng ko biết) Câu 2: Tính co dãn hệ phân tán Các biện pháp nâng cao khả co dãn hệ phân tán a Tính co giãn (Scalability) Một hệ phân tán gọi có tính co giãn thích nghi với thay đổi quy mô hệ thống Thể khía cạnh sau: - Dễ bổ sung người sử dụng tài nguyên hệ thống - Khi hệ thống thay đổi quy mô mặt địa lý dẫn đến thay đổi vị trí địa lý người sử dụng tài nguyên - Hệ thống có thay đổi quy mô quản trị Nếu hệ phân tán có tính co giãn thường ảnh hưởng đến hiệu hệ thống (hiệu hệ thống hiệu lực hoạt động đối tượng) b Có ba giải pháp phổ dụng để giải vấn đề co giãn hệ phân tán: - Rút ngắn thời gian đợi: sử dụng trường hợp mở rộng mặt địa lý Ý tưởngcủa hạn chế tối đa thời gia chờ đợi trả lời từ server xa - Phân tán: phân nhỏ thành phần hệ thống phân bố chúng phạm vi hệ thống (quản lý phân cấp) Ví dụ DNS xác định theo cách phân cấp miền lớn thành miền Với phương pháp giải đề thêm người dùng hay tài nguyên vào hệ thống - Nhân bản: nhân thành phần hệ thống Ví dụ tài nguyên liệu đặt vị trí khác hệ thống Câu Phân biệt kiến trúc nhiều phần kiến trúc đa tầng - Kiến trúc đa tầng (phân tầng) _ layered: thành phần tổ chức theo tầng gối lên cho thành phần tầng phép gọi thành phần tầng bên nó, ko có chiều ngược lại - Kiến trúc nhiều phần: Multitiers Architectures : máy tính chứa số chức khác Dạng đơn giản: 1 Một máy client chứa chương trình thực (một phần) cấp giao diện người dùng Một máy chủ server chứa phần lại, chương trình thực việc mức xử lý mức liệu Dạng phức tạp:1 Máy client, Máy vừa client vừa máy chủ server, Máy server Giống nhau: Đường Resquest Response theo chiều khác Resquest từ tầng cao xuống tầng thấp, Response theo chiều ngược lại Resquest từ Client tới Server Response theo chiều ngược lại (Không có chuyện đảo ngược đc đường Server ko yêu cầu Client, tầng thấp ko yêu cầu tầng cao) Khác nhau: + Kiến trúc phân tầng: Phân tầng duới góc nhìn logic Hệ thống chia thành tầng, liên kết tầng liên kết logic + Kiến trúc nhiều phần: Hệ thống phân thành phần khác (Client, Server) dựa góc nhìn vật lý Các phần khác nằm máy tính khác nhau, liên kết phần liên kết vật lý Câu Trình bày hiểu biết thin client fat client hệ phân tán Từ hiểu biết cho biết trường hợp vận dụng cụ thể Cách tiếp cận đê tổ chức máy client server phân phối chương trình lớp ứng dụng phân tầng ứng dụng với máy khác nhau, dạng đơn giản máy client sử dụng hai dạng thin — client fat — client Nếu sử dụng thin - client, server cung cấp trình xử lý quản lý dừ liệu; cung cấp cho khách hàng giao diện đồ họa đơn giản Với kiến trúc ta dễ dàng quản lý hơn, đáng tin cậy hơn, máy client không cần phải lớn cấu hình cao lại làm hoạt động nhận thức client Mặt khác, sử dụng máy fat - client tất ứng dụng xử lý liệu số liệu phía client làm giảm khối lượng công việc máy chủ, có khả mở rộng nhưns lại khó quản lý bời quản trị hệ thống an toàn Vận dụng: Fat- client:với game cần lực xử lý cao không để server xử lý nhiều, server xử lý thông tin quan trọng , client xử lý nhiều hơn, mô hình d,e (hình trên) Thin - client: Học trực tuyến , sử dụng mô hình a,b cần quản lý liệu tập trung có thống việc test, cập nhật… lực Server hoàn toàn đảm bảo quản lý tập trung dl Câu Trình bày hiểu biết đặc điểm phần cứng hệ phân tán Phân biệt hệ thống multiprocessor multicomputer Quan niệm giải pháp phần cứng cho hệ phân tán Có loại máy tính: - Các loại máy tính có chia sẻ nhớ (Shared Memory): loại máy đa vi xử lý (multiproccessor) - Các máy tính không chia sẻ nhớ (Private Memory): hệ thống đa máy tính (multicomputers) Trong loại lại chia thành loại theo kiểu mạng kết nối: - Kết nối dựa bus (bus-based): có đường kết nối chung - Kết nối dựa chuyển mạch (switch-based): có nhiều đường kết nối từ máy sang máy khác Một điểm khác chúng multiprocessors có không gian địa sử dụng cho tất vi xử lý Hay nói cách khác, tất máy tính sử dụng chung nhớ Ví dụ: vi xử lý ghi thông tin, giá trị 44 vào địa 1000, tất vi xử lý khác sau đọc giá trj địa 100 đuề nhận giá trị 44 Khác với hệ thống nêu trên, hệ thống Multicomputers, máy tinh sử dụng nhớ Sau vi xử lý ghi giá trị 44 vào địa 100 vi xử lý khác đọc giá trị địa 1000 nhận giá trị mà lưu vào trước (không thiết 44) Ví dụ điển hình hệ thống là: vài máy tính nối với qua mạng Liên kết kiểu BUS hiểu liên kết theo mạng nhất, panel, bus, cable hay môi trường khác kết nối máy với Ví dụ dễ hiểu mạng tivi, công ty cung cấp dịch vụ kéo dọc theo cable chính, người sử dụng kết nối từ cable vào ti vi Liên kết theo kiểu SWITCHED không tồn đường kết nối mà thay vào từ máy tính đến máy tính kết nối với theo kênh riêng kết nối theo công nghệ khác Các thông báo chuyển theo kênh với định rõ ràng kết nối với kênh cụ thể máy tính KIẾN TRÚC ĐA BỘ XỬ LÝ - MULTIPROCESSORS Hệ thống Multiprocessors có điểm đặc trưng là: Tất vi xử lý có khả truy cập vào nhớ chung Hệ thống Multiprocessors liên kết theo kiểu BUS tạo thành vài vi xử lý kết nối với panel chung thông qua nhớ dùng chung Cấu hình đơn giản panel với bus hay mainboard, đặt vi xử lý nhớ dùng chung Do chúng dung chung nhớ nhất, vi xử lý A ghi từ vào nhớ, nhớ B khoảng microsecond sau đọc từ nhớ A Bộ nhớ mang đặc trưng thống Vấn đề chỗ lược đồ tạo thành hay processor bus trở nên tải hiệu suất làm việc giảm trông thấy Giải pháp đưa đặt vào processor bus nhớ đệm Ở nhớ đệm lưu thông tin truy cập thường xuyên Tất yêu cầu xử lý thông qua nhớ đệm Nếu thông tin yêu cầu nằm nhớ đệm vi xử lý sử dụng thông tin nhớ đệm mà không cần thông qua bus Nếu kích thước nhớ đệm đủ lớn lưu lượng bus tính theo vi xử lý nhỏ, điều cho phép kết nối vào hệ thống nhiều vi xử lý Tuy nhiên, đưa nhớ đệm vào lại tạo vấn đề khác Cùng xem ví dụ hai vi xử lý A B đọc từ từ nhớ đệm riêng mình, sau vi xử lý A ghi đè lên từ vi xử lý B lần sau lại muốn sử dụng từ đọc giá trị cũ từ nhớ đệm mà giá trị ghi vi xử lý A Như nhớ trở lên không thống lập trình cho hệ thống trở lên khó khăn Tuy nhiên sử dụng nhớ đẹm hệ phân tán sử dụng rộng rãi lại vướng phải vấn đề không thống thông tin nhớ Vấn đề hệ thống Multiprocessors nằm việc hạn chế khả mở rộng, chí trường hợp sử dụng nhớ đệm Đối với hệ thống với 256 vi xử lý, kết nối phận vi xử lý với nhớ cần phải sử dụng phương pháp khác Một phương pháp đí phân nhớ làm modul nhỏ kết nối chúng với vi xử lý thông qua lưới kết nối (crossbar switch) giống hình vẽ: (a): Chuyển mạch chéo (crossbar) (b): Chuyển mạch Omega Ở hình vẽ (a) vi xử lý kết nối với module nhớ Các điểm nối nhớ vi xử lý điểm kết nối Ưu điểm sơ đồ vi xử lý truy cập vào module nhớ Một ưu điểm đồng thời vi xử lý truy cập vào module nhớ, thời điểm hai vi xử lý truy cập vào phận nhớ vi xử lý phải đợi đến lượt Tuy nhiên, nhược điểm sơ đồ tồn n vi xử lý n module nhớ phải có n2 điểm kết nối Nếu số lượng n lớn phương pháp không hiệu Phát điều người ta đề xuất mô hình mới, đòi hỏi điểm kết nối mô hình mạng Omega hình (b) Trong hình (b) ta thấy, tồn điểm chuyển đổi 2x2, điểm có đầu vào đầu Chúng ta thấy với sơ đồ vi xử lý truy cập đến khối nhớ Nhược điểm sơ đồ thấy để vi xử lý truy cập đến khối nhớ cần phải qua vài điểm kết nối rõ rang làm giảm thời gian truy cập Như switch phải xử lý nhanh Người ta cố gắng giảm bớt chi phí vào switch kể cách chuyển qua sơ đồ hình Đối với trường hợp vi xử lý nhanh chóng truy cập đến phần nhớ Truy cập vào phần nhớ khác so sánh chậm Ý tưởng thực bới máy NUMA (NonUniform Memory Access) Mặc dù máy NUMA có thời gian truy cập trung bình nhanh so với máy Omega Network Tuy nhiên tồn yếu điểm nó, phân phối chương trình tài nguyên đòi hỏi phải phân bố cho phần lớn truy cập phần nhớ riêng vi xử lý KIẾN TRÚC ĐA MÁY TÍNH - MULTICOMPUTERS Hệ nhất/ Hệ không nhất: Hệ thống nhất: Mạng máy tính sử dụng công nghệ, vi xử lý nhau, truy cập đến nhớ giống Thường dùng hệ thống có tính toán song song Hệ thống không nhất: Những máy tính khác kết nối với Hệ Multicomputers Khác với hệ multiprocessers, xây dựng hệ multicomputers tương đối dễ Mỗi vi xử lý liên kết trực tiếp với nhớ riêng Vấn đề lại liên kết vi xử lý với Xem xét hệ đồng multicomputers Ở hệ làm quen với tên gọi System Area Networks – SAN Các máy tính lắp đặt riêng rẽ chúng liên kết với thông qua mạng kết nối với tốc độ cao Giống trường hợp trước, phải lựa chọn hệ thống theo kiểu BUS kiểu SWITCH Trong hệ thống theo kiểu BUS, máy tính kết nối với thông qua mạng phân chia nhiều truy cập, ví dụ Fast Ethernet Tốc độ truyền tin thông thường 100 Mb/s Cũng giống trường hợp multiprocessors, cấu trúc kiểu BUS có hạn chế liên quan đến việc mở rộng hệ thống Càng nhiều máy tính hay nhiều nút hiệu làm việc hệ thống giảm bớt Trong hệ thống theo kiểu SWITCH thông tin truyền từ vi xử lý sang vi xử lý khác Đã có số đề xuất để giải theo số topology sau: (a): Kiểu lưới; (b): Kiểu siêu khối Trên hình vẽ, đỉnh processor, cạnh liên kết processor Đối với hệ thống theo kiểu SWITCH tồn nguyên tắc: Các vi xử lý hoạt động song song Một máy tính khổng lồ hoàn toàn tạo vi xử lý dùng cho máy trạm thông thường, chúng khác chỗ phương pháp kết nối chúng với mạng chung Các mạng thiết kế cho thời gian chờ hiệu làm việc cao Đồng thời phải tính toán đến việc bảo vệ hệ thống khỏi hư hỏng Với tồn hang ngàn vi xử lý hàng tuần phải có vài bị hỏng, cần khắc phục Phải đảm bảo cho hệ thống trạng thái làm việc Hệ không Multicomputers Thông thường hệ phân tán xây dựng theo nguyên tắc không đồng multiconputers Điều có nghĩa máy tính phận hệ chúng hoàn toàn khác nhau, ví dụ khác loại vi xử lý, kích thước nhớ, hiệu suất làm việc kênh xuất nhập liệu Các cách kết nối máy tính vào mạng chung hoàn toàn giống Khi phát triển, mở rộng hệ thống kể cần phải quan tâm đến vấn đề toàn diện, đáp ứng phần lớn hệ thống, để ý thành lập chương trinh hệ thống không đồng cần phải sử dụng chương trình riêng biệt cho người lập trình lo lắng vấn đề phần cứng Phần mềm phải đảm bảo cho chương trình hoạt động đặc điểm khác phần cứng (đảm bảo tính suốt) Câu Hãy nêu đặc điểm giống khác truyền thông RPC truyền thông ROI - RPC cho phép gọi thủ tục nằm máy khác Khi tiến trình máy A muốn thực thủ tục nằm máy B kết tương ứng truyền trở lại cho máy A - ROI (Triệu gọi đối tượng từ xa: Remote Object Invocation): Kỹ thuật hướng đối tượng dùng phổ biến việc phát triển ứng dụng phân tán (distributed) không phân tán (non-distributed) Điều quan trọng đối tượng ẩn giấu bên cúa với bên ngoài, mà cung cấp giao diện (interface) Giống truyền thông RPC ROI: Truyền thông RPC ROI middleware(một cải tiến hệ phân tán gộp tầng trình diễn tầng phiên thành tầng middleware.Tầng nằm hệ điều hanh ứng dụng đầu hệ thống phân tán nằm mạng máy tính) sử dụng với mục đích tăng tính mềm dẻo, suốt hiệu cho hệ thống, tạo giao diện cung cấp dịch vụ tốt cho tầng vận chuyển phía Khác truyền thông RPC ROI: RPC: Được sử dụng rộng rãi ưu điểm đơn giản, hướng tới suốt truy cập Tuy nhiên tham chiếu thông qua việc gọi thủ tục từ xa hạn chế ROI: Bản chất RPC điều đặc biệt hướng tới đối tượng phân tán Điểm khác biệt với RPC roi cung cấp thủ tục rmi cho phép tham chiếu đối tượng toàn hệ thống thông qua tham số thích hợp ROI đảm bảo tính suốt cao RPC Câu Trình bày hiểu biết truyền thông RPC Yếu tố đảm bảo lời triệu gọi thủ tục từ xa khác thực công việc khác Các mô hình dịch vụ Middleware a Gọi thủ tục từ xa - RPC (Remote Procedure Call) b Triệu gọi đối tượng từ xa - ROI (Remote Object Invocation) c Truyền thông hướng thông điệp - MOC (Message Oriented Communication) d Truyền thông hướng dòng – SOC (Stream Oriented Communication) RPC – gọi thủ tục từ xa a Tổng quan RPC: Trong mô hình client - server lời gọi thủ tục từ xa thực qua bước tóm tắt sau: · Tiến trình muốn thực thủ tục máy client gọi client stub · Client stub tạo tin có lời gọi đến hệ điều hành client · Hệ điều hành máy client gửi tin tới hệ điều hành máy server · Hệ điều hành server gửi tin tới server stub · Server stub lấy thông tin gói tin gọi server tương ứng · Server thực công việc yêu cầu trả kết cho server stub · Server stub đóng gói kết vào tin gọi hệ điều hành server · Hệ điều hành máy server gửi tin kết hệ điều hành máy client · Hệ điều hành máy client gửi tin cho client stub · Client stub mở gói tin kết trả cho client Hình 1: RPC client server b Xét chi tiết thao tác RPC - Đóng gói tham số: việc đóng gói tham số để chuẩn bị truyền client stub thực Client stub xếp tham số theo thứ tự đưa vào hàng đợi Các tham số truyền giúp cho server hiểu công việc cần thực tương ứng để xác định lời gọi đến thủ tục thích hợp - Truyền tham số: Việc truyền tham số từ client tới Có hai cách truyền tham số là: truyền tham biến truyền tham trị + Truyền tham trị: tham số truyền giá trị cụ thể Các thủ tục gọi đến coi tham biến truyền kiểu tham trị biến khởi tạo cục bộ, thay đổi giá trị lại không ảnh hưởng tới giá trị gốc lần gọi sau Vấn đề đặt truyền tham trị yêu cầu máy phải có đồng việc biểu diễn liệu kiểu liệu + Truyền tham biến: tham số truyền trỏ hay biến chứa địa nơi chứa giá trị thực chúng Các thủ tục gọi vào địa để tham chiếu đến giá trị tính toán Khi giá trị bị thay đổi thực thủ tục thông báo cho client lần gọi sau dùng giá trị c Nhược điểm: Phía gọi bị gọi nằm máy khác nên K.gian địa khác nhau, phức tạp Tham số k.quả trả phải truyền Nếu tham số không thống phức tạp * Yếu tố đảm bảo lời triệu gọi thủ tục từ xa khác thực công việc khác nhau.: đóng gói tham số Câu Nêu hiểu biết truyền thông hướng thông điệp trường hợp vận dụng Truyền thông hướng thông điệp - MOC (Message Oriented Communication) Trong số trường hợp RPC tỏ không phù hợp, đòi hỏi bên gửi bên nhận phải sẵn sàng thời điểm diễn truyền thông Tuy nhiên, biết liệu bên nhận yêu cầu có sẵn sàng hay không Chúng ta giải vấn đề thông qua Messages-Oriented Middleware (MOM) a Các loại truyền thông hướng thông điệp Truyền thông thời (Message-oriented Transient communication): tin gửi lưu lại phiên trao đổi Khi phiên trao đổi hoàn thành kết nối bị hủy bỏ tin bị hủy bỏ server Do đó, lý mà server trung gian chuyển tiếp tin tin bị hủy bỏ Hình 5: Một số dạng truyền thông hướng thông điệp Truyền thông kiên trì (Message-oriented Persistent communication): Thư điện tử ví dụ minh họa rõ nét cho khái niệm truyền thông kiên trì Khi trạm muốn gửi tin mạng, gửi tin đến interface máy Qua nhớ đệm, tin truyền mạng cục để đến mail server cục Mail server tạm thời lưu trữ tin vào nhớ đệm mình, xác định địa trạm đích, gửi tới server cục trạm đích tương ứng (có thể qua nhiều mail server trung gian khác) Tới mail server cuối cùng, tin lúc lưu lại trước phát cho trạm đích tương ứng Với truyền thông thời tin lưu hệ thống truyền thông ứng dụng bên gửi bên nhận hoạt động Middleware chuyển giao tin việc truyền thông bị gián đoạn bên nhận offline tin bị huỷ bỏ Còn với truyền thông kiên trì, tin gửi lưu trữ tầng trung gian truyền thông (communication middleware) Do đó, ứng dụng gửi không cần tiếp tục trạng thái hoạt động sau gửi tin, ứng ứng dụng bên nhận không cần phải hoạt động tin gửi Hai loại truyền thông sử dụng Truyền thông đồng (Synchronous communication): trạm gửi gửi tin trạng thái khóa (blocked) nhận thông báo tin đến đích thành công Truyền thông dị (Asynchronous communication): trạm gửi gửi tin, tiếp tục thực công việc Điều có nghĩa tin lưu lại nhớ đệm trạm gửi server cục b Một số loại truyền thông hỗn hợp Truyền thông dị bộ, kiên trì: tin lưu trữ lâu dài nhớ đệm trạm gửi server truyền thông mà tin tới Ví dụ hệ thống thư điện tử Truyền thông đồng bộ, kiên trì: tin lưu trữ lâu dài trạm nhận, trạm gửi trạng thái blocked tin lưu trữ nhớ đệm trạm nhận Truyền thông dị bộ, thời: sau lưu trữ tin cần gửi nhớ đệm máy mình, trạm gửi tiếp tục thực công việc Cùng lúc, tin truyền tới trạm nhận Khi tin đến trạm nhận mà trạm nhận lại không làm việc, trình truyền thông bị hủy bỏ Truyền thông đồng bộ, thời: tin không lưu trữ lâu dài Khi gửi tin, trạm gửi chờ tin báo nhận thành công trạm nhận gửi thực tiếp công việc Câu Nêu hiểu biết truyền thông hướng dòng Tại truyền thông hướng dòng đồng hóa dòng lại có ý nghĩa quan trọng Truyên thông hướng dòng (stream - oriented communication) Một số khái niệm: Medium (media): phươne tiện dùng để truyền thông tin thiết bị lưu trữ, đường truyền, phương tiện hiên thị Data stream: chuồi đơn vị liệu Dòng đơn (simple stream) dòna chi gồm chuồi đơn vị liệu Dòng phức (complex stream): bao gồm nhiều chuồi đơn vị liệu khác Mồi chuồi sọi dòns (sub stream) Với data stream thời gian yếu tố định Để kiểm soát thời gian người ta đưa ba phương thức truyền sau: -Truyền dị (asynchronous transmission mode): mục liệu truyền ràng buộc thời gian việc truyền -Truyền đồng (synchronous transmission mode): quy định trước độ trễ tối đa cho mồi đơn vị liệu data stream -Truvền đẳng thời (isochronous transmission mode): quy định độ trễ lớn nhỏ cho mồi đơn vị dừ liệu trona data stream Cách truyền đóng vai trò quan trọna trons việc trình diễn audio video Đồng dòng: -Đồng đơn giản: thực đồng dòng trễ dòng liên tục Ví dụ irons việc trình diễn slide có kèm âm • Dòng hình ảnh slide dòna trễ dòng âm dòna liên tục • Phải đồng hai dòng để thu kểt trình diễn ý muốn -Đồng phức tạp: việc đồne dòna liệu liên tục Ví dụ việc xem phim trực tuyến, dòng âm dòng hình ảnh dòng liên tục cần phải đồng Tại truyền thông hướng dòng đồng hóa dòng lại có ý nghĩa quan trọng Với hình thức truyền thông RPC, RMI, MOM, ta quan tâm đến việc trao đổi thông tin, mà không quan tâm cụ thể việc trao đổi thông tin diễn thời điểm cụ thể nào, không quan tâm đến việc thời gian truyền nhanh hay chậm Nói cách khác, mô hình truyền thông RPC, RMI, MOM, thời gian không ảnh hướng tới tính đắn việc truyền tin Với hình thức truyền thông hướng dòng, thời gian đóng vai trò quan trọng Ví dụ, đoạn âm phát lại với tốc độ khác với tốc độ đoạn âm ban đầu, cho kết khác với đoạn âm gốc Tương tự vậy, muốn xem phim trực tuyến mạng, thời gian truyền liệu chậm, phim bị gián đoạn Như vậy, hình thức truyền thông cung cấp nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi thông tin phụ thuộc vào thời gian, mà thời gian ảnh hưởng đến tính đắn thông tin trao đổi Câu 10 Trình bày hiểu biết tiến trình hệ phân tán Khái niệm tiến trình Tiến trình (process) chương trình trình thực thi nghĩa chương trình thực thi xử lý ảo hệ điều hành Đối với tiến trình vấn đề quản lý lập lịch cho tiến trình vấn đề quan trọng cần giải Nhiều tiến trình đồng thời chia sẻ CPU tài nguyên phần cứng khác Đặc điểm Một tiến trình gồm: a Mã nguồn chương trình (code) (không thay đổi) b Dữ liệu (data) c Bộ đếm CT (Program Counter) d Ngăn xếp (Stack) e Giá trị ghi (Register values) Các trạng thái tiến trình - Trạng thái tiến trình thời điểm xác định hoạt động tiến trình thời điểm - Trong trình sống, tiến trình thay đổi trạng thái nguyên nhân: · Phải dừng hoạt động hết thời gian · Đợi thao tác I/O hoàn tất · Phải chờ kiện xảy -Tại thời điểm, tiến trình có trạng thái: · new: Tiến trình tạo · running: Tiến trình chiếm hữu CPU & thực lệnh · waiting: Tiến trình chờ cung cấp tài nguyên chờ kiện xuất để chuyển sang trạng thái sẵn sàng · ready: Tiến trình trạng thái sẵn sàng, phân phổi đủ tài nguyên cần thiết, chờ đến lượt thực theo chế lập lịch hệ điều hành · terminated: Tiến trình kết thúc Nó không biến tiến trình khác đọc trạng thái thoát Hoạt động(quá trình chuyển trạng thái) – Tại thời điểm, có tiến trình nhận trạng thái running Trong đó, nhiều tiến trình trạng thái waiting hay ready – Tiến trình tạo đưa vào hệ thống, cung cấp đủ tài nguyên trạng thái ready(chờ phân phối CPU để thực hiện) – Khi tiến trình thực hiện(running), chuyển sang trạng thái: • Kết thúc(terminal) thực xong • Chờ(waiting) tiến trình yêu cầu tài nguyên chưa đáp ứng tài nguyên chưa sẵn sàng để cấp phát thời điểm ; tiến trình phải chờ kiện hay thao tác nhập/xuất • Sẵn sàng(ready) xảy ngắt để chuyển CPU cho tiến trình có mức ưu tiên cao Bộ điều phối cấp phát cho tiến trình khoảng thời gian sử dụng CPU hết thời gian chiếm hữu CPU – Bộ điều phối chọn tiến trình khác có trạng thái ready cho xử lý – Tài nguyên mà tiến trình yêu cầu trở nên sẵn sàng để cấp phát; hay kiện thao tác I/O tiến trình đợi(có trạng thái waiting) hoàn tất, tiến trình chuyển sang ready Câu 11 Luồng hệ phân tán Ý nghĩa việc sử dụng hệ thống đa luồng – Mỗi tiến trình có không gian địa có dòng xử lý – Để tăng tốc độ sử dụng CPU hiệu cần nhiều dòng xử lý chia sẻ không gian địa chỉ, dòng xử lý hoạt động song song tương tự tiến trình phân biệt (ngoại trừ việc chia sẻ không gian địa chỉ) – Mỗi dòng xử lý gọi luồng(thread) hay tiểu trình • Khái niệm: Một luồng dòng xử lý hệ thống Mỗi luồng xử lý đoạn code nó, sỡ hữu trỏ lệnh, tập ghi vùng nhớ stack riêng • Phân biệt luồng tiến trình: – Luồng coi mức thấp tiến trình, tiến trình gồm nhiều luồng – Hoạt động luồng giống tiến trình luồng chia xẻ không gian địa chung, tiến trình hoàn toàn độc lập • Khi máy tính có nhiều CPU, CPU thực công việc khác luồng khác cho công việc • Khi hệ thống có CPU, luồng thực luân phiên Không có luồng chiếm ưu CPÚ • Luồng hữu ích chúng loại trừ cần thiết phải HĐH liên tục tải thông tin vào/ra nhớ • Mỗi luồng tương tác với phần riêng hệ thống, đĩa, I/O mạng, người dùng • Các luồng lập lịch để thực số luồng chờ biến cố xảy chờ kết thúc công việc từ luồng khác • Luồng bao gồm: Mã luồng (thread ID), Bộ đếm chương trình (PC); Tập ghi (register set); Stack • Các luồng tiến trình chia sẻ với đoạn mã (code), đoạn liệu (data) tài nguyên hệ thống khác tệp mở, tín hiệu • *)Lời gọi hệ thống (System call): tập lệnh mở rộng hệ điều hành cung cấp xác định giao diện hệ điều hành chương trình người sử dụng • *)Blocking System call: lời gọi hệ thống mà sau gọi tiến trình người sử dụng tiến trình bị dừng lại thực xong lời gọi hệ thống • *)Non – Blocking System call: sau gọi, điều khiển trả lại cho tiến trình gọi tiến trình tiếp tục thực song song với lời gọi hệ thống 10 máy đích có khả thực thi đoạn mã nguồn đó, ý tưởng làm cho đoạn code có khả di động • Strong Mobility: Truyền phần mã phần thực thi Đặc điểm mô hình tiến trình chạy dừng lại chuyển đến máy khác tiếp tục thực tiếp tiến trình →khó thực thi Di trú khởi tạo từ phía nhận thực thi đơn giản di trú khởi tạo từ phía gửi Do di trú từ phía gửi cần xác thực cần bảo vệ tài nguyên cho server-nhiều quan trọng Ví dụ: server gửi đoạn code cho browser client, client xly đoạn code Điểm yếu di trú mã bảo mật: chế để kiểm tra Ý nghĩa di trú mã : - Di trú mã hệ thông phân tán diễn hình thức tiến trình di chuyển toàn tiến trình chuyển từ máy sang máy khác - Di chuyển tiến trình chạy công việc tốn phức tạp - Hiệu suất tổng thể hệ thống cải thiện tiến trình chuyển từ tải cách nặng nề sang tải cách nhẹ nhàng Câu 14 Trình bày hiểu biết tên, địa điểm truy cập - Tên (name): xâu bit kí tự dùng để tham chiếu đến thực thể hệ phân tán - Địa (address): truy cập đến thực thể ta sử dụng điểm truy cập (access point) Các điểm truy cập phải đặt tên tên địa Như địa thực thể tên điểm truy cập thực thể tương ứng - Định danh (Identifiers): kiểu tên đặc biệt Việc định danh tên phải thỏa mãn ba tính chất sau: + Mỗi thực thể tham chiếu định danh ID - Mỗi ID tham chiếu tới thực thể - ID không gán cho thực thể khác Không gian tên (Name space): dùng để biểu diễn tất tên Nếu xét mặt hình học đồ thị có hướng, gồm nút cung, gọi đồ thị tên (naming graph) Đồ thị có cấu trúc: Mỗi nút miêu tả một thực thể Mỗi nút directory gắn với nhiều nút khác; lưu trữ bảng directory, bảng tập cặp (label,indetifier) Tên thân thiện (Human-friendly name): tên đặt cách dễ hiểu, thân thuộc với người * Độ phân giải tên: Không gian tên đưa kĩ thuật lưu trữ tìm kiếm tên cách dễ dàng Một phương pháp hay dùng sử dụng đường dẫn tên (path name) Quá trình tìm kiếm tên không gian tên gọi phân giải tên (name resolution) Quá trình phân giải tên trả định danh nút Closure machanism: kĩ thuật cho ta biết trình tìm kiếm tên bắt đầu bắt đầu đâu Linking: kĩ thuật sử dụng bí danh (alias) - tên giống với tên thực thể Với kĩ thuật cho phép nhiều đường dẫn tham chiếu đến nút đồ thị tên Một cách tiếp cận khác dùng nút để lưu trữ địa hay trạng thái thực thể mà để lưu trữ đường dẫn tuyệt đối tới thực thể Mounting: kĩ thuật thực tìm kiếm hai không gian tên Một nút thư mục gọi mount point (điểm gắn kết) lưu giữ id (hoặc thông tin cần thiết cho việc xác định truy nhập) nút thư mục bên phía không gian tên cần gắn kết gọi mounting point 13 Thông thường, không gian tên NS1, NS2 - để gắn kết thực thể bên hệ phân tán, cần tối thiểu thông tin sau: - Tên giao thức truy nhập ( xác định để thực giao thức truyền thông) - Tên server (xác định địa server) - Tên mounting point (xác định id nút không gian tên bên ngoài) Thực không gian tên Phân phối không gian tên Trong hệ phân tán, việc quản lý tên thực cách phân thành mức: - Mức Global: Chứa nút thư mục mức cao ( gốc nó) Trong lớp nút thư mục thay đổi.Khả sẵn sàng lớp Global yêu cầu cao so với lớp lại Nếu name server lớp bị lỗi việc phân giải tên thực - Mức Administrational: Chứa nút thư mục mức trung gian, nhóm thành nhóm, nhóm chia cho khu vực quản trị khác Các nút nhóm thay đổi Khả sẵn sàng name server lớp administrational quan trọng client name server quản lí Vì server lỗi có nhiều tài nguyên truy cập - Mức Managerial: Chứa nút thư mục mức thấp Các nút mức thay đổi thường xuyên Ví dụ host mạng LAN Yêu cầu đối tính sẵn sàng name server lớp managerial khắt khe so với lớp Câu 15 Ý nghĩa phân giải tên Trình bày phương pháp phân giải tên Trong hệ thống tên có cấu trúc, không gian tên biểu diễn biểu đồ có hướng với node nhãn Quá trình tìm kiếm tên không gian tên gọi phân giải tên (name resolution) Kết trình phân giải tên trả tên gọi node Phương pháp phân giải tên (interactive name sesolution): Việc phân giải tên thực cách truyền nhận qua lại client name server mức khác Theo cách server không trao đổi trực tiếp với nhau, server phân giải nhãn tương ứng với lớp để xác định địa server tiếp theo, kết trả lại cho client địa name server tiếp theo, việc liên kết với server client đảm nhiệm Câu 16 Ý nghĩa phân giải tên Trình bày phương pháp phân giải tên đệ quy Trong hệ thống tên có cấu trúc, không gian tên biểu diễn biểu đồ có hướng với node nhãn Quá trình tìm kiếm tên không gian tên gọi phân giải tên (name resolution) Kết trình phân giải tên trả tên gọi node Phương pháp phân giải tên đệ quy (recursive name resolution): 14 Mỗi name server gửi kết đến name server mà tìm thấy Và hoàn thành phân giải toàn đường dẫn Câu 17 Trình bày hiểu biết phân giải tên phân giải tên đệ quy Trường hợp sử dụng kiểu phân giải tên Hiểu biết phân giải tên phân giải tên đệ quy câu 15,16 Trường hợp áp dụng (không nắm mong bạn đóng góp ý kiến) Phân giải tên miền đệ quy có lợi ích là: + Nếu sử dụng caching để lưu kết phân giải tên lớp cao Global Administrational (các nút thường thay đổi) hiệu phân giải cao phương pháp phân giải + Chi phí truyền thông giảm xuống Từ lợi ích thứ suy việc phân giải tên miền đệ quy thường áp dụng trường hợp name server mức managerial (sử dụng caching để lưu kết phân giải tên lớp cao Global Administrational) - Phân giải tên miền đệ quy thường đòi hỏi name server khối lượng công việc lớn, name server lớp Global hỗ trợ phân giải tên miền (Suy phân giải tên miền thường áp dụng trường hợp name server mức Global) ( Ngô Hằng bổ sung- theo vd thầy giảng: * Đặc điểm phân giản tên tuần tự: Công việc client tăng; công việc server giảm Client thường xuyên hỏi lại server > K/c Client server xa → nhiều tg * Đặc điểm phân giản tên đệ quy: Công việc client giảm; công việc server tăng * NX: Nếu số Client K/cách Client & Server xa→ nên chọn Phần giải tên ĐỆ QUY Ngược lại chọn phân giải tên TUẦN TỰ ) Câu 18,19,20,2 Tại thực thể di động phải có cách tổ chức tên phân giải tên đặc biệt Trình bày phương pháp Dịch vụ tên sử dụng để đặt tên cho thực thể, thông thường thực thể có địa tương đối ổn định Tuy nhiên thực thể thay đổi chỗ địa cách tổ chức chúng cho hiệu không đơn giản Thực thê đặt tên đê cho thuận tiện gọi tìm thây chúng Chúng ta biết để thể không gian tên thực thể, ví dụ DNS, để thuận tiện người ta tách chúng làm lớp lớp thay đổi ít, sử dụng caching chép để nâng cao hiệu tìm kiếm hợp lý Nội dung lớp cuối thay đổi tương đối thường xuyên Hiệu suất thay đổi tìm kiếm mức quan trọng Nếu mức nhỏ, thông tin tổ chức tốt server có hiệu suất hoạt động tốt 15 Truyền thông tin nhóm rộng rãi: Định vị thực thề trường hợp tương đối đơn giản Thông tin truyền tới tất nhóm để kiểm tra xem có thực thể cần liên hệ hay không Nguyên lý thực protocol (Address Resolution Protocol, ARP) Phương pháp với mở rộng mạng hiệu Không việc phải truyền thông tin tới tất máy mạng mà lý phần lớn máy mạng phải tạm ngừng process tải để kiểm tra trả lời vấn đề không liên quan đến Chuyển trỏ: Một giải pháp để tìm thực thể trường hợp thay đổi vị trí thực thể sử dụng phương pháp chuyển trỏ Nguyên lý tương đối đơn giản Nếu thực thể chuyển từ A sang B trỏ lưu địa lưu trữ A Và Client tìm thực thề cần tìm cách duyệt qua loạt địa mà chuyển khứ Một vấn đề phương pháp là: Nếu thực thể luôn thay đổi phương pháp không hiệu quả, phải duyệt qua nhiều địa khác Ví dụ hệ thống lưu trữ file internet vấn đề thứ hai thực thể trung gian phải lưu trữ trỏ lâu thực thể tồn Vấn đề thứ 3, vấn đề nghiêm trọng nhất: Khi thông tin địa bị host trung gian tìm thấy Phương pháp dựa điêm gôc: Tìm thực thể phương pháp truyền thông tin nhóm chuyển trỏ có số vấn đề lớn sử dụng phương pháp đề định vị thực thể hệ phân tán lớn tỏ không phù hợp Một phương pháp ưu chuộng phương pháp dựa vào điểm gốc (Home-Based Approaches), sử dụng điểm gốc (home location) từ theo dõi địa thực thể Như việc bảo vệ điểm gốc vô quan trọng cần áp dụng số phương pháp đặc biêt, điểm down - tất thực thể quản lý tìm thấy Mọi liên hệ với host thông qua điểm gốc Khi thực thể muốn thay đổi vị trí phải đăng ký điểm gốc Như trình làm việc với thực thể mô tả qua bước sau: - Gửi thông tin đến điểm gốc - Điểm gốc gửi địa chi thực thể - Chuyển thông tin đến thực thể - Chuyển thông tin đến thực thể Câu 21 Đồng hóa Khái niệm, lý Trong hệ phân tán, việc tính thời gian máy tính khác nhau, cần phải có khái niệm gọi thời gian vật lý để thống thời gian máy tính toàn cầu Bên cạnh đó, tiến trình yêu cầu đơn vị liệu thời gian không tránh khỏi tương tranh bất khả kháng Những điều vấn đề cần giải việc đồng hoá Trong hệ phân tán,mỗi máy tính đồng hồ nên việc đồng đồng hồ cần thiết khó khăn Câu 22 Ý nghĩa đồng hóa đồng hồ vật lý Trình bày giải thuật đồng hóa đồng hồ vật lý Trong hệ thống phân tán, thành phần phân tán có hệ thống đếm riêng hoàn toàn không giống nhau, chí tốc độ Một giải pháp đưa dùng hệ đo chuẩn cho thành phần khác thời gian đo Sử dụng đồng hồ vật lý giải pháp, phương pháp sử dụng cách làm để đo thời gian, dựa vào góc quay trái đất quanh mặt trời góc quay riêng trái đất quanh trục Mặc dù có sai lệch trái đất quay chậm lại, dù rất nhỏ Ba trăm triệu năm trước thời gian năm 400 ngày, 365 ngày ¼ ngày chút 16 Theo phương pháp có hệ đo, TAI UTC TAI – International Atomic Time có đơn vị chia không đổi dựa vào dao động nguyên tử, UTC lại dựa vào vòng quay trái đất quanh mặt trời, để đảm bảo khớp với TAI, UTC phải có đoạn chia không Ý tưởng phương pháp tất thành phần quan sát đồng hồ chung điều chỉnh đồng hồ theo đồng hồ chung Có thể điều chỉnh nhanh chậm đi, tùy tình Có giải thuật phổ biến, là: Giải thuật Cristian Sử dụng time server, thành phần hệ phân tán request tới để hỏi Tuy nhiên để tính thời gian nhận được, phía client phải thực số tính toán trừ quãng thời gian xử lý server (I) thời gian truyền ((T1-T0-I)/2) Giải thuật Berkeley Một thành phần time deamon thực đồng cho thành phần khác Theo định kỳ gửi thời gian cho thành phần, thành phần so sánh với gửi lại độ sai khác cho time deamon, sau time deamon gửi lại thành phần khoảng thời gian cần điều chỉnh nó, tính quãng thời gian xử lý time deamon thời gian truyền gửi thông điệp Giải thuật trung bình Nếu phương pháp phải xử lý tập chung phương pháp tránh điều Sau khoảng thời gian định, tất thành phần hệ phân tán thực broadcast mình, sau tính lại theo giá trị trung bình mà nhận từ thành phần khác Giải thuật thực chia thời gian thành khoảng đồng cố định Khoảng thời gian I thời điểm (To + i.R) chạy đến To+(i+1)R với To thời điểm xác định trước R biến hệ thống Vào thời điểm bắt đầu lần đồng tất máy mạng broadcast thời gian Sau broadcast bắt đầu thu thập thời gian mà máy khác gửi đến khoảng thời gian S Sau bỏ giá trị lớn nhỏ tính trung bình giá trị thời gian lại Câu 23 Đồng hóa đồng hồ logic Ý nghĩa, trường hợp vận dụng Trong thực tế việc sử dụng đồng hồ vật lý không đảm bảo độ xác phải thực phức tạp Trong nhiều trường hợp, tiến trình không thiết phải phù hợp theo thời gian thực tế mà cần khớp với thời gian Do người ta đưa khái niệm đồng hồ logic Có giải thuật phổ biến, là: Tem thời gian Lamport (Lamport timestamps) Lamport định nghĩa sau: 17 Nếu a xảy trước b a->b Nếu a kiện gửi thông điệp, b kiện nhận thông điệp a->b Mối quan hệ có tính chất bắc cầu, a->b b->c a->c Để thực điều này, định nghĩa nhãn thời gian C cho kiện hệ thống Sao cho a->b C(a)