分布式系统系统模型.ppt

分布式系统系统模型(SystemModels)、结构模型(Architecturalmodel)、结构模型(Architecturalmodel)、分布式系统的结构模型是关于其各部分的部署及其相互关系，即系统中各组件相互作用的方式以及如何映射到下一个计算机网络客户端/服务器模型对等进程模型、客户/服务器模型的扩展、*用于协作的分区和复制数据、*代理服务器和客户缓存数据*使用移动代码和移动代理；*以方便的方式添加和删除移动设备。Fundamentalmodel，这是所有结构模型中公共属性的更正式的说明。交互模型(Interactionmodel)交互模型在分布式系统(如消息传递)中处理性能和设置时间限制方面存在困难。反映进程交互的方式。“失败模型”(failuremodel)失败模型尝试为进程和通信信道可能表示的失败提供准确的“规范”(specification)。定义可靠的通信和正确的进程。安全模型(securitymodel)安全模型通过讨论进程和通信通道中可能存在的威胁，引入了针对这些威胁的安全通道概念。具有独立指定的单个组件的结构的结构模型。建筑的结构设计有相似的方面，不仅要决定其外观，还要决定其整体结构和结构风格(哥特式、新古典主义、现代式)。我们围绕进程和对象的概念构建我们的结构模型。分布式系统的结构模型首先简化和抽象分布式系统的各个组件功能，然后将组件放置在一个计算机网络上，以找到定义数据和工作负载分布的有用模式。组件之间的相互关系，即其功能角色和它们之间的通信模式。进程分类，服务器进程提供服务客户进程请求服务对等进程是一种以对称方式协作和通信以完成一项任务的进程类型。客户/服务器模型的变体，某些更动态的系统可以配置为客户/服务器模型的变体：*将代码从一个流程移动到另一个流程的可能性允许一个流程将任务委派给另一个流程。例如，客户可以从服务器下载代码并在本地运行。通过移动对象和访问它们的代码，可以减少访问延迟并最大限度地减少流量。*部分分布式系统旨在无缝添加或删除计算机和其他移动设备，以便发现可用服务并为其他设备提供服务。实际部署(布局、分布式)在一个计算机网络上配置分布式系统的过程可能会受到性能、可靠性、安全性和成本的影响。软件层(软件结构)，原始单个计算机上的软件结构是指将软件结构化为分层或模块；最近定义为位于相同或不同计算机上的进程之间提供和请求的服务。分布式系统的软件硬件服务层：middleware-based systems、general structureofstributedsystemasmiddleware . middleware是部分DistributedOperatingSystem，1-22、中间件(Middleware)、中间件(Middleware)从初始驱动程序角度看，是在网络环境中执行系统软件和应用程序软件(如操作系统)之间连接功能的分布式软件，主要解决异构网络环境中分布式应用程序的互连和互操作性问题，屏蔽实现细节并提高应用程序的可移植性。从广泛的角度来看，中间件是指系统软件和应用程序软件之间处于中间级别的软件，主要用于更直接、更有效地支持应用程序软件的开发和运行。中间件(续)、中间件是阻止异质性并为应用程序程序员提供方便编程模型的软件层。中间件是通过一组与分布式应用程序的通信和资源共享支持交互的计算机的进程或对象表示的。中间件技术已成为软件技术的研究热点。主要中间件包括数据访问中间件、远程进程调用中间件、事务中间件、消息中间件和面向对象的中间件。远程过程调用包(如SunRPC)和组通信系统(如Isis)是最古老且当前使用最广泛的中间件实例。thebeatuxedosystemisamiddlewareproductattributesaplicationsmultipleplatforms、databases、andoperating systems susingmessagems在异构分布式计算环境中透明地转发对象请求。目前有主要的物件导向中介软体产品，以及标准OMG CORBA、Microsoft DCOM和Sun公司的JavaRMI/EJB。异构环境，开放式CORBA是internet和企业应用程序的实际行业标准，Windows平台特定，专有COM是台式机系统的首选。EJB提供两种优点。中间件还提供了与中间件提供的分布式编程模型紧密结合的应用程序的服务。例如，CORBA提供了naming、security、transactions、persistent storage和eventnotification等服务。随着web服务、软件产业模式从以产品为中心的制造业向以客户为中心的服务产业的转变，WWW从二层系统向三层系统扩展，分布式计算中间件从内部网扩展到互联网，不再适应这种开发需要，导致新的中间件技术web服务的出现。WebServices，主要围绕XML、SOAP、WSDL和UDDl在应用程序层进行软件互操作。WebServices不仅可以屏蔽异构操作系统、网络和编程语言，还可以屏蔽现有中间件之间的异构性，支持开放式动态互操作模式，并提高服务的动态发布、搜索和使用能力。因此，web服务在业界受到广泛的支持和学术界的关注。系统结构，客户端服务器模型分布式系统中最常引用的体系结构。下图显示了客户进程与每个服务器进程(在独立的主计算机上)交互以访问管理的共享资源的简单结构。是由多个服务器提供的服务，服务可以实现为独立的主计算机上的多个服务器进程，这些服务器进程根据需要交互为客户进程提供服务。这些服务器可以分区作为服务基础的对象集合，并在它们之间分布这些对象，也可以在多个主机上维护这些对象的副本。代理服务器和缓存(Proxyserversandcaches)，Cache是最近使用的数据对象的存储，比对象本身更接近。收到新对象后，将其添加到缓存存储库，并根据需要替换现有对象。当客户流程需要一个对象时，caching服务首先检查cache，如果最新的副本可用，则从提供该对象的位置开始。否则，请获取最新的副本。Cache可以放置在每个客户端或代理服务器上，以便由多个客户共享。对等进程(peerprocesses)。在此结构中，所有进程都具有类似的作用，并作为执行分布式活动或计算的对等对象进行交互，而不存在客户端和服务器差异。在此模型中，对等进程中的代码保持应用程序级别(层次)资源的一致性，并根据需要同步应用程序级别的行为(actions)。通常，n个对等进程可以交互，其通信模式取决于应用需要。，客户/服务器模型的变体，可以考虑以下几个因素导出客户/服务器模型的一些变体：使用移动代码和移动代理；用户对低成本计算机的要求；低成本计算机。(硬件资源有限，管理简单)以方便的方式添加和删除移动设备的要求。行程代码(Mobilecode)和Applets是众所周知且广泛使用的行程代码。也就是说，用户启动浏览器选择applet的链接(link)，applet的代码存储在web服务器上，该代码下载到浏览器并执行。下图是运行从本地(本地)下载的代码(继续)、从本地(本地)下载的代码的示例，因为不会发生与网络通信相关的延迟或带宽变化(可变性)，所以具有交互式响应好的优点。示例：stockbroker可以为客户提供定制服务，以通知客户股价变化。要使用此服务，每个客户需要从代理服务器获取更新并下载向用户显示的特殊小程序，还可能需要根据客户设置的条件执行自动购买和销售任务。移动代码对目标计算机上的本地资源具有潜在安全威胁，因此浏览器限制了applet对本地资源的访问。移动代理(移动代理)，即包含可与其他代理通信的代码和数据的可执行程序，可在网络上从一台计算机移动(travels)到另一台计算机，代表一个人(someone)完成(执行)信息收集等任务，并返回结果。行程代码可以对本地资源(localresources)发出大量调用请求，例如，从访问的每个场点访问单独的数据库项。让我们将此结构与静态客户进行比较。静态客户希望远程调用特定资源，因此可以发送大量数据，移动代理结构使用本地调用而不是远程调用来减少通信成本和时间。与移动代理(续)和移动代码一样，移动代理访问的计算机上的资源存在潜在的安全威胁。移动代理接收的环境必须根据用户id(移动代理代表谁)确定可用的本地资源，并且该id(身份)必须以安全的方式包括移动代理的代码和数据。此外，移动代理本身可能很脆弱。也就是说，如果拒绝访问所需信息，操作可能无法完成。移动代理执行的任务可以通过其他方式完成。例如，需要访问internet上web服务器的资源的web crawler可以通过对服务器进程进行远程调用(remoteinvocations)来相当成功地工作。因此，移动代理的应用(适用性)可能受到限制。移动代理(续)，移动代理系统应尽可能灵活地为代理程序员(theagentprogrammer)提供更多的灵活性，尽可能隐藏下面的网络体系结构。移动代理系统的示例包括IBM的Aglet、Voyager和AgentTCL。移动代理和移动代码有何区别？移动代理通常将“multi-hop”与可移动的“Javaapplets”与“single-hop”移动代码区别开来。这意味着代理通常从网络中的一台主机漫游到另一台主机，从每个接入点积累状态，然后主动确定移动的时间和位置。代理主动控制他们的移动，而Javaapplets被动。代理的典型应用程序包括网络管理、comparativeserviceshopping等。代理在旅行期间处于状态，但Javaapplets通常为stateless。代理访问通过每个节点时，通常在每个节点上执行一些操作，因此会发生内部状态转换，以便在移动过程中携带它。在网络计算机(Networkcomputers)和台式计算机环境中，操作系统和应用程序软件通常需要驻留在本地磁盘上的大量活动代码和数据。但是，管理应用程序文件和维护本地软件库需要大量的技术工作，大多数用户无法承受。网络计算机是对这个问题的一种反应。根据需要从远程文件服务器下载操作系统和所有应用程序。应用在本地运行，但文件由远程文件服务器管理。也可以运行网络应用程序，如Webbrowser。所有应用程序数据和代码都由文件服务器存储，因此用户可以从一台网络计算机移植到另一台计算机。限制网络计算机的处理器和存储功能，从而降低成本(cost)。包含一个磁盘时，只保留最低限度的软件，其馀磁盘用作缓存存储，以保留服务器上最近加载的软件和数据文件的缓存。瘦客户(Thinclients)，瘦客户端是指在客户端计算机上支持基于窗口的用户界面并在远程计算机上运行应用程序的软件层。这种结构的管理和硬件成本与网络计算机模型一样低。但是，不是将代码下载到用户计算机，而是在计算服务器上运行代码。移动设备和自己的组网络(mobiledevicesandspontaneousnetworking)、笔记本电脑、个人数字助理(PDAs)等手持设备、手机和数码相机以及可穿戴计算机其中许多设备可以在大城市或更大范围(GSM、CDPD)、数百米(WaveLAN)和几米(BlueTooth、infra-redandHomeRF)内进行无线网络连接。范围更短的网络预计将达到10Mbps的带宽，GSM将达到数百Kbps的水平。移动设备和自己的组网络(续)，适当地集成到提供移动计算(移动计算)支持的分布式系统中，使用户可以在网络环境之间携带移动设备并利用本地和远程服务。将集成移动设备和其他设备连接到指定网络的分布可以用自配置网络(spontaneousnetworking)最好地描述。这个术语用于指包含以比当前可能的更非正式的方式将移动和非移动设备连接到网络的应用程序。那些嵌入式设备为您和其他相邻设