笔记-分布式计算机系统导论

□分布式计算机系统导论

•□第1章概论

.D1.1分布式计算的定义与挑战

•□1.1.1分布式计算系统的定义

一般认为，分布式计算系统是由多个相互连接的计算机组成的一个整体，这些计算机在一组系

统软件环境下，合作执行一个共同历同的任务，最少依赖于集中的控制过程、数据和硬件。

分布式计算系统=分布式硬件+分布式控制+分布式数据

・系统是由多个计算机/计算机族（集群）组成，这些计算机/集群可以是异构的。

・这些计算机在物理上是独立的，在地理上是分散的，计算机运行其自身的操作系统，称为

局部操作系统（也可以是异构的）。

・各计算机的地位是平等的。

・这些计算机组成一个整体，对用户是透明的，尽力呈现出单一系统视图。

•01.1.2分布式计算系统的要求

•L开放性

分布式计算系统的开放性是指能否用各种方法进行扩展和重新实现。

•依赖于系统部件软件接口的规范说明和文档公开。（基于统一的同心协议和遵循公开的

访问共享资源的标准化借口。）

・2.可扩展性

一个系统在资源数量和用户数量增加时仍能有效工作，说明这个系统是可扩展的。

・可扩展分布式系统的设计存在的挑战

•控制物理资源成本

・控制性能损失

•防止资源耗尽

・避免性能瓶颈

•3.异构性

Internet允许用户访问运行在异构计算机和网络上的服务，用户可以运行在这类异构的结

构上。

•异构表现在：

•异构网络

・异构计算机硬件

・异构操作系统

・异构程序设计语言

・不同开发商的实现

・隐蔽异构性的方法

•中间件技术(Middleware)

・虚拟机技术

・4.透明性

•1992年国际标准组织为分布式处理规定的透明性

最重要的是"访问透明性"和"位置透明性"，有没有这两种透明性严重影响了分布式

计算系统的应用，这两种透明性也称为网络透明性。

•访问透明性

・位置透明性

・并发透明性

・失效透明性

・复制透明性

・迁移透明性

•性能透明性

・规模透明性

・5.安全性

为保证基于开放环境下的分布式计算系统的安全，应采取相应的安全措施。

•安全措施

・身师正技术

•消息加密技术

・访问控制技术

•口LL3分布式计算系统的应用

•科学计算与高性能应用

・现代夸企业的电子商务应用

•容错应用

・固有的分布式应用

・Q1.2分布式计算系统的互连

・D1.2.1共享存储器多处理机系统

•基于总线的多处理机

基于总线的多处理机用一根高速总线将多台CPU和一个共享存储模块连接在一起。

•基于交换的多处理机系统

尽管基于总线的多处理机系统采用了高速缓存，挂接CPU的数量还是有限的。

•01.2.2同构多计算机系统

与多处理机系统不同，组建同构多计算机系统相对容易一些，因为每个节点是一台计算机，包

含CPU和存储器。

•基于总进的多计算机系统

规模较小，采用高速以太网或Myrinet的互连多个工作站，称为工作站集群COW(Cluster

OfWorkstation)。

・基于交换的多计算机系统

规模很大，通常有几千个节点，称为大规模处理机(MPP)系统。

•Q1.2.3异构多计算机系统

目前。，多数分布式计算系统是建立在异构多计算机系统之上。

・D1.3分布式操作系统

•□1.3.1分布式操作系统的组织

・组织方法

・纵向组织

•横向组织

・硬件结构

•多处理机操作系统

・支持并行高性能计算。

・共享存储器中的数据被多个处理器访问，要求并发控制，并发控制机制可以是信号

灯(semaphore),监控器(monitor)和加锁(lock)。

•多处理机对用户是透明的，系统表现为单一视图，用户不知道有多个处理机存在。

・通信是用共享存储器实现。

・多计算机操作系统

・支持并行高性能计算

•系统由多台计算机通过高速互连而成，对用户表现为单一视图，即用户不知道有多

个计算机存在。

・每台计算机都有自己的操作系统内核，执行分布式操作系统的服务。

・没有物理的共享存储器，为了执行，在共享存储器多处理机上开发的软件，多计算

机操作系统往往包含由软件实现的分布式共享存储器。

・各计算机进程之间的通信采用消息传送机制，不同的系统，消息的语义可能不同。

•Dl.3.2Amoeba

・系统结构

・处理机池

・用户终端

・服务器

・微内核

•进程与线程管理

•进程

进程管理是通过进程描述块进行的。

・线程

・存储管理

分配和区分配存储器"段"进行存储器"段"管理。

・分段

・段的映射

•通信管理

•远程过程调用RPC

•组通信

•FLIP协议

•操作系统服务

・文件（Bullet）服务器

•目录服务器

・副本服务器

•运行服务器

•自举服务器

•TPC/IP服务器

・D1.4计算机网络与中间件

•ni.4.i网络操作系统

•D1.4.2分布式系统中间件

•中间件的地位

・中间件的服务

•命名服务

•作业调度

・高级通信服务

・资源管理

•数据的持久性

•分布式事物

・分布式文档系统

・安全服务

・ni.4.3中间件LSF

・LSF组织结构

•负载信息管理器（LIM）

•远程执行服务器（RES）

・LSLIB

LSF的运行时库

・LSF批处理

・LSF作业调度

・LSF多集群

•LSF的应用

•资源整合、集朦口共享

•设计阶段

•实验阶段

•生产阶段

•组装阶段

・Q1.5分布式计算的模式

・L面向对象模式

•2.面向服务模式

・3.公用计算模式

•4.志愿参与模式

•口第2章名字服务

・D2.1名字服务结构

・口2.1.1名字与属性

•名字

・地址

•标识符

•属性

・绑定与上下文

•名字服务的形式

根据名字服务使用的目的，可将名字服务分为三类。

•名字服务

・目录服务

・合约服务

・Q2.1.2名字空间

・应有的功能和需满足的要求

•应有的功能

・增加名字项和绑定

・撤销名字项和绑定

•修改名字项和绑定

・名字解析

»应满足的要求

•要能处理巨大数量的实体名字和服务巨大的行政组织

•长生存期

•高可用性

•容忍不信任

・名字图

・挂接与挂载

为了从本地名字空间访问外部名字空间，本地名字空间的挂接点必须包含以下信息。

・访问外部名字服务器的协议名称

•外部名字服务器的名称

・外部名字空间中输出子数的名称，即挂载点的标识符.

・口213名字服务器

・名字空间划分与多副本

•上下文集中管理

・上下文分布管理

・名字服务器组成

・名字服务器操作

・名字解析

•缓存

・多副本管理

・通信

・数据库

•D2.1.4名字解析

•迭代名字解析

・递归名字解析

•比较

・D2.2域名系统

・D2.2.1域名空间

・域名分层

•标号与域名

・权限与委托

・D2.2.2资源记录与主文件

•资源记录

•拥有者（Owner）:是一个域名，从中可以找出该资源记录。

•类型（Type）:是一个16位的编码，指出资源记录中资源的类型。

・类别（Class）:是一个16位的编码，指出资源记录中资源的类别。

•TTL:32位数，表明资源记录的生存期，以秒为单位。

•RDATA:资源数据，它是可变长且与类型或类别有关，具体表明资源属性的数据。

•主文件

是由管理员维护的一个正文文件，它是资源记录项组成的序列用来定义一个区域（Zone）。

・口2.2.3域名服务器

主要功能是根据它的区域所存储的信息，对名字解析（查询）作出响应。

•数据库的区域划分

•按类别（class）划分

・按域名空间节点间切割（cut）划分

•区域的维护与传送

保证主区域和辅区域的一致性

•全区域修改AXFR

•递增区域修改IXFR

・通知区域修改Notify

・动态区域修改

•域名服务器和区域分布

•D2.2.4域名解析器

•"桩"解析器

・域名解析

•递归解析

・迭代解析

・解析示例

.02.3目录服务X.500

•□2.3.1目录服务模型

・目录结构

・目录信息树

•可区分名

・目录模式

•目录服务组件

•目录信息库

・目录系统代理

•目录用户代理

・目录管理域

-D2.3.2目录服务操作

•查询链与转交

・镜像操作绑定

・层次操作绑定

.Q2.3.3目录服务协议

・X.500协议栈

・目录访问协议

目录访问协议(DAP)是目录用户代理(DUA)与目录系统代理(DSA)之间的请求/响应

协议，该协议包括目录查询和目录修改。

・绑定(Bind)

•去绑定(Unbind)

•读(Read)

•匕瞰(Compare)

•列表(List)

•搜索(Search)

•撤销(Abandon)

・增加目录项(AddEntry)

•取消目录项(RemoveEntry)

•修改目录项(ModifyEntry)

•更改可区分名(ModifyDN)

•目录系统协议

目录系统协议(DSP)和目录访问协议(DAP)的操作是—对应的，只是属于两个DSA

之间的请求/响应协议。

•目录信息镜像协议

・绑定(Bind)

・去绑定(Unbind)

•合作镜像修改(CoordinateShadowUpdate)

•请求镜像修改(RequestShadowUpdate)

•修改镜像(UpdateShadow)

•目录绑定操作管理协议

•绑定(Bind)

•去绑定(Unbind)

•建立操作绑定(SstablishOperationalBinding)

•修改操作绑定(ModifyOperationalBinding)

•终止操作绑定(TerminateOperationalBinding)

•C2.3.4轻量目录访问协议

•DAP协议问题

・LDAP模型

•LDAP操作集

・D2.4活动目录域服务

・口2.4.1ADDS结构模型

・ADDS又寸象

・ADDS结构

•自治

•隔离

•目录域

•域结构模型

•单域

・区域域

・选择目录林根域

・目录树

•目录林

一个或多个目录树的集合。

•组织(企业)林(OrganizationalForest)

•资源林(ResourceForest)

•受限访问林(RetrictedAccessForest)

•名鼠只单元(Organizationalunit)与组(Group)

•组织单元与管理权限委托

•目录对象分组与组策略应用

•信任关系

・口242域控制器

・ADDS域操作

・用户登录与目录查询

•操作主持(Master)角色

・模式操作主持

・域命名操作主持

・相对标识符（RID）操作主持

・主域控制器PDC仿真器

•基础设施操作主持

・只读域控制器

•ADDS与DNS集成

・场地

・ADDS管理界面p53

・Q2.4.3企业ADDS部署示例

•□第3章分布式进程

・03.1分布式进程概述

・U3.1.1进程与多线程

・进程

・进程的地址空间至少由三个区域组成

・文本（Code）区域：是一个固定不可修改的区域，存放进程的程序代码。

・数据堆（Heap）区域：由存储在二进制文件中的数值初始化，向高虚拟地址扩展。

・堆栈（Stack）区域：程序调用时用来存放返回地址等，向低虚拟地址延伸。

•共享存储器的应用

在虚拟地址空间中可以开辟进程之间和进程与内核之间共享存储器区域。

・简化库代码的调用

・有利于数据共享和通信

•方便系统调用和机外处理

・多线程

线程也可以被看做程序的一部分在虚拟处理机上执行。

•多线程系统的实现

•用户模式线程库

・内核管理与调度的线程

・混合形式

・多线程系统的应用

・口3.1.2分布式进程创建

・创建分布式进程

•目标主机选择

•位置策略

•传输策略

•执行环境建立

・多线程的客户与服务器

・多线程客户

・多线程服务器

・D3.2进程远程执行

・D3.2.1远程执行概念

・对远程执行的要求

・应有一种机构来传播空闲处理机的可用信息，或识别分布式系统中这种空闲处理机。

•远程执行应像进程在本地执行那样容易实现，即进程远程执行是透明的，应与位置无关。

・进程远程执行抢占空闲节点（工作站），当它的拥有者要求使用时，应该立即停止远程

执行，将工作站归还其主人，实现主人优先选择。

・远程执行位置无关模型

有两个部件：客户节点和远程服务节点。

•远程服务节点的选择

・远程服务节点的加入与退出

・远程服务节点的选择

・远程执行的实现

・D3.2.2远程执行REXEC

・REXEC结构

REXEC结构是围绕这三个实体组织的

・rexecd:运行在集群各节点上的守护进程。

•rexec:客户进程，用户用来在REXEC上执行作业。

・vexecd:一个多副本的守护进程，提供远程服务节点发现和选择功能。

•远程服务节点的选择

・客户请求远程服务节点

・选择远程服务节点

・过程执行的实现

•用户本地运行环境的传播和重建。

•本地信号(signal)和stdin转发。

•远程stout和stderr转发。

・由本地作业控制实现对远程作业进程控制。

・口3.3进程迁移

.Q3.3.1进程迁移概念与过程

・基本概念

动态进程迁移是将一个正在运行的进程挂起，它的状态从源处理机节点转移到目标处理机

节点，并在目标处理机上恢复该程序运行。具有灵活且应用广泛的优点。

・进程迁移机制

・迁移协商

・创建恢复进程

・中断被迁移进程运行

•收集源处理机上被迁进程状态

・传输被迁进程状态

•恢复被迁进程状态

•通告被迁进程的新位置

•被迁进程恢复运行

•操作转发

•口3.3.2进程迁移策略：动态负载平衡

・信息管理模块

・负载信息衡量

・信息收集策略

・负载平衡模块

・最常用的负载平衡激发方式

•中央服务器触发方式

•发送者触发方式

・服务者触发方式

・对称触发方式

•自适应触发方式

•口3.3.3进程迁移的实现

・进程状态收集和恢复

•进程状态收集

•内部状态收集

・外部状态收集

・触发式状态收集

•进程状态传输

・进程状态恢复

•转发机制

・通信恢复

•被迁进程到的新地址

•建立进程地址映射表

・采用特殊路由方式

・保证不丢失任何消息

・消息驱赶方法

•消息转发方法

・维护消息正确顺序

・维护消息片顺序的方法：

・增加标志信息

・原子通信

・维护不同消息的先后顺序的方法：

•消息附加消息序号

・采用特定机制保证处于迁移临界区消息的正确顺序

・进程迁移算法分类

•异步迁移算法

•间接通信的迁移协议

・直接通信的迁移协议

•同步迁移算法

•类异步迁移算法

•地址映射表

•消息驱赶机制

・消息转发机制

・缓存优先匹配机制

•D3.4分布式对象

・口341对象生成与适配

•对象生成

・对象适配器

•Q3.4.2分布式对象的特点

・分布式对象具有以下特征

・分布式对象位于网络何处、使用何种编程语言、编译器如何创建分布式对象以及他们运

彳亍于硬件和操作系统平台之上，对客户来说都是透明的。

・每个分布式对象都定义有清晰的访问接口，分布式对象之间只能通过这些预先定义的接

口进行访问，这些接口构成客户程序和服务器程序的协议。

・面向对象的多层客户/服务器计算模型组织各种分布式对象。

•分布式对象具有动态性，它们可以在网络上到处移动。

•对象与客户绑定

・远程方法调用

•静态调用

使用预先确定的接口进行调用

•动态调用

在客户应用程序运行过程中建立方法调用

.□第4章分布式系统通信

.D4.1消息传送

・口消息传送模式

・同步消息传送

・阻塞发送/接收

・非阻塞发送/接收

・口消息传送可靠性

有4种不同的可靠性语句

・至少一次：保证正确完成消息至少一次。它不妨碍消息复制，并且只有在接收端被消息触

发的操作有等幕属性时才被使用。

•至多一次：保证正确完成消息至多一次。在没有节点崩溃和网络断开情况下，它只能正确

执行一次消息传送。

•事物语句：它保证消息的原子性。不管节点崩溃或网络断开与否，它或者完成一次消息传

送，或者什么也不做。

•精确一次：无论在什么情况下，保证正确完成一次消息传送，不管是否有节点崩溃或网络

断开，它接近某种程度的容错机构

・□双向消息

・D4.2组通信

・D4.2.1组通信的概念

・进程组的组成

•进程组的分类

・封闭组与开放组

・对等与层次组织

・进程组成员的管理

・组通信的应用

・多副本容错

•提高多副本数据修改效率

・自发连网的服务发现

•事件通知传播

・04.2.2组通信的实现

•IP多播

・JAVA多播类

・口423可靠的组通信

・基本的可靠组通信

•解决组播消息丢失的方法：

•

・可靠多播的扩展性

•不分层反馈抑制

•分层反馈机制

・原子多播

•虚拟同步

・消息排序

・口4.3远程过程调用

・口4.3.1RPC基本操作

・本地过程调用

・远程过程调用

・口4.3.2参数传递

・值参数传递

•引用参数传递

•参数的规范形式

•桩的生成

・口4.3.3RPC语义

・客户不能定位服务器

・请求消息丢失

・应答消息丢失

•服务器崩溃

•客户崩溃

•关于"流浪猫"，Nelson等人提出的4种处理建议。

•清剿(Extermination)

•转世(Reincarnation)

•温和转世(GentleReincarnation)

•期满(Expiration)

・Q4.3.4DEC/RPC

・DEC简介

DEC本身有多个服务构成。

・分布式文件服务

•目录服务

・安全服务

・时间服务

・DECRPC的目标

・接口定义语言

・客户与服务器绑定

•绑定过程

・注册端口

•注册服务

•查找服务器

・查找端口

•客户有了应用服务器的网络地址和端口号，就可以与应用服务器进行RPC通信。

・DECRPC运行

・口4.4远程对像方法调用

・D4.4.1客户与对象绑定

・远程对象引用

•客户与对象绑定

有两种方法

・隐式绑定

•显式绑定

・对象通信

・口442远程方法调用

•远程对象方法调用

・静态方法调用

•动态方法调用

・远程方法调用语义

・D4.5事件与通知

・口451分布式事件通知

•事件参与者

・感兴趣的对象

・事件

・通知

・预订者

•观察对象

・发布者

・事件发送保证语义

・观察者角色

・转发

•通知过虑

・事件模式

•通知音箱

・D4.5.2Jini事件通知

・事件设计的对象

・事件发生器

・远程事件监听者

・远程事件

•第三方代理

・事件借口

・远程事件监听者借口

•远程事件类

•事件生成器接口

・第三方代理

•□第5章分布式系统同步

.□5.1时钟同步

・口5.1.1物理时钟

・时钟硬件

•时间测量

•太阳秒

・国际原子时钟（TAI）

・全球协调时钟（UTC）

•05.1.2时钟同步算法

・Cristian算法

•Berkeley算法

•口513网络时间协议

•设计目标与特点

•同步方式

NTP时间服务器有三种同步方式

・多播模式

・过程调用模式

・对称模式

.□5.2逻辑时钟

・D5.2.1Lamport时间戳

・事件先发生关系

・逻辑时钟

•逻辑时钟全定序

・D5.2.2向量时间戳

向量时间戳.是通过让每个进程维护一个向量V来实现的。向量V有下面三个性质。

・D5.3选举算法

・05.3.1环算法

・D5.3.2欺负算法

・D5.4互斥算法

•口5.4.1集中式算法

・口542基于时间戳算法

•Lamport算法

•算法必须满足的要求

•拥有资源的进程首先要放弃该资源，其他进程才能使用它。

•对资源的请求是按它们提出的次序予以批准的。

・被批准访问资源的进程最终能释放该资源，这样，每个请求最终都能被批准。

•Ricart_Agrawala算法

•Q5.4.3基于令牌算法

•逻辑环结构

・无环结构

•口544基于事件优先权算法

・完全可靠网络算法

•不可靠网络算法

・D5.4.5共享K个相同资源的算法

•□第6章分布式计算系统安全

・06.1安全性问题陈述

•口安全威胁与攻击

・窃听

•中止

・篡改

•伪造

•□安全策略与机制

•密码与加密

・数字签名与身份认证

・服务授权与服务控制

・审计

・06.2密码体制

・口621对称密码体制

•数学基础

・有限域上的字节运算

・字节加法运算

・字节乘法运算

•字节多项式乘法逆

・有限域上的多项式系数运算——字运算

•多项式加法

•多项式模乘积

・多项式模乘法逆

・AES加密算法

•加密过程

・字节替换变换

•行移位变换

•列混淆变换

・AES轮密钥扩展

・字替换

・字旋转

•轮常数

・AES解密算法

・解密过程

・逆行移位变换

・逆字节替换变换

•逆列混淆变换

•轮密钥加变换

・D6.2.2非对称密码体制

•密钥生成

•加密算法

•解密算法

・D6.2.3散列函数

・MD5函数

・SHA-1

・06.3安全通道与认证

・D6.3.1数字签名

・数字签名体制

・数字签名含义

•数字签名的特征与安全

•数字签名应具有的特征

・可验证性：接收方能验证发送方的签名是否真实有效。

・不可伪造性：除了签名人外，任何人都不能伪造签名人的合法签名。

・不可否认性：发送方发出签名的消息给接收方后，就不能否认他所签发的消息。

・数据完整性：数字签名能够提供对签名人所签消息的完整检验。

・数字签名能防止的攻击

・唯密钥攻击(Key_OnlyAttack):攻击者只拥有签名人的公钥。

•已知消息攻击(KnownMessageAttack):攻击者拥有签名人用同一密钥对

若干不同信息的签名，据此形成伪造签名攻击。

・选择消息攻击(ChosenMessageAttack):攻击者可以自己选择若干消息，并

获得签名人对这些消息的签名。

•适应性选择消息攻击(AdaptiveChosenMessageAttack):攻击者可自己选

择一个消息并获得签名人对该消息的签名，经过分析后再选择一个对他有利的

消息，再获得签名人的签名。后一个消息的选择依赖于前一系列消息的分析。

・数字签名方案

•公钥数字签名方案

・签名过程

•验证过程

•对RSA公钥数字签名的攻击

•对消息摘要签名

・签名过程

•验证过程

•带密钥的数字签名MAC

.06.3.2身份认证

・身份认证模型

•单向认证

・基于对称密钥的单向认证

•基于公钥的单向认证

•双向认证

•基于对称密钥的双向认证

・基于公钥的双向认证

・口6.4通用安全服务

•口641通用安全服务应用程序接口

・GSS-AP1具体目标：

•地层安全机制的独立性。

•与协议环境无关。

・与协议关联无关。

・GSS-API调用

GSS-API为应用程序或应用程序的通信协议提供了多种调用。这些调用分为4类。

•证书调用

・安全通道建立调用

・数据安全传输调用

・GSS-API的数据结构——令牌格式

•初始通道令牌

•后续通道令牌

•数据消息令牌

・消息封装令牌

・D6.4.2Kerberos认证系统

•Kerberos的组成

・Kerberos（KBS）的特点

•利用对称密码体制:身份认证或客户/服务器之间数据传输的加密都是采用对称密钥。

・跨域管理（Realm）建立安全通道：Kerberos可以在不同的管理域进立安全通道,

跨越安全传输数据。

・新人第三方KDCiKerberos认证建立在通信双方都信任的第三方KDC基础之上。

・Kerberos认证系统的组成与功能

・客户或客户进程C

・应用服务器（进程）S

・密钥分发中心（KDC）

•Kerberos证书与票据

.证书：在Kerberos认证系统中，证书是一个票据加一个密钥，这个密钥是在认证

中成功使用票据所必需的。

•京菇•

•认证器：

・Kerberosv5认证消息

•客户与KDC之间得认证消息

•客户与认证服务器之间的认证消息

・客户C与票据批准服务器（TGS）之间认证消息

・客户C与应用服务器S之间认证

•KBP_AP_REQ请求消息

・KBP_AP_REQ响应消息

・加密与数据传输消息

•安全数据传输消息

•加密数据传输消息

・Q6.5访问控制与授权

•口651访问控制

・一般问题

・访问控制矩阵

•访问控制列表(AssessControlList,ACL)

•权能(C叩ability)

•保护域

利用保护域可以进一步减少ACL或权能。

•口652访问授权

・授权证书

•证书颁发者(Issuer)

•证书持有者(Subject)

•权限传递(Delegation)

•具体权限(Authorization)

•有(Validitydatas)

•委托(Delegation)

•□第7章网络存储技术

・07.1存储设备接入标准

.07.1.1SCSI结构模型

•SCSI的组成

・SCSI域

•启动器(Initiator)

•目标器(Target)

•任务分发系统

•SCSI接口总线

・D7.1.2SCSI命令集

•命令格式

•操作码

・LUN

・逻辑块地址

・逻辑块数

・控制字节

•状态

命令被目标器执行后将进入状态阶段。

・口7.1.3SCSI消息系统

・消息系统的目的

・消息格式

・消息分类

•链路断开(Disconnect)

•修改数据指针(ModifyDataPointer)

•保存数据支指针(SaveDataPointer)

•恢复指针(RestorePointer)

•消息拒绝(MessageReject)

•宽数据传输(WideDataTransferRequest)

•指认消息(Identify)

•任务完成(TaskComplete)

•无操作消息(NoOperation)

・Q7.1.4SCSI彳锈雷里

・任务属性

・ACA任务

・队列头任务

・定序任务

•简单任务

•链接命令完成

・任务管理

・中止任务(AbortTask)

•中止任务集(AbortTaskSet)

・清除ACA(ClearACA)

•目标器复位(TargetReset)

•逻辑单元复位(LogicalUnitReset)

・D7.2光通道技术

•D7.2.1光通道协议层

・FC-0层

•FC-1层

・FC-2层

信令协议层

・FC-3层

公共服务层

・FC-4层

高层协议的映射层。

・D7.2.2光通道拓扑结构

・光通道拓扑

•点对点拓扑(PointtoPoint)

•仲裁环拓扑(ArbitratedLoop)

•交换式拓扑(SwitchedFabric)

•端点与端口

•端点(Node)

・端口(Port)

・链路(Link)

・世界名与端口标识符

・世界范围名(WorldWideName,WWN)

•端口标识符

・Q7.2.3光通道信息单元

・SCSI映射

•光通道帧结构

・帧限定符

•帧起始限定符(SOF)

・帧结束限定符(EOF)

•帧头部

・帧类型及内容/控制字段R_CTL

・目标器端口标识符DJD

•启动器端口标识符SJD

・帧协议类型字段Type

・帧控制字段F_CTL

•序列标识符SEQ.ID

・数据场控制字段DF_CTL

・序列计数SEQ_CNT

•交换发起者标识符OX」D

•参数字段Parameter

•帧载荷

・循环冗余校验码(CRC)

・信息单元类型

•命令/任务管理信息单元(FCP/CMND)

・逻辑单元号(FCP_LUN)

•命令参数号(CommandReferenceNumber,CRN)

・任务属性

・任务WS标记

•读数据与写数据(DRW)

•命令描述块(FCP_CDB)

・附加命令描述块(FCP_ACDB)

»数据长度(FCP_DL)

•

・数据描述信息单元(FCP_XFER_RSP)

»数据相对位移(FCP_DATA_RO)

・数据突发长度(FCP_BURST_LEN)

・数据信息单元(FCP_DATA)

・命令响应(状态)信息单元(FCP_RSP)

・控制字节CTL

•确认请求位

•剩余数下溢位

•剩余数上溢位

・检测长度有效位

・响应长度有效位

・SCSI状态码

•剩余数FCP_RESID

•检测信息长度FCP_SNS_LEN

•响应信息长度FCP.RSP.LEN

•检测信息FCP_SNS-INFO

•响应信息FCP_RSP-INFO

•响应确认信息单元(FCP_CONF)

•光通道信息交换事例

・FCP读操作

・FCP写操作

•FCP任务管理

・07.2.4光通道链路服务

•定序集

•基本链路服务

・扩展链路服务

・进程登录与去登录

・进程登录PRLI与去登录PRLO载荷

・进程登录与去登录应答

・D7.3附网存储器存储域网

・D7.3.1存储域网

・SAN适用于

・任务关键数据库应用。

•实现集中管理。

•高可用性和高可靠性。

・改善容灾与恢复。

・D7.3.2附网存储

・NSA适用于

•共享文件服务。

•易于部署。

•共用企业网影响性能。

・难于综合^用NAS装置。

・D7.4基于IP的存储域网

•Q7.4.1iSCSI

•iSCSI的优势在于

・提供高度的互操作性，使用常规的Ethernet网卡和交换器，减少了特殊设备的需要。

・企业IP人员熟悉IP标准，降低了安装与维护成本。

・Internet实现全球传输,SAN部署不受距离的限制。

•利用IP安全机制，容易实现加密和身份认证。

・iSCSI协议层次

・iSCSI概念

・iSCSI端口

•iSCSI任务

・iSCSI连接与对话

・iSCSI协议数据单元

・iSCSI中的排序与编号

・iSCSI登录（Login）

・登录阶段的请求和响应序列是

•登录初次请求；

・登录部分响应（可选项）；

・更多的登录请求和响应（可选项）；

•登录最终响应。

・建立会话与连接

•协商安全机制

・协商操作参数

•去登录（Logout）

•iSCSI协议数据单元格式

・协议数据单元一般格式

•基本头部段（BHS）

•操作码（Opcode）

・操作码特定字段

・附加头部段总长度AHS_LEN

•数据段长度DF_LEN

•LUN/操作码特定字段

・启动器任务标记（ITT）

•附加头部段（AHS）

•附加头部段长度（AHS,LEN）

・AHS类型

•数据段（DS）

・头部摘要（HD）和数据摘要（DD）

•iSCSI协议数据单元

・SCSI命令协议数据单元

・操作码字段0P

・控制字段CTL

・命令序号ComSN:确保在一个会话的多个连接上）|质序分送命令。

•期望状态序号ExpStatSN

•明年描述块（CDB）:16个字节是sSCSI的命令描述块。

・SCSI响应协议数据单元

•操作码字段0P

・控制字段CTL

•响应码

・状态字段

・数据段（DF）

•状态序号StatSN

・期望的命令序号ExpCmdSN

•命令序号MaxCmdSN

・数据移动层协议族iWARP

・D7.4.2IP网承载光通道FCIP

•FQP协议模型

・FC/FCIP实体对

・FCIP链路

・FCIP数据帧

・封装协议

・封装版本

•协议P标记

•标记

・时间戳

・FCIP帧长度

・FCIP头部CRC

・FCIP链路建立pl96

・FQP特殊帧

•源FC交换拓扑实体世界名

・源FC/FCIP实体对标识符

•连接暂停（随机数）

•连接使用标记和连接使用码

・目标FC交换拓扑实体世界名

・K_A_TOV

・FQP链路建立与初始化

.□第8章多副本一致性.DSM

・Q8.1一致性模型

・口8.1.1数据为中心的一致性模型

所谓以数据为中心一致性，就是多个进程并发访问同一个共享数据存储时，保持共享数据存储的

一致性。

•严格一致性

•顺序一致性

・因果一致性

•FIFO一致性

•弱一致性

•释放一致性

•入口一致性

•D8.1.2客户为中心的一致性模型

・单调读

・单调写

•写后读

・读后写

・08.2分发协议

•口821副本分置

•永久副本

・服务器启动的副本

・客户启动的副本

・08.2.2更新传播

・状态与集作

数据更新传播可以是三类信息

•传播更新通知

•传播更新数据

•传播更新操作

・拉协议与推协议

・租赁

•组播和单播

・D8.3一致性协议

・D8.3.1主-从副本协议

・远程单副本协议

•远程主副本协议

・迁移读/写协议

・迁移主副本写协议

.Q8.3.2复制写协议

・主动复制

有两种办法可以实现相同顺序的副本更新。

・带时间戳的原子组播

•中央定序器

・基于法定数量的协议

.口833高速缓存相关性协议

・口8.4分布式共享存储器

・D8.4.1分布式共享存储器的问题

・目的与结构

•同步

•修改选择与一致性

•写-修改方式

•写-无效方式

・粒度与假共享

・D8.4.2基于页面的分布式共享存储器

・系统模型

・数据结构

•页面号：表示DSM的页面

•锁：对本节点的进程请求页面进行同步，即一个页面一次只能由一个进程请求。

・访问模式：规定页面是无操作（nil）、只读操作或者读-写操作。

・页面的拥有关系:表示页面的副本是否为该页面的拥有者。

・DSM运行时系统

•读写操作与顺序一致性

•副本拥有者和副本集

Li和Hudak于1989年提出了4种解决方案：集中管理算法、固定分布管理算法、广播分

布管理算法和动态分布管理算法。

•集中管理算法

在某台机器DSM中间件设置一个管理器

・锁：对不同节点的页面请求进行同步，一次只能有一个节点访问信息表的一个表项。

・副本集：表示当前该页面进行读操作的副本数，页面拥有者根据这个副本集包含的

副本发送多播写-无效信息。

•当前拥有者：指出当前哪个节点是页面的拥有者。

・固定分布管理算法

这种算法有多个管理器，固定分布在多个节点上。

・广播分布管理算法

避免集中管理信息表的一种明显办法是用广播机制。

•动态分布管理算法

动态分布管理算法的核心是每个节点的页面表跟踪每个页面的拥有者。

•页面替换

・D8.4.3共享变量的分布式共享存储器

・系统结构

•变量目录p227

•锁(lock)

・起始地址和长度