分布式系统与计算机网络

分布式系统与计算机网络

1.分布式系统

1.1分布式系统的特点及定义：

  与顺序计算相比，并行的、并发的和分布式的计算包括了多个PE间的集体协同动作。这些术语在范围上相互覆盖，有时候也交换使用。定义如下：

  （1）并行：表示同一个动作可以按同一次序同时进行。单指令流，多数据流（SIMD）计算机就是一个使用多个数据处理单元在许多数据项上同时进行相同或者相似操作的例子。

  （2）并发：表示某个动作可以任意次序执行。例如。在多指令流，多数据流（MIMD）并行计算机上进行部分独立的操作。

  （3）分布式：若一个系统的部件在不同的地方，部件之间要么不存在，或者仅存在有限的合作，或者存在紧密的合作，则该系统是分散式的系统。当系统分散式系统不存在或者仅存在有限的合作时，它就被称为网络系统；否则它就被称为分布式系统，表示在不同地方的部件之间存在紧密的合作。如果一个系统具有多个PE、硬件连接、PE故障无关、共享状态等特征，他就是一个分布式系统。

 1.2 分布式系统的要求的属性：

 （1）       进程数目任意，每个进程也被称做一个逻辑资源。

 （2）       PE数目任意，每个PE也被称作一个物理资源。

 （3）       基于消息的传递的通信，这提供了合作式消息传递方式。

 （4）       进程间合作，或者说多个进程用于协同解决同一个任务而不是几个独立的任务。

 （5）       通信延迟，两个PE间的通信延迟不能忽略。

 （6）       故障独立，没有任何的单个逻辑或者物理的资源故障会导致整个的系统的瘫痪。

 （7）       故障化解，系统没有提供在资源故障的情况下重新配置系统拓扑和资源分配的手段。

   计算机网络（局域网，城域网和广域网）不是分布式网络，在分布式系统中，一系列为了解决同一个问题而合作的进程运行在不同的PE上，用户可能知道或不可能知道这些进程的位置。在工作站模式（C/S）模式中，通过区分本地进程和远程进程，用户可能知道进程的位置，系统通过支持进程迁移可在不同的PE间共享CPU周期。

2.互联网络

  互联网络是并行、分布式系统中处理机连接在一起的一整套通信链路、总线或者交换机。

一个互联网络的拓扑可以是静态的或者动态的；

典型的几种静态网络：

  A.全连接型网络

  B.直线型网络或者环形网络

  C.网格

  D..弦环网络

  E.Barrel Shifter网络

  F..树形和星型

 G.超立方形

3.分布式系统和计算机网络的比较：

  分布式系统和计算机网络系统的共同点是：多数分布式系统是建立在计算机网络之上的，所以分布式系统与计算机网络在物理结构上是基本相同的。

  他们的区别在于：分布式操作系统的设计思想和网络操作系统是不同的，这决定了他们在结构、工作方式和功能上也不同。

  网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时首先必须了解网络资源，网络用户必须知道网络中各个计算机的功能与配置、软件资源、网络文件结构等情况，在网络中如果用户要读一个共享文件时，用户必须知道这个文件放在哪一台计算机的哪一个目录下；分布式操作系统是以全局方式管理系统资源的，它可以为用户任意调度网络资源，并且调度过程是“透明”的。当用户提交一个作业时，分布式操作系统能够根据需要在系统中选择最合适的处理器，将用户的作业提交到该处理程序，在处理器完成作业后，将结果传给用户。在这个过程中，用户并不会意识到有多个处理器的存在，这个系统就像是一个处理器一样。

4.分布式网络结构和集中式网络结构比较

分布式网络结构和集中式网络结构比较下优点：

(1)电缆长度短，连线容易。因为任何一个想到入网的计算设备只需就近连入网络，而不必直接连到中央节点。

(2)可靠性高。网状拓扑结构保证了冗余度，因为在任何两个节点之间至少有两条链路，所以一个站点失效或者一条链路中断时，网络其他站点的通信不受影响。

(3)易于扩充。增加新的站点(site)，只需在网络的任何点将其接入。

分布式网络结构也存在以下缺点：

(1)建网复杂。网络难于管理。

(2)故障诊断困难。分布式结构的网络不是集中控制，故障检测只能逐个检查各个站点。

(3)需要更多的网络技术人员和管理人员。因为各个站点彼此分散，而且每个站点的维护、管理工作都不简单；需要配备网络专业技术人员定期进行维护，有必要的话还需专职人员进行日常维护和管理。

5.分布式的应用：

  分布式系统被用在许多不同类型的应用中。以下我们列出了一些应用。对这些应用而言，使用分布式系统要比其他体系结构如处理机和共享存储器多处理机更优越：

5.1并行和高性能应用

  原则上，并行应用也可以在共享存储器多处理机上运行，但共享存储器系统不能很好地扩大规模以包括大量的处理机。HPCC（高性能计算和通信）应用一般需要一个可伸缩的设计，这种设计取决于分布式处理。

5.2容错应用

   因为每个P E是自治的，所以分布式系统更加可靠。一个单元或资源（软件或硬件）的故障不影响其他资源的正常功能。

5.3固有的分布式应用

   许多应用是固有分布式的。这些应用是突发模式（burstmode）而非批量模式（bulk mode）。这方面的实例有事务处理和Internet Javad,程序。

  这些应用的性能取决于吞吐量（事务响应时间或每秒完成的事务数）而不是一般多处理机所用的执行时间。

  对于一组用户而言， 分布式系统有一个特别的应用称为计算机支持的协同工作（ComputerSupported Cooperative Working，CSCW）或群件（groupware）， 支持用户协同工作。另一个应用是分布式会议，即通过物理的分布式网络进行电子会议。同样，多媒体远程教学也是一个类似的应用。

  由于在不同的平台上如：Pc、工作站、局域网和广域网上可获得非常多样的应用，用户希望能超出他fliP c的限制以获得更广泛的特实用、功能和性能。不同网络和环境（包括分布式系统环境）下的q 操作性变得越来越重要。为了达到互操作性，用户需要一个标准的分布式计算环境，在这个环境里，所有系统和资源都可用。

   DCE（分布式计算环境）是OSF（开放系统基金会）开发的分布式计算技术的工业标准集。它提供保护和控制对数据访问的安全服务、容易寻找分布式资源的名字服务、以及高度可伸缩的模型用于组织极为分散的用户、服务和数据。D C E可在所有主要的计算平台上运行， 并设计成支持异型硬件和软件环境下的分布式应用。

   DCE已经被包括TRANSVARL在内的一些实现。TRANSVARL是最早的多厂商组（multi vendor team）的成员之一，它提出的建议已成为DCE体系结构的基础。在中可以找到利用DCE开发分布式应用的指南。具有标准接口和协议的系统也叫做开放系统。

   一些其它标准基于一个特别的模型，比如CORBA（公用对象请求代理程序体系结构），它是由OMG （对象管理组）和多计算机厂商联盟开发的一个标准。CORBA使用面向对象模型实现分布式系统中的透明服务请求。

    工业界有自己的标准，比如微软的分布式构件对象模型（DCOM）和Sun Microsystem公司的Java Beans。

   推荐文章：网站的分布式架构：http://www.alibuybuy.com/posts/81675.html