Э. Таненбаум, М. ван Стеен - Распределённые системы (принципы и парадигмы), страница 5

Так, при пере­сылке целого числа с рабочей станции на базе процессора Intel на Sun SPARCнеобходимо принять во внимание, что процессоры Intel оперируют с числамиформата «младший — последним» (то есть первым передается старший байт),а процессор SPARC использует формат «старший — последним» (то есть пер­вым передается младший байт).

Также в данных могут присутствовать и другиенесоответствия. Например, распределенная система может содержать компьюте­ры с различными операционными системами, каждая из которых имеет собст­венные ограничения на способ представления имен файлов. Разница в ограни­чениях на способ представления имен файлов, так же как и собственно работас ними, должны быть скрыты от пользователей и приложений.Важная группа типов прозрачности связана с местоположением ресурсов.Прозрачность местоположения {location transparency) призвана скрыть от поль­зователя, где именно физически расположен в системе нужный ему ресурс.

Важ­ную роль в реализации прозрачности местоположения играет именование. Так,прозрачность местоположения может быть достигнута путем присвоения ресур­сам только логических имен, то есть таких имен, в которых не содержится зако­дированных сведений о местоположении ресурса. Примером такого имени мо­жет быть URL: http://~wiv.prenhall.com/index.html, в котором не содержитсяникакой информации о реальном местоположении главного web-сервера изда­тельства Prentice Hall.

URL также не дает никакой информации о том, находил­ся ли файл index.html в указанном месте постоянно или оказался там недавно.О распределенных системах, в которых смена местоположения ресурсов не влияетна доступ к ним, говорят как об обеспечивающих прозрачность переноса {mig­ration transparency). Более серьезна ситуация, когда местоположение ресурсовможет измениться в процессе их использования, причем пользователь или при­ложение ничего не заметят. В этом случае говорят, что система поддерживаетпрозрачность смены местопололсения {relocation transparency).

Примером могут28Глава 1. Введениеслужить мобильные пользователи, работающие с беспроводным переноснымкомпьютером и не отключающиеся (даже временно) от сети при перемещениис места на место.Как мы увидим, репликация имеет важное значение в распределенных систе­мах. Так, ресурсы могут быть реплицированы для их лучшей доступности илиповышения их производительности путем помещения копии неподалеку от тогоместа, из которого к ней осуществляется доступ.

Прозрачность репликации {rep­lication transparency) позволяет скрыть тот факт, что существует несколько ко­пий ресурса. Для скрытия факта репликации от пользователей необходимо, чтобывсе реплики имели одно и то же имя. Соответственно, система, которая поддер­живает прозрачность репликащп^, должна поддерживать и прозрачность место­положения, поскольку иначе невозможно будет обращаться к репликам без ука­зания их истинного местоположения.Мы часто упоминаем, что главная цель распределенных систем — обеспечитьсовместное использование ресурсов. Во многих случаях совместное использова­ние ресурсов достигается посредством кооперации, например в случае коммугп!каций.

Однако существует множество примеров настоящего совместного исполь­зования ресурсов. Например, два независихмых пользователя могут сохранятьсвои файлы на одном файловом сервере или работать с одной и той же таблицейв совместно используемой базе данных. Следует отметить, что в таких случаяхни один из пользователей не имеет никакого понятия о том, что тот же ресурсзадействован другим пользователем. Это явление называется прозрачностьюпараллелыюго доступа (сопсигтепсу transparency).

Отметим, что подобный парал­лельный доступ к совместно используемому ресурсу сохраняет этот ресурс в не­противоречивом состоянии. Непротиворечивость может быть обеспечена ме­ханизмом блокР1ровок, когда пользователи, каждый по очереди, получаютисключительные права на запрашиваемый ресурс. Более изощренный вариант —использование транзакций, однако, как мы увидим в следующих главах, меха­низм транзакций в распределенных системах труднореализуем.Популярное альтернативное определение распределенных систем, принадле­жащее Лесли Лампорт (Leslie Lamport), выглядит так: «Вы понимаете, что у васесть эта штука, поскольку при поломке компьютера вам никогда не предлагаютприостановить работу».

Это определение указывает еще на одну важную сторо­ну распределенных систем: прозрачность отказов. Прозрачность отказов {failuretransparency) означает, что пользователя никогда не уведомляют о том, что ре­сурс (о котором он мог никогда и не слышать) не в состоянии правильно рабо­тать и что система далее восстановилась после этого повреждения. Маскировкасбоев — это одна из сложнейших проблем в распределенных системах и столь женеобходимая их часть. Определенные соображения по этому поводу будут при­ведены в главе 7. Основная трудность состоит в маскировке проблем, возникаю­щих в связи с невозможностью отличить неработоспособные ресурсы от ресур­сов с очень медленным доступом. Так, контактируя с перегруженным web-серве­ром, браузер выжидает положенное время, а затем сообщает о недоступностистраницы.

При этом пользователь не должен думать, что сервер и правда не ра­ботает.1.2. Задачи29Последний тип прозрачности, который обычно ассоциируется с распределен­ными системами, — это прозрачность сохранности {persistence transparency), мас­кирующая реальную (диск) или виртуальную (оперативная память) сохранностьресурсов. Так, например, многие объектно-ориентированные базы данных пре­доставляют возможность непосредственного вызова методов для сохраненныхобъектов.

За сценой в этот момент происходит следующее: сервер баз данныхсначала копирует состояние объекта с диска в оперативную память, затем вы­полняет операцию и, наконец, записывает состояние на устройство длительногохранения. Пользователь, однако, остается в неведении о том, что сервер переме­щает данные между оперативной памятью и диском. Сохранность играет важ­ную роль в распределенных системах, однако не менее важна она и для обычных(не распределенных) систем.Степень прозрачностиХотя прозрачность распределения в общем желательна для всякой распределен­ной системы, существуют ситуации, когда попытки полностью скрыть от пользо­вателя всякую распределенность не слишком разумны.

Это относится, например,к требованию присылать вам свежую электронную газету до 7 утра по местномувремени, особенно если вы находитесь на другом конце света и живете в другомчасовом поясе. Иначе ваша утренняя газета окажется совсем не той утренней га­зетой, которую вы ожидаете.Точно так же в глобальной распределенной системе, которая соединяет про­цесс в Сан-Франциско с процессом в Амстердаме, вам не удастся скрыть тот факт,что мать-пррфода не позволяет пересылать сообщения от одного процесса к дру­гому быстрее чем за примерно 35 мс.

Практика показывает, что при использова­нии компьютерных сетей на это реально требуется несколько сотен миллисе­кунд. Скорость передачи сигнала ограничивается не столько скоростью света,сколько скоростью работы промежуточных переключателей.Кроме того, существует равновесие между высокой степенью прозрачностии производительностью системы. Так, например, многие приложения, предназна­ченные для Интернета, многократно пытаются установить контакт с сервером,пока, наконец, не откажутся от этой затеи. Соответственно, попытки замаскиро­вать сбой на промежуточном сервере, вместо того чтобы попытаться работать че­рез другой сервер, замедляют всю систему.

В данном случае было бы эффектив­нее как можно быстрее прекратить эти попытки или по крайней мере позволитьпользователю прервать попытки установления контакта.Еще один пример: мы нуждаемся в том, чтобы реплики, находящиеся на раз­ных континентах, были в любой момент гарантированно идентичны. Другимисловами, если одна копия изменилась, изменения должны распространиться навсе системы до того, как они выполнят какую-либо операцию. Понятно, что оди­ночная операция обновления может в этом случае занимать до нескольких се­кунд и вряд ли возможно проделать ее незаметно для пользователей.Вывод из этих рассуждений следующий.

Достижение прозрачности распреде­ления — это разумная цель при проектировании и разработке распределенных30Глава 1. Введениесистем, но она не должна рассматриваться в отрыве от других характеристиксистемы, например производительности.1.2.3. ОткрытостьДругая важная характеристика распределенных систем — это открытость.Открытая распределенная система {open distributed system) — это система, пред­лагающая службы, вызов которых требует стандартные синтаксис и семантику.HanppiMep, в компьютерных сетях формат, содержимое и смысл посылаемых и при­нимаемых сообщений подчиняются типовым правилам.