В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 135
Текст из файла (страница 135)
Обсуждение этого вопроса со ссылками на другие источники можно найти в 1ЕБК19О). Производительность обмена информацией. Процессы, интенсивно обменивающиеся информацией, можно перенести на один узел, чтобы снизить стоимость передачи данных и длительность взаимодействия. Кроме того, если процесс выполняет анализ данных, которые находятся в файле нли наборе Файлов, размер которого превышает размер процесса, возможно, лучше перенести процесс к данным, а не наоборот. е Работоспособность. Может возникнуть необходимость перенести выпол няющийся в течение длительного времени процесс, чтобы избежать запла нированного простоя или отказов, о возможности возникновения которых стало известно заранее.
Если от операционной системы поступило подобное извещение, процесс, которому нужно продолжать свою работу, может либо перейти на другую систему, либо убедиться„что позже его можно будет пе резапустить на этой же системе. е Использование особых возможностей. Процесс может переместиться с це лью использования уникальных аппаратных или программных возможно стей конкретного узла. Механизмы переноса процессов Разрабатывая средство переноса процессов, следует обращать внимание на ряд вопросов, в число которых входят следующие. ° Кто должен стать инициатором переноса? ° Какая "часть" процесса должна быть перенесена? ° Что должно произойти с необработанными сообщениями и сигналами? Инициация переноса Выбор инициатора переноса зависит от предназначения переноса процессов.
Если целью является перераспределение нагрузки, то решение о необходимости переноса процесса должно приниматься модулем операционной системы, управляющим загрузкой систем. Этот модуль отвечает за вытеснение переносимых процессов или передачу им сигналов. Чтобы определить, куда нужно перенести процесс, модуль должен обмениваться информацией с подобными ему модулями из других систем и иметь возможность отслеживать загрузку этих систем. Если же целью является использование каких-то особых ресурсов, то при возникновении необходимости процесс может мигрировать самостоятельно.
В этом случае процесс должен быть осведомлен о существовании распределенной системы; в предыдущем случае работа Функции переноса процесса и существование нескольких систем могут остаться для процесса незаметными. хХто переносится Во время переноса процесса необходимо "разобрать" его в старой системе и воссоздать в новой.
Это не дублирование процесса, а его перемещение. Следовательно, необходимо перенести образ процесса, состоящий, по крайней мере, из управляющего блока. Кроме того, нужно обновить все связи, предназначенные для передачи сигналов и сообщений, между данным процессом и другими процессами. Эти требования проиллюстрированы на рис 14 1. Пр~ц~~~ З перешел с машины Б и стал процессом 4 на машине Р. Идентификаторы всех содержащихся в процессе связей (они обозначены строчными буквами) остаются прежними. Ответственность за перенос управляющего блока процесса и обновление отображения связей возлагается на операционную систему. Перенос процесса остается незамеченным как самим процессом, так и его партнерами по обмену информацией. Глава 14.
Управление распределенными процессами Машина о а) До переноса б) После переноса Рик. 14.1. Пример иеранока процекка Перенос управляющего блока процесса осуществляется просто. Сложность с точки зрения производительности представляет перенос адресного пространства процесса и открытых им Файлов. Сначала рассмотрим адресное пространство процесса, предполагая, что используется схема виртуальной памяти ~сегментация и~или разбивка на страницы). Можно рассмотреть такие стратегии [МП.0961.
° Интенсивная (полная). Во время переноса процесса перемещается все адресное пространство. Этот подход, несомненно, является самым понятным. В старой системе не остается никаких следов процесса. Однако если адрес- 'Часть 6. Распределенные системы нос пространство очень большое и процессу вряд ли понадоби итси ольша, его часть, то можно избежать его полного перемещения тем самым на по Р~~~~ды по переносу ~р~~~~~~ н Предварительное копирование. Пока процесс продолжает выполи олняться н, старом узле. его адресное пространство копируется на новый узел. С ц, торые оыли изменены на старой системе во время предвари ы, ко узел.
траян арительног копирования, нужно скопировать еще раз Такая стратегия сокращает вре мя простоя процесса, возникающего при его переносе. а Интенсивная (выборочная). Осуществляется перенос только тех странш адресного пространства, которые находятся в основной памяти и б ыли из менены. Все остальные блоки виртуального адресного пространства перено сятся только по мере необходимости.
Это сводит к минимуму передачу дан ных Однако при соблюдении такой стратегии нужно, чтобы машина, с ко торой переносится процесс, продолжала принимать участие в его работе поддерживая элементы таблицы страниц и/или сегментов а такж кже осуще ствляя удаленное предоставление страниц. е Копирование по запросу.
Эта стратегия является разновидностью предыдущей В данном случае страницы предоставляются только тогда, когда на них посту пает запрос. При этом начальные затраты на перенос процесса являются мини мальными (в пределах от десятых до сотых долей микросекунды). е Очистка. Страницы процесса удаляются из основной памяти старой маши ны и переносятся на диск. После этого доступ к ним осуществляется иепо. средственно с диска старого узла, без участия его основной памяти. 'Гакая стратегия избавляет от необходимости держать в основной памяти старогс узла какие-либо страницы переносимого процесса, освобождая занимаемый им блок памяти для других процессов.
О на д из трех последних стратегий может понадобиться в том случае, еслв 4$ процессу при работе на новой машине, скорее всего, не понадобится большая часть его адресного пространства (например, если он переносится на новую машину только на время, чтобы поработать с каким-то файлом, и скоро вернется). С д гой сто о дру стороны, если через некоторое время после переноса процесса на новук машину будет осуществлен доступ к большей части его адресного пространства.. то частичный перенос блоков адресного пространства может оказаться менее эфФективным, чем простой перенос всего адресного пространства, при котором используются первые две стратегии. Во многих ногих случаях заранее неизвестно, понадобится ли большая часть отсутств ю т у щего в основной памяти адресного пространства.
Однако если процессы разбиты на пото . н потоки и если основной единицей переноса является не процесс, а поток, то наи наиболее привлекательно выглядит стратегия, основанная на удаленной подкачке ст й ра и почти всегда отдается предпочтение, поо ки процесса остаются на старой системе и им также требуется ос п п но и остранству этого процесса.
Перенос потоков Реа лизован в операционной системе ЕтегаЫ ~ ПП 893. Лналогичн алогично можно рассматривать и перенос открытых файлов. Если первоначально и а о Файл находится в той же системе, что и переносимый процесс, и если Файл забло кирован переносимым процессом для своего исключительного исполь- ана ~4 ",управление распределмпп ми процессами звания, то имеет смысл перенести Файл вместе с процессом.
При этом возникат опасность, состоящая в том, что перенос процесса может быть лишь времен;ым, и в течение пребывания процесса на новой системе файл ему может не по~адабиться. оэто . П му возможно стоит переносить весь файл только после того, .„ак переносимыи процесс о ра обратится к нему. Если файл используется совместно с 1ругими распределенными процессами, то следует поддерживать распределенный оступ к этому Файлу без перемещения.
1ос Если разрешено использовать кэш, как это происходит в системе р ' ( 8 г1(е ~ем. эис. 13.7), то возникают дополнительные сложности. Например, если процесс этк ыл файл для записи, затем разветвился, а затем один из его дочерних процессов оказался перенесенным на другую машину, то этот файл теперь должен быть открыт для записи с двух различных узлов. В алгоритме совместимости кэшей, применяющемся в операционной системе Ярг11е, запрещено кэширование Файла, если с ним работают процессы, выполняющиеся на двух разных машинах ~ВОаа89, 1)ОПа9Ц. Сигналы и сообщения И, наконец, рассмотрим, что происходит с сигналами и сообщениями, адресованными переносимому процессу. Происходящее зависит от механизма временного хранения необработанных сигналов и сообщений, обеспечивающего их сохранность в течение процесса переноса, а затем направляющего их по новому адресу. Может возникнуть необходимость в течение некоторого времени поддерживать такой канал передачи информации, чтобы убедиться, что все необработанные сообщения и сигналы достигли цункта конечного назначения.
Сценарий переноса В качестве показательного примера самопроизвольного переноса рассмотрим средство, предоставляемое операционной системой МХ Ф р лтХ Фи мы 1ВМ 1ЮА) К891, являющейся распределенной системой 1)Х1Х. Подобное средство имеется и в операционной системе ЬОСПЯ 1РОРЕЩ, которая Фактически послужила основой для разработки системы А1Х. Кроме того, это средство было перенесено в операционную систему ОЯР/1 АВ, в которой оно получило название ТХС ~ЕАЛС931. События развиваются по такому сценарию.
1. Когда процесс решает, что ему нужно перейти на другую машину, он выбирает ее и отправляет туда сообщение об удаленном создании задания. Вместе с сообщением переносится часть образа процесса, а также информация об открытых файлах. 2. На принявшей сообщение машине процесс ядра порождает дочерний процесс, которому передается эта информация. 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
