(2016) Ответы (1162879), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Пусть сообщение «ВЫБОРЫ» занимает 1 байт.Под номер процесса тоже отведем 1 байт для простоты.Процесс 0 отправляет процессу 1 «ВЫБОРЫ» + свой номер. Процесс 1 добавляет кполученному сообщению свой номер, и отправляет процессу 2 и т.д. Для полногопрохождения круга надо отправить 16 сообщений.

Размер сообщения с каждым разомбудет расти на 1 байт, и составит арифметическую прогрессию 2, 3, …, 17. Один круг«ВЫБОРОВ» займет T1=(Ts+2*Tb)+(Ts+3*Tb)+…+(Ts+17*Tb)=16*Ts+152*Tb. Послеэтого процесс 0 найдет себя в списке, обнаружит, что круг пройден, выберетмаксимальный номер среди номеров процессов (в данном случае 15), сформулируетсообщение «КООРДИНАТОР» + список 16 работающих процессов, и отправит процессу1. Номер координатора отдельно не передается, им будет процесс с наибольшим номеромв списке.

Процесс 1 в свою очередь отправляет процессу 2, и т.д. Под «КООРДИНАТОР»отведем 1 байт для простоты. Тогда размер сообщения будет 17 байт. Для полногопрохождения круга потребуется 16 сообщений. Это займет T2=16*(Ts+17*Tb).Ответ: Общее время Т=Т1+Т2=32*Ts+424*Tb=3624.Тема-51.Какие принципиальные решения приходится принимать при обеспечениифайлового сервиса?Файловый сервис – это то, что файловая система предоставляет своим клиентам, т.е.интерфейс с файловой системой.● Первый фундаментальный вопрос – ​что такое файл? Большинствораспределенных систем базируются на использовании среды UNIX и MS-DOS,поэтому они используют соответствующее понятие файла: это неинтерпретируемая последовательность байтов.

Файл может иметь ​атрибуты.Обычно файлы могут ​модифицироваться после создания, но есть и системы снеизменяемыми файлами.● Модель ​загрузки/разгрузки или модель ​удаленного доступа? В первом случаефайл передается между клиентом (памятью или дисками) и сервером целиком, а вовтором файл сервис обеспечивает множество операций (открытие, закрытие,чтение и запись части файла, сдвиг указателя, проверку и изменение атрибутов, ит.п.). Первый подход требует большого объема памяти у клиента, затрат наперемещение ненужных частей файла. При втором подходе файловая системафункционирует на сервере, клиент может не иметь дисков и большого объемапамяти.● Есть ли разница между клиентами и серверами? Имеются системы, где всемашины имеют одно и то же ПО и любая машина может предоставлять файловыйсервис.

Есть системы, в которых серверы являются обычными пользовательскимипроцессами и могут быть сконфигурированы для работы на одной машине склиентами или на разных. Есть системы, в которых клиенты и серверы являютсяфундаментально разными машинами с точки зрения аппаратуры или ПО (требуютразличных ОС, например).● Должны ли файловый сервер и сервер директорий быть отдельнымисерверами или быть объединенными в один сервер? Разделение позволяетиметь разные серверы директорий (UNIX, MS-DOS) и один файловый сервер.Объединение позволяет сократить коммуникационные издержки.● Должны ли серверы хранить информацию о клиентах.

См. вопрос про сервер ссостоянием.2.Интерфейс сервера директорий.Обеспечивает операции создания и удаления директорий, именования ипереименования файлов, перемещение файлов из одной директории в другую.Определяет алфавит и синтаксис имен. Для спецификации ​типа информации в файлеиспользуется часть имени (расширение) либо явный атрибут.Все распределенные системы позволяют директориям содержать поддиректории –такая файловая система называется ​иерархической. Некоторые системы позволяютсоздавать указатели или ссылки на произвольные директории, которые можно помещать вдиректорию. При этом можно строить не только деревья, но и произвольные графы(разница между ними очень важна для распределенных систем, поскольку в случае графаудаление связи может привести к появлению недостижимых поддеревьев. Обнаруживатьтакие поддеревья в распределенных системах очень трудно).Ключевое решение при конструировании распределенной файловой системы –должны или не должны машины (или процессы) одинаково видеть иерархию директорий.Тесно связано с этим решением наличие единой корневой директории (можно иметьтакую директорию с поддиректориями для каждого сервера).Различают две формы ​прозрачности именования – прозрачность расположения(/server/d1/f1) и прозрачность миграции (когда изменение расположения файла не требуетизменения имени).Имеются три подхода к именованию:● машина + путь;● монтирование удаленных файловых систем в локальную иерархию файлов;● единственное пространство имен, которое выглядит одинаково на всех машинах.Последний подход необходим для достижения того, чтобы распределенная системавыглядела как единый компьютер.Большинство систем используют ту или иную форму ​двухуровневого именования​.Файлы (и другие объекты) имеют символические имена для пользователей, но могуттакже иметь внутренние двоичные имена для использования самой системой.

Например, воперации открыть файл пользователь задает символическое имя, а в ответ получаетдвоичное имя, которое и использует во всех других операциях с данным файлом.Способы формирования двоичных имен различаются в разных системах:● имя может указывать на сервер и файл;● в качестве двоичных имен при просмотре символьных имен возвращаютсямандаты, содержащие помимо прав доступа либо физический номер машины ссервером, либо сетевой адрес сервера, а также номер файла.В ответ на символьное имя некоторые системы могут возвращать несколько двоичныхимён (для файла и его дублей), что позволяет повысить надежность работы с файлом.3.Семантика разделения файлов.● UNIX-семантика – естественная семантика однопроцессорной ЭВМ – если заоперацией записи следует чтение, то результат определяется последней изпредшествующих операций записи. В распределенной системе такой семантикидостичь легко только в том случае, когда имеется один файл-сервер, а клиенты неимеют кэшей.

При наличии кэшей семантика нарушается. Надо либо сразу всеизменения в кэшах отражать в файлах, либо менять семантику разделения файлов.Еще одна проблема – трудно сохранить семантику общего указателя файла (вUNIX он общий для открывшего файл процесса и его дочерних процессов) – дляпроцессов на разных ЭВМ трудно иметь общий указатель.● Неизменяемые файлы – очень радикальный подход к изменению семантикиразделения файлов. Только две операции – создать и читать.

Можно заменитьновым файлом старый – т.е. можно менять директории. Если один процесс читаетфайл, а другой его подменяет, то можно позволить первому процессу доработать состарым файлом, в то время как другие процессы могут уже работать с новым.● Семантика сессий ​– изменения открытого файла видны только тому процессу (илимашине), который производит эти изменения, а лишь после закрытия файластановятся видны другим процессам (или машинам). Что происходит, если двапроцесса одновременно работали с одним файлом – либо результат будетопределяться процессом, последним закрывшим файл, либо можно толькоутверждать, что один из двух вариантов файла станет текущим.● Транзакции ​– процесс выдает операцию «НАЧАЛО ТРАНЗАКЦИИ», сообщая темсамым, что последующие операции должны выполняться без вмешательствадругих процессов.

Затем выдает последовательность чтений и записей,заканчивающуюся операцией «КОНЕЦ ТРАНЗАКЦИИ». Если несколькотранзакций стартуют в одно и то же время, то система гарантирует, что результатбудет таким, каким бы он был в случае последовательного выполнения транзакций(в неопределенном порядке). Пример – банковские операции.4.Серверы с состоянием и без состояния. Достоинства и недостатки.Серверы с состоянием ​- серверы, которые хранят информацию о клиенте (например,таблицу открытых файлов, номер последнего запроса и т.д.)Достоинства:● короче сообщения (двоичные имена используют таблицу открытых файлов).● выше эффективность (информация об открытых файлах может храниться воперативной памяти).● блоки информации могут читаться с упреждением.● убедиться в достоверности запроса легче, если есть состояние (например, хранитьномер последнего запроса).● возможна операция захвата файла.● вопрос об актуальности кэша решается в момент корректировки данных, нетпроблемы консистентности кэша.Недостатки:● накладные расходы на хранение информации об открытых файлах, на поддержаниеактуальности кэша.Серверы без состояния.Достоинства:● устойчивость к ошибкам.● не требуется операций ОТКРЫТЬ/ЗАКРЫТЬ.● не требуется память для таблиц.● нет ограничений на число открытых файлов.● нет проблем при крахе клиента.Недостатки:● проблема захвата файла (но она решаемая).● основная проблема – трудно работать с кэшем; если сервер знает, кому послатьизвещение об изменении данных, это эффективнее, иначе каждый раз при чтениидолжна проверяться актуальность кэша, смысл кэша вообще теряется.5.Алгоритмы обеспечения консистентности кэшей в распределенных файловыхсистемах.● Алгоритм со сквозной записью.

Необходимость проверки, не устарела лиинформация в кэше. Запись вызывает коммуникационные расходы (MS-DOS).● Алгоритм с отложенной записью. Через регулярные промежутки времени всемодифицированные блоки пишутся в файл. Эффективность выше, но семантиканепонятна пользователю (UNIX).● Алгоритм записи в файл при закрытии файла. Реализует семантику сессий. Ненамного хуже случая, когда два процесса на одной ЭВМ открывают файл, читаютего, модифицируют в своей памяти и пишут назад в файл.● Алгоритм централизованного управления.

Можно выдержать семантику UNIX,но это неэффективно, ненадежно и плохо масштабируется.6.Способы организации размножения файлов и коррекции копий.Система может предоставлять такой сервис, как поддержание для указанных файловнескольких копий на различных серверах. Главные цели:1) Повысить надежность.2) Повысить доступность (крах одного сервера не вызывает недоступностьразмноженных файлов).3) Распределить нагрузку на несколько серверов.Имеются три схемы реализации размножения:a) Явное размножение (непрозрачно).

В ответ на открытие файла пользователювыдаются несколько двоичных имен, которые он должен использовать для явногодублирования операций с файлами.b) «Ленивое» размножение. Сначала копия создается на одном сервере, а затем он самавтоматически создает (в свободное время) дополнительные копии и обеспечиваетих поддержание.c) Симметричное размножение. Все операции одновременно вызываются внескольких серверах и одновременно выполняются.Протоколы коррекции.Просто посылка сообщений с операцией коррекции каждой копии является не оченьхорошим решением, поскольку в случае аварий некоторые копии могут остаться нескорректированными.

Имеются три алгоритма, которые решают эту проблему.1) Метод размножения главной копии. Один сервер объявляется главным, аостальные – подчиненными. Все изменения файла посылаются главному серверу.Он сначала корректирует свою локальную копию, а затем рассылает подчиненнымсерверам указания о коррекции. Чтение файла может выполнять любой сервер. Длязащиты от рассогласования копий в случае краха главного сервера до завершенияим рассылки всех указаний о коррекции, главный сервер до выполнения коррекциисвоей копии запоминает в стабильной памяти задание на коррекцию.

Слабость –выход из строя главного сервера не позволяет выполнять коррекции.2) Метод одновременной коррекции всех копий. Все изменения файла посылаются(используя надежные и неделимые широковещательные рассылки) всем серверам.Чтение файла может выполнять любой сервер.3) Метод голосования. Идея – запрашивать чтение и запись файла у многих серверов(запись – у всех!).

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)