【免费】西北工业大学2022软件学院网络与分布式复习_分布式实验东华理工大学资源-CSDN文库

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2022网络与分布计算复习概览

1.熟悉分布式系统基本概念

分布式系统定义：

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（分布式

操作系统或中间件）环境下，合作执行一个共同的或不同的任务，最少依赖于集中的控制过程、数

据和硬件。

包含多个通用资源部件（物理的或逻辑的），可以动态基础上被指定给予各个特定的任务；

这些资源部件在物理上是分布的，并经过一个通信网相互作用；

有一个高级操作系统，对各个分布的资源进行统一和整体的控制；

系统对用户是透明的；

所有的资源都必须高度自治地工作而又相互配合，系统内不存在层次控制。

分布式系统特征：

一组由网络互联的、自治的计算机和资源

资源为用户所共享

可以集中控制，也可以分布控制

计算机可以同构，也可以异构

分散的地理位置

分布式故障点

没有全局时钟

大多数情况下没有共享内存

分布式系统的要求：

1. 开放性指是否能用各种方法进行扩展和重新实现新的共享资源或服务能否被加入并未各客户程序

所利用

通信标准与协议

服务通常通过接口（IDL语言）描述和访问

互操作性：何种程度协同工作

可移植性

灵活组合的

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，这样的系统被称为可扩展的

规模上可扩展

地域上可扩展

管理上可扩展

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

异构网络

异构计算机硬件

异构操作系统

一致性模型是数据存储与访问数据存储的进程之间的一种契约，遵守契约，则数据存储正确工作。

通常情况下，一个进程对一个数据项的读操作，应返回该数据项最后一次写操作的结果

没有绝对全局时钟，很难精确定义“最后一次” ，不同的方法形成不同的一致性模型。

不一致的产生

数据陈旧（这个只是暂时的）

不同副本上使用了不同的操作定序

并发访问造成冲突：读写冲突（一个写，多个读）；写写冲突（多个写），此时需要一个全局定序

以数据为中心：

多个用户并发访问共享数据存储

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

这些模型是作用于整个数据存储的一致性模型，意味着任何访问数据存储的客户都能看到根据模型

确定的操作顺序。

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

以客户（用户）为中心：

一个用户（进程）访问数据存储不同副本，如何保持数据存储副本间的一致性

单调读

单调写

写后读

读后写

3.掌握分布式互斥算法中，Ricart与Agarawala算法的原

理与临界区死锁问题

算法的重要特点是它的对称性、完全的分布式控制和对通信链路相对速度的不敏感型。

原理、过程：

1. Pi 资源请求消息Request（Ti ：Pi）发送到其他竞争该资源的进程，并将消息置于自己的请求队列

之中 Ti是时间戳

2. Pj收到Request（Ti ：Pi），按T顺序置于其消息队列

如果自己没有请求临界区，也没有在临界区执行，直接Reply

如果自己正在请求临界区，但是接收方发出的请求的时间戳大于请求消息的时间戳时，也直接

如果不是上述两种情况，也就是说，接收方收到这个请求消息之后，发现自己需要比这个请求

更早的进入临界区，那就先不对它Reply，而是记录本地的一个数组RD【pi】=1，表示延迟回

复进程pi一个请求

3. 一个进程只有在收到其他所有进程的Reply之后才能进入临界区执行。退出临界区时要按照RD数组

中的记录，将延迟的Reply发出去。

不会发生死锁。假设进程 p i p_i pi 在临界区中执行完毕，那么在它离开临界区时，会发送被延迟的

Reply信号，其他进程得到Reply信号后就满足了进入临界区的条件，便可以进入临界区执行，无死锁。

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