第9章网络操作系统与分布式操作系统课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,计算机操作系统教程（第,2,版）,第九章:网络与分布式操作系统,计算机网络,通信与协议,网络服务,计算模型,分布协同,事件排序,互斥,死锁,进程同步与进程通讯,分布式资源管理,分布式文件系统,1,第九章:网络与分布式操作系统计算机网络1,动机,资源共享,远程共享和打印文件,在分布式据库中处理信息,使用远程指定硬件设备,计算加速,for one task,multiple processes of threads scattered on multiple nodes,负载平衡,多任务，进程迁移,提高可靠性,detect and recover from site failure,function transfer,reintegrate failed site,通讯,消息传递,2,动机资源共享2,9,.1,计算机网络,网络的概念,网络的组成,网络的分类,网络的拓扑,3,9.1 计算机网络网络的概念 3,概念与组成,计算机网络,利用通讯设备和通讯线路将地理上分散而且具有相对独立功能的多个计算机系统按照某种原则相互连接在一起构成的计算机体系,.,组成,站点计算机,通讯处理机,通讯用线路,4,概念与组成计算机网络4,总体结构,网络,磁盘,磁盘,处理机,内存,结点,2,结点,N,磁盘,磁盘,处理机,内存,磁盘,磁盘,处理机,内存,结点1,磁盘,磁盘,处理机,内存,结点,3,(1),无共用存储器,(2)无全局系统时钟,5,总体结构 网络磁盘磁盘处理机结点2结点N磁盘磁盘处理机磁盘,结点类型,主机(,IBM3090,等.),应用实例:,航班预定,银行系统,大量附属磁盘,工作站(,Sun,Apollo,Microvax,RISC6000,等.),应用实例,:,计算机辅助设计,办公信息系统,私人数据库,0，1，2,个中的容量磁盘,6,结点类型主机(IBM3090,等.)6,结点类型(续.),个人计算机,应用实例:,办公信息系统,小型私人数据库,0,个或者1个小型磁盘,7,结点类型(续.)个人计算机7,9.1.2,网络类型,局域网(,LAN),通常覆盖较小的地理区域,.,总线型,环形,或者星形网络,.,速度,10 兆/秒,或者更高,.,传输速度快，成本低.,结点:,通常的工作站 和,/,或 个人电脑,少量(通常一到两个,),主机.,8,9.1.2 网络类型局域网(LAN)通常覆盖较小的地理,网络类型 (续,.),典型局域网描述:,9,网络类型 (续.)典型局域网描述:9,网络类型 (续,.),广域网络,(WAN),连接地理区域 分散的结点.,通过远距离线路的 点对点连接(通过租赁电话公司线路,).,速度,100 千比特/秒,.,传播通常需要多重信息.,结点:,通常主机的比例比较高,10,网络类型 (续.)广域网络(WAN)连接地理区域,两类分布式操作系统,网络操作系统,远程登陆,telnet cs.utexas.edu,远程文件传输,ftp cs.utexas.edu,get,put,ls,cd,.,分布式操作系统,数据迁移,计算迁移,作业迁移,(,负载平衡,),11,两类分布式操作系统网络操作系统11,9.1.4,网络的拓扑,网络系统中的各个站点在物理上可以采用不同的方式联结在一起,评估和比较标准：,基本成本,：,将系统中各站点联结起来所花费的代价如何？,通讯成本：把一个信息由站点,A,传送到站点,B,有多长距离？,可靠性：如果一个通讯链或一个站点失效，是否影响其余站点之间的通讯,?,12,9.1.4 网络的拓扑 网络系统中的各个站点在物理上可以采用,1.全连通结构,2,.,部分连通结构,A,E,D,C,B,A,E,D,C,B,13,1.全连通结构 2.部分连通结构AE D C BAE D,4.星型结构,3.树形结构,B,C,F,E,A,D,A,E,D,C,B,F,14,4.星型结构3.树形结构 BC F E ADAE D C,5.环形结构,：,(a),单向,.(b),双向,(,a),(,b),15,5.环形结构：(a)单向.(b)双向,6.总线型结构,:(a),直总线,.(b),环总线,.,(,b),(,a),16,6.总线型结构:(a)直总线.(b)环总线.(,9.2,通讯与协议,ISO/OSI,模型,17,9.2 通讯与协议 ISO/OSI 模型 17,9.3,网络服务,远程登录,telnet ,远程文件传输,ftp remote_host_name,18,9.3 网络服务 远程登录 18,9.4,计算模型,数据迁移,结点,B,需要结点,A,的文件，,两种数据传送方式,整个文件都传送,将文件的一部分传送,计算迁移,结点,B,需要结点,A,的文件，,两种数据传送方式,执行一个远程过程调用,调用一个对所需文件进行适当计算的过程，然后将结果发送给进程。,发一个消息到站点,A，,由,A,的,操作系统创建一个执行所指定任务的代理进程，然后通过消息系统将结果返回,19,9.4 计算模型 数据迁移 19,9.4,计算模型,(,续.),作业迁移,负载平衡,作业或作业步可以在网络上分布以均衡工作负载,计算加速,作业划分为若干个在不同站点处并行执行的步骤,硬件优选,有些作业只适合于在专用处理机上运行,软件优选,有的作业需要某些站点处的特别软件,20,9.4 计算模型(续.)作业迁移 20,进程迁移,将正运行于某一站点上的进程迁移到另一站点,进程迁移的目的,动态负载平衡,减少通讯开销,利用特定资源,进程迁移涉及的内容,进程地址空间,进程控制结构,环境信息,21,进程迁移 21,线程迁移,进程,(,线程,),迁移,核心,PCB,TCB,P1,P3,P2,P4,核心,PCB,TCB,P1,P2,站点,S,站点,D,(,b),迁移前,22,线程迁移 核心 PCBTCB P1P3 P2 P4核心 P,核心,PCB,TCB,P1,P3,P2,P4,核心,PCB,TCB,P1,P2,P3,站点,S,站点,D,(,b),迁移后,23,核心 PCBTCB P1P3 P2 P4核心 PCBTC,