M hnh Mng phn tn Tng quan Kin

Mô hình Mạng phân tán ØTổng quan – Kiến trúc mô hình – Các tầng trong DS – Các kiến trúc hệ thống

Kiến trúc mô hình Ø Đặc điểm – Kiến trúc mô hình là gì? Một kiến trúc mô hình của Hệ phân tán là mối quan hệ các vị trí của các thành phần và mối quan hệ giữa các thành phần này. Được đinh nghĩa như là các thành phần của hệ thống tương tác lẫn nhau và là cách chuyển truyền liệu cơ bản trong một hệ thống mạng máy tính.

Kiến trúc mô hình Ø Đặc điểm – Một hệ phân tán được hợp thành bằng các quá trình xử lý thông tin trên một hệ thống mạng. – Đầu tiên, sự phân loại được thực hiện dựa trên sự phân biệt của các kiểu xử lý: • Xử lý trên Server • Xử lý trên Client • Xử lý ngang hàng Hệ thống Client-Server Hệ thống Peer-to-Peer – Sự phân loại để phân biệt các kiến trúc của mô hình.

Kiến trúc mô hình Ø Tính chất – Ví dụ: • Mô hình Client Server – Vị trí: hai vài trò riêng biệt (1 server, nhiều client) – Mối quan hệ: server cung cấp các dịch vụ, các client tiêu thụ các dịch vụ. – Sự liên lạc: bất đối xứng client • Mô hình Peer-to-Peer server – Vị trí: có một vai trò, ngang hàng. – Mối quan hệ: tất cả đều có nhiệm vụ như nhau – Sự liên lạc: đối xứng peer

Kiến trúc mô hình Ø Tầng Software – Mỗi một mô hình sử dụng để mô tả hoặc thực thi hệ thống dựa trên một kiến trúc phần mềm được định nghĩa. – Một kiết trúc phần mềm… • . . xác định tổ chức của hệ thống phần mềm (trên một hoặc nhiều máy) • . . có thể được mô tả bởi sự phối hợp giữa các thành phần – Các tầng (ứng dụng trên tất cả hệ thống) – module (cho các hệ thống dựa trên các thành phần) – Các dịch vụ (thích hợp cho DS và SOA)

Kiến trúc mô hình Ø Tầng Software – Tại sao có các tầng? • Phá vỡ sự phức tạp • Phân giải Layer N – Các hàm, chúc năng – Các nhiệm vụ • Độ trừu tượng các tầng khác nhau • Mô hình đã kiểm chứng – TCP/IP Stack – Kiến trúc ISO/OSI Layer 1 Layer 0

Kiến trúc mô hình Ø Tầng Software – Các tầng trong DS Application & Services Middleware Operating System Computer and Network Hardware Middleware - Các mặt nạ không đồng nhất -Cung cấp sự thuận tiên cho mô hình lập trình - Tạo ra các xử lý hoặc các đối tương phân tán - Hỗ trợ liên lạc và chia sẻ tài nguyên - RPC / RMI - Thông báo sự kiện - Chia sẻ dữ liệu -Ví dụ - CORBA / Microsoft DCOM - Java RMI /. NET Remoting - Web Services - ISO/ITU-T RM-ODP Platform - Bao gồm tất cả phần cứng và HĐH - Cung cấp các dịch vụ cơ bản theo mức độ: - Xử lý thông tin liên lạc - Xử lý hợp tác và quản trị - Quản trị tài nguyên - ví dụ: - Intel x 86/Windows - Intel x 86/Solaris - Power. PC/Mac OS X, Intel x 86/MAC OS X - Intel x 86/Unix(Linux)….

Kiến trúc mô hình Ø Tầng Software – Middleware • Một tầng thông dụng để phất triển các ứng dụng dịch vụ • Thành phần cơ sở hạ tầng mà kết nối với các thành khác nhau trong hệ thống phân tán. • Ví dụ – – – Sun J 2 EE Microsof. NET IBM Web. Sphere IBM Blue. Cloud Manjrasoft Aneka Google App. Engine Cơ sở của điện toán đám mây

Kiến trúc mô hình Ø Các kiến trúc hệ thống – Middleware là một tầng xuất hiện trong tất cả các mô hình kiến trúc hiện tại. – Kiến trúc định tầng đưa ra các nhiệm vụ của các tầng khác nhau trong hệ thống. – Sự phân tán của các nhiệm vụ và các chức năng của các thành phần được đặt tại tầng middleware.

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Mô hình Client Server • Ứng dụng cho hầu hết các Hệ phân tán. • Thực thi trên diện rộng. • Dựa trên: – Hai vai trò: server và client – Liên lạc thông tin: » Bất đối xứng » request (client) – response (server) • Ví dụ – HTTP, SMTP, DNS, NNTP

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Mô hình Client Server t 4 Client t 2 Server t 1 t 3 Time t 1: request time t 2: server process time t 3: response time t 4: roundtrip time

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Client-Server • Mô hình hai tầng (Two-tier model) client server • Mô hình ba tầng (Three-tier server như một client) client server Server/client • Mô hình đa tầng (Multi-tier model) server client Server/client server

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Mô hình Peer-to-Peer • • Tất cả các xử lý thực hiện có vai trò tương tự nhau. Không có sự phân biệt giữa client và server. Phối hợp tương tác qua lại. Tránh việc tập trung Phát sinh nhiều, khó quản lý Cung cấp một cơ sở hạ tầng lớn(1000 host) Ví dụ – P 2 P File sharing (Open. NAP, e. Mule, etc. . ) – Distributed Hash tables

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Mô hình Peer-to-Peer peer peer

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Các dịch vụ được cung cấp bởi nhiều server • Mô hình Client-Server mở rộng • Một server trả lời có thể cho kết quả: – Một dãy các request-response (mô hình đa tầng) – Sự phối hợp xử lý: » Phân chia thành nhiều node » Phản hồi trên nhiều node • Ví dụ: – Truy vấn nội dung của Web page bao gồm: » Truy vấn Database. » Truy vấn các nội dung tĩnh » Truy vấn các dịch vụ

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Proxy Servers & Caches • Cache là một đơn vị lưu trữ đối tượng dữ liệu hiện tại • Proxy servers sử dụng cache để duy trì một bản sao nội dung, được đưa ra: – – Khả năng gia tăng nội dung Gia tăng thực thi các yêu cầu dịch vụ Giảm tắt nghẽn trong khi truyền dữ liệu trên diện rộng Truy cập nội dung, không truy cập dữ liệu khác (ví dụ: firewall)

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Proxy Server & Cache • Ví dụ: – Web Browser cache » web browser duy trì các bản sao của trang hiện tại trên máy. » Phiên bản của các trang được trả về cho các user khi tìm các trang giống nhau. » Các tag HTML có thể điều khiển các cached của các trang web. – Web Proxy Server

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Proxy Servers & Caches • Hoạt động lưu trữ trên Cach! 1 st Request 2 nd Request

Kiến trúc mô hình Ø Kiến trúc hệ thống – Mobile Code – Applet model Browser process space Server Client

Clients gọi đến servers

Dịch vụ được cung cấp bởi nhiều server

Web proxy server

Ứng dụng phân tán dựa trên xử lý ngang hàng

Web applets

Thin clients and compute servers Computer server Network computer or PC Thin Client network Application Process

Hệ thống mạng tự phát Music service gateway Alarm service Internet Hotel wireless network Discovery service Camera TV/PC Laptop PDA Guests devices

Bài tập 2. 1 Mô tả và minh hoạ kiến trúc mô hình Client – Server trên các ứng dụng qua Internet. (Mô tả trên các ví dụ về Web và Email). Trả lời: Web: Browser là các client của các DNS (Domain Name Server) và Web Server (HTTP). Các hệ thống Intranet được cấu hình xen vào Proxy Server thực hiện nhiều mục đích – khi chúng xác định các site giống nhau tại client, chúng sẽ giảm độ trì hoãn của mạng, và giảm các traffic trên mạng. Khi chúng xác định các site giống nhau tại server thì chúng thực thi sự bảo mật tại các điểm kiểm tra (checkpoint) và giảm load dữ liệu tại server. 27

Bài tập 2. 1 DNS BROWSER HTTP client DNS server HTTP DNS BROWSER Web server Proxy server client DNS server Web server 28

Bài tập 2. 1 Email Send message: User Agent (user email kết hợp chương trình) là các client của các SMTP cục bộ và cho phép từng message chuyển đi đến SMTP server cho việc phân phối. SMTP cục bộ sử dụng một bảng định tuyến email để xác định đường đi cho mỗi message và sau đó di chuyển message đến SMTP server tiếp theo trên tuyến đã chọn. Mỗi SMTP server như là các process và chuyển các message đi đến khi tên miền trên địa chỉ của message phù hợp với tên miền cục bộ. Các SMTP server sẽ cố gắng phân phối các message đến nơi nhận bằng cách sắp xếp trong mailbox trên đĩa hoặc trên file server. 29

Bài tập 2. 1 Sendding message Sender’s Intranet USER AGENT SM TP Recipient’s mailhost Intranet client SMTP server USER AGENT SMTP server NFS client Local file server 30

Bài tập 2. 1 Reading message: User Agent (chương trình đọc mail của user) hoặc là các client của các file server cục bộ hoặc là một client của một server phân phối email như POP, IMAP server. Trong trường hợp này, User Agent đọc các message trực tiếp từ mailbox, nơi được lưu lại trong quá trình phân phối message. Trong trường hơp khác, User agent yêu cầu thông tin về user trong mailbox từ server POP hoặc IMAP và nhận các message từ các server này và hiển thị cho các user. POP và IMAP là các giao thức thiết kế hỗ trợ cho việc truy cập mail trên diện rộng và có kết nối chậm, vì vậy các user có thể truy cập các mailbox của mình trong khi đi du lịch. 31

Bài tập 2. 1 Reading message Recipient’s mailhost Intranet POP NFS protocol USER AGENT POP Server client USER AGENT IMAP Server Local file server IMAP NFS USER AGENT client 32

Bài tập 2. 2 Trong ứng dụng đã thảo luận của bài tập 2. 1, làm cách nào các server cộng tác để cung cấp dịch vụ? Trả lời: Web server cộng tác trên Proxy server để tối thiểu các traffic và các độ trễ trên hệ thống mạng. Mail: SMTP Server không cần thiết giữ lại mail trong bảng định tuyến gửi cho các địa chỉ đích. Thay vì vậy, đơn giản là định tuyến các địa chỉ của message đến các địa chỉ chưa biết cho server khác. 33

Bài tập 2. 3 Làm thế nào để ứng dụng (trong bài tập 2. 1) có sự phân chia/ phản hồi giữa các server. Trả lời: Web: Trang Web master được giữ trong file hệ thống tại các server đơn lẻ. Thông tin ở tất cả trên web, vì vậy được phân chia giữa các web server. Mail: message được lưu trữ trong các nơi đến. Nghĩa là, dịch vụ mail chủ yếu dựa trên các phần được phân chia, mặc dù một message gửi đến nhiều người nhận nhưng được phản hồi với nhiều đích đến. 34

Bài tập 2. 4 Đề nghị vài ứng dụng dựa trên mô hình ngang hàng. Trả lời: Ứng dụng làm việc cộng tác cung cấp các xử lý ngang hàng trên mỗi user. Ứng dụng cần mô tả trạng thái tất cả các user (share whiteboard) Một nhóm người làm việc trên các tài liệu được chia sẻ, nhưng các user khác nhau truy cập các phần khác nhau hoặc có thể một user khoá một phần tài liệu và user khác không thấy được tài liệu này. 35

Bài tập 2. 5 Liệt kê các tài nguyên trên máy tính cục bộ có thể bị tấn công bởi các chương trình download từ các site và cài lên máy cục bộ. Trả lời: Các đối tượng trong file hệ thống gồm: file, thư mục mà có thể đọc/ghi/tạo/xoá bởi người sử dụng chương trình. Sự liên lạc trong hệ thống mạng Truy cập máy in. 36

Bài tập 2. 6 Những nhân tố nào tác động đến việc phản hồi của ứng dụng được truy cập chia sẻ dữ liệu quản lý bằng server? Trả lời: Khi một client truy cập lên server, nó tạo ra thao tác yêu cầu server thực thi trên một máy tính ở xa. Những điều có thể tác động: 1. Server bị overload. 2. Có độ trễ của việc gửi và nhận message. … 37

Bài tập 2. 7 Phân biệt giữa buffer và cach Trả lời: Buffer là một kỹ thuật chuyển dữ liệu từ việc gửi đến việc nhận của bộ nhớ cục bộ cho đến khi quá trình nhận được thực hiện thành công. Cach là kỹ thuật tối ưu truy cập các đối tượng dữ liệu từ xa bằng cách lưu giữ một phiên bản trên bộ nhớ cụ bộ. Việc truy cập từng phần của các đối tượng từ xa được chuyển đổi thành việc truy cập đến các thành phần tương đương của phiên bản cục bộ. Không giống như buffer, phiên bản cục bộ này được lưu giữ trên bộ nhớ cục bộ. 38

Bài tập 2. 8 Đưa ra các khuyết điểm của phần cứng và phần mềm mà có thể (không thể) bỏ qua trong việc sử dụng hệ phân tán. Trả lời: Khuyết điểm phần cứng: các xử lý. đĩa, các kết nối mạng có thể được sử dụng để thực thi nhiều máy tính, việc ghi vào hai đĩa, có hai định tuyến phân biệt trong mạng. Phần mềm: bug, các hư hỏng trong xử lý. 39