Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, việc nghiên cứu phát triển các giải pháp kỹ thuật cơ sở cho các ứng dụng phân tán đã đạt được những thành công nhất định và thể hiện trong các công bố mới nhất
Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU A.PHẦN LÝ THUYẾT I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ KIẾN THỨC CHUNG VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN I.1 Khái niệm .4 I.2 Ưu điểm hạn chế hệ phân I.3 Vấn đề trỏ thông tin I.4 Vấn đề hệ thống nhiều .6 II SỰ GẮN BĨ THƠNG TIN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN II.1 Các điều kiện giả định thực tế II.2 Tác động giao dịch .7 II.3 Triển khai giao dịch tơn trọng gắn bó II.4 Quản lý gắn bó giao dịch III CÁC THUẬT TOÁN ĐẢM BẢO SỰ GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 10 III.1 Thuật toán cung cấp .10 III.2 Kiểu xếp đóng dấu 10 III.2.1 Nguyên lý 11 III.2.2 Triển khai hệ số ổn định 11 III.2.3 Các hành vi ngồi chế độ bình thường .11 III.3 Thuật toán đảm bảo gắn bó yếu nhờ tuần hoàn .11 III.3.1 Nguyên lý 11 III.3.2 Triển khai hệ số ổn định 12 III.3.3 Các hành vi chế độ bình thường .12 III.4 Thuật tốn đảm bảo gắn bó mạnh 12 III.4.1 Nguyên lý 12 III.4.2 Triển khai hệ số ổn định 13 III.4.3 Các hành vi ngồi chế độ bình thường 13 III.4 Phân tán biểu trạng thái chức cung cấp 14 B.PHẦN BÀI TẬP 16 I ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………….16 I.1 Giới thiệu toán……………………………………………………… 16 I.2 Cơ sở lý thuyết để giải toán….……………………………… 16 II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ …………………………………………………….19 II.1 Các trạng thái khác cần xem sét cho sao.……………… 19 II.2 Sơ đồ hoạt động thuật toán……………………… ……………… 20 II.3 Đánh giá hàm số lượng sao, số lượng thông điệp cần thiết để thực cập nhật……………………………………….21 II.4 Xử lý cố trạm……………………………………………… 22 C KẾT LUẬN………………………………………………………………………… 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO .25 GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao LỜI NÓI ĐẦU - Hiện nay, việc nghiên cứu phát triển giải pháp kỹ thuật sở cho ứng dụng phân tán đạt thành công định thể cơng bố Tuy nhiên, để có giải pháp hữu hiệu đáp ứng yêu cầu đặt việc gắn bó liệu mơi trường phân tán Internet/Intranet, địi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện giải pháp hành Vấn đề gắn bó liệu hệ thống phân tán nói chung hệ thống thơng tin đăng ký mạng nói riêng việc đăng ký tua du lịch, mua bán giao dịch thương mại điện tử, đăng ký giữ chỗ giao thông vận tải, đăng ký dự thi hệ thống thông tin đào tạo, trở thành lĩnh vực thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu lý thuyết lẫn nhà sản xuất phần mềm nhằm tìm giải pháp hữu hiệu đảm bảo tính gắn bó thơng tin sở liệu truy cập ngẫu nhiên với số lượng truy cập lớn Việc nghiên cứu, phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu mơi trường phân tán đến có số thành cơng đáng kể Trước hết, phải nói đến tích hợp hàng loạt hàm vào hệ điều hành, hệ quản trị sở liệu, ngơn ngữ lập trình với phương thức riêng rẽ hệ cho phép đảm bảo phần việc gắn bó thơng tin nói chung q trình đa truy cập thơng qua hệ thống viễn thông Việc triển khai phương pháp cho phép gắn bó liệu mơi trường phân tán điều kiện lý tưởng (khơng có cố nào) áp dụng mang lại hiệu định cho hệ thống đăng ký Tuy nhiên, trình triển khai lập trình vận hành hệ thống đăng ký, vấn đề gắn bó liệu sở liệu hệ thống bị cố đặt vấn đề quan trọng có ý nghĩa sống cịn việc phát triển tồn hệ nói chung Với lý nên phạm vi tiểu luận mình, tơi trình bày vấn đề sau: Phần Lý Thuyết Trình bày khái niệm kiến thức chung hệ tin học phân tán Sự gắn bó thơng tin sở liệu phân tán Thuật toán đảm bảo gắn bó mạnh CSDL phân tán GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Phần Bài Tập Áp dụng thuật toán Mullery đảm bảo gắn bó liệu CSDL phân tán Xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Văn Sơn Thầy Đặng Hùng Vỹ trang bị kiến thức thông tin môn học giới thiệu tài liệu thiết thực để tơi hồn thành tiểu luận Với kiến thức có hạn nên tiểu luận khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận góp ý Thầy anh chị lớp Học viên thực Nguyễn Cao Tài GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao A LÝ THUYẾT I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ KIẾN THỨC CHUNG VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN I.1 Khái niệm Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn hệ phân tán hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều xử lý vi xử lý nằm vị trí khác liên kết với thông qua hệ thống viễn thông điều hành thống hệ điều hành Từ định nghĩa này, người ta xem hệ phân tán tập hợp bao gồm xử lý vi xử lý với nhớ đồng hồ nhịp độc lập Điều đồng nghĩa với việc xử lý không sử dụng chung nhớ đồng hồ Như vậy, hệ xử lý thông tin thành phần hệ phân tán bao gồm hay nhiều xử lý nhớ cục Hệ xử lý thông tin thành phần phải thiết kế cho cấu trúc, số lượng dung lượng cho phép thực cách trọn vẹn chức mà đảm nhận Hệ phân tán xây dựng nhằm mục đích phân tán hố q trình xử lý thơng tin thực cơng việc trạm xa Đó sở cho việc xây dựng ứng dụng lớn thương mại điện tử, giáo dục điện tử, thư viện điện tử số, xây dựng sở liệu tìm kiếm… Ta nói hệ phân tán bao gồm thực thể hình vẽ Hệ thống phần mềm Tập hợp phần cứng Hệ thống truyền thông Hệ thống liệu I.2 Ưu nhược điểm của hệ phân tán 1) Ưu điểm Chia xẻ tài nguyên: Chia xẻ tài nguyên hệ thống phân tán cung cấp chế để chia xẻ tập tin vị trí xa, xử lý thông tin sở liệu phân tán, in ấn vị trí xa, sử dụng thiết bị xa để thực thao tác… GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Tăng tốc độ tính toán: Hệ thống phân tán cho phép phân chia việc tính tốn nhiều vị trí khác để tính tốn song song An tồn: Nếu vị trí hệ thống phân tán bị hỏng, vị trí khác tiếp tục làm việc mà không ảnh hưởng đến tồn hệ thống Thơng tin liên lạc với nhau: Có nhiều lúc, chương trình cần chuyển đổi liệu từ vị trí sang vị trí khác Khi vị trí nối kết với hệ thống mạng, việc trao đổi liệu diễn dễ 2) Hạn chế Giá phát triển phần mềm cao: Do khó khăn cài đặt hệ thống phân tán, giá thành tăng lên Dễ mắc lỗi hơn: Vì trạm hệ phân tán làm việc song song, khó đảm bảo thuật toán thực tất trạm Do mà số lỗi tăng lên Khối lượng xử lý tăng: Hệ thống phân tán cần truyền nhiều thơng báo, nhiều tính tốn phụ Do khối lượng xử lý tăng lên so với hệ thống tập trung I.3 Vấn đề trỏ thông tin Trong hệ phân tán, thời hạn truyền thông điệp hiệu số thời điểm nhận thời điểm truyền Ta giả sử rằng, thời hạn đủ lớn so sánh với hệ tập trung, địa lượng biến thiên cặp máy khác với cặp máy khác Từ ta có hai hệ sau đây: 1) Ở thời điểm cho trước, xử lý thực máy biết trạng thái gần máy khác 2) Trật tự nhận thông điệp máy nhận khơng giống trật tự phát thơng điệp Các máy mạng bị cố thơng điệp bị Giải pháp cho vấn đề máy phát đánh số thứ tự tất gói thơng tin gửi kèm theo số cho máy nhận Nếu máy phát khơng đánh số máy nhận khơng xác đinh thứ tự gói tin Ta có hệ ba là: 3) Hai máy giống chứa thơng tin hồn tồn giống lại khơng giống mặt trạng thái Từ vấn đề nêu trên, ta rút đặc tính tổng quát hệ phân tán: i) Thời gian truyền thông điệp biến với giá trị khác nhau, giá trị lớn ii) Tần suất xuất cố vận hành mạng lớn GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao iii) Việc truy cập tài ngun, kích hoạt tiến trình mạng khơng thể thực thiết bị nhất, mà chức phải phân tán nhiều máy mạng I.4 Vấn đề hệ thống nhiều Trong hệ phân tán, trình tổ chức, vận hành hệ thống cho phép đăng ký từ xa, hệ thống cục có lưu trữ tất thơng tin liên quan có tất hệ thống cục Ưu điểm bật kiểu tổ chức là: i) Dễ dàng thực việc truy cập thông tin cần thiết cho yêu cầu hệ thống cục ii) Cho kết truy cập cách nhanh chóng Tuy nhiên, cho kết qủa tương đối xác phụ thuộc nhiều vào phương pháp thời hạn cập nhật thông tin CSDL cục Sự tồn nhiều hệ phân tán nhiều hệ thống cục khác dẫn đến hệ sau đây: i) Cập nhật thông tin diễn đăng ký gần hay từ xa thay đổi thông tin cục hệ cục cần phải tiến hành cho tất hệ thống cục khơng phép bỏ sót hệ thống khoản thời gian làm tươi, thông tin phải đảm bảo cho việc truy vẩn liệu cho kết kịp thời hay đặt truy vấn trạng thái treo ii) Cần phải tránh trường hợp thao tác hai khác chứa thông tin truy cập hai hay nhiều u cầu dẫn đến khơng gắn bó Hai vấn đề vừa nêu xác định ràng buộc vấn đề gắn bó liệu Để đảm bảo gắn bó điều kiện đủ phải bắt buộc tn thủ trình tự cho sao, cập nhật thông tin Biện pháp hàng đầu nhằm thực việc loại trừ tương hỗ tổng quát tập hợp đăng ký thực việc đăng ký trước trả lại bình thường Biện pháp có mặt hạn chế khơng cho phép chương trình đăng ký thực song song Tất khoá chặt lúc đăng ký II SỰ GẮN BĨ THƠNG TIN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN II.1 Các điều kiện giả định thực tế Ta có tập thơng tin truy cập tập tiến trình Số lượng thơng tin truy cập tiến trình có nhu cầu thơng tin số cố định Hệ phát triển rời rạc theo thời gian điểm quan sát, ta nhận biết trạng thái thực chúng, có nghĩa đối tượng GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao ngữ cảnh thực tiến trình, hệ kiểu hoạt động với độ ổn định tuyệt vời Các điều kiện giả định so với hệ thực tế có điểm khác sau đây: STT So sánh - Các đối tượng tiến trình - Được tạo lập huỷ bỏ có tính chất động suốt trình tồn hệ - Các đối tượng tiến trình phân tán trạm khác liên hệ với qua hệ thống viễn thông Do vậy, ta xác định trạng thái thời điểm hệ lí độ trễ đường truyền trạm tính khơng tương thích điểm quan sát trạm - Hệ thống viễn thơng tiến trình đối tượng xảy cố kỹ thuật II.2 Tác động giao dịch Các đối tượng khác hệ đối tượng độc lập nhau, chúng quan hệ với tập hợp quan hệ gọi ràng buộc toàn vẹn Các ràng buộc thể sâu sắc đặc tính riêng biệt hệ Trạng thái hệ thoả mãn tập ràng buộc tồn vẹn gọi trạng thái gắn bó Các nhà thiết kế vận hành hệ mong muốn việc thực tiến trình phải trì cho hệ trạng thái gắn bó Để xác hố đặc tính này, cần phải lưu ý trạng thái hệ xác định mức quan sát cho trước Ta quan tâm đến hai mức quan sát: STT Mức NSD Hệ thống Giải thích - Tiến trình dãy thực giao dịch Giao dịch chương trình thực từ trạng thái gắn bó dẫn hệ đến trạng thái gắn bó khác - Mỗi giao dịch cấu tạo từ nột dãy tác động GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao thể sau Nếu tác động A B thuộc hai giao dịch khác thực hai tiến trình hiệu ứng tổng quát chúng hiệu ứng dãy (A;B) (B;A) Cho tập hợp giao dịch M={T1,T2…,Tn} thực tiến trình độc lập p1,p2…,pn việc thực có nghĩa thực tất giao dịch M theo kiểu nối đuôi tuân thủ trật tự Sự gắn bó hệ bảo tồn Ở mức hệ thống, ta nói tác động phần tử nhỏ chia cắt Nếu lý hiệu quả, nhiều giao dịch thực song song gắn bó khơng cịn đảm bảo Một yêu cầu khác quan trọng trình thực hệ phải đảm bảo cho tác động không bị ngắt quãng II.3 Triển khai giao dịch tơn trọng gắn bó Cho tập hợp giao dịch M={T1,T2…,Tn} Một trật tự hóa tập hợp tác động thành phần tương ứng với việc thực hoàn toàn giao dịch Việc thu trật tự hóa gắn bó thành cơng áp dụng ràng buộc trật tự thực tác động Nguyên lý phương pháp chỗ làm chậm tác động thời điểm mà thực khơng cịn có nguy phá hủy gắn bó trật tự hóa Để đảm bảo giao dịch tơn trọng gắn bó thơng tin người ta đưa phương pháp, chế để đảm bảo giao dịch có gắn bó thơng tin toàn vẹn liệu sở liệu phân tán là: Cơ chế then cài Then cài loại trừ tương hỗ Then cài lựa chọn đối tượng Giao dịch hai pha Bây ta tưởng tượng đối tượng phân tán nhiều trạm khác nối với thông qua hệ thống viễn thơng tiến trình diễn trạm khác Hệ thống viễn thông cho phép tiến trình trạm khác trao đổi thông điệp với Ta giả định GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao tiến trình phương tiện truyền thơng đối tượng rơi vào cố Một hệ quản lý tập hợp thông tin phân tán bao gồm: STT Cơ chế - Cơ chế cho phép xếp cách tổng quát tác động giao dịch, tác động diễn trạm khác - Cơ chế điều khiển tranh chấp truy cập cục vào đối tượng đảm bảo tơn trọng tính tồn vẹn đối tượng truy cập cục - Cơ chế có khả xử lý bế tắc thiếu thốn vô hạn, hậu việc hủy bỏ giao dịch - Cơ chế phục hồi giao dịch hủy bỏ hay xử lý cố Cơ chế xử lý cố STT Phải thực Giao dịch T bắt buộc phải thực cách trọn vẹn Nếu có cố xảy phải quay lại điểm xuất phát Muốn thực điều vừa nêu trên, người ta đòi hỏi giao dịch phải có đặc tính tồn vẹn sau: STT Phải thực - Nếu tiến trình bị cố trước kết thúc T lại sau thao tác thay đổi cần thiết T, trạng thái hệ gắn bó - Nếu tiến trình bị cố trước diễn thay đổi T, trạng thái hệ gắn bó - Nếu tiến trình bị cố thay đổi T, trạng thái hệ khơng gắn bó Nếu liệu phân tán nhiều server, để bảo đảm liệu ghi lên đắn lên sở liệu, địi hỏi phải có chế bảo vệ liệu Ví dụ việc cập nhật bảng cân đối tài khoản khách hàng ba sở liệu khác Nếu có cố kết nối xảy thời gian ghi giao dịch, sở liệu tính đồng Xử lý giao dịch khắc phục tình trạng cách giám sát GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao thay đổi tác động lên sở liệu liên quan nhằm bảo đảm tồn vẹn liệu có cố II.4 Quản lý gắn bó giao dịch Bây ta xem xét hệ, đối tượng phân tán nhiều trạm, khơng có đối tượng tồn có Một giao dịch Tj tham chiếu đến đối tượng nằm trạm khác gồm nhiều tác động thực nhiều trạm Như ta phải xác định trạm Si tiến trình Pji với nhiệm vụ thực tác động giao dịch T j Si, tác động thực trạm khác tiến hành theo kiểu song song Các phương pháp để quản lý gắn bó giao dịch như: Phương pháp dự phòng để chống bế tắc, phương pháp dựa vào việc hạn chế khả diễn cách phát bế tắc có tính chất động, điều dẫn đến hủy bỏ giao dịch III CÁC THUẬT TOÁN ĐẢM BẢO SỰ GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN III.1 Thuật tốn cung cấp: Vì ổn định hiệu mà ta phải phân tán chức cung cấp nhiều trạm khác Sự hoạt động gắng bó với chương trình cung cấp cần thiết để bảo đảm cho hoạt động cung cấp hồn tồn xác Một hoạt động gắn bó liệu chương trình cung cấp phân tán quản lý tập hợp tài nguyên đạt tuân thủ nguyên tắc sau: i) Các cung cấp bắt buộc phải thực giải thuật ii) Các cung cấp nhận tất thông điệp phát từ tiến trình iii) Các thơng điệp phải xử lý trật tự chương trình cung cấp Trật tự tập hợp thông điệp hệ, trật tự thực thơng qua việt hợp lực tiến trình cung cấp hay tiến trình phát thơng điệp III.2 Sắp xếp kiểu đóng dấu Trạm phát gắn giá trị gọi dấu Giá trị có tính chất thời điểm cho trạm phát thông tin dựa vào đồng hồ Logíc cục trạm III.2.1 Nguyên lý: GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 10 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Tập hợp tất yêu cầu cập nhật xếp theo kiểu tất trạm nhờ chế dấu Theo yêu cầu phát cho tập hợp trạm, trạm tồn tiến trình server đảm nhận nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu theo trật tự dấu Điều cho phép có gắn bó yếu III.2.2 Triển hệ số ổn định: Các giao dịch cần xét khả đọc, ghi hay cập nhật Cập nhật xác định dãy thao tác đọc ghi, thao tác kiểm tra - đọc tức trạng thái hành Mỗi server tiếp nhận yêu cầu ghi đến trạm cục thời điểm cho trước tiếp nhận yêu cầu tính tốn sở dấu theo tiêu chí lâu Điều dẫn đến cần phải ý hai trường hợp: Trường hợp 1: Tập hợp yêu cầu ghi chờ chứa yêu cầu từ tất trạm khác Trong trường hợp yêu cầu qua, chúng tồn tại, so với yêu cầu qua Nói cách khác, u cầu lâu u cầu chờ Trường hợp 2: Tồn trạm mà khơng có u cầu truyền đến Ta giải cách truyền cho tất trạm thông điệp yêu cầu bắt buộc phải xác nhận Do vậy, sau khoảng thời gian theo giả thiết độ ổn định ta xác nhận: yêu cầu qua, trả lời thông điệp yêu cầu Lúc này, ta nói thơng điệp đến từ tất trạm III.2.3 Các hành vi bên ngồi chế độ bình thường: Có hai vấn đề mở rộng thuật toán cho phép rút hay chèn vào tuỳ ý trạm Điều đó, dẫn đến hai vấn đề sau cần phải tôn trọng: Vấn đề 1: Việc biến trạm pahỉ trạm khác nhận biết cách tự động Vấn đề 2: Việc phát thơng điệp phép tốn khơng thể chia cắt Đó thơng điệp tất trạm phải nhận khơng trạm nhận Vì vậy, điều kiện khống chế điều kiện thứ hai đảm bảo III.3 Thuật toán đảm bảo gắn bó yếu nhờ tuần hoàn: III.3.1 Nguyên lý: Trước phát yêu cầu trạm cần phải kết hợp với số thứ tự cấp từ tuần hoàn Các yêu cầu tiếp nhận mỗ trạm theo trật tự thống Điều giúp ta có gắn bó yếu Điều GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 11 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao cần quan tâm chế phân phối số dựa tảng tổ chức trạm theo kiểu vòng tròn ảo III.3.2 Triển khai hệ số ổn định: Bộ cung cấp cho yêu cầu số tới cịn chưa dùng, giả sử dó T Khi đến phiên trạm nhận tuần tự, yêu cầu số lượng n số số lượng yêu cầu cập nhật chờ trạm Các số là: T, T + 1, T + 2, ….T + n – Nó tiếp tục chuyển cho trạm liền sau số tới chưa dùng đến T + n Khi trạm có cố, phát yêu cầu cập nhật vơi số Trên trạm, cập nhật thực cách tiếp nhận yêu cầu số liên tiếp nhau( theo trật tự) Để xác định yêu cầu đến cần phải xử lý , trạm trì biến số V phối hợp với yêu cầu xử lý cuối Các yêu cầu mang số lớn V + lưu trữ chờ xử lý yêu cầu V + III.3.3 Các hành vi ngồi chế độ bình thường: Hiện người ta chế tạo thành công đưa vào sử dụng cách ổn đọnh mạng số giao thức cho phép tái sinh bị đặt cấu hình vịng trịn ảo trở lại theo kiểu tự động Các giao thức hoạt động điều kiện giả định mạng viễn thông cho phép phát cố trạm cần phải bổ khuyết cách đầy đủ nhằm trì trật tự tồn phần cần thiết cho việc gắn bó: Vấn đề 1: Việc tái sinh cần phải tiến hành song song với việc tính tốn số có để dùng Vấn đề 2: Khi phát có trạm bị cố, ta cần phải xác định số mà trạm lấy số chưa sử dụng, gửi yêu cầu có mang số Vấn đề 3: Việc cho trạm hội nhập vào lại vòng tròn cần phải tiến hành song song với việc cập nhật lại Sử dụng số liên tục cho phép tránh tượng vài cập nhật bị lần mà không phát Việc triển khai tuần hoàn làm cho ta gặp phải số khó khăn khác III.3.4 Thuật tốn đảm bảo gắn bó mạnh: III.3.4.1 Nguyên lý: Tập hợp bao gồm trạm tổ chức theo kiểu vòng tròn ảo cập nhật thực theo hai thì: Thống trạm Thực cập nhật Do vậy, thuật tốn đảm bảo gắn bó mạnh Nếu có nhiều yêu cầu cập nhật diễn đồng thời ta phải có quy tắc để định yêu cầu tiếp GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 12 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao nhận thỏa mãn Nhằm phục vụ cho ý tưởng đó, ta thường hay sử dụng dấu phối hợp cho cập nhật ta xử lý yêu cầu có thời gian lâu III.3.4.2 Triển khai hệ số ổn định: Trạng thái cảu trạm là: STT Trạng thái Giải thích Nghỉ ngơi Trạm khơng thực cập nhật Hoạt động Trạm đãnhận yêu cầu cập nhật cục mà yêu cầu truyền cho trạm khác để kiểm tra Thụ động Trạm đồng ý cho cập nhật chờ trật tự tương ứng Cập nhật Trạng tình trạng chuyển cập nhật , tất yêu cầu khác truyền đến lưu trữ Chúng xử lý quay trạng thái khác Lúc khởi sự, tất trạm trạng thái nghỉ ngơi Trạm khởi việc cập nhật , cần phải gửi yêu cầu cho phép cập nhật, làm việc trạng thái nghỉ ngơi Lúc nhận dấu gửi vào vòng tròn trạm khởi chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sang trạng thái hoạt động Nếu có yêu cầu đưa vào vòng tròn, qua tất trạm để chuyển trạm từ nghỉ ngơi sang thụ động đó, trở nơi khởi việc thống coi hồn tất việc cập nhật nói riêng lúc gửi trạm sau thực trở trạng thái nghỉ ngơi Nếu có nhiều yêu cầu đưa đồng thời vịng trịn, tình hình dễ dàng diễn xung đột lúc này, ta phải chọn yêu cầu có thời gian dấu lâu Để tiến hành cơng việc đó, ta nêu bật vai trò chắn đường cho trạm khởi Một trạm trạng thái nghỉ ngơi hay thụ động phải chuyển toàn yêu cầu đến nó, trạm trạng thái hoạt động phải chuyển yêu cầu có thời gian lâu u cầu mà phát đi, yêu cầu khác bị dừng lại lưu trữ Các yêu cầu bị lưu trữ lại gửi tiếp vào vòng tròn, trạm lưu trữ chúng hồn thành cơng việc cập nhật riêng III.3.4.3 Hành vi ngồi chế độ bình thường: Các giao thức đặt lại cấu hình vịng trịn theo kiểu tự động sử dụng nhằm rút hay cho vào tùy ý số trạm định Các cố kỹ thuật khó GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 13 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao khăn phát chiến lược mà dó yêu cầu không ghi lại khắp nơi mạng III.4 Phân tán biểu trạng thái chức cung cấp Phân tán biểu trạng thái chức cung cấp, có giải pháp có thể: i) Duy trì trạm trạng thái tài nguyên tổng quát ii) Phân tán biểu trang thái trạm, trạm có trạng thái tài nguyên cục Các định đưa trạm khác cần phải phối hợp theo kiểu cho liệu việc cung cấp phải gắn bó với iii) Nhóm xếp nhằm bảo đảm cho tất yêu cầu tài nguyên xuất phát từ tiến trình đến cung cấp khác theo trật tự cố định từ trước Nội dung trạm hệ phản ảnh sau: - Tập hợp tất tài nguyên chưa cung cấp - Tập hợp tài nguyên cung cấp - Đối tượng chiếm giữ tài nguyên - Kiểu sử dụng - Tập hợp yêu cầu không thỏa mãn - Tập hợp thông điệp dành cho trường hợp sử dụng - Tập hợp thông điệp dành cho trường hợp thất bại Ngày nay, ứng dụng lớn thương mại điện tử, giáo dục điện tử,…, liệu sử dụng để tăng tính sẵn sàng liệu Tuy nhiên, lợi ích sẵn sàng liệu có phải trả giá thuật toán phức tạp để ẩn tính phức tạp việc bảo trì nhiều đối tượng Sự khó khăn nằm việc phải đảm bảo gắn bó cho đối tượng để tránh bế tắc vận hành hệ thống Các thuật toán giải vấn đề gọi thuật toán điều khiển Việc quản lý nhiều đối tượng thông tin nhà chuyên môn tin học quan tâm nghiên cứu giai đoạn phân tích, thiết kế xây dựng hệ điều hành Ngồi ra, cịn vấn đề có tính chất sở cho ứng dụng phức tạp Quản lý nhiều giải pháp kỹ thuật bao gồm tập hợp thông tin nhân từ đối tượng thông tin chương trình quản lý chúng mơi trường phân tán Vấn đề truy cập xử lý thông tin phân tán nói chung, quản lý nhiều nói riêng nghiên cứu hàng loạt cơng trình Herman, Ellis, Wilms Le Lann GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 14 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Nội dung quản lý nhiều giải pháp cho phép tự động hóa cơng việc: Kiểm tra tính hợp lệ việc truy cập thơng tin Khơi phục thơng tin Cập nhật thơng tin An tồn liệu cho Sử dụng nhớ, đĩa Chuyển loại bỏ vào vùng khôi phục Trong nội dung nêu trên, vấn đề quan trọng cập nhật tự động thông tin vào sao./ GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 15 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao B BÀI TẬP I ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Giới thiệu toán Trong hệ thống phân tán giả định có độ ổn định tuyệt vời, ta muốn trì gắn bó mạnh đối tượng định vị trạm khác Thuật toán dựa nguyên lý sau đây: Trước thực cập nhật, trạm cần phải yêu cầu thống với trạm khác Khi có thống nhất, trạm tiến hành công việc cập nhật; điều phải tiến hành tất sao; đối tượng khơng thể truy cập chừng cịn chưa cập nhật hết Các xung đột trạm giải trật tự có hệ số ưu tiên trạm, cố định lần lúc khởi cho tồn Hỏi có trạng thái khác cần xem xét cho Hãy trình bày sơ đồ hoạt động thuật toán (đồ thị phát triển) Hãy đánh giá hàm số lượng sao, số lượng thông điệp cần thiết để thực thơng điệp Ta phải sửa đổi thuật tốn để chịu đựng cố trạm (giả sử hệ viễn thông hoạt động tốt) I.2 Cơ sở lý thuyết để giải toán Khi nghiên cứu hệ phân tán thấy rằng, thời gian truy cập trung bình vào thơng tin hệ phân tán rút ngắn, số trường hợp, nhờ vào phương pháp nhân nhiều gọi nhiều đối tượng thông tin Ta cần phân biệt hai trường hợp khác thể sau đây: - Trường hợp 1: GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 16 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao a) Đa xử lý với nhớ chung: L L Bcb Bcb Bộ xử lý Bé xư lý Bé nhí bé cục Bộcơcnhớ (e) (e) Bộ nhớ chung Bé nhí chung (e) (e) Bch Hình Đa xử lý với nhớ chung Mỗi xử lý có nhớ cục mình, hay cịn gọi cache, dùng để chép lại vùng làm việc nhớ chung Một chương trình thể thuật tốn thay đảm nhận nhiệm vụ làm nhớ cục Trường hợp có nhiều xử lý muốn truy cập vào đối tượng, ta sử dụng tham chiếu đến phiên đối tượng tìm thấy nhớ chung b) Hệ truy cập từ xa thông qua máy server nhất: L L Máy client Bộ xử lý Bé xö lý M¸y client Bcb Bcb BéBộ nhínhớ cơccục bé (e) (e) Hệ Hệthống thốngviễn viễnthông thông Bộ nhớ chung (e) Bch GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn L Bé nhí chung Máy (e) server M¸y server Trang 17 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Hình Hệ truy cập từ xa thông qua máy server Trong trường hợp này, đối tượng đưa vào trạm xác định quản lý server cục trạm Khi tiến trình xa muốn sử dụng đối tượng, phải bắt đầu yêu cầu server cho thông qua hệ thống viễn thơng Sau sử dụng xong, tiến trình phải gửi lại cho server phiên sửa đổi đối tượng Các trường hợp thể hình 2.1 2.2 xét theo chức giống Đó trường hợp đối tượng đặc quyền - Trường hợp 2: Tính cân đối người sử dụng tài nguyên thông tin mạng L L L e e e Hệ Hệthống thốngviễn viễnthông thông e e e L L L Hình Hệ thống đối xứng Tại đây, tất đóng vai trị đối xứng Cơng việc tiến hành theo kiểu cho phép rút ngắn thời gian truy cập, số lần truy cập để đọc lớn số lần truy cập để cập nhật lý thuận lợi sử dụng theo nghĩa có sẵn để dùng GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 18 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Tình hình nêu đặt cho nhiều vấn đề cần phải giải Đó lần cập nhật thơng tin hay nói cách tổng qt cập nhật Từ đó, ta rút đặc điểm quan trọng sau : 1) Khi tồn tập trung đặc quyền, ta đặt việc thay đổi đối tượng thực lại vào Đó trường hợp ghi tức thời cập nhập gắn bó Với phương pháp ghi khác, ngược lại, thay đổi tương ứng đối tượng cục lại thuật tốn thay thực nhằm cung cấp lại ghi bị chiếm cục 2) Khi khơng tồn đặc quyền, ta gặp trường hợp khơng gắn bó thơng tin Trường hợp thứ hai làm phát sinh hai yêu cầu mới: a Toàn giao dịch thay đổi đối tượng cần phải chép lại sớm tốt thay đổi tất khác Trong thực giao dịch, khơng có chép khác thực Sau thực xong, tất hoàn toàn giống b Việc cập nhật tức thời (theo hệ tập trung) tất không cần thiết Trong tất trường hợp, giao dịch tham chiếu trạng thái đối tượng thực xuất phát từ trạm cục cần phải cung cấp: - Hoặc giá trị cập nhật tất thay đổi diễn trước tham chiếu - Hoặc giá trị cũ, lại giá trị cập nhật thời điểm trước Sự tham chiếu cung cấp giá trị xuất phát từ việc thực phần giao dịch II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ II.1 Các trạng thái khác cần xem xét cho Các trạng thái xảy sau: Stt Trạng thái GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Giải thích Trang 19 Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Nghỉ ngơi Trạm không thực cập nhật Hoạt động Trạm nhận yêu cầu cập nhật cục mà yêu cầu truyền cho trạm khác để kiểm tra Thụ động Trạm đồng ý cho cập nhật chờ trật tự tương ứng Cập nhật Trạm tình trạng chuyển cập nhật, tất yêu cầu khác truyền đến lưu trữ Chúng xử lý quay trạng thái khác II.2 Sơ đồ hoạt động của thuật toán Các trạm tổ chức theo kiểu vòng tròn ảo Trước thực cập nhật, trạm cần phải yêu cầu thống với trạm khác Sau có thống nhất, trạm tiến hành công việc cập nhật Sơ đồ hoạt động thuật toán: 11 Nghỉ ngơi cầu –Yêu – 2N2 Hoạt động N gg Lựa chọn yêu cầu có thời gian dấu dài –h– có nhiều yêu cầu đưa h ỉỉ 3N Thụ động n3N –ggn– g hơgh N 4ỉi N ỉ gn–4gi Cập nhật n Hình 10 Sơ đồ hoạt hg–h động thuật toán g ỉNỉ ơ trạng thái nghỉ ngơi Lúc khởi sự, tất trạm ngi N ni Trạm khởi việc cập nhật, ghgg cần phải gửi yêu cầu cho phép cập ơỉ hơ nhật, làm việc trạng thái nghỉ ngơi Lúc nhận inỉi n dấu gửi vào vòng tròn trạm khởi gg chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sang ơơ trạng thái hoạt động ii Nếu có yêu cầu đưa vào vịng trịn, qua tất GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang 20 ... tin học phân tán Sự gắn bó thơng tin sở liệu phân tán Thuật tốn đảm bảo gắn bó mạnh CSDL phân tán GVHD: PGS.TS Lê Văn Sơn Trang Tiểu luận Lập trình mạng nâng cao Phần Bài Tập Áp dụng thuật. .. tìm giải pháp hữu hiệu đảm bảo tính gắn bó thơng tin sở liệu truy cập ngẫu nhiên với số lượng truy cập lớn Việc nghiên cứu, phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu mơi trường phân tán đến có... phát triển giải pháp kỹ thuật sở cho ứng dụng phân tán đạt thành công định thể công bố Tuy nhiên, để có giải pháp hữu hiệu ? ?áp ứng yêu cầu đặt việc gắn bó liệu mơi trường phân tán Internet/Intranet,
