XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ HÓA TIẾN TRÌNH TRÊN HỆ PHÂN TÁN VỚI 4 SERVER

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ HÓA TIẾN TRÌNH TRÊN HỆ PHÂN TÁN VỚI 4 SERVER Tổng Quan hệ phân tán Đồng bộ hóa tiến trình Các thuật toán đồng bộ hóa Bài toán đồng bộ hóa tiến trình trên hệ phân tán với 4 server Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn là hệ phân tán (Distributed System) là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác nhau được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của một hệ điều hành.

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ HÓA TIẾN TRÌNH TRÊN HỆ PHÂN TÁN VỚI 4 SERVER

GVHD : PGS TS Lê Văn Sơn

Học viên : Nguyễn Anh Toàn

Hoàng Xuân Đăng Cường Ngô Minh Cường

Đoàn Sinh Công

Lớp :

K7MCS

NỘI DUNG

Tổng Quan hệ phân tán

Đồng bộ hóa tiến trình

Các thuật toán đồng bộ hóa

Bài toán đồng bộ hóa tiến trình trên hệ phân tán với 4 server

Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn là hệ phân tán (Distributed System) là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử

lý nằm tại các vị trí khác nhau được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của một hệ điều hành

C¸c

hÖ thèng phÇn mÒm

HÖ thèng d÷ liÖu

H×nh I-6 Bèn thùc thÓ cña hÖ tin häc ph©n t¸n.

HÖ thèng truyÒn th«ng

TËp hîp phÇn cøng

Hệ tin học phân tán

hệ phân tán có các ưu điểm căn bản

so với hệ tập trung:

•Tăng tốc độ bình quân trong tính toán, xử lý

•Cải thiện tình trạng luôn sẵn sàng của

các loại tài nguyên

•Tăng độ an toàn cho dữ liệu

•Đa dạng hoá các loại hình dịch vụ tin học

•Đảm báo tính toàn vẹn của thông tin

ĐỒNG BỘ HÓA

TIẾN TRÌNH

Đồng bộ hóa các tiến trình trong hệ

điều hành phân tán

• Trong hệ phân tán, việc đồng bộ hóa chủ yếu yêu cầu thiết lập một trật tự giữa các sự kiện

• Trật tự đó thể hiện thông qua việc trao đổi các thông điệp với nhau

•Lamport đã đưa ra rằng hai sự kiện từ các trạm khác nhau chỉ có thể có trật tự nếu chúng được tách rời với nhau bằng cách gửi và nhận thông điệp

Thời gian lôgic và trật tự sự kiện từng

phần [Lamport]

Trật tự giữa các sự kiện có thể được xác lập nhờ vào quan hệ “có trước” (), thỏa mãn các điều kiện sau:

Thời gian lôgic và trật tự sự kiện từng

phần [Lamport] (t.t)

3

a P

a “xảy ra trước” c (a  c) - bắc cầu

Nếu P1 là sự kiện phát thông điệp và Q2 là sự kiện nhận tương ứng thì: P1  Q2

Trật tự các sự kiện được định nghĩa như sau:

•Nếu A và B là hai sự kiện của cùng một trạm

và A xảy ra trước B thì ta có AB

•Nếu A là phát thông điệp từ một trạm nào đó

và B là nhận thông điệp thì ta có AB

•Nếu AB và BC, thì AC

•Nếu hai sự kiện A và B xảy ra ở hai tiến trình riêng biệt và không trao đổi thông điệp thì các tiến trình này được gọi là song song (A||B)

Thời gian lôgic và trật tự sự kiện từng

phần [Lamport] (t.t)

Thời gian lôgic và trật tự sự kiện từng

phần [Lamport] (t.t)

Gắn thời gian lôgic với các sự kiện

• Các đồng hồ lôgic: gán một số cho mỗi sự kiện cục bộ nhưng không liên quan đến thời gian vật

lý

 sự kiện a,b : nếu a  b thì C (a) < C (b)

Điều kiện đồng hồ

Thời gian lôgic và trật tự sự kiện từng

phần [Lamport] (t.t)

Gắn thời gian lôgic với các sự kiện

a Pi

CÁC THUẬT TOÁN

Thuật toán giả phân tán : Hàng đợi tập trung

- Có một trạm điều khiển việc cung cấp tài nguyên

- Trạm điều khiển duy trì một hàng đợi chứa các yêu cầu và cấp cho mỗi trạm quyền truy cập vào miền găng theo lần lượt

Tiến trình trạm điều khiển với Hàng đợi Yêu cầu

Tiến trình 2 yêu cầu truy cập vào CS Điều phối viên xếp yêu cầu vào hàng đợi và từ chối không cho truy cập vì hàng đợi không trống

Tiến trình 1 rời khỏi

CS Điều phối viên loại bỏ

1 khỏi hàng đợi và cấp quyền truy cập cho tiến

trình đầu tiên trong hàng đợi – đó là tiến trình 2

C

2

Thuật toán đóng dấu thời gian của Lamport

• Thuật toán là sự suy rộng của Hàng đợi tập trung

•Sử dụng cơ chế đóng dấu thời gian cho việc đồng bộ các đồng hồ lôgic

•Giả định các tiến trình liên lạc thông qua các kênh FIFO tin cậy

Thuật toán đóng dấu thời gian của Lamport

Quy luật 1: Mỗi tiến trình Pi gia tăng Ci thêm một trị số giữa hai sự kiện thành công

Các qui luật:



P i C i a C i +1

Thuật toán đóng dấu thời gian của Lamport

gian cho các thông điệp m gửi đi, Tm = Ci (a)

Các qui luật:



P i C i a C i +1

(m, T m = C i (a) )

Thuật toán đóng dấu thời gian của Lamport

trình Pj đặt lại giá trị Cj: Cj = max (Cj, Tm) + 1

Các kiểu thông điệp :

• (REQ, Ci, i) : Yêu cầu truy cập vào miền găng

CS của tiến trình Pi

• (REP, Ci, i) : Hồi âm từ tiến trình Pi cho tiến trình Pj khi Pi nhận yêu cầu từ Pj

• (REL, Ci, i) : Thông điệp giải phóng từ Pi

thông báo cho biết nó đã rời khỏi CS

Các biến tiến trình:

• Ci : Đồng hồ cục bộ của Pi, khởi tạo từ 0

• qi : Hàng đợi [0 N-1] chứa các thông điệp

 Khi một tiến trình tại trạm Si muốn thi hành đoạn găng,

nó sẽ gửi thông điệp REQ có đánh dấu thời gian cho tất

cả các trạm trong hệ thống kể có trạm Si.

 Mỗi trạm, Si, duy trì một hàng đợi chứa các thông điệp yêu cầu được sắp xếp theo trật tự các dấu thời gian

 Khi một trạm nhận được yêu cầu, nó sẽ đưa thông điệp

đó vào hàng đợi yêu cầu của nó theo thứ tự dấ

 một tiến trình không thể thi hành đoạn găng của nó cho đến khi nó nhận được trả lời từ tất cả các trạm khác u thời gian và gửi một thông điệp trả lời REP

 Khi một trạm hoàn thành miền găng của nó, nó sẽ gửi khuyến nghị giải phóng REL đến tất cả các trạm

Thuật toán

BÀI TOÁN đỒNG BỘ

HÓA TIẾN TRÌNH

TRÊN HỆ PHÂN TÁN

VỚI 4 SERVER

REQ,2, 1

REQ,2, 1

REQ,2, 1

2

REP 5,2

REL 11,3

phóng miền găngREL

11,3

REL 11,3

Q & A