分布式计算考试资料
第一章
分布式系統(tǒng)的定義
分布式系統(tǒng)是一個(gè)其硬件或軟件組件分布在連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上，組件之間通過(guò)傳遞信息進(jìn)行通信和動(dòng)作協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)的目標(biāo)
資源共享(resource sharing)
一些計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并在這個(gè)范圍內(nèi)有效地共享資源。
硬件的共享，軟件的共享，數(shù)據(jù)的共享，服務(wù)的共享。
l媒體流的共享(動(dòng)態(tài)的資源形式)。
協(xié)同計(jì)算(collaborative computing)
并行計(jì)算，分布式計(jì)算。
分布式系統(tǒng)的主要特征
并發(fā)、缺乏全局時(shí)鐘、故障獨(dú)立性
分布式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
泛在聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)
移動(dòng)和無(wú)處不在計(jì)算
分布式多媒體系統(tǒng)
把分布式計(jì)算作為一個(gè)公共設(shè)施
分布式系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)，每一個(gè)挑戰(zhàn)中具體的問(wèn)題是什么
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
硬件
操作系統(tǒng)
編程語(yǔ)言
開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)方式的不同
討論 WWW技術(shù)是誰(shuí)發(fā)明的？在哪一年發(fā)明的？
萬(wàn)維網(wǎng)（WWW 或 Web）由蒂姆·伯納斯-李爵士于 1989 年發(fā)明。他提出并發(fā)展了 Web 的概念，將其作為人們?cè)诰€共享和訪問(wèn)信息的一種方式，并編寫(xiě)了第一個(gè) Web 瀏覽器和 Web 服務(wù)器軟件，使這一設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。從那以后，Web 已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代最重要和最具變革性的技術(shù)之一，在全球范圍內(nèi)連接人和信息。
WWW技術(shù)的重要性是什么？
萬(wàn)維網(wǎng)（WWW 或 Web）是一項(xiàng)重要技術(shù)，它極大地影響了我們交流、訪問(wèn)信息和開(kāi)展業(yè)務(wù)的方式。以下是 WWW 改變世界的一些主要方式：
信息可訪問(wèn)性：Web 使人們可以更輕松地隨時(shí)隨地訪問(wèn)世界上任何地方的大量信息。
全球通信：Web 使人們可以即時(shí)且廉價(jià)地與來(lái)自世界各地的其他人進(jìn)行通信。
電子商務(wù)：網(wǎng)絡(luò)改變了人們買賣商品和服務(wù)的方式。。
社交媒體：網(wǎng)絡(luò)通過(guò) Facebook、Twitter 和 Instagram 等平臺(tái)開(kāi)創(chuàng)了社交互動(dòng)的新時(shí)代。
總體而言，WWW 在塑造我們的生活、工作和互動(dòng)方式方面發(fā)揮了重要作用。
WWW技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)和主要功能是什么？
萬(wàn)維網(wǎng)（WWW 或 Web）是一個(gè)由超鏈接和 URL 鏈接的互連文檔和其他資源的龐大網(wǎng)絡(luò)。 Web 的體系結(jié)構(gòu)可以描述為客戶端-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，其中客戶端（例如 Web 瀏覽器）向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，然后服務(wù)器返回響應(yīng)。
WWW技術(shù)的主要功能如下：
資源訪問(wèn)：Web 為客戶端提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式來(lái)訪問(wèn)各種資源，例如文本、圖像、視頻和音頻文件。
超鏈接：Web 使用超鏈接連接相關(guān)資源，允許用戶通過(guò)單擊鏈接從一種資源導(dǎo)航到另一種資源。
資源描述：Web 使用標(biāo)準(zhǔn)化格式（例如 HTML）來(lái)描述資源的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。這允許客戶端以一致的方式顯示資源并與之交互。
資源標(biāo)識(shí)：Web 使用統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符 (URI) 來(lái)唯一標(biāo)識(shí)資源，使客戶端可以定位和訪問(wèn)所需的資源。
數(shù)據(jù)傳輸：Web 使用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議（例如 HTTP 和 HTTPS）在客戶端和服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)。這些協(xié)議確保數(shù)據(jù)可靠、安全地傳輸。
緩存：Web 使用緩存將頻繁訪問(wèn)的資源存儲(chǔ)在客戶端或中間服務(wù)器上，減少需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量并提高性能。
這些功能協(xié)同工作，使 Web 成為訪問(wèn)和共享信息的強(qiáng)大而靈活的平臺(tái)，使用戶能夠從世界任何地方查找大量資源并與之交互。
WWW技術(shù)中包含哪些主要的協(xié)議？
萬(wàn)維網(wǎng) (WWW) 基于一組標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，這些協(xié)議定義了客戶端和服務(wù)器之間交換信息的規(guī)則。 WWW 技術(shù)中使用的主要協(xié)議有：
HTTP（超文本傳輸??協(xié)議）：這是用于在 Web 上傳輸數(shù)據(jù)的主要協(xié)議。 HTTP 定義了客戶端和服務(wù)器之間發(fā)送的請(qǐng)求和響應(yīng)的格式，它幾乎用于傳輸構(gòu)成 Web 的所有內(nèi)容，包括 HTML 頁(yè)面、圖像、視頻和音頻文件。
HTTPS（安全超文本傳輸??協(xié)議）：這是 HTTP 的擴(kuò)展，可通過(guò) Web 提供安全通信。 HTTPS 加密客戶端和服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，防止竊聽(tīng)和篡改。
HTML（超文本標(biāo)記語(yǔ)言）：這是用于描述網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。 HTML 使用標(biāo)簽和屬性來(lái)定義頁(yè)面的布局和外觀，并用于創(chuàng)建可以在 Web 瀏覽器中顯示的文檔。
CSS（層疊樣式表）：這是一種用于描述網(wǎng)頁(yè)呈現(xiàn)的語(yǔ)言。 CSS 用于指定頁(yè)面的字體、顏色、間距和其他視覺(jué)元素，它允許 Web 開(kāi)發(fā)人員將頁(yè)面的呈現(xiàn)與頁(yè)面內(nèi)容分開(kāi)。
JavaScript：這是一種高級(jí)編程語(yǔ)言，用于創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的交互式網(wǎng)頁(yè)。 JavaScript 可用于向頁(yè)面添加交互性，例如下拉菜單、動(dòng)畫(huà)和表單驗(yàn)證。
這些協(xié)議協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn) Web 上的信息和資源交換，并且它們不斷發(fā)展以滿足 Web 及其用戶不斷變化的需求。
WWW技術(shù)如何體現(xiàn)分布式計(jì)算的思想？
萬(wàn)維網(wǎng) (WWW) 通過(guò)允許從連接到 Internet 的多臺(tái)計(jì)算機(jī)而不是從中央位置存儲(chǔ)和服務(wù)資源來(lái)體現(xiàn)分布式計(jì)算的思想。這意味著用戶可以從世界任何地方訪問(wèn)這些資源，而不必依賴單一的信息來(lái)源。
在分布式計(jì)算系統(tǒng)中，計(jì)算任務(wù)被分配給多臺(tái)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作，完成自己的部分任務(wù)。在 Web 上，計(jì)算任務(wù)通常由客戶端（如 Web 瀏覽器）和服務(wù)器處理，客戶端根據(jù)需要向服務(wù)器請(qǐng)求資源。
例如，當(dāng)用戶在瀏覽器中請(qǐng)求網(wǎng)頁(yè)時(shí)，瀏覽器會(huì)向托管該頁(yè)面的服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，然后服務(wù)器將頁(yè)面的 HTML 內(nèi)容返回給瀏覽器。然后，瀏覽器使用 CSS 和 JavaScript 來(lái)格式化和呈現(xiàn)頁(yè)面，并且它可以根據(jù)需要向服務(wù)器發(fā)出額外的圖像、視頻或其他資源請(qǐng)求。
通過(guò)這種方式，Web 允許用戶訪問(wèn)來(lái)自各種來(lái)源的大量資源，同時(shí)還可以在多個(gè)設(shè)備之間分配呈現(xiàn)頁(yè)面所涉及的計(jì)算任務(wù)。這使 Web 成為訪問(wèn)和共享信息的高度可擴(kuò)展和可訪問(wèn)的平臺(tái)，允許用戶從世界任何地方找到他們需要的信息并與之交互。
第九章
Web Service的定義和工作原理
定義：Web Service是一種可以在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它們通常使用HTTP協(xié)議和XML消息格式來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。Web服務(wù)允許不同平臺(tái)、編程語(yǔ)言和系統(tǒng)之間的應(yīng)用程序進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的集成。
Web Service的工作原理如下：
1 發(fā)布：Web服務(wù)的提供者發(fā)布一個(gè)Web Service，公開(kāi)信息，稱為Web Service描述，它通常是使用Web服務(wù)描述語(yǔ)言（WSDL）來(lái)定義的。
2 調(diào)用：客戶發(fā)送請(qǐng)求調(diào)用Web Service，請(qǐng)求中包含了所需的信息。
3 響應(yīng)：Web Service收到請(qǐng)求后，執(zhí)行操作，并返回結(jié)果。
4 發(fā)現(xiàn)：客戶可以使用Universal Description, Discovery and Integration（UDDI）來(lái)查找和發(fā)現(xiàn)可用的Web Service。
總的來(lái)說(shuō)，Web Service提供了一種可以在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)化方法，使得應(yīng)用程序可以在不同平臺(tái)、編程語(yǔ)言和系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。
Web Service和Web Server的區(qū)別
Web Server提供HTTP服務(wù)，客戶端通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web Server。
Web Service提供的服務(wù)基于在其接口中定義的操作，客戶端通過(guò)SOAP
協(xié)議，使用XML封裝消息，來(lái)和服務(wù)器端的Web Service進(jìn)行交互
URI/URL/UNR的關(guān)系與區(qū)別
URI是一種通用資源標(biāo)識(shí)符，其值可以為URL或URN。
URL，在WWW上，所有的資源都有唯一的URL地址。
URN 是位置獨(dú)立的，其依賴于査找服務(wù)來(lái)映射到資源的URL。
URN類似于一個(gè)資源的名字；URL類似于資源的地址
SOAP協(xié)議的主要作用
SOAP旨在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)客戶-服務(wù)器以及異步交互。它定義了使用XML
表示請(qǐng)求和應(yīng)答消息內(nèi)容的模式，也定義了文檔通信的模式。
Web Service和CORBA的對(duì)比
1 Web Service和CORBA的主要區(qū)別是使用它們的
上下文不同。
2 CORBA用于單個(gè)組織或很少的幾個(gè)協(xié)作組織。不適合獨(dú)立組織之間的協(xié)作。
3 名字問(wèn)題：與DNS不同的是，CORBA名字服務(wù)旨在用于一個(gè)組織而不是整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)。
4 引用問(wèn)題：
CORBA遠(yuǎn)程對(duì)象引用不可以以類似URL的方式用作互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)的對(duì)象引用。（每個(gè)IOR包含一個(gè)槽，指定其引用的對(duì)象的接口的類型標(biāo)識(shí)符。不過(guò)，只有存儲(chǔ)相應(yīng)類型定義的接口庫(kù)才能理解這個(gè)類型標(biāo)識(shí)符。在全球范圍內(nèi)應(yīng)用不可行。）
Web Service模型中，服務(wù)由URL標(biāo)識(shí)，處于互聯(lián)網(wǎng)上任何位置的客戶都可以請(qǐng)求位于互聯(lián)網(wǎng)其他位置上的組織中的服務(wù)
5 激活和定位的分離：定位和激活Web Service的任務(wù)被巧妙地分離開(kāi)來(lái)。相反，CORBA持久引用指的是組件，使用需激活相應(yīng)的對(duì)象，一旦激活對(duì)象，它還將負(fù)責(zé)定位對(duì)象。
6 易用性
Web Service的基礎(chǔ)設(shè)施易于理解和使用。
CORBA平臺(tái)需要安裝和支持龐大復(fù)雜的軟件。
7 CORBA的實(shí)現(xiàn)是比較高效的：CORBA CDR是二進(jìn)制的，而 XML是文本方式的。
soap耗費(fèi)的時(shí)間是corba的多倍。
隨著設(shè)備性能的增長(zhǎng)，這種差別正在縮小。
9 CORBA的優(yōu)勢(shì)
CORBA服務(wù)在事務(wù)、并發(fā)控制、安全和訪問(wèn)控制、事件和持久對(duì)象方面
有優(yōu)勢(shì)。
CORBA非常適合具有復(fù)雜交互的應(yīng)用。
WSDL的主要作用
WSDL (Web Services Description Language) 是一種用于描述 Web 服務(wù)的 XML 格式的語(yǔ)言。它的主要作用是：
描述 Web 服務(wù)：WSDL 文檔用于描述一個(gè) Web 服務(wù)的功能，包括它的接口、輸入輸出消息格式、傳輸協(xié)議等。
查找 Web 服務(wù)：WSDL 可以用于查找和定位 Web 服務(wù)，從而簡(jiǎn)化了客戶端與服務(wù)器之間的通信過(guò)程。
實(shí)現(xiàn) Web 服務(wù)：WSDL 可以幫助開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn) Web 服務(wù)，例如可以使用 WSDL 定義的接口生成代碼，或者使用 WSDL 生成客戶端代碼調(diào)用 Web 服務(wù)。
因此，WSDL 是實(shí)現(xiàn)和使用 Web 服務(wù)的重要工具，能夠提高 Web 服務(wù)的可互操作性和易用性。
UDDI提供的主要服務(wù)
UDDI提供了一個(gè)接口用來(lái)發(fā)布和更新Web Service的信息。
UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration)是一種Web服務(wù)目錄，為Web服務(wù)提供了發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、查詢和維護(hù)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。
（UDDI的主要服務(wù)包括：
注冊(cè)：注冊(cè)Web服務(wù)以便其他用戶可以發(fā)現(xiàn)和使用它。
查詢：查詢UDDI目錄以查找適合您需求的Web服務(wù)。
發(fā)現(xiàn)：通過(guò)搜索UDDI目錄，可以發(fā)現(xiàn)所需的Web服務(wù)。
維護(hù)：更新和維護(hù)已經(jīng)注冊(cè)到UDDI目錄中的Web服務(wù)信息。
UDDI提供了一個(gè)通用的框架，使得各種Web服務(wù)可以在互聯(lián)網(wǎng)上互相發(fā)現(xiàn)和交互。因此，UDDI對(duì)于整個(gè)Web服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，是實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)、集成和使用的關(guān)鍵技術(shù)。）
討論 現(xiàn)在要開(kāi)發(fā)如下系統(tǒng)，可選擇的技術(shù)方案包括：CORBA, EJB, Fractal,Web Service，請(qǐng)問(wèn)選擇哪種技術(shù)方案更合適？l 12306l 鄭州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院職工考勤系統(tǒng) l 攜程（旅游服務(wù)APP）
12306：EJB：因?yàn)闃I(yè)務(wù)復(fù)雜，對(duì)于大型復(fù)雜軟件，只在一個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)使用，EJB可以發(fā)揮組建編程優(yōu)勢(shì)
鄭大考勤系統(tǒng)：Fractal：基于組件的優(yōu)勢(shì)，比較適合開(kāi)發(fā)小規(guī)模軟件，（web serviece 也可以）
攜程：用web service，要和大量第三方公司進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以用web service
第十章 對(duì)等系統(tǒng)
對(duì)等系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)確保每個(gè)用戶都能向系統(tǒng)提供資源。雖然各個(gè)參與的結(jié)點(diǎn)提的
資源不同，但在同一個(gè)對(duì)等系統(tǒng)中它們具有相同的功能和責(zé)任。
2 系統(tǒng)不依賴一個(gè)中心管理系統(tǒng)就能正常運(yùn)行。
3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠給資源的提供者和使用者提供一定限度的匿名性。
4 在大量主機(jī)中放置數(shù)據(jù)資源，以及訪問(wèn)這些資源的算法。這個(gè)算法能夠自
動(dòng)平衡各個(gè)主機(jī)的負(fù)載，確保可用性，并且不會(huì)增加不必要的系統(tǒng)開(kāi)銷。
路由覆蓋的定義和主要任務(wù)
定義：路由覆蓋是指網(wǎng)絡(luò)路由的結(jié)構(gòu)，包括所有的網(wǎng)絡(luò)路由器，主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間的連接。它的主要任務(wù)是在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包，使得數(shù)據(jù)包能夠從源到達(dá)目的地。
路由覆蓋的主要任務(wù)如下:
1 路由請(qǐng)求給對(duì)象
2 插入對(duì)象
3 刪除對(duì)象
4 結(jié)點(diǎn)的增加和移除
Pastry的工作原理，理解圖10-8和10-9中的路由算法
Pastry是一種分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（P2P）協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)中的資源共享和信息存儲(chǔ)。它通過(guò)建立一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。
Pastry協(xié)議的工作原理主要基于以下幾個(gè)步驟：
1 建立對(duì)等網(wǎng)絡(luò)：建立一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是相互獨(dú)立的。
2 建立路由表每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)路由表，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的路由信息。
3 哈希：Pastry協(xié)議通過(guò)哈希函數(shù)將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址映射到一個(gè)唯一的哈希值，以便在網(wǎng)絡(luò)中定位該節(jié)點(diǎn)。
4 尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要查找某個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，它首先使用自己的路由表嘗試尋找該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，如果路由表中沒(méi)有該節(jié)點(diǎn)的信息，則使用其他節(jié)點(diǎn)的路由表繼續(xù)查找，直到找到該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為止。
Tapestry的工作原理，理解圖10-10中的算法示意圖
理解OceanStore如何利用P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式文件存儲(chǔ)
OceanStore是一個(gè)分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，它利用P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式文件存儲(chǔ)。OceanStore的工作原理如下：
1 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)：建立一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是相互獨(dú)立的，并且可以通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。
2 分布式文件存儲(chǔ)：將文件分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，并分別存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)上。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以成為分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)的一部分。
3 冗余存儲(chǔ)：提供了冗余存儲(chǔ)功能，即每個(gè)數(shù)據(jù)塊都會(huì)被多次存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)上，以確保數(shù)據(jù)的安全性。
4 數(shù)據(jù)分片支持對(duì)文件進(jìn)行數(shù)據(jù)分片，并對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)片分別進(jìn)行存儲(chǔ)。
5 節(jié)點(diǎn)通信：每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以相互通信，以實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)、檢索和更新。
6 數(shù)據(jù)復(fù)制：提供了數(shù)據(jù)復(fù)制功能，使得每個(gè)數(shù)據(jù)塊都可以在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)上被復(fù)制，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可用性。
討論 你認(rèn)為Napster系統(tǒng)（參考圖10-2）的主要問(wèn)題是什么？如果讓你改進(jìn)Napster系統(tǒng)以提高可靠性和效率，你會(huì)采取哪些措施？Napster 是第一個(gè)廣受歡迎的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)文件共享服務(wù)，在 20 世紀(jì) 90 年代后期首次推出時(shí)具有革命性意義。然而，它也面臨著幾個(gè)問(wèn)題。以下是 Napster 系統(tǒng)的一些主要問(wèn)題：
有限的搜索功能：Napster 的搜索功能有限，這使得用戶很難找到他們正在尋找的內(nèi)容。
可擴(kuò)展性：Napster 面臨可擴(kuò)展性問(wèn)題，導(dǎo)致性能下降和頻繁崩潰。
質(zhì)量控制：由于沒(méi)有中央機(jī)構(gòu)來(lái)管理上共享的內(nèi)容，共享文件的質(zhì)量通常很差。
安全性：Napster 網(wǎng)絡(luò)缺乏安全和隱私措施。
采取以下步驟：
改進(jìn)的搜索功能：我會(huì)引入一個(gè)集中式服務(wù)器來(lái)管理信息，使用戶更容易找到他們正在尋找的內(nèi)容。
可擴(kuò)展性改進(jìn)：實(shí)施可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施和架構(gòu).
質(zhì)量控制：采取措施確保網(wǎng)絡(luò)上共享文件的質(zhì)量，例如自動(dòng)檢查惡意軟件和其他有害內(nèi)容。
增強(qiáng)的安全性：我會(huì)實(shí)施安全和隱私措施。
第十二章
分布式文件系統(tǒng)的主要目標(biāo)
1 共享資源是分布式系統(tǒng)的主要目標(biāo)。
2 共享存儲(chǔ)信息是分布式資源共享的一個(gè)最重要的方面。
了解分布式文件系統(tǒng)的主要需求
分布式文件系統(tǒng)是一種允許多個(gè)遠(yuǎn)程用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和管理共享數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)。分布式文件系統(tǒng)的主要需求如下：
1 可擴(kuò)展性：系統(tǒng)應(yīng)該能夠隨著系統(tǒng)的增長(zhǎng)處理越來(lái)越多的數(shù)據(jù)和用戶。
2 透明性：系統(tǒng)應(yīng)該隱藏?cái)?shù)據(jù)分布和管理的細(xì)節(jié)，并向用戶呈現(xiàn)共享數(shù)據(jù)的統(tǒng)一視圖。
3 可靠性：系統(tǒng)應(yīng)該提供高水平的可靠性，確保即使在故障情況下也不會(huì)丟失或損壞數(shù)據(jù)。
4 性能：系統(tǒng)應(yīng)該能夠在高用戶負(fù)載和慢網(wǎng)絡(luò)連接情況下，對(duì)共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和操作提供高性能。
5 安全性：系統(tǒng)應(yīng)該提供強(qiáng)大的安全功能。
6 互操作性：系統(tǒng)應(yīng)該能夠與其他文件系統(tǒng)一起工作，并兼容不同的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
7 靈活性：系統(tǒng)應(yīng)該靈活適應(yīng)，能夠適應(yīng)不斷變化的需求.
基于圖12-8，深入理解NFS的工作原理
NFS (Network File System) 是一種分布式文件系統(tǒng)，它允許用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上共享文件和目錄。NFS工作的原理如下：
客戶端請(qǐng)求：客戶端向 NFS 服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求訪問(wèn)遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)。
客戶端認(rèn)證：NFS 服務(wù)器驗(yàn)證客戶端身份，以確保只有授權(quán)的客戶端才能訪問(wèn)文件。
請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)：NFS 服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到文件系統(tǒng)，以便完成客戶端請(qǐng)求。
文件系統(tǒng)響應(yīng)：文件系統(tǒng)響應(yīng)客戶端請(qǐng)求，并將文件內(nèi)容返回給 NFS 服務(wù)器。
響應(yīng)發(fā)送：NFS 服務(wù)器將文件內(nèi)容發(fā)送給客戶端，客戶端可以通過(guò)它來(lái)訪問(wèn)遠(yuǎn)程文件。
NFS 使用RPC 協(xié)議來(lái)處理客戶端請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)分布式文件系統(tǒng)。這種方法使得客戶端可以在其本地文件系統(tǒng)中訪問(wèn)遠(yuǎn)程文件，就像訪問(wèn)本地文件一樣方便
理解NFS中，虛擬文件系統(tǒng)VFS的作用
在網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）中，虛擬文件??系統(tǒng)（VFS）的作用是為訪問(wèn)不同的文件系統(tǒng)提供一個(gè)通用的接口。 VFS 充當(dāng)應(yīng)用程序和實(shí)際文件系統(tǒng)之間的中間層，允許通過(guò)單個(gè)統(tǒng)一接口訪問(wèn)多個(gè)文件系統(tǒng)。
（VFS 使應(yīng)用程序能夠以統(tǒng)一的方式與文件系統(tǒng)交互，而不管底層文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)如何。這消除了應(yīng)用程序?qū)Φ讓游募到y(tǒng)具有特定知識(shí)的需要，并使它們能夠在不修改的情況下使用不同的文件系統(tǒng)。
使用 NFS，VFS 充當(dāng) NFS 客戶端和 NFS 服務(wù)器之間的橋梁?？蛻舳送ㄟ^(guò)VFS與服務(wù)器通信，VFS處理客戶端與服務(wù)器之間的通信，保證數(shù)據(jù)以雙方都能理解的格式傳輸。這允許客戶端訪問(wèn)和操作服務(wù)器上的文件，就好像它們是本地文件一樣。）
（綜上所述，NFS中的VFS為不同文件系統(tǒng)的訪問(wèn)提供了統(tǒng)一的接口，使應(yīng)用程序無(wú)需修改即可與不同的文件系統(tǒng)協(xié)同工作，方便了NFS客戶端與服務(wù)器端的通信。）
NFS中服務(wù)器緩存和客戶機(jī)緩存的作用
服務(wù)器緩存：服務(wù)器緩存用于在NFS服務(wù)器的內(nèi)存中緩存文件和目錄信息。這有助于減少為客戶端請(qǐng)求提供服務(wù)時(shí)所需的磁盤 I/O 操作數(shù)，從而提高 NFS 服務(wù)器的性能。
客戶端緩存：客戶端緩存用于在NFS客戶端的內(nèi)存中緩存文件和目錄信息。這有助于減少向 NFS 服務(wù)器發(fā)出的請(qǐng)求數(shù)，從而提高 NFS 客戶端的性能?？蛻舳司彺婵捎糜诰彺嫖募?shù)據(jù)和與這些文件關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)。
（此外，客戶端緩存還可用于使 NFS 客戶端對(duì)網(wǎng)絡(luò)中斷更具彈性，因?yàn)榧词古c NFS 服務(wù)器的連接丟失，它也可以繼續(xù)訪問(wèn)緩存的數(shù)據(jù)。）
基于圖12-11，12-13，12-14，深入理解AFS的工作原理
AFS允許用戶從不同位置訪問(wèn)文件，就好像它們存儲(chǔ)在本地一樣。
AFS 在客戶端-服務(wù)器模型上運(yùn)行，中央服務(wù)器管理文件的存儲(chǔ)和檢索，以及許多客戶端機(jī)器。
當(dāng)客戶機(jī)從 AFS 服務(wù)器請(qǐng)求文件時(shí)，服務(wù)器檢索該文件并將其副本緩存在客戶機(jī)上。對(duì)該文件的后續(xù)請(qǐng)求可以由客戶端機(jī)器完成，而不需要額外的網(wǎng)絡(luò)流量。這有助于減少網(wǎng)絡(luò)延遲并提高性能。
討論 l 談?wù)勀阌心男┓椒?#xff0c;能夠進(jìn)一步提高NFS系統(tǒng)的讀寫(xiě)效率？
增大緩存容量
1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。
2 緩存：NFS 使用緩存來(lái)提高性能。客戶端可以在內(nèi)存中緩存經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。
3 使用巨型幀：巨型幀比標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀大，可以減少傳輸數(shù)據(jù)所需的幀數(shù)能。
4 掛載選項(xiàng)：有的 NFS 掛載選項(xiàng)可用于提高性能，包括“rsize”和“wsize”選項(xiàng)，指定讀取或?qū)懭胝?qǐng)求的最大大小。
5 使用專用網(wǎng)絡(luò)：為 NFS 流量使用專用網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)減少網(wǎng)絡(luò)爭(zhēng)用并確保 NFS 流量具有足夠的帶寬來(lái)提高性能。
6 使用基于硬件的加速：基于硬件的加速，可以卸載 CPU 密集型任務(wù)并提高性能。
7 負(fù)載平衡：負(fù)載平衡可以幫助將 NFS 流量分布到多臺(tái)服務(wù)器上，減少任何一臺(tái)服務(wù)器上的負(fù)載并提高性能。
如果讓你在windows server上開(kāi)發(fā)一個(gè)NFS Server端軟件，你認(rèn)為該軟件需要實(shí)現(xiàn)哪些功能？
共享文件和目錄：NFS服務(wù)器軟件應(yīng)該能夠共享Windows服務(wù)器上的文件和目錄，以便NFS客戶端可以訪問(wèn)它們。
身份驗(yàn)證：軟件應(yīng)該能夠?qū)?NFS 客戶端進(jìn)行身份驗(yàn)證。
授權(quán)：軟件應(yīng)該能夠確定哪些 NFS 客戶端被授權(quán)訪問(wèn)特定的文件和目錄。
文件鎖定：軟件應(yīng)該能夠處理來(lái)自 NFS 客戶端的文件鎖定請(qǐng)求，以確保一次只有一個(gè)客戶端可以修改文件。
文件訪問(wèn)權(quán)限：軟件應(yīng)能管理NFS客戶端的文件和目錄訪問(wèn)權(quán)限，如只讀、讀寫(xiě)和執(zhí)行權(quán)限。
文件和目錄更新：該軟件應(yīng)該能夠?qū)?NFS 客戶端所做的更改傳播到 Windows 服務(wù)器上的共享文件和目錄。
網(wǎng)絡(luò)傳輸：軟件應(yīng)支持 NFS 協(xié)議。
性能優(yōu)化：軟件應(yīng)進(jìn)行性能優(yōu)化，以確保快速高效地訪問(wèn)共享文件和目錄。
錯(cuò)誤處理：軟件應(yīng)該能夠處理和響應(yīng)錯(cuò)誤和異常。
記錄和監(jiān)控：該軟件應(yīng)該能夠記錄 NFS 客戶端操作并監(jiān)控 NFS 服務(wù)器的性能。
第十三章
分布式系統(tǒng)中，命名(Naming)的重要作用
名字為通信與資源共享提供了便利。
DNS中迭代導(dǎo)航和遞歸導(dǎo)航的區(qū)別
迭代導(dǎo)航：在迭代導(dǎo)航中，客戶端將詢問(wèn)發(fā)送到本地 DNS 服務(wù)器，然后由本地 DNS 服務(wù)器詢問(wèn)其他 DNS 服務(wù)器，直到找到請(qǐng)求的信息或超時(shí)為止。迭代導(dǎo)航需要客戶端與本地 DNS 服務(wù)器建立連接，本地 DNS 服務(wù)器與遠(yuǎn)程 DNS 服務(wù)器建立連接，因此它的性能較差。
遞歸導(dǎo)航：在遞歸導(dǎo)航中，客戶端將詢問(wèn)發(fā)送到本地 DNS 服務(wù)器，本地 DNS 服務(wù)器將詢問(wèn)轉(zhuǎn)發(fā)到其他 DNS 服務(wù)器，并且返回給客戶端完整的答案。遞歸導(dǎo)航僅需客戶端與本地 DNS 服務(wù)器建立一次連接，因此它的性能較好。
目錄服務(wù)的作用
目錄服務(wù)返回滿足特定屬性的所有對(duì)象的屬性集合。
全局名字服務(wù)GNS的工作原理
全局名字服務(wù)（GNS）是一種用于映射名稱到網(wǎng)絡(luò)地址的技術(shù)。它的工作原理是通過(guò)一個(gè)中心化的服務(wù)器，將名稱映射到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址（如IP地址）。
（當(dāng)用戶請(qǐng)求某個(gè)名稱時(shí)，GNS會(huì)收到請(qǐng)求并在其內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相應(yīng)的地址。如果找到了，GNS將返回給用戶對(duì)應(yīng)的地址，從而使用戶可以連接到該地址上的服務(wù)器。如果沒(méi)有找到，GNS會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。
GNS可以解決兩個(gè)問(wèn)題：
IP地址不容易記憶，GNS可以將容易記憶的名稱映射到IP地址。
IP地址可能會(huì)發(fā)生變化，GNS可以隨時(shí)隨地更新對(duì)應(yīng)的IP地址，從而避免了用戶手動(dòng)更新的麻煩）
為什么LDAP比X.500更實(shí)用？
輕量性：LDAP是一種輕量級(jí)的目錄訪問(wèn)協(xié)議，它具有比X.500更小的幀結(jié)構(gòu)和更簡(jiǎn)單的語(yǔ)法，因此它比X.500更易于實(shí)現(xiàn)。
可擴(kuò)展性：LDAP的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和語(yǔ)法使它更容易擴(kuò)展。
性能 LDAP通常具有比X.500更高的性能。
易用性： LDAP比X.500具有更容易理解的語(yǔ)法和更直接的訪問(wèn)方法。
LDAP比X.500更實(shí)用，因?yàn)樗哂懈玫男阅?、更靈活的擴(kuò)展性和更高的易用性。
討論在一個(gè)DNS服務(wù)中，客戶端可以使用迭代導(dǎo)航或者遞歸導(dǎo)航，你認(rèn)為這兩種方式哪個(gè)查詢效率更高？哪個(gè)占用的DNS服務(wù)器資源更少？
遞歸導(dǎo)航的效率更高，因?yàn)樗恍枰啻握?qǐng)求，客戶端只需要向DNS服務(wù)器請(qǐng)求一次即可得到完整的域名信息。但是，遞歸導(dǎo)航占用的DNS服務(wù)器資源更多。
相反，迭代導(dǎo)航需要多次請(qǐng)求，但是它占用的DNS服務(wù)器資源更少。
總的來(lái)說(shuō)，遞歸導(dǎo)航更快但占用的DNS服務(wù)器資源更多，迭代導(dǎo)航更慢但占用的DNS服務(wù)器資源更少。
總結(jié)
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