Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme Verteilte Anwendungen: Einflußreiche Systeme Dr. Wolfgang Wörndl.

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1 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme Verteilte Anwendungen: Einflußreiche Systeme Dr. Wolfgang Wörndl 23.04.2004

2 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 2 Überblick  Letzten Montag –Überblick über verteilte Anwendungen –Vor-/Nachteile,...  Heute einflußreiche Systeme als Abschluß der Einleitung –Kennenlernen konkrete Systeme –Motivation verteilter Anwendungen –Vorstellung einiger wichtiger Konzepte  Nächster Montag –Java 2 Enterprise Edition (J2EE)

3 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 3 Einflußreiche Systeme  Amoeba –Objektbasiertes, verteiltes Betriebssystem  Mach –Microkernel, Thread, Port...  Distributed Computing Environment (DCE) der OSF –Entwicklungs- und Laufzeitumgebung  Sun Network File System –Verteiltes Dateisystem

4 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 4 Amoeba  Entwickelt an der Uni Amsterdam (Tanenbaum)  Eines der ersten objektbasierten, verteilen Betriebssysteme

5 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 5 Amoeba  Definition eines Microkernels –Erzeugen von Prozessen & Threads –Interprozesskommunikation  Basiert auf Informationsobjekte –Abstrakter Datentyp (Bsp.: Verzeichnis) und Operationen –Objekte verwaltet von Server Subsystem –Erzeugung eines Prozesses beim Zugriff

6 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 6 Amoeba  Client und Server kommunizieren über Remote Procedure Calls (RPC)  Zugriff auf Objekte mit Hilfe von capabilities: (service, object-id, access rights, checksum)  Weitere Informationen: http://www.cs.vu.nl/pub/amoeba/

7 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 7 Mach  Microkernel Betriebssystem der Carnegie Mellon University –Basis für diverse Implementierungen, z.B. MkLinux (Macintosh)

8 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 8 Mach Ziele  Emulation von UNIX  Multiprozessor Betrieb (tasks, threads)  (Transparente) Abbildung des Netzwerks (ports)  Flexible Implementierung eines virtuellen Speichers (memory objects)  Portabilität

9 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 9 Mach Konzepte  Threads –Kein eigener Adreßraum –Wenig Verwaltungsinformation –Schneller Threadwechsel –Zuordnung zu Prozessoren  Memory objects –(virtuelle) Speichereinheiten –Gemeinsame Nutzung durch „Copy-on- Write“  Objekt wird vor dem Schreiben kopiert

10 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 10 Mach Nachrichtenaustausch  Prozesse kommunizieren durch Kanäle, genannt Ports  Port: Message Queue –Mehrere Sender können senden –Ein Empfänger pro Queue –Zugriffsschutz über Capabilities

11 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 11 Mach Nachrichtenaustausch  Network server Ports  Weitere Informationen http://www-2.cs.cmu.edu/afs/cs/ project/mach/public/www/mach.html

12 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 12 Open Software Foundation (OSF)  OSF Mitglieder: HP, IBM, Siemens,...  Spezifikation des Distributed Computing Environment (DCE) –Entwicklungsplattform (Komponenten) und Laufzeitumgebung  Charakteristika –Mach as Basis –Client-Server Paradigma –RPC, information sharing

13 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 13 OSF DCE

14 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 14 Sun NFS  Network File System (NFS) von Sun  Verfügbar auf vielen Systemen, hauptsächlich UNIX  Ziel: Orts- und Zugriffstransparenz beim Dateizugriff –Kein Unterschied zwischen lokalen und entfernten Dateizugriff  Zustandsloser Dateidienst –Server merkt sich keine Info. über Clients –Server prüft Rechte bei jedem Zugriff

15 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 15 NFS Mount  Verzeichnisse werden vom Serber exportiert und vom Client gemounted

16 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 16 NFS Implementierung (I)

17 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 17 NFS Implementierung (II)  Jede Datei im virtuellen Dateisystem hat file handle mit –file system ID –i-node –i-node creation number  Zugriff (offener) Dateien über v-node –Falls lokal: v-node enthält Verweis auf i-node –Falls entfernt: v-node enthält file handle

18 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 18 NFS Caching (I)  Ein Cache pro Maschine, nicht pro Programm  Cache wird in regelmäßigen Abständen in Dateisystem geschrieben  Probleme bei Schreib-Operationen beim Zugriff mehrerer Anwendungen  Ansatz zur Lösung –Für jeden Datenblock die Zeit der letzten Änderung pflegen

19 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 19 NFS Caching (II)  Programm 3 sieht Änderungen später

20 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 20 read function read (file d, blockindex k): block; /* read data block k of file d */ if file d is local then return (k-th block); else /* file d is remotely located */ if t last read of k < (t now - w) /* If the last read was performed more than w seconds before, check the validity of the cache entry; t now be the actual time. */ then request latest modification time t mod/remote (k) if t mod/remote (k) == t mod/old (k) then return (k-th block); else fetch k from the remote system; return (k-th block);

21 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 21 NFS Caching (III)  NFS Parameter –Prüfung der M.-Zeit bei open oder beim Zugriff auf neue Datenblöcke –Annahme der Gültigkeit 3 Sek. (Dateien) bzw. 30 Sek. (Verzeichnisse)  Was passiert mit „ungültigen“ Dateien? –Web Browser kümmert sich z.B. nicht  Möglichkeiten Konsistenzerhaltung –write-invalidate –write-update

22 Technische Universität München, Informatik XI Angewandte Informatik / Kooperative Systeme © Dr. Wolfgang Wörndl, 23.04.2004 22 Zusammenfassung  Überblick über einige einflußreiche verteilte Anwendungen  Zugrunde liegende Konzepte sind Schwerpunkte der Vorlesung, u.a. –Client/Server –RPC –Verteilter Dateidienst  Nächsten Montag –J2EE