4.4 Sperrsynchronisation

Präsentation zum Thema: "4.4 Sperrsynchronisation"—  Präsentation transkript:

1 4.4 Sperrsynchronisation
(siehe auch Coulouris 10.4, Weber 5.5) Zentraler Koordinator Virtueller Token Ring Markenbesitz = Eintrittsberechtigung (LeLann 1977) Verteilte Warteschlange mit Skalarzeit, 4.1.2 (Lamport 1978, Ricart/Agrawala 1981/83) vs4.4

2 4.4.4 Wandernde Warteschlange
Vor.: - Stationen ausfallsicher, - Kommunikation zuverlässig, auch Rundruf, - und kausal geordnet Idee:  Marke (token) berechtigt zum Eintritt in kritischen Abschnitt,  wird nur auf Anforderung – Rundruf! – bewegt,  trägt Warteschlange mit sich Problem: Beim Wechsel des Eigentümers darf es kein „Interregnum“ geben – weil zufällig dann eintreffende Anforderungen verlorengehen würden. Daher: Überlappende Eigentümerschaft kausal geordnet – z.B. Ethernet (ist sogar total geordnet) vs4.4

3 4.4.5 Kommunikationsaufwand
für Eintritt in den kritischen Abschnitt Nachrichtenanzahl mit Rundruf Zentraler Koordinator 2 Virtueller Token Ring 0 bis n-1 Verteilte Warteschlange 2(n-1) n Wandernde Warteschlange n+2 4 Beachte: In der Praxis kommt meist nur die zentralisierte Lösung in Frage (eventuell mit Ersatz-Koordinator – siehe Kap. 5) vs4.4

4 4.5 Sondieren mit Echos (probe/echo algorithms)
für Punkt-zu-Punkt-Netze Prinzip: Breitensuche im Stationsgraphen, (statt sequentiell und zentralisiert) nichtsequentiell und verteilt Zur Erinnerung – sequentielle Algorithmen: Tiefensuche/Breitensuche sind nichtlinear rekursive Algorithmen, bei denen ein Spannbaum des Graphen durchlaufen wird Vor.: Ausfallsichere Stationen, zuverlässige Kommunikation, nicht zerfallendes Netz mit Duplex-Verbindungen  ungerichteter, zusammenhängender Graph vs4.4

5 Synchroner Prozeduraufruf
 asynchroner Prozeduraufruf [nichtsequentiell]  Versand einer „Sonde“ [verteilt] Prozedureintritt  Prozedurstart [nichtsequentiell]  Empfang einer Sonde [verteilt] Prozeduraustritt  Prozedurende [nichtsequentiell]  Versand eines „Echos“ [verteilt] Ergebnisübernahme  Warten auf Ergebnis [nichtsequentiell]  Empfang eines Echos [verteilt] vs4.4

6 - Rundruf (Echo als Quittung!) - Koordinatorauswahl
Anwendungen: - Rundruf (Echo als Quittung!) - Koordinatorauswahl - Verteilte Terminationserkennung - Verteilte Verklemmungserkennung - Topologie erkunden vs4.4

7 4.5.1 Verteilte Terminationserkennung
(Dijkstra/Scholten 1980, „Diffusionsalgorithmus“) Verteiltes Programm bestehe aus Prozessen, die alle – mit Ausnahme eines ausgezeichneten Startprozesses – auf eine Nachricht warten, die für sie den „Startschuss“ gibt. Danach kommunizieren sie nach Belieben und gelangen (hoffentlich) alle an ein stop. Der Startprozess muß erkennen, wenn es soweit ist. vs4.4

8  Jede empfangene Nachricht außer der ersten wird quittiert,
Vorgehensweise:  Jede empfangene Nachricht außer der ersten wird quittiert, sobald sie vom Anwendungsprogramm (!) übernommen wurde.  Die erste empfangene Nachricht wird erst dann quittiert, wenn alle gesendeten Nachrichten quittiert wurden und der Prozess bei stop angelangt ist. vs4.4

9 4.5.2 Verteilte Verklemmungserkennung
Verklemmung (deadlock) = Systemzustand, in dem einige (oder alle) der beteiligten Prozesse zyklisch aufeinander warten - verhindert ordnungsgemäße Weiterarbeit bzw. Termination Warten - auf Betriebsmittel - auf Nachrichten Erkennung entweder „bei Verdacht“ oder im Augenblick des Entstehens Behandlung unterschiedlich (anwendungsabhängig) vs4.4

10 Verteilte Erkennung von recv-Zyklen im Augenblick des Entstehens:
Wenn bei recv from p blockiert wird, wird eine Sonde durch den Wartegraphen geschickt. Wenn sie bis zum Ausgangspunkt zurückgelangt, liegt eine Verklemmung vor. (Ohne Echo) Achtung: Beim Abschicken/Weiterleiten der Sonde könnte die gewünschte Nachricht gerade unterwegs sein oder gerade abgeschickt werden. Wird das beim Ankommen der Sonde entdeckt, kann das Verfahren abgebrochen werden. vs4.4