第十四章—分佈式處理、客戶/服務器和集羣【計算機操作系統】

14.1 什麼是客戶/服務器計算?

客戶/服務器計算是一個網絡環境,在這個網絡環境中包含着客戶機和服務器,並由服務器來響應客戶機的請求。

14.2 客戶/服務器計算與任何其他形式的分佈式數據處理的區別是什麼?

1、在用戶的本地系統上爲該用戶提供界面友好的應用程序,這樣做可使系統具有更高的可靠性。這使得用戶可以在很大程度上控制對計算機的使用方式和時間,並使得部門級管理者具有響應本地需求的能力。

2、儘管應用是分散開的,但仍然強調公司數據庫的集中以及很多網絡管理和使用功能的集中。這使公司的管理者能夠對計算信息系統的投資總額進行總體控制,並提供互操作,以使多系統能夠配合起來。同時,減少了各部門和單位在維護這些複雜的計算機設施時的開銷,使他們能夠選擇他們需要的各種類型的機器和接口來訪問那些數據和信息。

3、對於用戶組織和廠商來說,他們有一個共同的承諾事項,即使系統開放和模塊化。這意味着用戶在選擇產品和混和使用來自衆多廠商的設備時具有很多選擇。

4、網絡互聯是操作的基礎,網絡管理和網絡安全在組織和操作信息系統中具有很高的優先權。

14.3 像TCP/IP這樣的通信結構在客戶/服務器計算環境中的作用是什麼?

它是使客戶端和服務器能夠協同工作的通信軟件。

14.4 討論將應用程序定位在客戶上、服務器上或分開定位在客戶和服務器上的基本原理。

基於服務器的處理:這種配置的基本原理是用戶工作站最適宜於提供良好的用戶界面,並且數據庫和應用程序很容易在中心繫統上維護。儘管用戶獲得了良好界面的好處,但是,這種配置類型並不總能有效提高處理效率或系統支持的實際商業功能上有本質的改變。基於客戶的處理:它使用戶能夠使用適應本地需要的應用。合作處理:這種配置類型可以比其他客戶/服務器方式爲用戶提供更高的生產效率和更高的網絡效率。

14.5 什麼是胖客戶和瘦客戶,兩種方法在基本原理上的差別是什麼?

胖客戶:這是基於客戶的處理,而大部分的軟件都集中在客戶端。胖客戶模型的主要優點是它充分利用了桌面功能,分擔了服務器上的應用處理並使它們更加有效,不容易產生瓶頸。

瘦客戶:這是基於服務器的處理,而大部分的軟件都集中在服務器。這種方式更近似地模擬了傳統的以主機爲中心的方式,常常是使將公司範圍的應用程序從大型機環境遷移到分佈式環境的途徑。

14.6 給出將pros和cons用於胖客戶和瘦客戶策略的建議。

胖客戶:胖客戶模型的主要優點是它充分利用了桌面功能,分擔了服務器上的應用處理並使它們更加有效,不容易產生瓶頸。新增加的功能很快就超出了桌面機器的處理能力,迫使公司進行升級。如果模型擴充超出了部門的界限,合併了很多用戶,則公司必須安裝高容量局域網來支持在瘦服務器和胖客戶之間進行大量的傳輸。最後,維護、升級或替換分佈於數十臺或數百臺桌面機的應用程序將變得非常困難。瘦客戶:這種方式更近似地模擬了傳統的以主機爲中心的方式,常常是使將公司範圍的應用程序從大型機環境遷移到分佈式環境的途徑。但是它不能提供和胖客戶策略一樣的靈活性。

14.7 解釋三層客戶/服務器體系結構的基本原理。

中間層機器基本上是位於用戶客戶和很多後端數據庫服務器之間的網關。中間層機器能夠轉換協議,將對一種類型的數據庫查詢映像爲另一種類型數據庫的查詢。另外,中間層機器能夠融合來自不同數據源的結果。最後,中間層機器因介於兩個層次之間而可以充當桌面應用程序和後端應用程序之間的網關。

14.8 什麼是中間件?

中間件是在上層應用程序和下層通信軟件和操作系統之間使用標準的編程接口和協議。它提供統一的方式和方法來跨越各種平臺訪問系統資源。

14.9 既然具有像TCP/IP這樣的標準,爲什麼還需要中間件?

TCP/IP不提供API和中間層協定來支持應用於不同的硬件和操作系統的多種應用程序平臺。

14.10 列出消息傳遞的阻塞原語和無阻塞原語的優缺點。

無阻塞原語爲進程提供了對消息傳遞機制高效而靈活的使用,這種方法的缺點是難於測試和調試使用這些原語的程序。問題的不可再現性與時間順序相關性往往導致產生很多奇怪而麻煩的問題。阻塞原語有與無阻塞原語相反的優缺點。

14.11 列出遠程過程調用的非永久性和永久性綁定的優缺點。

非永久綁定:因爲連接需要維持兩端的狀態信息,因此需要消耗資源,非永久綁定類型用於保存這些資源。另一方面,建立連接所帶來的開銷使非永久綁定對同一個調用者頻繁調用遠程過程的情況不太適用。

永久綁定:對於對遠程過程進行多次重複調用的應用程序,永久綁定保持着邏輯連接,並支持使用同一連接進行一系列的調用和返回。

14.12 列出同步遠程過程調用和異步遠程過程調用的優缺點。

同步遠程過程調用易於理解和編程,因爲它的行爲是可以預期的。然而,它未能發揮分佈式應用中固有的全部並行性。這就限制了分佈式應用所能具有的交互性,降低了性能。爲了提供更大的靈活性,各種異步遠程過程調用機制已經得到實現,以獲得更大程度的並行性而同時又保留了遠程過程調用的通俗性和簡易性。異步遠程過程調用並不阻塞調用者,應答也可以在需要它們時接收到,這使客戶在本地的執行可以與對服務器的調用並行進行。

14.13 列出並簡短定義四種不同的構建集羣的方法。

被動等待:當主服務器出現故障時,由從服務器來接管。

分離服務器:各服務器具有獨自的磁盤,數據可連續地從主服務器複製至從服務器。

各服務器連接到磁盤:所有服務器都連接到同一磁盤,但每臺服務器仍擁有自己的磁盤,一旦某臺服務器發生故障,則其磁盤被其他服務器接管。

共享磁盤:多臺服務器同時共享對磁盤的訪問。

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