Systemy rozproszone

Forma zajęć

Wykład (30 godzin) + laboratorium (30 godzin)

Opis

Celem przedmiotu jest prezentacja teoretycznych i praktycznych aspektów konstrukcji rozproszonych systemów operacyjnych. Prezentowane zagadnienia dotyczą różnych warstw systemu operacyjnego: począwszy od mechanizmów komunikacyjnych, poprzez algorytmy rozproszonego szeregowania i synchronizacji, a skończywszy na aplikacyjnych usługach systemu operacyjnego (systemy plików, usługi katalogowe).

Sylabus

Autorzy

• Jerzy Brzeziński — Politechnika Poznańska
• Cezary Sobaniec — Politechnika Poznańska

Wymagania wstępne

• Systemy operacyjne
• Sieci komputerowe
• Programowanie niskopoziomowe
• Programowanie obiektowe

Zawartość

Zagadnienia teoretyczne

• Wprowadzenie:
  • architektura systemów rozproszonych
  • modele przetwarzania rozproszonego
  • mechanizmy komunikacyjne: wymiana komunikatów, komunikacja grupowa
• Mechanizm zdalnych wywołań procedur (RPC)
• Systemy z rozproszoną pamięcią współdzieloną (DSM):
  • modele spójności (model atomowy, sekwencyjny, przyczynowy, PRAM, modele o dostępie synchronizowanym)
  • protokoły spójności
• Replikacja w rozproszonych systemach mobilnych:
  • modele spójności zorientowane na klienta (gwarancje sesji)
  • protokoły spójności
• Rozproszone szeregowanie:
  • problematyka równoważenia obciążeń, algorytmy i ich klasyfikacja
• Synchronizacja zegarów:
  • zegary fizyczne (algorytmy Berkeley, Cristiana)
  • zegary logiczne (skalarny Lamporta, wektorowy Fidge'a, Matterna)
• Elekcja: algorytm tyrana, elekcja w pierścieniu
• Rozproszone zakleszczenie – modele i algorytmy detekcji
• Praktyczne realizacje niektórych usług rozproszonych systemów operacyjnych:
  • rozproszone systemy plików (NFS, AFS, Coda, SMB/CIFS)
  • usługi katalogowe (LDAP, AD)

Zagadnienia praktyczne

• Mechanizm zdalnego wywołania procedur na przykładzie Sun RPC:
  • synchroniczne i asynchroniczne wywołania zdalnych procedur
  • wywołania zwrotne
• Rozproszone systemy plików – uruchomienie, konfiguracja, strojenie:
  • Network File System
  • SMB/CIFS
• Usługi katalogowe – konfiguracja, integracja z innymi usługami systemu operacyjnego:
  • Network Information System
  • LDAP

Literatura

1. A. S. Tanenbaum, M. van Steen, Distributed Systems: Principles and Paradigms, Prentice-Hall, Inc., 2002
2. P. K. Sinha, Distributed Operating Systems – Concepts and Design, IEEE Press, 1997.
3. A. S. Tanenbaum, Computer Networks, Pearson Education, Inc., 2003.
4. G. S. Hura, M. Singhal, Data and Computer Communications. Networking and Internetworking, CRC Press LLC, Boca Raton, Florida, 2001.
5. M. Singhal, N. G. Shivaratri, Advanced Concepts in Operating Systems –Disitributed, Database, and Multiprocessor Operating Systems, McGraw Hill, 1994.
6. A. Gościński, Distributed Operating Systems, The Logical Design, Addison Wesley, 1991.
7. A. Silberschatz, J. Peterson, P. Galvin, Operating Systems Concepts, Addison Wesley, 1991.
8. A. S. Tanenbaum, Modern Operating Systems, Prentice-Hall, Inc., 1992.
9. G. Tel, Introduction to Distributed Algorithms, Cambridge University Press, 1994.
10. M. Gabassi, B. Dupouy. Przetwarzanie rozproszone w systemie UNIX. Lupus, 1995.

Moduły

Wykłady

1. Wstęp (PDF, PDF kolor, Flash)
2. Komunikacja (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
3. Komunikacja grupowa, (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
4. Procesy (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
5. Nazewnictwo (PDF, PDF kolor, Flash)
6. Synchronizacja zegarów i rozproszone transakcje (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
7. Elekcja, wzajemne wykluczanie i zakleszczenie (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
8. Zwielokrotnianie i spójność (PDF, PDF kolor, Flash)
9. Modele spójności (PDF, PDF kolor, Flash)
10. Modele spójności nastawione na klienta (PDF, PDF kolor, Flash)
11. Niezawodne systemy rozproszone (PDF, PDF kolor, Flash)
12. Systemy rozproszone oparte na obiektach (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
13. Rozproszone systemy plików (PDF, PDF kolor, Flash); Pytania
14. LDAP (PDF, PDF kolor, Flash)

Laboratoria

1. Wprowadzenie do Sun RPC
2. External Data Representation
3. Wywołania asynchroniczne
4. Wywołania zwrotne
5. Java RMI (1)
6. Java RMI (2)
7. Network File System (1)
8. Network File System (2)
9. Network Information System
10. SMB/CIFS (1)
11. SMB/CIFS (2)
12. LDAP
13. CORBA

Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych są dostępne w postaci plików PDF:

• kolor jednostronny
• kolor dwustronny
• B&W jednostronny
• B&W dwustronny