作业系统导论

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1、叢集式系統應用10/2/20211作業系統導論大綱何謂叢集式系統叢集式系統的通訊叢集式系統的檔案系統叢集式系統的同步機制平行程式計算叢集式系統的資源管理本章重點回顧10/2/20212作業系統導論何謂叢集式系統集中式多行程（CentralizedMultiprocessors）架構與分散式系統（DistributedSystems）分散式系統依架構可區分為：叢集方式（Cluster）全然分散式（FullyDistributive）10/2/20213作業系統導論最簡單的叢集架構─對稱叢集架構（SymmetricCluster）10/2/2021

2、4作業系統導論非對稱叢集架構10/2/20215作業系統導論延伸叢集架構10/2/20216作業系統導論叢集式系統的通訊網路拓樸型態：匯流排拓樸（BusTopology）星狀拓樸（StarTopology）環狀拓樸（RingTopology）網狀拓樸（MeshTopology）選擇拓墣的依據：串接時所支付的成本通訊時的可靠度通訊時的速度10/2/20217作業系統導論匯流排拓樸（BusTopology）星狀拓樸（StarTopology）10/2/20218作業系統導論環狀拓樸（RingTopology）網狀拓樸（MeshTopology）10

3、/2/20219作業系統導論主從式架構（Client/Server）與對等式網路架構（Peer-to-Peer）遠端程序呼叫（RemoteProcedureCall，RPC）10/2/202110作業系統導論叢集式系統的檔案系統叢集式架構下，檔案的命名模式：主機名稱加上路徑，例如，hcserver:/home將遠端檔案系統掛載到本地端的檔案階層中使用單一名稱，使所有電腦所看到的名稱皆相同快取一致性問題（Cache-consistencyProblem）直接寫入演算法（Write-throughAlgorithm）10/2/202111作業系統導

4、論網路檔案系統（NetworkFileSystem，NFS）10/2/202112作業系統導論NFS運作層次10/2/202113作業系統導論NFS遠端掛載運作方式10/2/202114作業系統導論NFS檔案存取10/2/202115作業系統導論平行虛擬檔案系統（ParallelVirtualFileSystem，PVFS）PVFS軟體中主要功能：一致性的檔案命名方式。支援現有的檔案系統存取模式。資料分散於叢集架構上的節點硬碟內。為應用程式提供更高性能的資料存取方式。10/2/202116作業系統導論PVFS系統主要組成的模組：元資料伺服器（M

5、etadataServer）I/O伺服器（I/OServer，iod）PVFS本地API（PVFSnativeAPI，Llibpvfs）PVFSLinux核心支援（PVFSLinuxKernelSupport）10/2/202117作業系統導論PVFS提供了三種模式存取存放於PVFS上的檔案透過PVFS提供的API介面Linux核心介面ROMIO、MPI-IO介面通用平行檔案系統（GeneralParallelFileSystem，GPFS）10/2/202118作業系統導論叢集式系統的同步機制分散式演算的特性：相關資訊散佈在多部電腦之間行程只

6、能依靠本地資訊來作決定系統必須避免一點錯誤而故障沒有共同的時鐘來源存在在Linux作業系統中對於檔案的時間戳記表示方式大致上有三種類別，分別為：Modifytime（mtime）、Accesstime（atime）、InodeChangetime（ctime）10/2/202119作業系統導論邏輯時鐘（LogicalClocks）與發生在前（Happened-before）判斷式並行控制演算法（ConcurrencyControlAlgorithm）鎖定最佳化並行控制時間戳記10/2/202120作業系統導論平行程式計算計算節點對於被交付的行程

7、在處理處理器之間的資料傳送方式通常有兩種：點對點通訊（PointtoPointCommunication）集體通訊（CollectiveCommunication）MPI_Send與MPI_Recv10/2/202121作業系統導論單處理器循序程式運作方式計算切割而資料不切割的運作方式10/2/202122作業系統導論計算與資料均切割的運作方式10/2/202123作業系統導論叢集式系統的資源管理常見的佇列系統很多，例如：NQS（NetworkQueueSystem）DQS（DistributedQueueSystem）Altair的PBSPr

8、o（PortableBatchSystem）等佇列系統本身需具備下列幾項特點可以公平分配計算節點上的運算資源，使這些資源可以被充分的運用。可以針對不同