分布式系统复习题及参考答案(5)

2019-03-16 22:51

http://topic.csdn.net/u/20080728/13/dd41d46a-6224-4aaf-b484-2e21e181c8e5.html

5.分布式令牌环算法存在令牌丢失的问题,如果令牌丢失,会导致算法失败,请将该算法改进一下,使该算法既能检测到令牌丢失,也能进行补救。

令牌环的维护

令牌环的故障处理功能主要体现在对令牌和数据帧的维护上。令牌本身就是比特串,绕环传递过程中也可能受干扰而出错,以至造成环路上无令牌循环的差错;另外,当某站点发送数据帧后,由于故障而无法将所发的数据帧从网上撤消时,又会造成网上数据帧持续循环的差错。令牌丢失和数据帧无法撤消,是环网上最严重的两种差错,可以通过在环路上指定一个站点作为主动令牌管理站,以此来解决这些问题。

主动令牌管理站通过一种超过机制来检测令牌丢失的情况,该超时值比最长的帧为完全遍历环路所需的时间还要长一些。如果在该时段内没有检测到令牌,便认为令牌已经丢失,管理站将清除环路上的数据碎片,并发出一个令牌。

为了检测到一个持续循环的数据帧,管理站在经过的任何一个数据帧上置其监控位为1,如果管理站检测到一个经过的数据帧的监控拉的已经置为1,便知道有某个站未能清除自己发出的数据帧,管理站将清除环路的残余数据,并发出一个令牌。

6.散列函数为什么是安全的?散列函数的基本要求有哪些?常用散列函数的构造方法有哪些?

(1)Hash函数就是把任意长的输入消息串变化成固定长的输出串的一种函数。这个输出串称为该消息的杂凑值。Hash函数输出并不以可辨别的方式依赖于输入;在任何输入串中单个比特的变化,将会导致输出比特串中大约一半的比特发生变化。所以散列函数是安全的。一般用于产生消息摘要,密钥加密等.

(2)一个安全的散列函数应该至少满足以下几个条件: ①输入长度是任意的;

②输出长度是固定的,根据目前的计算技术应至少取128bits长,以便抵抗攻击; ③对每一个给定的输入,计算输出是很容易的

④给定散列函数的描述,找到两个不同的输入消息杂凑到同一个值是计算上不可行的,或给定散列函数的描述和一个随机选择的消息,找到另一个与该消息不同的消息使得它们杂凑到同一个值是计算上不可行的。

(3)散列函数的选择有两条标准:简单和均匀。常用散列函数的构造方法有:平方取中法、除余法、相乘取整法、随机数法。

常见散列函数(Hash函数):·MD5 ·SHA·MAC ·CRC

7.分布式可繁也可以简,请你组建一个最简单的分布式系统模型。

8.一个最完备的分布式体系由以下模块组成。请说明各模块的功能?

①分布式处理系统必须有能力在短时间内动态地组合成面向不同服务对象的系统。对用户来说系统是透明的,用户只需指定系统干什么而不必指出哪个部件可以提供这一服务。系统各组成部分是自主的,但不是无政府状态,而是遵循某个主计划由高级操作系统进行协调工作。在一个计算机网中有多台主机不一定都是分布式处理。如果这样的系统不具备动态组合及任务再指派的能力,那么它们仍然是集中式处理。

②分布式查询可以访问来自多种异类数据源的数据,而这些数据可存储在相同或不同的计算机上。

③分布式数据库系统由分布于多个计算机结点上的若干个数据库系统组成,它提供有效的存取手段来操纵这些结点上的子数据库。分布式数据库在使用上可视为一个完整的数据库,而实际上它是分布在地理分散的各个结点上。当然,分布在各个结点上的子数据库在逻辑上是相关的。 ④分布式缓存支持一些基本配置:重复(replicated)、分配(partitioned)和分层(tiered)。重复(Replication)用于提高缓存数据的可用性。在这种情况下,数据将重复缓存在分布式系统的多台成员机器上,这样只要有一个成员发生故障,其他成员便可以继续处理该数据的提供。另一方面,分配(Partitioning)是一种用于实现高可伸缩性的技巧。通过将数据分配存放在许

多机器上,内存缓存的大小加随着机器的增加而呈线性增长。结合分配和重复这两种机制创建出的缓存可同时具备大容量和高可伸缩的特性。

⑤分布式文件系统具有执行远程文件存取的能力,并以透明方式对分布在网络上的文件进行管理和存取。

⑥ 分布式网络通信能够连接跨越了多台计算机的应用程序各节点。

⑦分布式监控管理可以有效避免最上层服务器因顾及不暇而出现管理疏漏的现象。

⑧用于编写运行于分布式计算机系统上的分布式程序。一个分布式程序由若干个可以独立执行的程序模块组成,它们分布于一个分布式处理系统的多台计算机上被同时执行。它与集中式的程序设计语言相比有三个特点:分布性、通信性和稳健性。

⑨分布式系统的执行存在着许多非稳定性的因素。分布式算法起到分布性和并发性的作用,这一点不同于集中式算法。

9.设计一个分布式网络管理系统的架构与开发模型。(200字左右)

分布式网络管理系统的实现主要有对等式、层次式和混合式三种实现方式。

对等式(P2P)网络管理:网管功能被分布到多个管理者上,完成各自域内的网络逻辑管理(综合管理),而每个被管设备都是具有一定自我管理能力的自治单元。

层次式网络管理:引入中层管理站MLM(Middle-Level Manager)以减轻顶层管理站MOM(Manager Of Managers)的负担,减少网络传输、消除瓶颈,增加可靠性和扩展性,从而提高整个网络管理系统的性能。是一种很具生命力的方法。

混合式网络管理:它结合了两者的优点,但当网络规模扩大时,集成管理站和单元管理站的增多将导致管理关系复杂性的非线性增长。

请围绕分布式管理的主题,选择一种方式,依次从以下三个方面论述。 (1)结合你参与或你熟悉网络管理架构一个简单的模型; (2)简要说明数据一致性算法; (3)简述采用的数据安全性要求。

对等式(P2P)网络管理:

(1)把整个网络分为若干个对等的域,每个域设置一个网络管理者,负责集中管理域中的设备。因此.在一个网络系统中可以有多个管者.几个对等的管理者可以同时在网络系统中运行。每个管理者负责管理网络系统中的一个特定域.管理者之间可以相互通信,或者通过高层管理者进行协调。如下图2所示.

管理信息库似(MIB)

(2)P2P系统中基于副本链的一致性维护算法:一种无结构纯P2P的副本一致性维护算法。利用副本节点发起的第一次更新消息在P2P网络中的广播,由其他收到消息的节点给出响应,构建副本链。副本链建立后,更新消息在副本节点间进行传播,不再在网络中洪泛。

(3)P2P环境对数据安全性要求一般,通常是利用UDP来交换数据,而不是TCP String 套接字。

10.论分布式共享存储一致性协议的关键技术(200字左右)。

分布式共享存储可以使那些原来彼此独立的计算机共享一个统一的地址空间,称作虚拟共享存储空间。分布式共享存储层必需负责维护一致性。也就是说,任何处理机的读操作都要保证返回最新写的值,而不管这个写操作是由谁来执行的。一般来说,虚拟共享存储空间是按页进行管理的,当对一个远程的共享数据进行访问时,将会在本产生一个缺页,这个缺页将被软件共享存储层截获并负责从相应的处理机将需要的共享数据取来,并进行相应的一致性维护。如果这个共享数据在其他处理机上有副本,那么还要与其他处理机通信来维护一致性。高速缓存的一致性设计为其关键技术。典型:基于目录的一致性协议,包括目录状态设置及其转换、转发策略、死锁处理机制等。

新型:基于锁的高速缓存一致性协议。


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