分布式計算環(huán)境知識點匯總

1、 什么是分布計算？什么是分布式計算環(huán)境？分布式計算是一門計算機科學，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。定義：分布式計算是一種把需要進行大量計算的工程數(shù)據(jù)（任務(wù)）分割成小塊，由多臺計算機分別計算，在上傳運算結(jié)果后再統(tǒng)一合并得出數(shù)據(jù)結(jié)論的科學。分布式計算環(huán)境是為分布式應(yīng)用開發(fā)、集成、運行及管理、維護等提供支持的基礎(chǔ)設(shè)施，以及編程模型、協(xié)作模型、程序庫、框架等 分布式計算環(huán)境與分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別是什么？視圖不同，屏蔽的程度不同 分布式操作系統(tǒng) ( 松耦合硬件 緊耦合軟件) 單系統(tǒng)映

2、像 單一的全局的進程間通訊 進程管理處處相同 分布式文件系統(tǒng) 相同的系統(tǒng)調(diào)用，各機器上系統(tǒng)內(nèi)核相同如：Amoeba Mach 等等 同步, 事務(wù), 進程管理 調(diào)度 處理器的分配. 分布式文件系統(tǒng), 分布式共享存儲器. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ( 松耦合硬件 緊耦合軟件) 高度自治 簡述分布計算技術(shù)的發(fā)展歷程及標志性成果？40-50年的歷史20世紀80年代 研究為主，開始階段 20世紀90年代 高速發(fā)展階段 現(xiàn)在 蓬勃發(fā)展 新的計算模式不斷涌現(xiàn)：普適計算、云計算、移動云計算分布式計算技術(shù)經(jīng)歷了三個階段：面向過程、面向?qū)ο?、面向服?wù)面向過程的分布式計算環(huán)境核心是遠程過程（RPC）機制，稱為DCE/RPC,其

3、思想把本地的過程調(diào)用擴展到分布式環(huán)境，當程序員調(diào)用一個遠程過程時，實際執(zhí)行的是一個代理函數(shù)，代理過程目的是編排輸入函數(shù)，并傳送到遠程服務(wù)器，服務(wù)器進程包含占位模塊（STUB），其作用是提取輸入?yún)?shù)并傳送給實際的遠程過程，函數(shù)結(jié)果編排后又返給客戶代理過程，在代理過程提取返回值給遠程調(diào)用者。面向?qū)ο蠼M件技術(shù)，核心技術(shù)是ORB，如同一條總線把分布式對象系統(tǒng)中的各類對象和應(yīng)用鏈接成相互作用的整體。分布式對象技術(shù)本質(zhì)是在分布式異構(gòu)環(huán)境下建立一個應(yīng)用系統(tǒng)框架，在該框架下，各種軟件功能被封裝為易于管理和使用的分布式對象組件，并可進行組裝，主流技術(shù)為CORBA,DCOM,JAVA RMI面向服務(wù)的web se

4、rvice，有效的基于internet的分布式計算體系結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用程序、業(yè)務(wù)過程按照前所未有的方式一起工作，真正做到跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言、跨平臺。異構(gòu)平臺間防火墻通信：無語言相關(guān)性、無平臺相關(guān)性、無對象相關(guān)性。主流技術(shù)：數(shù)據(jù)通信協(xié)議SOAP?，F(xiàn)存的分布式計算存在的公共問題包括：標準問題、軟件方法學問題、質(zhì)量和可用性問題、異構(gòu)問題隨著分布式計算技術(shù)研究的不斷深入，許多研究者發(fā)現(xiàn)單個技術(shù)在技術(shù)手本身、應(yīng)用領(lǐng)域等方面的局限性越來越明顯，從而把目光投向多種現(xiàn)有分布式計算技術(shù)的綜合，是未來分布式計算技術(shù)的發(fā)展趨勢，例如OGSA是網(wǎng)格技術(shù)和WEB service的綜合結(jié)果，被稱為下一代網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，在OGSA

5、框架中，將一切都抽象為服務(wù)，包括計算機、程序、數(shù)據(jù)、儀器設(shè)備等。這種觀念，有利于通過統(tǒng)一的標準接口來管理和使用網(wǎng)格，OGSA 在原來Web Service 服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，提出了“網(wǎng)格服務(wù)（Grid Service）”的概念，用于解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)、動態(tài)服務(wù)創(chuàng)建、服務(wù)生命周期管理等與臨時服務(wù)有關(guān)的問題。 請給出如下縮略語的中英文全稱 ü TCP/IP：Transmission Control Protocol/ Internet Protocol、傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議NSF、RPC：Remote Procedure Call protocol、遠程控制調(diào)用協(xié)議DCE：Distribu

6、ted Computing Environment、分布式計算環(huán)境CORBA：Common Object Request Broker Specification、公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)EJB、JEE、CCM CORBA： Component Model、SOA、WSDL、SAOP、IIOP、GIOP、UUDI、XML (Extensible Markup Language、CDR、XDR：eXternal Data Representation、IDL : Interface Definition Language 什么是客戶/服務(wù)器模型？其特點是什么？ 最簡單、最流行、最經(jīng)典的分布計算模

7、型，由客戶（Client）、服務(wù)器（Server）構(gòu)成，技術(shù)特點為： üServer扮演服務(wù)提供者，被動等待請求的到達，部署數(shù)據(jù)管理邏輯、事務(wù)處理邏輯 üClient扮演服務(wù)使用者，主動發(fā)送請求等待應(yīng)答，部署表現(xiàn)邏輯 一個Server通常支持多個Client ü由于雙方的非對稱角色，使得事件的同步被大大簡化 經(jīng)典的分布式計算模型都有哪些？針對3個典型的模型給出其含義及特點描述。消息傳遞模型 : 分布式應(yīng)用的最基本模型，核心要素：消息M、發(fā)送者Sender、接收者Receiver消息傳遞模型所需要的基本操作 Send Receive Connect/Disconne

8、ct §典型消息傳遞模型的例子 üSocket ü發(fā)送者將消息寫入到socket 接收者從socket中提取消息客戶-服務(wù)器模型 ：最簡單、最流行、最經(jīng)典的分布計算模型，由客戶（Client）、服務(wù)器（Server）構(gòu)成，技術(shù)特點為： üServer扮演服務(wù)提供者，被動等待請求的到達，部署數(shù)據(jù)管理邏輯、事務(wù)處理邏輯 üClient扮演服務(wù)使用者，主動發(fā)送請求等待應(yīng)答，部署表現(xiàn)邏輯 一個Server通常支持多個Client ü由于雙方的非對稱角色，使得事件的同步被大大簡化消息系統(tǒng)模型 § 信息系統(tǒng)構(gòu)成要素：發(fā)送者（Sender

9、）、接收者（Receiver）、消息系統(tǒng)（Message System）§ 消息系統(tǒng)充當一些相互獨立的進程之間的中介，即充當進程間消息傳遞的一種交換開關(guān)§ 進程之間沒有耦合關(guān)系，異步交換信息 空間、時間、控制上解耦進程過程調(diào)用模型分布對象模型 構(gòu)件-容器模型 面吐服務(wù)模型 Map/Reduce模型 對等計算模型 ：P2P實際是Client/Server模型的擴展或者說是一種特例。各參與進程地位平等，有相同的性能和責任；任何兩個間可以互相發(fā)起請求和接收響應(yīng)；適合即時消息、P2P文件傳輸、視頻會議、協(xié)同工作等 消息系統(tǒng)和消息傳遞模型有何區(qū)別？ 構(gòu)成要素不同：消息系統(tǒng)模型 發(fā)送者

10、（Sender）、接收者（Receiver）、消息系統(tǒng)（Message System）消息系統(tǒng)充當一些相互獨立的進程間的中介，即充當進程間消息傳遞的一種交換開關(guān) 消息傳遞模型：消息M、發(fā)送者Sender 和接收者Receiver實現(xiàn)不同：消息系統(tǒng)進程間沒有耦合關(guān)系，異步交換信息，空間、時間、控制上解耦 消息傳遞模型：所需要的基本操作 Send Receive Connect/Disconnect ，發(fā)送者將消息寫入到socket 接收者從socket中提取消息 RPC和消息傳遞模型有何區(qū)別？ 進程過程調(diào)用（RPC）是一種象調(diào)用本地過程一樣調(diào)用進程機器上的過程，而不需要了解網(wǎng)絡(luò)細節(jié)的進程過程訪問

11、支持機制。RPC采用客戶機/服務(wù)器模式。請求程序就是一個客戶機，而服務(wù)提供程序就是一個服務(wù)器。首先，客戶機調(diào)用進程發(fā)送一個有進程參數(shù)的調(diào)用信息到服務(wù)進程，然后等待應(yīng)答信息。在服務(wù)器端，進程保持睡眠狀態(tài)直到調(diào)用信息的到達為止。當一個調(diào)用信息到達，服務(wù)器獲得進程參數(shù)，計算結(jié)果，發(fā)送答復(fù)信息，然后等待下一個調(diào)用信息，最后，客戶端調(diào)用進程接收答復(fù)信息，獲得進程結(jié)果，然后調(diào)用執(zhí)行繼續(xù)進行。 RPC和遠程對象有何區(qū)別？ ü 過程和對象有何區(qū)別？ 面向過程一種以事件為中心的編程思想，以功能（行為）為導(dǎo)向，按模塊化的設(shè)計，就是分析出解決問題所需要的步驟，然后用函數(shù)把這些步驟一步一步實現(xiàn)，使用的時候一

12、個一個依次調(diào)用就可以了。 面向?qū)ο笠环N以事物為中心的編程思想，以數(shù)據(jù)（屬性）為導(dǎo)向，將具有相同一個或者多個屬性的物體抽象為“類”，將他們包裝起來；而有了這些數(shù)據(jù)（屬性）之后，我們再考慮他們的行為（對這些屬性進行什么樣的操作），是把構(gòu)成問題事務(wù)分解成各個對象，建立對象的目的不是為了完成一個步驟，而是為了描敘某個事物在整個解決問題的步驟中的行為。ü 作為服務(wù)的過程和作為服務(wù)的對象有何區(qū)別？ 構(gòu)件-容器模型和遠程對象有何區(qū)別？ 構(gòu)件-容器模型：容器為構(gòu)件提供更加抽象的運行環(huán)境 基礎(chǔ)服務(wù)支持 生命周期管理 維護構(gòu)件間的關(guān)系1. Socket的作用是什么？什么是流式套接字？什么是數(shù)據(jù)報套接字？

13、 新型§ Socket支持面向連接TCP/IP (Transmission Control Protocol )和無連接UDP (User Datagram Protocol )、IPX (Inter-network Packet Exchange)的通信協(xié)議，它提供編程接口，是一種特殊的文件描述符 (everything in Unix is a file) ，并不僅限于TCP/IP §流式套接字（SOCK_STREAM） 提供了一個面向連接，可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無差錯，無重復(fù)地發(fā)送丏挄發(fā)送順序接收內(nèi)設(shè)流量控制，避免數(shù)據(jù)流超限；數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制 FTP即

14、用此 §數(shù)據(jù)報套接字（SOCK_DRAM） 提供了一個無連接服務(wù)數(shù)據(jù)包以獨立包形式被發(fā)送，不提供無差錯保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，接受順序無序 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS2. 請描述基于Socket的應(yīng)用開發(fā)的基本流程，并用圖示描述。 3. 基于Socket編程具有哪些優(yōu)缺點？ Socket編程優(yōu)點：實時持久？原始的socket API局限性位于不同機器上的軟件互操作困難 容易出錯 過于復(fù)雜 Socket API 通過一個接口來支持多個 o API將協(xié)議簇、通信/連接角色、通信優(yōu)化、選項功能都結(jié)合到一個API中，其造成的結(jié)果復(fù)雜難以掌握。 不可移植或不統(tǒng)一。不透明性，專用性，缺乏通用性，每次都

15、從頭開始，浪費大量的資源，需要做太多雷同工作重用性和互操作性差，不能與其他系統(tǒng)有機地集成，開發(fā)效率低!4. 基于Socket進行應(yīng)用開發(fā)和基于RPC進行應(yīng)用開發(fā)的區(qū)別是什么？他們各自具有什么樣的優(yōu)缺點？ 開發(fā)基于SOCKET的網(wǎng)絡(luò)軟件非常復(fù)雜（如：FTP、TELNET），位于不同機器上的軟件互操作困難。（優(yōu)缺點同3題）RPC優(yōu)點：隱藏(屏蔽)了進程過程訪問的所有細節(jié)，實現(xiàn)了進程過程訪問的透明性 缺點：5. 要實現(xiàn)遠程過程調(diào)用需要解決哪兩個關(guān)鍵問題？SUN RPC是如何解決的？ 6. 請描述遠程過程調(diào)用RPC的基本原理。 7. RPC機制中的Stub機制的作用是什么？客戶Stub1）建立客戶與服

16、務(wù)器之間的連接2）將客戶的高層調(diào)用語句打包為一條底層的請求消息這一過程在RPC中被稱為編碼3）等待服務(wù)器返回應(yīng)答消息4）將來自服務(wù)器底層的應(yīng)答消息解析為可以返回的數(shù)據(jù)這一過程在RPC中被稱為還原（unmarshal）5）將返回值傳送給客戶程序 需要特別處理：編碼、字節(jié)序等問題 服務(wù)器端Stub除了需要進行編碼、還原外，還需要區(qū)分客戶所請求的過程名，然后將客戶的請求分派（dispatch）給正確的過程8. 什么是數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示？什么是數(shù)據(jù)的外部表示？ 外部表示：網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩M制流數(shù)據(jù)流是內(nèi)部表示：每種體系結(jié)構(gòu)的計算機對數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲格式 9. 數(shù)據(jù)表示當中為什么要進行字節(jié)對齊？ 各個硬件平臺對存

17、儲空間的處理上有很大的不同 一些平臺對某些特定類型的數(shù)據(jù)只能從某些特定地址開始存取 如果不挄照適合其平臺要求對數(shù)據(jù)存放對齊，在存取效率上帶來損失 比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設(shè)為32位系統(tǒng)）如果存放在偶地址開始的地方，那舉一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，并對兩次讀出的結(jié)果的高低字節(jié)進行拼湊才能得到該int數(shù)據(jù)10. 在分布式系統(tǒng)中為什么要引入外部數(shù)據(jù)表示？ 每一種體系結(jié)構(gòu)的機器都有自己的內(nèi)部數(shù)據(jù)表示方式，N種體系結(jié)構(gòu)的機器互相交互時，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成N2級 需要一種統(tǒng)一的外部數(shù)據(jù)表示：靈活性，獨立于體系結(jié)構(gòu)11. 外部數(shù)據(jù)表示X

18、DR的特點和作用是什么？ 作用：為編程者提供了一種在異構(gòu)機器間傳遞數(shù)據(jù)的方式，不需編程者書寫轉(zhuǎn)換硬件數(shù)據(jù)表示的過程。進行參數(shù)、結(jié)果的編解碼，實現(xiàn)客戶和服務(wù)器間參數(shù)和結(jié)果的傳遞12. OSF的分布式計算環(huán)境DCE包括哪些內(nèi)容？ 13. 請描述基于OSF DCE的應(yīng)用開發(fā)過程。 14. 請描述OSF DCE中客戶與服務(wù)器的綁定過程，用圖示描述。 1. 網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境具有哪些特點？ 異構(gòu)性：網(wǎng)上資源廣泛地存在著差異的特性 ü差異包括不同的計算機硬件、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計語言、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用模式，需要普適的集成能力。 操作系統(tǒng): Unix, Linux, MacOS, Windows,iOS,A

19、ndroid. 程序語言: C/C+/Objective-C/C#/Java/Perl/ 網(wǎng)絡(luò): 以太網(wǎng), IP, USB, FireWire,WiFi,藍牙, 802.11b, HomeRF § 自治性：網(wǎng)上資源局部自治、沒有中央管理的特性 ü 局部自治系統(tǒng)間需要有效的協(xié)同能力，從而聯(lián)合起來共同完成大視模的復(fù)雜應(yīng)用。 § 成長性：網(wǎng)上資源不斷膨脹和更迭的特性 ü 網(wǎng)上的資源及其相互關(guān)聯(lián)關(guān)系不斷發(fā)生變化，需要更靈活的管理機制，從而有效利用資源。 § 異構(gòu)性嚴重阻礙了企業(yè)分布應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。但是我們又不能在硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、程序設(shè)計語言“

20、平臺”的基礎(chǔ)上達成一致 我們只能在高層尋求解決解決辦法2. 網(wǎng)絡(luò)中間件（Network middleware）是在什么樣的背景下產(chǎn)生的？軟件重用：應(yīng)對軟件復(fù)雜性的基本途徑之一，使用網(wǎng)絡(luò)中間件是軟件重用的基本手段之一，可以實現(xiàn)從架構(gòu)到代碼的有效重用。網(wǎng)絡(luò)中間件=可重用類庫+架構(gòu)模式+運行時基礎(chǔ)設(shè)施 可重用類庫：封裝可重用的公共代碼（代碼重用） 架構(gòu)模式：確定可重用組件間的交互關(guān)系（架構(gòu)重用）在研究和實踐過程中，人們逐漸認識到分布式應(yīng)用不是單機應(yīng)用的簡單放大，不僅僅是把過程、對象、構(gòu)件分散到多臺機器上，需要各類公共服務(wù)實現(xiàn)分布協(xié)同，如交互模式、時間同步3. 網(wǎng)絡(luò)中間件需要解決哪些核心問題？ 4.

21、什么是網(wǎng)絡(luò)中間件？網(wǎng)絡(luò)中間件的作用是什么？ 網(wǎng)絡(luò)中間件是介于網(wǎng)絡(luò)傳輸層不網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用間的一種支持網(wǎng)絡(luò)計算的支撐軟件，其核心作用是為有效開發(fā)、部署和運行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)提供交互代理以及帶共性的基礎(chǔ)服務(wù)。它是分布式軟件系統(tǒng)共性部份的沉淀，位于操作系統(tǒng)之上、應(yīng)用系統(tǒng)之下的一層可重用軟件基礎(chǔ)設(shè)施 作用：中間件為分布式應(yīng)用的開發(fā)、集成、運行、管理不維護提供基礎(chǔ)設(shè)施和支持ü 支撐分布式軟件架構(gòu)，提供其所需的各類公共服務(wù) 如交互服務(wù)；協(xié)同服務(wù)。ü 可以被有選擇性的使用、覆寫或是擴展 ü 支持開發(fā)者快速、高質(zhì)量地構(gòu)造各類分布式軟件系統(tǒng)5. 網(wǎng)絡(luò)中間件都有哪些類型？請至少對3種類型的中間件

22、的含義和特點進行描述。過程中間件、事務(wù)管理中間件 、消息傳遞中間件、分布的對象中間件、面向服務(wù)中間件、數(shù)據(jù)訪問中間件 面向消息中間件使用消息隊列程序設(shè)計抽象即廣義的操作系統(tǒng)郵箱來方便客戶和服務(wù)器間異步消息的交換。面向?qū)ο笾虚g件是基于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計范型和RPC結(jié)構(gòu)的中間件，它提供了一種遠程對象抽象機制，客戶對遠程對象中的方法激活就象客戶在同一地址空間激活對象中的方法一樣。這種類型的中間件通常支持封裝、繼承以及多態(tài)等機制。事務(wù)處理中間件支持運行在分布主機上的進程之間的事務(wù)處理。本意上，這種類型的中間件面向的是異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的交互。其目標包括提供數(shù)據(jù)的完整性、高性能以及使用兩階段提交協(xié)議的可用

23、性。6,7,8題，面對過程，對象，消息中間件含義特點基于遠程過程調(diào)用 (Remote Procedure Call, RPC) 的中間件，允許一個應(yīng)用程序中的過程調(diào)用遠程應(yīng)用程序中的過程，就好像它們是本地調(diào)用一樣，該中間件實現(xiàn)一個查找遠程過程的鏈接機制并使調(diào)用方能夠以透明方式使用這些過程?；趯ο笳埱蟠?(Object Request Broker, ORB) 的中間件，使應(yīng)用程序的對象能夠在異類網(wǎng)絡(luò)之間分布和共享。面向消息的中間件或基于（ Message-Oriented Middleware，MOM） 的中間件，使分布式應(yīng)用程序可以通過發(fā)送和接收消息來進行通信和交換數(shù)據(jù)。所有這些模型都使

24、一個軟件組件可以通過網(wǎng)絡(luò)影響另一個組件的行為。它們的區(qū)別在于基于 RPC 和 ORB 的中間件會創(chuàng)建緊密耦合組件系統(tǒng)，而基于 MOM 的系統(tǒng)允許組件進行更松散的耦合。在基于 RPC 或 ORB 的系統(tǒng)中，一個過程調(diào)用另一個過程時，必須等待調(diào)用的過程返回才能執(zhí)行其他操作。面向消息的中間件使用消息傳送提供者來協(xié)調(diào)消息傳送操作。MOM 系統(tǒng)的基本元素是客戶端、消息和 MOM 提供者，后者包括 API 和管理工具。MOM 提供者使用不同的體系結(jié)構(gòu)路由和傳送消息：它可以使用集中式消息服務(wù)器，也可以將路由和傳送功能分布在每個客戶端上。9. 簡述網(wǎng)絡(luò)中間件的發(fā)展歷程并描述各個階段的技術(shù)特點，以及典型技術(shù)體系

25、/典型成果。10. 主流的分布對象中間件都有哪些？它們各種具有什么樣的特點？11. 簡述J2EE中間件的體系架構(gòu)及其特點。12. 簡述Micorsoft的COM/DCOM技術(shù)的特點。COM是個開放的組件標準，有很強的擴充和擴展能力。COM應(yīng)用有如下特點：豐富的綜合服務(wù)，包括事務(wù)、安全性、消息隊列和數(shù)據(jù)存取，以支持最廣泛的應(yīng)用；組件間通過基于指針的API調(diào)用實現(xiàn)互操作，調(diào)用透明性好；對Windows依賴性強，其他操作系統(tǒng)的支持相對不足；供貨商可使用多種開發(fā)語言開發(fā)，如VC、VB、C+ Builder等；定制應(yīng)用軟件和可重用組件的廣泛用戶基礎(chǔ)；可靠的重用性，充分利用用戶和開發(fā)人員的現(xiàn)有投資。DCOM是微軟與其他業(yè)界廠商合作提出的一種分布組件對象模型，它是COM在分布計算方面的自然延續(xù)，為分布在網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點的兩個COM組件提供了互操作的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。DCOM增強