簡(jiǎn)述分布式操作系統(tǒng)

.z.-----總結(jié)資料**輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目簡(jiǎn)述分布式操作系統(tǒng)學(xué)生**楊元家張峰崎專業(yè)班級(jí)計(jì)科11-01**541107010152541107010153院〔系〕計(jì)算機(jī)與通信工程指導(dǎo)教師旭完成時(shí)間2014年6月18日目錄摘要31分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)42網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別52.1網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)5網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)62.1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用112.2分布式操作系統(tǒng)122.2.1集群為了提高計(jì)算機(jī)的性能122.2.2分布式操作系統(tǒng)122.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別是：143以大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)為例說明分布式系統(tǒng)分布方式163.1分布式點(diǎn)播系統(tǒng)分析163.1.1分布式系統(tǒng)典型構(gòu)造163.1.2分布式系統(tǒng)工作原理173.1.3分布式系統(tǒng)的典型應(yīng)用18分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的局限性19結(jié)論20參考文獻(xiàn)21分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)摘要本文介紹了分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)以及與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的區(qū)別，并且以大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)為例說明分布式系統(tǒng)分布方式，分布式操作系統(tǒng)是在比單機(jī)復(fù)雜的多機(jī)環(huán)境下得到實(shí)現(xiàn)的，并且具備分布性、自治性、并行性、全局性這四個(gè)根本特征，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，加快計(jì)算速度，并且可靠性得到了提高。在分布性與并行性上比網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，并且在透明性以及強(qiáng)健性方面具有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不可匹敵的優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)中，本文從分布式系統(tǒng)的構(gòu)造、分布式系統(tǒng)的工作原理、分布式系統(tǒng)的典型作用以及分布式系統(tǒng)的局限性等方面詳細(xì)闡述了分布式系統(tǒng)在效勞器系統(tǒng)中是如何實(shí)現(xiàn)分布的。關(guān)鍵字：分布式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)1分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)分布式操作系統(tǒng)是在比單機(jī)復(fù)雜的多機(jī)環(huán)境下得到實(shí)現(xiàn)的，操作系統(tǒng)在進(jìn)展任何一項(xiàng)任務(wù)的始終都要依賴于通信軟件模塊，故而分布式操作系統(tǒng)具有區(qū)別于單機(jī)操作系統(tǒng)的以下顯著特點(diǎn)：(1)具有干預(yù)互連的各處理機(jī)之間交互關(guān)系的責(zé)任。分布式操作系統(tǒng)必須保證在不同處理機(jī)上執(zhí)行的進(jìn)程彼此互不干擾，并嚴(yán)格同步，以及保證防止或妥善解決各處理機(jī)對(duì)*些資源的競(jìng)爭(zhēng)和引起的死鎖等問題。(2)分布式操作系統(tǒng)的控制構(gòu)造是分布式的。分布式操作系統(tǒng)一般由內(nèi)核和實(shí)用程序組成。內(nèi)核主要負(fù)責(zé)處理各種中斷、通信和調(diào)度實(shí)用程序。而實(shí)用程序有多個(gè)，它們分別完成一局部的系統(tǒng)功能。由于分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，分布式操作系統(tǒng)的內(nèi)核就必須有多個(gè)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)上都應(yīng)有一個(gè)內(nèi)核，而每臺(tái)計(jì)算機(jī)上所配置的實(shí)用程序可以各不一樣，且可以以多副本形式分布于不同的計(jì)算機(jī)上。內(nèi)核一般由根本局部和外加局部組成。5'bDH局部主要用來(lái)控制外部設(shè)備，它根據(jù)各臺(tái)計(jì)算機(jī)所配置的外部設(shè)備而定。各臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)核的根本局部是一樣的，它運(yùn)行于硬件之上，是一種具有有限功能的較小的操作系統(tǒng)內(nèi)核，主要作用是讓系統(tǒng)管理員以它為根底建立操作系統(tǒng)，其主要功能為進(jìn)程通信、低級(jí)進(jìn)程管理、低級(jí)存儲(chǔ)管理、輸入／輸出管理等。(3)分布式操作系統(tǒng)按其邏輯功能可分為全局操作系統(tǒng)和局部操作系統(tǒng)兩局部。由于分布式操作系統(tǒng)把資源看成統(tǒng)一的整體來(lái)處理，系統(tǒng)基于單一策略來(lái)控制和管理，因而在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上要表達(dá)出各處理機(jī)間的協(xié)調(diào)一致，整體地去分配任務(wù)及公共事務(wù)、特殊事務(wù)(意外處理、錯(cuò)誤捕獲等)，即把整體性分散于內(nèi)核和管理程序之中，這一局部稱為全局操作系統(tǒng)。但在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)又有獨(dú)立于其他機(jī)器的管理功能，這一局部稱之為局部操作系統(tǒng)。它主要負(fù)責(zé)屬于本機(jī)獨(dú)立運(yùn)行的根本管理功能以及本機(jī)與其他機(jī)器的同步通信、消息發(fā)送的事務(wù)管理。這樣的劃分是為了使各處理機(jī)在運(yùn)行中既具有獨(dú)立性和一定的自主權(quán)，又能保持系統(tǒng)中各機(jī)的步調(diào)一致并能良好地合作。(4)分布式操作系統(tǒng)的根本調(diào)度單位不是一般系統(tǒng)中的進(jìn)程，而是一種任務(wù)隊(duì)列，即多個(gè)處理機(jī)上的并發(fā)進(jìn)程的集合。多處理機(jī)系統(tǒng)以任務(wù)級(jí)并行為特征。同一任務(wù)隊(duì)列的各進(jìn)程可分布在不同的處理機(jī)上并行地執(zhí)行，同一處理機(jī)也可執(zhí)行多個(gè)不同的任務(wù)隊(duì)列的進(jìn)程。任務(wù)隊(duì)列的各進(jìn)程或各個(gè)任務(wù)隊(duì)列之間都有很復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系。(5)分布式操作系統(tǒng)的組成情況與系統(tǒng)的耦合方式關(guān)系很大。緊耦合的分布式系統(tǒng)中，系統(tǒng)資源的耦合程度很高，需使用專門的各種軟件／硬件機(jī)制來(lái)解決沖突和競(jìng)爭(zhēng)等問題，在松耦合的分布式系統(tǒng)中，各處理機(jī)配有自己的本地資源，系統(tǒng)的重要問題是機(jī)問的同步與通信的管理。(6)分布式操作系統(tǒng)為加強(qiáng)各處理機(jī)間的動(dòng)態(tài)協(xié)作，借鑒了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中的消息傳送協(xié)議技術(shù)，具體采取什么協(xié)議則根據(jù)系統(tǒng)的互連模式而定。2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別2.1網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)計(jì)算的需求催生了計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造，通信和資源共享的需求又催生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和開展，而分布協(xié)同處理和廉價(jià)的高性能計(jì)算的需求推動(dòng)了集群的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要操作系統(tǒng)的武裝，同樣網(wǎng)絡(luò)和集群也需要有相應(yīng)的操作系統(tǒng)，只是由于需求和設(shè)計(jì)目標(biāo)不同，這樣的操作系統(tǒng)有很大的不同。為了說明這一點(diǎn)，本節(jié)先介紹一下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和集群知識(shí)。2.1.1網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將假設(shè)干臺(tái)計(jì)算機(jī)用通信線路按照一定標(biāo)準(zhǔn)連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換為目的的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從誕生到目前為止，其開展歷史可以劃分為四個(gè)階段：第一代網(wǎng)絡(luò)：面向終端的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)里只有一臺(tái)主機(jī)，遠(yuǎn)程終端沒有獨(dú)立的處理能力，它通過通信線路點(diǎn)到點(diǎn)的直接方式或通過專用通信處理機(jī)或集中器的間接方式和主機(jī)相連從而構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。在前一種連接方式下主機(jī)和終端通信的任務(wù)由主機(jī)來(lái)完成：而在后一種方式下該任務(wù)則由通信處理機(jī)和集中器承當(dāng)。這種網(wǎng)絡(luò)主要用于數(shù)據(jù)處理遠(yuǎn)程終端，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，主機(jī)則對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)展加工處理，常用于航空自動(dòng)售票系統(tǒng)、商場(chǎng)的銷售管理系統(tǒng)等。由于終端不具有獨(dú)立的處理能力，因此這種系統(tǒng)并不是嚴(yán)格意義上的網(wǎng)絡(luò)。第二代網(wǎng)絡(luò)：以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。其特點(diǎn)是系統(tǒng)中有多臺(tái)主機(jī)(可以帶有各自的終端)，這些主機(jī)之間通過通信線路相互連接。通信子網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)中純粹通信的局部，其功能是負(fù)責(zé)把消息從一臺(tái)主機(jī)傳到另一臺(tái)主機(jī)，消息傳遞采用分組交換技術(shù)。這種網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代后期，1969年由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究方案局建立的阿帕網(wǎng)(ARPANET)就是其典型代表。第三代網(wǎng)絡(luò)：遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是按照分層的方法設(shè)一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1974年美國(guó)IBM公司研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造SNA就是其早期代表。網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的出現(xiàn)方便了具有一樣體系構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的互連，但同時(shí)其局限性也是顯然的。20世紀(jì)70年代后期，為了解決不同網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造用戶之間難以相互連接的問題，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(1SO)提出了一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)都能夠互連的標(biāo)準(zhǔn)框架，即開放系統(tǒng)互連根本參考模型(OSl)。該模型包括7層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，模型中給出了每一層應(yīng)該完成的功能。20世紀(jì)80年代建立的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多屬第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。第四代網(wǎng)絡(luò)：寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。其特點(diǎn)是傳輸數(shù)據(jù)的多樣化和高的傳輸速度。寬帶網(wǎng)絡(luò)不但能夠用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸，而且還可以勝任聲音、圖像、動(dòng)畫等多媒體數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率可以到達(dá)幾十到幾百M(fèi)biffs，甚至到達(dá)幾十Gbiffs。第四代網(wǎng)絡(luò)將可以提供視頻點(diǎn)播、電視現(xiàn)場(chǎng)直播、全動(dòng)畫多媒體電子、CD級(jí)音樂等網(wǎng)上效勞。作為因特網(wǎng)的發(fā)源地，美國(guó)在第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的籌劃和建立上走在了世界的前列。1993年9月美國(guó)提出了國(guó)家信息根底設(shè)施(N11)行動(dòng)方案(Nil又被譯為信息高速公路)，該文件提出高速信息網(wǎng)是美國(guó)國(guó)家信息根底構(gòu)造的5個(gè)局部之一，也就是這里所說的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)?，F(xiàn)在世界各國(guó)都競(jìng)相研究和制訂建立本國(guó)信息高速公路的方案以適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)和信息產(chǎn)業(yè)的飛速開展?，F(xiàn)在流行的所謂的因特網(wǎng)(Internet)，指的是由遍布全球的許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連成的網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò))。它的產(chǎn)生主要分3個(gè)過程：(1)阿帕網(wǎng)的誕生：1969年第一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)阿帕網(wǎng)誕生，這種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)跨越的地理范圍較大，如一個(gè)省、一個(gè)國(guó)家甚至全球，被稱為廣域網(wǎng)。(2)以太網(wǎng)的出現(xiàn)：1973年鮑勃梅·特卡夫(BobMemalfe)在施樂(*ero*)公司創(chuàng)造了以太網(wǎng)(Ethernet)，這種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所跨越的地域較小，如幾個(gè)辦公室、一棟大樓。今天的以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的代名詞，局域網(wǎng)的傳輸速率高出阿帕網(wǎng)幾千倍，成為中小型單位網(wǎng)絡(luò)建立較理想的選擇。(3)因特網(wǎng)的產(chǎn)生：1973年美國(guó)斯坦福研究院的文特·瑟夫(VinCerf)提出了關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要概念網(wǎng)關(guān)(Gateway)，這對(duì)最終形成TCP~P(傳輸控制協(xié)議／網(wǎng)際協(xié)議)起了決定性的作用，因此他被人們譽(yù)為因特網(wǎng)之父。1974年5月，文特·瑟夫和鮑勃·卡恩BobKahn正式發(fā)表了傳輸控制協(xié)議TCP即后來(lái)的TCP~P兩個(gè)協(xié)議。1978年將TCP中的處理分組路由選擇局部分割出來(lái)，單獨(dú)形成一個(gè)IP協(xié)議。1977年文特·瑟夫和鮑勃·卡恩成功地實(shí)現(xiàn)了阿帕網(wǎng)、無(wú)線分組交換網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星分組交換網(wǎng)三網(wǎng)互連。雖說因特網(wǎng)源于阿帕網(wǎng)，但是真正促成因特網(wǎng)形成的則是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)。1986年主干網(wǎng)使用TCPflP協(xié)議的NSF網(wǎng)絡(luò)建成。1986-1991年并入NSF網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)從100個(gè)增到3000個(gè)，1989年NSF網(wǎng)絡(luò)正式改稱為因特網(wǎng)。2.1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，特別是通過局域網(wǎng)連接的工作站網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)計(jì)的目的就是實(shí)現(xiàn)通信和資源共享。網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)用戶有自己的工作站，有自己的操作系統(tǒng)。大多數(shù)情況下，用戶的工作都是在自己的工作站上完成。但有時(shí)用戶可能需要登錄到另外的工作站上，使用其他計(jì)算機(jī)的資源，如拷貝文件或使用打印機(jī)等。但由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)將外設(shè)也作為文件管理，因此資源共享就是文件共享。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NetworkOperatingSystem，NOS)往往是提供一個(gè)所有工作站都能的全局文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)被稱為文件效勞器的機(jī)器支持。文件效勞器接收來(lái)自其他機(jī)器上的客戶程序的讀寫請(qǐng)求，然后按請(qǐng)求執(zhí)行一定的操作，將結(jié)果返回給客戶程序。文件效勞器的文件系統(tǒng)一般是層次式的，不僅要提供共享的文件，同時(shí)對(duì)客戶私有的文件提供認(rèn)證管理，防止被非法篡改和拷貝。網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)客戶機(jī)要效勞器，顯然必須遵循同樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所以，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在維護(hù)效勞器的文件系統(tǒng)的同時(shí)，要提供用于通信的程序，不僅運(yùn)行于效勞器端，而且運(yùn)行于客戶端，從而在客戶機(jī)和效勞器間建立了一致的通信方式。典型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有：SUN公司的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS(NetworkFileSystem)、Uni*、Microsoft公司的WindowsNT和Windows2000等。2．2分布式操作系統(tǒng)2．2．1集群為了提高計(jì)算機(jī)的性能集群為了提高計(jì)算機(jī)的性能，一方面，人們努力提高處理器的處理速度和優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)造，另一方面，人們又試圖讓多個(gè)處理器聯(lián)合作業(yè)提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。對(duì)于多處理器系統(tǒng)，有兩種類型的配置，一種是多個(gè)處理器共享存儲(chǔ)器的緊耦合系統(tǒng)，另一種是分布式存儲(chǔ)器。各處理器有獨(dú)占的存儲(chǔ)器，實(shí)際上就是多臺(tái)有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)(包括緊耦合的多處理器系統(tǒng))的互聯(lián)而成為一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算資源。在用戶看來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)跟一臺(tái)計(jì)算機(jī)是一樣的，只是性能有了很大的提升，稱之為集群(Cluster)。集群和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看起來(lái)很相似，但網(wǎng)絡(luò)的目的是通信和資源共享，而集群是把多臺(tái)計(jì)算機(jī)(節(jié)點(diǎn))整合為一個(gè)整體，以提高計(jì)算性能(Performance)為目的，并且提供高可用性(HighAvailability)，即當(dāng)*個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)其他節(jié)點(diǎn)會(huì)立即接收其任務(wù)，而不會(huì)造成效勞中斷。2．2．2分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)，用于通信和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，除了共享文件系統(tǒng)外，用戶知道網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)的存在，每臺(tái)計(jì)算機(jī)擁有自己的操作系統(tǒng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)并沒有整體的協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)僅僅維護(hù)了全局文件系統(tǒng)和用戶的**信息，并要求客尸和效勞器間遵循一致的通信協(xié)議而已。對(duì)于應(yīng)用于集群的分布式操作系統(tǒng)來(lái)說，試圖讓用戶感覺不到多臺(tái)計(jì)算機(jī)的存在，并提供較高的計(jì)算性能和可用性。因此分布式操作系統(tǒng)(DistributedOperatingSystem)的設(shè)計(jì)要充分地表達(dá)系統(tǒng)的透明性、可靠性和并行性。透明性讓用戶感覺到面對(duì)的集群就和一臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣是分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)首要解決的問題，也就是設(shè)計(jì)透明性的系統(tǒng)，包括：①位置透明性，使用戶不需要關(guān)心所使用的系統(tǒng)資源的具體位置是在哪臺(tái)機(jī)器上：②遷移透明性，使得系統(tǒng)資源可以在系統(tǒng)內(nèi)任意移動(dòng)卻不影響它們?cè)谌置挚臻g的名字；③復(fù)制透明性，允許系統(tǒng)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上復(fù)制使用頻率很高的文件并自動(dòng)維護(hù)文件的一致性，而用戶僅感覺到復(fù)制文件的存在：④并發(fā)透明性，使得多個(gè)用戶同時(shí)并發(fā)請(qǐng)求*資源時(shí)可能感覺到系統(tǒng)的遲鈍但感覺不到其他用戶的存在；⑤并行透明性，使得單個(gè)任務(wù)被系統(tǒng)并行處理，但用戶僅僅感覺到系統(tǒng)的響應(yīng)比擬快而不需要知道并行的存在?？煽啃栽O(shè)計(jì)分布式系統(tǒng)的原因之一是因?yàn)樗鼙葐翁幚頇C(jī)系統(tǒng)更加可靠。當(dāng)*個(gè)機(jī)器故障停機(jī)時(shí)，其他機(jī)器能接替它的工作?？煽啃詫?shí)際包含了：①可用性(Availability)，一般通過冗余關(guān)鍵性的軟硬件宋實(shí)現(xiàn)，當(dāng)其中一個(gè)失效時(shí)，其他的部件能接替工作：②平安性，分布式系統(tǒng)的平安性問題比單處理機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)為復(fù)雜，防止非法使用文件和其他資源的任務(wù)更為艱巨。并行性提供高性能的計(jì)算能力是設(shè)計(jì)分布式系統(tǒng)的一個(gè)初衷，但這個(gè)目標(biāo)的達(dá)成受到很多的限制，比方通信較慢使得進(jìn)程的全局調(diào)度困難重重。為了改善通信延遲的影響，通常要減少消息的數(shù)目，但為了提高性能，應(yīng)該讓一個(gè)任務(wù)并行地運(yùn)行在多個(gè)處理器上，這是一對(duì)矛盾。所以，為了提高性能，分布式系統(tǒng)的調(diào)度要復(fù)雜得多。對(duì)緊耦合的多處理機(jī)系統(tǒng)，包括讓操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行于一個(gè)專用處理機(jī)上，而其他用戶進(jìn)程運(yùn)行在其他處理機(jī)上的主從式(Master／Slave)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)與用戶進(jìn)程同等調(diào)度與任意處理機(jī)上的多成多處理(SMP)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的復(fù)雜性介于分布式操作系統(tǒng)和單處理機(jī)操作系統(tǒng)之間。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和緊耦合多處理機(jī)操作系統(tǒng)三者2.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別是：〔1〕分布性。分布式操作系統(tǒng)的處理和控制功能均為分布式的；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)雖具分布處理功能，但其控制功能卻是集中在*個(gè)或*些主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)效勞器中，即集中式控制方式?！?〕并行性。分布式操作系統(tǒng)具有任務(wù)分配功能，可將多個(gè)任務(wù)分配到多個(gè)處理單元上，使這些任務(wù)并行執(zhí)行，從而加速了任務(wù)的執(zhí)行；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通常無(wú)任務(wù)分配功能，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)用戶的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)通常都在本地計(jì)算機(jī)上處理。〔3〕透明性。分布式操作系統(tǒng)通常能很好地隱藏系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。包括對(duì)象的物理位置、并發(fā)控制和系統(tǒng)故障等對(duì)用戶都是透明的。例如，當(dāng)用戶要*個(gè)文件時(shí)，只需提供文件名而無(wú)須知道〔所要的對(duì)象〕它是駐留在那個(gè)站點(diǎn)上，即可對(duì)它進(jìn)展，以即具有物理位置的透明性。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的透明性則主要指操作實(shí)現(xiàn)上的透明性。例如，當(dāng)用戶要效勞器上的文件時(shí)，只需發(fā)出相應(yīng)的文件存取命令，而無(wú)需了解對(duì)該文件的存取是如何實(shí)現(xiàn)的?！?〕共享性。分布式操作系統(tǒng)支持系統(tǒng)中所有用戶對(duì)分布在各個(gè)站點(diǎn)上的軟硬件資源的共享和透明方式。而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)所提供的資源共享功能僅局限于主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)效勞器中資源，對(duì)于其它機(jī)器上的資源通常僅有使用該機(jī)的用戶獨(dú)占?！?〕強(qiáng)健性。分布式操作系統(tǒng)由于處理和控制功能的分布性而具有較好的可用性和可靠性，即強(qiáng)健性。而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)由于控制功能的集中式特點(diǎn)而使系統(tǒng)重構(gòu)功能較弱，且具有潛在的不可靠性。3以大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)為例說明分布式系統(tǒng)分布方式3.1分布式點(diǎn)播系統(tǒng)分析3.1.1分布式系統(tǒng)典型構(gòu)造圖3-1分布式系統(tǒng)典型構(gòu)造分布式點(diǎn)播系統(tǒng)采用了核心效勞器+邊緣效勞器的系統(tǒng)構(gòu)造，通過流媒體等點(diǎn)播效勞器端軟件的功能設(shè)定，將點(diǎn)播效勞器分為兩類：

核心分發(fā)效勞器

核心分發(fā)效勞器主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)媒體數(shù)據(jù)、將邊緣效勞器請(qǐng)求的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)絡(luò)推送到邊緣效勞器。核心效勞器存儲(chǔ)并管理點(diǎn)播系統(tǒng)中的全部影片資料。

邊緣點(diǎn)播效勞器邊緣點(diǎn)播效勞器負(fù)責(zé)為寬帶用戶群提供點(diǎn)播效勞，將最終用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為自身的數(shù)據(jù)請(qǐng)求并發(fā)送到核心分發(fā)效勞器，并且將以太網(wǎng)上來(lái)自分發(fā)效勞器的數(shù)據(jù)流緩沖到本地，供最終用戶。邊緣效勞器存儲(chǔ)并管理點(diǎn)播系統(tǒng)中局部影片資料。3.1.2分布式系統(tǒng)工作原理分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的核心工作原理是數(shù)據(jù)的分發(fā)――將核心效勞器上存儲(chǔ)的大量媒體數(shù)據(jù)，分發(fā)到各個(gè)邊緣效勞器，邊緣效勞器將大量的數(shù)據(jù)緩沖在本地硬盤上，供最終用戶。舉例說明：假設(shè)用戶A發(fā)出一個(gè)視頻點(diǎn)播的請(qǐng)求，分布式點(diǎn)播系統(tǒng)將首先判斷邊緣效勞中是否具有用戶所點(diǎn)播的影片，如有，則將用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求重定向到邊緣效勞器，并由邊緣效勞器完成點(diǎn)播請(qǐng)求。由此可見，在分布式點(diǎn)播系統(tǒng)中，系統(tǒng)的運(yùn)行效率取決于兩點(diǎn)：1.邊緣效勞器本地緩沖容量的大小邊緣效勞器本地緩沖容量的大小，是決定邊緣效勞器工作效率的關(guān)鍵因素。理論上來(lái)說，如果邊緣效勞器本地緩沖容量能夠到達(dá)核心分發(fā)效勞器的磁盤容量，則能到達(dá)最高的運(yùn)行效率。但這樣磁盤空間浪費(fèi)也將到達(dá)最大，假設(shè)系統(tǒng)所有影片資料的存儲(chǔ)總量為1的話，則系統(tǒng)所需的存儲(chǔ)空間將為：1+N×1〔N=邊緣效勞器的數(shù)量〕。另一方面，如果邊緣效勞器的本地緩沖容量過小，則將大大降低邊緣效勞器的工作效率，邊緣效勞器的存在將變得毫無(wú)意義。2.用戶的數(shù)據(jù)是否集中如果*個(gè)用戶的數(shù)據(jù)在邊緣效勞器本地不存在，則邊緣效勞器會(huì)到核心分發(fā)效勞器上下載該數(shù)據(jù)，并緩沖到本地硬盤，供用戶。在這樣的工作機(jī)制下，如果用戶的數(shù)據(jù)較為集中，邊緣效勞器能夠?qū)⒓械臄?shù)據(jù)緩沖到本地，能夠到達(dá)較高的運(yùn)行效率；相反，如果數(shù)據(jù)并不集中，邊緣效勞器的運(yùn)行效率會(huì)急劇下降。分布式系統(tǒng)的典型應(yīng)用分布式點(diǎn)播系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是可將系統(tǒng)的局部點(diǎn)播請(qǐng)求轉(zhuǎn)由邊緣效勞器完成，可降低對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用，特別適合于骨干帶寬有限，而用戶群相對(duì)集中的應(yīng)用環(huán)境。舉例說明，*城市的點(diǎn)播系統(tǒng)中，有4個(gè)人口非常密集的小區(qū)，我們可在這4個(gè)小區(qū)內(nèi)分別放置4臺(tái)邊緣效勞器，這4個(gè)小區(qū)的許多點(diǎn)播請(qǐng)求，將由這4臺(tái)邊緣效勞器以本地局域網(wǎng)的方式完成，從而降低了對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的占用。如下圖：圖3-2分布式系統(tǒng)的典型應(yīng)用構(gòu)造圖還有一種情況，在*地稅的點(diǎn)播系統(tǒng)中，由于其骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬只有8MB，因此，我們?cè)谄涓鞫?jí)地區(qū)的分節(jié)點(diǎn)上放置了邊緣效勞器，從而在不增加骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下，提供更多的并發(fā)數(shù)量的支持。分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的局限性由于分布式點(diǎn)播系統(tǒng)沿用了DAS存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)造，與傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)相比，尤其是在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及方式上并沒有引入新的技術(shù)和構(gòu)造，因此分布式點(diǎn)播系統(tǒng)在大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用中有著可見的局限性：.1系統(tǒng)用戶總?cè)萘俊⒎€(wěn)定性欠佳由于用戶的請(qǐng)求只能在局部特定的點(diǎn)播效勞器上完成。因此，系統(tǒng)可支持的并發(fā)用戶數(shù)量與系統(tǒng)的可靠性上都存在嚴(yán)重局限，任意效勞器的宕機(jī)都有可能造成嚴(yán)重的影響。.2存儲(chǔ)空間浪費(fèi)與系統(tǒng)性能的矛盾系統(tǒng)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)嚴(yán)重：由于在每臺(tái)邊緣效勞器上都必須存放很多的一