第八章命名服務(wù)與透明性

第八章命名服務(wù)與透明性8.1概述在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，名字可用于指稱或索引各種類型的資源，包括計(jì)算機(jī)、服務(wù)、端口、個(gè)體對(duì)象以及用戶。分布式系統(tǒng)中資源的共享與通信需要名字，用戶（客戶）請(qǐng)求計(jì)算機(jī)操作諸多資源中的某個(gè)特定對(duì)象時(shí)需要使用名字。8.1.1名字與屬性名字可分為人們可讀的文本名和系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符。前者便于人們識(shí)別和記憶，后者是軟件用來(lái)對(duì)資源進(jìn)行有效地解釋和存儲(chǔ)的名字形式，是一個(gè)定長(zhǎng)的位串，二者統(tǒng)稱為名稱（name），下面是本書中出現(xiàn)的幾中名稱：·物理網(wǎng)址和邏輯網(wǎng)址：這類名稱可視為名字的位置或地址；·端口、進(jìn)程和組標(biāo)識(shí)符：這類名稱可視為消息的目的地；·資源標(biāo)識(shí)符：由服務(wù)器和內(nèi)核管理的資源的低層獨(dú)立定位的標(biāo)識(shí)符；·文件：使用人們可讀的文本名字進(jìn)行存取的信息集。

圖8.1給出了當(dāng)客戶用文本名字對(duì)某一資源（如文件）進(jìn)行操作時(shí)，一些不同類型的名字是如何組合在一起的。分布式系統(tǒng)中使用的許多名稱都是有特定含義的，客戶（用戶或進(jìn)程）使用這樣的名稱請(qǐng)求服務(wù)系統(tǒng)對(duì)它管轄的命名對(duì)象和資源進(jìn)行操作。如圖8.1所示。引用超出任何單一服務(wù)系統(tǒng)范圍的實(shí)體時(shí)，也需要命名。這些實(shí)體的典型例子包括用戶、計(jì)算機(jī)及服務(wù)系統(tǒng)本身。這些命名要求在范圍上應(yīng)該是全球的。名稱和對(duì)象之間的聯(lián)結(jié)稱為聯(lián)編（binding）。一般而言，屬性值或是基本值，如整數(shù)，或是自身的名稱，如internet地址。最終，所有的名稱都要被簡(jiǎn)化成基本值或不能再進(jìn)一步“查找”的基本名，如以太網(wǎng)址。與名稱相關(guān)的屬性不僅對(duì)用戶而且對(duì)其他服務(wù)都是有用的。8.1.2命名服務(wù)系統(tǒng)命名服務(wù)系統(tǒng)管理著一個(gè)聯(lián)編數(shù)據(jù)庫(kù)，其中存儲(chǔ)著文本名（可讀的）及其相關(guān)的屬性。命名服務(wù)系統(tǒng)支持的主要操作是解析一個(gè)名字——在該數(shù)據(jù)庫(kù)中查找給定名字的相關(guān)屬性，此外還有為新名字生成新的聯(lián)編、刪除聯(lián)編以及列出已聯(lián)編的名字等操作。名字管理從其他服務(wù)中獨(dú)立出來(lái)很大程度上是因?yàn)榉植际较档拈_放性，此外還有以下原因：一致性：讓不同的服務(wù)器或服務(wù)系統(tǒng)管理的資源出現(xiàn)在同一命名方案中是比較方便的。集成（integration）：在分布式系統(tǒng)中，不一定總能預(yù)測(cè)共享的范圍。有時(shí)候，需要共享和命名在不同管理域中創(chuàng)建的資源，這可能會(huì)引起問(wèn)題。例如，合并兩個(gè)用戶集，可能發(fā)生用戶名沖突。8.1.3命名服務(wù)的一般要求命名服務(wù)起初是很簡(jiǎn)單的，它只需要在單一的管理域中將名字和對(duì)應(yīng)的地址聯(lián)編起來(lái)。網(wǎng)絡(luò)互連和分布式系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，使得名字映射問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜。1、處理任意數(shù)量的名字并為任意數(shù)量的管理組織服務(wù)2、長(zhǎng)生命期：3、高可靠性：4、故障隔離：5、容忍懷疑：Internet域命名系統(tǒng)（DNS）使用得非常廣泛，它命名Internet上的對(duì)象（用戶和計(jì)算機(jī)）。8.2一般的的命名方式在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，每個(gè)對(duì)象一般有兩個(gè)名字，一個(gè)是由用戶識(shí)別的文本名（符號(hào)名），另一個(gè)是由系統(tǒng)使用的內(nèi)部名。內(nèi)部名可以是該對(duì)象的實(shí)際位置，也可以是查詢?cè)搶?duì)象之地址的一種表示形式。同一對(duì)象可能有多個(gè)名字，一個(gè)名字也可用來(lái)代表不同的對(duì)象（在不同的作用域內(nèi)）。通過(guò)某種映射，系統(tǒng)可以把用戶定義的符號(hào)名轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的內(nèi)部名。圖8.2給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的文件目錄結(jié)構(gòu)。

由于系統(tǒng)可以有多個(gè)用戶，因此，目錄常常組織成層次結(jié)構(gòu)，如圖8.3所示。文件名不僅指文件名本身，而且也應(yīng)包括它與根之間所有目錄的名字（路徑名）。大多數(shù)系統(tǒng)允許用戶設(shè)置一個(gè)默認(rèn)目錄或當(dāng)前目錄，在這種前提下，用戶不必寫出完全路徑名。由于分布式環(huán)境中的名字可用來(lái)指稱不同站點(diǎn)或不同站點(diǎn)的不同層次結(jié)構(gòu)上的對(duì)象，因此與單機(jī)系統(tǒng)相比，其命名和名字的映射工作更加復(fù)雜。下面討論分布式環(huán)境下的命令方式及有關(guān)問(wèn)題。8.3分布式系統(tǒng)中的命名方式8.3.1名字管理器的主要功能分布式操作系統(tǒng)中名字管理部分的主要功能是：·通過(guò)管理名字在系統(tǒng)的地址去定位命名過(guò)的對(duì)象?！?chuàng)建、刪除、改變對(duì)象的名字?！じ淖儗?duì)象的位置，以支持對(duì)象在系統(tǒng)中的遷移?！だ脤?duì)象名字來(lái)支持對(duì)象的共享?！?chuàng)建一個(gè)對(duì)象組?！慕M中刪除成員或?qū)⒊蓡T加入其中。·枚舉組中的成員。·測(cè)試組中成員之間的關(guān)系?！そ柚M名共享資源或共享服務(wù)程序。·支持對(duì)象組的遞歸結(jié)構(gòu)?！ね瓿赏獠棵ǚ?hào)名）到內(nèi)部名（系統(tǒng)名）的映射工作。8.3.2分布式系統(tǒng)中的命名方案分布式系統(tǒng)中常用的命名方案有絕對(duì)命名、相對(duì)命名和層次式命名三種?！び山^對(duì)命名方案命名的名字是全系統(tǒng)范圍惟一的、無(wú)二義性的。在機(jī)內(nèi)，這類名字通常是由時(shí)鐘或計(jì)數(shù)器之值產(chǎn)生的位串?！び上鄬?duì)命名方案命名的名字依賴于使用它的上下文。對(duì)于不同的使用者，一個(gè)對(duì)象的名字可以是不同的，或者說(shuō)，一個(gè)對(duì)象的名字不惟一?！哟问矫桨赣萌缦路绞浇M織系統(tǒng)中的對(duì)象名：（1）對(duì)象被分劃成若干組；（2）每組給定全局唯一的組名；