网络计算基础

第二讲网络计算基础Simon.Gu,[e-mail],WUST语义与服务计算研究小组分布式计算的基础：RPCz中间件的概念z网络计算常见的体系结构zTCP/IPSocket语义与服务计算研究小组本讲内容¾分布式计算的基础：RPCz中间件的概念z网络计算常见的体系结构zTCP/IPSocket语义与服务计算研究小组(RemoteProcedureCall)，简单地说，就是允许程序去调用位于其它机器上的过程。由Birrell和Nelson于1984年提出。z是目前大多数分布式计算的基础，包括组件计算、WebService及Web计算等。语义与服务计算研究小组位于不同的地址空间，如何传递参数？(值参数、形参数)z不同的计算机、不同的语言数据表示机制不一样，如何处理？z如何定位？特别是在一个广域网环境下，如何有效地定位另一台计算机上的过程。z可靠性如何保证。语义与服务计算研究小组(SunRPC)zMSRPC语义与服务计算研究小组分布式计算的基础：RPC¾中间件的概念z网络计算常见的体系结构zTCP/IPSocket语义与服务计算研究小组中间件(Middleware)z随着企业的IT环境越来越纷繁复杂，企业中可能会拥有多种操作系统、不同的数据库、异构的网络环境以及数个应用等，那么如何把它们结合成一个有机的协同工作整体，真正实现企业跨平台分布式应用呢？中间件便是解决之道，它用自己的复杂换取了企业应用的简单。z什么是中间件。中间件是处于操作系统和应用程序之间的软件，也有人认为它应该属于操作系统中的一部分。中间件=平台＋通信。语义与服务计算研究小组通信处理。(如BEAeLink、MSMQ、MQSeries)z事务处理。(DTP,DistributedTransactionProcess,X/OPEN)如BEATuxedoz数据存取中间件。ODBC、OLEDB、JDBC等。z安全中间件。zWEB服务中间件。z跨平台和架构中间件。z专用领域中间件。语义与服务计算研究小组中间件–DTP介绍z事务的概念。Atransactionisacompleteunitofworkwhich,ingeneralterms,canapplytomanycontext.Itmycomprisemanycomputationaltaskincludinguserinterfaces,dataretrieval,andcommunications.Atypicaltransactionmodifiesresources.ThemodeldescribedinthereferencedOSITPstandardsdefinesthetermtransactionmoreprecisely.语义与服务计算研究小组中间件–DTP介绍z事务的特性。Transactionstypicallyexhibitthefollowingproperties:Atomicity(原子性):Whichmeansthattheresultsofthetransaction’sexecutionareeitherallcommittedorallrolledback.Consistency(一致性):Whichmeansthatacompletedtransactiontransformsasharedresourcefromonevalidstatetoanothervalidstate.Isolation(独立性):whichmeansthatchangestosharedresourcesthatatransactionerectsdonotbecomevisibleoutsidethetransactionuntilthetransactioncommits.Durability(持久性):whichmeansthechangedthatresultfromtransactioncommitmentsurvivesubsequentsystemormedialfailures.语义与服务计算研究小组中间件–DTP介绍zX/OPENDTP模型TheX/OpenDTPmodelcomprisesfivebasicfunctionalcomponents:AP,anApplicationProgram,whichdefinestransactionboundariesandspecifiesactionthatconstituteatransactionResourceManagers(RMs)suchasdatabaseorfileaccesssystem,whichprovideaccesstoresourcesATransactionManager™,whichassignsidentifilerstotransactions,monitorstheirprogress,andtakesCommunicationResourcesManager™,whichassignsidentifierstotransaction,monitorstheirprogressandtakesresponsibilityfortransactoncompletionandforcoordinationfailurerecovery.CommunicationResourceManagers(CRMs)whichcontrolcommunicationbetweendistributedapplicationswithinoracrossTMdomain.Acommunicationprotocol,whichprovidestheunderlyingcommunicationservicesusedbydistributedapplicationsandsupportedbyCRMS.语义与服务计算研究小组中间件–DTP介绍zX/OPENDTP模型CPI-CXA+XARMAPIRMAPITXXAP-TP应用程序（AP）资源管理RMs通讯资源管理器CRMs交易管理器TMOSITPOSIAPRCTCP/IP应用程序（AP）RMsCRMsTMOSITP语义与服务计算研究小组中间件–DTP介绍zX/OPENDTP一种类型工作流本地TMRMCRMCRMRMTMAPAP1.Begin2.Commit3.AP-APTXXXA+OSITPOSITPOSITPOSITPOSITPXA+XAXA+XAXA+XAXAXA+XAXA+TXTXXA+CPI-COSITPCPI-C远端阶段1阶段2语义与服务计算研究小组分布式计算的基础：RPCz中间件的概念¾网络计算常见的体系结构zTCP/IPSocket语义与服务计算研究小组模型z客户-服务模型z根据需求定义客户和服务z资源动态分配z比较典型的应用是客户-数据库服务语义与服务计算研究小组分为表示层、逻辑层、显示层z每个层次之间采用标准的技术构建语义与服务计算研究小组分布式计算的基础：RPCz中间件的概念z网络计算常见的体系结构¾TCP/IPSocket语义与服务计算研究小组编程-内容大纲zInternet与TCP/IP协议zTCP/IP协议体系结构与OSI模型zSocket编程接口{WindowsSocket{LinuxSocketzTCP/IP网络程序框架与示例致谢：Socket编程部分参考中国科技大学赫卫卿([e-mail])的讲义，特此致谢！语义与服务计算研究小组协议第一节Internet与TCP/IP协议语义与服务计算研究小组－“冷战”的产物{1957年10月和11月，前苏联先后有两颗“Sputnik”卫星上天{1958年美国总统艾森豪威尔向美国国会提出建立DARPA(DefenseAdvancedResearchProjectAgency)，即国防部高级研究计划署，简称ARPA{1968年6月DARPA提出“资源共享计算机网络”(ResourceSharingComputerNetworks)，目的在于让DARPA的所有电脑互连起来，这个网络就叫做ARPAnet，即“阿帕网”，是Interne的最早雏形语义与服务计算研究小组协议的产生z早期的ARPAnet使用网络控制协议(NetworkControlProtocol，NCP)，不能互联不同类型的计算机和不同类型的操作系统，没有纠错功能z1973年由Kahn和VintonCerf两人合作为ARPAnet开发了新的互联协议。z1974年12月两人正式发表第一份TCP协议详细说明，但此协议有信包丢失时不能得到有效的纠正语义与服务计算研究小组协议的产生zTCP协议分成了两个不同的协议：{用来检测网络传输中差错的传输控制协议TCP{专门负责对不同网络进行互联的互联网协议IPz从此TCP/IP协议诞生z1983年ARPAnet上停止使用NCP，互联网上的主机全部使用TCP/IP协议，TCP/IP协议成为Internet中的“世界语”语义与服务计算研究小组协议第二节TCP/IP协议体系结构与OSI模型语义与服务计算研究小组网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机组合在一起。z每层实现不同的功能，其内部实现方法对外部其他层次来说透明，每层向上层提供服务，也可以使用下层提供的服务z网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合z两类非常重要的体系结构：OSI与TCP/IP语义与服务计算研究小组模型相关的协议已经很少使用，但模型本身非常通用z共有七层应用层数据链路层网络层传输层会话层表示层物理层高层低层语义与服务计算研究小组协议族的体系结构zTCP/IP协议是Internet事实上的工业标准。z一共有四层语义与服务计算研究小组协议与OSI参考模型的对应关系语义与服务计算研究小组协议