9. Проблемы синхронизации в распределенных системах

а) необходимость и возникновение при этом трудности одновременного доступа к совместно используемым ресурсам.

* к принтерам. В результате, которого пользователи должны взаимодействовать пользователям друг с другом …………. получать эксклюзивный доступ к этому ресурсу.

б) синхронизация времени, т.к. основная проблема распределения систем состоит в том, что для них не существует понятия единых совместных использований часов, т.к. процессы на различных машинах имеют собственное мнение о времени.

Всё это породило различные способы синхронизации часов в распределённых системах, но все они основаны на обмене показаниями часов, что вызывает задержки пересылки и получений сообщений, чем точнее алгоритм синхронизации, тем больше задержки, т.к. во многих случаях знания точного времени не требует наибольшего распространения полученного алгоритма логических часов, когда можно заставить набор процессов соблюдать общие соглашения относительно правильной очерёдности событий.

в) установка соглашений о порядке прохождения сообщений, т.к. в распределённых системах нет понятия совместного использования памяти часто трудно определить текущее состояние системы его можно определить путём синхронизации всех процессов, так чтобы каждый из них определил и сохранил свои локальные состояния вместе с сообщениями, которые передаются в данный момент. Сама по себе синхронизация может быть выполнена без остановки процессов и записей их состояния вместо этого в ходе работы системы с неё можно сделать мгновенный слепок, т.е. распределение снимок состояния.

9. Проблемы повышения надежности в распределенных системах

Транзакция – защищает общие ресурсы от одновременного доступа нескольких параллельных процессов, а также превращает процессы доступа и модификация множества элементов данных в одну атомарную операцию, т.е. если процесс во время транзакции решает остановиться на полпути и повернуть назад, все заданные восстановления с ними значениями и в том состояние, в котором они были до начала транзакции. Таким образом, основные свойства транзакции в распределенных системах:

- атомарность. Гарантирует, что она либо полностью выполняется, либо полностью не выполняется, при этом другие процессы не могут наблюдать каких-либо промежуточных состояний.

- непротиворечивость. Означает, что если у системы до начала транзакции имелись некоторые соглашения, которые она должна постоянно хранить, то они будут сохраняться и после её завершения. Проблемы повышения надёжности в информационных системах: система считается надёжной, если удовлетворяет следующим требованиям:

- доступность, т.е. способность в любой произвольный момент времени находится в работоспособном состоянии.

- безопасность, т.е. определение на сколько катастрофичной становится ситуация в случае остановки системы.

- ремонтопригодность, т.е. на сколько сложно исправить неполадки в системе, особенно при наличии средств автоматического обнаружения и исправления неполадок.

- безотказность, т.е. способность непрерывно работать в течение продолжительного времени. Характерной чертой распределенных систем отличающей их от остальных является возможность частичного отказа при сбое в одном из компонент системы. Отказоустойчивость системы определяется, как способность маскировать появление ошибок и исправлять их, т.е. система отказоустойчива, если она продолжает функционировать, при наличии отказов. Типы отказов:

- поломка, означает простую остановку системы.

- пропуск данных, если процесс не реагирует на входящие запросы.

- ошибка синхронизации, если процесс отвечает слишком быстро или слишком медленно. Основа отказоустойчивости – это исправление после ошибок. Существует 2 основных способа восстановления после ошибок:

1) обратное исправление. Основная задача, которого состоит в возращении в систему из текущего ошибочного состояния к предыдущему безошибочному. Это достигается методом периодического копирования состояний систем. При записи каждого текущего состояния говорится, что создаётся контрольная точка.

2) прямое исправление. В этом случае при входе системы в ошибочное состояние вместо отката назад к предыдущей контрольной точке делается попытка перевести систему в новое корректное состояние, в котором она может продолжать работать.

Основная проблема механизмов прямого исправления состоит в том, что для них необходимо знать заранее о возможных ошибках, только в этом случае их можно исправить. Одним из способов обеспечения отказоустойчивости является избыточность. Методом повышения избытка в распределённых системах является репликация, т.е. дублирование данных. Если ИС реплицирована, то она может продолжать работать после сбоя просто переключившись на другую копию. Репликация также повышает производительность, когда распределённую систему приходится масштабировать на множество машин и географических зон. При масштабировании на увеличение географической зоны использование репликации позволяет помещать копии данных близко от использующего её процесса. Проблемы, которые порождает репликация, связаны с тем, что каждый раз при изменении одной из копий необходимо провести обновления и в остальных копиях. Скорость и частота таких обновлений влияет на стоимость и не противоречивость данных.