13. Концепции программных решений, сравнение систем

Концепции программных решений

Аппаратура важна для распределенных систем, однако от программного обеспечения значительно сильнее зависит, как такая система будет выглядеть на самом деле. Распределенные системы очень похожи на традиционные операционные системы. Прежде всего, они работают как менеджеры ресурсов (resource managers) существующего аппаратного обеспечения, которые помогают множеству пользователей и приложений совместно использовать такие ресурсы, как процессоры, память, периферийные устройства, сеть и данные всех видов. Во-вторых, что, вероятно, более важно, распределенная система скрывает сложность и гетерогенную природу аппаратного обеспечения, на базе которого она построена, предоставляя виртуальную машину для выполнения приложений.

Чтобы понять природу распределенной системы, рассмотрим сначала операционные системы с точки зрения распределенности. Операционные системы для распределенных компьютеров можно вчерне разделить на две категории — сильно связанные и слабо связанные системы. В сильно связанных системах операционная система в основном старается работать с одним, глобальным представлением ресурсов, которыми она управляет. Слабо связанные системы могут представляться несведущему человеку набором операционных систем, каждая из которых работает на собственном компьютере. Однако эти операционные системы функционируют совместно, делая собственные службы доступными другим.

Это деление на сильно и слабо связанные системы связано с классификацией аппаратного обеспечения, приведенной в предыдущем разделе. Сильно связанные операционные системы обычно называются распределенными операционными системами (Distributed Operating System, DOS) и используются для управления мультипроцессорными и гомогенными мультикомпьютерными системами. Как и у традиционных однопроцессорных операционных систем, основная цель распределенной операционной системы состоит в сокрытии тонкостей управления аппаратным обеспечением, которое одновременно используется множеством процессов.

Слабо связанные сетевые операционные системы (Network Operating Systems, NOS) используются для управления гетерогенными мультикомпьютерными системами. Хотя управление аппаратным обеспечением и является основной задачей сетевых операционных систем, они отличаются от традиционных. Это отличие вытекает из того факта, что локальные службы должны быть доступными для удаленных клиентов.

Чтобы действительно составить распределенную систему, служб сетевой операционной системы недостаточно. Необходимо добавить к ним дополнительные компоненты, чтобы организовать лучшую поддержку прозрачности распределения. Этими дополнительными компонентами будут средства, известные как системы промежуточного уровня (middleware), которые и лежат в основе современных распределенных систем.

Система	Описание	Основное назначение
Распределенные операционные системы	Сильно связанные операционные системы для мультипроцессоров и гомогенных мультикомпьютерных систем	Сокрытие и управление аппаратным обеспечением
Сетевые операционные системы	Слабо связанные операционные системы для гетерогенных мультикомпьютерных систем (локальных или глобальных сетей)	Предоставление локальных служб удаленным клиентам
Средства промежуточного уровня	Дополнительный уровень поверх сетевых операционных систем, реализующий службы общего назначения	Обеспечение прозрачности распределения

Сравнение систем

Характеристика	Распределенная операционная система		Сетевая операционная система	Распределенная система промежуточ-ного уровня
	мульти- процессорная	мульти-компьютерная
Степень прозрачности	Очень высокая	Высокая	Низкая	Высокая
Идентичность операционной системы на всех узлах	Поддерживается	Поддерживается	Не поддерживается	Поддерживается
Число копий ОС	1	N	N	N
Коммуникации на основе	Совместно памяти используемой	Сообщений	Файлов	В зависимости от модели
Управление ресурсами	Глобальное централизован ное	Глобальное распределенное	Отдельно на узле	Отдельно на узле
Масштабируемость	Отсутствует	Умеренная	Да	Различная