Bài tập chương 1 Môn Hệ thống phân tán và ứng dụng | Đại học Bách Khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 61552860 BÀI TẬP TRÊN LỚP
MÔN HỌC: HỆ PHÂN TÁN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ KIẾN TRÚC HỆ PHÂN TÁN
HỌ TÊN SV: Nguyễn Tùng Lâm MSSV: 20173220 MÃ LỚP: 132666 MÃ HỌC PHẦN: IT4611
Câu hỏi 1: Em hãy nêu thêm 2 ví dụ về dịch vụ được coi là Hệ Phân Tán (ngoài 2
ví dụ WWW và Email đã trình bày trên lớp). Dựa vào định nghĩa, giải thích tại sao
chúng được coi là Hệ Phân Tán. Bài làm:
*Hệ thống chat (Yahoo!, Mesenger, ..) và Mạng xã hội Facebook: -
Các máy tính không phụ thuộc lẫn nhau, có kiến trúc và phần mềm hệ thống khácnhau -
Các máy tính được liên kết với nhau qua mạng và phần mềm ứng dụng chat/facebook -
Ứng dụng chat/facebook thống nhất về giao diên và cách thực truy nhập trên mọi máy tính -
Người dùng chỉ cần biết cách sử dụng ứng dụng mà không cần quan tâm
cách hệ thống hoạt động
Câu hỏi 2: Tại sao nói tính chia sẻ tài nguyên của Hệ Phân Tán có khả năng: Giảm
chi phí, tăng tính sẵn sàng và hỗ trợ làm việc nhóm? Tuy nhiên lại tăng rủi ro về an
toàn thông tin? Giải thích. Bài làm:
*Giảm chi phí: giúp khai thác hết khả năng của các data center, giảm chi phí mua nhiều thiết bị
*Việc kết nối nhiều người dùng với các tài nguyên khiến việc cộng tác và trao đổi
thông tin dễ dàng hơn, mọi người có thể cùng làm việc dù có ở cách xa nhau
=> tăng tính sẵn sàng và hỗ trợ làm việc nhóm. lOMoAR cPSD| 61552860
* Lí do chia sẻ tài nguyên gây rủi ro về an toàn thông tin :
Vì hệ phân tán gồm các máy tính được kết nối với nhau bằng mạng máy tính .
Mạng máy tính nếu ko có có các phương pháp bảo mật thì sẽ tiềm ẩn mức độ rủi ro
tấn công cao . Hơn nữa, việc chia sẻ tài nguyên cần phải tính tới phân quyền tài
nguyên , nếu k sẽ rất dễ xảy ra lộ thông tin nhạy cảm
Câu hỏi 3: Liên quan đến tính trong suốt, giải thích tại sao nhà quản trị hệ thống
phải xem xét việc cân bằng giữa hiệu năng và độ trong suốt? Đưa ra ví dụ cụ thể để giải thích. Bài làm:
*Lí do nhà quản trị hệ thống phải xem xét sự cân bằng giữa hiệu năng và độ trong suốt : -
Trải nghiệm người dùng là yếu tố được đặt lên hàng đầu, nếu hệ thống quá
trong suốt nhưng hiệu năng bị giảm đi đáng kể thì sẽ gây khó chịu cho người sử dụng. -
Có nhiều yếu tố không đòi hỏi sự trong suốt nhưng nếu người xây dựng hệ
thống cố gắng làm cho nó trong suốt thì mất chi phí nhưng không giải quyết được nhiều vấn đề. . *Ví dụ :
1 trang web có 1 bộ phim hot trong giờ cao điểm có khoảng 1 trăm ngàn lượt truy
cập trong cùng 1 thời điểm . Nhưng hiệu năng hệ thống chỉ đáp ứng được 10 ngàn
lượt truy cập tài nguyên trong cùng 1 thời điểm, dẫn đến tình trạng dịch vụ bị gián
đoạn . Vậy là 1 sự thất bại của hệ thống khi đòi hỏi sự trong suốt cao trong khi hiệu
năng hệ thống lại ko đáp ứng được
Câu hỏi 5: So sánh 2 kiểu HĐH DOS và NOS. Giải thích tại sao việc sử dụng
Middleware là sự kết hợp ưu điểm của cả 2 mô hình trên. Bài làm: *Phân biệt: DOS NOS lOMoAR cPSD| 61552860
- Có dịch vụ hệ điều hành phân
- Có dịch vụ hệ điều hành mạng tán chung trên từng máy tính
- Sử dụng 1 hệ điều hành trên các
- Có thể sử dụng nhiều hệ điều nút
hành khác nhau trên các nút
- Quản lí tài nguyên tập trung
- Quản lí tài nguyên phân tán (trên các nút) - Tính co giãn thấp - Tính co dãn cao - Ko có tính mở - Tính mở cao - Tính trong suốt cao - Tính trong suốt thấp
- Yêu cầu các máy tính phải đồng
- Không yêu cầu phải đồng nhất
nhất về phần cứng và phần mềm
về phần cứng và phần mềm
- Cung cấp tính trong suốt cho các
- Tính trong suốt ko cao .Các ứng
ứng dụng hệ thống . Các ứng
dụng khi muốn truy cập tới tài
dụng k cần quan tâm tới việc tài
nguyên máy khác phải cung cấp
nguyên của mik được lấy từ máy thông tin để xác thực nào
*Middleware là sự kết hợp ưu điểm của cả DOS và NOS vì:
Ưu điểm của DOS là tính trong suốt cao, Nos là tính mở và Middleware có cả hai ưu điểm ấy.
Middleware thực chất là Nos nhưng được thêm phần middle service để đảm bảo
tính trong suốt của các máy tính cục bộ.
Câu hỏi 6: Trong mô hình kiến trúc phân tầng OSI của Mạng máy tính, hãy trình
bày tóm tắt chức năng của từng tầng. Lấy ví dụ cụ thể khi chúng ta thay đổi/cập
nhật một tầng bất kỳ thì không ảnh hưởng đến hoạt động của các tầng khác. Bài làm: Mô hình OSI : Tầng Chức năng lOMoAR cPSD| 61552860 Tầng Ứng dụng
Cung cấp phương tiện cho người dùng truy cập dữ liệu
trên mạng thông quan chương trình ứng dụng Vd: Telnet,FTP, STMP,HTTP Tầng Trình bày
Chuyển dữ liệu từ tầng Application sang fomat dạng chung và ngược lại
Vd:Dịch kí tự ASCII sang EBCDIC, chuyển đổi DL, nén
dữ liệu, mã hóa và giải mã DL Tầng Phiên
Kiểm soát các phiên hội thoại giữa các máy tính, thiết
lập quản lí các kết nối Tầng vận chuyển
Cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các người dùng đầu cuối Tầng Mạng
Cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các
chuỗi dữ liệu có độ dài đa dạng từ nguồn tới đích
Tầng liên kết dữ liệu Cung cấp các phương tiện có tính chức năng và qui trình
để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng , phát hiện và
sửa chữa các lỗi trong tầng physical Tầng vật lý
Định nghĩa tất cả các đặc điểm về điện và vật lí cho các thiết bị
*Ví dụ : Khi ta thay đổi địa chỉ ipv4 sang ipv6 ở tầng Network thì các dịch vụ ở
tầng Application vẫn diễn ra bình thường
Câu hỏi 7: Cho ví dụ và phân tích một mô hình kiến trúc thuê bao/xuất bản (publish/subscribe). Bài làm: lOMoAR cPSD| 61552860
Mô hình gồm hai thành phần:
Publisher: chuyên gửi các sự kiện vào hệ thống
Subscriber: đăng kí với hệ thống kiểu sự kiện mình muốn nhận.
Câu hỏi 8: Sự khác nhau giữa phân tán dọc và phân tán ngang là gì? Bài làm:
- Phân tán dọc (vertical distribution): chia thành nhiều tầng, phân chia theo chức năng
*Nhược điểm: chi phí truyền thông lớn
*Ưu điểm : Server dễ dàng tìm kiếm được tài nguyên mà client yêu cầu , việc
yêu cầu tài nguyên dễ dàng
- Phân tán ngang (horizontal distribution): chỉ có 1 tầng, phân bố theo tải.
*Nhược điểm: Mất nhiều thời gian để truy cập do không có phân tầng riêng biệt
*Ưu điểm : Tính co dãn cao, khả năng mở rộng theo quy mô và ko gian địa lý tốt lOMoAR cPSD| 61552860
Câu hỏi 9: Phân tích ưu nhược điểm của kiến trúc tập trung và kiến trúc không tập trung. Bài làm: Kiến trúc tập trung Kiến trúc phi tập trung Ưu điểm
Dữ liệu tập trung ở một Vì client và server không
server duy nhất, truy cập phân biệt vai trò và kết tài nguyên nhanh chóng nối với nhau bằng một
mạng trên mạng hạ tầng nên không gây ra tình
trạng nút thắt cổ chai như kiến trúc tập trung Nhược điểm Khi có quá nhiều client Tốc độ truy cập tài
yêu cầu server => gây ra nguyên không bằng kiến
tình trạng nút thắt cổ
trúc tập trung vì hệ thống chai, làm cho quá trình
phải tìm những điểm có
truy cập của người dùng chứa tài nguyên. bị chậm đi Khi có quá nhiều client
và server thì việc quản lý khá khó khăn.
Câu hỏi 10: Trong một mạng overlay có cấu trúc, các thông điệp được định tuyến
dựa theo hình trạng mạng (topology). Nhược điểm quan trọng của hướng tiếp cận này là gì? Bài làm:
Nhược điểm của mạng overlay có cấu trúc :
-Khi 1 nút muốn tham gia vào hệ thống sẽ được sinh id ngẫu nhiên , sau đó nút đó
sẽ tìm tới nút quản lí khóa kề sau mình để xác định lại các khóa mình quản lí và
khóa nút kề sau mình quản lí .Khi 1 nút muốn rời khỏi hệ thống , nút đó phải liên
hệ với nút kề trước và sau mình để truyền khóa mình quản lí cho nút kề sau mình
=>Phức tạp trong việc quản lí khóa khi có 1 hoặc nhiều nút tham gia vào mạng hay rời khỏi mạng
-Khi tìm tài nguyên phải duyệt toàn bộ các nút quản lý khóa lOMoAR cPSD| 61552860
Câu hỏi 11: Xét một chuỗi các tiến trình P1, P2, ..., Pn triển khai một kiến trúc
client-server đa tầng. Cơ chế hoạt động của tổ chức đó như sau: tiến trình Pi là
client của tiến trình Pi+1, và Pi sẽ trả lời Pi-1 chỉ khi đã nhận được câu trả lời từ Pi+1.
Vậy những vấn đề nào sẽ nảy sinh với tổ chức này khi xem xét hiệu năng yêu cầutrả lời tới P1? Bài làm:
- Nếu trong hệ thống tiến trình Pi+1 bị lỗi thì Pi sẽ không nhận được câu trả
lời từ Pi+1 => Hệ thống sẽ bị treo cho đến khi nào Pi nhận được câu trả lời từ Pi+1
- Thời gian request/reponse sẽ kèo dài do phải truyền qua nhiều tầng , nếu Pi
mà muốn nhận từ Pi+1 thì sẽ phải đợi Pi+2,…
- Nếu tầng ở giữa bị lỗi thì hệ thống sẽ bị lỗi
- Ngoài ra hiệu năng của hệ thống có thể ảnh hưởng do hiệu năng của các tầng khác nhau thay đổi
Câu hỏi 12: Xét mạng CAN như trong hình. Giả sử tất cả các node đều biết node
hàng xóm của mình. Một giải thuật định tuyến được đưa ra đó là gửi các gói tin
cho node hàng xóm gần mình nhất và hướng đến đích. Giải thuật này có tốt không? Giải thích. Bài làm:
- Ưu điểm : giải thuật này không phụ thuộc vào trạng thái mạng , mà chỉ phụ
thuộc vào hàm băm và cặp (key,value) tới không gian tọa độ
- Nhược điểm : việc phân chia không gian tọa độ thành các vùng hoàn toàn
dựa vào hàm băm mà không liên quan đến khoảng cách vật lí giữa các bộ
định tuyến. Nên 1 bộ định tuyến được coi là “ hàng xóm gần nhất” có thể khá xa về mặt địa lí
 Tóm lại giải thuật này khá tốt