:لوا لصف رب یا همدقم هدش عیزوت یاه...

: فصل اول برای مقدمه

های توزیع شدهسیستم

cskh.ir

هجوػ ای اص واهپیتشای هستمل اوگي و تشای

واستش تصست یه سیستن هسجن یىپاسچ ظاش هی

.ضد

سیستم توسیع ضذهتعزیف

cskh.ir

سیستن ػاهل تصیغ ضذ دس یه هحیظ ضثى ای اجشا هی ضد.

سیستن ػاهل تصیغ ضذ ت هشاتة پیچیذ تش اص سیستن ػاهلای ضثى ستذ.

ت سیستن ای تصیغ ضذ گای الات سیستن ای تا استثاط ضؼیف یض هی گیذ، چشا

. و ش پشداصذ والن حافظ هستملی داسد

ت سیستن ای چذپشداصذ ای سیستن ای تا استثاط لی هی گیذ، چشا و پشداصذ

. ا والن یىساى داسذ

مقذمه

cskh.ir

اهیت پاییي است

سشػت آى هوىي است پاییي تش ضد

لتی و تؼذاد واهپیتش ا ون تاضذ سیستن چذ پشداصذ ای تتش اص سیستن

تصیغ ضذ است

cskh.ir

یىی اص خصصیات هن سیستن ای تصیغ ضذ و اص واستشاى هخفی است تفات

واهپیتش ای هختلف سضایی است و اص عشیك آا ایي واهپیتش ا تا ن استثاط

.تشلشاس هی وذ

گستشش سیستن ای تصیغ ضذ سثتا آساى است.

اگش لسوتای خاصی اص آى تغس هلتی خشاب ن تاضذ هؼوال تصست واهل دس

الثت واستشاى وی تایستی هتج تؼیض یا تؼویش آى لسوت یا اضاف . دستشس است

وشدى تخص ای جذیذی ضذو ت هظس خذهات سسای تیطتش ت واستشاى تشاه

.ای واستشدی صست هی گیشد

مقذمه

cskh.ir

دس سیستن تصیغ ضذ اگش اعالػاتی وضهاى دس چذ واهپیتش ت صست یىساى رخیش ضد

یىی اص واهپیتشا خشاب ضد، اعالػات سا هی تاى اص واهپیتش ای دیگش تاصیاتی وشد

. اص ایي ظش لاتلیت اعویاى افضایص هی یاتذ

یىی اص هضایای هن سیستن تصیغ ضذ سشػت تاالی اجشای تشاه است چشا و یه

.تشاه وضهاى هی تاذ اص چذیي واهپیتش تشای اجشا ضذص استفاد وذ

مقذمه

cskh.ir

:سخت افضاس سیستن تصیغ ضذ

ضثى

:شم افضاس سیستن تصیغ ضذ

(Middleware) هیاى افضاس

اجشاء سیستم توسیع ضذه

cskh.ir

:Distributed Applications هثلIE ،Mozilla ... و تشای استثاط تا سیستن تصیغ

.ضذ هسد استفاد لشاس هی گیشد

:Middleware Service ای ػی شم افضاس است و دسحمیمت اساس واس پیاد ساصی سیستن

.ضذ سا تش ػذ داضت تش سی تواهی واهپیتشا لشاس هی گیشد تصیغ

سیستم توسیع ضذه

cskh.ir

(Macking resource accessible)دستشسی ت هاتغ -1

(Transparency)ضفافیت -2

(Openness)تاص تدى -3

(Scalability)همیاس پزیشی -4

اهذاف سیستم توسیع ضذه

cskh.ir

ضذ ایي است و واستشاى ت ساحتی ت هاتغ سا دس ذف سیستن تصیغ

.دستشسی داضت تاضذ آا سا ت سش وتشل ضذ ت اضتشان تگزاسذ

.دستشسی ت هاتغ، استثاط تثادل اعالػات سا تسیل هی وذ

دستزسی به منابع -1

cskh.ir

یه سیستن تصیغ ضذ پاى وشدى ایي حمیمت است و پشداصذ ا ػوذذف

.هاتغ آى تصست فیضیىی دس واهپیتشای هتؼذد تصیغ ضذ اذ

ت سیستن تصیغ ضذ ای و تتاذ خد سا تشای واستش تشاه ای واستشدی اش،

عسی وایص دذ و گیی سیستن ته واهپیتشی است، سیستن ضفاف هی

.گیذ

ضفافیت -2

cskh.ir

:ضفافیت هی تاذ دس هاسد گاگی هغشح ضد

دستشسی(Access): ا چگگی دستیاتی ت هاتغ سا اص دیذ تفات دس وایص

.وذ واستشاى هخفی هی

هىاى(Location): هثال اص عشیك )وذ هىاى هاتغ سا اص دیذ واستشاى هخفی هی

DNS.)

هاجشت(Migration): اتمال هاتغ اص هىای ت هىاى دیگش سا اص دیذ واستشاى

.وذ هخفی هی

انواع ضفافیت

cskh.ir

جاتجایی(Relocation): اتمال هاتغ دس حال استفاد اص هىای ت هىاى

(.هثل سیستن هتایل)وذ دیگش سا اص دیذ واستشاى هخفی هی

تىشاس(Replication): وذ تىشاس هاتغ سا اص دیذ واستشاى هخفی هی.

خشاتی(Failure): وذ خشاتی تشهین هاتغ سا اص دیذ واستشاى هخفی هی.

وضهای(Concurrency): استفاد وضهاى هاتغ داد تسظ چذ واستش سا

.وذ هخفی هی

(ادامه)انواع ضفافیت

cskh.ir

ضفافیت تا واسایی )تا افضایص هیضاى ضفافیت هوىي است واسایی سیستن واص یاتذ

(سیستن دس تضاد است

.تایذ تیي دسج ضفافیت واسایی یه هصالح تاضذ

ساصگاسی چذیي سخ: هثال

ضفافیت

کارایی

درجه ضفافیت

cskh.ir

ایى تشسی ش سیستن ػاهل تا ش سخت افضاسی تا داضتي یه اسظ هطتشن

تتاى تشاه سا اجشا ود ایي خاصیت ( Java Virtual Machineهاذ )

.تشد لاتلیت حول تؼاهل سا تاال هی

استفاد اص یه صتاى اسغ هیای تشای ضتي تشاه ا سی تواهی واهپیتشای

سیستن تصیغ ضذ

Interface Definition Language (IDL)

(Openness)باس بودن -3

cskh.ir

(.چذواهپیتشت آى اضاف ود)ایي و تتاى یه سیستن سا ت ساحتی گستشش داد

ضد سا حذالل اص س جث پزیشی سا و دس هماتل هتوشوض تدى استفاد هی همیاس

:تاى تشسسی وشد هی

(اذاص جغشافیا هذیشیت )

مقیاس پذیزی -4

cskh.ir

.ت آسای تتاى واستشاى هاتغ سا ت سیستن اضاف وشد :اذاص

.سیستوی و دس آى، واستشاى هاتغ تتاذ اص ن دس تاضذ :جغشافیا

. ای هستمل، هذیشیت آى آساى تاضذ تا جد هذیشیت: هذیشیت

جنبه های مقیاس پذیزی

cskh.ir

سشیسای هتوشوض لاتلیت تسؼ ذاسذ.

سشیس سی س دست تصیغ ضذ تسؼ هی تاذ تشدس سیستن دس حالیى

صست گیشد

داد -1◦

سشیس -2◦

الگسیتن -3◦

سشیسای تصیغ ضذ الگسیتن ،تشایي اساس هی تاى داد ای تصیغ ضذ

.ای تصیغ ضذ داضت

گیتوسیع ضذ و مقیاس پذیزی

cskh.ir

وذ ا سا یىجا رخیش هی دادو : داد هتوشوض.

ضد ا دس هىاای هختلف رخیش هی داد: داد غیشهتوشوض.

دذ تشای توام واستشاى تا یه سشیس: سشیس هتوشوض.

توام واستشاى تشای دذ چذیي سشیس :غیشهتوشوض سشیس.

ای هتوشوض الگسیتن

ای غیشهتوشوض الگسیتن

(ادامه)گی توسیع ضذ و مقیاس پذیزی

cskh.ir

.یچ هاضیی اعالػات واهلی ساجغ ت ضؼیت سیستن ذاسد1.

.گیشد ا تا تشاساس اعالػات هحلی تصوین هی هاضیي2.

.سساذ خشاتی دس یه هاضیي، ت الگسیتن آسیة وی3.

.یچ تصسی ساجغ ت ساػت سشاسشی جد ذاسد4.

اگش سیستوی تا جضئیات هتوشوض ضذ صیادی تاضذ، سضي است و لاتلیت اسصیاتی

جغشافیایی، تخاعش هسائل لاتلیت اجشا اعویاى پزیشی و اص استثاط سغح سیغ

.اضی هی ضد، هحذد خاذ ضذ

های متمزکش ویژگیهای الگوریتم

cskh.ir

واستشدی تایذ عسی ساخت ضد و فمظ اص استثاعات اوگام تشاه: هخفی وشدى تاخیشای استثاعی -1

.استفاد وذ

.ضاهل ضىستي یه لغؼ تشاه یا داد پخص آى دس سیستن است: تصیغ -2

. لغؼات تشاه داد دس سیستن تصیغ ضذ تىثیش ضذ: تىثیش -3

پذیزی های مقیاس تکنیک

cskh.ir

دس حالی و واستش هطغل پش ( b) یا یه والیت ( a)ت یه سشس “ دادى اهىاى چه فشم”تفات تیي

. وشدى فشم است

مخفی کزدن تاخیزهای ارتباطی: پذیزی های مقیاس تکنیک

cskh.ir

ا ساصهاذی ضذ است و ت اها تغس سلسل هشاتثی، ت دسختی اص داه: DNSسیستن اهگزاسی .ضد تمسین هی Zoneچذ هغم

توسیع: پذیزی های مقیاس تکنیک

cskh.ir

دذ تلى ت تصیغ هتاصى تاس تیي سیستوا تىثیش تا لاتلیت دستشسی سا افضایص هی

.وذ تا واسایی تثد یاتذ ووه هی

استفاد اص حافظ پاى: هثال

اص آجایی و وپی ای هتؼذدی اص یه هثغ جد داسد، تغییش یه وپی تاػث هی ضد

.دستیج تىثیش هجش ت هسائل ساصگاسی هی ضد. تا تا تمی فشق وذ

تکثیز: پذیزی های مقیاس تکنیک

cskh.ir

(Distributed Computing System)هحاسثات تصیغ ضذ سیستن -1

Cluster computing systems

Grid computing systems

(Distributed Information System)اعالػات تصیغ ضذ سیستن -2Transaction Processing Systems

Enterprise Application Integration (Exchange info via RPC or RMI)

فشاگیش تصیغ ضذ/سیستن تؼثی ضذ -3

(Distributed Pervasive (Ubiquities)/Embedded System) Home Systems (e.g. Smart phones, PDAs)

Electronic Health care systems (Heart monitors, BAN: Body Area Networks)

Sensor Networks (distributed Databases connected wirelessly)

های توسیع ضذه انواع سیستم

هحاسثات تصیغ ضذ سیستن

cskh.ir

cskh.ir

ای هحاسثاتی تا واسایی تاال ذف سیستوای هحاسثاتی تصیغ ضذ اجشای تشاه

.تصست تصیغ ضذ است

ای اص افضاس ضاهل هجوػ سخت Cluster computing systemsدس

PC ای هؼوال وگي تا سیستن ػاهلای یىساى است و اص عشیك ضثى هحلی

( Supercomputerایجاد یه )پشسشػت ت ن هتصل هی ضد

Cluster Computing Systemمطخصات یک

cskh.ir

cskh.ir

اص ظش سخت افضاس، سیستن ػاهل، ضثى ) ای اص واهپیتشای اوگي هجوػ

(اهیت

ای واستشدی دس اختیاس تشاه هاتغو هوتشیي ذف ایي ع سیستن لشاسدادى آساى

ت ( V.O. Virtual Organization ساصهاای هجاصیواستشاى )

. صست استفاد اضتشاوی وىاسی است

.استفاد ضد Clusterتشای واسای هحاسثاتی تتش است اص

Scalability دس گشیذ تاالتش است.

گزیذ: های محاسباتی توسیع ضذه سیستم

cskh.ir

مثالی اس معماری الیه ای گزیذ

Collective layer: access to multiple resources

and typically consists of services for resource discovery, allocation and scheduling.

Connectivity layer: transfer data between resources or access a resource from a remote location

Resource layer: managing a single recourse such as creating a process or reading data

Fabric layer: provides interface to local resources at a specific site within a V.O.

cskh.ir

اعالػات تصیغ ضذ سیستن

cskh.ir

cskh.ir

( دستسات)ا ایذ هن ایي است و یا توام دسخاست: ای پشداصش تشاوص سیستن

.(ACID)ضد ضد یا یچىذام اجام وی اجام هی

(Consistent)ساصگاسی -2 (Atomic)اپزیشی تجضی -1

(Durable)پایذاسی -4 (Isolated)ایضل ضذى -3

و یه تشاوص تایذ داضت تاضذ دستساتیحذالل Begin-Transaction

Read Write

End-Transaction = Commit Abort

(1)توسیع ضذه پزداسش تزاکنص سیستم

A nested transaction

cskh.ir

The role of a Transaction Processing (TP) monitor in distributed systems

cskh.ir

Middleware as a communication facilitator in enterprise application integration

cskh.ir

Enterprise application integration (1)

پشتىلای هتفاتی تشای پطتیثای اص middlewareتست ای Enterprise applications استفاد هی ضذ ظیش:

CORBA (Common Object Request Broker Architecture)

DCOM (Distributed Component Object Management)

RPC (Remote Procedure Call)

RMI (Remote Method Invocation)

cskh.ir

Enterprise application integration (2)

فشاگیش تصیغ /سیستن تؼثی ضذ ضذ

cskh.ir

ایي سیستوا هؼوال

.وچه ستذ

.لاتل حول ستذ

.هحاسثات ون داسذ

.هثغ تغزی تشای آا هن است

.تا اهاج سادییی تصست تیسین واس هی وذ

Electronic Health Care System :1هثال

Wireless Sensor Network :2هثال

cskh.ir

یاصای یه سیستن فشاگیش

Embrace contextual changes (i.e. I was a phone now I am a web access device. A device must continuously be aware of the fact that its environment may change)

Encourage ad hoc composition (used differently by different users, e.g. PDA)

Recognize sharing as the default (easily read, store, manage, and share info)

cskh.ir

Questions to be addressed for health care systems:

Where and how should monitored data be stored?

How can we prevent loss of crucial data?

What infrastructure is needed to generate and propagate alerts?

How can physicians provide online feedback?

How can extreme robustness of the monitoring system be realized?

What are the security issues and how can the proper policies be enforced?

cskh.ir

cskh.ir

Monitoring a person in a pervasive electronic health care

system, using (a) a local hub or (b) a continuous wireless

connection.

Electronic Health Care Systems (2)

cskh.ir

Base – Station (Sink)

:داده حس شده توسط حسگر به سه روش ارسال می شود

1- Continues داده حس شده همواره ارسال می شود.

2- Query Based هر وقتی که نیاز باشد داده حس شده ارسال می شود.

3- Event Based وقتی عمل خاصی رخ داد داده حس شده ارسال شود.

ترکیبی -4

Wireless Sensor Network (1)

Questions concerning sensor networks: ◦ How do we (dynamically) set up an efficient tree in a

sensor network?

◦ How does aggregation of results take place? Can it be controlled?

◦ What happens when network links fail?

cskh.ir

Organizing a sensor network database, while storing and processing data (a) only at the operator’s site or

…

cskh.ir

Organizing a sensor network database, while storing and processing data … or (b) only at the sensors

cskh.ir