《分布式系统之通信》PPT课件.ppt

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1、 通信通信(2)四、面向消息的通信 主机通过网络相连的通信系统的一般组织结构 1、通信的持久性和同步性持久通信：需要传输的消息在提交之后由通信系统的来存储，直到将其交付给接受者为止。典型的例子：电子邮件系统、手机短消息系统。暂时通信：通信系统只在发送和接收消息的应用程序运行期间存储消息。驿马快递时代的持久通信 同步和异步通信异步通信：发送者把要发送的消息提交之后继续执行其他程序。*必须有缓冲区存储消息同步通信：发送者提交消息后要被阻塞，直到消息送达或处理完毕后解除阻塞。*不同程度的同步：基于接收基于交付基于响应在实际系统中，持久通信、暂时通信与同步通信、异步通信是可以组合的。a 持久异步通信b

2、 持久同步通信问题：消息存储在什么地方？谁返回接收确认？电子邮件与手机短信属于这种通信吗？c 暂时异步通信d 基于接收的暂时同步通信 e 基于交付的暂时同步通信f 基于响应的暂时同步通信 2、面向消息的暂时通信典型例子：Berkeley套接字套接字：一种通信端点，一种网络编程模型，基于特定的传输层协议。一般作为操作系统的网络组件。应用程序通过套接字发送和接收网络数据，套接字控制低层网络通信。PrimitiveMeaningSocketCreate a new communication endpointBindAttach a local address to a socketListenAn

3、nounce willingness to accept connectionsAcceptBlock caller until a connection request arrivesConnectActively attempt to establish a connectionSendSend some data over the connectionReceiveReceive some data over the connectionCloseRelease the connectionTCP/IP套接字原语 使用套接字实现的面向连接的通信模型为什么这是个同步点？消息传递接口（MPI

4、）随着高性能多计算机系统的出现，套接字变得不再适用：所在的抽象层不对基于通用的协议栈（TCP/IP），不适用于高速网络的专用协议MPI（message-passing interface）：专为并行应用程序设计，也是典型的暂时通信。原语原语含义含义MPI_bsend将消息送入本地发送缓冲区中MPI_send发送消息，并等待消息复制到本地或远程缓冲区为止MPI_ssend 发送消息，并等待对方开始接收消息为止MPI_sendrecv发送消息，并等待收到对方应答MPI_isend传递消息引用，随后继续执行MPI_issend传递消息引用，并等待对方接收MPI_recv接收消息，如果没有消息则阻塞M

5、PI_irecv检查是否有输入消息，但不阻塞MPI中一些最直观的消息传递原语 3、面向消息的持久通信消息队列系统（message-queuing system）：又称面向消息的中间件（message-oriented middleware）。这类系统的本质是，提供消息的中介存储能力。应用程序可以通过在特定队列中中插入消息来进行通信。消息队列系统的重要特征：通常只能确保消息最终能够插入到接收者的队列中，并不保证消息到达的时间，甚至不保证消息一定会收到。使用队列的松散耦合通信的4中组合方式 消息队列模型消息内容：可以包含任何数据发送目标：编址编址方式：在实际系统中，消息的编址是通过给出目的消息队列

6、的名字来实现的。消息队列系统中队列的基本接口原语原语说明说明Put将消息追加到制定队列。非阻塞性的。Get如果队列为空，阻塞至队列非空，否则取出队列的第一个消息。Poll检查指定队列，取出第一个消息。非阻塞性的。Notify注册一个处理程序（回调函数），当有消息进入指定队列时调用该处理程序。消息队列系统的一般结构在消息队列系统中，消息只能放入发送者本地队列。同样消息的读取也只能是从本地读取。这种本地队列称为源队列。对整个系统来说，所有队列的集合是分布在多台机器上的。所以，必须有一个队列到其网络位置之间的映射，类似于DNS。队列级地址与网络级地址的关系问题：网络级地址是指什么？队列由队列管理器来

7、管理。一般来说，队列管理器与发送和接收程序进行交互。在复杂的消息队列系统中，有些特殊的队列管理器发挥了路由器或者中继器的作用，它们将输入的消息转发给其他队列管理器。含有消息路由器的消息队列系统的一般组织结构 五、面向流的通信 1、流（stream）目前为止，我们讨论的通信：对独立且完整的信息单元进行交换。典型特征是它并不在乎通信在哪个确切时间发生。例如：邮件、QQ消息、手机短信在某些通信中，同步有着至关重要的地位音频流的传输视频流的传输对时间敏感 数据流数据流：数据单元的系列离散数据流。例如：命名管道与TCP/IP连接连续数据流。音频与视频流一般可以看作信源和信宿之间的虚拟连接连续数据流：对时

8、间敏感，同步至关重要。三种传输模式：异步传输模式：数据逐项传输，但对具体项在何时传输没有限制。适用于离散数据流。同步传输模式：数据流中每个单元都定义了端到端最大延迟时间。等时传输模式：数据单元端到端延迟必须同时严格受上限和下限限制。从复杂程度上分简单流：只包含单个数据序列复杂流：由若干个相关的简单流子流（substream）构成流分类从参与通信者分单个信源和信宿多方通信：即多个信宿连接到单个流上，称为多播或者组播思考：因特网电影点播属于什么类型流？流对多个接收者进行组播 2、流同步离散数据流与连续数据流之间的同步。连续数据流之间的同步。在数据单元层次上实现同步。提供专门的中间件接口控制音频流和视频流。多个流合并成单个流。在数据单元层次上显式同步 通过高级接口进行同步 作业手机短消息和QQ即时文件传输属于持久通信还是暂时通信，是同步通信还是异步通信？为什么？通过网络发送消息时，消息级地址和网络级地址是否同时在网络数据包中？如果是，它们是否有顺序关系？当你使用网上VOD看电影的时候，如果画面中人物的口型与声音说话的内容不一致，或者字幕与说话内容不一致时，是什么原因？从分布式系统的角度怎么解决？