1、 Page 1Beijing University of Posts and Telecommunications Page 2 Page 2Beijing University of Posts and Telecommunications Page 3 Page 3Beijing University of Posts and Telecommunications主要內容主要內容t 分布式系統及其挑戰分布式系統及其挑戰t 什么是分布式計算？什么是分布式計算？t什么是分布計算環境？什么是分布計算環境？t 分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 課程簡介課程簡介 Page 4 Page

2、 4Beijing University of Posts and Telecommunications主要內容主要內容t 分布式系統及其挑戰分布式系統及其挑戰t 什么是分布式計算？什么是分布式計算？t什么是分布計算環境什么是分布計算環境t 分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 課程簡介課程簡介 Page 5 Page 5Beijing University of Posts and Telecommunications什么是分布式系統？什么是分布式系統？ t A collection of independent computers that appears to its user

3、s as a single coherent system.t A collection of autonomous computers linked by a network, with software designed to produce an integrated computing facility.t the system software runs on a loosely integrated group of cooperating processors linked by a network.t 在在 網網 絡絡 計計 算算 平臺平臺 上上 開開 發、發、 部部 署、署、

4、 管管 理理 和和 維維 護護 以以 資資 源源 共共 享享 和和 協協 同同 工工 作作 為為 主主 要要 應應 用用 目目 標標 的的 分分 布布 式式 應應 用用 系系 統。統。t Page 6 Page 6Beijing University of Posts and Telecommunications分布式系統舉例分布式系統舉例 t 分布式系統到處可見分布式系統到處可見n校園的圖書管理系統、行政辦公系統、智能網系統、校園的圖書管理系統、行政辦公系統、智能網系統、ATM系統、系統、Web、PSTN、GSMn甚至畢設參與開發的系統甚至畢設參與開發的系統t 不同的系統會在多個方面有差別，

5、如不同的系統會在多個方面有差別，如n從規模上：從規模上：LAN、WANn從行業上：從行業上：銀行網絡（銀行網絡（ATM） 電信網絡（電信網絡（IP Phone）n從技術上：從技術上：WWW、WAP、寬帶網、寬帶網n從邊界上：從邊界上： Internet、Intranetn從協議上：從協議上：TCP/IPnt 在在IT領域，目前特別關注以領域，目前特別關注以IP為核心實現的網絡環境、互聯網環境、為核心實現的網絡環境、互聯網環境、Web環境、移動互聯網環境環境、移動互聯網環境 Page 7 Page 7Beijing University of Posts and Telecommunicatio

6、ns分布式系統的主要特征分布式系統的主要特征t 包含任意個數的系統進程和用戶進程包含任意個數的系統進程和用戶進程t 體系結構模塊化，它由數目可變的多個處理部件組成體系結構模塊化，它由數目可變的多個處理部件組成t 通過共享通信結構上的報文傳遞進行通信，進程之間通過共享通信結構上的報文傳遞進行通信，進程之間的報文傳送存在延遲且延遲時間可變的報文傳送存在延遲且延遲時間可變t 實行某種全系統范圍的控制，以便提供動態的進程間實行某種全系統范圍的控制，以便提供動態的進程間的合作和運行時間的管理的合作和運行時間的管理n不同系統有著不同的控制程度不同系統有著不同的控制程度 Page 8 Page 8Beiji

7、ng University of Posts and Telecommunications分布式系統的挑戰分布式系統的挑戰t一般，分布式系統需要支持以下特性一般，分布式系統需要支持以下特性n資源共享資源共享n開放性開放性n并發性并發性n可伸縮性可伸縮性n容錯性容錯性n透明性透明性 Page 9 Page 9Beijing University of Posts and Telecommunications資源共享資源共享t 一旦授權，可以訪問環境中的任何資源：一旦授權，可以訪問環境中的任何資源：n硬件硬件(e.g. printer, scanner, camera)、軟件（服務）、數據、軟件（

8、服務）、數據(file, database, web page)t 相關技術例：相關技術例：n資源管理器控制資源的訪問資源管理器控制資源的訪問 提供命名機制提供命名機制 控制并發訪問控制并發訪問 Page 10 Page 10Beijing University of Posts and Telecommunications開放性開放性t新共享資源添加并被各種客戶程序使用的新共享資源添加并被各種客戶程序使用的（難易）（難易）程度程度n支持異構資源的添加和使用支持異構資源的添加和使用t相關技術例相關技術例n提供統一的通信機制提供統一的通信機制n發布訪問共享資源的接口發布訪問共享資源的接口n虛擬化

9、技術虛擬化技術 Page 11 Page 11Beijing University of Posts and Telecommunications并發性并發性t 分布系統中的各個組成部分可以在并發的過程中被執行，分布系統中的各個組成部分可以在并發的過程中被執行，如：如：n多個用戶同時訪問應用程序多個用戶同時訪問應用程序n多個服務進程同時運行，相互協作多個服務進程同時運行，相互協作t 分布系統中的各個進程可以并發訪問、更新共享的資源分布系統中的各個進程可以并發訪問、更新共享的資源t 相關技術例相關技術例n并發控制并發控制 Page 12 Page 12Beijing University of

10、Posts and Telecommunications可伸縮性可伸縮性t 在資源和用戶數較大增長的情況下，系統性能仍能維持在資源和用戶數較大增長的情況下，系統性能仍能維持原狀。原狀。n利用網絡環境可以為更多的用戶服務、而且響應更快利用網絡環境可以為更多的用戶服務、而且響應更快n通常通過增加通常通過增加 更多更多/更快的處理器、更可靠、更完善的服務更快的處理器、更可靠、更完善的服務實現實現t 當環境增長時，系統組成部分不必改變，所設計的各個當環境增長時，系統組成部分不必改變，所設計的各個組成部分應當便于系統的伸縮組成部分應當便于系統的伸縮n模塊化模塊化t功能功能t數據數據 Page 13 Pa

11、ge 13Beijing University of Posts and TelecommunicationsScaling Techniques (1)The difference between letting:a) a server orb) a client check forms as they are being filled Page 14 Page 14Beijing University of Posts and Telecommunications1.5An example of dividing the DNS name space into zones.Scaling

12、Techniques (2) Page 15 Page 15Beijing University of Posts and Telecommunications容錯性容錯性t 錯誤發生時，系統能夠繼續工作的能力錯誤發生時，系統能夠繼續工作的能力n硬件、軟件、網絡發生錯誤的不可避免性硬件、軟件、網絡發生錯誤的不可避免性t 相關技術相關技術n恢復恢復 Recovery如：數據庫的如：數據庫的Roll backn冗余冗余 Redundancy如：如： IP route, replicated name table of DNS Page 16 Page 16Beijing University of

13、 Posts and Telecommunications透明性透明性t 網絡環境對于用戶和應用程序而言，應該是一個整體，網絡環境對于用戶和應用程序而言，應該是一個整體，而不是一個互相協作的簡單的構件集合而不是一個互相協作的簡單的構件集合nSun：Network is computert 透明性具有多重的內容透明性具有多重的內容n訪問透明性訪問透明性位置透明性位置透明性并發透明性并發透明性副本透明性副本透明性 故障透明性故障透明性 遷移透明性遷移透明性 性能透明性性能透明性伸縮透明性伸縮透明性 。t 相關技術相關技術n繁多繁多 Page 17 Page 17Beijing University

14、 of Posts and Telecommunicationst 連接不同的系統、不同的機構團體連接不同的系統、不同的機構團體t 通過互連和互操作提高系統的協作能力通過互連和互操作提高系統的協作能力t 通過并行處理、負載平衡等提高系統的性能通過并行處理、負載平衡等提高系統的性能t 通過復制技術提高系統的可靠性和可用性通過復制技術提高系統的可靠性和可用性t 通過模塊化技術提高系統的可伸縮性通過模塊化技術提高系統的可伸縮性t 通過動態配置和重新配置功能提高系統的可擴展性通過動態配置和重新配置功能提高系統的可擴展性t 通過資源共享提高系統的性能價格比通過資源共享提高系統的性能價格比t .分布式系統

15、的優勢分布式系統的優勢 Page 18 Page 18Beijing University of Posts and Telecommunications分布式系統的分布式系統的(潛在潛在)問題問題 t 軟件需求：軟件需求：適合的操作系統、分布計算環境、程序設計語言適合的操作系統、分布計算環境、程序設計語言及應用設計方法及應用設計方法t 通信網絡：通信網絡：信息丟失、恢復、網絡過載信息丟失、恢復、網絡過載 .t 安全問題安全問題 數據共享數據共享 vs 數據保密數據保密 Page 19 Page 19Beijing University of Posts and Telecommunicati

16、ons小結小結t Distributed systems are everywhere Internet, intranet, wireless networks.t Resource sharing is the main motivating factor for constructing distribute systems.t 分布式系統比想象的要復雜分布式系統比想象的要復雜:n 異構環境下的應用互操作問題異構環境下的應用互操作問題n 系統管理問題系統管理問題n 系統安全問題系統安全問題n 透明性支持問題透明性支持問題 Page 20 Page 20Beijing University

17、 of Posts and Telecommunications主要內容主要內容t 分布式系統及其挑戰分布式系統及其挑戰t 什么是分布式計算？什么是分布式計算？t什么是分布計算環境什么是分布計算環境t 分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 課程簡介課程簡介 Page 21 Page 21Beijing University of Posts and Telecommunications什么是分布式計算什么是分布式計算?t 簡單地說，分布式計算是兩個或多個軟件共享信息、協同工作簡單地說，分布式計算是兩個或多個軟件共享信息、協同工作（的過程）。這些軟件既可以在同一臺計算機上運行，也可在（

18、的過程）。這些軟件既可以在同一臺計算機上運行，也可在通過網絡連起來的幾臺不同機器上運行。通過網絡連起來的幾臺不同機器上運行。n多個進程多個進程t 兩種典型的應用途徑兩種典型的應用途徑n將分布式軟件系統看作直接反映了現實世界中的分布性將分布式軟件系統看作直接反映了現實世界中的分布性 n用于改進某些應用程序的運行性能用于改進某些應用程序的運行性能n 分布計算技術是構造分布式系統的基礎分布計算技術是構造分布式系統的基礎 Page 22 Page 22Beijing University of Posts and Telecommunications并行計算和分布計算并行計算和分布計算 t并行計算并行

19、計算突出的是時間上的突出的是時間上的同步性：同時同步性：同時進行計算進行計算t分布計算突出的是空間上的分布分布計算突出的是空間上的分布性：計算性：計算在不同的位在不同的位置進行置進行t分布式計算在很多情況下也是分布式計算在很多情況下也是并行計算：在并行計算：在網絡的不網絡的不同位置同時同位置同時進行進行n兩者兩者之間有之間有交叉的技術，如單一系統映像、容錯、網絡交叉的技術，如單一系統映像、容錯、網絡技術技術。 n分布分布系統也可以用來做粗粒度的并行計算系統也可以用來做粗粒度的并行計算 Page 23 Page 23Beijing University of Posts and Telecomm

20、unications主要內容主要內容t 分布式系統及其挑戰分布式系統及其挑戰t 什么是分布式計算？什么是分布式計算？t什么是分布計算環境什么是分布計算環境t 分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 課程簡介課程簡介 Page 24 Page 24Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算環境分布計算環境t 分布計算環境提供了不同軟、硬件平臺資源共享和互操作的有分布計算環境提供了不同軟、硬件平臺資源共享和互操作的有效手段，使得分布式計算可以比較方便地得以實現，從而分布效手段，使得分布式計算可以比較方便地得以實現，從而分布式

21、系統可以比較方便地得以構造式系統可以比較方便地得以構造n方便分布式系統的構建：設計、實現、部署、維護方便分布式系統的構建：設計、實現、部署、維護n分布式計算環境本身實際上也是分布式系統分布式計算環境本身實際上也是分布式系統t 分布式計算環境構造技術基礎分布式計算環境構造技術基礎n分布在網絡上的程序之間的互操作技術分布在網絡上的程序之間的互操作技術n目錄技術、負載平衡技術、容錯技術、事務管理技術、安全技術目錄技術、負載平衡技術、容錯技術、事務管理技術、安全技術 Page 25 Page 25Beijing University of Posts and Telecommunications技術路

22、線技術路線(1)t 理想的技術路線理想的技術路線(80年代學術界普遍追求的目標)試圖在互連的計算機硬件上部署全新的分布式操作系統，全面管理系試圖在互連的計算機硬件上部署全新的分布式操作系統，全面管理系統中各自獨立的計算機，呈現給用戶統中各自獨立的計算機，呈現給用戶單一的單一的系統視圖。系統視圖。 Page 26 Page 26Beijing University of Posts and Telecommunications技術路線技術路線(2)現實的技術路線現實的技術路線(90(90年代工業界普遍遵守的路線年代工業界普遍遵守的路線) )t在網絡計算平臺上部署分布計算環境在網絡計算平臺上部署分

23、布計算環境t提供開發工具和公共服務提供開發工具和公共服務t支持分布式應用支持分布式應用t資源共享和協同工作資源共享和協同工作Distributed Computing Environment Page 27 Page 27Beijing University of Posts and Telecommunications多類分布計算環境多類分布計算環境t 面向不同的軟件實現技術或目標應用場合，有不同的分布計算環境面向不同的軟件實現技術或目標應用場合，有不同的分布計算環境n過程調用：過程調用：DCE （RPC）n面向對象：面向對象：CORBA、DCOM、EJB、ICE、Springn面向服務：面

24、向服務：Web ServicenWeb環境下：環境下：Web 1.0、Web 2.0n面向資源整合：網格計算、云計算、面向資源整合：網格計算、云計算、P2Pn Page 28 Page 28Beijing University of Posts and Telecommunications主要內容主要內容t 分布式系統及其挑戰分布式系統及其挑戰t 什么是分布式計算？什么是分布式計算？t什么是分布計算環境什么是分布計算環境t 分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 課程簡介課程簡介 Page 29 Page 29Beijing University of Posts and Teleco

25、mmunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 30 Page 30Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技

26、術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 31 Page 31Beijing University of Posts and TelecommunicationsC/S模式的基本形式模式的基本形式通信網絡客戶機1通信服務器客戶機n客戶機2.數據庫服務器文件服務器.強調客戶端與服務端的分離強調客戶端與服務端的分離廣義上來講

27、，過程（方法）的調用與實現也屬于廣義上來講，過程（方法）的調用與實現也屬于Client/ServerClient/Server關系關系 Page 32 Page 32Beijing University of Posts and Telecommunications客戶客戶/服務器模式的層概念服務器模式的層概念t 傳統兩層傳統兩層C/S模式模式t 三層三層C/S模式模式t N層層 C/S 模式模式 Page 33 Page 33Beijing University of Posts and Telecommunications傳統兩層傳統兩層C/S模式模式請求請求響應服務器數據庫客戶機應用邏輯

28、顯示邏輯數據處理邏輯客戶機應用邏輯顯示邏輯 Page 34 Page 34Beijing University of Posts and Telecommunications兩層模式的特點兩層模式的特點t 特點特點n 請求應答方式請求應答方式n 以消息交換作為通信方式以消息交換作為通信方式n 服務集中于特定服務集中于特定Servert 客戶端與服務端分離帶來的好處客戶端與服務端分離帶來的好處n數據獨立性數據獨立性n（客戶端）平臺無關性（客戶端）平臺無關性一定程度上的一定程度上的n可擴充性、安全性、可靠性等可擴充性、安全性、可靠性等請求請求響應服務器數據庫客戶機應用邏輯顯示邏輯數據處理邏輯客戶機

29、應用邏輯顯示邏輯 Page 35 Page 35Beijing University of Posts and Telecommunications2層層 =3層層 =N層結構層結構t 2層結構存在很多缺陷：層結構存在很多缺陷：n客戶端的負擔仍比較重客戶端的負擔仍比較重仍然需要客戶端進行較復雜的數據處理仍然需要客戶端進行較復雜的數據處理n客戶端的可移植性不好客戶端的可移植性不好處理復雜必然牽涉更多的移植性問題處理復雜必然牽涉更多的移植性問題每個客戶端上都要安裝數據庫驅動程序每個客戶端上都要安裝數據庫驅動程序n系統的可維護性不好系統的可維護性不好客戶端包含過多的商業邏輯客戶端包含過多的商業邏輯商

30、業邏輯與人機交互界面交織在一起商業邏輯與人機交互界面交織在一起n數據的安全性數據的安全性t 需求：需要更合理的工作分配需求：需要更合理的工作分配3層或多層結構層或多層結構請求請求響應服務器數據庫客戶機應用邏輯顯示邏輯數據處理邏輯客戶機應用邏輯顯示邏輯 Page 36 Page 36Beijing University of Posts and Telecommunications三層三層C/S結構結構 請求 響應 請求 請求 響應 Web 服務器 數據庫 瀏覽器 應用邏輯 顯示邏輯 數據處理邏輯 瀏覽器 顯示邏輯 層的概念(TIERS): 在客戶/服務器意義上,一個層就代表一個具有定義好的特定

31、功能平臺, 一個平臺是一個計算機軟件和硬件的組合本圖實際上是一個B/S 結構 Page 37 Page 37Beijing University of Posts and Telecommunications三層（多層）結構的主要優點三層（多層）結構的主要優點 t 更合理的分配任務，層次清晰，更合理的分配任務，層次清晰，管理和維護相對簡單。管理和維護相對簡單。t 使使“胖客戶胖客戶”變成變成“瘦瘦”客戶；客戶；客戶端只需把精力集中在人機客戶端只需把精力集中在人機界面上。界面上。 n前例的瀏覽器是純粹意義上的前例的瀏覽器是純粹意義上的“瘦瘦”客戶，也叫做客戶，也叫做B/S模式模式t 中間業務邏輯

32、層包含了大量的中間業務邏輯層包含了大量的供客戶端程序調用的業務邏輯供客戶端程序調用的業務邏輯規則規則(被用戶共享被用戶共享)，可隨具體，可隨具體業務的變化而改變，大大提高業務的變化而改變，大大提高系統的可伸縮性。系統的可伸縮性。 請求 響應 請求 請求 響應 Web 服務器 數據庫 瀏覽器 應用邏輯 顯示邏輯 數據處理邏輯 瀏覽器 顯示邏輯 Page 38 Page 38Beijing University of Posts and Telecommunications三層（多層）結構的主要優點三層（多層）結構的主要優點(續）續） t 使中間層的業務邏輯處理與數使中間層的業務邏輯處理與數據層的

33、業務數據緊密結合在一據層的業務數據緊密結合在一起，可以提高系統的性能。起，可以提高系統的性能。t 數據服務層主要提供對數據庫數據服務層主要提供對數據庫進行各種操作的方法，系統的進行各種操作的方法，系統的安全性提高。安全性提高。t 大量的中間層分布計算環境提大量的中間層分布計算環境提供豐富的系統級服務，使得開供豐富的系統級服務，使得開發人員可以以更少的工作量開發人員可以以更少的工作量開發出更復雜、可靠、高效的軟發出更復雜、可靠、高效的軟件系統。件系統。 請求 響應 請求 請求 響應 Web 服務器 數據庫 瀏覽器 應用邏輯 顯示邏輯 數據處理邏輯 瀏覽器 顯示邏輯 Page 39 Page 39

34、Beijing University of Posts and Telecommunications數據庫ClientClientClient數據庫服務器服務器（數據）層中間層EJB Container向數據庫服務器請求Web Container中間層客戶層Web瀏覽器向WebContainer請求EJB Container中間層Web Container向EJB Container請求中間層從三層到從三層到N層：層：J2EE架構中的架構中的4層結構層結構 Page 40 Page 40Beijing University of Posts and TelecommunicationsN層結構

35、層結構t 在在3層結構中，客戶層和數據層已被嚴格定義，但中間層結構中，客戶層和數據層已被嚴格定義，但中間層并未明確定義。層并未明確定義。t 中間層可以包括所有與應用程序的界面和持久數據存儲中間層可以包括所有與應用程序的界面和持久數據存儲無關的處理。假定將中間層劃分成許多服務程序是符合無關的處理。假定將中間層劃分成許多服務程序是符合邏輯的，那么將每一主要服務都視為獨立的層，則邏輯的，那么將每一主要服務都視為獨立的層，則3層層結構就成為結構就成為N層結構。層結構。t 例如，中間層可以分為實現界面呈現的例如，中間層可以分為實現界面呈現的Web服務器層和服務器層和實現實際商業邏輯的實現實際商業邏輯的E

36、JB層。層。 Page 41 Page 41Beijing University of Posts and Telecommunications因為分布式軟件跨越了多臺計算機，所以需要一種類似于因為分布式軟件跨越了多臺計算機，所以需要一種類似于TCP/IP這這樣的網絡基礎設施來連接應用程序的各節點。樣的網絡基礎設施來連接應用程序的各節點。t 需要抽象層次更高、更方便實用的通信機制。需要抽象層次更高、更方便實用的通信機制。t 在兩層結構中，對網絡協議的抽象是比較容易的：在兩層結構中，對網絡協議的抽象是比較容易的： 數據庫驅動程序數據庫驅動程序 嵌入式嵌入式SQL ODBC/JDBC等。等。t 多

37、層結構需要更復雜基礎設施以實現跨網絡的通信。多層結構需要更復雜基礎設施以實現跨網絡的通信。n相應的分布計算環境會進行支撐相應的分布計算環境會進行支撐層間通信層間通信 Page 42 Page 42Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技

38、術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 43 Page 43Beijing University of Posts and Telecommunications面向過程的遠程過程調用面向過程的遠程過程調用 t 沿用用戶熟悉的編程模式，調用遠端過程并將結果返回。沿用用戶熟悉的編程模式，調用遠端過程并將結果返回。通信一般采用同步方式（通信一般采用同步方式（Request-Wait-ReplyRequest-Wait-Reply）。）。 Page 44 Page 44Beijing University of Posts and Telecommunica

39、tions遠程過程調用機制遠程過程調用機制(RPC)t 在發送方的地址空間里創建一個遠程組件在發送方的地址空間里創建一個遠程組件( (如過程如過程) )的代理，在的代理，在接收方的地址空間里創建一個樁（接收方的地址空間里創建一個樁（StubStub）。）。發送方與代理通信，代發送方與代理通信，代理再和接收方側的理再和接收方側的StubStub通信。通信。t 在這種體系結構下，組件間的遠程通信封裝在代理在這種體系結構下，組件間的遠程通信封裝在代理StubStub通信通信中，它是由建立在中間件中，它是由建立在中間件APIAPI基礎上的基礎上的IDLIDL編譯器生成的。發送方只編譯器生成的。發送方只

40、和本地代理通信，接收方從本地和本地代理通信，接收方從本地StubStub得到所有的請求。得到所有的請求。 調用過程調用過程接收方代理接收方代理遠程過程遠程過程Stub進程邊界進程邊界 Page 45 Page 45Beijing University of Posts and Telecommunications遠程過程調用機制遠程過程調用機制(續續1)客戶客戶 Stub調用打開并發送參數等 待如果出錯則重啟動接收返回值并解包返 回調用站點服務器 Stub服務器被調用站點接收參數并 解 包如果出錯則重啟動打包并發送 結 果調 用執行過程返 回消息消息 Page 46 Page 46Beijin

41、g University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 47 Page 47Beijing University of Posts and Telecommunications面向

42、對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術 t 近近20年來，面向對象技術已成為軟件系統構造的基本年來，面向對象技術已成為軟件系統構造的基本技術技術t OO的精髓在于對象維護自身的狀態并通過消息進行的精髓在于對象維護自身的狀態并通過消息進行通信，這對于分布式計算環境是非常理想的通信，這對于分布式計算環境是非常理想的t 分布對象技術分布對象技術核心內容在于分布對象之間的互操作，尤其是異構核心內容在于分布對象之間的互操作，尤其是異構環境中的互操作問題環境中的互操作問題 Page 48 Page 48Beijing University of Posts and Telecommunications典

43、型的面向對象的分布計算環境典型的面向對象的分布計算環境t CORBA：Common Object Request Broker Architecturet DCOM：Distributed Component Object Modelt EJB：Enterprise Java Bean Page 49 Page 49Beijing University of Posts and TelecommunicationsCORBA Page 50 Page 50Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展

44、歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布對象技術面向對象的分布對象技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 51 Page 51Beijing University of Posts and Telecommunications面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于對象的應用程序基于對象的應用程序-通過重用類庫中的對象達到代碼重用通過重用類庫中

45、的對象達到代碼重用n真正實現了信息隱藏和數據抽象的承諾真正實現了信息隱藏和數據抽象的承諾n各種應用程序分享細顆粒的對象（類庫）各種應用程序分享細顆粒的對象（類庫）n對象仍然是被動的，仍然需要一種結構（控制流）將它們對象仍然是被動的，仍然需要一種結構（控制流）將它們連接到一起連接到一起n不能把握將對象拼裝在一起所需的邏輯聯系不能把握將對象拼裝在一起所需的邏輯聯系 = = 不能提供高度的代碼重用機制不能提供高度的代碼重用機制t 大量的應用程序，特別是同一領域中的應用程序，分享相似大量的應用程序，特別是同一領域中的應用程序，分享相似的結構。這些結構并沒有經過通常的面向對象技術而得到重的結構。這些結構

46、并沒有經過通常的面向對象技術而得到重用。用。n解決方法：軟件構件體系結構解決方法：軟件構件體系結構框架、構件、對象總線框架、構件、對象總線 Page 52 Page 52Beijing University of Posts and Telecommunications軟件構件體系結構的應用模型軟件構件體系結構的應用模型對象總線總線服務命名生命周期安全性.用戶接口任務管理醫療金融.水平功能 垂直功能C框架CCC總成CCCC構件應用程序總線功能 Page 53 Page 53Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程

47、分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布對象技術面向對象的分布對象技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 54 Page 54Beijing University of Posts and Telecommunications背景背景 t Internet和和Web技術的飛速發展和普及，對代理技術提出技術的飛速發展和普及，對代理技術提出了

48、很大的需求了很大的需求n信息爆炸信息爆炸n工作生活安排日益復雜工作生活安排日益復雜n軟件之間的協作日益復雜軟件之間的協作日益復雜nt 人工智能技術的成果，對代理技術有了較好的支撐人工智能技術的成果，對代理技術有了較好的支撐 Page 55 Page 55Beijing University of Posts and Telecommunications什么是代理什么是代理 t 廣義的代理：人類、物理世界中的移動機器人和信息世廣義的代理：人類、物理世界中的移動機器人和信息世界中的軟件機器人界中的軟件機器人t 狹義的代理：信息世界中的軟件實體。具有一定程度的狹義的代理：信息世界中的軟件實體。具有一

49、定程度的智能，其智能化的程度可以從簡單的預定義規則到復雜智能，其智能化的程度可以從簡單的預定義規則到復雜的自學習人工智能推理機。的自學習人工智能推理機。t 代理可代表其它實體如人、系統資源或其它程序自主地代理可代表其它實體如人、系統資源或其它程序自主地運行，并常常是事件或時間驅動的。它可與用戶、系統運行，并常常是事件或時間驅動的。它可與用戶、系統資源或其它代理進行通信以執行自己的任務。更先進的資源或其它代理進行通信以執行自己的任務。更先進的代理可與其它代理合作承擔單個代理無法完成的任務。代理可與其它代理合作承擔單個代理無法完成的任務。移動代理還可根據需要從一個系統移到另一個系統上運移動代理還可

50、根據需要從一個系統移到另一個系統上運行。行。 Page 56 Page 56Beijing University of Posts and Telecommunications移動代理和移動代理環境移動代理和移動代理環境 Page 57 Page 57Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理

51、技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 58 Page 58Beijing University of Posts and Telecommunications面向面向Web的分布式計算的分布式計算 t Internet和和Web技術的飛速發展和普及，對信息技術的飛速發展和普及，對信息共享和應用協同提出了更高的要求共享和應用協同提出了更高的要求n信息共享信息共享Web 1.0Web 2.0n廣域網絡環境下，異構應用程序的互操作廣域網絡環境下，異構應用程序的互操作Web Service Page

52、59 Page 59Beijing University of Posts and TelecommunicationsWeb 1.0 t 以數據為核心，將以前沒有放在網上的人類知識，通過以數據為核心，將以前沒有放在網上的人類知識，通過商業的力量，放到網上去商業的力量，放到網上去 t 通過通過WEB，互聯網上的資源，可以在一個網頁里比較直，互聯網上的資源，可以在一個網頁里比較直觀的表示出來；而且資源之間，在網頁上可以鏈來鏈去觀的表示出來；而且資源之間，在網頁上可以鏈來鏈去 n手工手工瀏覽互相鏈接的文檔瀏覽互相鏈接的文檔n通過手工操作處理采購等商業事務通過手工操作處理采購等商業事務n下載文件下載

53、文件t 支持支持Web 1.0 的分布計算環境的主要組成及支撐技術的分布計算環境的主要組成及支撐技術n瀏覽器、瀏覽器、Web服務器服務器n搜索引擎、門戶網站搜索引擎、門戶網站nHTTP、HTMLn靜態網頁技術、動態網頁技術靜態網頁技術、動態網頁技術 Page 60 Page 60Beijing University of Posts and TelecommunicationsWeb 2.0 t 以人為出發點，讓所有的人都忙起來，全民織網，然以人為出發點，讓所有的人都忙起來，全民織網，然后用軟件，機器的力量使這些信息更容易被需要的人后用軟件，機器的力量使這些信息更容易被需要的人找到和瀏覽找到和

54、瀏覽。n用戶：貢獻內容，傳播內容，提供內容之間的鏈接關系和瀏覽路徑用戶：貢獻內容，傳播內容，提供內容之間的鏈接關系和瀏覽路徑 t 支持支持Web 2.0的主要組成及支撐技術的主要組成及支撐技術n支持支持 Wed 1.0的相關組成和技術的相關組成和技術nBlog： 用戶織網，發表新知識，和其他用戶內容鏈接，進而非常自然用戶織網，發表新知識，和其他用戶內容鏈接，進而非常自然的組織這些內容。的組織這些內容。 nRSS： 用戶產生內容自動分發，定閱用戶產生內容自動分發，定閱 nPodcasting： 個人視頻個人視頻/聲頻的發布聲頻的發布/定閱定閱 nSNS： blog+人和人之間的鏈接人和人之間的鏈

55、接 nWIKI： 用戶共同建設一個大百科全書用戶共同建設一個大百科全書 n. Page 61 Page 61Beijing University of Posts and TelecommunicationsWeb Service t 傳統的的傳統的的Web技術解決的問題是如何讓人來使用技術解決的問題是如何讓人來使用Web應應用所提供的服務，而用所提供的服務，而Web Service則要解決則要解決如何讓計算如何讓計算機系統來使用機系統來使用Web應用所提供的服務應用所提供的服務。t 目標：在現有的各種異構平臺的基礎上，構筑一個目標：在現有的各種異構平臺的基礎上，構筑一個通用通用的，與應用無關

56、、語言無關的技術層的，與應用無關、語言無關的技術層，各種不同平臺之，各種不同平臺之上的應用依靠這個技術層來實施彼此的連接和集成上的應用依靠這個技術層來實施彼此的連接和集成完全基于完全基于XML以及以及其他相關的其他相關的Internet標準標準 Page 62 Page 62Beijing University of Posts and Telecommunications什么是一個什么是一個Web服務？服務？ t 一個能夠使用一個能夠使用XML消息消息通過通過網絡網絡來訪問的一個服務組件，它通過來訪問的一個服務組件，它通過Interface描述了一組可訪問的操作。描述了一組可訪問的操作。t

57、通過對通過對Web服務的集成，可以提供豐富的方便服務的集成，可以提供豐富的方便Web用戶訪問的應用用戶訪問的應用n面向服務的計算技術面向服務的計算技術 Page 63 Page 63Beijing University of Posts and Telecommunications分布計算技術的發展歷程分布計算技術的發展歷程t 經典的經典的C/S技術技術t 面向過程的遠程過程調用技術面向過程的遠程過程調用技術t 面向對象的分布計算技術面向對象的分布計算技術t 面向構件的分布計算技術面向構件的分布計算技術t 基于人工智能的代理技術基于人工智能的代理技術t 面向面向Web的分布計算技術的分布計算技

58、術t 面向資源整合的分布計算技術面向資源整合的分布計算技術 Page 64 Page 64Beijing University of Posts and Telecommunications面向資源整合的分布式計算面向資源整合的分布式計算 t 隨著隨著Internet技術的飛速發展和普及，網絡上分布著浩瀚技術的飛速發展和普及，網絡上分布著浩瀚的資源的資源n計算、存儲、設備、服務、信息計算、存儲、設備、服務、信息t 另一方面，很多應用面臨的問題越來越復雜，需要的資另一方面，很多應用面臨的問題越來越復雜，需要的資源越來越多源越來越多t 如何有效地整合資源如何有效地整合資源n資源共享、資源管理、協調

59、工作資源共享、資源管理、協調工作t 典型研究，大多以虛擬化技術作為基礎典型研究，大多以虛擬化技術作為基礎n網格計算網格計算n云計算云計算 Page 65 Page 65Beijing University of Posts and Telecommunications網格計算網格計算t 把整個網絡整合成一臺巨大的超級計算機，實現計算資把整個網絡整合成一臺巨大的超級計算機，實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源等的全源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源等的全面共享面共享t 要解決的主要問題包括要解決的主要問題包括：n如何共享各類資源，資源虛擬化技術如何共享各類資源，資源虛擬化

60、技術n然后在資源共享的基礎上，通過各個資源的協作來完成各種任然后在資源共享的基礎上，通過各個資源的協作來完成各種任務務n提供透明的，方便的使用這些功能的接口提供透明的，方便的使用這些功能的接口 Page 66 Page 66Beijing University of Posts and Telecommunications云計算云計算t 云計算是一種新興的共享基礎架構的方法，它可云計算是一種新興的共享基礎架構的方法，它可以將巨大的系統池連接在一起以提供各種以將巨大的系統池連接在一起以提供各種IT服務服務（IBM）t 使計算能力、存儲能力、網絡能力、各種軟件服使計算能力、存儲能力、網絡能力、各種