ระบบปฏิบัติการ แบบกระจาย ( Distributed Operating Systems )

1. ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย(Distributed Operating Systems) ระบบสารสนเทศแบบกระจาย Distributed Information System

2. ระบบปฏิบัติการแบบกระจายระบบปฏิบัติการแบบกระจาย ระบบของหน่วยประมวลผลแบบกระจาย คือ กลุ่มของหน่วยประมวลผลกลางที่ไม่ได้ใช้หน่วยความจำหรือนาฬิการ่วมกัน แต่ละหน่วยประมวลผลกลางจะมีหน่วยความจำเป็นของตัวเอง หน่วยประมวลผลกลางแต่ละอันจะมีการติดต่อสื่อสารที่แตกต่างกันออกไป

3. แรงจูงใจ • ระบบประมวลผลแบบกระจาย คือกลุ่มของหน่วยประมวลผลกลางที่เชื่อมต่อกันอย่างหลวมๆ โดยติดต่อสื่อสารกันผ่านทางเน็ตเวิร์ก • จุดสำคัญของระบบประมวลผลแบบกระจายอยู่ที่หน่วยประมวลผลกลาง และจะเกี่ยวข้องกับทรัพยากรที่อยู่ห่างไกล • มี 4 เหตุผลหลักๆ ในการสร้างระบบประมวลผลแบบกระจาย คือ ทำให้เกิดการใช้ทรัพยากรร่วมกัน, การคำนวณที่เร็วขึ้น, ทำให้เกิดความน่าเชื่อถือขึ้น และการติดต่อสื่อสารที่ดีขึ้น

4. โครงสร้างโดยทั่วไปของระบบประมวลผลแบบกระจาย • หน่วยประมวลผลกลางในระบบประมวลผลแบบกระจาย จะมีการเปลี่ยนแปลง ขนาด และหน้าที่ได้ • โดยจะประกอบไปด้วยตัวประมวลผลกลางขนาดเล็ก, พื้นที่ทำงาน, คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก และระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ • การอ้างถึงหน่วยประมวลผลกลางสามารถดูได้จากชื่อ เช่น ตำแหน่ง, ปลายทาง, คอมพิวเตอร์, เครื่อง และเจ้าของ ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่กล่าวถึงด้วย โดยส่วนใหญ่จะใช้ตำแหน่งในการบ่งบอกถึงที่ตั้งของเครื่อง และเจ้าของเครื่องด้วย

5. โครงสร้างโดยทั่วไปของระบบประมวลผลแบบกระจาย รูป A Distributed System • โครงสร้างโดยทั่วไปของระบบประมวลผลแบบกระจาย โดยทั่วไปแล้ว 1 ตำแหน่งจะมีเจ้าของได้ 1 คน แต่ผู้ให้บริการจะเป็นเจ้าของเครื่องได้หลาย ตำแหน่ง

6. ชนิดของระบบปฏิบัติการแบบกระจาย • ประเภททั่วๆ ไปของเครือข่ายระบบปฏิบัติการ คือ 1) เครือข่ายระบบปฏิบัติการ(Network Operating System: NOS) 2) ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย (Distributed Operating System) • เครือข่ายระบบปฏิบัติการมีวิธีการจัดการที่ง่าย แต่โดยทั่วไปจะยุ่งยากสำหรับผู้ใช้งาน ในการใช้ประโยชน์ได้มากกว่าระบบปฏิบัติการแบบกระจาย

7. เครือข่ายระบบปฏิบัติการเครือข่ายระบบปฏิบัติการ • เครือข่ายระบบปฏิบัติการ เป็นตัวจัดสภาพแวดล้อมให้กับผู้ใช้ แม้จะมีกลไกของเครื่องจักรที่สลับซับซ้อน ก็สามารถที่จะเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ห่างไกลได้โดยง่าย หรือย้ายข้อมูลจากที่ห่างไกลมาไว้ที่เครื่องของตนเองได้โดยง่าย • การเข้าระบบที่อยู่ห่างไกล - หน้าที่สำคัญของเครือข่ายระบบปฏิบัติการ คือ ยินยอมให้ผู้ใช้เข้าระบบที่อยู่ห่างไกลได้ อินเทอร์เน็ตจัดสรรอำนวยความสะดวกด้าน telnet ให้สามารถบรรลุเป้าหมายได้โดยง่าย

8. เครือข่ายระบบปฏิบัติการเครือข่ายระบบปฏิบัติการ • การย้ายไฟล์ที่อยู่ห่างไกล - หน้าที่หลักอื่นๆ ของเครือข่ายระบบปฏิบัติการคือ การจัดสรรการอุปกรณ์ในการย้ายไฟล์จากที่ห่างไกล จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

9. ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย • การย้ายข้อมูล - ผู้ใช้ในพื้นที่ A ต้องการเข้าถึงข้อมูล (เช่น แฟ้มข้อมูล) ที่อยู่ในพื้นที่ B ระบบสามารถที่จะย้ายข้อมูลได้โดยใช้ 1 ในสองวิธีต่อไปนี้ 1) การย้ายข้อมูลเข้าไปในพื้นที่ A จากจุดอื่นเข้าไปไว้ในพื้นที่ท้องถิ่น เมื่อผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ไม่นาน ก็จะทำการคัดลอกข้อมูลกลับไปยังพื้นที่ B (FTP) 2) การย้ายข้อมูลเฉพาะบางส่วนเข้าไปในไฟล์ A จำเป็นต้องมีเครื่องมือที่ทำให้สามารถทำให้เกิดได้ในทันที ถ้าต้องการส่วนอื่นๆ ในเวลาถัดมา ส่วนนั้นก็จะถูกย้ายมาด้วย เมื่อผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ไม่นาน ส่วนต่างๆ ก็จะถูกส่งกลับไปยังพื้นที่ B

10. ความมั่นคง แข็งแรง (Robustness) • Distributed System มีชนิดของฮาร์ดแวร์ล้มเหลว (failure) หลายอย่าง วิธีการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาต่างๆ มีดังนี้ 1) Failure Detection - การตรวจสอบความผิดพลาดของ link และ site มักใช้วิธีการ handshaking - ฝั่ง A และ ฝั่ง B มีการติดต่อกันแบบ physical link โดยแต่ละฝั่งต่างส่งข้อความว่า “I-am-up”

11. ความมั่นคง แข็งแรง (Robustness) 1) Failure Detection (ต่อ) - ถ้าฝั่ง A ไม่ได้รับข้อความภายในเวลาที่กำหนด ก็สันนิษฐานได้ว่าฝั่ง B มีการผิดพลาดเกิดขึ้น - นั่นหมายถึง link ระหว่างทั้งสองฝั่งเสีย หรือ ข้อความจากฝั่ง B สูญหายไป - ดังนั้นฝั่ง A มีสองทางเลือกคือ รอข้อความ I-am-up จากฝั่ง B ต่อ หรือ ส่งข้อความ Are-you-up ไปถามฝั่ง B

12. ความมั่นคง แข็งแรง (Robustness) 1) Failure Detection (ต่อ) - เมื่อเวลาผ่านไป ฝั่ง A ก็ยังไม่ได้รับข้อความ I-am-up จากฝั่ง B ฝั่ง A ก็จะทำการตรวจสอบว่า link หรือ site ที่เสีย - โดยจะส่งข้อความ Are-you-up? ไปหาฝั่ง B โดยใช้ route ตัวอื่น (ถ้ามี) - ถ้าฝั่ง B ได้รับข้อความ และไม่ตอบกลับมา แสดงว่า link เสีย แต่ถ้าไม่ได้รับการตอบกลับ อาจเกิดเหตุการณ์ ดังต่อไปนี้ • ฝั่ง B ล่ม • ลิงค์ระหว่างทั่งสองฝั่งล่ม • ข้อความสูญหาย

13. ความมั่นคง แข็งแรง (Robustness) 2) Reconfiguration - ถ้าลิงค์จากฝั่ง A ไป B เสีย ต้องทำการ broadcast ไปทุกๆ ฝั่งบนระบบ และ routing table ก็จะทำการอัพเดทตามลำดับ - ถ้าระบบเชื่อว่า site failure เช่นเกิด deadlock จะเกิดกระบวนการต่อไปนี้ Recovery from Failure (กู้คืนจากการล้มเหลว) • ตัวเชื่อมระหว่าง A กับ B ล้มเหลว เมื่อไรที่มีการซ่อมแซม A และ B จะต้องแจ้ง เราสามารถทราบการแจ้งเตือนนี้อย่างต่อเนื่องโดยการทำซ้ำในขั้นตอนที่อธิบายไว้ในตอน Failure Detection

14. ความมั่นคง แข็งแรง (Robustness) Recovery from Failure (กู้คืนจากการล้มเหลว) • บริเวณที่ตั้ง B มีการผิดพลาด เมื่อกู้คืนจะต้องแจ้งไซต์อื่นๆ ทั้งหมด • บริเวณที่ตั้ง B อาจจะได้รับการแจ้งจากที่ตั้งอื่นๆ เพื่อที่จะปรับปรุงเส้นทางในตาราง