Principes des systèmes d'exploitation

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• mémoire
• mémoire - matière potentielle : privée
• mémoire - matière potentielle : commune
• mémoire - matière potentielle : locale
• mémoire - matière potentielle : réseaux d' interconnexion minimisant le nombre de noeuds

Page 1 Page 1 Principes des systèmes d'exploitationri ci es es systè es 'ex loitatio Support de transparents Partie 2: Systèmes distribués IUP MIAGE Faculté de sciences -UNSA N. Le Thanh février 1995 Page 2 Plan du coursla co rs II- Partie 2 : Systèmes distribués II.1- Introduction – objectifs – concepts matériels – concepts logiciels – bases de la conception des systèmes distribués II.2- Communication dans les systèmes distribués – couches de protocoles – modèle client-serveur – appels de procédures à distance – communication de groupe – Quelques approches pratiques

• file d'attente unique des processus exécutable
• mécanisme de gestion de mémoire identique
• systèmes d'exploitation réseaux
• nfs architecture
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• système distribué
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Sujets

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• Locale
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• Système
• Réseau

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Extrait

Principes des systèmes d'exploitation
Support de transparents
Partie 2: Systèmes distribués
IUP MIAGE
Faculté de sciences -UNSA
N. Le Thanh
février 1995
Page 1
Plan du cours
II- Partie 2 : Systèmes distribués
II.1- Introduction
– objectifs
– concepts matériels
– concepts logiciels
– bases de la conception des systèmes distribués
II.2- Communication dans les systèmes distribués
– couches de protocoles
– modèle client-serveur
– appels de procédures à distance
– communication de groupe
– Quelques approches pratiques
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Page 1Plan du cours
II.3- Synchronisation dans les systèmes distribués
– synchronisation d'horloge
– exclusion-mutuelle Algorithmes d'élection
– transactions atomiques
– interblocage dans les systèmes distribués
II.4- Etude de cas (TD/TP)
– Service web et programmation Client/serveur sur web
– Modèle CORBA et systèmes à objets distribués
– Modèles client/serveur et à objets de Java : rmi, jdbc, servlet, applet
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II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.1- Objectifs Avantages/Inconvénients
SYSTÈME DISTRIBUÉ = SYSTÈME POSSÈDANT PLUSIEURS PROCESSEURS COOPÉRANTS
OBJECTIFS
- Coût : plusieurs processeurs à bas prix
- Puissance de calcul : aucune machine centralisée peut réaliser
- Performance : calcul parallèle
- Adaptation : à des classes d'applications réelles naturellement distribuées
- Fiabilité : résistance aux pannes logicielles ou matérielles
- Extensibilité : croissance progressive selon le besoin
Avantages Inconvénients
- partage de données - logiciels : peu de logiciels disponibles
- partage de périphériques - réseaux : la saturation et délais
- communication - sécurité : piratage
- souplesse (politiques de placements)
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Page 2II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
SISD : un seul flux d'instruction et un seul flux de
données (ordinateurs centralisé)
SIMD : un seul flux d'instruction et multiples flux de Taxonomie de Flynn (1972)
données (machines // vectorielles)
- nombre des flux d'instructions
MISD : multiples flux d'instruction et un seul flux de
- ne des flux de données
données (pas de machine réelle)
MIMD : multiples flux d'instruction et multiples flux de
données
MIMD
systèmes // et dist.
Fortement couplés Faiblement couplés
multicalculateursmultiprocesseurs
(mémoire privée)(mémoire partagée)
Bus BusCommutateur Commutateur
Stations sur LANSequent Encore Ultracomputer RP3 Hypercube/Transputeur
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II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
II.1.2.1- Multiprocesseurs à bus
UC UC UC Mémoire
Cache Cache Cache
ProblèmesProblèmes
- cohérence entre les- saturation du bus
- cohérence du partage caches et la mémoire
de la mémoire
SolutionSolution
- cache écriture immédiate
ajout des mémoires caches
(write-through cache)
qui stockent des mots
- cache espion(<64 processeurs)récemment lits ou écrits
(snoopy cache)
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Page 3II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
II.1.2.2- Multiprocesseurs commutés
Mémoires
Technique de matrice de commutation
MMM M (Crossbar Switch)
- les UC et mémoires sont reliées par une matrice
C
de commutation
- à chaque l'intersection, le noeud de commutation
C
(crosspoint switch) peut-être ouvert ou fermé
UC
- quand une UC veut accéder à un module de mémoire
C elle ferme temporairement le noeud de commutation
corresondant
C - si plusieurs UC veulent accéder au même module,
une file d'attente est nécessaire
Inconvénient
2le nombre des noeuds de commutation nécessaires : il faut n de noeuds de
commutation pour rélier n UC aux n module de mémoire
réseaux d'interconnexion minimisant le nombre de noeuds ?
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II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
II.1.2.2- Multiprocesseurs commutés
Principe du réseau oméga (multiétage)
C M
- utilisation des commutateurs 2x2 : 2 entrées et deux
sorties
C M - chaque commutateur peut relier à n'importe quelle
entrée et à n'importe quelle sortie
C - pour relier n UC à n mémoires, il nécessite n étages dontM
chacun contient log n commutateurs 2x22
- le nombre nécessaire de commutateurs est : nxlog n2C M
Inconvénient : Temps de propagation
CONCLUSION
- Si n= 1024, on a besoin 10 étages construire un gros
- Avec les UC de 50Mhz, le cycle de calcul est de 20ns multiprocesseurs
fortement couplé - une requête mémoire traverse 20 étages (allé/retour)
en 20 ns si le temps de commutation est de 1ns à mémoire partagée
- On doit avoir 10 240 commutateurs à 1ns !!! est difficile et coûteux
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Page 4II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
II.1.2.3- Multicalculateurs à bus
Mémoire locale Mémoire localeMémoire locale
Stations
de travail
UCUC UC (ou UC)
réseau local
(ou bus rapide)(diffusion)
- Facile à construire
-Bas coût Remarque
- Le trafic est moins important
Le bus rapide peut être construit par les(pas d'échange UC-mémoire)
différentes techniques (exemple : réseau- souvent utilisé dans les
bynet de teradata BDC1024réseaux locaux avec une vitesse
de 10 à 100Mbits/s
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II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.2- Concepts matériels
II.1.2.4- Multicalculateurs commutés
1024 UC
Hypercubes
16 384 UC
(4 dimensions)
Treillis
- Un hypercube est un cube à n dimensions
- câblage simple
- 4 dimensions : 2 cubes de 3 dimensions avec les
- le chemin plus long croit en
sommets homologues reliés
racine carré du nombre d'UC
- 5 dimensions : 2 hypercubes de 4 dimensions avec
les sommets homologues reliésRemarque
- la complexité du câblage croit en log du nombre UC2Utilisation de crossbar et multiétage
- le chemin plus long croit en log du nombre UC2
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Page 5II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.3- Concepts logiciels
II.1.3.1- Classification
Le matériel est important, mais le logiciel l'est plus encore
La classification est, par nature, imprécise et floue :
systèmes d'exploitation fortement coupléssystèmes d'exploitation faiblement couplés
- réseaux des ordinateurs indépendants - multiprocesseurs exécutant un seul
(et alors la coopération des ordinateurs programme en // (jeu d'échecs par exemple)
indépendants sans réseau ?) - machine des bases de données
- machine // à processeurs symétriques ...
Systèmes d'exploitation réseauxmultiprocesseurs multiprocesseurs
SE faiblement couplé SE fortement couplé
Syxploitation distribués
multicalculateurs multicalculateurs
Systèmes multiprocesseurs à SE faiblement couplé SE fortement couplé
temps partagé
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II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.3- Concepts logiciels
II.1.3.2- Systèmes d'exploitation réseaux et NFS
La combinaison la plus fréquente : matériels et logiciels faiblement coupés
Connexion point-à-point système d'exploitation réseaux
- postes indépendants + serveurs de fichiers- postes avec SE indépendant
- système de fichiers partagés- partage des imprimantes
- accès à un autre poste en mode terminal - gestion central des utilisateurs
Internet Réseaux locauxRéseaux locaux Internet
- stations NT Novell, Lanmanager HTTP, NFSFTP, TELNET,
- windows workgroups Unix, NTserver services... (Network File Manager)
Serveurposte poste poste
declient client client
fichiers
question
LAN réponse
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Page 6II- Partie II : systèmes distribués
II.1- Introduction
II.1.3- Concepts logiciels
II.1.3.2- Systèmes d'exploitation réseaux et NFS
Architecture et protocoles NFS
serveur1 serveur2
Serveurs
jeux travail
- exporter des répertoires (/etc/exports)pacman news
- gérer les accès aux répertoires exportéspacwoman mail
pour les clients (locaux ou à distance)pacchild autres
- protection des fichiers
- transmettre les données aux c