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第一章 绪论1

1.1促进分布计算系统发展的技术因素1

1.2分布计算系统的相关概念2

1.2.1分布计算系统2

1.2.2松散耦合和紧密耦合分布计算系统3

1.2.3同构型与异构型分布计算系统4

1.3分布计算系统的优点与新问题6

1.3.1分布计算系统的优点6

1.3.2分布计算系统的新问题6

1.4分布计算系统的透明性7

1.4.1透明性的概念7

1.4.2影响透明性的因素8

1.5分布计算系统与计算机网络系统10

1.5.1网络操作系统与分布式操作系统10

1.5.2计算机网络系统与分布计算系统的区别11

1.6分布计算系统的体系结构与设计问题14

1.6.1分布计算系统的分层体系结构14

1.6.2分布计算系统的组成15

1.6.3基于中间件的分布计算系统17

1.6.4分布计算系统的设计问题19

习题21

参考文献22

第二章 命名系统23

2.1命名系统的结构与功能23

2.1.1命名系统的结构23

2.1.2命名系统的功能24

2.2分布计算系统中的命名24

2.2.1名字、地址和标识符24

2.2.2分布计算系统中的命名要求26

2.2.3名字的结构27

2.3名字空间与名字解析28

2.3.1名字空间28

2.3.2名字解析30

2.3.3名字空间的合并31

2.4大规模分布计算系统中名字空间的实现34

2.4.1大规模分布计算系统中名字空间的组织方式34

2.4.2大规模分布计算系统中的名字解析36

2.5命名系统实例——DNS39

习题42

参考文献42

第三章 通信44

3.1通信的层次模型44

3.1.1 ISO OSI/RM通信模型44

3.1.2 TCP/IP通信模型47

3.1.3分布计算系统的通信模型48

3.2通信类型49

3.2.1报文传递49

3.2.2远程过程调用51

3.2.3报文传递实例1——socket进程通信54

3.2.4报文传递实例2——MPI进程通信58

3.2.5 RPC实例——Sun RPC59

3.3组通信63

3.3.1组通信的概念63

3.3.2组通信的设计问题64

3.3.3 ISIS中的组通信68

习题70

参考文献71

第四章 安全和保护72

4.1加密技术72

4.1.1传统加密方法73

4.1.2公开密钥加密方法76

4.2身份认证78

4.2.1使用公开密钥加密技术实现数字签名80

4.2.2使用单密钥加密技术实现数字签名81

4.2.3使用报文摘要实现数字签名81

4.3访问控制82

4.3.1访问控制表和权能82

4.3.2使用单密钥加密技术实现权能保护83

4.3.3使用公开密钥加密技术实现权能保护84

4.3.4分布计算系统中访问位置的控制85

4.3.5保护的例子——Amoeba86

4.4网络信任体系90

4.4.1 PKI体系90

4.4.2 IBE体系93

4.4.3 PKI体系与IBE体系的比较94

4.5网络安全95

4.5.1入侵检测理论与技术95

4.5.2入侵防御系统101

4.6计算机取证105

4.6.1计算机取证的定义105

4.6.2实时取证105

4.6.3计算机取证面临的问题108

4.6.4计算机取证的发展趋势109

习题110

参考文献111

第五章 同步和并发控制112

5.1同步机构112

5.1.1同步机构及其作用112

5.1.2分布计算系统中的同步机构114

5.1.3逻辑时钟115

5.2互斥算法120

5.2.1互斥问题120

5.2.2集中式互斥算法121

5.2.3基于逻辑时钟的互斥算法122

5.2.4基于令牌的互斥算法126

5.3死锁问题132

5.3.1死锁发生的条件132

5.3.2资源分配图与等待图133

5.3.3资源死锁与通信死锁134

5.3.4死锁的预防135

5.3.5死锁的检测138

5.4并发控制143

5.4.1并发控制的目标143

5.4.2可串行化调度145

5.4.3基于锁的并发控制148

5.4.4基于时间戳的并发控制151

5.4.5乐观的并发控制152

习题152

参考文献155

第六章 容错158

6.1基本概念158

6.1.1可信系统158

6.1.2基本的故障模型159

6.1.3故障处理的基本方法161

6.1.4容错系统的基本构件161

6.2节点故障的处理163

6.2.1向后式恢复163

6.2.2向前式恢复165

6.3分布式检查点算法167

6.3.1一致性检查点集合167

6.3.2异步检查点算法169

6.3.3同步检查点算法169

6.3.4报文日志171

6.4拜占庭故障的恢复173

6.4.1恢复中的设计问题173

6.4.2错误屏蔽和进程复制175

6.4.3容错系统中的一致性算法176

6.5原子事务处理181

6.5.1原子事务处理的性质及分类182

6.5.2原子事务处理的局部恢复184

6.5.3分布式提交协议187

6.6可靠的组通信189

6.6.1基本的可靠组播技术190

6.6.2可扩充性的可靠组播技术191

6.6.3原子组播194

习题199

参考文献199

第七章 多副本数据管理203

7.1多副本一致性模型203

7.1.1严格一致性203

7.1.2顺序一致性和可线性化一致性204

7.1.3相关一致性206

7.1.4 FIFO一致性207

7.1.5弱一致性209

7.1.6释放一致性210

7.1.7进入一致性212

7.2多副本更新和一致性管理214

7.2.1分布式系统中的系统数据库215

7.2.2兼容可串行化216

7.3复制控制算法217

7.3.1主站点方法217

7.3.2循环令牌方法217

7.3.3同步表决方法218

7.3.4活动复制控制方法220

7.3.5法定数方法221

习题223

参考文献223

第八章 资源管理与调度225

8.1分布计算系统中的资源管理225

8.1.1资源管理方式225

8.1.2控制空间226

8.1.3分散控制和通信230

8.1.4资源的分配原则231

8.2调度算法231

8.2.1调度算法的分类231

8.2.2调度算法的目标与有效性233

8.3静态调度234

8.3.1任务划分与分配235

8.3.2基于任务优先图的任务调度238

8.3.3两种最优调度算法241

8.3.4基于任务相互关系图的任务调度243

8.4动态调度245

8.4.1动态调度的组成要素245

8.4.2动态负载平衡算法247

8.4.3调度结构250

8.4.4进程转移和远程执行255

习题259

参考文献260

第九章 分布式文件系统264

9.1分布式文件系统的特点与基本要求264

9.1.1分布式文件系统的特点264

9.1.2分布式文件系统的基本要求265

9.2分布式文件系统中的命名266

9.2.1命名方案267

9.2.2命名的实现技术268

9.3分布式文件系统的共享访问270

9.3.1共享语义270

9.3.2文件的远程访问方法272

9.3.3缓存的粒度与地点273

9.3.4更新策略和缓存一致性273

9.3.5缓存和远程服务的比较275

9.4分布式文件系统的设计要求276

9.4.1无状态服务和有状态服务276

9.4.2可用性和文件复制277

9.4.3可扩充性279

9.4.4用线程实现高性能文件服务280

9.4.5安全性280

9.5网络文件系统281

9.5.1 NFS的体系结构281

9.5.2 NFS的文件访问282

9.5.3 NFS中的通信284

9.5.4 NFS中的文件服务员285

9.5.5 NFS中的命名286

9.5.6 NFS中的文件封锁290

9.5.7缓存和复制291

9.5.8 NFS中的容错293

9.5.9 NFS的安全性295

习题298

参考文献298

第十章 分布式共享存储器300

10.1 DSM系统概述300

10.1.1 DSM系统的概念300

10.1.2 DSM系统的优缺点301

10.1.3 DSM系统中的缓存一致性方法302

10.1.4 DSM系统的设计与实现问题303

10.1.5 DSM系统的一致性语义304

10.2 DSM系统的实现算法305

10.2.1算法使用的模型与环境305

10.2.2中央服务员算法306

10.2.3迁移算法307

10.2.4读复制算法308

10.2.5全复制算法308

10.3基于目录的缓存一致性协议309

10.3.1目录方案的分类309

10.3.2全映像目录310

10.3 3有限目录311

10.3.4链式目录312

10.3.5性能比较314

10.4 DSM系统的实现问题314

10.4.1结构和粒度316

10.4.2数据定位和访问317

10.4.3一致性协议317

10.4.4替换策略320

10.4.5颠簸问题320

10.4.6可扩充性321

10.4.7异构性321

10.4.8其他有关问题321

10.5 DSM系统实例——Ivy和MemNet322

10.5.1 Ivy——软件实现的DSM系统322

10.5.2 MemNet——硬件实现的DSM系统326

习题329

参考文献329

第十一章 分布式程序设计语言331

11.1分布式程序设计语言概述331

11.1.1分布式应用程序的分类331

11.1.2分布式程序设计和顺序程序设计的区别332

11.1.3分布式程序设计语言的分类333

11.2并行性的支持335

11.2.1并行性的概念335

11.2.2并行性的表示336

11.2.3并行计算到物理处理机的变换339

11.3进程通信和同步的支持340

11.3.1报文传递341

11.3.2共享数据344

11.3.3非确定性的表示与控制346

11.4逻辑上分布地址空间的语言349

11.4.1同步式报文传递语言350

11.4.2异步式报文传递语言350

11.4.3基于会合的语言351

11.4.4基于RPC的语言353

11.4.5多重通信原语353

11.4.6基于对象的语言355

11.4.7基于原子事务处理的语言355

11.5逻辑上共享地址空间的语言357

11.5.1并行函数式语言357

11.5.2并行逻辑语言358

11.5.3基于分布数据结构的语言359

11.6分布式控制描述语言362

11.6.1 DCDL中的并行性表示363

11.6.2选择语句363

11.6.3重复语句364

11.6.4语句并发（或并行）的条件365

11.6.5 DCDL中的通信365

11.6.6 DCDL中的通信容错367

习题368

参考文献369

第十二章 集群系统371

12.1集群系统及其体系结构371

12.1.1集群系统和其他并行处理系统371

12.1.2集群系统的体系结构372

12.1.3支持集群系统发展的技术基础374

12.2资源管理与调度375

12.2.1资源管理与调度服务的功能375

12.2.2资源管理策略377

12.2.3作业类型及调度方案377

12.3集群文件系统379

12.3.1文件管理379

12.3.2用户管理380

12.3.3典型文件系统382

12.4程序设计环境387

12.4.1多线程程序设计387

12.4.2消息传递系统389

12.4.3分布式共享存储系统394

12.4.4并行调试和性能分析工具395

参考文献397

第十三章 网格计算系统398

13.1网格计算系统及其体系结构398

13.1.1从元计算到网格计算399

13.1.2网格计算系统的特点399

13.1.3网格系统体系结构401

13.2网格资源管理与信息服务404

13.2.1网格资源的定义与描述405

13.2.2网格信息服务407

13.2.3网格资源监测与预报408

13.2.4网格数据管理413

13.3网格通信与安全415

13.3.1网格通信协议415

13.3.2网格计算的安全性419

13.3.3网格中的访问控制422

13.4网格作业管理与调度424

13.4.1作业描述语言425

13.4.2作业调度策略429

13.4.3作业迁移430

13.4.4任务分解432

13.4.5作业管理系统433

13.5网格程序设计环境434

13.5.1网格编程模型434

13.5.2网格开发环境438

13.5.3网格仿真工具442

参考文献445

第十四章 云计算系统450

14.1云计算系统及其体系结构450

14.1.1云计算系统的特点450

14.1.2云计算系统的体系结构451

14.1.3云计算服务455

14.2云计算关键技术456

14.2.1虚拟化技术456

14.2.2云安全技术457

14.2.3云监测技术463

14.2.4数据存储与管理465

14.2.5资源调度468

14.3编程模型469

14.3.1 All-Pairs编程模型469

14.3.2 MapReduce编程模型471

14.3.3 GridBatch编程模型473

参考文献474