분산 시스템의 이슈

분산 시스템의 문제점

이질성(Heterogeneity)

네트워크

와이파이, 블루투스와 같은 다양한 다양한 종류의 인터넷을 사용한다. 분산 시스템을 사용할 때는 이러한 점을 생각하지말고 해야한다.
서로 연결된 모든 컴퓨터가 서로 통신하기 위해 인터넷 프로토콜을 사용한다. 인터넷 프로토콜은 다양한 네트워크를 통해 구현된다.

컴퓨터 하드웨어

CPU - 정수의 바이트 순서

운영체제

인터넷 프로토콜에 모두 동일한 API를 제공하는 것은 아닙니다.

프로그래밍 언어

문자 및 데이터 구조에 대해 서로 다른 표현 사용

서로 다른 개발자에 의한 구현

네트워크 통신, 메시지 내 원시 데이터 항목 및 데이터 구조의 표현 등 공통 표준을 사용한다.
미들웨어
- 기본 네트워크, 하드웨어, 운영 체제 및 프로그래밍 언어의 이질성을 마스킹할 뿐만 아니라 프로그래밍 추상화를 제공하는 소프트웨어 계층
- 서버 및 분산 애플리케이션의 프로그래머가 사용할 수 있는 통일된 계산 모델 제공 - 원격 객체 호출, 원격 이벤트 알림, 원격 SQL 액세스 및 분산 트랜잭션 처리
- CORBA(Common Object Request Broker)
- Java Remote Method Invocation(RMI)
모바일 코드
- 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전송하여 목적지에서 실행할 수 있는 프로그램 코드
- ex)자바애플릿, 자바스크립트
- 가상 머신 접근 방식은 다양한 호스트 컴퓨터에서 코드를 실행할 수 있는 방법을 제공합니다.
개방성(Openness)
- 시스템을 다양한 방법으로 확장 및 재실행할 수 있는지 여부를 결정하는 특성
- 새로운 자원 공유 서비스를 추가하고 다양한 클라이언트 프로그램에서 사용할 수 있는 정도에 따라 주로 결정된다.
장점
- 새로운 서비스 도입 및 구 서비스 재구현에 의해 하드웨어 수준에서, 소프트웨어 수준에서 확장 가능하여 애플리케이션 프로그램의 자원 공유 가능
- 개별 공급업체로부터 독립
특성
- 주요 인터페이스가 공개됨
- 시스템 구성요소의 주요 소프트웨어 인터페이스에 대한 규격 및 문서화는 소프트웨어 개발자가 이용할 수 있도록 한다.
- 균일한 통신 메커니즘의 제공 및 공유 리소스에 대한 액세스를 위한 공개된 인터페이스를 기반으로 합니다.
- 이질적인 하드웨어 및 소프트웨어, 아마도 다른 공급업체에서 구성할 수 있다,
보안
- 기밀성
- - 비인가된 사용자들에 사용하는 것을 막는다.
  - 아이디 같은것을 통해서 신분 확인한다.
- 통합성
- - 내용에 손상이 가지 말아야 한다.
  가용성
  - 언제든지 사용하려면 사용할 수 있도록 만들어야 한다.
  - DoS 공격..
- 방화벽
- - 인트라넷 내부에 문제가 생기면 해결하기 어렵다.
- 모바일 코드의 보안
- - 이메일 첨부파일에 대한 프로그램 실행으로 인해 바이러스 감염 위험 우려가 있다

ㅇScalability

하드웨어가 좋아져도 퍼포먼스에 큰 영향이 없다.
자원 수 및 이용자 수가 현저하게 증가했을 때 그 효과가 유지된다면 그 시스템을 확장가능하다고 한다.
확장 가능한 분산 시스템 설계의 어려움
- 물적자원 원가 통제
- - 자원 수요가 증가함에 따라 합리적인 비용으로 시스템을 확장할 수 있어야 한다,
- 성능 손실 관리
- - 직선구조보다 계층구조를 이용한 알고리즘이 더 잘 확장된다
- 소프트웨어 자원 고갈 방지
- - IPv4(32비트 인터넷 주소) vs IPv6(128비트 인터넷 주소)
  - - 수년 후 시스템에 투입될 수요를 에측하기는 어렵다.
    - 향후 성장에 대한 과도한 보상은 어쩔 수 없이 변화에 적응하는 것보다 더 나쁠 수 있다.
  - 성능 병목 현상 방지 - 로드 밸런싱
  - - 성능 병목 현상을 방지하기 위해 알고리즘이 분산되어야 한다
    - 매우 많이 사용되는 리소스의 성능을 향상시키기 위해 캐싱 및 복제를 사용할 수 있다.
고장을 다루는 것
- 언제 고장이 발생하는가?
- - 부정확한 결과를 만들거나 의도된 계산을 완료하기 전에 멈춘다.
- 분산시스템 내 실패는 부분적이다
- - 몇몇 컴포넌트들은 다른 컴포넌트들이 작동하면서 실패한다.
- 실패를 다루기 위한 기술
- - 실패를 감지하는 것 : 손상된 데이터를 탐지하는 체크섬, 인터넷에서 원격 충돌 서버와 같은 일부 다른 장애를 탐지하는 것이 어렵다.
  - 고장을 마스킹 하는 것 : 사용자는 고장이 발생한 것을 몰라야한다.
  - 실패를 허용하면서 돌아가는 것 : CPU를 16개를 가지고 동작하는데 1개가 고장나도 15개로 돌아간다.
  - 고장 대처 기술

장애 복구 : 서버가 다운된 후 영구 데이터를 복구하거나 롤백할 수 있다.

결함이 발생할 경우 계산이 불완전하며, 영구 데이터가 일관된 상태가 아닐 수 있다.

중복

중복 부품의 사용으로 고장 허용
네트워크의 여러 경로 - 여러 개의 분리된 경로
데이터베이스를 여러 서버에 복제할 수 있다.
성능 저하 없이 빠르게 변화하는 데이터의 복제본을 최신 상태로 유지하기 위한 효과적인 기술의 설계는 어려운 문제다.
가용성(Availability)
- 사용 가능한 시간의 비율 측정
- 높은 수준의 가용성을 제공하는 분산 시스템
동시성
- 여러 의뢰인의 요청을 동시에 처리할 수 있도록 허용한다
- - 여러 클라이언트가 동시에 공유 리소스에 액세스하려고 시도하여 일관성 없는 결과를 도출함
- - 레이스 상태
- 동시 환경에서 안전하게 작업하기 위해서는 데이터의 일관성을 유지하는 방식으로 작업 동기화가 이루어져야 한다.
- - 세마포어와 같은 기술
투명성
- 분산 시스템에서 구성 요소 분리에 대한 사용자와 애플리케이션 프로그래머의 은폐로 정의되어 시스템이 독립적인 구성 요소의 집합이 아닌 전체로 인식되도록 한다.

투명성의 종류

접근 투명성

분산 파일 시스템과 같은 작업을 사용하여 로컬 및 원격 리소스에 액세스할 수 있다. -> 멀리 있는 파일에 접근가능

위치 투명성

물리적 또는 네트워크 위치에 대한 지식없이 리소스에 접근할 수 있다.
URL은 위치 불명, 이동성 불명

1&2는 네트워크 투명성이다.

동시성 투명성

여러 프로세스 간에 간섭 없이 공유 리소스를 사용하여 동시에 운영 가능

복제 투명성

사용자나 애플리케이션 프로그래머가 복제본에 대한 지식 없이 여러 리소스 인스턴스를 사용하여 신뢰성과 성능을 향상시킬 수 있다.

실패 투명성

하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소의 고장에도 불구하고 사용자와 응용프로그램이 작업을 완료할 수 있다.

이동성 투명성

사용자나 프로그램의 운영에 영향을 미치지 않고 시스템 내에서 자원과 고객의 이동을 가능하게 한다

성능 투명성

부하가 다양할 때 성능 향상을 위해 시스템을 재구성할 수 있다.

투명성 확대

시스템 구조나 애플리케이션 알고리즘의 변경 없이 시스템과 애플리케이션의 규모를 확장할 수 있다.

Quality of Service(QoS)

애플리케이션의 서비스 요구사항을 충족하는 시스템 기능
- 그 성과는 필요한 컴퓨팅 및 네트워크 자원을 적절한 시기에 사용할 수 있느냐에 달려있다.
- 응용 프로그램이 각 작업을 제 시간에 완료할 수 있도록 보장하는 컴퓨팅 및 통신 리소스를 제공하기 위한 시스템 요구 사항
- 각 중요 리소스는 QoS가 필요한 애플리케이션에 예약되어야 합니다.
- 보장 서비스 vs 최선의 노력 서비스
고객 및 사용자가 경험하는 QoS에 영향을 미치는 시스템의 주요 비기능적 특성
- 안정성, 보안 및 성능
- 변화하는 시스테 ㅁ구성 및 리소스 가용성을 충족할 수 있는 적응성