1. 물리적 모델

  • 컴퓨터(및 기타 장치) 및 상호 연결 네트워크 측면에서 시스템의 하드웨어 구성
  • 컴퓨터의 특정 세부사항과 채택된 네트워킹 기술로부터 추상화하는 분산 시스템의 기본 하드웨어 요소의 표현

3세대 분산 시스템

  • 초기 분산 시스템, LAN 기술에 대응
  • 인터넷 규모의 분산 시스템; 인터넷에 대응
  • 현대 분산 시스템
    • 모바일 컴퓨팅의 출현
    • 유키쿼터스 컴퓨팅의 출현
    • 클라우드 컴퓨팅의 출현
분산 시스템 Early Internet-scale Contemporary
규모 작음 큼 매우 큼
이질성 제한됨 플랫폼, 언어 및 미들웨어 측면에서 중요 근본적으로 다른 스타일의 아키텍처를 포함하여 추가 차원 도입
개방성 우선 순위가 아님 도입된 표준 범위와 함께 중요한 우선 순위 복잡한 시스템을 아직 수용할 수 없는 기존 표준의 주요 연구 과제
서비스 품질 태초에 도입된 서비스 범위에 따라 중요한 우선 순위 복잡한 시스템을 아직 수용할 수 없는 기존 서비스의 주요 연구 어려움

2. 아키텍처 모델

  • 시스템의 구조는 별도로 지정된 구성 요소와 상호 관계의 측면에서 그것의 구조이다.

  • 목표 : 구조에 대한 현재 및 미래의 요구를 충족시킬 수 있도록 보장하는 것
  • 주요 걱정 : 시스템의 안정성, 관리 용이성, 적응성 및 비용 효율화

세가지 접근법

  1. 핵심 기본 아키텍처 요소 살펴보기
  2. 복합 구조 패턴 조사
  3. 위의 아키텍처 스타일에서 나타나는 다양한 스타일의 프로그래밍을 지원할 수 있는 미들웨어 플랫폼을 고려한다.

4개 키 질문을 고려한다

  • DS의 기본 구성요소를 이해하는 것

A. (통신 엔티티) : 분산 시스템에서 통신하는 엔티티는 무엇입니까?

B. (커뮤니케이션 패러다임) : 어떻게 의사소통을 할 것인가, 더 구체적으로 어떤 커뮤니케이션 패러다임을 사용할 것인가?

C. (규칙과 책임감) : 전체 아키텍처에서 (잠재적으로 변화할) 역할과 책임은 무엇인가?

D. (배치) : 물리적 분산 인프라에 어떻게 매핑되나? (배치는 무엇인가?)

1. Processes

  • 분산시스템에 대한 지배적인 과점
  • 적절한 프로세스 간 커뮤니케이션 패러다임 결합
  • 주의사항
    • 센서 네트워크와 같은 일부 원시 환경에서는 기본 운영체제가 프로세스 추상화를 지원하지 않을 수 있으므로 이러한 시스템의 실체는 노드이다.
    • 대부분의 분산 시스템 환경에서는 프로세스를 쓰레드로 보완

2. Objects

  • 주어진 문제 영역의 자연 분해 단위를 나타내는 많은 상호작용하는 개체로 구성된다.
  • 인터페이스를 통해 액세스
  • 객체에 정의한 방법의 명세서를 제공하는 관련 인터페이스 정의 언어 (IDL)

3. Components

  • 문제 중심의 추상화를 제공하고 인터페이스를 통해 액세스된다는 점에서 객체와 유사하다.
  • 구성요소는 인터페이스뿐만 아니라 구성요소가 그 기능을 수행하기 위해 존재해야 하는 다른 구성요소/인터페이스 측면에서 수행하는 가정도 명시한다.
  • 모든 의존성을 명시하고 시스템 구축을 위한 보다 완전한 계약을 제공한다.

4. Web services

  • 인터페이스를 통한 행동 및 액세스 캡슐화에 기반한 접근 방식
  • 웹 서비스는 웹 표준을 사용하여 서비스를 표현하고 발견하는 월드 와이드 웹에 본질적으로 통합된다.

Ch8 분산 개체와 구성요소

  • 프로그래밍 추상화
  • 미들웨어 솔루션
    • 분산 시스템에 대한 상위 수준의 프로그래밍 추상화를 제공하고, 계층화를 통해 기본 인프라의 이질성에 대한 추상화를 제공하여 상호운용성과 휴대성을 제고한다.
  • 분산 개체 미들웨어
    • 객체지향 프로그래밍 모델 채택
    • 소통하는 실체는 객체로 표현된다.
    • 물체는 주로 원격 방식 호출(RMI)을 사용하여 통신한다.
    • 캡슐화 및 데이터 추상화
    • Java RMI and CORBA

RMI(Remote Method Invocation)란?

  • 분산되어 존재하는 객체 간의 메시지 전송(메소드를 호출하는 것 포함) 을 가능하게 ㅎ ㅏ는 프로토콜
  • RMI자체는 분산 객체 간의 통신을 구현하는 모든 프로토콜을 의미한다.

RPC(Remote Procedure Call)란?

  • UNIX에서 가장 많이 쓰는 통신 프로토콜
  • 네트워크에 연결되어 있는 다른 컴퓨터에 존재하는 함수를 실행해, 분산시스템 구현
  • 객체지향이 아닌 순차적인 언어로 개발된 애플리케이션의 함수만을 호출

컴포넌트 기반 미들웨어

  • 분산 개체 미들웨어의 한계를 극복하기 위해
  • (암시적 의존성) : 객체 인터페이스에서는 객체의 구현이 무엇에 의존하는지 기술하지 않으므로 객체 기반 시스템을 개발(특히 타사 개발자의 경우)하여 관리하기 어렵다.
  • (프로그래밍 복잡성) : 분산 개체 미들웨어를 프로그래밍하면 미들웨어 구현과 관련된 많은 낮은 수준의 디테일을 마스터할 필요가 있다.
  • (배포 우려 분리 부족) : 애플리케이션 개발자는 보안, 장애처리, 동시성 등 애플리케이션 간 유사성이 큰 세부 사항을 고려해야 한다.
  • (구축 지원 없음) : 객체 기반 미들웨어는 객체 구성구축에 대한 지원을 거의 또는 전혀 제공하지 않음
  • 엔터프라이즈 JavaBeans 및 프랙탈

Ch9 웹 서비스

  • 클라이언트가 웹 브라우저보다 더 일반적인 방식으로 서버와 상호작용할 수 있는 서비스 인터페이스를 제공한다.

  • 클라이언트는 XML로 포맷되어 HTTP로 전송되는 요청 및 회신을 통해 웹 서비스 인터페이스에서의 작업에 접속한다

  • URI(Uniform Resource Identifier)로 식별된다.
    • 자원의 명확한 식별을 위해 설계된 일련의 문자
    • URI의 가장 일반적인 형태는 웹주소로 자주 언급되는 Uniform Resource Locator(URL)이다.
  • 인터넷 전반의 어플리케이션에서 쉽게 사용가능

SOAP(originally Simple Object Access Protocol)

  • 우리가 흔히 하는 HTTP, HTTPS, SMTP 등을 통해 XML 기반의 메시지를 컴퓨터 네트워크 상에서 교환하는 프로토콜
  • 전산망에서의 웹서비스 구현에 있어 구조화된 정보교환을 위한 메시징 프로토콜 규격
  • 확장성, 중립성, 독립성을 유도하는 것이 목적
  • 메시지 형식에 XML 정보 셋을 사용하고, 메시지 협상 및 전송을 위해 주로 HTTP 또는 SMTP와 같은 응용 계층 프로토콜에 의존한다

B 커뮤니케이션 패러다임

  1. 상호 프로세스 소통
  • 메시지 전달 기본 요소를 포함한 프로세스 간 통신에 대한 비교적 낮은 수준의 지원, 인터넷 프로토콜이 제공하는 API에 대한 직접 액세스(소켓 프로그래밍)
  • 프로세스 : 호스트 내에서 실행 중인 프로그램
    • 동일한 호스트 내에서 두 프로세스가 프로세스 간 통신(IPC)을 사용하여 통신함
    • 서로 다른 호스트의 프로세스 간에 메시지 교환으로 통신
  • 클라이언트 프로세스 : 커뮤니케이션을 시작하는 프로세스
  • 서버 프로세스 : 요청을 기다리는 프로세스

소켓 프로그래밍

  • 소켓에서 메시지를 보내고 받는 프로세스
  • 문과 유사한 소켓
  • 프로세스 밀치기 메시지 전송
  • 전송 프로세스는 수신 프로세스 시 소켓에 메시지를 전달하기 위해 문의 다른 쪽에 있는 전송 인프라에 의존한다.
  1. 원격 호출
  • 가장 공통적인 커뮤니케이션 패러다임
  • a. 응답 요청 프로토콜
    • 클라이언트-서버 컴퓨팅을 지원하기 위해 기본 메시지 전송 서비스에 적용되는 패턴
    • 오히려 원시적이고 실제로 임베디드 시스템에서만 사용되며 HTTP 프로토콜에도 사용된다.
  • b. 원격 프로시저 호출(RPC)
    • 로컬 주소 공간에서 절차처럼 호출
    • 분배의 중요한 측면을 숨김
    • (최소한) 액세스 및 위치 투명성 제공
  • c. 원격 메서드 호출(RMI)
    • RPC와 유사하지만 분산 객체의 세계
  1. 간접 커뮤니케이션
  • 제 3의 실체를 통해 송신자와 수신자 간의 강력한 디커플링(분리) 허용
    • 공간 분리 - 보내는 사람이 누구에게 보낼 지 알 필요가 없다
    • 시간 분리 - 송신자와 수신자가 동시에 존재할 필요 없음
  1. a. 그룹 커뮤니케이션
  • 1: N 커뮤니케이션을 지원하는 1 : N 커뮤니케이션 패러다임
  • 발신자는 그룹 식별자로 그룹에게 메시지를 보내므로 수신자를 알 필요가 없다.
  1. b. Publish-subscribe systems

K-005

  • 정보 수집 시스템
  • 다수의 생산자(또는 출판사)가 관심 있는 정보 항목(사건, 카프카의 주제)을 유사한 수의 소비자(또는 구독자)에게 배포한다.
  • 1:N 커뮤니케이션 스타일을 제공
  1. c. 메시지 큐
  • 점대점 서비스를 제공한다.

  • 큐는 생산자와 소비자 프로세스들 사이의 리다이렉션을 제공한다.

  • poll : 데이터가 왔는지 확인

K-006

d. 튜플 공간

  • 프로세스들은 튜플이라 불리는 임의의 구조적 데이터 항목을 영구 튜플 공간에 배치할 수 있다.
  • 다른 프로세스들은 관심 패턴을 지정함으로써 튜플 공간에서 그러한 튜플을 읽거나 제거할 수 있다.

e. 분산 공유 메모리 (DSM)

  • 공유 데이터에 대해 추상화를 제공한다.
  • 여러 메모리를 하나의 메모리처럼 보여주게끔

K-007

  • 물리적 메모리를 공유하지 않는 프로세스 간에 데이터를 공유하기 위한 추상화를 제공한다.
  • 기본 인프라는 사본이 적시에 제공되도록 보장하고 데이터의 동기화 및 일관성과 관련된 문제도 처리해야 한다.

K-008

C Roles and responsibilities

  • 개별 프로세스의 역할에서 비롯된 두가지 아키텍처 스타일
  • 클라이언트-서버 아키텍처 스타일
    • 클라이언트 프로세스는 잠재적으로 분리된 호스트 컴퓨터에서 개별 서버 프로세스와 상호 작용하여 관리하는 공유 리소스에 액세스합니다.
    • 서버가 다른 서버의 클라이언트가 될 수 있다.
    • 규모가 작다.