분산 운영체제

학습목표

1. 분산 시스템의 구조와 특징에 관하여 설명할 수 있다.

2. 분산 파일 시스템, 분산 메모리 등 자원의 공유 구조를 설명할 수 있다.

3. 원격 호출이 이루어지는 매커니즘을 설명할 수 있다.

 

주요용어

분산 파일 시스템, 분산 메모리, 원격 프로시저 호출, 스텁 루틴, STUB

 

10.1 분산 운영체제의 개요

10.1.1 분산 시스템

- 메모리나 클럭을 물리적으로 공유하지 않는 프로세서들의 집합

- 네트워크로 연결되어 상호 협력 가능 

 

*프로세스

- 범용 메인 프레임, 중형 컴퓨터, 소형 컴퓨터 등을 통칭

- 사이트, 호스트, 노드 등으로도 불림

 

 

 

(1) 분산 시스템의 목적

분산 시스템을 구축하는 네 가지 목적은 자원 공유, 연산속도 향상, 신뢰성 향상, 통신의 용이성이라고 할 수 있다.

 

1) 자원공유

- 연결된 다른 사이트의 자원을 사용

- 예 : 원격 사이트의 파일 공유, 원격 사이트에서의 프린팅, 분산 DB의 정보 처리 등

 

 

 

2) 연산속도 향상

- 분할이 가능한 작업을 분산 시스템의 여러 사이트에 분산시켜 동시 처리

- 부하 공유를 통해 과부하 해소 및 전체 처리속도 향상

 

 

 

3) 신뢰성 향상

- 일부 사이트에서 장애가 발생하더라도 전체 시스템의 동작이 멈추지 않음

- 장애 검출, 장애 시스템의 기능을 다른 시스템으로 이동, 복구 후 자연스런 복귀 등 필요

- 하드웨어나 데이터의 중복을 통해 해결 가능

 

 

 

4) 통신의 용이성

- 통신 네트워크로 연결된 사이트들의 사용자간 정보 교환 가능

- 하위 수준 : 시스템간 메시지 전달

- 상위 수준 : 파일 전송, 로그인, 메일 전송, 원격 프로시저 호출(RPC) 등

 

 

 

 

 

(2) 분산 시스템의 네트워크 구성

 

네트워크 구성

- 완전 연결 네트워크, 부분 연결 네트워크

- 비교 기준 : 구축 비용, 통신비용, 가용성

 

* 구축비용 : 사이트들을 물리적으로 연결하는 비용

* 통신비용 : 메시지를 보내는 데 쓰이는 시간과 비용

* 가용성 : 링크나 사이트의 고장 시 접근 가능성

 

 

 

 

 

 

- 부분 연결 네트워크

 

 

10.1.2 분산 운영체제

 

1) 투명성(transparency) 제공

- 사용자는 로컬 자원을 사용하는 것과 동일한 방식으로 원격지 자원을 사용

- 분산 운영체제가 알아서 원격지 자원을 쓸 수 있도록 해줌

 

2) 운영체제가 제공하는 기능

- 데이터 이주

- 계산 이주

- 프로세스 이주

 

3) 데이터 이주

- 원격지의 데이터를 필요한 곳으로 전송하여 사용

- 전체 전송 방식, 일부 전송 방식

 

4) 계산 이주

- 원격지의 대량의 데이터가 필요한 경우 원격지에서 처리(계산) 후 결과를 받음

- 원격 프로시저 호출(RPC) 이용

 

5) 프로세스 이주

- 프로세스 자체를 원격지로 이주시킴으로써 부하부산, 계산속도 향상 가능

 

 

 

 

10.2 분산 파일 시스템

분산 파일 시스템(Distributed File System, DFS)

- 클라이언트가 서버에 저장된 파일을 마치 로컬 파일인 것처럼 처리할 수 있는 파일 시스템

- 투명한 DFS 

   : DFS의 클라이언트 인터페이스는 로컬 파일과 원격 파일을 구별하지 않음

 

 

DFS의 네이밍(naming) 방식

- 호스트 이름과 로컬 이름을 조합하는 방식

 : host : local_name

- 원격 디렉토리들을 로컬 디렉토리에 붙이는 방식

 : 일관된 디렉토리 트리처럼 보임

 

원격파일에 대한 접근 요청

- 원격 서비스 메커니즘 : RPC를 통해 구현

- 캐시 활용 방법

 : 캐시 교체 정책, 캐시 업데이트 정책, 캐시 일관성 문제 등 고려