Tài liệu Hệ điều hành nâng cao - Liên lạc giữa các tiến trình: 10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 1
BÀI GIẢNG 3 : LIÊN LẠC GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
CƠ CHẾÁ ?
VẤÁN ĐỀÀ ?TRAO ĐỔÅI THÔNG TIN GIÂ ỮA CÃ ÙÙC TIẾÁN TRÌNH
GỈAI PHÁÙP ?
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 2
Nhu Cầu Liên Lạc
Q
LP
Chia sẻ thông tin
R
Phối hợp xử lý
P
JOB
R1
R2
L
Q
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 3
Các cơ chế liên lạc
Chia sẻ tài nguyên chung
Signal
Pipe
Shared Memory
Trao đổi thông điệp
Message
Socket
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 4
IPC theo nguyên tắc chia sẻ tài nguyên chung
User Process User Process
OS - Kernel
shared
resources
Các tiến trình chia sẻ
Memory
File System Space
Communication Facilities, Common communication protocol
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 5
Signal
Signal
Meaning
Handler
Định nghĩa trước khi thực hiện liên lạc
SIGINT, SIGSTOP…
SIGUSR1, SIGUSER2
Hỗ trợ liên lạc
Kernel với User Process
Process Error
Timer
Child Process kết thúc…
User process vơí nhau...
29 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1503 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Hệ điều hành nâng cao - Liên lạc giữa các tiến trình, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 1
BÀI GIẢNG 3 : LIÊN LẠC GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
CƠ CHẾÁ ?
VẤÁN ĐỀÀ ?TRAO ĐỔÅI THÔNG TIN GIÂ ỮA CÃ ÙÙC TIẾÁN TRÌNH
GỈAI PHÁÙP ?
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 2
Nhu Cầu Liên Lạc
Q
LP
Chia sẻ thông tin
R
Phối hợp xử lý
P
JOB
R1
R2
L
Q
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 3
Các cơ chế liên lạc
Chia sẻ tài nguyên chung
Signal
Pipe
Shared Memory
Trao đổi thông điệp
Message
Socket
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 4
IPC theo nguyên tắc chia sẻ tài nguyên chung
User Process User Process
OS - Kernel
shared
resources
Các tiến trình chia sẻ
Memory
File System Space
Communication Facilities, Common communication protocol
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 5
Signal
Signal
Meaning
Handler
Định nghĩa trước khi thực hiện liên lạc
SIGINT, SIGSTOP…
SIGUSR1, SIGUSER2
Hỗ trợ liên lạc
Kernel với User Process
Process Error
Timer
Child Process kết thúc…
User process vơí nhau
Terminate Process
Suspend, Resume…
OS
Process
Signal handler
Signal Action
Signal
Name Value Function
SIGHUP 1 Terminal hangup
SIGINT 2 Interrupt by user: generated by
SIGQUIT 3 Quit by user: generated by
SIGFPE 8 Floating point error such as divide by zero
SIGKILL 9 Kill the process
SIGUSR1 10 User defined signal 1
SIGSEGV 11 Segment violation: process has tried to access
memory not assigned to it
SIGUSR2 12 User defined signal 2
SIGALRM 14 Timer set with alarm() function has timed out
SIGTERM 15 Termination request
SIGCHLD 17 Child process termination signal
SIGCONT 18 Continue after a SIGSTOP or SIGSTP signal
SIGSTOP 19 Stop the process
SIGTSTP 20 Terminal stop: generated by
SIGWINCH 28 Change of window size
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 7
Nhận xét Signals
Liên lạc không đồng bộ
Không biết trước thời điểm
Thiếu tin cậy
Không cho phép trao đổi dữ liệu
Sig
Result
L
Q
SH
L
Q
?
Quiz : OK
A B
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 8
Pipes
Pipe
Kernel buffer (File) có kích thước giới hạn (4K, 8K…)
HĐH cung cấp hàm WritePipe & ReadPipe
WritePipe khi Pipe đầy ?
ReadPipe khi Pipe rỗng ?
Phảiù xét đến các khả năng đồng bộ
Hỗ trợ liên lạc (UNIX original )
Giữa 2 tiến trình Cha - Con
Một chiều
Không cấu trúc (byte transfer)
WritePipe() ReadPipe()
LQ B……….AAB
AB
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 9
Nhận xét Pipe
Ưu điểm :
Cho phép trao đổi dữ liệu không cấu trúc
Khuyết điểm
Chi phí thực hiện cao (system call)
Liên lạc giữa 2 tiến trình
Liên lạc một chiều
Pipe trong các HĐH hiện đại :
Anomynous Pipe : This…
Named Pipe : Unix , Windows NT…
Truyền dữ liệu có cấu trúc
Liên lạc 2 chiều
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 10
Shared Memory
Shared Memory:
Là một phần không gian nhớ không thuộc sở hữu của tiến trình
nào
Được HĐH tạo ra
Các tiến trình có thể ánh xạ địa chỉ vào không gian chia sẻ này
để truy xuất dữ liệu (như đối với không gian nội bộ)
Không giới hạn số lượng tiến trình, chiều trao đổi, và thứ tự
truy cập
Mâu thuẫn truy xuất - > nhu cầu đồng bộ
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 11
IPC theo nguyên tắc trao đổi thông điệp
User Process
OS-Kernel
User Process
OS-Kernel
Network
Không có bộ nhớ chung
Cần có đường kết nối giữa các máy tính
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 12
Message
Message
Dữ liệu có cấu trúùc
Cấu trúc và thông dịch msg được thỏa thuận giữa 2 tiến trình liên
lạc
HĐH cung cấp 2 primitive chính
send(destination, message)
receive(source, message)
Các vấn đề quan tâm :
Direct or indirect addressing
Blocking or non-blocking communication
Reliable or unreliable communication
Buffered or un-buffered communication
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 13
Định dạng Message
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 14
Nhận xét message
Là cơ chế IPC tổng quát
Hỗ trợ liên lạc giữa các tiến trính trên cùng máy
Hỗ trợ liện lạc giữa các tiến trính trong hệ thống phân tán
Liên lạc giữa các hệ thống không đồng nhất ?
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 15
Máy A
(UNIX)
Máy B
(Windows)
Liên lạc giữa các hệ thống không đồng nhất
P1
P2
Send( ) //UNIX
Receive( ) //WIN
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 16
Socket
Endpoint của một kết nối 2 chiều
Tương đương với một network interface (hardware)
Cho phép các ứng dụng “plug in” vào mạng một cách ẩn dụ
Là một giao diện lập trình mạng
Cho phép các tiến trình liên lạc 2 chiều với nhau
Thiết lập liên lạc : tạo 2 socket, kết nối chúng với nhau
Socket description
Sử dụng một transport protocol
Cần đặc tả IPaddress và port kết nối
Được hỗ trợ đầu tiên trong Berkeley socket
Là sự mở rộng của nhập xuất file trừu tượng
Hiện nay được hỗ trợ trong hầu hết HĐH hiện đại
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 17
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 18
Socket Communication
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 19
Máy A
(UNIX)
Máy B
(Windows)
Liên lạc giữa các hệ thống không đồng nhất
P1
P2
Send( )
Receive( )
Socket
Socket
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 20
Liên lạc thông qua Socket
Hỗ trợ 2 phương thức liên lạc
Connection-oriented (TCP/IP)
Stream
Reliable
Bi-directional communication
Connectionless (UDP/IP)
Datagram
Unreliable
Bi-directional communication
Cho phép liên lạc giữa các tiến trình trên các mạng không
đồng nhất
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 21
Phương thức Connection-Oriented
Thực hiện trên TCP (Transmission Control Protocol.)
Phải thực hiện kết nối giữa 2 tiến trình trước khi trao đổi dữ liệu
Tương tự hệ thống điện thoại
Dữ liệu được phân phối
in sequence.
guaranteed.
Kết nối kết thúc khi liên lạc chấm dứt
2 modes:
Iterative (synchronous)
Concurrent (asynchronous)
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 22
Phương thức Connectionless
Thực hiện trên UDP (User Datagram Protocol)
Không yêu cầu kết nối tồn tại trước khi truyền dữ liệu
Tương tự hệ thống thư tín
Dữ liệu truyền có thể bị mất mát hay không đúng trật tự
2 modes:
Iterative (synchronous)
Concurrent (asynchronous)
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 23
Cấu trúc địa chỉ Socket
Generic socket address structure:
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; /* address family */
char sa_data[14]; /* socket address */
};
A popular BSD-derived implementation:
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family */
in_port_t sin_port; /* protocol port number */
struct in_addr sin_addr; /* IP addr in NW byte order */
char sin_zero[8]; /* unused, set to zero */
};
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 24
Port Numbers
Port là 1 khái niệm trừu tượng được TCP/UDP sử dụng
để phân biệt các ứng dụng trên một máy chủ
Một port được xác định bằng 1 số nguyên 16 bit là port
number.
3 miền giá trị đươc dành cho
Well-known ports (0-1023)
Registered ports (1024-49151)
Dynamic ports (49512 – 65535)
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 25
Some Well-Known Ports
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 26
Socket Types
Socket types:
SOCK_STREAM
Stream socket (TCP)
SOCK_DGRAM
Datagram socket (UDP)
SOCK_RAW
Raw socket (talk to IP directly)
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 27
Socket Primitives
Primitive Ý nghĩa
Socket Tạo 1 communication endpoint
Bind Kết buộc một local address với 1 socket
Listen Thông báo sẵn sàng “lắng nghe” (tiếp nhận kết nối)
Accept Khoá caller đến khi có 1 yêu cầu kết nối
Connect Chủ động thực hiện kết nối
Send Gởi dữ liệu qua kết nối đã thiết lập
Receive Nhận dữ liệu qua kết nối đã thiết lập
Close Kết thúc kết nối
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 28
TCP System Calls
bind()
listen()
socket()
socket()
accept()
read()
write()
connect()
write()
read()
blocks until connection from client
process request
Server
Client
close() close()
10/28/2005 Trần Hạnh Nhi 29
UDP System Calls
socket()
bind()
recvfrom()
sendto()
socket()
recvfrom()
sendto()
blocks until data received
from a client
process request
data(request)
data(reply)
Server
Client
close()
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- HDHNC-05-Bai3.pdf