分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計（原書第3版）

出版者的話<br>專家指導委員會<br>前言<br>第1章   分布式系統(tǒng)的特征 1<br>1.1   簡介 1<br>1.2   分布式系統(tǒng)實例 2<br>1.2.1   因特網(wǎng) 2<br>1.2.2   企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) 3<br>1.2.3   移動計算和無處不在的計算 4<br>1.3   資源共享和Web 5<br>1.4   挑戰(zhàn) 12<br>1.4.1   異構(gòu)性 12<br>1.4.2   開放性 13<br>1.4.3   安全性 14<br>1.4.4   可伸縮性 14<br>1.4.5   故障處理 16<br>1.4.6   并發(fā) 17<br>1.4.7   透明性 17<br>1.5   小結(jié) 18<br>第2章   系統(tǒng)模型 21<br>2.1   簡介 21<br>2.2   體系結(jié)構(gòu)模型 22<br>2.2.1   軟件層 22<br>2.2.2   系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 24<br>2.2.3   客戶－服務(wù)器模型的變種 27<br>2.2.4   接口和對象 31<br>2.2.5   分布式體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計需求 32<br>2.3   基礎(chǔ)模型 34<br>2.3.1   交互模型 35<br>2.3.2   故障模型 39<br>2.3.3   安全模型 42<br>2.4   小結(jié) 45<br>第3章   網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 47<br>3.1   簡介 47<br>3.2   網(wǎng)絡(luò)類型 50<br>3.3   網(wǎng)絡(luò)原理 52<br>3.3.1   數(shù)據(jù)包的傳輸 52<br>3.3.2   數(shù)據(jù)流 53<br>3.3.3   交換模式 53<br>3.3.4   協(xié)議 54<br>3.3.5   路由 59<br>3.3.6   擁塞控制 62<br>3.3.7   網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 62<br>3.4   因特網(wǎng)協(xié)議 65<br>3.4.1   IP尋址 67<br>3.4.2   IP協(xié)議 68<br>3.4.3   IP路由 70<br>3.4.4   IPv6 72<br>3.4.5   移動IP 74<br>3.4.6   TCP和UDP 75<br>3.4.7   域名 77<br>3.4.8   防火墻 77<br>3.5   網(wǎng)絡(luò)實例研究：以太網(wǎng). 無線LAN<br>        和ATM 80<br>3.5.1   以太網(wǎng) 81<br>3.5.2   IEEE 802.11無線LAN 84<br>3.5.3   異步傳輸模式網(wǎng)絡(luò) 86<br>3.6   小結(jié) 88<br>第4章   進程間通信 91<br>4.1   簡介 91<br>4.2   因特網(wǎng)協(xié)議的API 92<br>4.2.1   進程間通信的特征 92<br>4.2.2   套接字 93<br>4.2.3   UDP數(shù)據(jù)報通信 94<br>4.2.4   TCP流通信 96<br>4.3   外部數(shù)據(jù)表示和編碼 101<br>4.3.1   CORBA的公共數(shù)據(jù)表示（CDR） 102<br>4.3.2   Java對象序列化 103<br>4.3.3   遠程對象引用 105<br>4.4   客戶－服務(wù)器通信 106<br>4.5   組通信 111<br>4.5.1   IP組播—組通信的實現(xiàn) 112<br>4.5.2   組播的可靠性和排序 113<br>4.6   實例研究：UNIX系統(tǒng)的進程間通信 115<br>4.6.1   數(shù)據(jù)報通信 115<br>4.6.2   流通信 116<br>4.7   小結(jié) 117<br>第5章   分布式對象和遠程調(diào)用 121<br>5.1   簡介 121<br>5.2   分布式對象間的通信 124<br>5.2.1   對象模型 124<br>5.2.2   分布式對象 125<br>5.2.3   分布式對象模型 126<br>5.2.4   RMI的設(shè)計問題 127<br>5.2.5   RMI的實現(xiàn) 129<br>5.2.6   分布式無用單元回收 133<br>5.3   遠程過程調(diào)用 134<br>5.4   事件和通知 137<br>5.4.1   分布式事件通知的參與者 138<br>5.4.2   Jini分布式事件規(guī)范 141<br>5.5   Java   RMI實例研究 142<br>5.5.1   創(chuàng)建客戶程序和服務(wù)器程序 145<br>5.5.2   Java RMI的設(shè)計和實現(xiàn) 147<br>5.6   小結(jié) 148<br>第6章   操作系統(tǒng)支持 153<br>6.1   簡介 153<br>6.2   操作系統(tǒng)層 154<br>6.3   保護 156<br>6.4   進程和線程 157<br>6.4.1   地址空間 158<br>6.4.2   新進程的創(chuàng)建 160<br>6.4.3   線程 162<br>6.5   通信和調(diào)用 171<br>6.5.1   調(diào)用性能 172<br>6.5.2   異步操作 177<br>6.6   操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 179<br>6.7   小結(jié) 182<br>第7章   安全性 185<br>7.1   簡介 185<br>7.1.1   威脅和攻擊 187<br>7.1.2   保護電子事務(wù) 189<br>7.1.3   設(shè)計安全系統(tǒng) 190<br>7.2   安全技術(shù)概述 192<br>7.2.1   密碼學 192<br>7.2.2   密碼學的應(yīng)用 192<br>7.2.3   證書 195<br>7.2.4   訪問控制 196<br>7.2.5   憑證 198<br>7.2.6   防火墻 199<br>7.3   加密算法 200<br>7.3.1   保密密鑰（對稱）算法 203<br>7.3.2   公開密鑰（非對稱）算法 205<br>7.3.3   混合密碼協(xié)議 207<br>7.4   數(shù)字簽名 207<br>7.4.1   公開密鑰數(shù)字簽名 209<br>7.4.2   保密密鑰數(shù)字簽名—MAC 209<br>7.4.3   安全摘要函數(shù) 210<br>7.4.4   證書標準和證書權(quán)威機構(gòu) 212<br>7.5   密碼實用學 213<br>7.5.1   加密算法的性能 213<br>7.5.2   密碼學的應(yīng)用和政治障礙 213<br>7.6   實例研究：Needham-Schroeder. <br>Kerberos. SSL和Millicent 215<br>7.6.1   Needham-Schroeder認證協(xié)議 215<br>7.6.2   Kerberos 216<br>7.6.3   使用安全套接字確保電子交易安全 220<br>7.6.4   小額電子交易：Millicent協(xié)議 223<br>7.7   小結(jié) 226<br>第8章   分布式文件系統(tǒng) 229<br>8.1   簡介 229<br>8.1.1   文件系統(tǒng)的特點 231<br>8.1.2   分布式文件系統(tǒng)的需求 233<br>8.1.3   實例研究 234<br>8.2   文件服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 235<br>8.3   Sun網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) 239<br>8.4   Andrew文件系統(tǒng) 248<br>8.4.1   實現(xiàn) 250<br>8.4.2   緩存的一致性 253<br>8.4.3   其他方面 255<br>8.5   最新進展 255<br>8.6   小結(jié) 260<br>第9章   命名服務(wù) 263<br>9.1   簡介 263<br>9.2   命名服務(wù)和域名系統(tǒng) 265<br>9.2.1   名字空間 266<br>9.2.2   名字解析 269<br>9.2.3   域名系統(tǒng) 271<br>9.3   目錄服務(wù)和發(fā)現(xiàn)服務(wù) 277<br>9.4   實例研究：全局命名服務(wù) 279<br>9.5   實例研究：X.500目錄服務(wù) 282<br>9.6   小結(jié) 285<br>第10章   時間和全局狀態(tài) 289<br>10.1   簡介 289<br>10.2   時鐘. 事件和進程狀態(tài) 290<br>10.3   同步物理時鐘 292<br>10.3.1   同步系統(tǒng)中的同步 293<br>10.3.2   同步時鐘的Cristian方法 293<br>10.3.3   Berkeley算法 294<br>10.3.4   網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 295<br>10.4   邏輯時間和邏輯時鐘 297<br>10.5   全局狀態(tài) 300<br>10.5.1   全局狀態(tài)和一致割集 301<br>10.5.2   全局狀態(tài)謂詞. 穩(wěn)定性. 安全性<br>和活性 303<br>10.5.3   Chandy和Lamport的“快照”算法 303<br>10.6   分布式調(diào)試 307<br>10.6.1   觀察一致的全局狀態(tài) 308<br>10.6.2   求解可能的f 309<br>10.6.3   求解明確的f 310<br>10.6.4   在同步系統(tǒng)中求解可能的f和<br>明確的f 311<br>10.7   小結(jié) 311<br>第11章   協(xié)調(diào)和協(xié)定 315<br>11.1   簡介 315<br>11.2   分布式互斥 318<br>11.3   選舉 324<br>11.4   組播通信 327<br>11.4.1   基本組播 329<br>11.4.2   可靠組播 329<br>11.4.3   有序組播 332<br>11.5   共識和相關(guān)問題 339<br>11.5.1   系統(tǒng)模型和問題定義 339<br>11.5.2   同步系統(tǒng)中的共識問題 342<br>11.5.3   同步系統(tǒng)中的拜占庭將軍問題 343<br>11.5.4   異步系統(tǒng)的不可能性 346<br>11.6   小結(jié) 347<br>第12章   事務(wù)和并發(fā)控制 351<br>12.1   簡介 351<br>12.1.1   簡單的同步機制（無事務(wù)） 352<br>12.1.2   事務(wù)的故障模型 353<br>12.2   事務(wù) 354<br>12.2.1   并發(fā)控制 357<br>12.2.2   事務(wù)放棄時的恢復 360<br>12.3   嵌套事務(wù) 362<br>12.4   鎖 364<br>12.4.1   死鎖 369<br>12.4.2   在加鎖機制中增加并發(fā)度 372<br>12.5   樂觀并發(fā)控制 374<br>12.6   時間戳排序 377<br>12.7   并發(fā)控制方法的比較 383<br>12.8   小結(jié) 384<br>第13章   分布式事務(wù) 389<br>13.1   簡介 389<br>13.2   平面分布式事務(wù)和嵌套分布式事務(wù) 390<br>13.3   原子提交協(xié)議 392<br>13.3.1   兩階段提交協(xié)議 393<br>13.3.2   嵌套事務(wù)的兩階段提交協(xié)議 395<br>13.4   分布式事務(wù)的并發(fā)控制 398<br>13.4.1   鎖 399<br>13.4.2   時間戳排序并發(fā)控制 399<br>13.4.3   樂觀并發(fā)控制 400<br>13.5   分布式死鎖 401<br>13.6   事務(wù)恢復 406<br>13.6.1   日志 408<br>13.6.2   影子版本 410<br>13.6.3   為何恢復文件需要事務(wù)狀態(tài)<br>和意圖列表 411<br>13.6.4   兩階段提交協(xié)議的恢復 411<br>13.7   小結(jié) 414<br>第14章   復制 417<br>14.1   簡介 417<br>14.2   系統(tǒng)模型和組通信 419<br>14.2.1   系統(tǒng)模型 419<br>14.2.2   組通信 421<br>14.3   容錯服務(wù) 425<br>14.3.1   被動（主備份）復制 427<br>14.3.2   主動復制 429<br>14.4   高可用服務(wù) 430<br>14.4.1   gossip系統(tǒng) 431<br>14.4.2   Bayou系統(tǒng)的操作變換方法 438<br>14.4.3   Coda文件系統(tǒng) 439<br>14.5   復制數(shù)據(jù)上的事務(wù) 444<br>14.5.1   用于復制事務(wù)的體系結(jié)構(gòu) 445<br>14.5.2   可用拷貝復制 446<br>14.5.3   網(wǎng)絡(luò)分區(qū) 448<br>14.5.4   帶驗證的可用拷貝 449<br>14.5.5   法定數(shù)共識方法 449<br>14.5.6   虛擬分區(qū)算法 451<br>14.6   小結(jié) 453<br>第15章   分布式多媒體系統(tǒng) 457<br>15.1   簡介 457<br>15.2   多媒體數(shù)據(jù)的特征 460<br>15.3   服務(wù)質(zhì)量管理 461<br>15.3.1   服務(wù)質(zhì)量協(xié)商 464<br>15.3.2   許可控制 468<br>15.4   資源管理 469<br>15.5   流適應(yīng) 470<br>15.5.1   調(diào)整 471<br>15.5.2   過濾 471<br>15.6   實例研究：Tiger視頻文件服務(wù)器 472<br>15.7   小結(jié) 475<br>第16章   分布式共享內(nèi)存 477<br>16.1   簡介 477<br>16.1.1   消息傳遞機制和DSM的比較 478<br>16.1.2   DSM的實現(xiàn)方法 479<br>16.2   設(shè)計問題和實現(xiàn)問題 481<br>16.2.1   結(jié)構(gòu) 481<br>16.2.2   同步模型 482<br>16.2.3   一致性模型 483<br>16.2.4   更新選項 486<br>16.2.5   粒度 487<br>16.2.6   系統(tǒng)顛簸 488<br>16.3   順序一致性和Ivy 488<br>16.3.1   系統(tǒng)模型 488<br>16.3.2   寫失效 489<br>16.3.3   失效協(xié)議 491<br>16.3.4   一個動態(tài)分布式管理器算法 492<br>16.3.5   系統(tǒng)顛簸 494<br>16.4   釋放一致性和Munin 494<br>16.4.1   內(nèi)存訪問 495<br>16.4.2   釋放一致性 496<br>16.4.3   Munin 497<br>16.5   其他一致性模型 499<br>16.6   小結(jié) 500<br>第17章   CORBA實例研究 503<br>17.1   簡介 503<br>17.2   CORBA   RMI 504<br>17.2.1   CORBA客戶和服務(wù)器舉例 506<br>17.2.2   CORBA體系結(jié)構(gòu) 509<br>17.2.3   CORBA接口定義語言 511<br>17.2.4   CORBA遠程對象引用 515<br>17.2.5   CORBA語言映射 515<br>17.3   CORBA服務(wù) 516<br>17.3.1   CORBA命名服務(wù) 517<br>17.3.2   CORBA事件服務(wù) 519<br>17.3.3   CORBA通知服務(wù) 520<br>17.3.4   CORBA安全服務(wù) 522<br>17.4   小結(jié) 522<br>第18章   Mach實例研究 527<br>18.1   簡介 527<br>18.1.1   設(shè)計目標和主要設(shè)計特點 528<br>18.1.2   Mach主要的抽象概述 529<br>18.2   端口. 命名和保護 530<br>18.3   任務(wù)和線程 531<br>18.4   通信模型 533<br>18.4.1   消息 533<br>18.4.2   端口 534<br>18.4.3   mach_msg 系統(tǒng)調(diào)用 535<br>18.5   通信實現(xiàn) 535<br>18.5.1   透明消息傳遞 535<br>18.5.2   開放性：協(xié)議和驅(qū)動程序 537<br>18.6   內(nèi)存管理 537<br>18.6.1   地址空間結(jié)構(gòu) 538<br>18.6.2   內(nèi)存共享：繼承和消息傳遞 538<br>18.6.3   對寫時復制的評價 539<br>18.6.4   外部分頁 540<br>18.6.5   對訪問內(nèi)存對象的支持 541<br>18.7   小結(jié) 542<br>參考文獻 545<br>索引 575