网络与分布计算网络与分布计算主讲：王犇，谌洪初西北工业大学软件与微电子学院名字服务名字服务名字服务名字服务l名字服务结构名字服务结构l域名系统域名系统l目录服务目录服务X.500l活动目录域服务活动目录域服务实体实体l分布式系统实体：分布式系统实体：主机，打印机，磁盘，文件，进程，用户，邮箱，主机，打印机，磁盘，文件，进程，用户，邮箱，新闻组，网络，页面等。新闻组，网络，页面等。对实体可以操作：访问点对实体可以操作：访问点一个实体可以提供多个访问点一个实体可以提供多个访问点（多个地址）（多个地址）一个实体经过一定时间后可改变访问点一个实体经过一定时间后可改变访问点名字与地址名字与地址l名名字字实实体体的的名名字字是是一一个个用用户户可可读读的的、便便于于记记忆忆的的字字符符串串。例例如如：名名字字/etc/passwd是是UNIX操操作作系系统统中中一一个个文文件件名名，或或称称文文件件路路径径名名。具具体体是是指指根根目目录录“/”下下的的目目录录etc中中的的文文件件passwd。l地地址址实实体体需需要要一一个个访访问问点点。访访问问点点在在分分布布式式系系统统中中是是一一个个特特殊殊实实体体，它它的的名名字字称称为为地地址址。网网络络中中实实体体地地址址包包括括实实体体的的网网络络层层IP地地址址和和实实体体的的传传输输层层TCP（或或UDP）端端口口号号。一一个个实实体体也也可可有有多多个个访访问问点点。查找查找Web页面的过程页面的过程l经域名系统经域名系统解析得到解析得到IP地址，经地址，经ARP解析得到解析得到48位的位的Ethernet地址地址2:60:8c:2:b0:5a。用。用Ethernet地址和地址和16位位TCP端口号端口号8888访问访问Web服务器，用页面名从服务器，用页面名从Web服务服务器获取页面。最后用协议器获取页面。最后用协议HTTP将页面传送给用户。将页面传送给用户。属性属性l一一个个实实体体有有若若干干属属性性：用用属属性性对对表表示示如如打打印印机机：,通通过过属属性性也也可可以以找找到到实实体体。标识符标识符l一个标识符最多引用一个实体一个标识符最多引用一个实体l每个实体最多由一个标识符引用每个实体最多由一个标识符引用l一个标识符始终引用同一个实体一个标识符始终引用同一个实体l如何把标识符和名字解析为地址？如何把标识符和名字解析为地址？名字服务形式名字服务形式l名名字字服服务务名名字字数数据据库库是是命命名名实实体体与与其其属属性性（地地址址）绑绑定定的的集集合合。名名字字服服务务是是根根据据实实体体的的名名字字查查找找它它的的属属性性（地地址址），俗俗称称白白页页服服务务。如如Internet的的域域名名服服务务DNS、CORBA的的命命名名服服务务。l目目录录服服务务目目录录数数据据库库是是命命名名实实体体与与其其一一个个或或多多个个属属性性绑绑定定的的集集合合，属属性性包包括括属属性性类类型型和和一一个个或或多多个个属属性性值值。俗俗称称黄黄页页服服务务。如如X.500目目录录服服务务。l合合约约服服务务一一种种增增强强的的目目录录服服务务，它它通通过过技技术术规规范范来来定定位位一一个个命命名名实实体体，也也称称绿绿页页服服务务。如如Web服服务务。名字空间名字空间l命名系统的名字集合构成该命令域的命名系统的名字集合构成该命令域的名字空间名字空间。l增加名字项和绑定增加名字项和绑定当一个实体进入系统，在名字服务器中应增加一个名字项及其绑定。当一个实体进入系统，在名字服务器中应增加一个名字项及其绑定。l撤消名字项和绑定撤消名字项和绑定当一个实体离开系统时，在名字服务器应删除该名字项及其绑定。当一个实体离开系统时，在名字服务器应删除该名字项及其绑定。l修改名字项和绑定修改名字项和绑定当一个实体在系统移动到其它部位时，在名字服务器应修改该名字项当一个实体在系统移动到其它部位时，在名字服务器应修改该名字项及其绑定。及其绑定。l名字解析名字解析这是名字服务最经常的工作，它是根据实体名查到实体的地址。这是名字服务最经常的工作，它是根据实体名查到实体的地址。名字图名字图l名字图是一个名字图是一个DAG图图l绝对路径：第一个节点含根，否则为相对路径绝对路径：第一个节点含根，否则为相对路径l全局名称：无论何处表示同一实体，否则为局部全局名称：无论何处表示同一实体，否则为局部名称名称挂载点挂载点l挂载不同的名称空间挂载不同的名称空间l挂载点：存储结点标识符的目录结点挂载点：存储结点标识符的目录结点l挂载外部空间需要：挂载外部空间需要：访问协议的名称访问协议的名称服务器的名称服务器的名称外部名称空间中挂载点的名称外部名称空间中挂载点的名称外部名字空间的挂接外部名字空间的挂接l计算机计算机B的子目录的子目录/home/steen被挂接到名字空间（计算机被挂接到名字空间（计算机A）的目录节点的目录节点/remote/vn上。目录节点上。目录节点/remote/vn包含有访问外包含有访问外部名字服务器的协议；外部名字服务器名称部名字服务器的协议；外部名字服务器名称flits.cs.vn.nl；外；外部名字空间挂载点的名称部名字空间挂载点的名称/home/steen。名字服务器名字服务器l名字服务器名字服务器名字空间的实现与管理。名字空间的实现与管理。l名字空间可划分为多个名字域，由多个相应的名名字空间可划分为多个名字域，由多个相应的名字服务器实现和管理。字服务器实现和管理。l组成组成数据库：实体名和地址的绑定，及其他信息，数据库：实体名和地址的绑定，及其他信息，名字解名字解析上下文析上下文。名字解析软件名字解析软件名字服务器名字服务器l名字服务结构由客户端（客户与名字代理）和名字服务器通过名字服务结构由客户端（客户与名字代理）和名字服务器通过网络互连而成。网络互连而成。l名字代理是名字服务器与客户之间的一个接口，它与名字服务名字代理是名字服务器与客户之间的一个接口，它与名字服务器协调，生成名字解析上下文和进行名字解析，同时缓存名字器协调，生成名字解析上下文和进行名字解析，同时缓存名字查询和名字解析的结果。查询和名字解析的结果。l名字服务器管理名字解析上下文、实现名字查询与解析和其它名字服务器管理名字解析上下文、实现名字查询与解析和其它名字服务器通信协调。名字服务器通信协调。客户名字代理客户名字代理客户名字代理客户名字代理客户名字代理客户名字代理名字服务器名字服务器1名字服务器名字服务器2名字服务器名字服务器n上下文集中管理上下文集中管理l这种方案易于实现便于管理。但它是一个性能瓶这种方案易于实现便于管理。但它是一个性能瓶颈，当客户增多时名字查询和解析效率会很快降颈，当客户增多时名字查询和解析效率会很快降低。它也是容易形成单点故障低。它也是容易形成单点故障上下文分布管理上下文分布管理l名字服务器分担名字查询和解析负担，因此查询和解析效名字服务器分担名字查询和解析负担，因此查询和解析效率会提高。避免了名字服务的单点故障，一个名字服务器率会提高。避免了名字服务的单点故障，一个名字服务器失效，只是相应部分的上下文不可用。然而分布式上下文失效，只是相应部分的上下文不可用。然而分布式上下文管理实现起来比较复杂管理实现起来比较复杂多副本分布式管理多副本分布式管理l名字解析上下文被划分为名字解析上下文被划分为4个名字域，每个名字域有两个个名字域，每个名字域有两个副本，分别驻留在不同的名字服务器中。例如，名字域副本，分别驻留在不同的名字服务器中。例如，名字域1两个副本分别驻留在名字服务器两个副本分别驻留在名字服务器NS1和和NS4中。多副本不中。多副本不仅解决了名字服务的拥挤问题，还能避免名字服务的单点仅解决了名字服务的拥挤问题，还能避免名字服务的单点失效。失效。名称解析的实现名称解析的实现l迭代解析过程迭代解析过程绝对路径：绝对路径：root：URL表示法：表示法：ftp:/ftp.cs.vu.nl/pub/globe/index.txt名称解析的实现名称解析的实现l递归名称解析递归名称解析缓存结果更有效，可以减少通信开销缓存结果更有效，可以减少通信开销名字服务器组成名字服务器组成l名字服务器操作名字服务器操作：管理、查询操作和行政管理。增加、：管理、查询操作和行政管理。增加、删除和修改上下文的目录项。访问优先权。删除和修改上下文的目录项。访问优先权。l名字解析名字解析：根据名字解析请求，得到被解析对象地址。：根据名字解析请求，得到被解析对象地址。l缓存缓存：缓存名字查询和解析的结果。：缓存名字查询和解析的结果。l多副本管理多副本管理：副本修改和副本一致性维护。：副本修改和副本一致性维护。l通信通信：客户端的名字代理通信和名字服务器之间：客户端的名字代理通信和名字服务器之间l数据库数据库：存放名字解析上下文或其子域。：存放名字解析上下文或其子域。名字服务名字服务l名名字字服服务务结结构构l域域名名系系统统l目目录录服服务务X.500l活活动动目目录录域域服服务务DNS域名系统域名系统lDNS名称空间划分例子：名称空间划分成不重叠的几部分，名称空间划分例子：名称空间划分成不重叠的几部分，在在DNS中称为区域（中称为区域（zone）。区域是名称空间的一部分，）。区域是名称空间的一部分，它是由单独的名称服务器实现的。它是由单独的名称服务器实现的。DNS名称空间名称空间资源记录（资源记录（1）l拥有者（拥有者（Owner）：它是一个域名，从中可以找）：它是一个域名，从中可以找到该资源记录。到该资源记录。l类型（类型（Type）：是一个）：是一个16位的编码，指出资源记位的编码，指出资源记录中资源的类型。录中资源的类型。DNS规定下列类型：规定下列类型：资源记录资源记录(2)l类别（类别（Class）：是一个）：是一个16位的编码，指出资源记录中资位的编码，指出资源记录中资源的类别：源的类别：IN（1，Internet系统），系统），CH（3，混沌类），混沌类）lTTL：32位整数，表明资源记录的生存期，以秒为单位。位整数，表明资源记录的生存期，以秒为单位。lRDATA：资源数据，它是可变长且与类型或类别有关，：资源数据，它是可变长且与类型或类别有关，具体表明资源属性的数据，如表所示。具体表明资源属性的数据，如表所示。资源记录例子资源记录例子 isi.edu MX 10 Venera.isi.edu MX 10 Vaxa.isi.eduVenera.isi.edu A 128.9.0.32 A 10.1.0.52Vaxa.isi.edu A 10.2.0.27 A 128.9.0.33isi.edu，它们的类型是，它们的类型是MX，相应的，相应的RDATA是优先权是优先权10和和邮件交换主机邮件交换主机Venera.isi.edu和和Vaxa.isi.edu。中间两个资源。中间两个资源记录是属于记录是属于Venera.isi.edu，它们的类型是，它们的类型是A，相应的，相应的RDATA分别是分别是IP地址地址。DNS文件文件lDNS数据库由一组文件组成，最重要的一个文件包含了所有数据库由一组文件组成，最重要的一个文件包含了所有结点资源记录，结点域名标识结点，成为隐式文件索引。结点资源记录，结点域名标识结点，成为隐式文件索引。cs.vu.nlcs.vu.nl域域8 8个个结点的信息文件结点的信息文件DNS域名域名l是因特网名字空间的结构，它实际上是一个倒过是因特网名字空间的结构，它实际上是一个倒过来的树，树根在最上面而没有名字。来的树，树根在最上面而没有名字。机构域和地理域机构域和地理域l机构域机构域.com商业组织商业组织.edu教育组织教育组织.net网络支持组织网络支持组织.gov政府机构政府机构.org非商业性组织非商业性组织l地理域地理域.cn中国中国.au澳大利亚澳大利亚.fr法国法国.de德国德国.jp日本日本.us美国美国DNS查询查询l名名称称解解析析：将将域域名名转转换换成成IP地地址址