Softwareentwicklung in verteilten Umgebungen, Teil 7 Name Services (Coulouris et al., Kapitel 9) Dieter Schmalstieg

Transkript

1 Softwareentwicklung in verteilten Umgebungen, Teil 7 Name Services (Coulouris et al., Kapitel 9)

2 Ziele von Naming Naming Identifizierung von Resourcen Auffinden von Resourcen Gemeinsames Nutzen von Resourcen Orts-Transparenz Beispiele DNS, X.500, LDAP, JNDI, JINI, UDDI,...

3 Arten von Namen Name = Textuelle Benennung eines Objekt Vom Menschen lesbar Objekte benötigen aber Access Point für maschinellen Zugriff Addresse = Ortsangabe eines Access Point Addresse kann als Name verwendet werden Identifier = eindeutige Bennenung Maschinenlesbar Bezieht sich auf genau ein Objekt Jedes Objekt hat nur einen Identifier Identifier werden niemals wiederverwendet

4 Beispiel - Domain Names URI URL URN

5 Eigenschaften von Namen Ortsunabhängig Name unabhängig von Adresse Name soll/muss Adresse nicht enthalten IP-Adressen sind nicht ortsunabhängig Eindeutig Konvention zur Vergabe von Namen/Namensbereichen Zusammengesetzte Namen Hierarchische Namen (z. B. Pfade) Namensgenerator/Sequenzgenerator Einfache und Zusammengesetzte Namen Aliasnamen Reine Namen (Bitmuster) Wildcards?

6 Erzeugung von Identifiern Zufallsgenerator Keine Garantie der Eindeutigkeit Liste aller Namen zur Kontrolle nötig Zähler (Tickets) Zähler muss persistent sein (Absturz Zählerprozess) Zähler muss im System eindeutig sein Implementierung als spezielles Service

7 Hierarchische Namensräume Flacher Namensraum enthält nicht genug eindeutige Namen Broadcast für Cache-Erstellung ineffizient Hierarchischer Namensraum Mehrere Namenskontexte Beispiel: Aufteilung der Verwaltung/Verantwortung Skalierbar Fehler führt nicht zu Totalausfall

8 Implementierung von Namensräumen Namen als gerichteter Graph Namensangaben relativ zur Wurzel Blatt = benanntes Objekt Zwischenknoten = Directory Verwaltet Liste von benannten Kanten Wurzelknoten = Einstiegspunkt Teilweise implizit UNIX-Superblock, Umgebungsvariable, Tel.Nr. Pfad = Kantenfolge Absolut/relativ (zur Wurzel) Global/lokal (relativ zur aktuellen Position)

9 Link (Alias) zur Mehrfachnutzung von Knoten Hard Link: Mehrere absolute Pfade Links Symbolic Link: Absolute Pfadname im Blatt Vermeidung von Zyklen Begrenzung der Namenslänge Organisatorische Richtlinien

10 Mounting mount Mounting Merging von mehreren Namensräumen Benötigt Zugriffsprotokoll, Server, Mount Point Mount point: Directory-Knoten, der Zeiger auf fremden Namensraum speichert Muss innerhalb des lokalen Namensraums sein

11 Interativer Vorgang Name Resolution Name wird in Namenskontext gestellt Vergleich Name mit Einträgen in Directory-Knoten Richtigen Knoten finden (z.b. Unix: inode) Durchsuchen des Directory Ergebnisse des Vergleichs Möglichkeit 1: Blatt gefunden Möglichkeit 2: Nächster Namenskontext gefunden weitermachen Möglichkeit 3: nicht vorhanden

12 Name Service Datenbank für Namen und Attribute Binding = Attribut(e) zu Namen z.b. Adresse im Speicher oder Filesystem Beschreibt meist Eigenschaft (wie Adresse), nicht das Objekt selbst Operationen Lesend: Resolve, lookup Schreibend: Bind, Rebind, Unbind Beispiele DNS: domain name IP address ARP (Address Resolution Protocol): IP MAC Broadcast-basiert, lokales Caching, skaliert schlecht

13 Distributed Name Services Große Namenräume werden aufgeteilt Jedes Name Service ist für einen bestimmten Teil des Namensraums zuständig Client iteriert durch die Name Services Client-seitig iterativ Server-seitig iterativ Server-seitig rekursiv

14 Namensauflösung client-seitig iterativ NS2 Client 2 1 NS1 Name servers 3 NS3 A client iteratively contacts name servers NS1 NS3 in order to resolve a name

15 Namensauflösung server-seitig NS2 NS2 client 1 4 NS1 2 3 NS3 client 1 5 NS NS3 Non-recursive server-controlled Recursive server-controlled A name server NS1 communicates with other name servers on behalf of a client

16 Beschleunigung der Namensauflösung Caching Kürzere Antwortzeiten, geringere Netzwerklast Bessere Verfügbarkeit, da oft nicht von Remote Server abhängig Cache-Konsistenz oft lazy, weil Cache Updates zu lange dauern Client muss veraltete Daten selber erkennen Replication Knoten nahe der Wurzel unter Hochlast Replicas verkürzen Latenz, erhöhen Verfügbarkeit

17 Domain Name System (DNS) Name Service für das Internet Abbildung Domain Names IP Addresses Domains Normale Hosts (=Computer) Mail-Server Größtes verteiltes Name Service Hierarchische Struktur Unterbaum = Domain Pfad = Domain name Knoten = Resource Records für Zone

18 Note: Name server names are in italics, and the corresponding domains are in parentheses. DNS name servers ns1.nic.uk (uk) co.uk ac.uk a.root-servers.net (root) uk purdue.edu yahoo.com ns0.ja.net (ac.uk) ic.ac.uk qmw.ac.uk ns.purdue.edu (purdue.edu) *.purdue.edu Arrows denote name server entries dcs.qmw.ac.uk *.qmw.ac.uk alpha.qmw.ac.uk (qmw.ac.uk) *.dcs.qmw.ac.uk dns0.dcs.qmw.ac.uk (dcs.qmw.ac.uk) *.ic.ac.uk dns0-doc.ic.ac.uk (ic.ac.uk)

19 DNS resource records Record typemeaning Main contents A A computer address IP number NS An authoritative name serverdomain name for server CNAME The canonical name for an alias Domain name for alias SOA Marks the start of data for a zone Parameters governing the zone WKS A well-known service description List of service names and protocols PTR Domain name pointer (reversedomain name lookups) HINFO Host information Machine architecture and operating system MX Mail exchange List of <preference, host > pairs TXT Text string Arbitrary text

20 Implementierung von DNS (1/2) Arten von DNS Server Primary Name Server Secondary Name Server Caching-only Server Abfrage durch Domain Name Class (immer IN = Internet) Type (z.b. Host oder Mail Server)

21 Implementierung von DNS (2/2) Jeder Client kennt mind. 2 Name Server Jedes Name Service hat einen Primary und 1..n Secondary Server Jeder Name Server speichert Addresse einiger Root Server Adresse des authoritative Server der Parent Domain Top-Level Server sind repliziert Cache auf der Client-Seite

22 X.500 Directory Services nicht auf Adressen beschränkt White Pages Nur Name-Adresse Yellow Pages Verschiedene durchsuchbare Attribute Z.B. Suche nach Personen, Druckern,... X.500 Directory Service Yellow Pages des Internet Informationen über Organisationen und Personen Hierarchische Organisation: Verantwortung wird an niedrigere Ebenen delegiert

23 X.500 service architecture DUA DSA DSA DUA DUA DSA DSA DSA DSA

24 X.500 Directory Information Tree X.500 Service (root)... France (country)great Britain (country)greece (country) BT Plc (organization)university of Gormenghast (organization) Computing Service (organizationalunit) Department of Computer Science (organizationalunit) Engineering Department (organizationalunit) Departmental Staff (organizationalunit) ely (applicationprocess) Research Students (organizationalunit) Alice Flintstone (person)... Pat King (person)james Healey (person) Janet Papworth (person)...

25 X.500 Personeneintrag info Alice Flintstone, Departmental Staff, Department of Computer Science, University of Gormenghast, GB commonname Alice.L.Flintstone Alice.Flintstone Alice Flintstone A. Flintstone surname Flintstone telephonenumber uid alf mail roomnumber Z42 userclass Research Fellow

26 LDAP Von X.500 abgeleitet Setzt direkt auf TCP (statt auf ISO-OSI 4-7) Interface und Syntax vereinfacht (kein ASN.1) Microsoft Active Directory basiert auf LDAP De-facto Standard für Intranet-Services Z.B. User-Verwaltung für diverse Dienste