分布式系统——原理与范例（英文影印版） (2009 年度畅销榜NO.5246 )

结构上本书可分为“原理”和“范例”两大部分。第1章为总论，分布式系统定义、目标、硬件概念、客户一服务器模型等内容。”部分由第2章至第8章共7章组成，主要论述分布式系统中最为重些基本概念和原理，包括通信、进程、命名、同步、一致性和复错、安全性等；“范例”部分则由第9章至第12章共4章组成，分了分布式系统中的几个典型范例，由这些范例构成的几个主要系些范例包括基于分布式对象的系统、分布式文件系统、基于分布的系统、基于分布式协调的系统等。\r\n
\r\n

PREFACE \r\n\r\n 1 INTRODUCTlON \r\n\r\n l.1 DEFINITION OF A DISTRIBUTED SYSTEM 2 \r\n\r\n l.2 GOALS 4 \r\n\r\n l.2.l Connecting Users and Resources 4 \r\n\r\n l.2.2 Transparency 5 \r\n\r\n 1.2.3 Openness 8 \r\n\r\n l.2.4 Scalability 10 \r\n\r\n l.3 HARDWARE CONCEPTS l6 \r\n\r\n l.3.l Multiprocessors l7 \r\n\r\n l.3.2 Homogeneous MuIticomputer Systems l9 \r\n\r\n l.3.3 Heterogeneous Multicomputer Systems 2l \r\n\r\n l.4 SOFTWARE CONCEPTS 22 \r\n\r\n l.4.l Distributed Operating Systems 22 \r\n\r\n l.4.2 Network Operating Systems 33 \r\n\r\n l.4.3 Middleware 36 \r\n\r\n l.5 THE CLIENT-SERVER MODEL 42 \r\n\r\n l.5.l Clients and Servers 42 \r\n\r\n l.5.2 Application Layering 46 \r\n\r\n l.5.3 Client-Server Architectures 50 \r\n\r\n 1.6 SUMMARY 53 \r\n\r\n 2 COMMUNICATION \r\n\r\n 2.l LAYERED PROTOCOLS 58 \r\n\r\n 2.l.l Lower-Level Protocols 6l \r\n\r\n 2.l.2 Transport Protocols 63 \r\n\r\n 2.l.3 Higher-Level Protocols 66 \r\n\r\n 2.2 REMOTE PROCEDURE CALL 68 \r\n\r\n 2.2.l Basic RPC Operation 69 \r\n\r\n 2.2.2 Parameter Passing 73 \r\n\r\n 2.2.3 Extended RPC Models 77 \r\n\r\n 2.2.4 Example: DCE RPC 80 \r\n\r\n 2.3 REMOTE OBJECT INVOCATION 85 \r\n\r\n 2.3.l Distributed Objects 86 \r\n\r\n 2.3.2 Binding a Client to an Object 88 \r\n\r\n 2.3.3 Static versus Dynamic Remote Method Invocations 90 \r\n\r\n 2.3.4 Parameter Passing 9l \r\n\r\n 2.3.5 ExamPle l: DCE Remote Objects 93 \r\n\r\n 2.3.6 Example 2: Java RMI 95 \r\n\r\n 2.4 MESSAGE-ORIEmD COMMUNICATION 99 \r\n\r\n 2.4.l Persistence and Synchronicity in Conunnication 99 \r\n\r\n 2.4.2 Message-Oriented Transient Conunnication l04 \r\n\r\n 2.4.3 Message-Oriented Persistent Communication l08 \r\n\r\n 2.4.4 ExamPle: IBM MQSeries ll5 \r\n\r\n 2.5 SmAM-ORIENTED COMMUNICATION ll9 \r\n\r\n 2.5.l Support for Continuous Media l20 \r\n\r\n 2.5.2 Streams and Quality of Service l23 \r\n\r\n 2.5.3 Stream Synchronization l27 \r\n\r\n 2.6 SUMMARY 130 \r\n\r\n 3 PROCESSES 135 \r\n\r\n 3.l THREADS l36 \r\n\r\n 3.l.l Introduchon to Threads l36 \r\n\r\n 3.l.2 Threads in Distributed Systems 14l \r\n\r\n 3.2 CLIENTS 145 \r\n\r\n 3.2.l User Interfaces l45 \r\n\r\n 3.2.2 Client-Side Software for Distribution Transparency l47 \r\n\r\n 3.3 SERVERS 149 \r\n\r\n 3.3.l General Design Issues l49 \r\n\r\n 3.3.2 Object Servers 152 \r\n\r\n 3.4 CODE MIGRATION 158 \r\n\r\n 3.4.l Approaches to Code Migration 158 \r\n\r\n 3.4.2 Migration and Local Resources 163 \r\n\r\n 3.4.3 Migration in Heterogeneous Systems l65 \r\n\r\n 3.4.4 Example: D'Agents 168 \r\n\r\n 3.5 SOFTWARE AGENTS l73 \r\n\r\n 3.5.l Software Agents in Distributed Systems l73 \r\n\r\n 3.5.2 Agent Technology l75 \r\n\r\n 3.6 SUMMARY l78 \r\n\r\n 4 NAMING \r\n\r\n 4.l NAMING ENTITIES 184 \r\n\r\n 4.l.l Names, Identifiers, and Addresses l84 \r\n\r\n 4.l.2 Name Resolution l89 \r\n\r\n 4.l.3 The Implementation of a Name Space l94 \r\n\r\n 4.1.4 Example: The Domain Name System 20l \r\n\r\n 4.1.5 Example: X.500 206 \r\n\r\n 4.2 LOCATING MOBILE ENTITIES 2l0 \r\n\r\n 4.2.l Naming versus Locating Entities 2l0 \r\n\r\n 4.2.2 Simple Solutions 2l2 \r\n\r\n 4.2.3 Home-Based Approaches 216 \r\n\r\n 4.2.4 Hierarchical Approaches 2l7 \r\n\r\n 4.3 REMOVING UNREFERENCED ENTITIES 225 \r\n\r\n 4.3.l The Problem of Unreferenced Objects 225 \r\n\r\n 4.3.2 Reference Counting 227 \r\n\r\n 4.3.3 Reference Listing 23l \r\n\r\n 4.3.4 Identifying Unreachable Entities 232 \r\n\r\n 4.4 SUMMARY 238 \r\n\r\n 5 SYNCHRONIZATION \r\n\r\n 5.l CLOCK SYNCHRONIZATION 242 \r\n\r\n 5.1.l Physical Clocks 243 \r\n\r\n 5.l.2 Clock Synchronization Algorithms 246 \r\n\r\n 5.l.3 Use of Synchronized Clocks 25l \r\n\r\n 5.2 LOGICAL CLOCKS 252 \r\n\r\n 5.2.1 Lamport timestamps 252 \r\n\r\n 5.2.2 Vector timestamps 256 \r\n\r\n 5.3 GLOBAL STATE 258 \r\n\r\n 5.4 ELECTION ALGORITHMS 262 \r\n\r\n 5.4.l The Bully Algorithm 262 \r\n\r\n 5.4.2 A Ring Algorithm 263 \r\n\r\n 5.5 MUTUAL EXCLUSION 265 \r\n\r\n 5.5.l A Centralized Algorithm 265 \r\n\r\n 5.5.2 A Distributed Algorithm 266 \r\n\r\n 5.5.3 A Token Ring Algorithm 269 \r\n\r\n 5.5.4 A Comparison of the Three Algorithms 270 \r\n\r\n 5.6 DISTRIBUTED TRANSACTIONS 27l \r\n\r\n 5.6.l The Transaction Model 272 \r\n\r\n 5.6.2 Classification of Transactions 275 \r\n\r\n 5.6.3 Implementation 278 \r\n\r\n 5.6.4 Concurrency Control 280 \r\n\r\n 5.7 SUMMARY 288 \r\n\r\n 6 CONSlSTENCY AND REPLICATION \r\n\r\n 6.l INTRODUCTION 292 \r\n\r\n 6.1.l Reasons for Replication 292 \r\n\r\n 6.l.2 Object Replication 293 \r\n\r\n 6.l.3 Replication as Scaling Technique 296 \r\n\r\n 6.2 DATA-CENTRIC CONSISTENCY MODELS 297 \r\n\r\n 6.2.l Strict Consistency 298 \r\n\r\n 6.2.2 Linearizability and Sequential ConsistCncy 30() \r\n\r\n 6.2.3 Causal Consistency 305 \r\n\r\n 6.2.4 FIFO Consistency 306 \r\n\r\n 6.2.5 Weak Consistency 308 \r\n\r\n 6.2.6 Release Consistency 3l0 \r\n\r\n 6.2.7 Entry Consistency 3l3 \r\n\r\n 6.2.8 Summary of Consistency Models 3l5 \r\n\r\n 6.3 CLIENT-CENTRIC CONSISTENCY MODELS 3l6 \r\n\r\n 6.3.l Eventual Consistency 3l7 \r\n\r\n 6.3.2 Monotonic Reads 319 \r\n\r\n 6.3.3 Monotonic Writes 320 \r\n\r\n 6.3.4 Read Your Writes 322 \r\n\r\n 6.3.5 Writes Follow Reads 323 \r\n\r\n 6.3.6 Implementation 324 \r\n\r\n 6.4 DISTRIBUTION PROTOCOLS 326 \r\n\r\n 6.4.l Replica Placement 326 \r\n\r\n 6.4.2 Update Propagation 330 \r\n\r\n 6.4.3 Epidendc Protocols 334 \r\n\r\n 6.5 CONSISTENCY PROTOCOLS 337 \r\n\r\n 6.5.l Primary-Based Protocols 337 \r\n\r\n 6.5.2 Replicated-Write Protocols 341 \r\n\r\n 6.5.3 Cache-Coherence Protocols 345 \r\n\r\n 6.6 EXAMPLES 346 \r\n\r\n 6.6.l Orca 347 \r\n\r\n 6.6.2 Causally--Consistent Lazy Replication 352 \r\n\r\n 6.7 SUMMARY 357 \r\n\r\n 7 FAULT TOLERANCE \r\n\r\n 7.1 INTRODUCTION TO FAULT TOLERANCE 362 \r\n\r\n 7.l.l Basic Concepts 362 \r\n\r\n 7.1.2 Failure Models 364 \r\n\r\n 7.l.3 Failure Masking by Redundancy 366 \r\n\r\n 7.2 PROCESS RESILIENCE 368 \r\n\r\n 7.2.l Design Issues 368 \r\n\r\n 7.2.2 Failure Masking and Replication 370 \r\n\r\n 7.2.3 Agreement in Faulty Systems 371 \r\n\r\n 7.3 RELIABLE CLIENT-SERVER COMMUNICAnON 375 \r\n\r\n 7.3.l Point-to-Point Communication 375 \r\n\r\n 7.3.2 RPC Semantics in the Presence of Failures 375 \r\n\r\n 7.4 RELIABLE GROUP COMMUNICATION 38l \r\n\r\n 7.4.l Basic Reliable-Multicasting Schemes 38l \r\n\r\n 7.4.2 Scalability in Reliable Multicasting 383 \r\n\r\n 7.4.3 Atomic Multicast 386 \r\n\r\n 7.5 DISTRIBUTED COMMIT 393 \r\n\r\n 7.5.l Two-Phase Commit 393 \r\n\r\n 7.5.2 Three-Phase Commit 399 \r\n\r\n 7.6 RECOVERY 40l \r\n\r\n 7.6.l Introduction 401 \r\n\r\n 7.6.2 Checkpointing 404 \r\n\r\n 7.6.3 Message Logging 407 \r\n\r\n 7.7 SUMMARY 4l0 \r\n\r\n 8 SECURITY \r\n\r\n 8.l INTRODUCTION TO SECURITY 414 \r\n\r\n 8.l.l Security Threats, Policies, and Mechhosms 4l4 \r\n\r\n 8.l.2 Design Issues 420 \r\n\r\n 8.l.3 Cryptography 425 \r\n\r\n 8.2 SECURE CHANNELS 432 \r\n\r\n 8.2.l Authentication 433 \r\n\r\n 8.2.2 Message Integrity and Confidentiality 44l \r\n\r\n 8.2.3 Secure Group Communication 444 \r\n\r\n 8.3 ACCESS CONTROL 447 \r\n\r\n 8.3.l General Issues in Access Control 447 \r\n\r\n 8.3.2 Firewalls 45l \r\n\r\n 8.3.3 Secure Mobile Code 453 \r\n\r\n 8.4 SECURITY MANAGEMENT 460 \r\n\r\n 8.4.l Key Management 46l \r\n\r\n 8.4.2 Secure Group Management 465 \r\n\r\n 8.4.3 Authorization Management 466 \r\n\r\n 8.5 EXAMPLE: KERBEROS 472 \r\n\r\n 8.6 EXAMPLE: SESAME 473 \r\n\r\n 8.6.l SESAME Components 474 \r\n\r\n 8.6.2 Privilege Attribute Certificates (PACs) 477 \r\n\r\n 8.7 EXAMPLE: ELECTRONIC PAYMENT SYSTEMS 478 \r\n\r\n 8.7.1 Electronic Payment Systems 478 \r\n\r\n 8.7.2 Security in ElectrOnic Payment Systems 480 \r\n\r\n 8.7.3 Example Protocols 484 \r\n\r\n 8.8 SUMMARY 488 \r\n\r\n 9 DISTRIBUTED OBJECT-BASED SYSTEMS \r\n\r\n 9.l CORBA 494 \r\n\r\n 9.l.l Overview of CORBA 495 \r\n\r\n 9.1.2 Communication 50l \r\n\r\n 9.l.3 Processes 508 \r\n\r\n 9.l.4 Naming 5l4 \r\n\r\n 9.l.5 Synchronization 5l8 \r\n\r\n 9.1.6 Caching and Replication 5l8 \r\n\r\n 9.l.7 Fault Tolerance 520 \r\n\r\n 9.l.8 Security 522 \r\n\r\n 9.2 DISTRIBUTED COM 525 \r\n\r\n 9.2.l Overview of DCOM 526 \r\n\r\n 9.2.2 Communication 53l \r\n\r\n 9.2.3 Processes 534 \r\n\r\n 9.2.4 Naming 537 \r\n\r\n 9.2.5 Synchronization 54l \r\n\r\n 9.2.6 Replication 54l \r\n\r\n 9.2.7 Fault Tolerance 54l \r\n\r\n 9.2.8 Security 542 \r\n\r\n 9.3 GLOBE 545 \r\n\r\n 9.3.l Overview of Globe 545 \r\n\r\n 9.3.2 Communication 553 \r\n\r\n 9.3.3 Processes 554 \r\n\r\n 9.3.4 Naming 557 \r\n\r\n 9.3.5 Synchronization 559 \r\n\r\n 9.3.6 Replication 560 \r\n\r\n \r\n\r\n \r\n
\r\n

本书的作者Andrew S. Tanenbaum早已为读者所熟悉, 他撰写了多部关于计算机网络. 操作系统的著作和教材. 本书实际上是他在1995年出版的教材《分布式操作系统》（Distributed Operating Systems）的修订版. 正如作者自己所指出的, 从那时以来, 技术的飞速发展和重大变化, 例如, Internet和WWW技术的发展（WWW可以说是迄今最大的分布式系统）, 而在原来的那本书中甚至根本没有提到, 因此, 仅仅修订一下原教材, 无论从范围还是内容已远远不能适应这种发展和变化, 而是需要有一本新书, 从更宽的视野和更广的意义上来论述操作系统的一些问题, 特别是分布式系统. 这就是作者重新撰写原书并取名为《分布式系统——原理与范例》的原因. 全书主要内容为12章, 目录如下：

前言

第1章 总论

1. 1 分布式系统定义

1. 2 目标

1. 3 硬件概念

1. 4 软件概念

l. 5 客户一服务器（C／S）模型

1. 6 小结

第2章 通信

2. 1 层次化协议

2. 2 远程过程调用

2. 3 远程对象调用

2. 4 面向消息的通信

2. 5 面向流的通信

2. 6 小结

第3章 进程

3. 1 线程

3. 2 客户

3. 3 服务器

3. 4 代码迁移

3. 5 软件代理

3. 6 小结

第4章 命名

4. l 命名实体

4. 2 定位移动实体

4. 3 移去不再访问的实体

4. 4 小结

第5章 同步

5. 1 时钟同步

5. 2 逻辑时钟

5. 3 全局状态

5. 4 选择等法

5. 5 互折

5. 6 分布式事务

5. 7 小结

第6章 一致性与复制

6. l 引言

6. 2 以数据为中心的一致性模型

6. 3 以客户为中心的一致性模型

6. 4 分布式协议

6. 5 一致性协议

6. 6 例

6. 7 小结

第7章 容错

7. 1 容错简介

7. 2 进程恢复

7. 3 可靠的客户一服务器通信

7. 4 可靠的组通信

7 5 分布式提交

7. 6 恢复

7. 7 小结

第8章 安全

8. l 安全简介

8. 2 安全通道

8. 3 访问控制

8. 4 安全管理

8. 5 例：KERBEROS

8. 6 例：SESAME

8. 7 例：电子支付系统

8. 8 小结

第9章 基于分布式对象的系统

9. 1 CORBA

9 2 DCOM

9. 3 GLOBE

9. 4 CORBA, DCOM以及GLOBE

9. 5 小结

第10章 分布式文件系统 12. 5 小结

10. 1 SUN网络文件系统

10. 2 CODA文件系统

10. 3 其他分布式文件系统

10. 4 各种文件系统的比较

10. 5 小结

第11章基于分布式文档的系统

11. 1 WWW

11. 2 Lotus Notes

11. 3 WWW与Lotus Notes的比较

ll. 4 小结

第12章 基于分布式协调的系统

12. l 协调模型简介

12. 2 TIB／RENDEZVOUS

12. 3 JINI

12. 4 TIB／RENDEZVOUS与 JINI比较

第13章 各章的阅读材料和参考文献的比较

在结构上本书可分为“原理”和“范例”两大部分. 第1章为总论, 讨论了分布式系统定义. 目标. 硬件概念. 软件概念. 客户一服务器模型等内容. “原理”部分从第2章至第8章共7章组成, 主要论述分布式系统中最为重要的一些基本概念和原理, 包括通信. 进程. 命名. 同步. 一致性和复制. 容错. 安全性等, “范例”部分则由第9章至第12章共4章组成, 分别介绍了分布式系统中的几个典型范例, 由这些范例构成的几个主要系统, 这些范例包括基于分布式对象的系统. 分布式文件系统. 基于分布式文档的系统. 基于分布式协调的系统等.

本书是作者为计算机科学专业的高年级本科生或研究生的课程而写的, 既系统地讲授了分布式系统的基本原理, 技术的发展, 也给出了一些范例和实际系统, 每章都有问题与练习, 供学生去深入思考, 另外配有题解, 是一本很好的教材. 因此, 我认为清华大学出版社以影印方式把该书引人国内, 将会给计算机专业的高年级本科生和研究生提供一个很有参考价值的关于分布式系统的教材. 对于从事分布式系统和分布式操作系统领域研究和开发的工作人员, 本书也具有很大参考价值.

史美林教授

清华大学计算机科学与技术系

2002年8月