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1、1.2什么是分布式計(jì)算系統(tǒng)?它的實(shí)質(zhì)是什么?分布式計(jì)算系統(tǒng)是由多個(gè)相互連接的計(jì)算機(jī)組成的一個(gè)整體, 這些計(jì)算機(jī)在一組 系統(tǒng)軟件(分布式操作系統(tǒng)或中間件) 環(huán)境下,合作執(zhí)行一個(gè)共同的或不同的任 務(wù),最少依賴(lài)于集中的控制過(guò)程、數(shù)據(jù)和硬件。實(shí)質(zhì):分布計(jì)算系統(tǒng)=分布式硬件+分布式控制+分布式數(shù)據(jù)。1.10多處理機(jī)與多計(jì)算機(jī)的區(qū)別是什么?同構(gòu)多計(jì)算機(jī)和異構(gòu)多計(jì)算機(jī)各有什么特點(diǎn)?區(qū)別:多計(jì)算機(jī)是將多個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)處理冋題,多處理機(jī)是在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)集成多個(gè)處理器.廣義上說(shuō),使用多臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作來(lái)完成所要求的任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是多處理機(jī)系統(tǒng)。即多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。狹義上說(shuō):多處理機(jī)系統(tǒng)的作用是利用系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè) C
2、PU來(lái)并行執(zhí)行用戶(hù)的幾個(gè) 程序,以提高系統(tǒng)的吞吐量或用來(lái)進(jìn)行冗余操作以提高系統(tǒng)的可靠性。同構(gòu)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn):1. 每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一臺(tái)計(jì)算機(jī),包含 CPU和存儲(chǔ)器。2. 節(jié)點(diǎn)間的通信量較少。3. 同構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互連有兩種結(jié)構(gòu):基于總線(xiàn)的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于交換的多 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。異構(gòu)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn):1. 節(jié)點(diǎn)可能是多處理機(jī)系統(tǒng)、集群或并行高性能計(jì)算機(jī)。2. 節(jié)點(diǎn)間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)如In ternet連接起來(lái)的。3. 有兩種實(shí)現(xiàn)方法:采用分布式操作系統(tǒng)和中間件軟件層。1.16什么是中間件,它的功能是什么?它在分布式系統(tǒng)中的地位是什么?中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序, 分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同 的技
3、術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上,管理計(jì)算機(jī) 資源和網(wǎng)絡(luò)通訊,是連接兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序或獨(dú)立系統(tǒng)的軟件 功能:命名服務(wù)作業(yè)調(diào)度高級(jí)通信服務(wù)資源管理數(shù)據(jù)持久化分布式事務(wù) 分布式文檔系統(tǒng)安全服務(wù)地位:中間件的一個(gè)重要目標(biāo)是對(duì)應(yīng)用程序隱藏底層平臺(tái)的異構(gòu)型,因此中間件系統(tǒng)都提供一組完整度不同的服務(wù)集。這些服務(wù)是通過(guò)中間件系統(tǒng)提供的接口來(lái) 調(diào)用的。一般禁止跳過(guò)中間件層直接調(diào)用底層操作系統(tǒng)的服務(wù)。節(jié)點(diǎn)計(jì)博機(jī)1節(jié)點(diǎn)計(jì)葬機(jī)2節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)m分布式應(yīng)用科序II中冋件月恆務(wù)II同絡(luò)操柞系城脈勢(shì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)服筠內(nèi)核內(nèi)棲內(nèi)核1.18分布式系統(tǒng)有哪些計(jì)算模式?(必考)1. 面向?qū)ο竽J剑?0M)是基于客
4、戶(hù)/服務(wù)器模型,服務(wù)器是以面向?qū)ο蟮募夹g(shù)實(shí) 現(xiàn)2. 面向服務(wù)模式(SOM),也是基于客戶(hù)/服務(wù)器模型,但服務(wù)器是動(dòng)態(tài)的。服務(wù)由 服務(wù)提供者在網(wǎng)上發(fā)布,服務(wù)消費(fèi)者(客戶(hù))通過(guò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議可以從網(wǎng)上查到 所需要的服務(wù)。目的是使服務(wù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于操作系統(tǒng)、硬件平臺(tái)和編程語(yǔ)言3. 公用計(jì)算模式(UBM),是支持E-scienee的計(jì)算,它的計(jì)算量巨大。如網(wǎng)格計(jì) 算工程I-WAY是將若干個(gè)國(guó)家計(jì)算中心現(xiàn)有的和將要安裝的高性能計(jì)算機(jī)和其 他科研儀器設(shè)備,通過(guò)In ternet連接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)計(jì)算網(wǎng)格(Grid)。4. 志愿參與模式(VJM),是充分利用網(wǎng)上空閑的計(jì)算能力,支持計(jì)算量巨大的科 學(xué)計(jì)算。(詳見(jiàn)書(shū)
5、p21-p22頁(yè))2.5有哪些名字服務(wù)形式?名字服務(wù)器的組成與功能是什么?名字服務(wù)形式:(1)名字服務(wù):名字服務(wù)是根據(jù)實(shí)體的名字查找它的屬性(地址)。(2)目錄服務(wù):目錄服務(wù)既可以根據(jù)實(shí)體的名字查找實(shí)體的屬性,當(dāng)不知道實(shí) 體名時(shí)也可以根據(jù)實(shí)體的一個(gè)或多個(gè)屬性及其值查找并得到一個(gè)匹配這些屬性 的實(shí)體列表。(3)合約服務(wù):是一種增強(qiáng)的目錄服務(wù),通過(guò)技術(shù)規(guī)范來(lái)定位一個(gè)命名實(shí)體。名字服務(wù)器組成:(1)名字服務(wù)器操作:管理、查詢(xún)操作和行政管理。增加、刪除和修改上下文 的目錄項(xiàng)。指定訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(quán)。(2)名字解析:根據(jù)名字解析請(qǐng)求,得到被解析對(duì)象地址。(3)緩存:緩存名字查詢(xún)和解析的結(jié)果。(4)多副本管理:副
6、本修改和副本一致性維護(hù)。(5)通信:客戶(hù)端的名字代理和名字服務(wù)器之間通信。(6)數(shù)據(jù)庫(kù):存放名字解析上下文或其子域。名字服務(wù)器功能:管理名字解析上下文、實(shí)現(xiàn)名字查詢(xún)與解析和其它名字服務(wù)器 通信協(xié)調(diào)。2.7什么是迭代名字解析,什么是遞歸名字解析,它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)? 迭代名字解析:建議考試畫(huà)圖解釋?zhuān)?. <nl,vui.C$.hp2-如“巴 <vu,cs,ftp>Roolname server<nl,vu,cs ftp-Clients name resolverNan>e servernl noce5.6.7 <ftp>8.f-larne s&i
7、vervu rodeName server cs nodeNodes ars managed b> ttie same server遞歸名字解析:也畫(huà)圖解釋nl.vus.ftp各自?xún)?yōu)缺點(diǎn):遞歸名字解析缺點(diǎn):要求每臺(tái)名字服務(wù)器具有較高的性能。遞歸名字解析優(yōu)點(diǎn):1.遞歸名字解析過(guò)程中,各名字服務(wù)器解析的緩存結(jié)果使用 更為高效。2.如果主機(jī)與服務(wù)器距離很遠(yuǎn),那么采用遞歸名字解析將更為高效。 迭代名字解析缺點(diǎn):客戶(hù)得到的解析結(jié)果一般是緩存在客戶(hù)地址空間,其他客戶(hù)無(wú)法使用。迭代名字解析優(yōu)點(diǎn):若名字服務(wù)和文件服務(wù)器配置為同一臺(tái)名字服務(wù)器,那么采用迭代解析長(zhǎng)距離通信的次數(shù)減少2.14什么是目錄服務(wù)?目
8、錄項(xiàng)和屬性及屬性值的關(guān)系是什么?目錄服務(wù):目錄服務(wù)既可以根據(jù)實(shí)體的名字查找實(shí)體的屬性,當(dāng)不知道實(shí)體名時(shí)也可以根據(jù)實(shí)體的一個(gè)或多個(gè)屬性及其值查找并得到一個(gè)匹配這些屬性的實(shí)體 列表。關(guān)系:目錄項(xiàng)是一個(gè)命名對(duì)象的信息集合。 每個(gè)命名對(duì)象包括若干個(gè)屬性,每個(gè) 屬性有一個(gè)屬性類(lèi)型和相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)屬性值。2.17 X.500目錄服務(wù)中定義了哪些目錄服務(wù)協(xié)議?查詢(xún)鏈和轉(zhuǎn)交的含義是什 么?1. 目錄訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議DAP DUA用來(lái)與DSA!信。2. 目錄系統(tǒng)協(xié)議DSP是兩個(gè)DSA之間的操作協(xié)議,在DSA之間傳遞查詢(xún)請(qǐng)求 和響應(yīng)。3. 目錄信息鏡像協(xié)議DISP,是DSA用來(lái)將信息從鏡像提供者傳送給鏡像使用 者。4.
9、 目錄操作綁定管理協(xié)議DOP DSA用來(lái)層次操作綁定管理和鏡像管理。查詢(xún)鏈:?jiǎn)为?dú)一個(gè)DSA不大可能滿(mǎn)足查詢(xún)需求,他可能將一個(gè)查詢(xún)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè) DSA這種轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程形成了一個(gè)查詢(xún)鏈。DUA-RequestResponsediainDSA-RequestResponse(respDSA轉(zhuǎn)交:當(dāng)DSA發(fā)現(xiàn)整個(gè)查詢(xún)操作必須由一個(gè)更適合的 DSA處理時(shí),它會(huì)返回一個(gè) 轉(zhuǎn)交信息給上一個(gè)DSA或 DUA這個(gè)轉(zhuǎn)交指出更適合的DSA勺名字和地址DUA<-RequestResponsereferDSARequestResponse2.18輕量數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議LDAP和目錄訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議DAP的關(guān)系和區(qū)別是什么?1. L
10、DAP的最初目標(biāo)是向用戶(hù)提供目錄服務(wù)時(shí)避免DAP的大量開(kāi)銷(xiāo)。2. LDAP的操作集對(duì)DAP故了簡(jiǎn)化,刪除了 read和list操作,用search代替。3. LDAP服務(wù)器自行處理目標(biāo)服務(wù)器(DSA)送來(lái)的轉(zhuǎn)交,只向客戶(hù)返回正確的查詢(xún) 結(jié)果或錯(cuò)誤消息,不再返回轉(zhuǎn)交。LDAP是用戶(hù)用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)目錄服務(wù)的一個(gè)協(xié)議。4. 建議再回答下LDAP的模型:LDAPI DAP詵求LDAPDSP沖求目錄服客戶(hù)T.DAP RhR汕乂一也昭必丁"轉(zhuǎn)交°)務(wù)器LDAP-T DAPLDAP客戶(hù)I DAP響應(yīng)©結(jié)果戒錯(cuò)課服勞器bj LDAP址冃錄服第罌的組咸部分3.7什么是遠(yuǎn)程執(zhí)行邏輯機(jī)模型?
11、對(duì)邏輯機(jī)模型的要求是什么?概念:在這個(gè)模型中有兩個(gè)部件,客戶(hù)節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程服務(wù)節(jié)點(diǎn)。客戶(hù)節(jié)點(diǎn)上的代理 進(jìn)程負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程服務(wù)節(jié)點(diǎn)上遠(yuǎn)程進(jìn)程執(zhí)行的初始化;遠(yuǎn)程服務(wù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行客戶(hù)機(jī)賦予 的進(jìn)程。選用還圈艮務(wù)節(jié)點(diǎn)_ LdTT.廠(chǎng)本地逬程U分配爲(wèi) 遠(yuǎn)擰執(zhí) _匕_迎求Oif呈逬程遠(yuǎn)程執(zhí)/X.分配器子進(jìn)程 /遠(yuǎn)稲抗I 行譙永/ / 進(jìn)程代理 遠(yuǎn)程進(jìn)程走程執(zhí)行結(jié)一一 一 rd選用遠(yuǎn)程髓務(wù)節(jié)點(diǎn)邏輯機(jī)1要求:(1)遠(yuǎn)程進(jìn)程必須能訪(fǎng)問(wèn)駐留在源計(jì)算機(jī)上的文件系統(tǒng)。(2)遠(yuǎn)程進(jìn)程能接收邏輯機(jī)內(nèi)任何進(jìn)程發(fā)來(lái)的信號(hào),也能將信號(hào)提供給邏輯機(jī) 內(nèi)任何進(jìn)程。(3)進(jìn)程組保持在邏輯機(jī)內(nèi)。(4)基于樹(shù)型的進(jìn)程父子關(guān)系在邏輯機(jī)內(nèi)必須得以保持。3
12、.13何為異步進(jìn)程遷移算法?何為同步進(jìn)程遷移算法?它們的優(yōu)缺點(diǎn)是什么? 異步進(jìn)程遷移算法:這類(lèi)算法允許非遷移進(jìn)程在遷移過(guò)程中繼續(xù)運(yùn)算,只有遷移進(jìn)程被中斷進(jìn)行相關(guān)的操作。優(yōu)點(diǎn):可以得到較好的執(zhí)行效率。 缺點(diǎn):和原有環(huán)境的兼容性不好,不能方便的移植。同步遷移算法:這類(lèi)算法在遷移過(guò)程中所有進(jìn)程(包括非遷移的協(xié)同進(jìn)程)都被 掛起,進(jìn)程之間需要同步來(lái)清空通信信道中的中途消息,所有進(jìn)程均要阻塞等待遷移事件完成后,才能從中斷處繼續(xù)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn):算法簡(jiǎn)單,具有較好的可移植性和易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn):需要中央控制管理進(jìn)程參與,所有進(jìn)程都被迫中斷,等待遷移過(guò)程的結(jié)束。 3.15比較進(jìn)程遠(yuǎn)程執(zhí)行與進(jìn)程遷移兩種機(jī)制。進(jìn)程遠(yuǎn)程執(zhí)
13、行,就是在集群中或網(wǎng)絡(luò)中尋找一個(gè)或多個(gè)合適的節(jié)點(diǎn)來(lái)執(zhí)行用戶(hù)程 序。在兩種情況下需要遠(yuǎn)程進(jìn)程執(zhí)行, 一是資源貧乏的簡(jiǎn)單用戶(hù)終端;另一種是 e-科學(xué)動(dòng)態(tài)遷移是將一個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程掛起,它的狀態(tài)從源處理機(jī)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)處 理機(jī)節(jié)點(diǎn),并在處理機(jī)上恢復(fù)該進(jìn)程運(yùn)行,用于動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡、系統(tǒng)容錯(cuò)、高效 使用本地資源等諸多系統(tǒng)功能進(jìn)程遠(yuǎn)程執(zhí)行中,客戶(hù)節(jié)點(diǎn)中的代理進(jìn)程在將進(jìn)程打包發(fā)送后并接收返回后可以 繼續(xù)運(yùn)行;進(jìn)程遷移中,舊進(jìn)程在將進(jìn)程發(fā)送到新的地址后, 終止運(yùn)行或只進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)功4.1在水平時(shí)間軸上表示阻塞發(fā)送/接收和非阻塞發(fā)送/接收進(jìn)程與操作系統(tǒng)內(nèi) 核之間操作的時(shí)間關(guān)系。沒(méi)有具體答案,先方便理解一下阻塞和非
14、阻塞:阻塞和非阻塞關(guān)注的是程序在等待調(diào)用結(jié)果(消息,返回值)時(shí)的狀態(tài) .阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前,當(dāng)前線(xiàn)程會(huì)被掛起。調(diào)用線(xiàn)程只有在得到結(jié)果 之后才會(huì)返回。非阻塞調(diào)用指在不能立刻得到結(jié)果之前,該調(diào)用不會(huì)阻塞當(dāng)前線(xiàn)程。 例子:你打電話(huà)問(wèn)書(shū)店老板有沒(méi)有分布式系統(tǒng)這本書(shū),你如果是阻塞式調(diào)用,你會(huì) 一直把自己“掛起”,直到得到這本書(shū)有沒(méi)有的結(jié)果,如果是非阻塞式調(diào)用,你 不管老板有沒(méi)有告訴你,你自己先一邊去玩了,當(dāng)然你也要偶爾過(guò)幾分鐘check 一下老板有沒(méi)有返回結(jié)果。4.2試敘述如何實(shí)現(xiàn)阻塞發(fā)送/接收和非阻塞發(fā)送/接收,對(duì)操作系統(tǒng)有什么要 求?當(dāng)進(jìn)程到達(dá)發(fā)送原語(yǔ)時(shí)執(zhí)行一次阻塞發(fā)送,無(wú)需等待對(duì)應(yīng)的接收
15、。在消息從 S安全寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)前,發(fā)送進(jìn)程不能返回。當(dāng)進(jìn)程到達(dá)接收原語(yǔ)時(shí)執(zhí)行一次阻塞接收,無(wú)需等待對(duì)應(yīng)的發(fā)送。然而,消 息從緩沖區(qū)接收到R之前,接收進(jìn)程不會(huì)返回。要求:系統(tǒng)要為阻塞模式消息傳送提供臨時(shí)的緩沖區(qū)當(dāng)進(jìn)程到達(dá)發(fā)送原語(yǔ)時(shí)執(zhí)行一次非阻塞發(fā)送,無(wú)需等待對(duì)應(yīng)的接收。只要通 知操作系統(tǒng)有一個(gè)消息要發(fā)送,發(fā)送進(jìn)程就可以返回。當(dāng)進(jìn)程到達(dá)接收原語(yǔ)時(shí)執(zhí)行一次非阻塞接收,無(wú)須等待對(duì)應(yīng)的發(fā)送。只要通 知操作系統(tǒng)有一個(gè)消息要接收,接收進(jìn)程就可以返回了。要求:系統(tǒng)要為非阻塞消息傳送提供臨時(shí)緩沖區(qū)4.4對(duì)以下每個(gè)應(yīng)用程序,你認(rèn)為“至多一次”和“至少一次”語(yǔ)義哪個(gè)最好?(1)在文件服務(wù)器上讀寫(xiě)文件:至少一次。(
16、2)銀行服務(wù):至多一次(3)編譯一個(gè)程序:至少一次通過(guò)發(fā)送原語(yǔ)send和接收原語(yǔ)receive實(shí)現(xiàn)要求操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 4種不同 的可靠性語(yǔ)義。至少一次:保證正確完成消息傳送至少一次至多一次:保證正確完成消息傳送至多一次。在沒(méi)有節(jié)點(diǎn)崩潰和網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)情 況下,它只正確地執(zhí)行一次消息傳送。事務(wù)語(yǔ)義:它保證消息的原子性。不管節(jié)點(diǎn)崩潰或網(wǎng)絡(luò)端口與否,它或者完 成一次消息傳送,或者什么也不做。精確一次:無(wú)論在什么情況下,保證正確完成一次消息傳送,不管是否有節(jié) 點(diǎn)崩潰或網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi),它接近某種程度的容錯(cuò)機(jī)制。4.9什么是因果定律?它和FIFO全定序相比,哪個(gè)更嚴(yán)格?因果定律:不管含有因果關(guān)系的消息是由同一個(gè)發(fā)送進(jìn)
17、程多播,還是不同發(fā)送進(jìn)程多播,所有接收進(jìn)程要保證先接收“因”消息,后接收“果”消息。FIFO:對(duì)同一個(gè)發(fā)送進(jìn)程發(fā)出的多播消息,要求所有接收進(jìn)程按發(fā)送的順序接收, 而對(duì)不同發(fā)送進(jìn)程的多播消息可按不同順序接收。相比之下,因果排序更嚴(yán)格。4.12RPC被認(rèn)為是分布式最初的中間件,它能實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的透明性嗎?p92在RPC過(guò)程中,客戶(hù)可以簡(jiǎn)單的忽略不關(guān)心的內(nèi)容,客戶(hù)并不直接執(zhí)行send 和receive原語(yǔ),也不關(guān)心消息的傳遞,所有這些都隱藏在樁中,從而實(shí)現(xiàn) RPC 的透明性。調(diào)用網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)機(jī)客戶(hù)樁返回request=pack(para)send requestreceiveresult=unpack
18、msg)客戶(hù)機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核謂求消息應(yīng)答消恵5.2假設(shè)兩臺(tái)機(jī)器的時(shí)鐘每秒滴答 1000次和990次,如果UTC每秒更新一次。 兩臺(tái)機(jī)器時(shí)鐘的最大偏移量是多少?1000-990=10次/秒,每秒的最大偏移量為 0.010ms。5.6在集中式互斥算法中,若考慮進(jìn)程的優(yōu)先權(quán),算法應(yīng)該如何設(shè)計(jì)? 首先選擇一個(gè)進(jìn)程作為協(xié)調(diào)者,并在其中創(chuàng)建一個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列,請(qǐng)求隊(duì)列中保存所 有發(fā)送了資源請(qǐng)求且尚未離開(kāi)臨界區(qū)的進(jìn)程,每當(dāng)一個(gè)進(jìn)程離開(kāi)臨界區(qū)后,要先將該進(jìn)程從請(qǐng)求隊(duì)列刪除,再根據(jù)優(yōu)先權(quán)大小對(duì)隊(duì)列重新排序,使優(yōu)先權(quán)最大的 進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)。5.7Richart_Agrawala 算法如何改進(jìn)了 Lamport 算法,它的
19、優(yōu)點(diǎn)是什么? (必考)Lamport算法的開(kāi)銷(xiāo)是3 (N-1 )個(gè)消息,Richart算法只要2 (N-1 )個(gè)消息,N 是競(jìng)爭(zhēng)資源的進(jìn)程數(shù)。Lamport 算法前 2步:1. Pi 資源請(qǐng)求消息 Request (Ti :P i )發(fā)送2. Pj收到Request (T i : P i ),按T順序置于其消息隊(duì)列,如果沒(méi)有資源請(qǐng)求 或請(qǐng)求時(shí)間晚于收到消息的時(shí)間戳,回應(yīng) Reply(T j : P j )Richart 算法前 2步:1. Pi資源請(qǐng)求消息Request( Ti : Pi)發(fā)送2. Pj收到Request(Ti : Pi),按T順序置于其消息隊(duì)列 如果沒(méi)有資源請(qǐng)求或請(qǐng)求時(shí)間晚于
20、收到消息的時(shí)間戳,回應(yīng) Reply(Tj :Pj ) ; 否則推遲返回應(yīng)答消息進(jìn)程從臨界區(qū)退出,向需要請(qǐng)請(qǐng)求資源的進(jìn)程補(bǔ)發(fā)應(yīng)答消息 標(biāo)紅處即為改進(jìn)優(yōu)點(diǎn):1. 它具有對(duì)稱(chēng)性2. 具有完全的分布式控制3. 對(duì)通信鏈路相對(duì)速度的不敏感性5.8 比較集中式算法、 Ricart_Agrawala 算法和令牌算法的開(kāi)銷(xiāo)和問(wèn)題集中式算法的問(wèn)題:容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障Ricart 算法的問(wèn)題:由于不應(yīng)答被認(rèn)為是資源被占用,所以如果有某個(gè)節(jié)點(diǎn)故 障,會(huì)導(dǎo)致該算法的異常終止。同時(shí)各進(jìn)程對(duì)資源的使用情況缺乏了解。 令牌算法的問(wèn)題:檢測(cè)令牌丟失困難開(kāi)銷(xiāo):集中式算法開(kāi)銷(xiāo)最大,Richar算法需要2( N-1)個(gè)消息,令牌算法
21、最多 需要 N-1 個(gè)消息。5.11共享K個(gè)相同資源的互斥算法和 Ricart_Agrawala算法的共同點(diǎn)和區(qū)別是 什么? 相同點(diǎn):基于相同的概念,每個(gè)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)程都維持一個(gè)推遲應(yīng)答數(shù)組 RD ,數(shù)組 元素是表示相應(yīng)進(jìn)程是否推遲發(fā)出應(yīng)答消息。區(qū)別:1. 應(yīng)答消息到達(dá)的環(huán)境。在 Ricart 算法中,正在等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要得到 N-1個(gè)應(yīng)答消息。在共享K個(gè)相同資源的互斥算法中,N-K個(gè)應(yīng)答消息是在進(jìn)程 等待時(shí)到達(dá), K-1 個(gè)消息是進(jìn)程已在臨界區(qū)或等待進(jìn)入臨界區(qū)或離開(kāi)臨界區(qū)后到 達(dá)。2. 在 Ricart 算法中,其他競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)程推遲應(yīng)答數(shù)組的每一項(xiàng) RDi 是布爾型,因 為應(yīng)答只能是一個(gè),或是推
22、遲,或是不推遲。在共享K個(gè)相同資源的互斥算法中, 可能有多個(gè)應(yīng)答消息被推遲,這樣 RDi 應(yīng)聲明為整數(shù)型。5.13 在基于事件優(yōu)先權(quán)算法中,如何保證低優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程有機(jī)會(huì)進(jìn)入臨界區(qū), 而不挨餓。將進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)函數(shù) P(i) 改為 P(i,ti) ,其中 ti 表示進(jìn)程發(fā)出進(jìn)入臨界區(qū)的請(qǐng) 求的時(shí)間戳,隨著時(shí)間的流逝逐漸增大 P(i,ti) 的值,即可保證最終進(jìn)程的優(yōu)先 級(jí)會(huì)變得足夠高,從而能夠進(jìn)入臨界區(qū)。5.14在基于事件優(yōu)先權(quán)算法中,實(shí)時(shí)系統(tǒng)的殘留時(shí)間不足以訪(fǎng)問(wèn)臨界區(qū),會(huì)發(fā) 生什么情況,如何處理?這樣會(huì)導(dǎo)致正常執(zhí)行優(yōu)先權(quán)算法時(shí)無(wú)法按時(shí)完成任務(wù)。若此時(shí)正在運(yùn)行的進(jìn)程優(yōu) 先級(jí)低于當(dāng)前需要進(jìn)入臨界區(qū)的
23、進(jìn)程(系統(tǒng)為強(qiáng)實(shí)時(shí)),可以采用搶占式調(diào)度, 立即讓該進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū),確保按時(shí)完成任務(wù);否則可以立即將當(dāng)前請(qǐng)求廢棄(任 務(wù)時(shí)效性強(qiáng)且系統(tǒng)為弱實(shí)時(shí))或者正常執(zhí)行算法(任務(wù)時(shí)效性較弱)8.2圖8.1 (b)為什么違背嚴(yán)格一致性?客戶(hù)缶W(wǎng)fela客戶(hù)B:*MN、R&bF>fb)違背嚴(yán)格一致性因?yàn)锽讀到的不是a,而是數(shù)據(jù)項(xiàng)x的初值null,客戶(hù)A的寫(xiě)操作沒(méi)有立即傳播 到B,未能及時(shí)完成對(duì)副本的修改。8.3圖8.2 (b)為什么違背順序一致性?客戶(hù)山/' V./ U容戶(hù)B: 駅gS 、N客戶(hù)>,艮0由_、軒 趙込官戶(hù)a *與以比b)違背顒序一數(shù)性=因?yàn)檫M(jìn)程C看到數(shù)據(jù)項(xiàng)x是先寫(xiě)a
24、后寫(xiě)b,而進(jìn)程D看到數(shù)據(jù)項(xiàng)x是先寫(xiě)b后寫(xiě)a8.4圖8.3( c)為什么符合因果一致性定律?客戶(hù)' 入*亠*害戶(hù)糧文曲7客戶(hù) OF RQp0客戶(hù)© )bc)有效因果一致性定序屮因?yàn)閃(x)a和W(x) b是并發(fā)寫(xiě),因此也符合因果一致性要求。8.5圖8.4 (b)為什么遵循因果一致性,但對(duì) FIFO 致性是無(wú)效的?客戶(hù) A: W(x)a容戶(hù)Ci *軌聒容戶(hù) u:*R(幻并、辿Mpb 辿b)無(wú)效FJTO 致性定序昇圖中,客戶(hù)C對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)x讀a,b,c ;而客戶(hù)D對(duì)x讀c,a,b。所以不符合FIFO 一致性。雖然遵守因果一致性。書(shū)p200-p205的幾種一致性必須弄懂,是必考的。數(shù)據(jù)為
25、中心的一致性模型(由強(qiáng)到弱)嚴(yán)格一致性:對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的讀操作返回的值應(yīng)是該數(shù)據(jù)項(xiàng)最近寫(xiě)入的值。順序一致性:所有客戶(hù)在讀的時(shí)候看到的值變化的次序都相同。因果一致性:具有因果關(guān)系的寫(xiě)操作如果上一個(gè)寫(xiě)操作可能影響下一個(gè)寫(xiě) 操作的值,則兩個(gè)寫(xiě)操作是因果的,用水平虛線(xiàn)連接在所有副本上看到按相同的次序被執(zhí)行,如果操作不是因果的,那就是并發(fā)的,次序可任意交換。 FIFO 一致性:其他客戶(hù)所看到的某一個(gè)客戶(hù)執(zhí)行的寫(xiě)操作的次序是一致的。 弱一致性:采用按一個(gè)操作組,而不是單個(gè)操作進(jìn)行一致性定序。在同步操 作完成后,其之前的寫(xiě)入操作不應(yīng)該再被執(zhí)行??蛻?hù)扣 W(x)a W(xb Si客戶(hù) A: W(x)a W(x)b容
26、戶(hù) B:R(對(duì)a xRj-2t)b S 容戶(hù) B: S Rtxja+J' 基5V%客戶(hù) C;R(x)b Ria)弱一致性定序b)非弱一致性定序卩釋放一致性:獲取操作(Acquire):獲取變量的修改權(quán);釋放操作(Release): 釋放該變量,并通知(可選)其它進(jìn)程更新。入口一致性(在申請(qǐng)獲取時(shí)才更新):數(shù)據(jù)項(xiàng)一次操作與同步變量相關(guān)聯(lián)客戶(hù) Aj工a Acq(Iy) W(y)b ReI匚幻 RelfLyH_官戶(hù)B;A£q(J貫R(x爼 斑町血山衛(wèi)客戶(hù) G>Acq(Ly) R¥)b*J.-_ _"-客戶(hù)為中心的一致性模型單調(diào)讀:如果一個(gè)進(jìn)程讀數(shù)據(jù)項(xiàng)x的值
27、,該進(jìn)程的任何后續(xù)對(duì)x的讀操作總是返 回前一次讀同樣的值或更加新的值副本 Ll: WS(x)R(xl)副本 Ll: WS(xl)R(x1)-pg|*LJsVWS(Jtl;z2)戰(zhàn)竝剖本L厶 WS;(x2) 瓦把j WS(x1;k2>a)單調(diào)請(qǐng)一釵性b)非早謂讀一致性aW(x2>-b)非單謂寫(xiě)一敢性副 Lli副本G單調(diào)寫(xiě):一個(gè)進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)x執(zhí)行寫(xiě)操作,必須在該進(jìn)程對(duì)x執(zhí)行任何后續(xù)寫(xiě)操 作之前完成副本L2,+ WQq孔)I翠伍副本Ll« 呻&a)至調(diào)寫(xiě)一致壯寫(xiě)后讀:一個(gè)進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)x執(zhí)行一次寫(xiě)操作的結(jié)果,總是會(huì)被該進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng) x的后續(xù)讀操作所看見(jiàn)副本 L1; Wfx
28、p副本匚皆衣罠珂“)_R(xJa)寫(xiě)J&讀一致性讀后寫(xiě):一個(gè)進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)x的寫(xiě)操作是跟在同一進(jìn)程對(duì)x讀操作之后,保證相 同的或更加新的x的值能被看見(jiàn)副本L理阻U副本 WSfe)b)非寫(xiě)后讀一致性畐I本匸乎<30蠱1鼻2a)讀后寫(xiě)一數(shù)性副本L 曾1)畐冰 T屮W£l>2)b)菲讀后寫(xiě)一致性"WShdl8.7比較“傳播更新通知”、“傳播更新數(shù)據(jù)”和“傳播更新操作”和它們的應(yīng)用場(chǎng)合傳播更新通知:只傳播一個(gè)簡(jiǎn)短的數(shù)據(jù)通知,不包含其他信息。寫(xiě)操作對(duì)讀操作的比率很高時(shí), 傳播更新數(shù)據(jù):傳播效果好。在副本間傳送被修改過(guò)的數(shù)據(jù)。讀操作對(duì)寫(xiě)操作的比率很高時(shí),傳播效果好傳播
29、更新操作:不傳播被修改過(guò)的數(shù)據(jù),而是告訴各副本應(yīng)該執(zhí)行的操作。 要求 每個(gè)副本有一個(gè)進(jìn)程來(lái)執(zhí)行更新操作,主動(dòng)的保持各副本關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的一致性。應(yīng)用場(chǎng)合:傳播更新通知:無(wú)效化協(xié)議傳播更新數(shù)據(jù):讀操作對(duì)寫(xiě)操作的比率很高時(shí)傳播更新操作:主動(dòng)復(fù)制8.9 個(gè)文件被復(fù)制在10個(gè)服務(wù)器上,列出表決算法的“讀集團(tuán)”和“寫(xiě)集團(tuán)” 這是12個(gè)服務(wù)器是的例子:基于法定數(shù)呈的協(xié)議-Wtf定寒?dāng)?shù)衣決的塩制寫(xiě)協(xié)iHiThomas提出并山Gifford推廣的IPS木思燉是翌求客戶(hù)在詢(xún)或?qū)憘€(gè)多副木只亨數(shù)據(jù) 項(xiàng)Zfit向名個(gè)制本服務(wù)器提出請(qǐng)求,并得到它們的Mu-科Cl ROWA迅擇廠(chǎng)図4?氐二T6F罵蚤団 “科匸,用m廠(chǎng)fa)讀寫(xiě)
30、集團(tuán)正碑進(jìn)擡b寫(xiě)集團(tuán)異飲寫(xiě)寫(xiě)沖突此算法要求N (R) +N (W >NN (W >N/2 此題的N=10;那么寫(xiě)集團(tuán)可以為6 7 8 9 10相應(yīng)的讀集團(tuán)為5 6 7 8 9 10(NW=64 5 6 7 8 9 10(NW=7)當(dāng) Nw=6,Nr的值可以是5 6 7 8 9 10當(dāng) Nw=7,Nr的值可以是4 5 6 7 8 9 10當(dāng) Nw=8,Nr的值可以是3 4 5 6 7 8 9 10當(dāng) Nw=9,Nr的值可以是2 3 4 5 6 7 8 9 10當(dāng) Nw=10,Nr的值可以是1 2 3 4 5 6 7 8 9 109.2分布式文件系統(tǒng)的共享語(yǔ)義指的是什么,有哪幾種共享語(yǔ)
31、義? 文件共享語(yǔ)義是為了理解文件的行為。不同共享語(yǔ)義將導(dǎo)致不同編程實(shí)現(xiàn)方法。 種類(lèi):(1) UNIX語(yǔ)義(順序一致性語(yǔ)義)(2) 會(huì)話(huà)語(yǔ)義(3) 不修改共享文件語(yǔ)義(4) 事務(wù)語(yǔ)義 見(jiàn)書(shū)p2929.4 NFS如何訪(fǎng)問(wèn)遠(yuǎn)程文件,它的虛擬文件系統(tǒng)的作用是什么?如何訪(fǎng)問(wèn):遠(yuǎn)程共享文件或它的子目錄是通過(guò)虛in ode (即vn ode)形式掛接在本地文件目錄中。NFS客戶(hù)端與遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)服務(wù)器之間通信采用安全的遠(yuǎn)程過(guò) 程調(diào)用(RPC方式,實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證和消息驗(yàn)證,采用了RPC重傳技術(shù),對(duì)文件共享進(jìn)行訪(fǎng)冋控制。作用:1.允許和操作系統(tǒng)使用不同的文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的接口。2. 是物理文件系統(tǒng)與服務(wù)之間的一個(gè)接口層
32、, 對(duì)每個(gè)文件系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié) 進(jìn)行抽象,使得不同的文件系統(tǒng)在系統(tǒng)中運(yùn)行的其他進(jìn)程看來(lái),都是相同的。9.8 NFS用的是遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)模式還是上載下載模式? 遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)模式9.9 NFS的RPC實(shí)現(xiàn)了何種可靠性語(yǔ)義? 通過(guò)復(fù)合調(diào)用可靠性語(yǔ)義有:至少一次:保證正確完成消息傳送至少一次至多一次:保證正確完成消息傳送至多一次。在沒(méi)有節(jié)點(diǎn)崩潰和網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)情況下, 它只正確地執(zhí)行一次消息傳送。事務(wù)語(yǔ)義:它保證消息的原子性。不管節(jié)點(diǎn)崩潰或網(wǎng)絡(luò)端口與否,它或者完成一 次消息傳送,或者什么也不做。精確一次:無(wú)論在什么情況下,保證正確完成一次消息傳送,不管是否有節(jié)點(diǎn)崩 潰或網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi),它接近某種程度的容錯(cuò)機(jī)制。我們可以看出:
33、符合“至少一次”的可靠性語(yǔ)義。11.5C0RBA勺主要特點(diǎn)是什么?功能是什么?簡(jiǎn)述 CORBAT統(tǒng)中ORB勺作用。 特點(diǎn):(1) CORBA定義了一種面向?qū)ο蟮能浖?gòu)件構(gòu)造方法,使不同的應(yīng)用可以共享 由此構(gòu)造出來(lái)勺軟件構(gòu)件;(2) 每個(gè)對(duì)象都將其內(nèi)部操作細(xì)節(jié)封裝起來(lái),同時(shí)又向外界提供了精確定義的 接口,從而降低了應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜性,也降低了軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用;(3) CORBA勺平臺(tái)無(wú)關(guān)性實(shí)現(xiàn)了對(duì)象的跨平臺(tái)引用,開(kāi)發(fā)人員可以在更大的范 圍內(nèi)選擇最實(shí)用的對(duì)象加入到自己的應(yīng)用系統(tǒng)之中;(4) CORBA勺語(yǔ)言無(wú)關(guān)性使開(kāi)發(fā)人員可以在更大的范圍內(nèi)相互利用別人的編程 技能和成果, 是實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的實(shí)用化工具CO
34、RB舶核心是對(duì)象請(qǐng)求代理(ORB, Object Request Broker) ,它提供了網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境無(wú)關(guān)性、操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)性和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言無(wú)關(guān)性的公共平臺(tái)。在面向?qū)ο蟮膽?yīng)用環(huán)境中,CORBM象的請(qǐng)求者不必知道它所請(qǐng)求的對(duì)象是在哪 里,是如何實(shí)現(xiàn)的,而是由ORB來(lái)負(fù)責(zé)跨平臺(tái)的運(yùn)作管理,無(wú)須應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 者干預(yù)。具有的跨平臺(tái)、分布式、面向?qū)ο蟮葍?yōu)點(diǎn)。CORBA是 一個(gè)中間件規(guī)范并不是一個(gè)實(shí)體軟件。軟件開(kāi)發(fā)者通過(guò)使用第三方的 ORBT具或IDL語(yǔ)言來(lái)定義CORBM象,實(shí)現(xiàn)OR助能。功能:( 1)存取來(lái)自現(xiàn)行桌面應(yīng)用程序的分布信息和資源;( 2)使現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)成為可供利用的網(wǎng)絡(luò)資源;( 3)為某一
35、特定業(yè)務(wù)用的定制的功能和能力來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)行桌面工具和應(yīng)用程序;( 4)改變和發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)以反映新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或新資源;ORB勺作用:ORB初始化ORB接口操作 獲取初始對(duì)象引用 與線(xiàn)程有關(guān)的操作 策略設(shè)置與管 理 對(duì)象引用操作11.6 什么是接口定義語(yǔ)言?它在分布式計(jì)算環(huán)境中起到什么作用? 概念:是一個(gè)描述軟件組件接口的語(yǔ)言規(guī)范。 IDL 用中立語(yǔ)言的方式進(jìn)行描述, 能使軟件組件(不同語(yǔ)言編寫(xiě)的)間相互通信。 IDL 通常用于 RPC( Remote Procedure Call ,遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用)軟件。 IDL 提供了一個(gè)“橋”來(lái)連接不同的 系統(tǒng)。作用:(1) 用 IDL 定義對(duì)象接口文件書(shū)戶(hù)
36、鏑應(yīng)用程序V b p ji1服務(wù)器端應(yīng)用程序害戶(hù)起始碼Stub代碼編澤鏈接L編譯樋夷Skeleton眼務(wù)対象 鉅蛤碼(2)用ORB攜帶的編譯器對(duì)IDL定義的對(duì)象接口文件進(jìn)行編譯 然后將此圖畫(huà)上:IDL文件客戶(hù)厳開(kāi)發(fā)IDL堀住器Tool KitToolKIt幵發(fā)人員L:11.7在CORBA勺體系結(jié)構(gòu)中,根據(jù)接口的可移植性和定義方式,接口分為哪幾 類(lèi),各起什么作用?1.ORB核心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有ORB都相同的接口2. 對(duì)象適配器接口連接對(duì)象實(shí)現(xiàn)和ORB3. 接口定義語(yǔ)言IDL和靜態(tài)接口客戶(hù)用ORB1帶的IDL編譯器,編譯對(duì)象接口 IDL文件,生成特定編程語(yǔ)言(如 C+)的 Stub 和 Sleketon
37、 代碼4. 動(dòng)態(tài)接口在預(yù)先不知道服務(wù)對(duì)象接口的情況下,客戶(hù)通過(guò)查詢(xún)或采用其他手段獲得服務(wù)對(duì) 象的接口描述信息,然后使用動(dòng)態(tài)調(diào)用接口來(lái)構(gòu)造客戶(hù)請(qǐng)求,并發(fā)送給對(duì)象實(shí)現(xiàn)。 在對(duì)象實(shí)現(xiàn)方,可用動(dòng)態(tài)骨架接口分發(fā)用戶(hù)請(qǐng)求的機(jī)制, 以便動(dòng)態(tài)處理客戶(hù)方的 請(qǐng)求。11.17簡(jiǎn)述JAVA RMI體系結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程方法調(diào)用 RMI (Remote Method Invocation )是Java特有的分布式計(jì)算技 術(shù)。它實(shí)質(zhì)上是通過(guò)Java編程語(yǔ)言擴(kuò)展了常規(guī)的過(guò)程調(diào)用,在網(wǎng)上不僅可以傳 送對(duì)象的數(shù)據(jù),而且可以傳送對(duì)象的代碼回答下面這張圖即可:RMI工作流程21. 遠(yuǎn)程對(duì)象注冊(cè)與名字綁定2. 客戶(hù)按名字查找遠(yuǎn)程對(duì)象3. 注
38、冊(cè)器返回遠(yuǎn)程對(duì)象接口4. 客戶(hù)從codebase請(qǐng)求stub類(lèi)5. http服務(wù)器返回遠(yuǎn)程對(duì)象的stub類(lèi) 通常RMI系統(tǒng)由下面幾個(gè)部分組成:遠(yuǎn)程服務(wù)的接口定義。遠(yuǎn)程服務(wù)接口的具體實(shí)現(xiàn)。樁(Stub)和骨架(Skeleton)文件。一個(gè)運(yùn)行遠(yuǎn)程服務(wù)的服務(wù)器。一個(gè)RMI命名服務(wù),它允許客戶(hù)端去發(fā)現(xiàn)這個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)。 類(lèi)文件的提供者(一個(gè)HTTP或者FTP服務(wù)器)。一個(gè)客戶(hù)端程序。12.6什么是web契約,它要說(shuō)明什么問(wèn)題?概念:契約是供求雙方間進(jìn)行交換的一種約定,在面向服務(wù)的分布式計(jì)算系統(tǒng)中, 契約是系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)遵守的約定(技術(shù)契約)。說(shuō)明的問(wèn)題:服務(wù)功能描述(What)服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)描述(HoW
39、 服務(wù)位置描述(Where12.7什么是服務(wù)的抽象描述?什么是服務(wù)的具體描述?它們描述的內(nèi)容是什 么?抽象描述:即服務(wù)功能描述,表達(dá)了契約公開(kāi)的接口 具體內(nèi)容:端口類(lèi)型(接口)定義(portType)操作定義(Operation Definition消息定義(Message Definition類(lèi)型定義(Type Definition策略定義(Policy Definition具體描述:即服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)描述和服務(wù)位置描述,為抽象描述補(bǔ)充相關(guān)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié), 即如何訪(fǎng)問(wèn)服務(wù),同時(shí)關(guān)注從何處得到所需要的服務(wù)。具體內(nèi)容:端口類(lèi)型(接口)綁定(Port Bin di ng )操作綁定(Operaion Binding )消息綁定(Message Binding )服務(wù)定義(Service Definition)端口定義(Port Definition地址定義(Address Definition)策略定義12.8什么是 WSD?它與XML有什么關(guān)系? WSD用來(lái)描述什么實(shí)體?WSDL即web服務(wù)描述語(yǔ)言。關(guān)系:1. wsdl是一個(gè)基于XML的語(yǔ)言,它描述 了和特定Web服務(wù)之間的交互機(jī)制,并 且使用該語(yǔ)言可以約束服務(wù)提供者以及使用服務(wù)的所
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