Navngiving og trading INF 5040 høst 2003 Foreleser: Frank Eliassen Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 1 To design spørsmål Navngiving ressursdeling krever globale lokasjonsuavhengige navn på ressurser og objekter hvordan konstruere navngivingsskjema som skalerer i tilstrekkelig grad og som tillater effektiv avbildning fra navn til lokasjon? Trading tjenester har behov for kunder hvordan publisere tjenster og hvordan kan klienter finne relevante tjenester (som de kanskje ikke vet navnet på)? Ett svar: GULE SIDER Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 2 INF 5040 høst 2003 1
Navngiving En prosess som krever adgang til et objekt eller en ressurs som den ikke forvalter, må eie et navn eller en identifikator til objektet/ressursen Objektets/ressursens navn er grunnlaget for å lokalisere objektet Lokalisering: avbilde navnet til en kommunikasjonsidentifikator (f.eks. IP adresse/port, eller ObjektRef.) Designvalg for navn i distribuerte system: navnerom samling av gyldige navn som aksepteres av en bestemt tjeneste kan være: endelig/uendelig, flatt/hierarkisk metode for lokalisering av objekt eller ressurs fra dens navn Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 3 Hierarkiske navnerom Data lagret i n1 n2: frank n3: olav n4: sten frank n1 olav home sten n0 keys keys n5 /keys /home/sten/keys n2 n3.tmwrc n4 mbox Leaf node Directory node Navn N:<label-1,, label-n> n0:<home,sten,mbox> Vanligere med streng-repr: /home/sten/mbox Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 4 INF 5040 høst 2003 2
Noen begreper Binding assosiasjon mellom et navn og et objekt tjenste-spesifikke navn bindes til et objekt eller ressurs tjeneste-uavhengige navn bindes til attributter om det navngitte objekt Navneoppklaring finne attributtene assosiert med et navn (look_up) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 5 Navnetjeneste Database av bindinger mellom tekstlige navn og objekt-attributter look_up : navn attributter I objekt-basert mellomvare refererer navn til objekter som tilbyr tjenester navnetjenester er et grunnlag for lokasjonstransparens Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 6 INF 5040 høst 2003 3
Krav til navnetjeneste Skalerbarhet effektiv handtering av vilkårlig store mengder navn betjene vilkårlig antall administrative domener Lang levetid => må kunne absorbere endringer i navnerommets organisering Høy tilgjengelighet de fleste andre systemer avhenger av navnetjenesten Feilisolering lokale feil må ikke medføre total feiling av navnetjenesten Toleranse for mistro ikke gjøre systemet avhengig av en eneste komponent som alle klienter må stole på Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 7 Eksempler på navnetjenester Network File System (NFS) Internet Domain Naming System (DNS) X.500 Directory Service CORBA Naming Service Java Registry Java Naming and Directory Interface (JNDI) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 8 INF 5040 høst 2003 4
NFS kataloger home usr frank berre bin sbin teaching web www papers lpr rlogin inetd Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 9 DNS Domain Name Service Navnetjenesten i Internett Brukes i hovedsak til Å oversette maskinnavn (smtp.ifi.uio.no) til IP-adresser (128.64.28.01) Fra en mail-adresse å finne en maskin som kan handtere mail for det gitte domenet Kan også Oversette IP adresser til maskinnavn Fra maskinnavn finne maskinarkitektur og OS-type velkjente tjenester - hvilke tjenester tjenester tilbys av en maskin (f.eks. telnet, FTP) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 10 INF 5040 høst 2003 5
DNS navnerom Hierarkisk (jfr. Krav om skalerbarhet) Navnesyntaks: <navnekomponent> (. <navnekomponent>)* ifi.uio.no www.yahoo.com Domains (domener) Avsluttende del av et navn uio.no.com (begrenset) navnerom i hvilken et navn oppklares En samling navn med samme suffix representert ved en katalog Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 11 DNS navnerom II Alias Samme maskin kan ha flere navn Praktisk for lokasjonstranparens Hierarakisk oppdelt Navnene deles mellom høyere-nivå domener. Disse motsvarer gjerne forskjellige geografiske områder (no), samfunnsområder (gov, com) eller institusjoner og bedrifter (vg.no, uio.no) Hvert domene er assosiert med et suffiks uio.no perdue.com Administrator kan fritt binde navn med sine rspektive assosierte suffiks En ifi-administrator kan binde navn med suffiks ifi.uio.no En.com-administrator kan binde navn med suffiks com Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 12 INF 5040 høst 2003 6
DNS: tjenere og domains dns.germany.eu.net (de) uni-dortmund.de uni-paderborn.de ns.nasa.gov (root) de ac.uk ns1.cs.ucl.ac.uk (ac.uk) ic.ac.uk qmw.ac.uk city.ac.uk uni-paderborn.de (uni-paderborn.de) *.uni-paderborn.de nameserv.city.ac.uk (city.ac.uk) *.city.ac.uk Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 13 DNS: skalerbarhet og navigering Skalerbare domain navnetjenere partisjonering av navnerommet replikering & caching av deler lokalisert til steder de benyttes ofte f.eks. domener nært roten er ofte replikert (jfr. hot-spots) hver tjener lagrer domenenavn og adresser til andre tjenere som kan oppklare navn som er utenfor tjenerens domene Navigering iterativ og rekursiv iterativ: klienten kaller en tjener av gangen rekursiv: tjenerne kaller hverandre direkte for å oppklare navn Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 14 INF 5040 høst 2003 7
CORBA Navnetjeneste Tillater objekter å lokalisere andre objekter ved deres navn Kan innkapsle kjente eksisterende navnetjenersystemer prøver å generalisere disse slik at de kan benyttes til å implementere CORBA navnetjeneste Navnerom hierarkisk Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 15 CORBA Navnetjeneste II Hierarkisk navnerom Feriesteder Global katalog Spaina Hellas Kypros Saga Club Med Katalog Playa ResortInn Operasjoner inkluderer: void bind(in Name n, in Object obj); Object resolve(in Name n); AlcuidaBeach kontekst objektnavn Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 16 INF 5040 høst 2003 8
CORBA Navn Feriested Spania Club Med Alcudia Beach Kontekst navn Kontekst navn Kontekst navn Enkelt navn sammensatte objektnavn: består av ett eller flere komponentnavn (betegner kontekster) og et enkelt navn enkelt navn: value-kind par value attributtet brukes til å oppklare navn kind attributtet brukes til å lagre info om rollen til objektet brukes på en applikasjonsspesifikk måte for å gi mer info om semantikken til objektet som er bundet til navnet Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 17 IDL typer for navn module CosNaming { typedef string Istring; struct NameComponent { Istring id; Istring kind; }; typedef sequence <NameComponent> Name;... }; Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 18 INF 5040 høst 2003 9
IDL grensesnitt NamingService er spesifisert ved to IDL grensesnitt: NamingContext definerer operasjoner for å binde objekter til navn og oppklare navnebindinger. BindingIterator definerer operasjoner for å iterere over en mengde navn som er definert i en navnekontekst. Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 19 Utdrag av NamingContext grensesnitt interface NamingContext { void bind(in Name n, in Object obj) raises (NotFound,...); Object resolve(in Name n) raises (NotFound,CannotProceed,...); void unbind (in Name n) raises (NotFound, CannotProceed...); NamingContext new_context(); NamingContext bind_new_context(in Name n) raises (NotFound,...) void list(in unsigned long how_many, out BindingList bl, out BindingIterator bi); }; Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 20 INF 5040 høst 2003 10
Utdrag av BindingIterator grensesnitt interface BindingIterator { boolean next_one(out Binding b); boolean next_n(in unsigned long how_many, out BindingList bl); void destroy(); } Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 21 Hvordan oppstår det første navn? OMG har standardisert en del tjenstenavn, inklusive NameService TradingService ORB metode: Object resolve_initial_reference(in ObjectId identifier) Eksempel på bruk: obj = orb.resolve_initial_reference( NameService ) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 22 INF 5040 høst 2003 11
Java Naming and Directory Interface (JNDI) API, del av JavaSoft-plattformen Formål: enhetlig grensesnitt til flere navne- og katalogtjenester Motivasjon: en gitt distribuert prosesseringsomgivelse omfatter gjerne flere navne- og katalogtjenester (DNS, NFS, LDAP, ) brukerperspektiv: ett navnerom bestående av sammensatte navn Eksempel: URL: http://www.moon.org/public/index.html Navn fra DNS-navnerom Navn fra fil-navnerom Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 23 Sammensatt navnerom: Eksempel InitialContext DNS LDAP Fil system Print-tjeneste Filer Bruker-objekt Printere Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 24 INF 5040 høst 2003 12
Begrensinger Begrensninger ved navngiving: klienten må alltid identifisere tjeneren ved navn Passer ikke hvis klienten kun ønsker å bruke en tjeneste med en viss kvalitet men vet ikke fra hvem Video on demand lokalisere tjeneren som har tittelen og til best pris Elektronisk handel aksjehandel: lokalisere børs med beste tilbud Mange situasjoner der tjeneren ikke kan/bør lokaliseres basert på navn men snarere basert på kvalitative egenskaper Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 25 Trading Lokalisere tjenester ut fra deres egenskaper interface type andre attributter (tjenestekvalitet m.m.) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 26 INF 5040 høst 2003 13
Motivasjon Lokalisere objekter på en lokasjonstransparent måte Navngiving er enkel med passer ikke når klienter ikke kjenner tjeneren det er flere tjenere å velge mellom Trading understøtter lokalisering av tjenere basert på tjenerfunksjonalitet og kvalitet Navngiving hvite sider Trading gule sider Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 27 ODP/CORBA Trader En objekt-tjeneste (database) som dynamisk kan koble tjeneste-behov med tjeneste-tilbud (sein binding) Eksportør et objekt som tilbyr tjenester Importør et objekt som har behov for tjenester Trader Importør ORB 2 Importer tjeneste ORB Eksporter tjeneste 1 Eksportør ORB 3 Anrop tjeneste Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 28 INF 5040 høst 2003 14
Trading karakteristika Felles språk mellom klient og tjener tjeneste type tjenestekvalitet (QoS) Tjeneren registrerer tjenester hos traderen Tjeneren definerer tjenestekvalitet med garantier: statisk QoS definisjon dynamisk QoS definisjon Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 29 Trading karakteristika Klienten spør traderen om en tjeneste av en bestemt type på et visst kvalitetsnivå Traderen understøtter service matching service shopping Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 30 INF 5040 høst 2003 15
Eksempel Hongkong Telecom video-on-demand tjener Server MGM Warner Video-ondemand provider Trader User Independent Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 31 Trading prosessen Eksempel: video-on-demand tjener :Client query() :Trader MGM:VoDS export() export() Warner:VoDS download() modify() Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 32 INF 5040 høst 2003 16
Definisjon av tjenestetype Tjenestetype funksjonalitet som tilbys av en tjeneste og tjenestekvaliteten som tilbys Funksjonalitet defineres ved objekt type (grensnitt type) Tjenestekvalitet er basert på attributterer ( properties ): egenskapsnavn egenskapstype egenskapsverdi(er) statisk tjeneste-egenskap (f.eks. skriverhastighet) dynamisk tjeneste-egenskap (f.eks. kø-lengde til skriver) egenskapsmodus (obligatorisk/valgfri, immutabel/mutabel) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 33 Eksempel tjenestetype Tjenestetypespesifikasjon i CORBA service specification language typedef enum {VGA,SVGA,XGA} Resolution; service video_on_demand { interface VideoServer; readonly mandatory property float fee; readonly mandatory property Resolution res; modifiable optional property float bandwidth; } Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 34 INF 5040 høst 2003 17
Tjenestetype hierarki En objekt-type kan ha flere implementasjoner med forskjellige QoS. Samme objekt-type kan brukes i forskjellige tjenestetyper. Tjenestetype S er en subtype til tjenestetype S hviss objekt type til S er identisk med eller er en subtype til objekt type til S S har minst alle QoS egenskaper som er definert for S Subtype-relasjonen kan utnyttes av traderen for mer fleksibel utvelgelse av tjenestetilbud (service matching) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 35 Krav definisjon Importør definerer ønsket kvalitet på tjenesten som en del av import-spørringen i en constraint definisjon Eksempel: fee < 10 AND res >= SGA AND bandwidth >= 256 I en import-spørring vil traderen kun matche de tilbud som oppfyller kravene Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 36 INF 5040 høst 2003 18
Eksport av tjenestetilbud navn på tjenestetype identifiserer en tjenestetype (interfacetype & egenskapstyper) objekt/interface referanse referer tjenestetilbudet mengde tilbudte tjeneste-egenskaper Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 37 Import av tjenestetilbud Importør spesifiserer tjenestebehov ved: Tjenesteadferd navn på tjenestetype begrensende egenskapsuttrykk (property matching constraint) boolsk uttrykk i et constraint språk evalueres over tjenesteegenskaper PrinterType = laser AND Cost_per_Page < NOK10.00 Utvelgelseskriterium utvalgskriterium når flere tjenestetilbud oppfyller kravene minimize(cost_per_page) Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 38 INF 5040 høst 2003 19
Trader interaksjoner Eksportør Importør For reg av tjenestetyper og subtyperelasjoner 2 1 3 Type repository 1a 2a 3a Trader 1: Tjenesteeksport 1a: sjekker med type repository om tjeneste-eksport er gyldig 2: Tjensteimport 2a: sjekker med type repository om gyldig importanrop 3: returnerer tjenestetilbud som oppfyller importbehovet 3a: trader innhenter alle tjenestetyper som er subtyper med typen i importanropet Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 39 Trading policies Avhengig av constraint uttrykk og mengden tilgjengelig tjenester, kan resultatet av en import-spørring bli svært mange tjenestetilbud Trading policies brukes til å begrense størrelsen på søkeresultatet spesifikasjon av hvordan søket skal gjennomføres ved føderasjoner av tradere kan begrense antall trader-lenker som skal følges (hop-count) eller hvilken trader søket skal starte i maks. antall tilbud som kan returneres m.m. Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 40 INF 5040 høst 2003 20
Trader føderasjoner Skalerbarhet krever føderasjoner av tradere En trader deltar i en føderasjon ved å tilby tjenestene den kjenner til andre tradere videresender importspørringer den ikke selv kan tilfredsstille til andre tradere. Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 41 CORBA Trading service Application Objects Domain Interfaces CORBA facilities Object Request Broker CORBAservices Object Trader Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 42 INF 5040 høst 2003 21
Definisjon av tjenestekvalitet typedef Istring PropertyName; typedef sequence<propertyname> PropertyNameSeq; typedef any PropertyValue; struct Property { PropertyName name; PropertyValue value; }; typedef sequence<property> PropertySeq; Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 43 Trader interface for eksportører interface Register { OfferId export(in Object reference, in ServiceTypeName type, in PropertySeq properties) raises(...); OfferId withdraw(in OfferId id) raises(...); void modify(in OfferId id, in PropertyNameSeq del_list, in PropertySeq modify_list) raises (...); }; Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 44 INF 5040 høst 2003 22
Trader interface for importører interface Lookup { void query(in ServiceTypeName type, in Constraint const, in Preference pref, in PolicySeq policies, in SpecifiedProps desired_props, in unsigned long how_many, out OfferSeq offers, out OfferIterator offer_itr, out PolicyNameSeq Limits_applied) raises (...); }; Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 45 UDDI Del av web-services UDDI describes a standard way for service providers to publish Web Service contracts UDDI inkluderer en tradingtjeneste Partner C Partner B Bind Partner D Partner A Publish Find Partner E Distributed Registry Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 46 INF 5040 høst 2003 23
Oppsummering Navngiving Lokalisere objekter basert på deres navn Grunnlag for lokasjonstransparens Eksempler: DNS, CORBA Naming, JNDI Trading Lokalisere objekter basert på deres egenskaper Gir fleksibilitet mhp valg av tjenester under kjøretid Eksempel: CORBA trading service, UDDI Frank Eliassen, SRL & Ifi/UiO 47 INF 5040 høst 2003 24