Distributed systems : theory and applications /: theory and applications. (2023)

• Record Type: Book
• Further Information: Note: Ratan K. Ghosh, Hiranmay Ghosh.
• Authors: Ghosh, Ratan K; Ghosh, Hiranmay
• Contents: Preface xxi Acknowledgments xxvii Acronyms xxix 1 Introduction 1 1.1 Advantages of distributed systems : : : : : : : : : : : : : : : : : 2 1.2 De ning Distributed Systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4 1.3 Challenges of a Distributed System : : : : : : : : : : : : : : : : 7 1.4 Goals of distributed system : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9 1.4.1 Single System View : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10 1.4.2 Hiding Distributions : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10 1.4.3 Degrees and Distribution of Hiding : : : : : : : : : : 13 1.4.4 Interoperability : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 14 1.4.5 Dynamic recon guration : : : : : : : : : : : : : : : : 15 1.5 Architectural Organization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 16 1.6 Organization of the book : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 17 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 19 2 The Internet 21 2.1 Origin and Organization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 22 2.1.1 ISPs and the Topology of the Internet : : : : : : : : 24 v 2.2 Addressing the Nodes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25 2.3 Network Connection Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 29 2.3.1 IP Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 31 2.3.2 Transmission Control Protocol : : : : : : : : : : : : : 32 2.3.3 User Datagram Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : 33 2.4 Dynamic Host Control Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33 2.5 Domain Name Service : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 35 2.5.1 Reverse DNS Lookup : : : : : : : : : : : : : : : : : : 39 2.5.2 Client Server Architecture : : : : : : : : : : : : : : : 44 2.6 Content Distribution Network : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 47 2.7 Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 50 Exercises : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 50 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 51 3 Process to Process Communication 53 3.1 Communication Types and Interfaces : : : : : : : : : : : : : : : 54 3.1.1 Sequential type : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 55 3.1.2 Declarative type : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 57 3.1.3 Shared states : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 58 3.1.4 Message passing : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 59 3.1.5 Communication interfaces : : : : : : : : : : : : : : : 59 3.2 Socket programming : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 61 3.2.1 Socket data structures : : : : : : : : : : : : : : : : : 62 3.2.2 Socket calls : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 64 vi 3.3 Remote Procedure Call : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 70 3.3.1 XML RPC : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 77 3.4 Remote Method Invocation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 80 3.5 Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 86 Exercises : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 86 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 89 4 Microservices, Conterization and MPI 93 4.1 Microservice Architecture : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 94 4.2 REST Requests and APIs : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 97 4.2.1 Weather Data Using REST API : : : : : : : : : : : : 99 4.3 Cross Platform Applications : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 101 4.4 Message Passing Interface : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 114 4.4.1 Process Communication Models : : : : : : : : : : : : 115 4.4.2 Programming with MPI : : : : : : : : : : : : : : : : : 119 4.5 Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 126 Exercises : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 128 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 129 5 Clock Synchronization and Event Ordering 133 5.1 The Notion of Clock Time : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 134 5.2 External Clock Based Mechanisms : : : : : : : : : : : : : : : : : 136 5.2.1 Cristian's Algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 137 5.2.2 Berkeley Clock Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : 138 vii 5.2.3 Network Time Protocol : : : : : : : : : : : : : : : : : 139 5.3 Events and Temporal Ordering : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 143 5.3.1 Causal Dependency : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 145 5.4 De nition of logical clock : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 146 5.5 Causal Ordering of Messages : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 155 5.6 Multicast Message Ordering : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 157 5.6.1 Implementing FIFO multicast : : : : : : : : : : : : : 162 5.6.2 Implementing Causal Ordering : : : : : : : : : : : : : 164 5.6.3 Implementing Total Ordering : : : : : : : : : : : : : 166 5.6.4 Reliable multicast : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 167 5.7 Interval events : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 169 5.7.1 Conceptual neighborhood : : : : : : : : : : : : : : : : 172 5.7.2 Spatial Events : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 174 5.8 Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 176 Exercises : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 178 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 181 6 Global States and Termination Detection 185 6.1 Cuts and Global States : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 186 6.1.1 Global states : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 192 6.1.2 Recording of global states : : : : : : : : : : : : : : : 196 6.1.3 Problem in recording global state : : : : : : : : : : : 201 6.2 Liveness and Safety : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 204 6.3 Termination Detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 209 viii 6.3.1 Snapshot Based Termination Detection : : : : : : : 210 6.3.2 Ring Method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 213 6.3.3 Tree method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 217 6.3.4 Weight Throwing Method : : : : : : : : : : : : : : : 221 6.4 Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 225 Exercises : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 225 Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 228 7 Leader Election 231 7.1 Impossibility Result : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 232 7.2 Bully Algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 235 7.3 Ring based algorithms : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 236 7.3.1 Circulate IDs all the way : : : : : : : : : : : : : : : : 237 7.3.2 As far as an ID can go : : : : : : : : : : : : : : : : : 240 7.4 Hirschberg and Sinclair algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : 241 7.5 Distributed Spanning Tree Algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 245 7.5.1 Single Initiator Spanning Tree : : : : : : : : : : : : : 246 7.5.2 Multiple Initiators Spanning Tree : : : : : : : : : : : 251 7.5.3 Minimum Spanning Tree : : : : : : : : : : : : : : : : 259 7.6 Leader election in trees : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 260 7.6.1 Overview of the algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 260 7.6.2 Activation Stage : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 261 7.6.3 Saturation Stage : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 262 7.6.4 Resolution Stage : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 264 ix 7.6.5 Resolution Stage : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 264 7.6.6 Two Nodes Enter SATURATED State : : : : : : : : 266 7.7 Leased Leader E
• Edition: 1st
• Publisher Details: Hoboken : Wiley-IEEE Press
• Publication Date: 2023
• Extent: 1 online resource (560 pages)
• Subjects: 004.36; Electronic data processing -- Distributed processing; Computer networks
• Languages: English
• ISBNs: 9781119825951
• Related ISBNs: 9781119825937
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