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电子工程代写|计算机系统原理代写Principles of Computer Systems代考|The Network Time Protocol (NTP) Method
In this method, computers in the system are arranged in a varying layered graph structure. A graph has an n-layered structure $(n>1)$ if its set of vertices $V$ can be partitioned into a union of subsets numbered from 1 to $\mathrm{n}: \mathrm{V}=\mathrm{V}{1} \cup \mathrm{V}{2} \cup \cdots \cup$ $\mathrm{V}{\mathrm{n}}, \mathrm{V}{i} \cap \mathrm{V}{j}=\varnothing(i, j=1, \ldots, \mathrm{n}, \mathrm{i} \neq \mathrm{j})$, called layers, so that edges may connect vertices from the neighbouring layers $\mathrm{V}{i}, \mathrm{~V}_{i+1}$ only. The structure is called a $s y n$ chronization subnet. Computers in layer 1 receive directly signals of UTC from a time service and are mutually synchronized. Computers of the $i+1(i<n)$ layer are being synchronized by computers of the layer $i$ by means of a certain chosen method, e.g. by the Cristian’s method, extended to a group of synchronizing computers. Therefore computers of the layer $i+1$ play a part of clients of computers of the layer $i$. That is why all computers in this method are called servers. Synchronization is all the more exact in layers closer to the time service, i.e. those with low numbers. Apart from their function as synchronisers and clients, the computers may intercommunicate regardless of their location in the graph layered structure. Communication links not intended for synchronization, are used for reconfiguration of the graph structure, when a certain computer gets faulty and is removed from the synchronization subnet, or crosses from one layer to another when a disconnection of synchronizing links with it occured. So, the graph structure may fluctuate: the synchronization subnet is subject to reconfiguration. An exemplary synchronization subnet in the course of working is depicted in Table 4.2. Computer $\mathrm{L}$ has passed from layer 3 to layer 2 and computer $\mathrm{D}$ from layer 2 to layer 3. Note that the synchronization subnet, for $\mathrm{n}=2$ is a bipartite graph, which, in this case, is the communication structure in the Cristian’s method but with more than one time server. The synchronization subnet is a mechanism for time management in various kind of networks. It became a basis for standard protocol of clocks in various kind of networks. It became a basis for standard protocol of clocks synchronization in the Internet (Network Time Protocol 1989). It takes into account delays in large networks to milliseconds, whereas in local networks – to fractions of milliseconds. Because of multiplicity of servers and links with clients, the NTP method enjoys a good degree of fault resistance caused by computers’ failures and loss of packets in transmission channels. For better efficiency, a simplified version of the NTP protocol (abbreviated to SNTP) resigns from some algorithms of the full protocol, not necessarily required hy some distrihuted systems.
电子工程代写|计算机系统原理代写Principles of Computer Systems代考|Distributed Mutual Exclusion Without External
As in the former methods with supervisory server and token-ring, it is assumed that there is one protective zone (extension to several of them is straightforward) and during its execution no failure of the system occurs. Processes are cooperating by broadcast of messages among themselves, taking advantage of global timestamps in this cooperation. Figure $4.4$ depicts structure of a system with four computers, arbitrarily numbered, that compete for entrance to the protective zone. Similarly to the methods presented in Sects. $3.4$ and 3.5, the computers send, ,request”, , permission” and ,refuse” messages in the course of the competition, but between themselves, not via any supervisory server.
These messages (of the form of system procedures) are interpreted as follows:
- Process which requests the protecting zone broadcasts the ,request” message with its current global timestamp as parameter, stores it in its register , global timestump of process which has sent request” and waits for replies from receivers. After having received all the replies, increases the content of its register „,number of granted permissions” by number of replies, permission”, and if among them is the ,refuse” message, passes to the waiting state. The ,refuse” message, the process receives from process executing protective zone and from processes being in the waiting state, whose global timestamps are smaller (according to the $\leqslant$ order) than its own. If the content of register „number of granted permissions” becomes by one smaller than the number of all processes, the process enters the protective zone.
电子工程代写|计算机系统原理代写Principles of Computer Systems代考|The Network Time Protocol (NTP) Method
在这种方法中，系统中的计算机以不同的分层图结构排列。图具有 n 层结构(n>1)如果它的顶点集在可以划分为从 1 到编号的子集的并集n:在=在1∪在2∪⋯∪ 在n,在一世∩在j=∅(一世,j=1,…,n,一世≠j)，称为层，以便边可以连接来自相邻层的顶点在一世, 在一世+1只要。该结构称为s是n同步子网。第 1 层中的计算机直接接收来自时间服务的 UTC 信号并相互同步。的计算机一世+1(一世<n)该层的计算机正在同步该层一世通过某种选择的方法，例如通过克里斯蒂安的方法，扩展到一组同步计算机。因此该层的计算机一世+1充当该层计算机的客户端一世. 这就是为什么这种方法中的所有计算机都称为服务器。在更接近时间服务的层中，同步更加精确，即那些数量较少的层。除了它们作为同步器和客户端的功能之外，计算机可以相互通信，而不管它们在图形分层结构中的位置如何。不用于同步的通信链路用于重新配置图形结构，当某台计算机出现故障并从同步子网中删除时，或者当与它的同步链路断开时从一层交叉到另一层。因此，图结构可能会波动：同步子网需要重新配置。工作过程中的示例同步子网如表 4.2 所示。计算机大号已经从第 3 层到第 2 层和计算机D从第 2 层到第 3 层。注意同步子网，对于n=2是一个二分图，在这种情况下，它是 Cristian 方法中的通信结构，但具有多个时间服务器。同步子网是各种网络中时间管理的一种机制。它成为各种网络中时钟标准协议的基础。它成为 Internet 中时钟同步标准协议的基础（网络时间协议 1989）。它考虑到大型网络中的延迟到毫秒，而在本地网络中，延迟到几分之一毫秒。由于服务器和客户端链接的多样性，NTP 方法具有良好的抗计算机故障和传输通道中的数据包丢失所引起的故障。为了提高效率，
电子工程代写|计算机系统原理代写Principles of Computer Systems代考|Distributed Mutual Exclusion Without External
与前一种使用监督服务器和令牌环的方法一样，假设有一个保护区（扩展到其中几个很简单），并且在其执行期间不会发生系统故障。进程通过它们之间的消息广播进行合作，在这种合作中利用全球时间戳。数字4.4描述了一个系统的结构，其中有四台计算机，任意编号，竞争进入保护区。类似于 Sects 中介绍的方法。3.43.5、计算机在比赛过程中发送“请求”、“许可”和“拒绝”消息，但在它们之间，不通过任何监控服务器。
这些消息（以系统过程的形式）解释如下：
- 请求保护区的进程以当前全局时间戳为参数广播“请求”消息，将其存储在其寄存器“已发送请求的进程的全局时间戳”中，并等待接收者的回复。在收到所有回复后，将其寄存器“，授予权限的数量”的内容增加回复数，权限，如果其中有，拒绝消息，则进入等待状态。,refuse 消息，进程从执行保护区的进程和处于等待状态的进程接收，其全局时间戳较小（根据⩽order) 比它自己的。如果寄存器“授予权限的数量”的内容比所有进程的数量小1，则该进程进入保护区。
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