Taqsimlangan tizimlar va tarmoqlar, ta’rifi va tarkibi

TTlarda ishonchlilik masalalari. Replikatsiya 
 
 
Taqsimlangan tizimning ishonchlilik darajasi undagi vositalarning 
tayyorgarlik koeffitsientlarini ko‘paytmasiga teng, ya’ni 
4 
кс 
j 
т 
т 
j
=
1 
Tayyorgarlik koeffitsienti statistik ma’lumotlar asosida quyidagi formula 
negizida hisoblanadi 
K
t
=T
r
/(T
r
+T
to‘x
) , 
bunda T
r
- ma’lum bir vaqt oralig‘ida vositaning o‘rtacha raddiyatsiz ishlagan 
vaqti oralig‘i; 
T
to‘x
- ma’lum bir vaqt oralig‘ida vositani ishga yaroqsiz,ya’ni to‘xtash 
xolatida bo‘lgan vaqtining o‘rtacha qiymati. 
Ma’lum bir vaqt oralig‘ida vositaning o‘rtacha to‘g‘ri ishlagan vaqti oralig‘i 
quyidagi formula asosida hisoblanadi: 
T
r
= ∑
i=1
N
t
i
/ N , 
M – raddiyatsiz ishlagan vaqtlarining soni. 
Ma’lum bir vaqt oralig‘ida vositani ishga yaroqsiz bo‘lgan vaqtining 
o‘rtacha qiymati quyidagi formula asosida hisoblanadi, 
T
to‘x 
= ∑
i=1
N
t
i,to‘x 
/ M , 
t
iya
– i turdagi nosozlik tufayli vositani ishlamay turgan vaqti; 
M – nosozliklar soni. 
Taqsimlangan tizim vositalarining ishonchlilik darajasini aniqlash bo‘yicha 
hisoblash eksperimenti o‘tkaziladi. Bunda quyidagi ma’lumotlar beriladi: 
-
TTning topologik sxemasi, ya’ni undagi kompyuterlar soni, ularni 
koordinatalari (ya’ni joylashtirilgan nuqtalari), aloqa kanallari va ularning uzatish 
qobiliyatini belgilaydigan parametrlar; 
-
TT resurslari to‘g‘risidagi ma’lumotlar; 
-
ma’lum bir vaqt oralig‘idagi nosozliklar soni va ularning vaqtlari; 
-
vositalarning ma’lum bir vaqt oralig‘ida ishonchli ishlagan davrlari va b. 
K 

---

82 
TT komponentalarining ishonchliligi butun tizim barqarorligining muhim bir 
qismi hisoblanadi va quyidagi xususiyatlarni o‘zida mujassam etadi: raddiyatsizlik, 
uzoq vaqt davomida ishonchli ishlash qobiliyatiga ega bo‘lishlik, remont 
qilinishiga moyillik va saqlanish imkoniga mavjud bo‘lish. 
TTning raddiyatsiz va uzoq vaqt mobaynida ishonchli faoliyati hamma 
vositalari kompleksining raddiyatsiz ishlashi orqali amalga oshiriladi. 
TT ning ishonchliligini oshirish unda saqlanayotgan ma’lumotlarni 
nusxalash masalalariga bevosita bog‘liq 
TT ma’lumotlarining nusxasini yaratish tirajlash yoki replikatsiya deyiladi. 
Taqsimlangan tizimlar ko‘p hollarda foydalanuvchiga ma’lumot saqla- 
nayotgan fayllarining bir nechta nusxasini yaratish yoki tirajlash xizmatini taqdim 
etadi. Asosiy (“birlamchi”) faylning nusxalari TTning boshqa kompyuter 
tizimlarida ya’ni, boshqa kompyuterdagi fayl tizimlarida yaratiladi. 
Bunda birlamchi faylga kiritilgan o‘zgartirishlar boshqa fayl tizimlaridagi 
nusxalariga avtomatik ravishda yetkaziladi va ular ham avtomatik ravishda 
o‘zgartiriladi. Bu jarayon, ya’ni bir fayl tizimida saqlanayotgan ma’lumotlarni 
boshqa fayl tizimlarida bir nechta nusxasini yaratish yoki tirajlash jarayoni 
replikatsiya deyiladi. Bunda taqsimlangan tizim bir fayl tizimida saqlanayotgan 
ma’lumot bilan emas, balki uning TT doirasidagi boshqa fayl tizimlarida 
saqlanayotgan nusxalari bilan avtomatik ravishda “ishlaydi”. 
TT tomonidan foydalanuvchilarga bunday xizmatni taqdim etilishi quyidagi 
afzalliklarga ega: 
1.
TT da saqlanayotgan har bir faylning boshqa fayl-serverlarda bir nechta 
nusxasini mavjud bo‘lishi tizimning ishonchliligini oshiradi. 
2.
TT yuklamasi bir nechta server kompyuterlari orasida taqsimlanadi. 
Replikatsiya jarayonini amalga oshirishda asosiy muammolardan biri ti- 
zimning shaffofliligini ta’minlash hisoblanadi. 
TT ning shaffofligi “foydalanuvchi o‘z fayllari replikatsiyalanganidan qay 
darajada xabardor bo‘lishi kerak?, foydalanuvchilar replikatsiya jarayonlarida 

---

83 
ishtirok etadilarmi yoki replikatsiya to‘liq avtomatik ravishda bajarilishi 
kerakmi?”, degan savollarga javoblar orqali aniqlanadi 
Bir xil tizimlarda foydalanuvchi bu jarayonda to‘liq qatnashadi, boshqa- 
larida esa replikatsiya uning ishtirokisiz avtomatik tarzda amalga oshiriladi. 
Oxirgi holatda tizim replikatsion jihatdan shaffof deb yuritiladi. 
Replikatsiyaning uch xil ko‘rinishi 1.28 – rasmda keltirilgan. Birinchi usulda 
(a) dasturchi replikatsiyaning barcha jarayonini o‘zi boshqaradi. Jarayon yangi 
faylni yaratganda, u buni ma’lum bir belgilangan serverda amalga oshiradi. Fayl 
yaratilganidan so‘ng, agar istasa boshqa serverlarda uning qo‘shimcha nusxasini 
yaratishi mumkin, u holda barcha nusxaning tarmoq manzili pastdagi rasmda 
ko‘rsatilganidek fayl nomi bilan bog‘langan bo‘ladi va nom izlab topilganida 
barcha nusxalar topilgan, deb hisoblanadi. 
Replikatsiya konsepsiyasi nisbatan tushunarli bo‘lishi uchun quyida misol 
tariqasida UNIX operatsion tizimi toifasiga kiruvchi kompyuter ma’lumotlarini 
masofadan monitoring qilish asosida tizimlarda replikatsiya qanday amalga 
oshirilishi mumkinligi keltiriladi. 
Dasturchining ishchi katologi /machine1/usr/ast nomiga ega deb faraz 
qilamiz. Fayl yaratilgandan so‘ng, masalan /machine1/usr/ast/xyz faylining 
nusxalarini yaratish uchun dasturchi, nusxalash buyruqlaridan foydalanib faylning 
quyidagi /machine2/usr/ast/xyz va machine3/usr/ast/xyz nusxalarini yaratishi 
mumkin. Dasturchi /usr/ast/xyz fayl kengaytmasidan faylning argumenti sifatida 
foydalanib, maqsadga erishmagunga qadar navbatma – navbat nusxalarni ochishga 
harakat qilishi mumkin. Bu sxema garchi ishlatilsa ham, lekin ko‘plab 
kamchiliklarga ega, shu sababli undan taqsimlangan tizimda foydalanish tavsiya 
etilmaydi. 
1.28
(b) – rasmda “dangasa” replikatsiya usulining sxemasi keltirilgan. Bu 
yerda ma’lum bir serverda faylning faqat bitta nusxasi yaratiladi. Server 
keyinchalik o‘zi dasturchining ishtirokisiz boshqa serverlarda replikatsiyani 
avtomatik bajaradi. Talab etilganida tizim yaratilgan nusxalarning barchasini 
yangilash maqsadida replikatsiyani iloji boricha tez amalga oshirishi kerak bo‘ladi. 

---

84 
S1 
S1 
S1 
1 
Mijoz 
Keyin 
C 
2 
S2 
C 
Hozir 
S2 
C 
S2 
3 
Keyin 
S3 
S3 
S3 
Server 
(a) 
(б) 
(в) 
file.txt 
prog.c 
1.14 
1.21 
2.16 
2.43 
3.19 
3.41 
1.28 (v) – rasmda guruhli bog‘lanishdan foydalanish usuli ko‘rib chiqilgan. 
Bu usulda tizimga “Yozilsin” degan komanda bilan kelgan fayllarning hammasi 
barcha serverlarga bir vaqtda uzatiladi va fayllar yozib olinadi. Bu holatda nusxa 
olish jarayoni faylning asl nusxasi bilan bir vaqtda yaratiladi. 
Guruhli bog‘lanish va “dangasa” replikatsiyalardan foydalanishda ikki xil 
farqni ko‘rish mumkin. Birinchisi, “dangasa” replikatsiya usulida fayl guruh 
serverlariga emas, balki bitta serverga manzillanadi. Ikkinchidan, “dangasa” 
replikatsiya server oraliq bo‘sh vaqtga ega bo‘lgan holatda, ya’ni “fon”li rejimda 
bajariladi, guruhli replikatsiyada esa barcha nusxalar bir vaqtda yaratiladi. 
Simvol nomi 
Bir qancha ikkilik 
manzillar (S1, S2 S3 uchun) 
1.28 – rasm. a) faylni aniq replikatsiyalash; b) faylni “dangasa” replekatsiyalash; v) 
faylni guruhli usulda replekatsiyalash. 
Replikatsiyalangan fayllarda saqlanayotgan ma’lumotlarga o‘zgartirish 
kiritishning ikki xil algoritmi mavjud. 
Birinchi algoritm “birinchi nusxani replikatsiyalash” deb ataladi. Bunda 
bitta server “birlamchi server”, deb qabul qilinadi. Qolgan serverlar ikkilamchi 
hisoblanadi. Replikatsiyalangan fayl ma’lumotlarini o‘zgartirish kerak bo‘lganida, 
o‘zgartirilgan fayl birlamchi serverga uzatiladi, ya’ni o‘zgartirish lokal bajariladi, 

---

85 
so‘ng o‘zgartirishlar ikkilamchi serverlarga uzatiladi. 
Agar birlamchi server “raddiyat” holatiga tushib qolganligi sababli, 
ikkilamchi serverlarni o‘zgartirish kiritilganligi to‘g‘risida xabordor qilishga 
ulgurmagan bo‘lsa, kiritilgan o‘zgartirishlar doimiy xotirada saqlab qolinadi. 
Bunday holat yuz berganida birlamchi server kompyuterining operatsion tizimi 
qayta yuklanganidan so‘ng raddiyat holatida yangiliklar bo‘lgan 
yoki 
bo‘lmaganligi aniqlanadi. Bu algoritm ishlatilganida markazlashgan tizimlarga xos 
bo‘lgan kamchilik, ya’ni ishonchliligi nisbatan pastligi kuzatiladi. 
Kamchilikni bartaraf etish uchun Gifford tomonidan taklif etilgan “ovoz 
berish” usulidan foydalaniladi. 
N nusxa mavjud bo‘lsin, u holda o‘zgartirishlar istalgan W nusxaga 
kiritiladi. Nusxa saqlanayotgan serverlarda saqlanayotgan fayl nusxalarining tartib 
raqamlarini o‘zgarishi kuzatib boriladi. Ma’lumot nusxasi saqlanayotgan ma’lum 
bir serverga ma’lumotni o‘qish uchun murojaat qilinganida, unda o‘qish 
operatsiyasi bajarila boshlaydi, ushbu jarayonni amalga oshirishda u boshqa 
hoxlagan R serverlarga so‘rov bilan murojaat qiladi (R+W > N), murojaat qilingan 
serverlarning bo‘lmaganida bittasida oxirgi o‘zgartirilgan variant saqlanib qolgan 
bo‘ladi, bunda tartib raqami eng katta bo‘lgan nusxada oxirgi o‘zgartirishlar 
bo‘lish ehtimoli katta bo‘ladi. 
Ushbu algoritmning modifikatsiyasi sifatida “solishtirilgan ovoz berish 
algoritmi” ishlab chiqilgan. 
Aksariyat ilovalarda fayllarni “o‘qish” operatsiyasi “yozish” operatsiyasiga 
qaraganda ko‘proq ishlatiladi. Shuning uchun R ning qiymati W ning qiymatiga 
qaraganda nnisbatan tichik qilib belgilanadi, W ning qiymati esa N ga yaqin qilib 
belgilanadi. 
Bir nechta serverlarning ishdan chiqishi sababli yozuv uchun ajratilgan 
kompyuterlarning kamayib ketishiga ya’ni, “kvorumning yo‘qligiga” olib keladi. 
Bu muammo “solishtirilgan ovoz berish algoritmi” da har bir o‘chirilgan 
server uchun disksiz bo‘lgan soxta serverni yaratish orqali yechiladi. 
Faylni o‘qishda soxta server ishtirok etmaydi, chunki unda fayl mavjud 

---

86 
emas, lekin soxta server yozuv uchun ajratilgan serverlar kvorumiga bog‘lanishi 
mumkin va hech qaerga jo‘natilmayotgan faylni yozib olishi mumkin. Hech 
bo‘lmaganida bitta server haqiqiy bo‘lsa, yozuv muvaffaqiyatli bo‘ladi. 
Ishdan chiqqan server qayta tiklanganida, u oxirgi versiyani aniqlash uchun 
o‘qish “kvorum” ini olishi va odatiy operatsiyalarni bajarishi oldidan o‘ziga undan 
nusxa olishi kerak bo‘ladi. 
Ma’lumotlarni joylashtirishning to‘rt xil taqsimlash strategiyasi mavjud: 
1)
Markazlashgan – yagona markazlashgan ma’lumotlar ombori; 
2)
Fragmentlash – har bir fragment tugunlardan birida joylashadi; 
3)
To‘liq replikatsiya – barcha ma’lumotlarning to‘liq nusxasi har bir 
tugunda qo‘llab quvvatlanadi; 
4)
Tanlanilgan replikatsiya – yuqorida ko‘rsatilgan uchta usulning 
kombinatsiyasi. 
Ularning imkoniyatlari 1.2- jadvalda keltirilgan. 
Quyidagilar 
ma’lumotlarni replikatsiyalashning asosiy tamoyillari 
hisoblanadi: 
-
muhim ma’lumotlarga foydalanuvchilar kirishini ta’minlaydigan 
tashkilotlar uchun replikatsiya mexanizmlaridan foydalanish amaliy ahamiyat kasb 
etadi va muhim hisoblanadi. 
-
replikatsiyadan foydalanish samarodorlikni oshiradi: markazlashgan resurs 
band bo‘lganida, qayta tiklash holatida ma’lumotlarning zahira nusxalariga kirish 
va saqlash tizimning ishonchliligini oshirilishiga olib keladi va boshqa ko‘plab 
afzalliklarga ega bo‘lish imkoniyatini beradi [9,31]. 
Replikatsiyaning quyidagi turlari mavjud: 
-
sinxron replikatsiya –ma’lumotlarni ko‘chirib oladigan barcha nusxalari 
dastlabki nusxalari o‘zgarishi bilan bir vaqtda yangilanadi. 
Bu mexanizm tizimning ba’zi bir sinflari uchun zarur bo‘lishi mumkin, ya’ni 
ma’lumotlarning barcha nusxalari mutlaqo sinxron holatda qo‘llab quvvatlanishi 
mumkin 
(masalan: 
moliyaviy 
operatsiyalar). 
Kamchiligi: 
ma’lumotlarni 
sinxronizatsiyalash jarayonini kordinatsiyalash uchun zarur bo‘ladigan ko‘p sonli 

---

87 
xabarlar korporativ tarmoqda sezilarli darajada qo‘shimcha yuklamani hosil qiladi. 
- 
asinxron replikatsiya - dastlabki ma’lumotlar ombori yangilanganidan 
so‘ng ma’lumotlar omborini to‘liq yangilashni ko‘rib chiqadi. Ma’lumotlar 
mosligini qayta tiklashda kechikish bir necha soniyadan bir necha soatgacha yoki 
xatto bir necha kungacha davom etishi mumkin bo‘ladi. Biroq barcha nusxalarda 
ma’lumotlarning oxirgi ko‘rinishi sinxron holatda keltiriladi. 
- yarim sinxron replikatsiya. "Semisynchronous" replikatsiya yoki “yarim 
sinxron” deb ataladigan sinxron va asinxron imkoniyatlarni o‘zida taqdim etadigan 
replikatsiya. 
Replekatsiya ushbu holatda aloqa kanali yoki tez ishlaydigan tizimlar 
foydalanilmagan holatda sinxron o‘tkaziladi. So‘ng yozib olish operatsiyasini 
to‘xtatishni kechiktirib, asinxron rejimga vaqtinchalik ulaydi, sinxron rejimni qayta 
tiklash imkoniyati mavjud bo‘lmagunga qadar asinxron rejimda replikatsiya 
ma’lumotlari jo‘natiladi, kechikishsiz kelib tushgan ma’lumotlarni qayta ishlash 
davom etadi. 
Replikatsiya quyidagi holatlarda ham amalga oshirilishi mumkin. 
1.
Faqat o‘qish uchun mo‘ljallanib, olingan rasm. Asosiy jadval bir yoki bir 
nechta olisdagi ma’lumotlar omboriga ko‘chirib o‘tkazilishi olingan rasm deb 
ataladi. Asosiy jadvalning o‘zgarishi oqibatida olingan rasmni har safar yangitdan 
rasmga olish orqali jadval yangilanadi; vaqti - vaqti bilan serverda rasmga olish 
yangilanib turadi. 
2.
Olingan rasmni yangilash
. 
Olingan rasmning analogi faqat o‘qish uchun 
mo‘ljallangan, bunda faqat olingan rasm ma’lumotlarini yangilashga ruxsat 
etiladi. Ushbu holatda olingan rasmni davriy ravishda yangilab borish olingan rasm 
joylashgan serverda aniqlanadi. 
3.
Bir nechta yetakchi nusxalar yordamida replikatsiyalash. Bir yoki bir 
nechta olisdagi ma’lumotlar omborining jadvallari ko‘chirib olinadi, o‘z navbatida 
bu jadvallar ham yangilanishi mumkin. O‘zgarishlar to‘g‘risidagi ma’lumot har bir 
guruh replikatsiyalari uchun ma’lumotlar ombori administratori tomonidan 
o‘rnatiladi, belgilangan vaqt oralig‘ida boshqa ma’lumotlar omboriga uzatiladi. 

---

1.2 jadval.