View
82
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
1/50
Sistema Distribuido
Prof: Carlos Alberto Pereira Costa
Email:carlos.costa83@yahoo.com.br
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
2/50
Sistema Distribuido
Modelos de SistemasSistemas distribudos devem ser projetados para funcionar
face a limitaes de ambiente, dificuldades e ameaas
Variao nos modos de uso
Ambientes heterogneos Problemas internos
Ameaas externas
Sistemas distribudos compartilham propriedadesfundamentais que induzem a problemas de projeto comuns
Necessidade: projetar sistemas de acordo com modelos
que descrevem importantes aspectos de SDs de forma
abstrata, simplificada e consistente.
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
3/50
Sistema Distribuido
Modelos de SistemasModelos Fsicos Forma mais explcita de descrio dos sistemas
Modela o sistema em termos de
Composio de Hardware: computadores e outros
dispositivos Conexes de rede entre seus componentes de hardware
Modelos Arquiteturais
Modela o sistema a partir das tarefas executadas por
seus componentesModelos Fundamentais
Perspectiva abstrata de aspectos individuais
Modelos de falha, de segurana e de interao
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
4/50
Sistema Distribuido
Modelos Fsicos
Representao dos elementos de hardware de um sistema
Distribudo
Abstrai detalhes especficos de computadores e tecnologiade rede empregada
Geraes
Sistemas distribudos primordias Sistemas distribudos de larga escala
Sistemas distribudos contemporneos
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
5/50
Sistema Distribuido
Modelos Fsicos
Sistemas Distribudos Primordias
Nasceram no final dos anos 1970 e incio dos anos 1980
Motivao: surgimento das LANs
Basicamente de 10 a 100 ns interconectados em redes locais
Conectividade limitada a Internet
Poucos servios, tais como: impressoras compartilhadas,
servidor de arquivos, e-mail e FTPSistemas individuais eram bastante homogneos e abertura
no era uma meta a ser perseguida
Qualidade de servio em estagios iniciais
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
6/50
Sistema Distribuido
Modelos Fsicos
Sistemas Distribudos de Larga Escala
Surgiram no incio dos anos 1990
Motivao: resposta ao crescimento dramtico da InternetObs: a ttulo de exemplo o Google foi lanado em 1996
Sua infra-estrutura consiste de um conjunto extensvel de ns
interconctados por uma rede de redes
Rede de redes = INTERNETOfertam servios globais
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
7/50
Sistema Distribuido
Alta heterogeneidade em termos de:
Redes
Sistemas Operacionais
Arquitetura de Computadores
Linguagens e Tecnologias
Crescimento de padres abertos e adoo de middleware(CORBA, WebServices)
Propriedades de qualidade de servio fim-a-fim em escala
global
Modelos Fsicos
Sistemas Distribudos de Larga Escala
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
8/50
Sistema Distribuido
Modelos FsicosSistemas Distribudos Contemporneos
Ns/componenetes dos modelos anteriores (primordiais e
larga escala)
Tipicamete desktops Relativamente estticos
Discretos
Autnomos
Tendncias atuais que classificam os sistemas distribudos
contemporneos
Computao mvel
Ubiquidade e Computaco Pervasiva
Computao nas Nuvens e Arquiteturas em Cluster
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
9/50
Sistema Distribuido
Modelos FsicosSistemas Distribudos Contemporneos
Computao mvel
Ns como laptops, smartphones, outros dispositivos
Movem-se entre sistemas distribudos (redes) Necessidade de servios de descoberta e interao
espontnea
Ubiquidade e Computaco Pervasiva
De ns discretos a computadores embutidos em diversosobjetos(mquinas de lavar, geladeiras, automveis,
cmeras digitais...)
Computao nas Nuvens e Arquiteturas em Cluster
De ns autnomos para pools de ns que provm
recursos na Web (iCloud, Google Apps, Amazon WS etc)
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
10/50
Sistema Distribuido
Modelos FsicosSistemas Distribudos Contemporneos
Arquitetura fsica com significante aumento de
heterogeneidade ( > SD de Larga Escala)
Dos pequenos dispositivos embutidos aos complexos
recursos em Grid
Tecnologias de rede variadas
Vasta gama de aplicativos e servios
Sistemas com muitos milhares de ns
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
11/50
Sistema Distribuido
Modelos FsicosUltra Larga Escala
www.sei.cmu.edu - Pesquisa discute o surgimento de sistemas
distribudos contemporneos como sendo de Ultra Larga Escala
Relao semntica com a Internet: rede de redesDefinio: sistemas complexos compostos de uma srie de
subpartes que so por si s sistemas distribudos, atuando em
conjunto para uma tarefa em particular
Ex: Sistema de gerenciamento ambiental para deteco de
inundaes
Ex2: Previso do comportamento da Economia (Sistemas
Complexos Adaptativos)
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
12/50
Sistema Distribuido
Modelos Fsicos
Sistemas Distribudos Contemporneos
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
13/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisDescrio da estrutura de um sistema em termos de seus
componentes especficos
Objetivos de modelar a arquitetura de um sistema: garantir a
eficincia, gerenciamento, adaptabilidade e relao custo x
benefcio
Relao com arquitetura de construes: clssico, gtico,
moderno, barroco)
Modelos arquiteturais descrevem o estilo arquitetnico dossistemas distribudos
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
14/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisQuestes-chave
Que entidades se comunicam em sistemas distribudos?
Como se comunicam? Qual o paradigma de comunicao?
Quais so seus papis e responsabilidades?
Onde fica sua localizao na infra-estrutura fsica?
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
15/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisEntidades
Perspectiva do Sistema
Ns
Processos Threads
Perspectiva de Programao
Componentes Servios Web
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
16/50
Sistema Distribuido
Modelos Arquiteturais
Paradigmas de Comunicao
Como as entidades se comunicam?
Comunicao Inter-processos
Programao com soquetes (sockets), comunicao
multicasting etc
Invocao Remota
Protocolo Pedido-Resposta
Chamada Remota de Procedimento (RPC)
Invocao Remota de Mtodo (RMI)Comunicao Indireta
Memria Distribuda
Produtor/Consumidor
Filas de Mensagens Espa o de Tuplas
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
17/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisPapis e ReponsabilidadesQuais os papis e responsabilidades das entidades?
Cliente/Servidor a arquitetura historicamente mais
importante e atualmente mais utilizada
Processos clientes interagem com processos servidores
individuais requisitando recursos (dados, informaes,
operaes etc)
Cliente e servidor encontram-se em hosts diferentes
Servidores podem, por sua vez, ser clientes de outros
servidores
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
18/50
Sistema Distribuido
Modelos Arquiteturais
Papis e ReponsabilidadesArquitetura Cliente/Servidor
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
19/50
Sistema Distribuido
Modelos Arquiteturais
Papis e ReponsabilidadesArquitetura Cliente/Servidor
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
20/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisPapis e ReponsabilidadesArquitetura Peer-to-Peer
Todos os processos executam tarefas semelhantes
Interagem cooperativamente como pares
No h distino entre clientes e servidores
Alta escalabilidade
Exemplos: Napster e BitTorrent
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
21/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisPapis e Reponsabilidades
Arquitetura Peer-to-Peer
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
22/50
Sistema Distribuido
Modelos ArquiteturaisLocalizao
Como entidades so mapeadas (onde se localizam) na
infraestrutura fsica distribuda?
Mapeamento de servios em mltiplos servidores
Cache
Cdigo Mvel
Agentes Mveis
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
23/50
Sistema Distribuido
Padres ArquiteturaisAbordagem em Camadas
Particiona um sistema complexo em subcamadas que utilizam
servios da camada inferior e oferecem servios para a camada
superior (abstrao parecida com as camadas dos modelo OSI
e TCP/IP)
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
24/50
Sistema Distribuido
Padres Arquiteturais
Arquitetura em Duas Camadas
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
25/50
Sistema Distribuido
Padres Arquiteturais
Arquitetura em Trs Camadas
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
26/50
Sistema Distribuido
MiddlewareDefinies
Camada de software que provm uma abstrao ao
programador
Mascara a heterogeneidade do sistema distribudo
Rede
Software
Sistemas Operacionais Tecnologia
Linguagem de Programao
Modelo computacional uniforme
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
27/50
Sistema Distribuido
Middleware
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
28/50
Sistema Distribuido
Modelos FundamentaisObjetivo: foco apenas nas entidades e caractersticas
essenciais, isolando de detalhes como hardware ou rede,
facilita o entendimento do sistema
Modelo de Interao A comunicao ocorre pela troca de mensagens entre
processos
Reflette as noes de tempo, durao das mensagens etc
Modelo de Falhas Define e classifica falhas de hardware, software ou rede
Modelo de Segurana
Define e classifica formas de ataque, com o intuito de
evitar ou tolerar ameaas
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
29/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Modelo de Interao
Sistemas distribudos so compostos de mltiplos processos
comunicando-se entre si
O comportamento e o estado das operaes de sistema
podem ser vistos como um algoritmo distribudo
Mensagens so transmitidas para troca de dados e
coordenao da atividade/operao
Fatores importantes da interao em SDs
Performance limitada
Inexiste noo global de tempo (relgios e eventos)
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
30/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Modelo de InteraoPerformance dos Canais deComunicaoLatncia
Tempo decorrido entre o incio da transmisso de uma
mensagem por um processo e o incio da recepo por outro
Largura de Banda
Quantidade total de informao que pode ser transmitida
em um dado tempo
Instabilidade
Variao na entrega de uma srie de mensagens.
Importante para transmisso de vdeo e udio
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
31/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Modelo de InteraoRelgios e Eventos
Inexiste uma noo global de tempo. Cada computador tem
seu relgio interno, usado por seus processos locais
Problema: dois processos em diferentes mquinas precisam
associar um timestamp nico
Clock Drift Raterelgios com tempo idntido em sistemas
distribudos podem variar significativamente
Necessrio abordagens de correo de tempo nos relgios
dos computadores
Abordagens: sistemas distribudos sncronos e assncronos
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
32/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Modelo de InteraoRelgios e Eventos
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
33/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Modelos de Falha
Define as formas em que falhas podem ocorrer em
processos e canais de comunicao
Taxonomia para classificao das Falhas
Omisso
Arbitrrias
Temporais
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
34/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Falhas por Omisso
Ocorrem quando um processo ou canal de comunicao no
realiza uma ao/operao esperada
Falha do Processo: travamento
Deteco de falhas por timeout. Funciona sempre?
Detectvel em alguns casos apenas em SDs sncronos
Falha do Canal de Comunicao: descarte de mensagens
Processo penvia mensagem m para processo q
Buffers de entrada e sada falham ao enviar, transportar
ou receber a mensagem
Motivos: erro de rede ou falta de espao no buffer
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
35/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Falhas por OmissoDescarte de Mensagens
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
36/50
Sistema Distribuido
Modelos Fundamentais
Falhas Temporais
Tempo relativamente importante para sistemas multimdia
Sistemas distribudos de tempo real so projetados para
garantir operaes em um dado tempo
Resposta muito lenta em sistemas assncronos pode no
ser falha temporal
Aplicveis em sistemas distribudos sncronos
So estipulados limites de tempo para:
Execuo de tarefas
Entrega de mensagens
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
37/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
38/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
39/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
40/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
41/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
42/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
43/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
44/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
45/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
46/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
47/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
48/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
49/50
Sistema Distribuido
5/26/2018 Sistema Distribuidos- Aula2
50/50
Sistema Distribuido
Recommended