Un futuro embebido para las arquitecturas de Sistemas Distribuidos Recientes avances en arquitecturas de sistemas distribuidos, proveen soluciones a varios

Un futuro embebido para las Un futuro embebido para las arquitecturas de Sistemas arquitecturas de Sistemas

DistribuidosDistribuidos

Recientes avances en arquitecturas de Recientes avances en arquitecturas de sistemas distribuidos, proveen sistemas distribuidos, proveen

soluciones a varios desafíos presentes soluciones a varios desafíos presentes en sistemas embebidosen sistemas embebidos

IntroducciónIntroducción

Unidades de procesamiento mas potentes y Unidades de procesamiento mas potentes y multipropósitomultipropósito

Three symmetrical cores running at 3.2 GHz each Two hardware threads per coreVMX-128 vector unit per core1 MB L2 cache

• Conversor D/A: 12 bits, 108 MHz• Optimización de la imagen: Escaneo progresivo, Sobremuestreo de video, Alta definición (720p,1080i, 1080p), Smart Picture, Realce visual

• Conversor D/A: 24 bits, 192 kHz• Respuesta de frecuencia: 30-20000 Hz• Relación señal / ruido: 90• Distorsión y ruido (1 kHz): 65 dB•Cruce (1kHz): 70 dB• Rango dinámico (1 kHz): 80 dB• Sistema de sonido: Dolby Digital


Crecimiento en la interconexión de Crecimiento en la interconexión de los sistemaslos sistemas


Aunque las aplicaciones para los sistemas Aunque las aplicaciones para los sistemas industriales y los consumidores comunes son industriales y los consumidores comunes son muy diferentes, los requerimientos son muy muy diferentes, los requerimientos son muy similares.similares.

Sistemas operativos distribuidosSistemas operativos distribuidos

SURGIMIENTOSURGIMIENTO

Ejecución paralela de procesosEjecución paralela de procesos Transacciones confiablesTransacciones confiables Comportamiento de Tiempo RealComportamiento de Tiempo Real

Sistema operativos distribuidos Sistema operativos distribuidos generales generales

Tradicionalmente, formados por Tradicionalmente, formados por elementos homogéneos, sobre elementos homogéneos, sobre mecanismos de hardware y software mecanismos de hardware y software especializados.especializados.

Sistema operativos distribuidos Sistema operativos distribuidos generalesgenerales

Característica esencial: aparentar ser Característica esencial: aparentar ser un solo sistema, al ser visto desde un solo sistema, al ser visto desde afuera.afuera.

Sin embargo esta compuesto por Sin embargo esta compuesto por varios elementos.varios elementos.

Sistema operativos distribuidos de Sistema operativos distribuidos de Tiempo RealTiempo Real

Los sistemas en tiempo real enfatizan en Los sistemas en tiempo real enfatizan en la predictibilidad, confiabilidad y en los la predictibilidad, confiabilidad y en los requerimientos de tiempo.requerimientos de tiempo.

Muchos de los sistemas en TR, están Muchos de los sistemas en TR, están diseñados para trabajar como sistemas diseñados para trabajar como sistemas operativos distribuido, pero no se suele operativos distribuido, pero no se suele aprovechar esta característica. aprovechar esta característica.

Sistema operativos distribuidos de Sistema operativos distribuidos de Tiempo Real – Ej: QNXTiempo Real – Ej: QNX

Es un sistema operativo de TR, que Es un sistema operativo de TR, que soporta comunicación por mensajes, sobre soporta comunicación por mensajes, sobre un protocolo que corre sobre Ethernet, un protocolo que corre sobre Ethernet, puerto serie o una conexión TCP/IP.puerto serie o una conexión TCP/IP.

Sin embargo es necesario que todos los Sin embargo es necesario que todos los nodos corran QNX para implementarlo.nodos corran QNX para implementarlo.

Sistema operativos distribuidos de Sistema operativos distribuidos de Tiempo RealTiempo Real

Como generalmente no es posible o Como generalmente no es posible o deseado que todos los nodos utilicen deseado que todos los nodos utilicen QNX se utilizan protocolos ya QNX se utilizan protocolos ya establecidos y abiertos como ser establecidos y abiertos como ser TCP/IP SOCKETS TCP/IP SOCKETS

MIDDLEWAREMIDDLEWARE

Capa de abstracción entre las Capa de abstracción entre las aplicaciones y el sistema operativo.aplicaciones y el sistema operativo.

Requerimientos del MIDDLEWARERequerimientos del MIDDLEWARE Comunicaciones de redComunicaciones de red CoordinaciónCoordinación ConfiabilidadConfiabilidad EscalabilidadEscalabilidad HeterogeneidadHeterogeneidad

Proveía servicios básicos como transacciones e intercambio de mensajes

Provee modelos avanzados de computación distribuida con orientación a objetos

COMIENZO HOY EN DÍA

MIDDLEWARE EN USOMIDDLEWARE EN USO

CORBACORBA

COM/OPCCOM/OPC

INDUSTRIAL ITINDUSTRIAL IT

GRIDGRID

Todos los recursos de un número Todos los recursos de un número indeterminado de computadoras son indeterminado de computadoras son englobados para ser tratados como un englobados para ser tratados como un único superordenador de manera único superordenador de manera transparente.transparente.

Estas computadoras englobadas no están Estas computadoras englobadas no están enlazadas firmemente, no tienen por qué enlazadas firmemente, no tienen por qué estar en el mismo lugar geográfico. Se estar en el mismo lugar geográfico. Se puede tomar como ejemplo el proyecto puede tomar como ejemplo el proyecto [email protected]@Home.

GRID - GRID - SETI@HOMESETI@HOME

"Search for Extraterrestrial Intelligence“"Search for Extraterrestrial Intelligence“

Es un experimento científico que utiliza Es un experimento científico que utiliza ordenadores conectados a Internet para la ordenadores conectados a Internet para la búsqueda de inteligencia extraterrestre.búsqueda de inteligencia extraterrestre.

Los usuarios deben descargar un programa Los usuarios deben descargar un programa gratis y voluntario de la página de la Universidad gratis y voluntario de la página de la Universidad de Berkeley que consiste en un salvapantallas de Berkeley que consiste en un salvapantallas que analiza las señales en los tiempos que el que analiza las señales en los tiempos que el procesador no utiliza recursos.procesador no utiliza recursos.

Uso de Sistemas DistribuidosUso de Sistemas DistribuidosRequerimientos de ProcesamientoRequerimientos de Procesamiento

Los sistemas embebidos son implementados con la mínima Los sistemas embebidos son implementados con la mínima cantidad de recursos posiblescantidad de recursos posibles

Middleware y los SO distribuidos requieren un procesamiento Middleware y los SO distribuidos requieren un procesamiento extra y comunicación.extra y comunicación.

LOS MICROCONTROLADORES Y LAS COMPUTADORAS LOS MICROCONTROLADORES Y LAS COMPUTADORAS INDUSTRIALES SON CADA VEZ MÁS POTENTES.INDUSTRIALES SON CADA VEZ MÁS POTENTES.

Hoy en día muchos Hoy en día muchos μμC tienen C tienen incluido un stack TCP/IP, soportan incluido un stack TCP/IP, soportan

múltiples hilos y satisfacen los múltiples hilos y satisfacen los requerimientos necesarios para requerimientos necesarios para

cómputo distribuidocómputo distribuido

Uso de Sistemas DistribuidosUso de Sistemas DistribuidosRequerimientos de Tiempo RealRequerimientos de Tiempo Real

FOCO DEL CÓMPUTO FOCO DEL CÓMPUTO DISTRIBUIDO Y DISTRIBUIDO Y EN PARALELOEN PARALELO

Brindar el mejor servicio Brindar el mejor servicio maximizando el maximizando el rendimiento.rendimiento.

FOCO DE SISTEMAS DE FOCO DE SISTEMAS DE TIEMPO REALTIEMPO REAL

Predictibilidad y Predictibilidad y determinismo, determinismo, requerimientos de tiempo.requerimientos de tiempo.

Middleware no se ha focalizado en los requerimientos de los sist de TR.Middleware no se ha focalizado en los requerimientos de los sist de TR.

Recientemente se ha emprendido un esfuerzo para mejorar las Recientemente se ha emprendido un esfuerzo para mejorar las propiedades de tiempo real y soporte de QoS en sistemas Middleware.propiedades de tiempo real y soporte de QoS en sistemas Middleware.

Esta investigación es llevada a cabo por la necesidad de Streaming Esta investigación es llevada a cabo por la necesidad de Streaming Multimedia, como por ejemplo Videoconferencias y aplicaciones VoIP.Multimedia, como por ejemplo Videoconferencias y aplicaciones VoIP.

Uso de Sistemas DistribuidosUso de Sistemas DistribuidosRequerimientos de SeguridadRequerimientos de Seguridad

Se hace más evidente en los años Se hace más evidente en los años recientesrecientes

Juega un rol fundamental en los SDJuega un rol fundamental en los SD


CONTROL DE ACCESOCONTROL DE ACCESO Basado en códigoBasado en código

• Permiso a nivel de códigoPermiso a nivel de código RBACRBAC

• Permisos según el usuarioPermisos según el usuario• Importante en grandes SDImportante en grandes SD

Son necesarios métodos generales y universales Son necesarios métodos generales y universales para proveer autorización y autentificación en todos para proveer autorización y autentificación en todos

los niveles de la arquitectura distribuidalos niveles de la arquitectura distribuida


Se suele confiar en una PKISe suele confiar en una PKI Comunicación seguraComunicación segura

• Secure Socket Layer (SSL)Secure Socket Layer (SSL)• Transport Level Security (TSL)Transport Level Security (TSL)

Seguridad en GRIDsSeguridad en GRIDs• Globus ToolKit da soporte de seguridad Globus ToolKit da soporte de seguridad

basada en mensajes y en transportebasada en mensajes y en transporte

Uso de Sistemas DistribuidosUso de Sistemas DistribuidosEl futuro para los sistemas DREEl futuro para los sistemas DRE

Se utilizan diferentes tecnologías Se utilizan diferentes tecnologías propietarias para construirlospropietarias para construirlos

Gran vida útilGran vida útil

Se incrementa la dificultad para adaptar y mantener Se incrementa la dificultad para adaptar y mantener los DRE usando el diseño tradicional de softwarelos DRE usando el diseño tradicional de software

Uso de Sistemas DistribuidosUso de Sistemas Distribuidos El futuro para los sistemas DRE El futuro para los sistemas DRE

Model Driven Middleware (MDM)Model Driven Middleware (MDM) Es un paradigma de software Es un paradigma de software Creada para ayudar a diseñar e Creada para ayudar a diseñar e

integrar sistemas DREintegrar sistemas DRE

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Los sistemas RE, cada vez son mas Los sistemas RE, cada vez son mas potentes, esto permite soportar potentes, esto permite soportar arquitecturas distribuidas logrando:arquitecturas distribuidas logrando:

• Tolerancia a fallosTolerancia a fallos• Distribución de cargasDistribución de cargas


Las seguridad debe ser manejada Las seguridad debe ser manejada concretamente en todos los niveles e concretamente en todos los niveles e idealmente debería convenirse una idealmente debería convenirse una plataforma en común.plataforma en común.


El autor ve la necesidad de realizar El autor ve la necesidad de realizar investigaciones mas profundas hacia investigaciones mas profundas hacia estándares adoptados estándares adoptados mundialmente, para alcanzar la mundialmente, para alcanzar la visión de sistemas distribuidos visión de sistemas distribuidos cooperativos.cooperativos.

Actualmente no existen Middlewares Actualmente no existen Middlewares o sistemas operativos distribuidos, o sistemas operativos distribuidos, con capacidad de que esto suceda.con capacidad de que esto suceda.

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

““An Embedded Future for Distributed An Embedded Future for Distributed System Architectures” – Trygve System Architectures” – Trygve Lunheim, Amund SkavhaugLunheim, Amund Skavhaug

http://setiathome.ssl.berkeley.edu/http://setiathome.ssl.berkeley.edu/

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