Sistemas Distribuídos Aula 01 - Introdução Prof. Hélio de Sousa Lima Filho...

Sistemas DistribuídosAula 01 - Introdução

Prof. Hélio de Sousa Lima Filho ([email protected])

mailto:[email protected]

Referencial Bibliográfico

• Coulouris, George; Dollimore, Jean e Kindberg, Tim. Sistemas Distribuídos: conceitos e projeto. (Capítulo 01).

• Tanenbaum, Andrew S., Steen, Maarten V.. Sistemas Distribuidos: principios e paradigmas. (Capítulo 01).

2Sistemas Distribuídos

Sumário

1. Definições2. Exemplos de Sistemas e Aplicações

Distribuídas3. Desafios em Sistemas Distribuídos4. Vantagens/Desvantagens de Sistemas

Distribuídos


Sumário



Distribuídos


1945 à1955: O Início

• Programador tinha que reservar hora para usar o computador!


1955 à1965: Processamento Batch

• Tarefas eram enfileiradas• Programas em lotes.


1965 à1980: Timesharing

• Menor tempo da obtenção da resposta de programas!


A partir de 1980Sistemas Distribuídos

• Comunicação entre maquinas

• Independência maior dos usuários

• Compartilhamento de recursos


Sistemas Distribuídos

• Conceito– “Um sistema distribuído é aquele no qual os

componentes localizados em computadores interligados em rede se comunicam e coordenam suas ações apenas passando mensagens.“[Coulouris, 2005]



• Conceito– “Um sistema distribuído é um conjunto de

computadores independentes que se apresenta a seus usuários como um sistema unico e coerente.“[Tanenbaum, 2007]



• Conceito– “Um sistema distribuído são vários

computadores fazendo algo juntos.“[Mulender, 1993]

– “Você sabe que tem um sistema distribuído quando a falha de um computador no qual nunca ouviu falar o impede de fazer qualquer coisa." :) [Mulender, 1993]


Características de Sistemas Distribuídos

• Conjunto de maquinas autônomas• Interconectadas por canais de

comunicação• Comunicação por troca de mensagens• Ausência de um estado global• Independência de falhas• Ausência de sincronização de relógios• Estado compartilhado da aplicação


Sumário



Distribuídos


Unix Distribuído

• Extensões do modelo unix para suportar:– Comunicação entre processos– Servidores na rede (servidor de arquivos,

impressão e etc.)• Implementações de Unix distribuído:

– SUN OS, SOLARIS– Linux (Debian, Fedora, Kurumin, Pux)

• Vantagens do Unix distribuído:– NFS (Network File System)– NIS (Network Information System)


Aplicações Comerciais

• Sistema de reserva de passagem aéreas• Sistema de bancos para interconexões

entre agências e terminais• Sistemas para controle de estoque,

vendas e entrega


Aplicações Comerciais

• Requisitos– Alto grau de confiabilidade– Alto grau de segurança e privacidade de

informações– Suportar concorrência de usuários– Garantir tempo de resposta satisfatório– Suportar massiva distribuição– Suportar extensabilidade– Suportar integração entre sistemas operados por

diferentes organizações


Internet e Intranet

• Exemplos:– Correio eletrônico– Serviço de news– WWW (World Wide Web)– Transferência de arquivos

• Requisitos:– Alta extensabilidade– Mecanismo de resolução de nomes– Esquema de roteamento e endereçamento– Controle de acesso e segurança


Computação Móvel e Ubíqua

• Avanços tecnológicos na miniaturização dos dispositivos + rede sem fio– Integração dos dispositivos de

comunicação pequenos e portáveis aos sistemas distribuídos

– Usa informações do ambiente para construir modelos computacionais dinamicamente



• Computação móvel– Execução de tarefas enquanto o usuário se

movimenta, e se distancia do seu ambiente local



• Acesso em qualquer lugar a qualquer momento



• Computação Pervasiva:– Computador embarcado no ambiente de

forma despercebida– Usa informações do ambiente para construir

modelos computacionais dinamicamente• Computação Ubíqua:

– Computação móvel em larga escala + Pervasiva



• Requisitos– Suporte transparente à mobilidade– Tratamento de contexto– Otimização de espaço de armazenamento,

largura de banda, uso de energia– Formatação, compressão, entrega e

apresentação de conteúdo adaptável à largura de banda e recursos do dispositivo


Sumário



Distribuídos


Desafios em SD´s

• Heterogeneidade• Abertura• Segurança• Extensabilidade• Manipulação de falhas• Concorrência e Paralelismo• Transparência


Desafios em SD´s

• Diversas Heterogeneidades– Hardware, Software, Redes, Sistemas

Operacionais, Linguagens, Implementações de diferentes fabricantes.

• Solução– Uso de Protocolos e padrões comuns

• Protocolos da Internet (IP)


Desafios em SD´s

• Abertura– Capacidade de um sistema poder ser estendido

(em relação a hardware e software) e ser interoperável com outros sistemas

– Abertura resulta da especificação de interfaces, de tornar as especificações publicas e de padronizá-las

– Especificações podem vir a serem • padrões estabelecidos por organizações de

padronização• padrões estabelecidos pelo uso


Desafios em SD´s

• Abertura– Padronizações existentes:

• Modelo de referência OSI• Padronizações de protocolos (RFCs)

– Acrônimo de Request of Comments– Série evolutiva de relatórios, proposta e padrões de

protocolos que descrevem o funcionamento interno de protocolos da internet

• Modelo de referência TCP/IP– Especificações Java


Desafios em SD´s

• Abertura– Padronizações Suportam:

• Extensabilidade de hardware: adição de novos computadores ao sistema

• Extensabilidade de software: introdução de novos serviços ou versão nova de um sistema

• Independência de fabricantes


Desafios em SD´s

• Segurança– Confidencialidade

• Proteção contra acesso indevido

– Integridade• Proteção contra alteração ou corrupção

– Disponibilidade• Proteção contra impedimento de acesso

– Desafios• Transmissão/Armazenamento seguro de informações• Impedimento de acesso


Desafios em SD´s

• Paralelismo– Processos executam simultaneamente em

processadores diferentes• Concorrência

– Processos executam concorrentemente a um mesmo processador e acessam recursos comuns


Desafios em SD´s

• Oportunidade de Concorrência e paralelismo em um SD:– Requisições concorrentes para utilização de um

mesmo recurso ou acesso a um mesmo serviço– Servidores executando em mais de uma máquina

podem juntos fornecer um serviço– Execução de uma atividade em paralelo pode

executar em mais de uma máquina do SD.• Interações concorrentes têm que ser

sincronizadas para garantia de consistência do estado da aplicação


Desafios em SD´s

• Extensabilidade– Reflete a capacidade de um sistema suportar

aumento da escala sem perda de eficiência• Desafios:

– Controlar o custo dos recursos físicos– Controlar perda de desempenho– Evitar gargalos de desempenho– Prevenir escassez de elementos de software:

endereços IP´s


Desafios em SD´s

• Técnicas para suportar extensabilidade– Replicação de recursos

• Dispositivos, dados, serviços

– Caching• Armazenamento de dados recentes próximo ao uso

– Estruturação dos serviços visando o crescimento incremental

• Hierárquica (DNS), Balanceamento de carga

– Evitar centralização de algoritmos, dados e componentes


Desafios em SD´s

• Manipulação de Falhas– Ocorrência de falhas

• Produzir resultados incorretos• Causar interrupção de serviços

– Mecanismos devem ser desenvolvidos para se garantir o correto funcionamento do sistema, mesmo na ocorrência de falhas

– Recuperação de falhas– Tolerância a falhas

• Garante a correção e disponibilidade do sistema


Desafios em SD´s

• Transparência– Abstração de aspectos específicos do

sistema subjacente– Sistema é visto como um todo e não como

uma coleção de partes


Desafios em SD´s

• Tipos de Transparência– Acesso

• Usuário não distingue entre o acesso local ou remoto– Localização

• Não sabe-se onde o recurso encontra-se– Migração

• Oculta que um recurso pode ser movido para uma outra localização

– Realocação• Oculta que um recurso pode ser movido para uma

outra localização enquanto em uso


Desafios em SD´s

• Tipos de Transparência– Replicação

• Oculta que um recurso e replicado– Concorrência

• Oculta que um recurso pode ser compartilhado por diversos usuários concorrentes

– Falha• Oculta a falha e a recuperação de um recurso


Sumário



Distribuídos


Vantagens dos SD´s

• Pessoas, sistemas, organizações, dados são inerentemente distribuídos

• Compartilhamento de recursos• Aumento da confiabilidade• Aumento do desempenho• Crescimento incremental• Flexibilidade


Desvantagens dos SD´s

• Sincronização• Falhas• Suporte a escalabilidade• Segurança

– Pode afetar a consistência, desempenho, disponibilidade e etc.


Exercícios

• Dê exemplo de aplicações/sistemas para os seguintes tipos do requisito de transparência:– Acesso, localização, migração, realocação,

replicação, concorrência e falha.


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