Sistemas Distribuídos Localização de Objetos Distribuídos
description
Transcript of Sistemas Distribuídos Localização de Objetos Distribuídos
Sistemas DistribuídosSistemas Distribuídos
Localização de Objetos Localização de Objetos DistribuídosDistribuídos
Especialização em Redes de Especialização em Redes de ComputadoresComputadores
Prof. Fábio M. CostaProf. Fábio M. CostaInstituto de Informática - UFGInstituto de Informática - UFG
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 2
Motivação• Evitar o uso de endereços físicos para a
localização de componentes• Nomeação
– Localização de componentes por meio de nomes externos
– Similar às páginas brancas de um catálogo telefônico
• Trading– Localização de componentes por meio de
características de serviço– Similar às páginas amarelas
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 3
Visão Geral
• Nomeação de Objetos– Princípios– Serviço de Nomes de CORBA– COM Monikers– Java/RMI Registry
• Trading de Objetos– Princípios– Serviço de Trading de CORBA
Nomeação
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 5
Princípios Básicos
• Plataformas de middleware orientadas a objetos utilizam-se de referências de objetos para endereçar objetos servidores
• É necessária uma forma de obter tais referências de objetos sem a necessidade de suposições sobre localização física
• Um nome é uma seqüência de cadeias de caracteres que pode ser “ligada” a uma referência de objeto (name binding)
• Um nome pode ser resolvido para se obter a referência de objeto correspondente
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 6
Princípios Básicos (cont.)• Pode haver muitos objetos servidores em um
sistema de objetos distribuídos• Objetos servidores podem ter vários nomes• Isto leva a um grande número de “ligações de
nomes”• O espaço de nomes deve ser organizado em uma
hierarquia para evitar– conflitos de nomes– baixo desempenho na resolução de nomes
• Esta hierarquia pode ser obtida através de contextos de nomes
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 7
Princípios Básicos:Contextos de Nomes
Cup
Winners
1.FC
Ka
isers
laute
rn
Pre
mie
r First
M
an
Unite
d
Chelsea
QPR
South End
United
EnglandGermany
1. L
iga 2. Liga
BVB
Bayern Boch
um
Lautern
UEFA
Manchester
United
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 8
Princípios Básicos:Nomes Compostos
• Nomes são compostos por possivelmente mais do que um componente (string)
• A seqüência de componentes de um nome descreve uma caminho através do grafo de contextos de nomes
• Exemplo:– (“UEFA”, “England”, “Premier”, “Chelsea”)
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 9
Princípios Básicos:Servidor de Nomes
• “Ligações” de nomes (a referências de objetos) são administradas por servidores de nomes
• Nem todo objeto servidor precisa de um nome• Alguns objetos servidores podem ter vários nomes• Os servidores de nomes devem armazenar as
amarrações de nomes persistentemente• Os servidores de nomes devem ser “calibrados”
com vistas à eficiência na resolução de nomes• O próprio servidor de nomes pode ser distribuído
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 10
O Serviço de Nomes de CORBA
• Suporta a ligação (binding) de nomes a referências de objetos CORBA
• Escopo de um nome: contexto de nomes• Múltiplos nomes podem ser definidos para
uma mesma referência de objeto• Nem todas as referências de objetos
precisam de nomes
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 11
Nomes em CORBA
• Nomes são compostos por nomes simples• Nomes simples: pares valor-tipo• O atributo valor é usado para resolução de
nomes• O atributo tipo é usado para fornecer
informação a respeito do papel do objeto
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 12
Tipos IDL para Nomesmodule CosNaming { typedef string Istring;
struct NameComponent { Istring id; Istring kind; }; typedef sequence <NameComponent> Name; ...};
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 13
Interfaces IDL do Serviço de Nomes
• O Serviço de Nomes é especificado através de duas interfaces– NamingContext define operações para ligar
objetos a nomes e para a resolução de nomes– BindingIterator define operações para iterar
em um conjunto de nomes definido em um dado contexto de nomes
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 14
Interface NamingContextinterface NamingContext { void bind(in Name n, in Object obj) raises (NotFound, ...); Object resolve(in Name n) raises (NotFound,CannotProceed,...); void unbind (in Name n) raises (NotFound, CannotProceed...); NamingContext new_context(); NamingContext bind_new_context(in Name n) raises (NotFound, ...) void list(in unsigned long how_many, out BindingList bl, out BindingIterator bi);};
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 15
Interface BindingIterator
interface BindingIterator { boolean next_one(out Binding b); boolean next_n(in unsigned long how_many, out BindingList bl); void destroy();}
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 16
Um Cenário para o Serviço de Nomes: Ligação
• Exemplo: Promover um time para a 1a. Divisão e rebaixar outro
1L=resolve("UEFA","Germany","1. Liga")
root: Namingroot: NamingContextContextc:Clientc:Client 1L:Naming1L:Naming
ContextContext
bind("Arm. Bielefeld", bielefeld)
unbind("Eintr. Frankfurt")
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 17
Inicialização do Serviço de Nomes
– Como obter o Contexto de Nomes Raiz?– Através da Interface do ORB
module CORBA { interface ORB { typedef string ObjectId; typedef sequence <ObjectId> ObjectIdList; exception InvalidName{}; ObjectIdList list_initial_services(); Object resolve_initial_references (in ObjectId identifier) raises(InvalidName); }}
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 18
Um Cenário para o Serviço de Nomes: Resolução
• Exemplo: Imprimir o elenco de um time
root: Namingroot: NamingContextContextc:Client
D=resolve("UEFA","Germany")
D:NamingD:NamingContextContext do:Teamdo:Team
do=resolve("1. Liga","BVB")
print()
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 19
Cenário para o Serviço de Nomes: Iteração
• Imprimir os nomes de todos os times do campeonato
t:Teamc:Client 1.Liga:NamingContext
list(0,bl,bi)
bi:BindingIterator
t=next_one().valuename()t=next_one().valuename()
name()t=next_one().value
...
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 20
O Serviço de Nomes em COM: Monikers
• Em COM, monikers são usados para “desacoplar os clientes dos algoritmos e da informação que são necessários para encontrar objetos servidores” [Don Box, 98]
• Suporta a ligação e resolução de nomes• O espaço de nomes pode ser estruturado
hierarquicamente
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 21
O Serviço de Nomes em COM: Interface IMoniker
interface IMoniker : IPersistStream { HRESULT BindToObject([in] IBindCtx *pbc, [in, unique] IMoniker *pmkToLeft, [in] REFIID riid, [out, iid_is(riid)] void **ppv); ...}
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 22
Criação de Monikers: Interface IParseDisplayName
• Para ser nomeável, objetos servidores precisam implementar esta interface
• Cria-se um objeto moniker a partir de um nome textual externo, chamado de display name
interface IParseDisplayName {HRESULT MkParseDisplayName([in] IBindCtx *pbc, [in,string] const OLECHAR *pwszName, [out] ULONG *ppchEaten [out] IMoniker **ppmk);}
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 23
Avaliação
• COM suporta nomes internos (monikers) e nomes externos (display names)– Isto complica o esquema de nomes
• O Serviço de Nomes de COM é estreitamente ligado a outras partes da especificação de COM (containers)
• O Serviço de Nomes de COM não é transparente para os designers de objetos servidores, que precisam implementar a interface IParseDisplayName
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 24
O Serviço de Nomes em RMI: RMI Registry
• Versão simplificada do Serviço de Nomes de CORBA
• Sem suporte para nomes compostos• Restrição de segurança: ligações de nomes
não podem ser criadas a partir de máquinas remotas
• Deve haver um registry em cada máquina• Diferentes registries devem estar integrados
dentro de um espaço de nomes federado
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 25
RMI Registrypackage java.rmi.registry;public interface Registry extends java.rmi.Remote { public static final int REGISTRY_PORT = 1099; public java.rmi.Remote lookup(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public void bind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AlreadyBoundException, java.rmi.AccessException; public void rebind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException; public void unbind(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public String[] list() throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException;
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 26
Usando o RMI Registry
c:Client:LocateRegistry
root:Registry do:Team
E=lookup("UEFA")
root=getRegistry(“ns.fifa.org”)
E: Registry
1L:Registry
BVB:Registry
BVB=lookup(“BVB”)
print()
D=lookup(“Germany”)
1L=lookup(“1. Liga”)
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 27
Avaliação
• A ausência de nomes hierárquicos aumenta o número de operações remotas necessárias para a resolução de nomes
• A descoberta do registry raiz não é necessariamente transparente de localização
• A restrição de segurança quebra o conceito de transparência de localização
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 28
Limitações de Serviços de Nomes
• Em todas as abordagens mencionadas:– Os clientes sempre devem identificar o servidor
específico por meio de um nome• Inapropriado se o cliente apenas deseja usar
um serviço com certas características e qualidade, mas não sabe em que servidor:– Comércio eletrônico– Vídeo sob demanda– Venda automática de bilhetes de cinema
Trading
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 30
Motivação
• Localização de objetos de maneira transparente de localização
• O uso de um serviço de nomes é simples, mas pode não ser apropriado quando:– clientes não conhecem os servidores– há múltiplos servidores para o mesmo serviço
• Trading oferece suporte para a localização de servidores com base na funcionalidade e qualidade de serviço
• Serviço de Nomes ↔ Páginas brancas• Trading ↔ Páginas Amarelas
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 31
Características de um Serviço de Trading
• O Trader opera como um intermediador entre clientes e servidores (mas não no mesmo sentido que o ORB!)
• Permite ao cliente mudar de perspectiva– de “quem” para “o que”
• Análogo à idéia de um corretor de seguros
Exporter
Trader
Importer1:e
xpor
t 2:query
3:invoke
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 32
Características de um Serviço de Trading (cont.)
• Linguagem comum entre cliente e servidor– Tipos de serviço– Qualidades de serviço
• Servidor se registra junto ao trader• Servidor define uma qualidade de serviço
(QoS) garantida– Definição estática de QoS– Definição dinâmica de QoS
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 33
Características de um Serviço de Trading (cont.)
• Clientes consultam o trader para obter– um serviço de um certo tipo– com um certo nível de qualidade
• O trader oferece suporte para– comparação de tipos de serviço com as
propriedades especificadas– pesquisa por serviços
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 34
Exemplo
• Serviço de vídeo-sob-demanda da Hongkong Telecom:
Trader
Video-on-demandprovider
MGM
WarnerUser
Server
Independent
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 35
O Processo de Trading• Exemplo: servidor de vídeo-sob-demanda
:Client:Client :Trader:Trader MGM:VoDSMGM:VoDS Warner:VoDSWarner:VoDS
query()export()
export()
download()modify()
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 36
Definição de Tipos de Serviço• Um tipo de serviço define:
– A funcionalidade provida por um serviço– As qualidades desta do serviço provido
• A funcionalidade é definida por meio de um tipo de objeto (interface)
• QoS é definida com base em propriedades– nome da propriedade– tipo da propriedade– valor da propriedade– modo da propriedade
• obrigatório / opcional• leitura apenas / modificável
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 37
Exemplo de Tipo de Serviço
typedef enum {VGA,SVGA,XGA} Resolution;service video_on_demand { interface VideoServer; readonly mandatory property float fee; readonly mandatory property Resolution res; modifiable optional property float bandwidth;}
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 38
Hierarquia de Tipos de Serviço
• Um tipo de objeto pode ter várias implementações com diferentes QoS
• O mesmo tipo de objeto pode ser usado em diferentes tipos de serviço
• Tipo de serviço S é um subtipo do tipo de serviço S´ sse– o tipo de objeto de S é idêntico ou é um subtipo do tipo
de objeto de S´– S tem pelo menos todas as propriedades definidas para S´
• Relação de sub-tipagem pode ser explorada pelo trader na busca por serviços de um determinado tipo
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 39
Definição de Restrições
• O importador (cliente) define, como parte da consulta ao trader, as qualidades de serviço desejáveis
• Exemplo:– custo<10 AND res>=SVGA AND bandewidth>=256
• Em uma consulta, o trader considera apenas aquelas ofertas de serviço que obedeçam à restrição
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 40
Políticas de Trading
• Dependendo das restrições e dos serviços disponíveis, um grande conjunto de ofertas pode ser retornado por uma consulta
• Políticas de trading são usadas para restringir o tamanho da lista de ofertas de serviço retornadas– Especificação de um limite máximo– Restrição sobre a substituição de serviço (por subtipos)– Restrição sobre as propriedades modificáveis (as quais
podem ser alteradas no período entre a busca do serviço e seu efetivo uso através de requisições do cliente)
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 41
Federação de Traders
• Demanda por escalabilidade• Um trader participando de uma federação:
– oferece para os demais traders os serviços sobre os quais ele tem conhecimento
– encaminha para outros traders consultas para serviços sobre os quais não tem conhecimento
• Problemas– importações de serviços podem não terminar– duplicação de ofertas
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 42
Grafo de TradingT1
T2 T3
T4
query.hop_count=4
def_follow_policy=always
max_hop_count=5
query.hop_count=0Service OfferTrader AttributeLink
max_hop_count=1
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 43
O Serviço de Trading de CORBA
Application Objects
CORBAfacilities
CORBAservices
DomainInterfaces
Object Request Broker
ObjectTrader
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 44
Interfaces do Serviço de Trading de CORBA
TraderComponents Support Attributes ImportAttributesLinkAttributes
list_offers()…
export()withdraw()modify()
RegisterLink
add_link()remove_link()describe_link()modify_link()
Lookup
query()
Admin
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 45
Definindo Qualidade de Serviço
typedef Istring PropertyName;typedef sequence<PropertyName> PropertyNameSeq;typedef any PropertyValue;struct Property { PropertyName name; PropertyValue value;};typedef sequence<Property> PropertySeq;enum HowManyProps {none, some, all}union SpecifiedProps switch (HowManyProps) { case some : PropertyNameSeq prop_names;};
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 46
Interface do Trader para Exportadores de Serviços
interface Register { OfferId export(in Object reference, in ServiceTypeName type, in PropertySeq properties) raises(...); OfferId withdraw(in OfferId id) raises(...);
void modify(in OfferId id, in PropertyNameSeq del_list, in PropertySeq modify_list) raises (...);};
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 47
Interface do Trader para Importadores de Serviços
interface Lookup { void query(in ServiceTypeName type, in Constraint const, in Preference pref, in PolicySeq policies, in SpecifiedProps desired_props, in unsigned long how_many, out OfferSeq offers, out OfferIterator offer_itr, out PolicyNameSeq Limits_applied) raises (...);};
Original: Wolfgang Emmerich, 2000 Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG 48
Pontos-Chave
• Objetos distribuídos podem ser localizados por meio de um serviço de nomes ou de trading
• Um serviço de nomes liga nomes (conhecidos externamente) a referências de objetos oferece suporte para resolução de nomes para revelar a referência de objeto ligada
• Trading oferece suporte para a localização de objetos com base na funcionalidade que os mesmos oferecem, bem como na qualidade que garantem