Sistemas Distribuídos: Sincronização

8/18/2019 Sistemas Distribuídos: Sincronização

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Sistemas Distribuídos Jorge Surian [email protected]

Sistemas Distribuídos: Sincronização


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Relógios Físicos Hora atômica Internacional (International tomic !ime" # baseada em rel$gios muito %recisos (ta&a

de 'ariação de ) *+". Hora ,oordenada Internacional (-ni'ersal

,oordinated !ime -,!" # o %adrão %ara mediçãodo tem%o.

/ baseada na 0ora atômica1 mas ocasionalmente# ajustada %ela 0ora astronômia. 23roadcast2 da 0ora # 4eito atra'#s de estaç5es de

r6dio (778" e sat#lites (9S".

,om%utadores ;ue recebem o sinal sincronizamos rel$gios.

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Relógios Físicos Seja C o 'alor do rel$gio 2ideal2 (0ora -!,". Seja Cp o 'alor do rel$gio no com%utador p. Se t # o tem%o no rel$gio em sincronia com a

0ora -!,1 então temos o tem%o em p dado %orCp(t).

Idealmente %ara todo p e %ara todo t 1 temos: Cp(t) = t → C'p(t) = dC/dt = 1.

,loc< s


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Relógios Físicos Seja & a ta&a m6&ima de deri'a (;ue es%eci?ca se

um rel$gio est6 adiantado ou atrasado".

,omo 4azer a sincronização %eri$dica entrerel$gios


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Sincronização de Relógios Se e&iste um 2ser'idor de tem%o2 (rece%tor 77,

ou rel$gio de %recisão"

lgoritmo %ro%osto %or ,ristian (ABA" Se não e&iste uma 4onte ;ue dis%onibilize a 0ora

coordenada uni'ersal (-,!" lgoritmo de 3er


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Relógio de Cristian (1!)

ossibilidade de consultar ser'idores de tem%oe;ui%ados com um rece%tor 778 ou umrel$gio de alta %recisão.

roblema: trasos de mensagens 4arão com;ue a 0ora 4ornecida seja desatualizada

8ariaç5es na estimati'a do atraso entre asm6;uinas.

Algoritmos...


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""

Relógio de Cristian (1!)

,om%utador consulta a 0ora no com%utador3.

,om%utador 3 inclui na res%osta o 'alor do seu

rel$gio G !+. ,om%utador atualiza o seu rel$gio com o'alor do rel$gio em 3 adicionado ao retardo damensagem entre 3 e (ne =aC delaC".

stimati'a %ara o one*=aC delaC E!!KL1 casoatrasos em ambas direç5es sejam a%ro&imados

Algoritmos...


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!!

Algoritmos...Relógio de #er$ele%

lgoritmo usado %ara a sincronização internade um gru%o de com%utadores.

2Ser'idor de tem%o2 # ati'o (master" e coleta os'alores de rel$gios de outros (sla'es".

Master usa estimati'as do E!! %ara estimar o

'alor dos rel$gios dos com%utadores dentro dosgru%os.

Hora atual # resultante de uma m#dia . Master en'ia ao sla'es o total de tem%o em

;ue os rel$gios de'em adiantarKatrasar. ,aso o master 4al0e1 um no'o com%utador

master # eleito.


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AlgoritmosRelógio de #er$ele%


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Relógios Lógicos Sincronização baseada em Ntem%o relati'oO. !em%o relati'o não %ossui nen0uma relação com

o tem%o real. mais im%ortante # ;ue os %rocessos do Sistema

Distribuído concordem com a ordem em ;ue ose'entos ocorrem:

lgoritmo de Fam%ort Eel$gios 8etoriais


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Relógios LógicosRelógios de 'amport 1"!.

m 'ez da sincronização de rel$gios1ordenação dos e'entos:"Se dois e'entos ocorrem no mesmo

%rocesso1 então eles ocorrem na ordemobser'ada %elo %rocesso pi.

L"Puando uma mensagem m # trocada entredois %rocessos1 e a # o e'ento de en'io e b o de recebimento1 então a b.

+"Eelação Nacontece antesO # transiti'a.


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a b ( %" c d (%L" b c dado m d 4dado mL

*as1 nem todos os e'entos %odem ser relacionadosatra'#s da relação Nacontece antesO

,onsideremos a e e (%rocessos di4erentes1 sem ae&ist>ncia de cadeias de mensagens entre os%rocessos"Qão estão relacionados atra'#s da relação

São de?nidos como %rocessos concorrentes: a ++ e


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a b ( %" c d (%L" b c dado m d 4dado mL


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Relógios LógicosRelógio de 'amport 1"!. -m rel$gio l$gico # um contador

monotonicamente crescente. ,-o %recisa estarrelacionado com o rel$gio 4ísico.

Como un/iona0

,ada %rocesso pi tem o seu rel$gio l$gico Ci

;ue %ode ser usado %ara a%licar timestam%sl$gicos aos e'entos.

1)Ci # incrementado de antes de cadae'ento no %rocesso pi.

L"Puando um %rocesso pi en'ia mensagemm1 o tem%o t Ci # ane&ado a mensagem.

+"Puando pi recebe (mt)1 o rel$gio #atualizado %ara Ci ma(C t) antes dea%licar .


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Relógios LógicosRelógio de 'amport 1"! m cada um dos %rocessos %1 %L1 %+ o rel$gio

l$gico # inicializado com zero. s 'alores dos rel$gios l$gicos são a;ueles ;ue

ocorrem imediatamente a%$s o e'ento. odemosimaginar a1 bL e assim sucessi'amente.

Juntamente com m1 o 'alor L # en'iado e orel$gio em %L1 a%$s o e'ento c1 recebe oma&()1L"R +.

a b im%lica em ;ue ,(a", (b " mas ,(a",

(b " n-o im%lica em a

b


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Relógios LógicosRelógio de 'amport emplo 1


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1"1"

Relógios LógicosRelógio de 'amport emplo 2


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1!1!

Relógios LógicosRelógio de 'amport roblema

,(a" ,(b": Qão se %ode in4erir ;ue a G b


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Relógios LógicosRelógios 7etoriais

,riados %or Mattern1 Tigdge1ABB. Im%lementados %ara e'itar a limitação dos

rel$gios de Fam%ort: C(a) 8 C(b) não im%lica a Nacontece antesO de b.

8etores com marcas de tem%o são usados %ara

os e'entos locais em cada %rocesso. Seja 7Ci 9:; o nUmero de e'entos ocorridos em

pi at# o instante de tem%o em ;uestão. Seja 7Ci 9; o nUmero de e'entos ;ue

ocorreram em p1 %ortanto pi sabe ;uantose'entos ocorreram em p.


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Como 1

3)pi en'ia t C7i em cada mensagemtransmitida

W"Puando %i recebe (m1t"1 o %rocesso ajustaC7i9; ma(C7i9; 1 tXjY" j 1 L1 ZQ(antes do %r$&imo e'ento adiciona ao seu%r$%rio contador de e'entos"


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&em%li?cando...

%: a(1)1)"[ b (L1)1)" en'ia (L1)1)" juntamente com amensagem m.

m %L1 no recebimento de m1 o 'etor de rel$gios #modi?cado %ara ma&.

(()1)1)"1 (L1)1)"" (L1 )1 )" adicionando ao seu %r$%rio

rel$gio (L11)" Qeste caso1 o e'ento c 2sabe2 ;ue ocorreram L e'entos

no %rocesso % antes da ocorr>ncia do e'ento c em %L 8 ma? de'em ser realizadas entre %ares de

elementos


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'entos / e e são concorrentes1 mas nem7C(e) 8 7C(/) nem 7C(/) 87C(e) %odemser a?rmados


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Relógios...

lgoritmos de ,ristian e 3er


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Relógios

Eel$gios de Fam%ort são contadores ;ue mudam

de acordo com o relacionamento de NaconteceantesO entre os e'entos.

Eel$gios 'etoriais são uma mel0ora nos rel$gios

de Fam%ort1 onde dois e'entos são ordenados%ela relação Nacontece antesO ou sãoconcorrentes atra'#s da com%aração dos 'etorescom marcas de tem%o.


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,o%Crig0t \ L)) ro4. Jorge Surian

!odos direitos reser'ados. Ee%rodução ou di'ulgação total ou %arcial deste

documento # e&%ressamente %roíbido sem o consentimento 4ormal1 %or escrito1 doro4essor Surian.

Fontes:

Tanenbaum, Andrew S. e Steen, Marteen Van. SistemasDistribuídos, São Paulo: Prentice Hall, 2008.

Imagem do Relógio, treco da obra !Persist"ncia do #em$o%, deSal&ador Dali.

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