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Estruturas de sistemas distribuidos

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by

Yuri Claure

on 19 February 2013

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Transcript of Estruturas de sistemas distribuidos

Camada de apresentação ESTRUTURA DE
SISTEMAS
DISTRIBUÍDOS Motivação Tipos de sistemas
em rede Estruturas
de redes Topologia de
Rede Comunicação Protocolos de
Comunicação Intuito Topologia Topologia é o padrão(configuração) ao qual as instalações estão conectadas no sistema distribuido.
A configuração é tanto física quanto lógica.
Cada configuração possui vantagens e desvantagens. Fatores determinantes na escolha da configuração: custo de instalação custo de comunicação disponibilidade Abaixo diferentes topologias são representadas: Rede totalemente conectada: Esta configuração possui um custo de
instalação enorme,
portanto não
são práticas
em grandes
sistemas. Redes parcialmente conectadas Em uma rede parcialmente conectada não existe enlace em todas as instalações. O custo da instalação é menor do que o custo da rede totalmente conectada Neste modelo, se duas instalações não estiverem diretamente conectadas, as mensagens precisam ser roteadas por uma sequencia de enlaces Isso resulta em um maior custo de comunicação São muitos os tipos de rede parcialmente conectada Algumas delas se tornaram famosas e servem de base para outras topologias. Entre elas estão: Rede estruturada em árvore
rede em estrela
rede em anel
rede estruturada em árvore Rede estruturada em árvore Pró: os custos são baixos Contra: facilita a repartição da rede Rede em estrela Caracterizada por um elemento central que gerencia o fluxo de dados e está conectado a cada outra instalação Pró: caso algum equipamento
apresente problema a rede não é afetada, a menos que estejamos
falando do elemento central Contra:qualquer problema no centro da estrela paralisa a rede, repartindo-a totalmente. Rede em anel As instalações estão conectadas através de um circuito fechado Esta topologia geralmente é implementada de uma forma que os dados são transmitidos unidirecionalmente entre as instalações Por causa da transmissão unidirecional de dados, caso uma instalação apresente problemas, há um grande compromentimento do sistema. Este sistema está em desuso. Topologias Híbridas A partir das configurações básicas são criadas topologias híbridas, as mais utilizadas em grandes projetos As topologias híbridas se aproveitam das características das topologias básicas, se adequando da melhor maneira ao ambiente em que for implementado. É uma coleção de processarodes interconecta- dos por uma rede de comunicação.
Processadores podem variar em tamanho e função.
Processadores são chamados de instalações, nós, computadores, máquinas ou hosts.
Compartilhamento de recursos. Nomeação e tradução de nomes Como dois processos localizam um ao outro para se comunicar? Estratégias de roteamento Como as mensagens são enviadas pela rede? O que é um sistema distribuído? Estratégias de pacote Os pacotes são enviados individualmente ou como uma sequência? Estratégias de conexão Como dois processos enviam uma sequência de mensagens? Contenção Como resolvemos demandas em conflito para uso das redes, visto que é um recurso compartilhado? O que compoe um rede de computadores? Computadores e Periféricos.
Software local e de rede.
Elementos do sistema de comunicação.
Hardware - placa de rede, modem, repetidor, conversores de midia, hub, ponte switch, roteador, etc...
Meio Fisico - Cabeamento, conectores, antenas… Meios fisicos de transmissão Vantagens Compartilhamento de recursos.
Aumento de velocidade.
Confiabilidade.
Comunicação. Utilizado para passar as informaçoes de um ponto a outro.
Tipos:
Guiados - Par trançado, fibra otica, cabo coaxial.Não Guiados - Radio, infra-vermelho, microondas, laser. Os quatros motivos principais para a criação de sistemas distribuídos são: Fatores que influenciam na capacidade de transmissão:

Distancia, Largura de banda, tipo de modulação, fenomenos da natureza.

Meios fisicos possuem propriedades distintas

Necessidade de usar cabeamento mais adequado para cada cenario, a maioria dos problemas de redes envolvem cabeamento, por esse motivo houve uma padronização de modelos de cabeamentos, para cada tipo de cenario. Compartilhamenos de recursos 1980 - IEEE responsavel pelo desenvolvimento de padroes de redes
1985 - Padrão 802 ,camadas fisicas e de enlace.
Atualmente -12 subcomitês técnicos,define os padroes fisicos e metodos de acesso para que as estaçoes das rede IEEE 802 possa se comunicar com outras estaçoes em diferentes redes de LAN e WAN. Usuários de uma instação podem usar recur-sos de outra instalação. Os tipos fisicos de cabeamentos
10base 5

taxa de 10 Mbps
Banda Base
Alcance de 500m
Cabo Thicknet(coaxial grosso)
Conectores BNC,BNC T e terminados BNC 10base T

Taxa de 10 Mbps
Banda Base
Alcance de 100m
Cabo par trançado não blindado
Conector RJ45

10BASE FL

tava de 10Mbps
Banda Base
Alcance 2000m
Fibra optica multimodo de 62m/125m
Conector ST Protocolos Protocolos de comunicação organizam como os dados são estruturados para envio.

O modelo ISO formaliza parte do trabalho mais antigo feito nos protocolos de rede. Mecanismos para compartilhar arqui-vos, processar informações em um BD distribuído, imprimir em instalações remotas e outras funções. Camada física Exemplo: A pode acessar um arquivo que reside em B. É a camada responsável pelos detalhes mecânicos e elétricos da transmissão fisica de um fluxo de bits. Camada de enlace de dados Aumento da velocidade de computação É a camada que decodifica sinais físicos para digitais. Camada de rede Essa camada é responsável por fornecer conexões e rotear pacotes na rede de comunicação. Camada de transporte Uma computação pode ser particionada em subcomputações distribuídas entre diversas instalações, sendo executadas de modo con-corrente e, assim, prover um aumento de velocidade de computação (computation speedup). A camada responsável pelo acesso a rede e transferência de mensagens entre os clientes. Camada de sessão A camada de sessão é responsável por implementar sessões, ou protocolos de comunicação de processo a processo. Cuida da formatação dos dados, identificação de tipos e descriptografias. Camada de aplicação Esta é a camada responsável por interagir diretamente com os usuários. Tarefas distribuídas entre as instalações para evitar sobrecarregamento de tarefas (load sharing). Confiabilidade TCP/IP A mais usada atualmente,
possui menos camadas (combina várias funções em cada camada).

Mais eficiente que redes ISO. Pode acontecer de alguma instalação falhar.
O sistema deve ser capaz de decetar a falha, continuar rodando e redistribuir as tarefas. Caso a instalação se recupere da falha, o sistema deve integrar a instalação de volta ao sistema. Comunicação Funções como transferência de arquivos, login e correio podem ser executadas por grandes distâncias Duas pessoas em instalação geograficamente separadas podem colaborar em um projeto, por exemplo. Transferindo arquivos do projeto, concetando-se aos sistemas remotos um do outro
para executar programas e trocar correspondên-cias para coordenar o trabalho. Tipos de sistemas operacionais distribuídos Sistemas operacionais de rede: são mais simples de implementar e mais difíceis para o usuário.
Sistemas distribuídos: provêem mais recursos. Sistemas operacionais de rede Usuários cientes da multiplicidade de máquinas.
Podem acessar recursos remotos efetuando o login na máquina remota apropriada ou transfe-rir dados da máquina remota para a local. Sistemas operacionais de rede - Login A internet provê facilidades como o telnet para essa finalidade
É preciso ter uma conta válida na instalação a ser acessada.
Exemplo de comando: telnet cs.yale.edu Sistemas operacionais de rede - Login Cria-se uma conexão entre a máquina local e a acessada.
Saída da máquina local é redirecionada para a entrada da acessada.
Saída da máquina acessada é redirecionada para a entrada da local. Sistemas operacionais de rede - Transferência de arquivos Arquivo precisa ser copiado explicitamente.
Existem mecanismos prontos como o File Transfer Protocol (FTP)
Precisa primeiro chamar o progra-ma ftp e depois informar login e senha. Exemplo de comando: ftp cs.yale.edu Sistemas operacionais de rede - Transferência de arquivos Não existe comartilhamento real, apenas cópias do arquivo (podendo ser incoerentes).
Possibilidade de ftp anônimo (só pode acessar arquivos no diretório anonymous).
Local de arquivo não transparente ao usuário.
O sistema deve gerenciar permissões de usuário. Sistemas operacionais de rede - comandos FTP get: transfere um arquivo da máquina remota para a local.
put: transfere um arquivo da máquina local para a remota.
ls ou dir: lista arquivos no diretório atual da máquina remota.
cd: muda o diretório logal da máquina remota. Sistemas operacionais de rede - FTP Um ponto importante sobre o telnet e FTP é que ambos exigem que o usuário mude de paradigma.
Precisa conhecer os comandos do computador remoto.
Os sistemas operacionais distribuídos são projetados para minimizar esse problema. Sistemas operacionais distribuídos Eu um sistema operaciona distribuído, os usuá-rios acessam recursos e dados remotos como se fossem locais, ou seja, o usuário nem precisa saber onde estão os dados, e onde eles estão sendo processados. Sistemas operacionais distribuídos - Migração de dados Transferir o arquivo inteiro.
Transferir partes necessárias do arquivo. Técnicas: É quase um mecanismo de FTP automati-zado.
Devem ser realizadas traduções de dados. Sistemas operacionais distribuídos - Migração de computação Em algumas circunstâncias é melhor transferir a tarefa do que os arquivos. Por exemplo uma tarefa que utilize vários arquivos da máquina remota, é mais facil computar na máquina remota e retornar apenas o resultado.
Também é possível utilizar o mecanismo de mensagens, em que a instalação local envia um pedido de subrotina pra instação remota - criando um novo processo na mesma - e continua execuntado outros procedimentos. Assim, ambos são executados simultaneamente.
Pode usar recursividade. Sistemas operacionais distribuídos - Migração de processo É uma extensão lógica da migração de computação. Quando um processo é submetido para execução, ele pode ser executado em diferentes intalações. Esse esquema pode ser usado por vários motivos: Balanceamente de carga.
Aumento de velocidade de computação.
Preferencia de hardware
Preferencia de software
Acesso aos dados Sistemas operacionais distribuídos - Migração de processo Existem duas técnica complementares para mover processos em uma rede de computadores. Esconder o fato de o computador ter migrado de cliente. A vantagem é que a distribuição é feita de forma autônoma. Esse é o metódo empregado para conseguir o balanceamento de carga e aumento de velocidade.
A outra forma é permitir (ou exirgir) que o usuário tenha que explicitamente pedir para que o processo deva ser migrado. Esse é o método empregado em uma preferência de hardware ou software. Camadas TCP/IP Estrutura do modelo ISO
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