16/04/2015. Peer to Peer Style

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1 Implicit Invocation Implicit Invocation Event-Based Event-Based Características Componentes independientes comunicándose sólo enviando eventos a través de conectores a un event-bus Los componentes emiten eventos al event-bus en forma asincrónica, el cual luego los transmite a los otros componentes. Cada componente puede reaccionar ante la recepción de un evento, o ignorarlo. Los conectores se encargan de: Optimizar la distribución de eventos La replicación de eventos (transparente al emisor y receptor) C 1 C 2 C 3 C 4 Optimización Solamente distribuir eventos a quienes expresan interés en ellos. Similar a Publish-Subcriber Diferencia: en Event-Based no hay clasificación en Publisher y Subcribers todos pueden emitir y recibir eventos. Tipos de distribución Pull (polling): Los componentes consultan al conector por eventos disponibles (bloqueante o no bloquente) Push: Los eventos arriban a los componentes ni bien se producen. Implementación Middlewares o librerías que resuelven el Event-Bus y los conectores (llamados Enterprise Service Bus ESB) Mule, JBoss ESB, Oracle Service Bus, Microsoft BizTalk Services, Windows Azure Service Bus, Spring Integration Event Bus Arquitectura y Diseño de Sistemas 56 Arquitectura y Diseño de Sistemas 57 Implicit Invocation Event-Based Implicit Invocation Event-Based Descripción Componentes Conectores Elementos de datos Topología Componentes independientes que asincrónicamente emiten y reciben eventos comunicados a través de event-buses. Generadores y/o consumidores de eventos independientes y concurrentes. Event-bus. Podría existir más de uno. Eventos Los componentes se comunican con el event-bus, no directamente entre ellos. Cualidades Altamente escalable Fácil de evolucionar Efectivo para aplicaciones heterogéneas altamente distribuidas. Usos típicos Software de UI Aplicaciones de área amplia que involucran partes independientes (mercados financieros, logística, redes de sensado) Precauciones Variantes No existen garantías que un evento sea procesado, ni cuando lo será. Comunicación push o pull Ejemplo: Lunar Lander Componentes Reloj: Maneja el juego Nave: Mantiene el estado de la nave (altitud, nivel de combustible, velocidad, aceleración) Interfaz Gráfica de Usuario (GUI): Maneja la pantalla. Recibe eventos del estado de la nave para mostrar los datos en pantalla Obtiene nuevas burn rates del usuario y emite notificaciones al event-bus Lógica de Juego: Recibe información sobre el estado de la nave y la cantidad de tiempo que ha pasado, determinando si el juego finalizó y, en ese caso, cuál fue el resultado final y el puntaje, notificándolo al event-bus. Arquitectura y Diseño de Sistemas 58 Arquitectura y Diseño de Sistemas 59 Implicit Invocation Event-Based Ejemplo: Enterprise Service Bus Peer to Peer Style Características Consiste de una red de componentes autónomos y débilmente acoplados (pares) que colaboran para proveer un servicio. Todos los componentes son iguales y ninguno puede ser crítico para la salud del sistema Cada componente provee y consume los mismos servicios y usa el mismo protocolo La información, por lo general, es mantenida localmente en cada componentes. Interacción Un componente puede interactuar con cualquier otro componente La comunicación es típicamente una interacción requerimiento/respuesta La interacción puede ser iniciada por cualquier parte (en el sentido clientserver) y cada componente es tanto cliente como servidor Arquitectura y Diseño de Sistemas 60 Arquitectura y Diseño de Sistemas 61 1

2 Peer to Peer Peer to Peer Descubrimiento de recursos La ausencia de centralización hace que la búsqueda de recursos sea un tema importante en P2P. P2P puro Una consulta es puesta en la red El requerimiento se propaga hasta que la información es descubierta o hasta que algún umbral de propagación es alcanzado. Si la información es localizada, el componente obtiene la dirección del otro componente y lo contacta directamente P2P Híbrido Ciertos componentes juegan un rol especial, o bien localizando otros pares o proveyendo directorios para localizar información Index server Utiliza un servidor centralizado para indexar información y componentes. Arquitectura y Diseño de Sistemas 62 P2P Puro P2P Híbrido P2P con Index Server Ventajas Escalabilidad: Los componentes pueden ser agregados o removido de la red sin un impacto significativo. Disponibilidad: Si un componente deja de estar disponible, otros aun pueden proveer el servicio para completar la tarea. Performance: La carga de cualquier componente actuando como servidor es reducida, ya que dicha carga es distribuida entre los componentes de la red. Desventajas Como un sistema peer-to-peer es descentralizado, algunas tareas son más complejas: manejar seguridad, consistencia de datos, disponibilidad de datos y servicios, backup y recuperación, etc. Es difícil dar garantías porque los componentes van y vienen. Sin embargo, el arquitecto debe ofrecer probabilidades que las metas de calidad se cumplan, y que esas probabilidades serán mayores a medida que se incremente la población de componentes. Arquitectura y Diseño de Sistemas 63 Peer to Peer Descripción Componentes Conectores Elementos de datos Topología Estado y comportamientos son distribuidos entre pares que pueden actuar tanto como clientes como servidores Peers: componentes independientes que tienen su propio estado y control. Protocolos de red, generalmente propietarios. Mensajes de red. Red que puede tener conexiones redundantes entre peers; puede variar arbitraria y dinámicamente. Cualidades Altamente robusto de cara a la falla de un nodo. Escalable, en términos de acceso a los recursos y poder de cómputo. Computación distribuida Usos típicos Cuando las fuentes de información y operación están distribuídas: File sharing Mensajería instantánea Grid computing Precauciones Cuando la recuperación de la información es crítica en tiempo y no puede hacer frente a la latencia propuesta por el protocolo. Seguridad. Peer to Peer Ejemplo: Lunar Lander Cambios Un grupo de naves están intentando alunizar Una nave quiere saber si otra ya ha alunizado en un área especifica, para evitar la colisión. Cada nave está configurada para usa un protocolo P2P sobre la red. Un nave sólo podrá comunicarse con otras dentro de un radio limitado. Arquitectura y Diseño de Sistemas 64 Arquitectura y Diseño de Sistemas 65 Peer to Peer Peer to Peer Ejemplo: Gnutella Ejemplo: Skype Arquitectura y Diseño de Sistemas 66 Arquitectura y Diseño de Sistemas 67 2

3 Peer to Peer Ejemplo: Bit Torrent Patrones Arquitectónicos State-Logic-Display (Three Tier) Model-View-Controller Sense-Compute-Control (Sense-Controller-Actuator) Broker Service-Oriented (SOA) Map-Reduce Multi-Tier Arquitectura y Diseño de Sistemas 68 Arquitectura y Diseño de Sistemas 69 State-Logic-Display (Three Tier) Características Comúnmente utilizado en aplicaciones empresariales donde existe Un almacenamiento de datos detrás de las reglas de la lógica de negocio La lógica de negocio es accedida por los componentes de la interfaz de usuario Ejemplos: Aplicaciones empresariales Juegos multi-player Aplicaciones web Model-View-Controller Separa la funcionalidad de la aplicación en 3 tipo de componentes: Modelo: Es la representación del estado (y datos) de la aplicación y contiene (provee una interfaz) la lógica de la aplicación. Vista: Es un componente UI que o bien muestra una representación del modelo al usuario y/o permite algún tipo de entrada de usuario Controller: Maneja la interacción entre el modelo y las vistas, traduciendo las acciones de usuario en cambios al modelo o cambios a la vista. Arquitectura y Diseño de Sistemas 70 Arquitectura y Diseño de Sistemas 71 Model-View-Controller Model-View-Controller Objetivo: Promover la separación de intereses Ayuda ala Testeabilidad Permite caminos de desarrollo independientes. Historia Es uno de los patrones de diseño más conocidos, teniendo influencia desde su cración (1970) en muchos UI frameworks y en la forma de pensar sobre el diseño de interfaces de usuario. Cuándo Utilizarlo? Cuando las separaciones indicadas anteriormente (especialmente la separación de la presentación y el modelo) son útiles. Si se tiene una aplicación muy simple donde el modelo no tiene comportamiento. Si las tecnologías a utilizar no brindan la infraestructura necesaria. Ejemplos Java Swing, Microsoft ASP.NET MVC, Adobe s Flex Principales Separaciones Presentación del modelo Es uno de los más importantes principios de diseño. Generalmente tienen intereses distintos Vista: nos preocupamos por mecanismos de UI y por cómo diseñar una buena UI. Modelo; se piensa en términos de reglas de negocio y, quizás, de interacciones con la base de datos. Se podría querer ver la misma información del modelo de distintas formas. Objetos no visuales son más fáciles de testear que objetos visuales. La presentación depende del modelo pero el modelo no depende la presentación. Controlador de la vista No es tan importante, pero igualmente brinda beneficios. Permitiría tener más de un controlador por vista, o distintas vistas usar el mismo controlador. Ejemplo: Soportar comportamiento de edición y visualización con una vista. Podríamos tener 2 controladores, uno para cada caso, donde los controladores son Strategies (GoF) de la vista. Arquitectura y Diseño de Sistemas 72 Arquitectura y Diseño de Sistemas 73 3

4 Model-View-Controller Ejemplo: Clientes Sense-Compute-Control Idea Básica Una computadora es embebida en alguna aplicación Los sensores de distintos dispositivos están conectados a la computadora La computadora también tiene asociados Actuators Los sensores son muestreados para determinar su valor La computadora envía señales a los dispositivos a través de sus Actuators, logrando así controlar el sistema. Dónde se usa? Típicamente usado en aplicaciones de control embebidas Simples electrodomésticos Sistemas sofisticados para la industria automovilística Control robótico. Arquitectura y Diseño de Sistemas 74 Arquitectura y Diseño de Sistemas 75 Sense-Compute-Control Sense-Compute-Control Cómo funciona? Cicla a través de los siguientes pasos: Leer los valores de los sensores Ejecutar un conjunto de leyes o funciones de control Enviar la salida a los Actuators Típicamente un ciclo está relacionado a un reloj Frecuencia del reloj: Tasa máxima en que los valores de los sensores pueden cambiar, o en la sensibilidad con la que los Actuators pueden recibir actualizaciones. Arquitectura y Diseño de Sistemas 76 Arquitectura y Diseño de Sistemas 77 Sense-Compute-Control Ejemplo: Lunar Lander Control de Vuelo Arquitectura y Diseño de Sistemas 78 Broker Objetivos Separar a los usuarios del servicio (clientes) de los proveedores del servicio (servidores) insertando un intermediario, llamado broker Funcionamiento Cuando un cliente necesita un servicio, consulta al broker El bróker reenvía el requerimiento del cliente al servidor, el cual procesa el requerimiento. El resultado es devuelto por el server al broker El broker retorna el resultado al cliente Beneficios Los clientes no tienen que conocer ni la identidad, ni la dirección, ni las particularidades de comunicación con los servidores. Si un servidor se deja de estar disponible, el broker puede redireccionar las peticiones de servicio a otro que lo reemplace (disponibilidad). Si un servidor es reemplazado por otro, solamente el broker deberá conocer sobre dicho cambio (modificabilidad) Arquitectura y Diseño de Sistemas 79 4

5 Broker Broker Componentes Client: Consumidor de servicio Detalle del Funcionamiento Server: Proveedor de servicio Broker: Intermediario que localiza un server apropiado para cumplir el requerimiento de un cliente, reenvía el requerimiento al server y retorna el resultado al cliente Client-side proxy: Un intermediario que maneja la comunicación real entre el cliente y el broker Server-side proxy: Un intermediario que maneja la comunicación real entre el broker y el server Arquitectura y Diseño de Sistemas 80 Arquitectura y Diseño de Sistemas 81 Broker Broker Debilidades Agrega una capa de indirección y, por lo tanto, latencia entre clientes y servidores. Dicha capa podría transformarse en un cuello de botella El broker podría ser un único punto de falla Puede ser un objetivo de ataques de seguridad Puede ser difícil de testear Ejemplo: On-line Store Principales usos CORBA Plataformas para proveedores de servicios distribuidos (EJBs,.NET) Service-Oriented Architectures (SOA) depende crucialmente de brokers, en la forma de Enterprise Service Bus (ESB) Arquitectura y Diseño de Sistemas 82 Arquitectura y Diseño de Sistemas 83 Broker Broker Ejemplo: Authentication Ejemplo: Banking Arquitectura y Diseño de Sistemas 84 Arquitectura y Diseño de Sistemas 85 5

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