1. Introducción 2. Historia 3. Características clave 4. Cuestiones de diseño

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José Carlos Aguirre Aranda
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1 Tema 1. Introducción a los sistemas distribuidos 1. Introducción 2. Historia 3. Características clave 4. Cuestiones de diseño Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 1

2 Introducción y objetivos Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 2

3 Sistema Distribuido: colección de componentes hardware y/o software Introducción situados en ordenadores autónomos unidos por una red se coordinan sólo mediante el paso de mensajes El Software de SD permite a los ordenadores: coordinar sus actividades compartir los recursos del sistema Transparencia uniprocesador virtual Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 3

Software de SD permite a los ordenadores: coordinar sus actividades compartir los recursos

4 Objetivos Conocer la naturaleza de los sistemas distribuidos y sus retos Estudiar los resultados alcanzables en: Prestaciones Fiabilidad Elasticidad Consistencia Seguridad Revisar los problemas que plantea su diseño Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 4

Fiabilidad Elasticidad Consistencia Seguridad Revisar los

5 Historia Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 5

6 UNIX distribuido. 1 Punto de partida: uniprocesador de tiempo compartido Punto de destino: sistema distribuido basado en una red local Red de área extendida Mainframe o miniordenador Terminales Red Local PC s Internet Pasarela Servidores de ficheros Servidores de conexión, impresión,... Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 6

distribuido basado en una red local Red de área extendida Mainframe o miniordenador

7 UNIX distribuido. 2 IPC: sockets de 4BSD mecanismo más general que los pipes elemento constructivo fundamental en SD Arquitectura cliente/servidor Sun Microsystems: SunOS (UNIX BSD) NFS, RPC, NIS, Java base de las mayoría de los UNIX distribuidos Otros SD puros que emulan UNIX Mach, Amoeba, Chorus Otros componentes de SD Andrew, Kerberos Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 7

SD Arquitectura cliente/servidor Sun Microsystems: SunOS (UNIX BSD) NFS, RPC, NIS, Java base de

8 Características Clave Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 8

9 Características Clave Compartición de recursos Apertura Soporte a la concurrencia Elasticidad (crecimiento incremental) Transparencia Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 9

10 Compartición de recursos. 1 Recurso: entidad útil que se puede compartir hardware: discos, impresoras software: ficheros, bases de datos Beneficios del esquema común de acceso: Ahorro de costes al compartir dispositivos hardware La compartición de datos es una exigencia esencial: herramientas de desarrollo: copia única bases de datos comunes: vista coherente trabajo cooperativo (groupware) Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 10

Beneficios del esquema común de acceso: Ahorro de costes al compartir dispositivos hardware La compartición de

11 Compartición de recursos. 2 La compartición no es inmediata. Exige: comunicación entre ordenadores un programa que gestione el recurso Los gestores de cada tipo de recursos tienen: distintas políticas y métodos exigencias comunes: nombramiento, acceso, etc. Modelo básico: Modelo Cliente-Servidor Puede estar basado en Objetos Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 11

tipo de recursos tienen: distintas políticas y métodos exigencias comunes: nombramiento,

12 El modelo Cliente-Servidor. 1 Esquema: Un conjunto de procesos servidores = gestores Una colección de procesos clientes Los servidores pueden ser, a su vez, clientes Modo de operación: envío de solicitud al servidor que gestiona el recurso Un servidor es un proveedor centralizado de los recursos que maneja personalmente Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 12

Los servidores pueden ser, a su vez, clientes Modo de operación: envío de solicitud al

13 Distinción clara entre: servicio: entidad abstracta El modelo Cliente-Servidor. 2 servidor(es): proceso(s) que provee(n) un servicio Se usa para casi todos los servicios, pero: Los servicios mínimos (CPU, MC e interfaz de red) los provee el S.O. de cada máquina Hay otros servicios que requieren una cooperación entre servidores mayor que la de este modelo Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 13

servicios mínimos (CPU, MC e interfaz de red) los provee el S.O.

14 Posibilidad de extensión del hardware y/o software además: posibilidad de hardware y software heterogéneo En S.D.: en qué medida se pueden añadir servicios: sin necesidad de paradas con diferentes orígenes Método: las interfaces son públicas Apertura. 1 UNIX es más abierto que sistemas previos: las llamadas al sistema dan acceso a los recursos se pueden extender fácilmente es independiente del hardware Problema: todo implementado en el núcleo Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 14

15 Si queremos: Apertura. 2 acceder a más recursos que los soportados por el núcleo local dar acceso a los recursos locales a clientes remotos Necesitamos Sistemas Distribuidos Abiertos, extensibles en: hardware, añadiendo máquinas a la red software, añadiendo nuevos servicios fuera del núcleo Solución: provisión de un mecanismo de comunicación uniforme ej: comunicación entre procesos basada en sockets Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 15

remotos Necesitamos Sistemas Distribuidos Abiertos, extensibles en: hardware, añadiendo máquinas a la red

16 Concurrencia Tanto pseudo-concurrencia como paralelismo En SD aumentan las ocasiones, debido a: separación de los usuarios la separación de los procesos servidores independencia de los recursos Dentro de cada ordenador: posibilidad de ejecución concurrente Posibilidad de conflictos (inconsistencia) Necesidad de sincronización de los accesos Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 16

Dentro de cada ordenador: posibilidad de ejecución concurrente Posibilidad de conflictos

17 Elasticidad. 1 Cambios de escala = aumento del número de usuarios y/o de recursos Sistema elástico: conserva su eficacia y su eficiencia ante cambios de escala sin necesidad de cambios en el software de las aplicaciones o del sistema sin pérdida significativa de prestaciones con un coste controlado de los recursos físicos si hay muchos usuarios, se pueden añadir servidores si un recurso es muy accedido, se puede replicar sin cuellos de botella en las prestaciones sin limitar el número de recursos software Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 17

escala sin necesidad de cambios en el software de las aplicaciones o del sistema sin pérdida significativa de prestaciones con un coste

18 Elasticidad. 2 Ej: Acceso a recursos en Internet Fecha Ordenadores Servidores web 12/ / / / / / / / / Número de usuarios de internet en el mundo (abril 2011): Más de Técnicas para afrontar el reto: Servidores cooperativos Replicación de los datos Conservación de los datos cerca de donde se usan (cache) Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 18

284.187 67.571.581 Número de usuarios de internet en el mundo (abril 2011): Más de 2.000.

19 Transparencia = ocultación de la separación a los usuarios Transparencia. 1 y a los programadores de aplicaciones Provee la visión del sistema: como un todo y no como una colección de componentes independientes Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 19

20 Tipos de Transparencia De Acceso: mismas operaciones De Ubicación: no conocimiento De Concurrencia: no interferencia De Replicación: no percepción De Fallo: no inconsistencia De Movilidad: sin afectar a las operaciones De Prestaciones: adaptabilidad De Escala: no cambio de estructura o algoritmos Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 20

inconsistencia De Movilidad: sin afectar a las operaciones De Prestaciones:

21 Transparencia. 2 Acceso + Ubicación = Transparencia de Red Ej. de ausencia: rlogin de UNIX hay que conocer el nombre de la máquina es distinto del login en la máquina local Ej. de presencia: usuario@det.uvigo.es nombre de usuario + nombre de dominio no es necesario conocer la dirección física ni la de red Transparencia recursos anónimos no siempre deseable: impresoras Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 21

22 Cuestiones básicas de diseño Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 22

23 Cuestiones básicas de diseño Nombramiento: esquema global único Comunicación: Sus prestaciones y fiabilidad son críticas Peligro: la complejidad de su software Estructura del software: interfaces bien definidas Arquitecturas: optimizar prestaciones en entornos cambiantes Mantenimiento de la consistencia: a un coste razonable Tema 1 Introducción a los Sistemas Distribuidos 23

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