Infraestructura Tecnológica

Transcripción

1 Infraestructura Tecnológica

2 1 Sesión No. 4 Nombre: Concepto de sistema distribuido Contextualización La forma en como vivimos actualmente nos ha definido como entes más abiertos a la comunicación, por lo que siempre se buscan nuevas formas de lograr este proceso, muchas de estas formas no funcionan porque quien las desarrolla siempre busca la manera de lucrar en exceso ofreciendo lo mínimo por un precio máximo. Con el fin de lograr los procesos de comunicación se crean tendencias de conexiones como los sistemas distribuidos, los cuales se aplican en diferentes ámbitos tecnológicos, de la industria y la comunicación personal, además de desarrollar modelos y arquitecturas varias con el fin de tener una variedad de posibilidades mayor y poder cumplir con las expectativas que se tienen en las conexiones aplicadas. Todas las conexiones siempre se realizan para tener una mejor estabilidad y posibilidad de acceder de mejor manera entre las redes, tanto privadas como públicas, es decir, de una Intranet a Internet.

3 2 Introducción al Tema Los modelos y las arquitecturas de red son muy importantes, con éstas se pueden mejorar los servicios de conexión y comunicación entre dispositivos, además de tener la posibilidad de una expansión sin perder velocidad, seguridad ni cualquier otro elemento de importancia por el cual se ha elegido una arquitectura en específico. Cada arquitectura cumple con un ciclo de comunicación específico, por ejemplo Internet, debe tener una solidez, rapidez y durabilidad en sus conexiones, no puede tener caídas de sistema ni permitir fallas de seguridad, mediante estos servicios se puede tener información privilegiada y personal sobre usuarios que utilizan algún medio de pago en línea o venta de artículos. La importancia de saber elegir los medios de conexión permite tener la seguridad de la funcionabilidad, cuando no se tiene la seguridad de lo que se hace, se puede perder información o realizar un mal trabajo por las carencias y falta de previsión de elementos externos, los cuales no se pueden controlar pero sí se puede planificar un respaldo para mantener activo el servicio. Toda arquitectura tiene un porqué y nuestro deber es el de saber cómo aplicarlo a nuestras necesidades o las de nuestros clientes.

4 3 Explicación Concepto de sistema distribuido Qué es un sistema distribuido? Un sistema distribuido es un conjunto de equipos o computadoras las cuales presentan como característica el ser autónomas y se enlazan mediante una red por medio de sus complementos, los cuales son software y hardware para cumplir con la función de un sistema distribuido. El software permite la coordinación de actividades y compartición de recursos de una forma óptima, en cuanto al hardware permite que se establezcan las conexiones por la mejor vía, ya sea con el uso de cables o de forma inalámbrica. Cuando este sistema distribuido funciona correctamente, los usuarios perciben este diseño como una conexión única e integrada sin importar la distancia o ubicación de cada uno de los equipos dentro de este sistema. Para que este sistema funcione consta de varios elementos y retos a cumplir, los cuales siempre se consideran, algunos de los elementos principales son: Proceso: programa que se ejecuta en la máquina. Agente: proceso conectado a la red. Cliente: proceso que posibilita las conexiones a servidores. Agente de usuario: cliente que representa al usuario. Servicio: sistema de computadora que gestiona los recursos y representa la funcionalidad de los usuarios. Servidor: proceso de aceptación o rechazo de la petición de conexión. Host: máquina que proporciona el servicio por medio de la conexión a la red. Las características con que deben cumplir los sistemas distribuidos son: Cada elemento tiene su propia memoria y sistema operativo.

5 4 Control de recursos locales y remotos. Sistemas abiertos. Plataforma no standard (Unix, NT, Intel, RISC, etc.). Medios de comunicación (redes, protocolos, dispositivos, etc.). Capacidad de procesamiento en paralelo. Dispersión y parcialidad. Modelos y arquitecturas Los modelos y arquitecturas se diseñan con la finalidad de mejorar las comunicaciones entre dispositivos electrónicos, la manera en que estos diseños funcionan es por medio de la aplicación con el uso de protocolo, éstos ayudan a mejorar los procesos que se tienen y permite que casi cualquier usuario pertenezca a una red o conjunto de redes. Cada modelo se aplica en la mejor situación así como a la arquitectura, no sólo depende esta arquitectura de la selección de la información que se desea manejar, sino que también se deben considerar los elementos importantes como el tipo de cableado, las posibles interferencias, la capacidad o potencias que se manejarán, etc. Los modelos de red pueden o no basarse en los modelos o arquitecturas de los sistemas operativos, ya que siempre se desea tener máxima compatibilidad para que de esta forma no se tengan que actualizar o modificar los sistemas; debido a la variedad de éstos se prefiere el uso de estándares de comunicación que pueden ser protocolos de conexión, estandarización por medio de ISO o aplicación de elementos funcionales determinados por la IEEE. Qué es un modelo de red? Es un modelo que se basa en las representaciones entre registros por medio de links, la relación que existe es la de la participación de las entidades binarias por medio de un atributo descriptivo o relación.

6 5 La manera en que se representa en diagramas es con el uso de celdas y líneas. Celdas: representa los campos de registro. Líneas: representa los enlaces entre los registros. Mediante el diagrama de estructura de datos se puede especificar la lógica global de los mismos; de manera gráfica encontramos que su representación se basa en el acomodo de los campos de un registro en un conjunto de celdas vinculadas con otros registros. Un modelo de red puede ser utilizado entre varios elementos funcionales o dispositivos de complementación para la información. Red cliente/servidor: en éste existe una o varias computadoras que funcionan como servidores y su contenido son los datos y recursos que se desean compartir. Red entre iguales o entre pares: esta red se maneja sin el uso de servidores, ya que permite que cualquier computadora cumpla con esa función o como cliente. Qué es una arquitectura de red? Como hemos visto anteriormente, una arquitectura de red es la forma en como se crea comunicación entre varios equipos, muchas veces las arquitecturas se conocen como protocolos de función para la conexión de equipos, algunas de las arquitecturas son aplicadas mediante capas, por el uso de referencias en el modelo OSI, el cual determina los elementos funcionales de una red o conjunto de redes. Las capas que éste maneja son: Capa física. Capa de enlace de datos. Capa de red. Capas de transporte. Sesión.

7 6 Presentación. Aplicación. De éstas se derivan los modelos con se crean las conexiones como el TCP/IP. Los aspectos que se toman en cuenta para la realización del diseño son: Direccionamiento. Enrutamiento. Control de errores. Control de flujo. Multiplexación. Arquitectura Internet La arquitectura de Internet se basa en elementos simples pero que deben ser aplicados correctamente, esta red es la más grande y maneja varios miles de millones de elementos de diferentes formatos, por lo que su soporte debe estar bien estructurado, la arquitectura que tiene la red de Internet no es muy diferente a la de cualquier otra red, los principios son los mismos para mantener siempre en funcionamiento los datos y la compatibilidad con los nuevos y viejos dispositivos de conexión. Las redes sin importar cual sea deben admitir una variedad de aplicaciones y servicios para funcionar con diferentes infraestructuras físicas. Qué elementos contiene la arquitectura de Internet para funcionar como lo hace? Los elementos que componen este sistema son varios, se rige por el modelo OSI y varias empresas de servicios como CISCO determinan su correcta estructura con el uso de:

8 7 Tolerancia a fallas: Internet siempre debe estar disponible para millones de usuarios. Una red tolerante a fallas limita el impacto de una falla del software o hardware y puede recuperarse rápidamente. Escalabilidad: una red escalable puede expandirse para admitir nuevos usuarios y aplicaciones sin afectar a los usuarios actuales. Calidad de servicio (QoS): Internet proporciona un nivel aceptable de tolerancia a fallas y escalabilidad para sus usuarios. Sin embargo las nuevas aplicaciones para usuarios internetworks crean expectativas mayores para la calidad de servicios. Seguridad: Internet evolucionó de una internetwork de organizaciones gubernamentales y educativas, dando como resultado expectativas de privacidad y seguridad para intercambiar información empresarial y confidencial. Arquitectura de red tolerante a fallas: su objetivo principal fue tener un medio de comunicación que pudiera soportar la destrucción de numerosos sitios e instalaciones de transmisión sin interrumpir el servicio, el nacimiento de Internet se debe a las instituciones militares quienes buscaban una manera eficiente de comunicación. Redes orientadas a la conexión conmutadas por circuito: para esto se requiere de la observación del funcionamiento de los sistemas de conexión y comunicación, tales como el teléfono. Redes sin conexión conmutada por paquetes: esto es una opción al envío de información para diferentes usuarios, lo que se busca es la recepción de datos de manera exitosa, por lo que se consideran varias rutas válidas en las que los mensajes puedan viajar y llegar a su destino final. Utilización de paquetes: los paquetes son un conjunto de información la cual se envía y recibe de diferentes lugares, no es necesario siempre estar dentro de la misma red, con la evolución de Internet se puede tener

9 8 acceso a una red de otro país mediante las conexiones que se crean y la compatibilidad de las mismas. Redes sin conexión conmutada por paquetes: dentro de una red conmutada por paquetes no es necesario un circuito reservado y simple de extremo a extremo. Redes orientadas a la conexión: éstas se realizan para tener siempre la disponibilidad de los elementos que se utilizan dentro de la red, con la orientación a la conexión se crea un seguro con el que se puede mantener la información vigente y disponible para los usuarios en el momento que lo deseen. Provisión de calidad de servicio: se debe tener siempre la calidad de un servicio, es decir, mantener una buena velocidad de conexión que los paquetes de información disponibles en la red puedan viajar de manera correcta y la codificación de los elementos sea la adecuada para cada tipo de usuario. Clasificación: la clasificación de una red o conjunto de redes siempre se realiza con la consideración de elementos importantes, los cuales pueden ser el idioma, las conexiones, los tipos de información disponible, entre otras características más. Asignación de prioridades: esta asignación de prioridades debe cubrir varios de los elementos que se consideran para tener un funcionamiento correcto, las prioridades las determinarán los administradores de cada sistema, puede ser la velocidad, la seguridad, la capacidad de procesamiento o cualquier otro elemento. Provisión de seguridad y confidencialidad: dentro de los servicios que podemos encontrar en Internet se pueden considerar elementos importantes, los cuales siempre deben ofrecer cierta seguridad, no deben ser elementos de dominio público, mucha de esta información sólo puede ser consultada por cierto tipo de personas, por lo que se necesita de

10 9 mantener siempre cierto número de filtros de entrada para los usuarios ajenos al sistema. Mantener la integridad de las comunicaciones: significa que la información no se altera durante la transmisión de un punto a otro. Si se notan cambios en la información puede que sea parte de una mala codificación o empaquetado de los datos. Garantizar disponibilidad: se debe tener siempre un respaldo del contenido que se ofrece, para que de esta forma los usuarios puedan tener acceso a lo que buscan y estar disponibles siempre que se ofrezca. Estos son algunos de los elementos que se consideran dentro de la arquitectura de Internet, varios de los cuales pueden cambiar dependiendo de los servicios, recordemos que el propósito de la arquitectura de Internet es el de mantener una interacción óptima entre los usuarios y los servidores para lograr la comunicación por nodos que muchas veces se combinan con otro tipo de elementos ofreciendo la multimedia. Dentro de las arquitecturas que permiten el uso de multimedia o cualquier otro servicio podemos tomar en cuenta la arquitectura cliente servidor, el modelo TCP/IP, el uso de servidores DNS, ISP y los tipos de conexiones, las cuales permiten el acceso a la información como xdsl, ADSL, G.Lite, SDSL, VDSL, SONET, etc. Estos elementos son parte de la arquitectura de Internet, son los que permiten el trabajo de la información, el envío y recepción de los datos y las funciones especiales que podemos encontrar en las redes de intercomunicación.

11 10 Conclusión Todas las redes funcionan con los mismos elementos, todas requieren de un conjunto de computadoras y servidores que funcionen en interconexión para lograr que la transferencia de información se complete con éxito. La arquitectura de Internet es un conjunto de elementos que funcionan de manera coordinada, de esta forma se puede tener una gran variedad de elementos funcionales que ofrecen características únicas por cada tipo de contenido a un grupo de usuarios de diferentes países que accedan al mismo sitio. Cuando Internet se creó, su funcionamiento era mucho muy lento, por lo que las nuevas estructuras con lo que ofrecen mejoraron el servicio, no sólo en su velocidad sino también en la forma de trabajar en la plataforma, hoy en día se puede tener acceso a una oficina de manera virtual y no se requiere del traslado de forma física de un lugar a otro. La evolución de las redes han mejorado los procesos y medios de comunicación, por lo que se han creado varias formas de acceder a éstos, ya no siempre se utiliza un cable para estar disponible en Internet y no se tiene que estar descargando la información por partes de cada determinado tiempo para estar actualizado, con la estructura de disponibilidad, la actualización de información se realiza constantemente en tiempo real.

12 11 Para aprender más Concepto de sistema distribuido Los sistemas distribuidos, como ya se ha mencionado, son un conjunto de computadoras que se perciben como una misma. Sin embargo no sólo podemos comprender esta definición así, también debemos conocer los desafíos que tiene: Heterogeneidad. o Redes: son los sistemas de interconexión a los que se desea pertenecer. o Hardware de computadora: permite la creación de las conexiones necesarias. o Sistemas operativos: controla los envíos y recepciones de información y la gestiona de tal manera que el usuario la pueda comprender. o Lenguajes de programación: éstos permiten el desarrollo de varios elementos, los cuales pueden ser aplicados para la mejora de compatibilidad o transmisión de información. o Implementación de diferentes desarrolladores. Extensibilidad: determina si un sistema puede extenderse de varias maneras. Seguridad: se forma de tres componentes: o Confidencialidad: protección contra personas no autorizadas. o Integridad: protección contra la alteración o corrupción de la información. o Disponibilidad: protección contra la interferencia que impide el acceso a los recursos. Escalabilidad: un sistema debe ser escalable y permitir conservar la efectividad. Tolerancia a fallas: o Detección de fallas: debe encontrar datos corruptos.

13 12 o Enmarcamiento de fallos: debe señalar los elementos que no están bien y con esto transmitirlos. Concurrencia: la concurrencia se puede buscar mediante los threats y representar los recursos compartidos de los cuales se aplican las operaciones. Transparencia: o Transparencia de acceso: permite acceder a los recursos locales y remotos por medio de diferentes técnicas. o Transparencia de ubicación: permite el acceso a los recursos sin conocer su localización. o Transparencia de concurrencia: permite la operación de varios procesos de una forma concurrente sin provocar interferencia mútua. o Transparencia de replicación: permite la réplica de recursos sin necesidad de que los usuarios tengan conocimientos sobre programación. o Transparencia frente a fallos: permite ocultar fallos. o Transparencia de movilidad: permite la reubicación de recursos sin afectar la operación de los usuarios o aplicaciones. o Transparencia de rendimiento: permite la configuración de un sistema para mejorar el desempeño según sea la carga en proceso. o Transparencia al escalado: permite al sistema y a las aplicaciones la posibilidad de expansión sin cambiar la estructura principal de la arquitectura o sistema de algoritmos de una aplicación. Como todo sistema se presentan elementos de ventajas y desventajas, los cuales afectan o mejoran el funcionamiento de los elementos en las conexiones:

14 13 Ventajas: Procesadores más poderosos. Desarrollo de estaciones de mayor capacidad. Las estaciones satisfacen las necesidades de los usuarios. Nuevas interfaces. Avances en las comunicaciones. Desarrollo de nuevas técnicas. Compartición de recursos. Hardware. Software. Eficiencia y flexibilidad. Respuesta rápida. Ejecución concurrente de procesos. Técnicas de procesamiento distribuido. Disponibilidad y confiabilidad. Sistema poco propenso a fallas. Servicios que elevan la funcionalidad. Crecimiento modular. Inclusión rápida de nuevos recursos. Compatibilidad con los recursos actuales. Desventajas: Requerimientos de mayores controles de procesamiento. Velocidad de propagación de información. Servicios de replicación de datos y servicios con posibilidades de fallas. Mayores controles de acceso y proceso. Administración más compleja.

15 14 También puedes revisar las siguientes lecturas: Guarín L, Hurtado M. (2008) Arquitectura en Internet: la clave de un sitio. Iuma (2004) Estado de arte de lo sistema distribuidos. CISCO. (s.f.) Arquitectura de Internet CCNA.

16 15 Actividad de Aprendizaje Instrucciones Con la finalidad de reforzar los conocimientos adquiridos a lo largo de esta sesión, ahora tendrás que realizar una actividad en la cual a través de un resumen indiques las medidas de seguridad más convencionales que se aplican en Internet. Puedes realizarlo en cualquier programa, al final tendrás que guardarlo como un documento de texto para subirlo a la plataforma de la asignatura.

17 16 Referencias CISCO. (s.f.) Arquitectura de Internet CCNA. Consultado en: Curiel M. (s.f.) Sistemas distribuidos. Consultado en: DECSAI. (s.f.) Arquitecturas de red. Consultado en: d.pdf Guarín L, Hurtado M. (2008) Arquitectura en Internet: la clave de un sitio. Consultado en: IPN. (s.f.) Internet y su arquitectura de seguridad. Consultado en: df IPN. (s.f.) Modelo jerárquico, de red y entidad-relación. Consultado en: enguajes_de_programacion_i/lenguajes_de_programacion_i/polilibr O/UNIDAD2/11.htm#inicio iuma (2004) Estado de arte de lo sistema distribuidos. Consultado en: Oposiciones TIC (2011) Sistema distribuidos. Consultado en: S/a. (s.f.) Modelo de redes. Consultado en: S/a (2009) Qué es un sistema distribuido? Consultado en:

18 17 Universidad Politécnica de Cataluña (2005). Conceptos generales de sistemas distribuidos. Consultado en: