CARACTERÍSTICAS DOS

SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

Prof. Agnaldo L Martins

O que são Sistemas Distribuídos?

• Um sistema distribuído é um conjunto de recursos computacionais independentes que se apresenta a seus usuários como um sistema único e coerente.

Principais características

• Diferenças entre os vários computadores e o modo como eles se comunicam estão, em grande parte, ocultas ao usuário;

• Usuários e aplicações podem interagir com um sistema distribuído de maneira consistente e uniforme, independentemente de onde a interação ocorra.

Uso de Middleware para sistemas heterogêneos

Metas de um Sistema DistribuídoAcesso a recursos

• Objetivo: facilitar acesso e compartilhamento de recursos remotos de maneira controlada e eficiente

• Porém, é necessário aprimorar a segurança, evitando acessos indevidos e rastreamento de comunicações

Metas de um Sistema DistribuídoTransparências

Metas de um Sistema DistribuídoTransparência da distribuição

• Grau de transparência – Deve levar em consideração várias questões, como desempenho e facilidade de compreensão.– O usuário deve saber das limitações do

sistema decorrentes do mesmo ser distribuídos, como:

• Tempo de acesso• Localização de recursos

Metas de um Sistema DistribuídoAbertura

• “Um sistema distribuído aberto é um sistema que oferece serviços de acordo com as regras padronizadas que descrevem a sintaxe e a semântica desses serviços”.

• Especificações devem ser completas e neutras.

• Assim sendo importantes para interoperabilidade e portabilidade.

• O sistema distribuído deve ser extensível.

Metas de um Sistema DistribuídoAbertura

• Sistemas legados e organização.– Muitos sistemas mais antigos e outros

contemporâneos são construídos com uma abordagem monolítica (código único, confuso e de difícil manutenção).

– Em uma abordagem nova é crucial que o sistema seja organizado como um conjunto de componentes relativamente pequenos e de fácil distribuição.

Metas de um Sistema DistribuídoEscalabilidade

• Medida, no mínimo, quanto ao tamanho, termos geográficos e termos administrativos.

Problemas de escalabilidade

• O que distingue um algoritmo distribuído de um algoritmo centralizado?– Nenhuma máquina tem informações

completas sobre o estado do sistema.– As máquinas tomam decisões tendo como

base somente informações locais.– A falha de uma máquina não pode arruínar

o processamento.– Não há nenhuma premissa implícita quanto

à existência de um relógio global

Problemas de escabilidade geográfica

• Quase impossível prover comunicação síncrona para grandes distâncias;

• Comunicação em redes de longa distância não é confiável;

• Soluções centralizadas atrapalham a escalabilidade de tamanho.

Problemas de escalabilidade administrativa

• Difícil estabelecer políticas de uso e pagamento de:– recursos;– gerenciamento; e– segurança

Exemplo de Técnicas de escalabilidade – distribuição do DNS

Principais ciladas

Premissas falsas adotadas ao desenvolver uma aplicação distribuída pela primeira vez

1.A rede é confiável

2.A rede é segura

3.A rede é homogênea

4.A topologia não muda

5.A latência é zero

6.A largura da banda é infinita

7.O custo de transporte é zero

8.Há apenas um administrador

Propriedades das transações

1. Atômicas: para o mundo exterior, a transação acontece como se fosse indivisível.

2. Consistentes: a transação não viola invariantes de sistema.

3. Isoladas: transações concorrentes não interferem umas nas outras.

4. Duráveis: uma vez comprometida uma transação, as alterações são permanentes

• ACID (para facilitar a decoreba)

Transações distribuídas

• Empacota várias requisições de programas clientes em uma transação distribuída.

Exemplo de Transação Aninhada

Integração usando Monitor TP

Sistemas Distribuídos Pervasivos

• Sistemas decorrentes do uso de computação móvel e embutida, nas quais o comportamento esperado é a instabilidade;– Pequeno tamanho– Alimentados por bateria;– Comunicação sem fio;

• Não possui controle administrativo humano, podendo:1. Adotar mudanças contextuais2. Incentivar composição ad hoc3. Reconhecer compartilhamento como padrão

Sistemas Pervasivos - ExemplosSistemas para tratamento de Saúde

Sistemas de Informações Distribuídos

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

Sistema que coleta, armazena e processa dados internos ou externos a uma organização

Sistema para gerenciar fatos do mundo real (dado/inf/conh/ação)

Infra-estrutura de TIConjunto de tecnologias projetadas e implementados de maneira a atingir as demandas de processamento dos usuários

Infra-estrutura de TI DistribuídaMúltiplos elementos de processamento autônomos, que se comunicam por troca de mensagens, através de uma rede.

Distribuição implícitaSistemas não permanecem isolados. A comunicação entre sistemas é fundamental

PORQUE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO DISTRIBUÍDOS

Alta demanda- Demanda crescente por soluções cada vez mais eficientes- Soluções centralizadas estão se tornando impraticáveis- Necessidade de cooperação entre sistemas- Aproveitamento de recursos

Serviços em um SID- Permite a separação do sistema em camadas- Um serviço de nomeação permite encontrar recursos na rede- Módulo de Administração e gerência faz com que a qualidade do serviço seja garantida- Confidencialidade, integridade e disponibilidade

Aproveitamento dos recursos

Um sistema de informações distribuídos deve aproveitar as vantagens dos recursos disponíveis na rede

- Estações de trabalho com suporte gráfico- Configuração dos multiprocessadores (balanceamento de carga)- Vazão de processamento

Distribuição em camadas

- Cliente/Apresentação- Processamento/Lógica de aplicação- Dados/gerenciamento de recursos

Modularidade X Desempenho

Caixa = Módulo do sistemaSeta = Conexão entre as partes

+ Caixas => Modularidade, Distribuição, Encapsulamento+ Setas => Mais sessões, mais complexidade

Objetivo: Balancear

Projeto Top-Down

- Funcionalidade divididas em módulos- A funcionalidade depende de outros módulos- O Sistema é projetado para ser distribuído desde o início

Projeto Botton-Up- Diversos componentes já existem e precisam trabalhar em conjunto- Deverá permitir a coexistência entre o velho e o novo- Suporte a heterogeneidade

Motivação

- Integração com sistemas legados- Limitações relacionadas a tecnologia

A empresa vai abrir seus sistemas? Até que ponto?Cada departamento pode possuir os seus sistemas e BD,

como integrá-los?

- As informações dos sistemas legados precisaram ser repensadas (conceitos, modelos etc.)

Integração ideal

- Comunicação segura e confiável- Semântica uniforme- Interface homogênea

Arquiteturas

One-Tier (Totalmente centralizado)MainframeDados, interface, sistema...tudo juntoUso de terminais

vantagens:SegurançaVelocidadeControle de acessoGerenciamento

Arquiteturas

Two-Tier (Cliente/Servidor)

Clientes independentes e camadas de aplicação diferentes. Auto poder no cliente

Desvantagens:- Tratamento de conexões- Falha pode interromper tudo

Arquiteturas

N-Tier (Sistema de Informações Distribuídos)

A web passa a ser utilizada como interfacePlataformas midlleware para acessoControle distribuído

Preocupações:

ConsistênciaEficiênciaInfra-estrutura poderosa

Abordagens técnicas

– Sobrepor heterogeneidade semântica: integração de informações

Mapeamento do modelo de dados Mapeamento de esquemas Acordo sobre interpretação dos dados

– Criar novas informações: obtenção de informações distribuídas e mineração de dados

Necessidade de novos algoritmos Necessidades de sistema: integração física ou acesso

aos dados

– Modelo de dados canônico (ex XML) Detectar correspondências Resolver conflitos Integrar esquemas (mapeamento)

– Gerência de armazenamento distribuída Particionamento e distribuição dos dados e índices Replicação, caching Consistência dos dados replicados e da dependência

entre os dados distribuídos

– Gerência de transações distribuídas Conceito de transação

– Consultas e filtragem distribuída Decomposição de consultas e filtros Modelos de disseminação de informação

– ObjetivosEficiência, escalabilidade, robustez: utilização eficiente dos recursos. Abstração: esconder detalhes desnecessários