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5/9/2018 CaracterizacaoSistemasDistribuidoseExemplosdeAplicacoes - slidepdf.com

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SISTEMAS DISTRIBUÍDOSPrincípios e paradigmas

slide 1Capítulo 1 - Introdução

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Andrew S. TanenbaumMaarten Van Steen

Caracterização de Sistemas Distribuídos





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Tópicos

01) Algumas Definições de Sistemas Distribuídos

02) Alguns Exemplos de Sistemas e Aplicações Distribuídas

03) Desafios em Sistemas Distribuídos

04) Vantagens/Desvantagens de Sistemas Distribuídos





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Algumas Definições de Sistemas Distribuídos

Uma definição [Coulouris, Dollimore, Kindberg 94]:

³Coleção de computadores autônomos

interconectados através de uma rede de

comunicação, equipado com um software de

sistema distribuído. Um software de sistema

distribuído permite que computadorespossam coordenar suas atividades e

compartilhar os recursos do sistema -

hardware, software e dados³





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Algumas Definições de Sistemas Distribuídos

Outras Definições

³ Um sistema distribuído são vários computadores fazendo

algo juntos³

Michael Schröder [Mulender 93, Cap. 1]

³Você sabe que você tem um sistema distribuído quando a

falha de um computador do qual você nunca ouviu falar oimpede de fazer qualquer coisa´

Leslie Lamport [Mulender 93, Cap. 1]

³Conjunto de CPUs interconectadas por uma rede de

comunicação´

Andrew Tanenbaum [Tanenbaum 92]`





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Algumas Definições de Sistemas Distribuídas

Características de um Sistema Distribuído

01) Conjunto de máquinas autônomas

02) Interconectadas por canais de comunicação

03) Comunicando-se por troca de mensagens

04) Ausência de estado global

05) Independência de falhas

06) Ausência de sincronização de relógios (geral)

07) Estado compartilhado da aplicação





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Alguns Exemplos de Sistemas e Aplicações Distribuídas

UNIX Distribuído

1) Extensões do modelo do UNIX para suportar:

1.1) comunicação entre processos

1.2) servidores na rede (servidor de arquivo, impressão,etc.)

2) Exemplos de implementações de UNIX distribuído:

2.1) SUN OS, Solaris (NFS, NIS, RPC)2.2) Linux

3) Extensões:

3.1) Sistema de arquivos Andrew (CMU)

3.2) Sistema de segurança Kerberos (MIT)

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`Aplicações Comerciais

Exemplos:

- Sistema de reservas de passagens aéreas

- Sistemas de bancos para interconexão de

agências e para suporte a terminais de clientes

- Sistemas de controle de estoques, entregas e

vendas





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`Aplicações Comerciais

Requisitos:

- Alto grau de confiabilidade

- Alto grau de segurança e privacidade de

informações

- Suportar concorrência de usuários

- Garantir tempos de resposta satisfatórios

- Suportar massiva distribuição

- Suportar extensibilidade

- Suportar integração de sistemas operados por

organizações diferentes





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Internet e Intranets

Exemplos:

- Correio eletrônico e serviço de news

- WWW (World-Wide Web)

- Transferência de arquivos

Requisitos:

- Alta extensibilidade- Mecanismo de resolução de nomes

([email protected])

- Esquema de roteamento e endereçamento

- Controle de acesso e segurança





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Computação Móvel e Ubíqua

- Possível devido à integração de dispositivos de

computação miniaturizados e portáveis ao SD

- Computação Móvel (Mobile Computing)

- Execução de tarefas enquanto usuário se

movimenta, e se distancia do seu ambiente local

- Computação Pervasiva- Computador embarcado no ambiente de forma invisível

- Usa informações do ambiente para construir modelos

computacionais dinamicamente

- Computação Ubíqua (Ubiquitous Computing)

- Computação Móvel em Larga Escala+ Ubíqua

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Computação Móvel e Ubíqua

Requisitos

- Suporte transparente à mobilidade

- Tratamento de contexto

- Otimização de espaço de armazenamento, largura de

banda, uso de energia- Formatação, compressão, entrega e apresentação de

conteúdo adaptável à largura de banda e recursos do

dispositivo `





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Aplicações Multimídia e de Teleconferência

Exemplos:

- Sistemas de suporte a educação à distância

- Sistemas de suporte a trabalho cooperativo (CSCW)

- Jogos

Requisitos:- Suporte para trabalho cooperativo (comunicação

confiável, suporte a grupos, etc.)

- Suporte para sincronização de canais de

transmissão (por exemplo, imagem e som)

- Garantia de qualidade de serviço: atrasos máximos,

taxas de transmissão, restrições de tempo





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Desafios em Sistemas Distribuídos

Desafios em SDs

- Heterogeneidade

- Abertura (³Openness´)

- Segurança

- Extensibilidade (scalability)

- Manipulação de Falhas

- Concorrência e Paralelismo- Transparência





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Heterogeneidade

Diversas

- Hardware, Redes, Sistemas Operacionais,

Linguagens, Implementações de diferentes fabricantes

Uso de protocolos e padrões comuns

- Protocolos da Internet





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Heterogeneidade

Middleware

- Camada de SW

- Mascara heterogeneidade do ambiente subjacente

- Provê ambiente de programação uniforme para

desenvolvimento de aplicações distribuídas

- CORBA, Java-EJB





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Abertura (³Openness´)

- Capacidade de um sistema poder ser estendido(em relação a

hardware e software) e ser interoperável com outros sistemas

- Abertura resulta da especificação de interfaces, de tornar as

especificações públicas e de padroniza-las

- Especificações podem vir a serem

- padrões estabelecidos por organizações de padronização

- padrões estabelecidos pelo uso





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Abertura (³Openness´)

Padronizações

Existentes:

- Modelo de Referência OSI (RM-OSI)

- Padronizações da Internet (RFCs)

- Padronizações da OMG (Object Management Group)

- Especificações JAVA

Suportam:

- Extensibilidade de hardware: adição de novos computadores

ao sistema

- Extensibilidade de software: introdução de novos serviços

- Independência de fabricantes





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Segurança

Componentes

Confidencialidade

- Proteção contra acesso indevido

Integridade

- Proteção contra alteração ou corrupção

Disponibilidade- Proteção contra impedimento de acesso





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Segurança

Desafios

Transmissão/Armazenamento seguro de informação

- Uso de Criptografia

Recentes

- Impedimento de acesso (denial of service attack)

- Ataque massivo sobre servidores- Segurança em Código Móvel

- Como confiar em código vindo do exterior?





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Concorrência e Paralelismo

Paralelismo

- Processos executam simultaneamente

Concorrência

- Processos executam simultaneamente e acessam recursos

comuns





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Concorrência e Paralelismo

- Oportunidades de concorrência e paralelismo em um SD:

- Requisições concorrentes para utilização de um mesmo

recurso ou acesso a mesmo serviço

- Servidores rodando em mais de uma máquina podem juntas

fornecer um serviço- Execução de uma atividade em paralelo pode executar em

mais de uma máquina do SD

- Interações concorrentes têm que ser sincronizados para garantia de

consistência do estado da aplicação





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Extensibilidade (Scalability)

- Reflete a capacidade de um sistema suportar aumento de

escala sem ter que sofrer alterações

- Desafios

- Controlar o custo dos recursos físicos

- Controlar a perda de desempenho- Evitar gargalos de desempenho

- Prevenir escassez de elementos de software

- Endereços IP na Internet





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Extensibilidade (Scalability)

Técnicas para suportar extensibilidade

- Replicação de Recursos

- Dispositivos, Dados, Serviços

- Cashing

- Armazenamento de dados recentes próximos ao uso- Estruturação dos serviços visando crescimento incremental

- Hiéraquica, Balanceamento de carga

- Evitar centralização de algoritmos, dados e componentes





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Manipulação de Falhas

- Ocorrência de Falhas

- Produzir resultados incorretos

- Causar interrupção do serviço

- Mecanismos devem ser desenvolvidos para se garantir o correto

funcionamento de um sistema, mesmo na ocorrência de falhas





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Técnicas

- Detecção de Falhas

- Checksums

- Resultados de impossibilidade na Internet

- Mascaramento de Falhas

- Retrasmissão de mensagens- Par de discos para dados





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Técnicas

Recuperação de Falhas

- Para garantir consistência

- Estado da aplicação (dados permanentes) recuperados

ou ³rolled back´

Tolerância a Falhas- Garante a correção e disponibilidade do sistema

* Através da Redundância !!!





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Transparência

- Abstração de aspectos específicos do sistema subjacente

- Sistema é visto como um todo e não como uma coleção de partes





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Transparência

Tipos

- Acesso

- Não distingue acesso local de remoto

- Localização

- Não se sabe onde recurso encontra-se- Rede

- Acesso + Localização

- Concorrência

- Não interferência entre acessos simultâneos





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Transparência

Tipos

Falhas

- Falhas são mascaradas a fim que serviço seja completado

Replicação

- Múltiplas cópias de um recurso sem que usuário percebaMobilidade

- Movimento de recursos/serviços sem afetar aplicações





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Transparência

Tipos

Desempenho

- Reconfiguração do sistema dinamicamente

- Adaptabilidade

Extensibilidade- Crescimento sem impacto na estrutura ou modificação dos

algoritmos





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Transparência

Exemplos

Falta de transparência de rede:

- Uso de rlogin em uma máquina específica:

- Procedimento diferente se feito remota ou

localmente- Uso de ftp para acesso a dados remotos

Existência de transparência de rede:

- Endereços na web

- E-mails: [email protected]





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Transparência

Atenção!!!!

- Nem sempre a transparência é desejada





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Vantagens/Desvantagens de Sistemas Distribuídos

Vantagens dos SDs

01) Pessoas, sistemas, organizações, dados são inerentemente

distribuídos

02) Compartilhamento de recurso

03) Aumento da confiabilidade

04) Aumento do desempenho

05) Crescimento incremental

06) Flexibilidade





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Vantagens/Desvantagens de Sistemas Distribuídos

Problemas em SDs

01) Sincronização

02) Falhas

03) Suporte a escalabilidade

04) Segurança

* Afetar consistência, desempenho, disponibilidade, etc.

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