evento: treinamento interno título da palestra: arquitetura unix

Evento: Treinamento Interno

Título da Palestra: Arquitetura UNIX

Apresentador: José Luís Vieira Carvilhe

E-mail: [email protected]

Telefone: (41) 350-5202

Data: Agosto/2001

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

OBJETIVOS

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM

CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA OPERACIONAL UNIX

CONSIDERAÇÕES SOBRE O SISTEMA LINUX

EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP

CONCLUSÃO

BIBLIOGRAFIA

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OBJETIVOS

• APRESENTAR A ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX

• APRESENTAR UM HISTÓRICO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR

• DESCREVER O AMBIENTE UNIX DA CELEPAR

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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX

PROCESSADORES RISC/CISC

– O nome RISC refere-se a "Reduced Instruction Set Computer".

– O termo "Conjunto Reduzido de Instruções" define o número de ciclos de clock que o processador leva para selecionar uma instrução.

– Os processadores CISC levam vários ciclos de clock para selecionar uma única instrução. Um chip RISC, por outro lado, pode selecionar e executar uma instrução a cada ciclo de clock.

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– Motivação original Arquitetura RISC (IBM 1970-80)• Aumentar a velocidade de processamento em relação a arquitetura CISC

(Complex Instruction Set Computers);

– Estratégia• Otimizar as operações mais freqüentes;

– Implementação• Medir, em programas reais, que tipos de instruções ocorrem com maior

freqüência;

• Expressar instruções freqüentes em termos de operações simples (conjunto reduzido de instruções);

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– Problemas constatados nos processadores CISC • Instruções complexas são usadas raramente;

• Implementação do controle é cara e complexa;

• Instruções complexas podem gerar maior ciclo de clock;

– Alternativa RISC• Instruções simples facilitam implementação do controle;

• Ciclo de relógio pode ser menor;

• Tempo de execução em geral menor;

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– Características principais dos processadores RISC:

• Arquiteturas do tipo load/store (operandos estão sempre em registradores);

• Paralelismo na execução de instruções devido ao uso de pipelining;

• Tempo de acesso à memória é crítico (uso de memórias cache torna-se obrigatório);

• Maior dependência do compilador para otimização de desempenho;

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PROCESSADORES ITANIUM

– Projeto IA-64 “Intel Arquitecture 64” - Merceds (Intel/HP) - 1994

• Os processadores RISC e CISC estão ficando muito complexos;

• Os processadores da Intel passaram a utilizar a arquitetura híbrida RISC/CISC a aprtir do Pentium Pro;

• Baseado na arquitetura esperimental LIW "Large Instruction Word” - Intel chama EPIC "Explicitily Parallel Instruction Computing" (pacotres com 03 intruções);

• Utilização de compiladores inteligentes. Simplificação do processador com grande parte do trabalho transferido para o compilador;

• Manutenção da compatibilidade das aplicações RISC - HP-UX E CISC -Intel;

• O primeiro processador da família IA-64 se chamará Itanium e estará disponível no segundo semestre de 2000 (OUTUBRO);

• O IA-64 vem a confirmar a tendência de convergência das arquiteruas RISC e CISC.

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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX

ARQUITETURA DE PROCESSAMENTO PARALELO

– SMP

– CLUSTER

– MPP

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SMP - SYMMETRIC MULTIPROCESSORS

– Shared Memory• Múltiplos processadores acessando a mesma memória e todos os discos;• Consumo de recursos para o controle de acesso a memória e discos.

...

CPU 01 CPU 02 CPU 03...

MEMÓRIA GLOBAL

INTERCONEXÃO

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CLUSTER

– Shared Disk• Processamento e memória distribuída com capacidade de acesso aos discos de

forma concorrente.

...

CPU 02 CPU 03...

INTERCONEXÃO

CPU 01

MEM 01 MEM 02 MEM 02...

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MPP - MASSIVELY-PARALLEL PROCESSORS

– Shared Nothing• Processamento, memória e discos distribuídos. Não requer controle de discos e

memória;• Os processadores são ligados por uma interconexão de alta velocidade.

CPU 02 CPU 03...CPU 01

MEM 01 MEM 02 MEM 02...

...

INTERCONEXÃO

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RELAÇÃO RISC/CISC UNIX

– Existe uma forte relação entre Tecnologia RISC e Sistemas UNIX. Os principais fornecedores de tecnologia RISC existentes no Mercado disponibilizam esta tecnologia com os seus sistemas UNIX.

– Principais fornecedores:• PowerPC - RS/6000 - IBM com o Sistema Operacional AIX;

• AlPHA - Digital/Compaq com o sistema True64;

• PA RISC - HP com o Sistema HP-UX;

• ITANIUM - HP com HP-UX;

• SPARC - SUN com o Sistema Solaris.

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RELAÇÃO RISC/CISC UNIX

– Existe da mesma forma, uma forte relação entre Tecnologia CISC e Sistemas UNIX (Groupware/Internet). Basta verificar o crescimento das distribuições Linux.

– Principais fornecedores:• Intel;

• AMD;

• ITANIUM - HP/Intel.

– Principais Sistemas:• Linux;

• Unixware - SCO;

• Solaris - SUN.

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APLICAÇÕES RISC UNIX

– Os Servidores RISC UNIX chegaram ao Brasil no início dos anos 90. E eram inicialmente utilizados para aplicações Corporativas Multi-usuárias e Banco de Dados.

• Aplicações Cobol;

• Progress;

• Dataflex entre Outras.

– Com o surgimento das Aplicações Cliente Servidor, estes Servidores passaram a representar a principal Plataforma para os Serviços de Bancos de Dados Modernos.

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– Os principais Fornecedores de Bancos de Dados do mercado são portados para as plataformas RISC UNIX.

– Principais fornecedores de Banco de dados:• Oracle;

• Sybase;

• Informix;

• DB2.

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– A Tecnologia RISC UNIX também é muito utilizada para as Aplicações Internet.

– Os grandes Provedores de Soluções Internet e Grandes Corporações utilizam esta plataforma pela sua robustez e escalabilidade. Entre as principais aplicações disponíveis:

• Aplicações WEB;

• Mail;

• Proxy;

• Firewall entre outras.

– Além dos serviços DNS, FTP, NFS entre outros. Desta forma, tudo que se refere a grandes aplicações Internet tem forte ligação com Sistemas RISC UNIX.

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CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX

– Origem: Bell Laboratories (New Jersey, EUA), anos 70

• Objetivo – Criar um ambiente amigável para programação e para compartilhamento

de recursos.

– Popularização do UNIX:

• Anos 70/80 – Minicomputadores

• Anos 80/90 – Servidores e Estações CISC/RISC

• Anos 90 – Microcomputadores

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CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX

Sistema Operacional Interativo – Do tipo comando, resposta.

Sistema Operacional Multi-Tarefa– Várias tarefas podem estar em execução simultaneamente.

Sistema Operacional Multi-Usuário – Uso simultâneo por um ou mais usuários, inclusive Interface Gráfica

Sistema de Arquivos do Tipo Hierárquico– Dados são guardados em arquivos;– Diretórios podem conter arquivos ou subdiretórios.

Versões do Sistema Operacional UNIX: – Berkeley Unix (IBM/COMPAC),System V (SUN/SOLARIS/UNIXWARE), Híbrido (HP-UX,

Linux)

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CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX

Linus Torvalds (Helsinque, Finlândia)

Início do desenvolvimento em 1991 a partir do MINIX

Desenvolvido inicialmente para plataformas PC´s

Sistema UNIX gratuito

Código-fonte totalmente disponível na Internet;– Programadores em todo o mundo trabalham no seu desenvolvimento.

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Evolução do LINUX– Desenvolvido inicialmente para PC’s– Meio da década de 90, PC’s, Mac, DEC-Alpha– Atualmente existem versões para PC’s, Mac, Alpha, SUN, HP, IBM, etc– Desenvolvimento crescente de softwares gratuitos para Linux

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Disponibilidade– Código-fonte disponível via FTP;– Grátis via rede, porém muito lento para download; – Versões especiais, em CD-ROM (distribuições);– O preço equivale ao custo da mídia mais custo da preparação do produto; – Distribuições Principais:

• Em Inglês: Red-Hat, Slackware, Debian, S.U.S.E, etc;

• Em Português: Red Hat / Conectiva (Curitiba).

Suportado por grandes fornecedores– SUN, IBM, DEC, HP, COMPAQ, DELL, entre outros

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Utilização – Empresas pequenas, médias, grandes– Estudantes e profissionais– Em universidades por alunos e professores

Aplicações mais comuns– Servidores em Redes com serviços Internet gratuítos– Clusters– Está sendo adotado pelos governos do Rio Grande do Sul e Bahia, no exterior

Alemanha e França– Já existe um projeto de lei tramitando na câmara estadual para a

regularização do seu uso no governo do estado do Paraná;– Configurado com o produto StarOffice (SUN), torna-se uma alternativa

gratuíta para o Sistemas Windows+Office– Integra Serviços de Rede Windows

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Novembro/1994– Instalação de 04 Servidores RISC IBM 580

Janeiro/1995– Entrada em produção do Servidor Internet da CELEPAR em Ambiente AIX

Julho/1995– Entrada em produção Servidor Notes em Ambiente IBM AIX

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Março/1997– Instalação Servidor RISC SP 305 com 03 Nodes– Instalação Servidor RISC Control Workstation E30

Junho/1998– Migração das Aplicações de Bancos de Dados para o Ambiente SP– Implantação do Sistema SIDEAM

Julho/1999– Instalação dos 03 Servidores HP 9000


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Julho/1999– Migração do Servidor Notes do Estado para um dos Nós do Ambiente SP

Julho/1999– Migração das Aplicações Internet (WEB, MAIL ...), Firewall e Proxy Server

para os Servidores HP 9000


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Servidor suxcel10 [Lepus]HP 9000 K260 9000 TPM512 Mbytes RAM30 GbytesAplicações: Servidor E-mail, Servidor WEB, FT, Servidor DNS

Servidor suxcel5 [cw]RS/6000 E30 850 TPM64 Mbytes RAM4 Gbytes DiscosAplicações: Gerência do Ambiente SP

Node 05 suxcel8RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Gateway Sybase,Lotus Notes, Transferência de Arquivos

Servidor suxcel4 RS/6000 580 620 TPM384 Mbytes RAM20 GbytesAplicações: ARV, Despachantes Detran,X.25

Node 03 suxcel7RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase

Node 01 suxcel6RS/6000 SP2 1350 TPM512 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase,Geoprocessamento

Barramento 200.238.136

Servidor suxcel9 HP 9000 K260 9000 TPM512 Mbytes RAM30 Gbytes DiscosAplicações: Proxy Server

Barramento 10.15.61

RS/6000 SP 305

5

1

3

SSA 72 Gbytes

Servidor suxcel4´RS/6000 580 620 TPM384 Mbytes RAM20 GbytesAplicações: Backup do Servidor suxcel4

Barramento 10.15.65


Servidor suxcel11 HP 9000 C200512 Mbytes RAM30 Gbytes DiscosAplicações: Firewall

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AMBIENTE HP/9000

– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 02 Servidores HP 9000 K260 9000 TPM por Servidor 512 Mbytes RAM 30 Gbytes Sistema Operacional HP-UX 10.20 Conexôes Ethernet

– APLICAÇÕES Servidor DNS Internet Servidor WEB Serviço WWW_SQL Servidor Proxy Servidor Mail

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR

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AMBIENTE HP/9000

– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE HP 9000 C200 128 Mbytes RAM 8 GBytes Discos Sistema Operacional HP-UX 10.20 Conexôes Ethernet

– APLICAÇÕES Servidor Firewall


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AMBIENTE RS/6000 IBM 580

– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 02 Servidores RS/6000 580 620 TPM por Servidor 384 Mbytes Memória RAM por Servidor 01 Unidade de CD-ROM por Servidor 01 Unidade de Fita 4mm Capacidade 4Gbytes por Servidor 16 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Servidor Sistema Operacional AIX 4.3.2 19 Gbytes Discos Externos SCSI-2 para uso dos Servidores Conexôes Ethernet


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AMBIENTE RS/6000 IBM 580

– APLICAÇÕES Servidor ftp Servidor X400 Gateway X400/SMTP Agencia de Rendas Virtual DUT – Despachantes


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AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305

– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 03 Nodes 9076 SP2 Wide 1350 TPM por Node SP 1152 Mbytes de Memória RAM Total 02 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Node SP Discos SSA 72 Gbytes Arquitetura SSA - Compartilhados pelos Nodes SP Conexôes Ethernet, Token Ring Sistema Operacional AIX 4.2.1


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– APLICAÇÕES SYBASE SQL SERVER 11.03 - Clientes do Estado do Paraná / Aplicações

Internet Database Gateway for DB2 Versão 2.03.02 - Clientes DETRAN / SEFA SDE – Geoprocessamento – Projeto CICOPAR Servidor DNS Corporativo Servidor Notes Corporativo


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– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE Servidor RISC Control Workstation E30 850 TMP-C 64 MB Memória 04 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados 01 Unidade de CD-ROM 01 Unidade de Fita 4mm Capacidade 4/8 Gbytes Conexão Ethernet Sistema Operacional AIX 4.1.5

– APLICAÇÕES Gerenciamento do Ambiente SP 305


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SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR

– SEED 02 Servidores RS/6000 F40 APLICAÇÕES

Servidor Notes Servidor WWW

– IPARDES 02 Servidores RS/6000 APLICAÇÕES

Geoprocessamento


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SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR

– PROJETO PQE - SEED/FUNDEPAR 01 Servidor SUN Ultra 2 APLICAÇÕES

Servidor de Banco de Dados Oracle

– SINE 01 Servidores SUN Enterprise 250 APLICAÇÕES

Servidor de Aplicações Notes


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– SISTEMA MPP - MASSIVELY PARALLEL PROCESSORS

– CONTROL WORKSTATION• INSTALAÇÃO/UPGRADE VIA REDE• APLICAÇÃO DE CORREÇÕES VIA REDE (NFS)

– FRAME SP• HACK ONDE SÃO INSTALADOS OS NODES

– NODE• MONOPROCESSADOS

– THIN NODE - OCUPAM MEIO 1 SLOT– WIDE - OCUPAM 2 SLOT

• MULTIPROCESSADOS– HIGH - OCUPAM 4 SLOTS

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– SP SWITCH

• SUBSISTEMA DE COMUNICAÇÃO ENTRE OS NODES - 150 MBYTES/S

– PSSP

• COMANDOS PARALELOS A PARTIR DA CONTROL WORKSTATION

– “dsh -a who -u”

– “dsh -w n1et shutdown -rF”

• ADMINISTRAÇÃO CENTRALIZADA

– PERSPECTIVE

– SPMON

– AUTO MOUNT DAEMON - AMD

• MONTA OS DIRETÓRIOS HOME DE USUÁRIOS QUANDO NECESSÁRIOS, DESMONTANDO-OS EM CASO DE INATIVIDADE

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– AUTENTICAÇÃO KERBEROS

• PERMITE O ACESSO AOS RECURSOS CLIENTE SERVIDOR DE FORMA SEGURA

– FILE COLLECTION

• PERMITE A REPLICAÇÃO DE INFORMAÇÕES DE USUÁRIOS, GRUPOS E DIRETÓRIOS ATRAVÉS DO COMANDO “supper”. CADA NÓ BUSCA AS ALTERAÇÕES EM TEMPOS PRÉ-ESTABELECIDOS

• AS ALTERAÇÕES DE SENHAS DE USUÁRIOS SÃO FEITAS VIA TELNET NA CONTROL WORKSTATION [10.15.61.30]. AS NOVAS SENHAS SÃO PROPAGADAS PARA OS NODES

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– SYSTEM DATA REPOSITORY - SDR

• REPOSITÓRIO CENTRAL DAS CONFIGURAÇÕES DO SISTEMA E DOS NODES DO SP

– A CELEPAR UTILIZA O AMBIENTE PARA CONSOLIDAÇÃO DE SERVIDORES

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Servidor suxcel5 [cw]RS/6000 E30 850 TPM64 Mbytes RAM4 Gbytes DiscosAplicações: Gerência do Ambiente SP

Node 05 suxcel8RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Gateway Sybase,Lotus Notes, Transferência de Arquivos

Node 03 suxcel7RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase

Node 01 suxcel6RS/6000 SP2 1350 TPM512 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase,Geoprocessamento

Barramento 10.15.61

5

1

3

SSA 72 Gbytes

RS/6000 SP 305

RS-232

Barramento Switch 10.15.151

Barramento de Administração10.15.150

Barramento Token Ring10.15.62

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CONCLUSÃO

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BIBLIOGRAFIA

HP-UX System and Network Administration for Experienced Unix System

Administrator - 1999 - DISOP

Pratical UNIX and Internet Security - Simson Garfunkel and Gene spafford

- 1996 - DISOP

Processamento Paralelo -

http://www.lac.inpe.br/~celso/cap334/aula2/aula2a/tsld001.htm - 2000

Projeto Merced - http://gabrieltorres.com/merced.html

RISC/6000 SP instalation and Implementation - 1998 - DISOP

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BIBLIOGRAFIA

Sistema Linux - http://www1.univap.br/~mendes/linux/aulas.html - 2000

Sistema Linux - http://www.ppgia.pucpr.br/~maziero/ensino/unix/ - 2000

Sun Solaris System and Network Administration - 1999 - DISOP

evento: treinamento interno título da palestra: arquitetura unix

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