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  • SBA: Controle & Automao, VoI. 1, NQ 4, pp. 264-276

    TENDNCIAS DA PESQUISA EM SISTEMAS DISTRIBUDOS

    Yves Deswarte

    INRIA - LAAS/CNRS7, Avenue du Colonel Roche

    31~77 - Toulouse - FRANA

    Resumo

    Este trabalho visa descrever sucintamente as principais orientaes

    da pesquisa sobre sistemas distribudos e levantar tendncias mais

    significativas para os proxlmos anos. So apresentadas as necessidadesde suporte para aplicaes distribudas e os requisitos de qualidade 'destes

    servios. O ciclo de vida de uma aplicao e as particularidades dos

    sistemas distribudos em automao industrial so tambm objeto destapublicao.

    Research Trends in Distribllted Systems

    Abstract

    In this paper are briefly described the principal orientations on

    distributed systems researchs and the more relevant trends for next

    years. Support and quality requirements for distributed applications are

    also presented. At last, life cycle of such application and distributedsystem particularities in industrial manufacturing systems and process

    control are also addressed.

    A ~gunda parte dedicada aossuporte::; fornecidos s aplicaesdistribu!das: comunicaes, modelos deaplicag e sistemas operacionais.

    A terceira parte apresenta os servios

    esperadQs do sistema distribudo, empartic4lar no que diz respeito transparncia da distribuio e seguranade funcionamento.

    Cada vez que for possvel, seroreferenciados projetos de pesquisa

    ilustrando ~stas tendncias, principalmente

    na Fran~ ~ na Europa (que o autor conhecemelhor- ).

    primeira deste artigohistrico dodistribudos e

    e as direesrazesas

    partebreve

    dos sistemas

    Aapresent;!. um

    desenvol.vim~nto

    tenta l~vntarfuturas.

    Este artigo visa descreversucintamente as principais orientaes da

    pesquisa sobre os sistemas distribudos e

    levantar as tendncias mais significativaspara os prximos anos.

    1. INTRODUO

    Os Sistemas Distribudos so, desde

    alguns anos, o ponto de encontro de algumasdisciplinas entre as mais ativas da

    informtica: comunicaes, redes, sistemas

    operacionais, linguagens, base de dados,controle de processos, modelizao,tolerncia a faltas, etc. Este fenmenoacompanha o desenvolvimento do mercado dainformtica distribuda que atinge um

    crescimento mundial da ordem de 75% ao ano(enquanto o mercado global da informtica

    cresce somente 15% ao ano).

    264

  • A quarta parte descreve o ciclo de

    vida de uma aplicao distribuda e as

    ferrar"entas e mtodos que lhe so

    associados: concepo, realizao, operao.

    homogneas (fechadas = "propl~ietr.ias" ): na

    IBM: SNA; na Honeywell-Bull: D5A; na DEC:

    DNA,. etc.

    Por fim, a ltima parte aborda certas

    particularidades dos sistemas distribudos

    de automao industrial.

    2. HISTRICO DOS SISTEMAS DISTRIBUDOS

    De 1960 a 1970

    Com o desenvolvimento dos sistemas a

    tempo compartilhado ("time-sharing"), oafastamento dos perifricos conduz ao

    refinamento de tcnicas de comunicao

    ponto-a-ponto e multi-ponto (concentrador

    de terminais) ao redor do computador

    central,. bem como ao gerenciamento de

    perifricos distantes ("remote batch

    processing").

    De 1980 a 1985

    Assiste-se ao aparecimento dos

    primeiros sistemas operacionais distribudos

    por interconexo de sistema~ homogneos

    (geralmente UNIX} com sistemas de

    gerenciamento de arquivos distribudos (Ex:

    Newcastle Connection (Brownbridge et alii,

    1982 ou permitindo a execuo distncia(Ex: LOCUS (Popek & Walker, 1985.

    Por outro lado, a importncia dos

    organismos de normalizao cresce: modelo

    de referncia das interconexes de sistemas

    abertos (Open System Interconnection

    Reference Model) da ISO (Zimmermann, 1980)

    que permitem a comunicao do hardware (e

    do software) de vrios fornecedores.

    Paralelamente, desenvolveram-se os

    primeiros sistemas distribudos com vrios

    computadores interligados por conexes

    ponto-a-ponto, para aplicaes muito

    especficas (Sistema SAGE de vigilncia do

    territrio dos Estados Unidos, sistema SABRE

    de reserva de passagens areas). Os

    protocolos implementados so muito simples e

    gerenciados diretamente pela aplicao.

    Aparecem tambm as "redes digitais a

    integrao de servios" (ISDN: Integrated

    Service Digital Networks).

    Tendncia Atual

    A tendncia geral est na abertura:

    trabalho com

    recursos (arquivos,

    De 1975 a 1980

    De 1970 a 1975

    Por outro lado, os principaisconstrutores desenvolvem suas prprias redes

    Mas os trabalhos de normalizao somuito lentos: so necessrios v~rios anos

    para obter uma norma aceitvel. Para ganhartempo, os organismos de normalizao tm

    tendncia a normalizar padres "de fato"pr-existentes: por exemplo, Ethernet, 10anos aps seu desenvolvimento 7 foinormalizado pela IEEE (IEEE 8~2.3) e depoispela ISO (ISO 8802). Alm disso, amultiplicidade das necessidades dosusuarios

    e das tecnologias dos fabricantes conduz a

    uma multiplicao das"classes", o que leva anormas no-homogneas. Para remediar este

    - abertura dos fabricantes que tentam

    aproximar suas arquiteturas de redes

    aos padres ISO ou i:)S padres "de

    fato" (TCP/iP, Ethernet) ou aindadesenvolvem "gateways" para a

    interconexo de redes heterogneas

    (Ex: DSA-SNA);

    - abertura em direo de sistemas

    operacionais "no-proprietrios"; por

    exemplo, os trabalhos de normalizao

    do UNIX pelo grupo X-Open.

    o surgimento daso desenvolvimento

    de

    Estes anos vemprimeiras redes locais e

    das estaescompartilhamento deimpressoras).

    Para reduzir o custo das comunicaes,so concebidas redes gerais de grande

    distncia, fornecendo um servio de

    comunicao independente da aplicao: nos

    Estados Unidos: ARPANET, na Frana: CYCLADES

    e depois TRANSPAC. Estas redes necessitam de

    protocolos mais complexos (comutao de

    pacotes, roteamento, etc.) mas do lugar a

    novos servios gerais (transferncia de

    arquivos).

    265

  • 3.2.1. Modelo Cliente-Servidor

    3.2. Modelos de Aplicao Distribuda

    utilizao da difuso fornecida pelascamadas baixas dos protocolos.

    Conceber uma aplicao distribudaconsiste em imaginar e depois estruturar um

    conjunto de aes ocorrendo em paralelo, emcooperao e/ou concorrncia sobrecomputadores geograficamente distribudos.

    estruturao facilitada pelade modelos. Classificaremos amodelos em quatro categorias,

    certos modelos propostos possama vrias categorias ao mesmo

    Estautilizaoseguir osainda quepertencertempo.

    um dos primeiros modelos propostospara os sistemas distribufdos, emparticular para o compartilhamento dosrecursos (servidores de arquivos,servidores de impressora, etc.). Um servidorpode ser centralizado ou composto de vriasentidades equivalentes ou ainda ser, elemesmo, um cliente de outro servidor(Svoboda, 1984).

    - aplicaes de controle de processos,de superviso, de segurana;

    - aplicaes de gerenciamento deestoques, de planificao;

    - aplicaes de gesto administrativa(comandos, faturas, pessoal);

    - aplicaes de estudo e desenvolviQento(CAD) ;aplicaes de relaes pblicas;

    -aplicaes de relaes internas eexternas (correio eletrnico, ISDN,acesso a banco de dados, transferncia

    eletrnica de dinheiro, etc.).

    Orientaes Futuras

    possvel prever que, a mais ou menoslongo prazo, os sistemas distribudos

    integraro aplicaes distribudasmltiplas. Desta forma, sobre a(s) rede(s)de uma mesma empresa coabitaro e

    cooperaro:

    fato, "grandes" usurios tentam imporsub-conjuntos destas normas, adaptados asuas necessidades: por exemplo, GeneralMotors prope MAP (GM, 1986), British

    Aerospace associou-se a BMW, Aeritalia e aoutros usurios no projeto CNMA do programa

    europeu ESPRIT (CNMA, 1986).

    3. A PESQUISA SOBRE OS SUPORTES DEAPLICAES DISTRIBUDAS 3.2.2. Modelo Transacional

    3.1. Comunicao

    A pesquisa nesta rea menos dinmicaque h alguns anos atrs:

    Este modelo foi inicialmente definidopara os acessos mltiplos a bases de dados(ex.: reserva de passagens de avio) (Gray,1978). Uma transao um conjunto deoperaes que tm as seguintes propriedades:

    2) Sequencialidade: se vrias transaesso executadas em paralelo, seuresultado o mesmo que se elasfossem executadas sequencialmente numadeterminada ordem.

    os problemas bsicos das comunicaes(qualidade do servio, controle defluxo, etc.) foram solucionados deforma satisfatria:os mtodos e ferramentas de concepoexistem e so normalmente utilizados,pelo menos para as camadas baixas dosprotocolos:

    - as normas existentes so um freio evoluo.

    1) Atomicidade: todas astransao so terminadasinicializada.

    operaes daou nenhuma

    Entretanto, pesquisas continuam emreas como:

    3) Permanncia: quando umaterminada, seu resultado("commit" da transao).

    transao mantido

    - comunicaes com taxa de transfernciamuito alta (vrias Gbits/s);confidencial idade das comunicaes(criptografia, fragmentao-dissemi-nao) ;

    266

  • mesmo conteraninhadas).

    o estadosalvo e

    da transao

    Uma transao pode ela

    var1as transaes (transaesPara permitir a atomicidade,inicial da transao deve sermantido durante toda a execuo

    para poder ser restitudo:

    em caso de deteo de erro (pontos de

    recuperao);- em caso de interbloqueamento ("dead-

    -lock").

    A salvao-restaurao do estadoinicial facilitada pela utilizao de"memria-estvel" em disco (por exemplo,Tandem) ou em "memria rpida" (projetos

    ENCHERES (Banatre et atlii, 1986a) e GOTHIC(Banatre et alii, 1986b)).

    3.2.3. Atores (em CHORUS (Zimmer