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Sistemas Distribuídos

João Paulo Silva Araújo Sistemas Distribuídos Estudos Portuguese 4.0Average rating 4.0 out of 5 (2 ratings)

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Conjunto de computadores independentes entre si que aparentam ser um sistema único e coerente

Tipos de SDs
- Sistemas de Computação
  - Cluster
  - Grade (Grid)
    - Recursos de diferentes organizações são reunidos para permitir a colaboração de um grupo de pessoas ou instituições
- Sistemas de Informação
  - Sistemas Empresariais
  - Processamento de Transações
- Sistemas Pervasivos
  - Caracteriz pela ausência geral de controle administrativo humano; Requisitos:    - Adotar mudanças contextuais;  - Incentivar composição ad hoc;  - Reconhecer compartilhamento como padrão  
  - Sistemas de dispositivos de computação móvel
  - Sistemas domésticos
  - Redes de sensores
  - Sistemas eletrônicos
Exemplos de SDs
- Internet
- Intranet
- Aplicações Comerciais
Arquitetura
- Os modelos de arquiteturas definem com os componentes de um sistema interage e como eles são mapeados na rede de computadores; Devem oferecer: - Confiabilidade; - Gerenciamento; - Adaptabilidade; - Viabilidade Econômica
- Outros Conceitos relacionados: - Arquitetura em camadas; - Arquitetura baseadas em objetos;  - Arquiteturas baseadas em eventos- Servidores de Borda;- Interceptadores;
- Modelo Cliente/Servidor
  - Nível de Interface do Usuário
  - Nível de Processamento
  - Nível de Dados
- Modelo P2P
  - Distribuited HashTable (DHT)
  - Softwares Colaborativos
    - Torrents
- Modelo Código Móvel (Applets)
- Modelo Agentes Móveis
- Modelo Clientes Finos (leves) - (thin client)
- Modelo Dispositivos Móveis
  - Mobilidade leva a interoperabilidade espontânea; Variação no modelo cliente-servidor na qual associações entre dispositivos são a todo momento criadas e destruídas.
- Modelo de Interação
  - Comunicação (Entre Processos)
    - Protocolos comunicação em camadas
      - Modelo OSI
      - Modelo TCP/IP
    - Protocolos de Middlewares
    - Chamada de Procedimento Remoto (RPC)
      - Síncrono
      - Assíncrono
    - Ligação (Msgs) entre Cliente e Servidor
      - Comunicação via sockets
    - Padrão: Message Passing Interface (MPI)
      - Troca de informações entre vários processadores ou nodos de um cluster
      - Padrão que oferece infraestrutura para computação paralela
    - Modelos de Filas de Mensagens
    - Streaming de dados por uma rede
    - Mecanismos de sincronização
    - Quality of Service (QoS)
    - Comunicação entre Aplic. e SDs orientados a objetos
      - CORBA
      - JAVA RMI
      - WebServices
      - Servlets
      - J2EE (Java 2 Enterprise Edition)
      - EJB (Enterprise Java Bean)
    - Por Mensagens (Datagramas)
    - Por Fluxo (Stream)
  - Algoritmo distribuído (AD)
    - Descreve passos que cada processo executa, incluindo transmissão de mensagens entre eles.
    - Noção de Tempo Global único
  - Desempenho de Comunic.
    - Latência
    - Largura de Banda
    - Jitter
Naming
- Príncipios de IPs móveis
- Conceitos de nomes,identificadores e enderesços
- Forwarding Pointers
- Distribuição de Nomes
  - Domain Name System (DNS)
- Organização hierárquica de localizações de serviços em domínios
- Name Spaces
Consistência e Replicação
- Razões para se replicar dados
- Modelos de Consistência centralizados em dados
  - Consistência Contínua
  - Consistência sequencial
  - Consistência causal
  - Consistência eventual
Segurança
- Criptografia
- Autenticação
- Autorização
- Lista de controle de acesso
- Firewall
- Sandbox
- Algoritmos de segurança
  - Kerberos
  - Assinatura Digital
  - Needham-Schroeder protocol
Sistemas de Arquivos Distribuídos
- NFS (Network file system)
- GFS (Google file system)
Cloud Computing
- Map Reduce
- LISP
Sincronização
- Sinc. Relógios
- Localização via GPS
- Algoritmos de exclusão mútua
- Algoritmos de eleição
VANTAGENS dos SDs
- (sobre os Sist. Centralizados e PCs indep.)
- ECONOMIA - Solução mais efetiva em custo (Vários processadores baratos)
- DESEMPENHO - com processamento distribuído ao invés de centralizado
- DISTRIBUIÇÃO INERENTE
  - Aplicações necessitam de máquinas separadas
  - Sist. Controle de Produção de Fábrica
  - Sist. Reserva de Passagens
  - Sist. de Suporte ao trab. cooperativo
- CONFIABILIDADE - Falha em 1 máquina não para o sistema
- ESCALABILIDADE - Recursos são adicionados conforme necessidade
- COMPARTILHAMENTO DE DADOS
- COMPARTILHAMENTO DE RECURSOS
- FLEXIBILIDADE (Dividir carga de trabalho)
DESVANTAGENS dos SDs
- SOFTWARE
  - Falta de experiência (Pouco software exist. p/ SDs)
  - Falta de Consenso de especialistas
    - Quanto um usuário deve conhecer a distribuição; Quanto deve o sistema fazer e quanto deve o usuário fazer
- REDES DE COMUNIC.
  - Perda de mensagens
  - Sobrecarga na rede
  - Segurança
QUESTÕES ???
- Diferença entre SO de Rede e SD
CARACTERÍSTICAS DOS SDs (METAS)
- TRANSPARÊNCIA (Tipos)
  - Esconder detalhes de implementação do usuário
  - Acesso
    - Ocultar diferença entre arquiteturas diferentes; Objetos locais e remotos são acessados da mesma forma
    - Nomeação de arquivos em SOs diferentes
    - Acordo sobre como os dados devem ser representados
  - Localização
    - Usuários não sabem onde é a localização física do recurso (ex.: servidor)
    - Nomeação (www.google.com)
  - Migração
    - Recursos podem migrar de local por questões de desempenho ou recurso
    - Migração de localidade deve garantir a continuidade de comunicação
  - Relocação
    - Oculta que um recurso possa ser movido para outra localização durante o uso
    - Celular movimentando na mesma área de cobertura
    - Automóvel passando em várias redes sem fio com conexão ininterrupta
  - Replicação
    - Uso de várias instancias de recursos para aumentar a confiabilidade e o desempenho
    - Uso de várias instâncias de recursos
  - Concorrência
    - Deve garantir consistência; Travas de acesso; Usuário não percebe a concorrência; Tratamento mais refinado: transações
    - Compartilhamento competitivo de recursos
  - Falhas
    - Usuários não devem perceber que um recurso deixou de funcionar bem
    - Mascarar falhas para o usuário
  - Escala
    - Sist. muda de escala sem que usuário perceba
- ESCALABILIDADE
  - Manipular qtde crescente de trabalho de forma uniforme
  - Tamanho (Problemas)
    - Gargalo de serviços centralizados
    - Saturação de linhas de comunicação
  - Termos Geográficos (Problemas)
    - Dificuldade de ampliar SDs que foram projetados para LANs
    - Comunicação não confiável em redes de longa distância
  - Termos administrativos (Problemas)
    - Sistema pode ser fácil de ser gerenciado, mesmo que abranja várias organizações diferentes
    - Políticas conflitantes em relação a utilização, pagamento, gerenciamento e segurança de recursos
    - Ação indevida a recursos que estão na fronteiras do Domínio
    - Usuários finais tomam o controle (P2P)
  - Técnicas
    - Distribuição de Processamento em partes
      - Exemplo: Hierarquia do DNS
    - Ocultar latências de comunicação
      - Comunicação Assíncrona
      - Passar parte do processamento para o cliente
        Redução de Comunicação Global 
    - Replicação de componentes p/ equilibrar carga
      - Exemplo: Cache
- TOLERÂNCIA A FALHAS
  - Tipos de falhas em SDs
    - Indisponibilidade (Medida)
      - Disponibilidade: Medida da porção de tempo que o sistema permanece operacional; Evita-se através da redundância  gerenciada de hardware ou replicação de hardware
    - Falhas de coerência (Msg fora de ordemm)
  - Mecanismo de mascaramento de falhas
  - Diferença de falhas em grupo plano e grupo hierárquico
  - Consenso em sistemas falhos
  - Formas de se aumentar a Tolerância a falhas
    - Redundância de hardware
    - Recuperação por software
      - Uma falha pode ocasionar  uma informação pode ficar em estado não coerente.    Ex.: Falhas durante uma transação de A p/ B deve cancelar a operação (Roll-back) BDs transacionais
      - Controle de Feedback
      - Sincronização Virtual
      - Commit em 2 fases
      - Commit em 3 fases
      - Checkpointing
- ABERTURA
  - Hardware de fabricantes distintos
  - Software
    - Protocolos de Comunicação.
    - Módulos de SO
    - Obtida pela Especificação de Interfaces
      - Linguagem de doc. de Interface (IDL)
    - Deve(ria) passar pela Padronização
      - IEEE
      - ISO
      - OMG-CORBA
  - Interoperabilidade
    - Define até que ponto 2 implementações de recursos de fornecedores diferentes devem coexistir e trabalhar em conjunto com confiança mútua
  - Portabilidade
    - Caracteriza até que ponto uma aplicação A pode ser executada sem modificação em um SD A e um SD B Habilidade de reusar um código existente ao invés de refazê-lo quando este é movido de um ambiente para outro
- ACESSO A RECURSOS (Compartilhamento)
  - Compart. Hardware
  - Compart. Software
- Tem um único mecanismo de comunicação interprocessos
  - Global - Qualquer processo pode se comunicar com qualquer outro
- Gerenciamento de Processos precisa ser o mesmo no sistema todo
- Tem um único conjunto de chamadas do sistema
- Sist. de arquivos deve ter as mesmas características
- Cópias idênticas do kernel em todas as CPUs
- CONCORRÊNCIA
  - Arquitetura centralizada (1 processador)
    - Concorrência obtida pela intercalação de processos
  - Arquitetura com N processadores
    - 1 processador por processo (N vezes mais rápido que a centralizada)
  - Acesso ao mesmo recurso
    - Sincronização de acesso p/ ficar coerente
      - Ao mesmo tempo, deve-se evitar a perda dos benefícios da concorrência

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Description: Estudos Sistemas Distribuídos Mind Map on Sistemas Distribuídos, created by João Paulo Silva Araújo on 10/04/2014.
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