SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
Princípios e Paradigmas
2ª Edição
ANDREW S. TANENBAUM
MAARTEN VAN STEEN
Capítulo 1
Introdução
Tanenbaum & Van Steen, Distributed Systems: Principles and Paradigms, 2e, (c) 2007 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-239227-5
Definição de Sistemas Distribuídos (1)
Um sistema distribuído é um
conjunto de computadores
independentes que se
apresentam a seus usuários
como um sistema único e
coerente.
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Definição de Sistemas Distribuídos (2)
Figura 1-1. Um sistema distribuído organizado como middleware.
A camada de middleware se estende por múltiplas máquinas
e oferece a mesma interface a cada aplicação.
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Transparência em Sistemas
Distribuídos
Transparência
Descrição
Acesso (Access)
Oculta diferenças na representação de dados e no modo de acesso a
um recurso
Localização (Location)
Oculta o lugar em que um recurso está localizado
Migração (Migration )
Oculta que um recurso pode ser movido para outra localização
Relocação
(Relocation)
Oculta que um recurso pode ser movido para outra localização
enquanto em uso
Replicação
(Replication)
Oculta que um recurso é replicado
Concorrência
(Concurrency)
Oculta que um recurso pode ser compartilhado por diversos usuários
concorrentes
Falha (Failure)
Oculta a falha e a recuperação e um recurso
Tabela 1-2. Diferentes formas de transparência
em um sistema distribuído (ISO, 1995).
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Problemas de Escalabilidade
Conceitos
Exemplos
Serviços Centralizados
Um único servidor para todos usuários
Dados Centralizados
Uma única lista telefônica on-line
Algoritmos Centralizados
Fazer roteamento baseado em informações
completas
Tabela 1-3. Exemplos de limitações de
escalabilidade.
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Problemas de Escalabilidade
Características dos algoritmos descentralizados:
• Nenhuma máquina possui informações
completas sobre o estado do sistema.
• Máquinas tomam decisões baseadas apenas em
informações locais.
• Falhas de uma máquina não arruína o algoritmo.
• Não há suposições que um relógio global exista.
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Técnicas de Escalabilidade (1)
Figura 1-4. A diferença entre deixar (a) a um servidor ou (b) um
cliente verificar formulários a medida que são preenchidos.
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Técnicas de Escalabilidade (2)
Figura 1-5. Exemplo da divisão do espaço de nomes do
DNS em zonas.
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Ciladas quando desenvolvemos
Sistemas Distribuídos
Premissas falsas adotadas aos desenvolver uma
aplicação distribuída pela primeira vez:
• A rede é confiável.
• A rede é segura.
• A rede é homogênea.
• A topologia não se modifica.
• A latência é zero.
• A largura de banda é infinita.
• O custo de transporte é zero.
• Há um único administrador.
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Sistema de Computação em Cluster
Figura 1-6. Um exemplo de um sistema de computação de
cluster.
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Sistema de Computação em Grade
(Grid Computing Systems)
Figura 1-7. Arquitetura em camadas para sistema de computação em grade.
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Sistema de Processamento de
Transações (1)
Figura 1-8. Exemplos de Primitivas para transações
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Sistema de Processamento de
Transações (2)
Propriedades características das Transações:
• Atômicas: para o mundo exterior, a
transação acontece como se fosse
indivisível.
• Consistentes: a transação não viola
invariantes do sistema.
• Isoladas: transações concorrentes não
interferem umas com as outras.
• Duráveis: uma vez comprometida uma
transação, as alterações são permanentes.
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Sistema de Processamento de
Transações (3)
Figura 1-9. Transação Aninhada.
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Sistema de Processamento de
Transações (4)
Figura 1-10. O papel do monitor TP em sistemas distribuídos
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Enterprise Application Integration (EIA)
Figura 1-11. Middleware como facilitador de comunicação em
integração de aplicações empresariais.
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Sistemas Distribuídos Pervasivos
Requisitos para aplicações pervasivas:
• Adotar mudanças contextuais.
• Incentivar composição ad hoc.
• Reconhecer compartilhamento com
padrão.
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Sistema Eletrônico de Tratamento de
Saúde (1)
Questões endereçadas por sistemas de saúde
(health care systems):
• Onde e como os dados monitorados deverão
ser armazenados?
• Como prevenimos perda de dados cruciais?
• Qual é a infra-estrutura é necessária para gerar
e propagar sinais de alerta?
• Como os médicos podem dar retorno on-line?
• Como pode ser alcançada a extrema robustez
do sistema de monitoramento?
• Quais são as questões de segurança e como as
políticas adequadas podem ser impostas?
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Sistema Eletrônico de Tratamento de
Saúde (2)
Figura 1-12. Monitoração de uma pessoa em um sistema
eletrônico pervasivo de tratamento de saúde, usando (a) um
concentrador local ou
(b) Uma conexão sem fio contínua.
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Redes de Sensores (1)
Questões relacionadas a redes de sensores:
• Como montar (dinamicamente) uma
árvore eficiente em uma rede de
sensores?
• Como ocorre a agregação de resultados?
Ela pode ser controlada?
• O que acontece quando enlaces de rede
falham?
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Redes de Sensores (2)
Figura 1-13. Organizando um banco de dados de rede de
sensores e ao mesmo tempo, armazenando e processando
dados (a) somente no site do operador ou …
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Redes de Sensores (3)
Figura 1-13. Organizando um banco de dados de rede de
sensores e ao mesmo … ou (b) somente nos sensores.
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Backup
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