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SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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SISTEMAS DISTRIBUIDOS
Definición: Es un conjunto de nodos de procesamientos que
se encuentran interconectados en un sistema de
comunicaciones con el objetivo de resolver una
tarea en común.
Nodos de Procesamientos
Sistema de Comunicaciones
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• En el mundo de los negocios.
• TV por Internet.
• Mensajería.
• Aplicaciones de control para Procesos Industriales.
• E-learning.
• Trabajo colaborativo.
• Transmisión de imágenes en tiempo real.
• Telefonía Móvil.
• Entre otros.
APLICACIONES DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
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CONCURRENCIA:
• Los usuarios compiten por los recursos de la red (archivos, web,
impresora,..) por lo que los programas deberá coordinarse para utilizarlos.
• También puede ocurrir que algunos pocos usuarios comparten grandes
cantidades de recursos (cluster, ancho de banda).
• El SD deberá considerar mecanismos que faciliten la concurrencia.
PROBLEMAS DE LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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INEXISTENCIA DE UN RELOJ GLOBAL:
• Los procesos deben coordinar y colaborar mediante el envío de mensaje.
• Para ello, deben manejar un mecanismo que les permita saber en qué
secuencia están ocurriendo los eventos y en qué momento debieran
desencadenarse los nuevos eventos.
• El tiempo de un proceso no necesariamente coincide con el de los otros.
Para ello sería ideal coordinar los relojes con un único reloj (Reloj Global).
PROBLEMAS DE LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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FALLAS INDEPENDIENTES
• Puede ocurrir que un proceso no reciba la respuesta que espera de
algún otro proceso.
¿Se cortó la comunicación o falló el otro proceso?
• Este tipo de sistemas debe identificar las posibles fallas y planificar
la forma de que el sistema se recupere de dicha falla.
PROBLEMAS DE LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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Internet
• El protocolo de comunicación vía mensajes de las interredes
(TCP/IP…) permite que los procesos remotos se comuniquen y
colaboren.
• Servicios: correo, web, transferencia de archivos, entre otros.
• Los servicios pueden incrementarse, vía incorporar nuevos servidores
a la red.
EJEMPLOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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Internet
• El protocolo de comunicación vía mensajes de las interredes
(TCP/IP…) permite que los procesos remotos se comuniquen y
colaboren.
• Servicios: correo, web, transferencia de archivos, etc.
• Los servicios pueden incrementarse, vía incorporar nuevos servidores
a la red.
EJEMPLOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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Intranet
• Es una red que funciona administrativamente separada de la Internet.
• Funciona bajo una o varias LANs.
• Conectada a Internet vía un router.
• Un cortafuego (firewall) controla el tráfico de mensajes que llegan y
salen de la intranet.
• Requieren:
• Un mecanismo de compartición de archivos.
• Servicios complementarios de seguridad.
• Presupuesto para instalación y mantenimiento del sistema.
EJEMPLOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS
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En términos de diseño, un sistema distribuido debe poseer las siguientes
propiedades:
• Heterogeneidad.
• Extensibilidad.
• Seguridad.
• Escalabilidad.
• Tratamiento de Fallas.
• Concurrencia.
• Transparencia.
CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
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Heterogeneidad
• Variados y diferentes componentes de la red dan soporte al SD.
• Redes.
• Hardware de Computadores.
• Sistemas Operativos.
• Lenguajes de Programación.
• Software.
• Dentro de Internet, estas componentes se comunican gracias al
protocolo Ethernet.
CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
• El sistema operativo tiene, entre otras, las siguientes funciones globales:
- Administración de la configuración y de los dispositivos periféricos.
- Administración de la comunicación.
- Funciones de administración propiamente tales.
• No existe un reloj para controlar el tiempo de transmisión de los
paquetes entre los nodos de procesamiento.
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
• Cada nodo de procesamiento tiene su propio Sistema Operativo.
• Junto a las funciones locales del Sistema Operativo son necesarios además
otras funciones globales de control del sistema distribuido.
• El intercambio de información entre los nodos de procesamiento es a
través de paquetes.
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Extensibilidad
• Involucra la idea que un sistema distribuido puede crecer en varios
aspectos.
• Agregación de nuevos servicios (funcionalidades).
• Modificación de los servicios existentes.
• Agregación de más máquinas.
• Es necesario contar con interfaces, que guarden estándares y sean
abiertos.
• TCP/IP
• CORBA
• Sistemas Distribuidos Abiertos.
CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Seguridad
Resguardo de la Información.
• Confidencialidad (Acceso por parte de intrusos).
• Integridad (Alteración de los datos).
• Disponibilidad (Interferir el accesos).
Otros problemas de seguridad.
• Ataques o bombardeo de peticiones.
• Seguridad del código móvil.
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Escalabilidad
• Un sistema es escalable, si conserva su efectividad al incrementar los
recursos y el número de usuarios.
• Cuando un sistema crece en número de usuarios:
• Podría ser necesario aumentar el número de servidores.
• Cambiar de algoritmos.
• Desbordamiento de direccionamientos.
• Evitar cuellos de botellas.
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Tratamiento de Fallas
• Puede ocurrir falla de software o falla de hardware (fallas parcial o total).
• Deberá contarse con mecanismos para:
• Detección de Fallas.
• Enmascaramiento de Falla (reenvío de mensajes, duplicación de
archivos).
• Tolerancia a Falla (por parte del cliente).
• Recuperación ante fallas (en el servidor).
• Redundancia (mantener componentes redundantes).
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Concurrencia
• Ocurre cuando varios usuarios intentan utilizar el mismo recurso.
• El recurso puede encapsularse en un objeto, quien recibirá y tratará
todas las peticiones por el recurso.
• Este objeto deberá garantizar que opera correctamente.
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CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Transparencia
• El usuario debe percibir el sistema distribuido como un único
sistema y no como una colección de componentes independientes.
• Transparencia de Acceso a los recursos locales y remotos.
• Transparencia de concurrencia.
• Transparencia frente a fallas.
• Transparencia de movilidad (de recurso y de usuarios).
• Transparencia de prestación según se incrementa la carga.
• Transparencia al escalado.
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MODELO DE ARQUITECTURA DE UN SISTEMA
DISTRIBUIDO
La arquitectura de un Sistema Distribuido puede ser caracterizado a través delas siguientes propiedades:
• En la realización de una función del sistema participa mas de un proceso.
• La comunicación resulta mediante el intercambio de paquetes a través de unmedio de transmisión común.
• No existe un control central (sistema operativo) del sistema total. Elcontrol es distribuido en los nodos de procesamiento.
• No existen dos procesos (en diferentes nodos de procesamiento) quetengan el mismo estado global del sistema.
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ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Un Sistema Distribuido se compone de dos componentes generales:
• Nodos de Procesamiento y
• Sistema de Comunicaciones para la transmisión de paquetes.
SISTEMA DE
COMUNICACION
NODO DE
PROCESAMIENTOINTERFAZ DEL SISTEMA
DE COMUNICACION
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NODO DE PROCESAMIENTO DE UN
SISTEMA DISTRIBUIDO
• Los nodos de procesamiento se componen de por lo menos un par
de procesador-memoria.
• La estructura tanto de hardware y software pueden ser
homogéneos o heterogéneos.
• Para la realización de sus tareas especiales son autónomos.
• Cada nodo posee su propio Sistema Operativo. Ellos pueden ser
iguales o diferentes.
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NODO DE PROCESAMIENTO DE UN
SISTEMA DISTRIBUIDO
• A pesar de su autonomía cada estación esta apresto para procesar
en cualquier instante una tarea proveniente de otro nodo, de
acuerdo al Principio de Cooperación.
• Cada nodo posee otros tipos de interfaces (seriales y paralelas)
para la interconexión de sus dispositivos periféricos o componentes
de automatización.
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ESTRUCTURA DE CONEXION DE LOS SISTEMAS MULTIPROCESADORES
A) EJEMPLO DE ACOPLAMIENTO DE 2 PROCESADORES
O SOBRE CANALES DE ENTRADA/SALIDA SISTEMAS DEBILMENTE ACOPLADOS
O SOBRE UNA MEMORIA COMÚN SISTEMAS FUERTEMENTE ACOPLADOS
MEMORIA 1
PROCESADOR 1
CANALADAPTADOR DE CANAL
CANAL
MEMORIA
PORT-A PORT-B
BUS - A BUS - BPROC. 1
PROC. 2
MEMORIA 2
PROCESADOR 2
SISTEMAS DEBILMENTE Y FUERTEMENTE
ACOPLADOS
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SISTEMA DE COMUNICACION PARA
SISTEMAS DISTRIBUIDOS
• Las tareas que debe realizar un Sistema de Comunicación entre otros son:
- Transmitir los paquetes libres de perturbaciones sistemáticas y aleatorias.
- Conectar y desconectar la comunicación, como asimismo regular el acceso
en el medio de transmisión.
- Elegir el camino de enrutamiento.
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SISTEMA DE COMUNICACION PARA
SISTEMAS DISTRIBUIDOS
• Controlar el Flujo de Información.
• Detectar y/o recuperar errores durante la transmisión en el sistema de
comunicaciones.
• Desarrollar los protocolos de transmisión (reglas para la transformación y
transmisión de información).