Sistemas Distribuídos - Aspectos de Projeto

Aspectos de Projeto
Prof. Adriano Teixeira de Souza

 Este aspecto faz com que um conjunto de máquinas
seja visto por seus usuários como se fossem
simplesmente um único sistema de tempo
compartilhado.

 Tipos distintos de transparência em um sistema
distribuído:

◦ Localização
◦ Migração
◦ Replicação
◦ Concorrência
◦ Paralelismo
◦ Escala


 Localização:
◦ Usuários não têm que saber a localização dos recursos remotos

 Migração:
◦ Potencial para realocar recursos dinamicamente sem que os
usuários estejam cientes do movimento de recursos

◦ Os recursos podem mudar de lugar sem ter que mudar seus nomes.

 Replicação:
◦ Múltiplas instâncias de recursos são usados, mas Sistemas
Distribuídos ocultam qualquer diferença entre recursos replicados,
ou não replicados.

◦ Os usuários não devem saber quantas cópias existem.


 Concorrência:
◦ Usuário não está ciente da existência de acesso simultâneo à
recursos remotos.
◦ Vários usuários podem compartilhar automaticamente os
recursos.

 Paralelismo:
◦ Podem ocorrer atividades paralelas sem que os usuários
venham a saber.

 Escala:
◦ Oculta a expansão sem mudar a estrutura do sistema


 Capacidade de suportar mudanças em sua estrutura
depois de ser desenvolvido, sem comprometimento
da execução das aplicações.

 É muito importante que o sistema seja flexível ás
decisões do projeto. Situações que hoje parecem
bem razoáveis poderão revelar-se erradas mais
tarde.

 A melhor maneira de se evitar problemas é
mantendo várias opções em aberto (flexibilidade).


 Um sistema deve ser capaz de interagir com largo
número de outros sistemas e serviços.

 A inserção de novos módulos no sistema deve ser
uma tarefa simples


Como???


 Disponibilidade
◦ Propriedade de um sistema poder funcionar continuamente sem
falha

◦ Para ser confiável, um sistema deve possuir alta disponibilidade e
segurança

◦ Sistemas distribuídos podem ser potencialmente mais confiáveis
devido à multiplicidade e a um certo grau de autonomia de suas
partes.

◦ É notório que a distribuição física não é tão importante quanto a
distribuição lógica. Esta última pode ser implementada tanto a um
único processador quanto a vários processadores localizados num
mesmo ambiente ou em ambiente distintos .


 Tolerância a falha (Resiliência)

◦ Física: Propriedade de um material de recuperar a sua forma ou
posição original após sofrer choque ou deformação; elasticidade;

◦ A resiliência de processos preocupa-se em criar mecanismos de
proteção a processos, tentando fazer com que os mesmos
sobrevivam a eventuais falhas em um sistema;

◦ Uma forma de tornar um processo resiliente é a utilização de
processos redundantes (redundância física);

◦ Um aspecto chave para contornar falhas de processos é organizar
vários processos idênticos em um grupo no qual todos os processos
possam recebar mensagens enviadas ao grupo.


 Segurança

◦ Os dados confiados à guarda dos sistemas não podem de
maneira nenhuma, sofrer qualquer tipo de adulteração ou
perder-se .

◦ O aspecto da confiabilidade global é a segurança. Os
arquivos e demais recursos devem ser protegidos contra
uso-não autorizado. Isso se torna crítico no caso dos
sistemas distribuídos.

◦ Em geral, um Sistema Distribuído pode ser projetado para
“mascarar” falhas ocorridas, esconder dos seus usuários.


 O problema da performance é muito
influenciada pela comunicação.

 O envio de uma mensagem e a obtenção da
resposta correspondente demora em torno
de um milissegundo, e a maior parte desse
tempo é gasto no tratamento do protocolo,
quando deveria ser gasto na transmissão dos
bits propriamente ditos.


 Balanceamento de carga

◦ Visa distribuir a carga de acesso a recursos e/ou serviços
para promover um aumento da capacidade da rede e
melhoria da performance

◦ O balanceamento de carga é mais que um simples
redirecionamento do tráfego dos clientes para outros
servidores. É preciso que haja constante verificação da
comunicação, checagem dos servidores e redundância.

◦ A dificuldade dessa técnica é que para ganhar performance é
preciso ter várias atividades rodando em paralelo em
diferentes processadores, mas para isso é necessário a
transmissão de muitas mensagens.


 Processamento distribuído (ou paralelo)

◦ Uma grande tarefa computacional é dividida em partes
menores, pequenas tarefas que são distribuídas ao redor das
estações (nodos), como se parecesse um supercomputador.

◦ Este tipo de cluster é usado em tarefas de computação
científica ou análises financeiras, tarefas que exigem um alto
poder de processamento.


 Um sistema é descrito com escalável se
permanece eficiente quando há um aumento
significativo no número de recursos
utilizados e no número de usuários.

 O projeto de sistemas distribuídos escaláveis
apresenta os seguintes desafios:

◦ Controlar os custos dos recursos físicos.
◦ Controlar a perda de desempenho.
◦ Evitar gargalos de desempenho.


 A escalabilidade de um sistema pode ser medida
segundo três dimensões diferentes:

◦ Um sistema pode ser escalável em relação a seu tamanho, o
que significa que é fácil adicionar mais usuários e recursos
ao sistema;

◦ Um sistema escalável em termos geográficos é um sistema
no qual usuários e recursos podem estar longe uns dos
outros;

◦ Um sistema pode ser escalável em termos administrativos, o
que significa que ele ainda pode ser fácil de gerenciar,
mesmo que abranja muitas organizações administrativas
diferentes.


 Quando é necessário ampliar um sistema, é
preciso resolver problemas de tipos muito
diferentes;

 O servidor pode se transformar em um
gargalo à medida que o número de usuários
e aplicações cresce.


 A escalabilidade geográfica tem seus próprios
problemas. Uma das principais razões por que hoje
é difícil ampliar SD existentes que foram
originalmente projetados para LANs é que eles são
baseados em comunicação síncrona;

◦ Na comunicação síncrona, uma parte que requisita um
serviço (cliente), fica bloqueada até que uma mensagem seja
enviada de volta:

◦ Isso funciona bem em LANs, onde a comunicação entre
máquinas demora centenas de microsegundos, mas numa
WAN, onde a comunicação demora centenas de
microsegundos – isto requer cuidados !!


 Técnicas de escalabilidade

◦ Comunicação assíncrona: oculta a latência de
comunicação

◦ Distribuição: particiona um componente em partes
menores e espalha essas partes pelo sistema

◦ Replicação: aumenta a disponibilidade e permite
balanceamento de carga (pode gerar problema de
Consistência)


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