Replicação de Arquivos em Sistemas Distribuídos

Apresentação em tema: "Replicação de Arquivos em Sistemas Distribuídos"— Transcrição da apresentação:

1 Replicação de Arquivos em Sistemas Distribuídos
SSC-150 Sistemas Computacionais Distribuídos Prof. Responsável:  Marcos José Santana Estagiário: Luis Nakamura Fernando Soares de Paiva                                    André Toshio N. Nishitani                               Lucio Caceres Trazzi                                       

2 Tópicos Replicação em Sistemas Distribuídos Vantagens Modelos de Consistência Replicação e Posicionamento de Conteúdo Técnicas de Replicação

3 Replicações em Sistemas Distribuídos
Diferentes tipos de redundância: Redundância Temporal: repetir uma mesma tarefa até que um resultado válido seja obtido. Redundância de Valores: replicar um dado armazenado ou enviado pela rede. Redundância Espacial: usar várias réplicas de um componente de hardware ou software.

4 Vantagens Desempenho Disponibilidade Transparência Tolerância a falhas
Balanceamento de cargas Consistência

5 Vantagens Desempenho A replicação aumenta o paralelismo, compartilhando a  carga de trabalho entre servidores. A replicação também pode melhorar os tempos de resposta ao permitir ter processamento concorrente de pedidos por vários servidores simultâneamente.

6 Vantagens Disponibilidade
Os usuários em geral exigem serviços de alta disponibilidade, e a  replicação garante uma maior disponibilidade, mesmo com a falha de servidores. Exemplo: Se um servidor fica indisponível durante 8 horas a cada ano (disponibilidade de 0,999), se criarmos 3 réplicas teremos uma parada total de 3,15 segundos em um século (disponibilidade de 1-0,001³= 0, )

7 Vantagens Cliente não percebe a existência de replicações.
Transparência  Cliente não percebe a existência de replicações. Cliente espera receber um único valor de resposta, independente da quantidade e da organização das replicas. Front End: Comunica-se com os servidores de réplicas e clientes, tornando o processo transparente ao cliente.

8 Vantagens Tolerância a Falhas Evita a utilização de arquivos desatualizados e/ou danificados, pois o sistema possui várias cópias do mesmo arquivo. No caso de uma sabotagem, a própria redundância do sistema é uma proteção, pois sabotar um servidor não será suficiente.

9 Vantagens Proporciona um melhor tempo de resposta.
Balanceamento de cargas  Proporciona um melhor tempo de resposta. Diminuiu as chances de se ter um servidor sobrecarregado com várias requisições.

10 Vantagens Consistência
As operações realizadas sobre as réplicas dos dados devem produzir resultados semelhantes.  Utiliza-se modelos de consistência para especificar o resultado das operações que são suportadas.

11 Vantagens Consistência
Usuários devem seguir regras determinadas pelo modelo para manter a consistência do sistema Visão de Dados Objetivo de fornecer cópias idênticas para todos os cliente  Visão do Cliente Cada cliente vê as cópias como vistas por ele pela última vez

12 Modelo de Consistência: Visão de Dados
Consistência Estrita Qualquer leitura de qualquer replica retorna o valor da escrita mais recente no dado. Consistência Causal P1 escreve X, P2 lê X e escreve Y. A leitura de X e escrita de Y potencialmente relacionadas. Escritas potencialmente relacionadas devem ser realizadas na mesma ordem.

13 Modelos de Consistência
Consistência Linear As operações realizadas sobre um dado devem ser vistas nas réplicas na mesma ordem respeitando a linha de tempo. Consistência Sequêncial As operações realizadas sobre um dado devem ser vistas nas réplicas na mesma ordem.  Não precisa respeitar a linha de tempo. Consistência FIFO Escritas realizadas por um mesmo processo devem ser vistas na mesma ordem,porém escritas de processos diferentes podem ser vistas em ordem diferentes.

14 Modelos de Consistência
Consistência Fraca Utiliza variável de sincronização. Nenhum acesso à variável de sincronização é permitido até que todas as escritas terminem. Nenhum acesso aos dados é permitido até que todos acessos à variável de sincronização tenha terminado. Consistência Liberal  Operações "release" e "acquire" Antes de escrita ou leitura na região compartilhada é realizada uma operação "acquire" e depois da realização do processo é realizada a operação de "release"

15 Modelos de Consistência
Consistência de Entrada Utiliza também as operações "release" e "acquire" Cada região compartilhada é associada a uma variável de sincronização Consistência Eventual Garante que o mesmo cliente verá sempre dados consistentes   Leitura Monotônica Realizada uma leitura, leituras subsequentes receberão o mesmo valor ou um valor mais atual Gravação Monotônica A escrita é completada antes que se possa realizar outra

16 Modelo de Consistência
Leitura da Própria Escrita Leitura realizadas depois da própria escrita deve obter o mesmo resultado da escrita. Atualização de senha Escrita Após Leitura Antes de ser escrito, o dado é atualizado para o valor mais recente.

17 Replicação Estática Os arquivos não são atualizados nem sofrem modificações. A implementação é simples. Dinâmica Os arquivos sofrem modificações com o decorrer do tempo.

18 Replicação e Posicionamento de conteúdo
Três tipos diferentes de réplicas organizadas logicamente – Réplicas permanentes – Réplicas iniciadas por servidor – Réplicas iniciadas por cliente

19 Replicação e Posicionamento de conteúdo

20 Réplicas Permanentes  Conjunto inicial de réplicas que constituem um depósito de dados distribuído Número de réplicas permanentes é pequeno Exemplo: Site Web     – Arquivos são replicados para um número limitado de servidores que estão em uma única localização     – Espelhamento: site Web é copiado para um número limitado de servidores, sites espelhados, que estão geograficamente espalhados pela Internet.

21 Réplicas Iniciadas por Servidor
 Cópias de um depósito de dados que existem para aprimorar desempenho e que são criadas por iniciativa do (proprietário do) depósito de dados  Exemplo: Considere um servidor em SP. Pode acontecer uma rajada de requisições que vêm de uma localização inesperada,longe do servidor. Neste caso, talvez valha a pena instalar uma quantidade de réplicas TEMPORÁRIAS nas regiões de onde estão vindo as requisições

22 Réplicas Iniciadas por Cliente
São mais conhecidas como caches de cliente, pode estar no próprio cliente ou em alguma outra máquina da mesma rede Recurso de armazenamento temporário e local Gerenciamento cabe inteiramente ao cliente Aumento de desempenho em operações envolvendo muita leitura  Exemplo: Páginas Web armazenadas em cache podem ser acessadas imediatamente pelo browser, caso o cliente deseje uma versão mais atual da página ele deve requisitá-la novamente.

23 Técnicas de Replicação
Principais técnicas: Replicação Passiva (Primário-Backup) Replicação Ativa Replicação Semi-Ativa (Líder-Seguidores)

24 Replicação Passiva (Primário-Backup)
São criados um ou mais backups de um componente      (primário) com o objetivo de substituí-lo em caso de falha Funcionamento com propagação de estado instantânea: Primário recebe requisições, as executa, atualiza o estado dos backups e retorna o resultado ao cliente

25 Replicação Ativa Um grupo de réplicas de um componente recebe uma
     requisição de um cliente Todas as réplicas processam a requisição concorrentemente e enviam as suas respostas ao cliente Não é preciso sincronizar o estado das réplicas, pois todas executam os mesmos procedimentos

26 Replicação Semi-Ativa (Líder-Seguidores)
Um componente (líder) possui uma ou mais réplicas      (seguidores) Cada requisição é enviada a todos, que as executam na ordem defidenida pelo líder Apenas o líder responde ao cliente que efetuou a requisição Não é preciso sincronizar o estado das réplicas, pois todas      executam os mesmos procedimentos

27 Referências [Couloris et al., 2005] Couloris, G. F., Dollimore, J., and Kindberg, T. (2005). Distributed Systems: concepts and design. Pearson Education. APRESENTAÇÕES PÓS