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Sistemas Distribuídos

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Apresentação em tema: "Sistemas Distribuídos"— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas Distribuídos
Walfredo Cirne Aula 2: Conceitos Básicos As figuras que aparecem nesses slides são de Veríssimo&Rodrigues, reproduzidas com o consentimento dos mesmos.

2 O que é um sistema distribuído?
Um sistema formado por componentes que estão localizados em vários computadores distintos Características de um sistema distribuído Vários computadores Interconectados por uma rede Compartilhando um estado

3 Exemplos de sistemas distribuídos
A Internet é um sistema distribuído? A Web é um sistema distribuído? O DNS é um sistema distribuído? Um multiprocessador é um sistema distribuído? Um cluster é um sistema distribuído?

4 Características de um Sistema Distribuído
Ausência de supervisão única supervisor  sistema operacional Inexistência de relógio global exato Falhas parciais Comunicação por mensagem entre os componentes

5 Exemplos de sistemas distribuídos
A Internet é um sistema distribuído? A Web é um sistema distribuído? O DNS é um sistema distribuído? Um multiprocessador é um sistema distribuído? Um cluster é um sistema distribuído?

6 Quando distribuir? [Por que complicar?]
Às vezes, o problema é distribuído Ex. Web, , Groupware Benefícios inerentes à distribuição Escala (performance) Aumento na confiança do funcionamento (dependability) Soluções distribuídas são mais adaptáveis Upgrade gradativo

7 Centralização × Distribuição
Características de sistemas centralizados Homogeneidade, facilidade de gerência, maior consistência, controle centralizado Características de sistemas distribuídos Heterogeneidade, modularidade, controle distribuído, menor custo [?], escalabilidade, compartilhamento de recursos, degradação paulatina, mais sujeito a ataques

8 Que valores a distribuição pode adicionar?
Viabilidade Antigamente era “redução de custo” Confiabilidade Redundância é natural Crescimento modular Integração de serviços

9 Notações formais É normalmente conveniente tratar com processos ao invés de processadores Um sistema distribuído é composto por N processos que executam em M processadores Processadores são conectados por canais de comunicação A evolução do sistema é modelada por uma sequência de eventos eip Um evento modifica o estado do processo p A história H é uma seqüência de tuplas contendo um evento eip e o estado de p após eip Uma execução (run) é um conjunto de histórias dos processos que forma o sistema distribuído

10 Eventos Eventos podem ser locais ou podem ser trocas de mensagem
Eventos ordenados e concorrentes

11 Precedência [Lamport]
Se a e b são eventos no mesmo processo e a precede b, então a  b Se a é o envio da mensagem m e b é a recepção da mensagem m, então a  b Se a  b e b  c, então a  c

12 Estado global Especificação Como computar S internamente?
Se no tempo t cada processo pi está no estado Si e as mensagens em transito no canal cij que liga pi a pj é S(cij), então o estado global é dado por S = {S1, S2, ... Sn} U {S(cij), 1≤i,j≤n, i ≠j} Como computar S internamente? Troca de mensagens mudará o estado do sistema! Há protocolos de snapshot que resolvem este problema

13 Snapshots distribuídos

14 Tempo e relógios O que é o tempo real? O que é 1 segundo?
Função monotônica contínua e crescente [Newtoniano] O que é 1 segundo? Divisor de um dia solar Relógios atômicos A linha do tempo timestamps duração de intervalos Relógios

15 O papel do tempo Gravar e observar a localização de eventos na linha do tempo seqüênciamento de eventos que formam um estado global medir a duração entre dois eventos Forçar o futuro posicionamento de eventos na linha do tempo sincronização

16 Medindo tempo em sistemas distribuídos
Como medir durações distribuídas? Como reconciliar diferentes linhas do tempo? Ex. qual o tempo de transmissão de uma mensagem? Tempo global × tempo real

17 Relógios locais físicos
O hardware (rf) implementa uma função monotônica discreta e crescente que mapeia o tempo real t em um tempo de relógio rf(t) Imperfeições de relógios físicos Granularidade (g) Taxa de desvio (r)

18 Propriedades de um relógio físico
Granularidade Relógios físicos avançam em ticks (tk) g = rf(tk+1) – rf(tk) Taxa de desvio Depende da qualidade do relógio e das condições do ambiente (ex. temperatura) 0 ≤ 1-r ≤ (rf(tk+1) – rf(tk))/g ≤ 1+r

19 Para que serve um relógio local?
Prover timestamps para eventos locais Medir durações locais Qual o erro causado pela taxa de desvio? r é tipicamente na ordem de 10-5 Definir timeouts Medir durações de atraso round-trip

20 Relógios globais Um relógio global é construído através da sincronização de relógios locais por um protocolo de sincronização de relógio Cada processo p cria um relógio virtual (rvp) a partir do seu relógio local (rfp) Os relógios virtuais são criados de forma a estarem sincronizados São resincronizados de tempos em tempos NTP é o protocolo mais comum para isso

21 Propriedades de um relógio global
Convergência (d): quão próximo os relógios estão sincronizados logo após uma resincronização Precisão (p): quão próximos os relógios se mantêm sincronizados entre si em qualquer tempo Exatidão (a): quão próximos os relógios estão sincronizados em relação a uma linha de tempo absoluta de referência Requer um dispositivo de sincronização externa (ex. GPS) em algum lugar do sistema Taxa de desvio (r): é a taxa instantâneo de desvio do relógio global

22 Propriedades de um relógio global


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