Universidade Federal de Goiás Instituto de Informática Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação Tópicos Avançados em Sistemas Distribuídos 1o. Semestre / 2007 Aula 01: Panorama de Sistemas Distribuídos 13/03/2007

Definição Um sistema distribuído é uma coleção de computadores independentes que, do ponto de vista de seus usuários, se comporta como um sistema único e coerente Usuários: pessoas ou programas (aplicações)

Elementos da Definição ● Componentes (computadores) autônomos ● Colaboração entre os componentes para passar a imagem de sistema único e coerente ● Sem restrições quanto ao tipo de computadores que fazem parte do sistema ou sobre os tipos de interconexão entre eles

Middleware

5 Tipos de Sistemas Distribuídos: Análise ● Voltados para computação distribuída – computação em aglomerados (clusters) – computação em grade (grid computing) ● Sistemas de Informação Distribuídos – processamento de transações – integração de aplicações corporativas ● Sistemas de Computação Ubíqua – casa inteligente, sistemas assistência à saúde – computação móvel – redes de sensores (sem fio)

Cluster Computing ● PCs convencionais conectados por uma (ou mais) rede(s) local(is) de alto desempenho ● Ambiente homogêneo – hardware, SO e rede ● Computadores dedicados – não utilizados para outras finalidades ● Utilizados para processamento paralelo ● Imagem de sistema único

Cluster Computing: Beowulf

Cluster Beowulf: Exemplo ● Departamento de Engenharia Química, Carnegie Mellon University ● 70 computadores ● 600 Gflops ● Beowulf Classe II

Cluster Beowulf: Exemplo ● Echelon Cluster (Beowulf Classe I) – MIT, 2002

Grid Computing ● Ambiente de computação distribuída ● Muito larga escala ● Heterogeneidade ● Computadores não necessariamente dedicados ● Compartilhamento de recursos com um alto nível de granularidade ● Aproveitamento de recursos ociosos ● Colaboração: Organizações Virtuais – formadas espontaneamente – atravessam diferentes domínios administrativos

Arquitetura de Computação em Grade Grid Middleware Open Grid Services Architecture (OGSA)

Grid: Aspectos Importantes ● Segurança – delegação, single-sign-on, proteção dos recursos ● Grades Computacionais – computação distribuída de alto desempenho ● Grades de Dados – imensos volumes de dados distribuídos e compartilhados ● Retorno de investimento – ocupação efetiva de recursos já adquiridos

Sistemas de Processamento de Transações ● Comportamento transacional na interação entre os elementos de um sistema distribuído – Acesso à informação (leitura, escrita) – Propriedades ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento, Durabilidade) ● Operações: – BEGIN_TRANSACTION, END_TRANSACTION – ABORT_TRANSACTION – READ, WRITE ● Distribuição em torno das bases de dados

Monitores de Processamento de Transações

Enterprise Application Integration ● Interação direta entre aplicações distintas – Desenvolvidas independentemente entre si – Com independência em relação à base de dados ● Suporte de middleware – RPC – RMI – MOM (Message-Oriented Middleware)

Enterprise Application Integration

Sistemas de Computação Ubíqua ● Dispositivos de computação móvel e embarcada – pequeno porte – sem fios (wireless) – movidos por bateria – recursos escassos (processamento, memória) ● Acompanham o usuário e/ou “envolvem” o ambiente – aplicações migram dependendo do contexto ● Computação invisível ● Instabilidade: conectividade variável, liga-desliga

Computação Ubíqua: Exemplo

Computação Ubíqua: Requisitos ● Ciência de contexto – comportamento do sistema varia de acordo com o contexto do usuário, ambiente, aplicações ● Composição ad hoc (espontânea) – sem a necessidade de configuração explícita ● Compartilhamento (e colaboração) como norma ● Exemplos do cotidiano – dispositivo de computação “onipresente”: celular conectado à Internet

Casa Inteligente ● Utilidades domésticas interligadas através de uma infra-estrutura de rede – eletrodomésticos, portas e janelas, iluminação, sistemas de áudio-visual, sistemas de segurança, computadores – interação remota via Web ou interface própria ● Personalização do ambiente – dependente de contexto ● Controle e monitoramento remoto (universal) ● Protocolo de interação comum – UpnP (Universal Plug-and-Play)

Sistema de Assistência de Saúde

Redes de Sensores (Sem Fio) ● Dispositivos de sensoriamento com conectividade e capacidade de processamento local (mesmo que restritas) ● Monitoramento ambiental – habitats, plantas industriais, automóveis, estradas ● Monitoramento de patrimônio, automação de edifícios ● Coletam dados do ambiente e os disponibilizam através de uma interface de consulta – a RSSF como uma fonte de dados ● Infra-estrutura ad hoc

RSSFs: Processamento Centralizado

RSSFs: Processamento Distribuído

RSSFs: Aplicações – Agricultura Fonte: Crossbow, Inc.

26 Atividade Extra-classe ● Fazer um survey sobre as principais tecnologias ou sistemas que se enquadram nos tipos de sistemas distribuídos estudados nesta aula – organizado por tipo – descrever cada tecnologia/sistema – fazer uma análise comparativa dentro de cada tipo ● Leitura básica: Tanenbaum, Cap. 1