0002-ASD-Unidade I

Prévia do material em texto

ARQUITETURA DE 
SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
Prof. Carlos Alves
disciplinas@linuxconsult.com.br
Sobre o Professor
Possui mestrado em informática pela PUC-Minas;
É professor do curso de Bacharel em Sistemas de
Informação e curso Tecnólogo em Redes de
computadores pelas Faculdades Estácio e Inforium ;
Já lecionou em instituições como PUC-Minas e
Pitágoras
É Analista de informática (Administrador de Redes) da
Sociedade Mineira de Cultura / Puc-Minas;
Unidade I
• Evolução da computação:
 1.1 Computação centralizada – mainframe
 1.2 Microcomputadores e redes de computadores
 1.3 Sistemas distribuídos
Agosto
07 Apresentação da Disciplina
14 Evolução do processamento
21 Fundamentos de Sistemas Distribuídos
28 Aplicações Distribuídas e TI Verde
O que é um Sistema Distribuído?
• Segundo Tanenbaum, um sistema distribuído é um
conjunto de computadores independentes entre si que
se apresenta a seus usuários como um sistema único e
coerente.
• Um sistema distribuído é aquele no qual os
componentes interligados em rede se comunicam e
coordenam suas ações apenas passando mensagens.
(Coulouris)
Exemplos
• Internet
Sistema distribuído muito grande
Permite fazer uso de seus serviços
Como WWW, email e transferência de arquivos.
• Intranet
Parte da internet, composta por redes locais
Pode estar ligada a internet por meio de um roteador
• Sistema de computação de cluster
Cada cluster consiste em um conjunto de nós de
computação controlados e acessados por meio de
um único nó mestre
SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
• PRINCÍPIOS E PARADIGMAS
Fonte: SISTEMAS DISTRIBUÍDOS: PRINCÍPIOS E PARADIGMAS - TANEMBAUM -2ª edição, página 10.
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
 Utilizada para tarefas de computação de alto
desempenho
 Computação de cluster
Conjunto de computadores semelhantes, interligados
em uma rede local de alta velocidade e cada nó
executa o mesmo sistema operacional
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Computação em grade
 Possui alto grau de heterogeneidade: nenhuma
premissa é adotada em relação a hardware,
sistemas operacionais, redes, domínios
administrativos, entre outros
 Recursos de diferentes organizações são reunidos
para permitir a colaboração de um grupo de
pessoas ou instituições
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Aplicações que 
usam a grade
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Serviços para descoberta 
de recursos, alocação e 
escalonamento de tarefas
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Protocolos de 
comunicação para 
suportar transações na 
grade
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Responsável pelo 
controle de acesso a 
um recurso 
específico
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Provê interfaces para 
permitir compartilhamento 
de recursos locais em 
sites específicos
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Arquitetura de um software para computação em grade
Aplicações
Camada coletiva
Camada de 
conectividade
Camada de 
Recurso
Camada base
Middleware
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Sistemas de informação distribuídos
É encontrada em organizações que necessitam
utilizar várias aplicações em rede
Sistemas de processamento de transações
Um servidor executa uma operação, inclui em um
banco de dados, e disponibiliza em um sistema
remoto para o cliente
 Integração de aplicações empresariais
As aplicações se tornam mais sofisticadas, sendo
separadas em componentes independentes,
necessitam sua integração
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Sistemas distribuídos pervasivos
Introdução de mecanismos móveis e embutidos
Instabilidade é um comportamento esperado
Ausência geral de controle administrativo humano
Descobrem automaticamente seu ambiente e “se 
encaixam” o melhor que puderem
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Sistemas domésticos
 Redes domésticas: computadores, TVs, impressoras,
dispositivos para jogos, ligados em um único sistema
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
 Sistemas eletrônicos para tratamento de saúde
Costumam ser equipados com vários sensores
organizados em uma rede de área corporal, deve
suportar processamento de dados na rede
Deve incomodar o mínimo possível o paciente
Permite o monitoramento enquanto o paciente se
move
2 tipos de arquitetura
• Com hub central localizado no paciente
• Com conexão sem fio
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
• Sistemas eletrônicos para tratamento de saúde
– Desafios
• Onde e como armazenar os dados monitorados?
• Como evitar perda de dados?
• Qual a infra-estrutura necessária para gerar e
transmitir sinais de alerta?
• Como os médicos podem dar retorno on-line?
• Como pode ser alcançada a extrema robustez do
sistema de monitoração?
• Quais as questões de segurança e como as
políticas adequadas podem ser impostas?
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Redes de sensores
Conjunto de dispositivos que permitem obter
informações sobre um fenômeno, deve suportar
processamento de dados na rede
Tecnologia que habilita a pervasividade
Nós pequenos, alimentados por bateria, e equipados
com dispositivos de sensoriamento
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
Monitoramento e vigilância
 Exemplos:
Tipos - Sistemas de computação distribuídos
 Redes de sensores
2 tipos de arquitetura
Sensores sem cooperação, apenas enviando 
dados a um BD centralizado
Sensores recebem requisições, consultam seu 
próprio banco, processam e devolvem respostas
Desafios
Economia de bateria
Processamento eficiente de dados
Comunicação entre nós sensores
Evolução
Pontos importantes
Revolução nos sistemas computacionais
• 1945-1985: computadores grandes e caros
• Poucos computadores operando
independentemente uns dos outros
A partir de 1985, dois avanços na tecnologia
• Microprocessadores mais poderosos
• Desenvolvimento de redes de alta velocidade
Computação centralizada
Mainframe
 Grande computador
 Produzido por uma grande empresa
 Todos os componentes (processador,
memória...) do computador principal (Main)
são colocados dentro de uma única estrutura
(frame).
Computação centralizada
Características:
Sistemas multiusuário
Sistemas proprietários 
Hardware, software, rede,
Instalação e manutenção feita pelo fabricante
Confiabilidade x custo
Lei de Moore
Computação centralizada
Microcomputadores e redes de computadores
 Ampliação do parque computacional em função de:
Processadores mais rápidos e mais baratos
Redes mais rápidas e acessíveis
Liberdade de escolha
Menor custo de manutenção
Necessidade inerente de conectividade
 Aplicação básica
Compartilhamento de recursos
Microcomputadores e redes de computadores
Evolução
Terminais substituídos por microcomputadores 
Uso de um programa emulador de terminais com 
uma unidade de disquete 
O micro se comportar como um terminal
Em alguns casos era necessário o uso de uma placa 
que compatibilizasse a forma de comunicação serial 
entre os dois computadores.
Microcomputadorese redes de computadores
Sistemas Distribuídos
 Utilização das redes de computadores (locais e de longa
distância) para execução colaborativa e cooperativa de
aplicações e não somente para compartilhamento de
recursos
Sistema Distribuído = Computadores + Rede + 
Aplicação
 É um sistema em que os computadores estão
conectados em rede e coordenam suas ações através
de troca de mensagens.
Sistemas Distribuídos
Vantagens de SDs sobre sistemas 
centralizados
 Econômicas: melhor custo/benefício do que mainframes
 Velocidade: pode ter mais poder computacional que
mainframes
 Distribuição inerente: algumas aplicações envolvem
máquinas espacialmente separadas
 Confiabilidade: se uma máquina quebra, o sistema como
um todo pode continuar
 Crescimento incremental: poder computacional pode ser
adicionado em pequenos incrementos
Vantagens de SDs sobre sistemas 
centralizados
 Compartilhamento de dados: permite o acesso a uma
base comum de dados por vários usuários
 Compartilhamento de dispositivos: permite o
compartilhamento de dispositivos caros por vários
usuários
 Comunicação: facilita comunicação humana
 Flexibilidade: distribui a carga sobre máquinas
disponíveis com um custo mais efetivo
Desvantagens de Sistemas Distribuídos
 Software: pouco software existente para SD
 Sistema: falta de uma divisão clara entre
sistema/aplicação
 Rede: rede pode saturar ou causar outros problemas
 Segurança: acesso fácil também aplica-se aos dados
privativos
Metas
 Construir um sistema distribuído não é trivial
 Para valer a pena o esforço, Tanenbaum sugere quatro 
metas a serem cumpridas:
Acesso a recursos
Transparência da distribuição
Abertura 
Escalabilidade
 Ciladas devem ser observadas
Acesso a recursos
 Facilitar aos usuários e as aplicações o acesso a
recursos remotos e seu compartilhamento de maneira
controlada e eficiente
 Dentre os recursos temos:
 Impressoras
Computadores
Facilidades de armazenamento
Dados
Páginas Web
Redes
Transparência da distribuição
Abertura
 Um sistema distribuído aberto é um sistema que oferece
serviços de acordo com regras padronizadas que
descrevem a sintaxe e a semântica desses serviços.
Escalabilidade
 Escalável em relação a seu tamanho
Possibilidade de adicionar mais usuários e recursos
ao sistema
 Escalável em termos geográficos
Usuários e recursos podem estar longes uns dos
outros
 Escalável em termos administrativos
Deve ser fácil de gerenciar mesmo que envolva
várias organizações
Ciladas
 Erros comuns ao desenvolver um sistema distribuído
A rede é confiável
A rede é segura 
A rede é homogenia
A topologia não muda
A latência é zero
A largura de banda é infinita
O custo de transporte é zero
Há só um administrador
Ciladas
 Erros comuns ao desenvolver um sistema distribuído
A rede é confiável
A rede é segura 
A rede é homogenia
A topologia não muda
A latência é zero
A largura de banda é infinita
O custo de transporte é zero
Há só um administrador
Próxima aula
Fundamentos de Sistemas Distribuídos