Sistemas Distribuídos - 02 Arquitetura Cliente-Servidor Parte 2

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Sistemas Distribuídos - 02 Arquiteturas

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PlayList de Redes de Computadores: https://youtube.com/playlist?list=PL4ADECF8F55696AE9
PlayList de Linux: https://youtube.com/playlist?list=PLzoythjsH3QMkyxobyUYt45oNJl3L4go5

Este é um assunto muito vasto e, embora com alguma idade, só em 2001 se começou a falar em padrões para estas soluções, que são utilizadas (em larga escala) geralmente nos meios científicos e outros de cálculo intensivo pela sua extensibilidade. São bastante flexíveis, já que permitem a coexistência de sistemas desenhados especificamente para isso (por exemplo, a arquitectura NUMA), de sistemas desktop, e mesmo de sistemas considerados obsoletos, mas não o suficiente para permitir a coexistência de soluções semelhantes.

Antes de avançar, será necessário distinguir um sistema de multiprocessamento paralelo (SMP) de um sistema distribuído. Para um sistema ser de processamento distribuído, uma ou várias unidades de processamento (CPU) estará separada fisicamente da(s) outra(s), enquanto que num sistema SMP todas as unidades de processamento se encontram na mesma máquina. Ambos sistemas são capazes de processamento paralelo, e qualquer um deles pode ser visto como elemento de um sistema distribuído!

Com os desenvolvimentos nesta área, surgiram soluções por software que fazem, geralmente (mas não necessariamente), alterações no núcleo do sistema operativo e que, na maioria dos casos, não são compatíveis entre elas, e dificilmente entre versões diferentes da mesma solução. Assentam, no entanto, em arquitecturas de comunicação padrão, como é o caso da Parallel Virtual Machine e Message Passing Interface. Resumidamente, estas arquitecturas conseguem transportar um processo (tarefa) e o seu contexto (ficheiros abertos, etc.) pela rede até outro nó. O nó que originou o processo passa, assim, a ser apenas um receptor dos resultados desse processo.

Arquitetura
A Figura 1 ilustra as várias camadas de interoperabilidade de um sistema distribuído. Através do gateway a rede pública tem acesso a um supercomputador, sem ter conhecimento disso, dado que só conhece o gateway. Qualquer aplicação executada no gateway (preparada para ser paralelizada) pode ser distribuída por vários nós, entregando os resultados mais rápido do que se fosse processada por apenas um nó.

Definição
De acordo com TANENBAUM, “Um sistema distribuído é um conjunto de computadores independentes que se apresenta a seus usuários como um sistema único e coerente”

Já para COULORIS, “Definimos um sistema distribuído como sendo aquele no qual os componentes de hardware ou software, localizados em computadores interligados em rede, se comunicam e coordenam ações apenas enviando mensagens entre si.”

Concorrência: a presença de múltiplos usuários em um sistema destruído é uma fonte de pedidos concorrentes para seus recursos. Em ambiente concorrente, cada recurso deve ser projetado para manter a consistência nos estados de seus dados.

Transparência: o objetivo é tornar certos aspectos da distribuição invisíveis para o programador de aplicativos, param que este se preocupe apenas com o projeto de seu aplicativo em particular. Por exemplo, ele não precisa estar preocupado com sua localização ou com os detalhes sobre como suas operações serão acessadas por outros componentes, nem se será replicado ou migrado. As falhas de rede e processos podem ser apresentadas aos programadores de aplicativos na forma de exceções - mas elas devem ser tratadas.

Organização
Organizar a interação entre cada computador é essencial. Visando poder usar o maior número possível de máquinas e tipos de computadores, o protocolo ou canal de comunicação não pode conter ou usar nenhuma informação que possa não ser entendida por certas máquinas. Cuidados especiais também devem ser tomados para que as mensagens sejam entregues corretamente e que as mensagens inválidas sejam rejeitadas, caso contrário, levaria o sistema a cair ou até o resto da rede.

Outro fator de importância, é a habilidade de mandar softwares para outros computadores de uma maneira portável de tal forma que ele possa executar e interagir com a rede existente. Isso pode não ser possível ou prático quando usando hardware e recursos diferentes, onde cada caso deve ser tratado separadamente com cross-compiling ou reescrevendo software.