Pesquisa em Sistemas Distribuídos

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1 Pesquisa em Sistemas Distribuídos Alexandre Sztajnberg PEL/FEN e DICC/IME UERJ - Rio de Janeiro, RJ, Brazil alexszt@uerj.br 1 Introdução Contexto Aplicações concorrentes e distribuídas com requisitos não-funcionais Requisitos dos usuários Requisitos das aplicações Provedores de recursos Custo x oferta Problemas Como especificar e formalizar requisitos? Como associar a especificação ao provimento dos serviços? Como localizar e monitorar os serviços? Como garantir que os serviços serão prestados com os requisitos especificados? E se não for possível? O que fazer? 2 Page 1

2 Motivação Especificações em nível alto de abstração Mecanismos de localização de serviços e monitoramento Plataformas para o desenvolvimento, implantação e gerência de aplicações com requisitos não-funcionais Verificação formal da especificação e do comportamento esperado das aplicações 3 Elementos Usuários em computador desktop muita capacidade de processamento muita memória disponível pode exibir vídeos de alta definição 4 Page 2

3 Elementos Usuários em computador desktop Usuários em dispositivos móveis PDAs (ex.: Palm, ipac), telefones celulares limitados Não pode exibir vídeos cuja codificação exija muitos recursos 5 Elementos Usuários em computador desktop Usuários em dispositivos móveis Codificadores de áudio e vídeo (codecs) vários algoritmos de compressão podem privilegiar a alta qualidade da mídia podem privilegiar o tamanho da informação codificada podem otimizar o desempenho da captura ou reprodução ou um mix destas características 6 Page 3

4 Elementos Usuários em computador desktop Usuários em dispositivos móveis Codificadores de áudio e vídeo (codecs) Rede de alta velocidade e grande banda passante pode transportar vídeo de alta definição 7 Elementos Usuários em computador desktop Usuários em dispositivos móveis Codificadores de áudio e vídeo (codecs) Rede de alta velocidade e grande banda passante Rede de baixa velocidade ou pequena banda passante apropriada para o transporte de vídeo cuja codificação não exija muitos recursos 8 Page 4

5 Elementos Usuários em computador desktop Usuários em dispositivos móveis Codificadores de áudio e vídeo (codecs) Rede de alta velocidade e grande banda passante Rede de baixa velocidade ou pequena banda passante Codificadores de áudio e vídeo (codecs) Servidor centralizado ou replicado sistema de cache 9 Como selecionar e compor estes elementos? Servidor 1 Rede 1 MPEG H261 LAN sem fio Video Player Transcod Filtro_Cor. Gateway Bluetooth SO Audio Player Cliente (PDA) Servidor 2 Rede 2 Celular 10 Page 5

6 Como selecionar e compor estes elementos? Servidor 1 Rede 1 MPEG H261 LAN sem fio Video Player Transcod Filtro_Cor. Gateway Bluetooth SO Audio Player Cliente (PDA) Servidor 2 Rede 2 Celular Por que assim? Qual a política? 11 E se a disponibilidade dos recursos variar? Memória ou CPU diminuírem no desktop chegada de novos processos consumo de memória aumente dinamicamente 12 Page 6

7 E se a disponibilidade dos recursos variar? Memória ou CPU diminuírem no desktop Banda-passante disponível diminui pois aumenta o uso agregado 13 E se a disponibilidade dos recursos variar? Memória ou CPU diminuírem no desktop Banda-passante disponível ou ao invés de diminuírem, os recursos têm sua disponibilidade aumentada? Podemos adaptar a aplicação? 14 Page 7

8 E se a disponibilidade dos recursos variar? Memória ou CPU diminuírem no desktop Banda-passante disponível ou ao invés de diminuírem, os recursos têm sua disponibilidade aumentada? Podemos adaptar a aplicação? Trocar (ou transcodificar) o codec por um que exija menos recursos ou que ofereça melhor qualidade 15 Não- 16 Page 8

9 Requisitos Requisitos funcionais funcionais e e não-funcionais não-funcionais devem devem ser ser descritos descritos Não- 17 Não- Uma Uma infra-estrutura infra-estrutura para para gerenciar gerenciar a a configuração configuração // deployment deploymentda da aplicação aplicação e e impor impor // manter manter seus seus requisitos requisitos de de qualidade qualidade 18 Page 9

10 Não- Descrições Descrições também também alimentam alimentam a a infraestruturestrutura de de gerência infra- gerência 19 Não- Mecanismos Mecanismos de de descoberta descoberta de de recursos recursos podem podem ser ser necessários necessários antes antes do do deployment deploymentda da aplicação aplicação Descoberta de recursos Monitoramento 20 Page 10

11 Não- Mecanismos Alocação de recursos são são alocados, alocados, serviços Descoberta serviços e de recursos e componentes componentes são são configurados configurados e e nível nível de de qualidade Monitoramento qualidade requerido requerido éé imposto imposto 21 Durante Durante a a operação operação da da aplicação, aplicação, condições condições de de operação operação e e recursos recursos podem podem variar. variar. Requisitos Requisitos nãofuncionaifuncionais podem podem não não estar estar não- sendo sendo mais mais atendidos... atendidos... Não- Mecanismos Alocação de recursos Descoberta de recursos Monitoramento 22 Page 11

12 Não- Mecanismos Alocação de recursos e e recursos recursos da da aplicação aplicação precisam precisam ser ser constantemente constantemente monitorados... monitorados... Descoberta de recursos Monitoramento 23 Não- Mecanismos Alocação de recursos Descoberta de recursos Monitoramento Variações Variações nãoaceitáveiaceitáveis são são não- notificadas notificadas para para a a infra-estrutura infra-estrutura de de gerência... gerência Page 12

13 Não- Mecanismos Alocação de recursos Segunda Segunda uma uma política política especificada, especificada, a a gerência gerência de de decide decide o o que que fazer... fazer... Descoberta de recursos Monitoramento 25 Adaptação Adaptação dos dos recursos recursos e/ou e/ou arquitetura Não- arquitetura da da aplicação aplicação Mecanismos RE- Alocação de recursos Descoberta de recursos Monitoramento 26 Page 13

14 Oportunidade de Pesquisa Linguagem para especificação de arquiteturas distribuídas topologia funcional e contratos de QoS Modelos semânticos e verificação formal Middleware configuração dinâmica monitoramento de recursos e notificação deployment e gerência de aplicações distribuídas e seus contratos Containeres / ambientes de execução / WebServices Aplicações Multimídia (VoD, Videoconfrência) Ubíquas e Pervasivas (médica, turismo, smart spaces) Dispositivos com poucos recursos (PDA, Celulares) Jogos (MMP) Grades Computacionais Ferramentas IDE Gráfica para desenvolvimento e gerência Serviços de middlleware (descoberta, diretórios, ontologias) 27 Projetos VAS PDPG-TI do CNPq (a verba terminou, mas o projeto continua) ADL CBabel / Eclipse / IDE Semântica e Verificação Formal Colaboração com prof. Christiano Braga (IC/UFF) CARAVELA (projeto GIGA CPqD/RNP) A verba parou de entrar Aplicações sobre Redes de Alta Velocidade Contratos de QoS / Rede Óticas Várias entidades. Coordenado pelo prof. Orlando Loques (IC/UF) Suporte para Sistemas Pervasivos APQ1 da Faperj (a verba ainda não chegou) Aplicações pervasivas / Redes / Middleware Em colaboração com prof. Marcelo Rubinstein 28 Page 14