Roteiro... Sistemas Distribuídos Aula 4. Troca de mensagens. Comunicação entre processos. Conceitos de SD, vantagens e desvantagens

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1 Roteiro... Conceitos de SD, vantagens e desvantagens Infra-estrutura de um SD Considerações de projeto Sistemas Distribuídos Aula 4 Karine de Pinho Peralta Modelos de Comunicação - comunicação entre processos Troca de mensagens Memória compartilhada 2 Comunicação entre processos Conceito de SD: É um software composto por diversos processos, executando em diferentes máquinas, e que se comunicam através de troca de mensagens ou compartilhada para executar alguma tarefa. 2 processos de um sistema distribuído estão se comunicando: necessidade de troca de informações entre eles Duas formas: Troca de mensagens: a informação a ser compartilhada é fisicamente copiada e enviada a todos os processos receptores Troca de mensagens Envio e recepção de mensagens pela rede, com o objetivo de compartilhar dados e notificar os outros processos sobre seu status Ex.: Sistema de controle de versões (CVS) Usuário 1 Usuário 3 Rede U1 U2 Repositório Memória compartilhada: a informação a ser compartilhada é armazenada em uma área de acesso comum a todos os processos Repositório Usuário 2 3 4

2 Troca de mensagens Baseado nas operações de send e receive Host A Host B Troca de mensagens Formas de comunicação: Síncrona ou bloqueante: Send: aguarda até a mensagem ser recebida Receive: Aguarda até a mensagem estar disponível send (B, Oi ) receive( Oi ) P1 P2 Assíncrona ou não-bloqueante: Send: envia mensagem mas não aguarda o recebimento Receive: Se a mensagem estiver disponível, recebe a mensagem, senão fica retornando uma indicação de que a mensagem não está disponível Implementação: Uso de sockets, sobre os protocolos UDP ou TCP Uso de estruturas para troca de mensagem (RPC, RMI) 5 6 É uma que pode ser acessada simultaneamente por múltiplos programas, com a intenção de prover comunicação entre eles ou para evitar cópias redundantes Permite atingir um alto poder computacional, tornando os custos de implementação e implantação mais baixos do que outras formas de supercomputadores. Normalmente utilizada em processamento paralelo Dois tipos de sistema, classificados de acordo com a Fortemente acoplados: processadores compartilham a mesma Memória 7 8

3 Fracamente acoplados: cada processador possui sua própria Espaço para compartilhamento de Memoria Memoria Memoria Memoria Memoria Memoria Memoria Memoria Sistemas fortemente acoplados possuem compartilhada naturalmente. O desafio é tornar sistemas fracamente acoplados em sistemas com compartilhada... Cada conjunto processador/ possui um bloco que gerencia as atividades de acesso à, chamado memory-mapping manager. Quando um processo tenta acessar um dado no espaço de compartilhamento, o bloco de gerência de verifica se este nodo já não possui uma cópia do dado em sua local. Se já possuir, o recurso é utilizado normalmente. Caso contrário, é gerada uma exceção e o bloco necessário buscado na compartilhada Troca de mensagens X Memória compartilhada Estratégia Uso de mensagens Memória compartilhada Uso de variáveis As variáveis precisam ser empacotadas em um processo, enviadas e então desempacotadas pelo processo receptor Os processos compartilham as variáveis diretamente (nenhum empacotamento é necessário) Controle de dados Os processos comunicam-se ao Um processo pode fazer o mesmo tempo, mas protegemse outro falhar caso dados uns dos outros por ter sejam alterados espaços de endereçamento erroneamente privativos Eficiência Sempre é preciso considerar o tempo do envio das mensagens Depende de fatores como o fato dos dados terem sido acessados antes e do padrão de compartilhamento entre processos IMPLEMENTAÇÃO DE TROCA DE MENSAGEM... UDP e TCP Sockets em Java 11

4 Implementação de troca de mensagens Sockets: definem um canal de comunicação entre processos, que permite transmitir uma mensagem entre um processo e outro de forma simples. Para utilizá-los, é preciso vinculá-los a uma porta local e a um endereço IP. Tanto UDP, como TCP, utilizam sockets para se comunicar. Datagrama enviado para o processo destino sem existência de confirmação de recebimento da mensagem Vantagens: baixo overhead, pois não utiliza mensagens para controle da conexão Ex: DNS API Java para enviar mensagens utilizando sockets UDP UDP Client Mensagem UDP Server Tamanho da mensagem Buffer recepção Endereço destino Tamanho buffer Porta destino Dado Tamanho Endereço Porta 15 16

5 Orientado à conexão: canal onde os dados (streams) podem ser lidos ou escritos TCP Client Endereço destino Porta destino Vantagens: controle do fluxo de dados, tamanho das mensagens e garantia de entrega feitos pelo protocolo Ex.: HTTP, SMTP, Telnet... API Java para enviar mensagens utilizando sockets TCP Fluxos de entrada e saída Envia msg Lê msg TCP Server parte 1 TCP Server parte 2 Porta serviço Estabelece conexão para cada cliente Aceita socket e cria conexão Reimplementa métodos de Thread Fluxos de entrada e saída 19 20

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