Camadas de Software - o Middleware. Sistemas Distribuídos Capítulo 2: Modelos e Arquitecturas. Aplicações. Middleware.

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1 Camadas de Software - o Middleware Sistemas Distribuídos Capítulo 2: Modelos e Arquitecturas Modelos de Arquitecturas para sistemas distribuidos Interfaces e Objectos Requerimentos para Arquitecturas Distribuídas Modelos Fundamentais para sistemas distribuídos Aplicações Middleware Sistema Operativo Hardware Bibliotecas (DLL) Protocolos Servidores Plataformas Plataforma s de Middleware Os Sistemas Distribuídos são suportados por diversas componentes frequentemente designadas por plataformas de Middleware Sistemas Distribuidos Principais arquitecturas de sistemas distribuídos e-servidor e-servidor Entre-Pares (peer-to-peer) Variantes do e-servidor: Serviços oferecidos por múltiplos servidores Servidores proxy e caches Código Móvel Agentes Móveis Network Computer Thin s Dispositivos móveis e interação espontânea Servidores mantêm recursos e servem pedidos de operações sobre esses recursos Servidores podem ser clientes de outros servidores Simples e permite distribuir sistemas centralizados muito directamente Mas pouco escalável: limitado pela capacidade do servidor e pela rede que o liga aos clientes invocation result Key: Process: invocation result Computer: Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

2 Serviço Oferecido por Múltiplos Servidores Serviço Oferecido por Múltiplos Servidores Distribui carga do servidor por múltiplos servidores Duas opções: Particionamento: cada servidor mantém uma partição do conjunto de objectos Replicação: todos os servidores mantêm réplicas do mesmo conjunto de objectos Service Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos Servidores Proxy e Caches Servidores Proxy e Caches Mantêm cópias de sub-conjunto dos objectos num computador mais próximo dos clientes Melhor desempenho e disponibilidade Outros objectivos: por exemplo, acesso ao exterior através de firewall Proxy Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

3 Entre-Pares (Peer-to-Peer) Entre-Pares (Peer-to-Peer) Todos os processos têm papéis semelhantes, sem distinção entre clientes e servidores Mais ampla distribuição de carga (computação e rede) Maior escalabilidade Sistema expande-se acrescentando mais pares Coordenação mais complicada que clienteservidor Sharable objects Peers 5... N Peer 1 Peer 2 Peer 3 Peer 4 Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos Código Móvel (Applets) Código Móvel (Applets) a) client request results in the downloading of applet code Applet code b) client interacts with the applet Applet Parte do código do servidor é transferido para o cliente e executado localmente Execução não sofre com atrasos de rede e variações de largura de banda Bom desempenho de aplicações interactivas Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

4 Agentes móveis Network Computers Programa em execução (código+dados) que viaja de um computador para outro na rede Executa alguma tarefa em nome de alguém Em cada computador, invoca serviços locais (e.g. acesso a BD local para consultar informação local) Comparado com a solução de ter um cliente remoto a invocar os mesmos serviços remotamente: Menor custo e tempo de comunicação Sistema operativo e aplicações existem num servidor de ficheiros remoto es não mantêm sistema operativo logo ficam livres das tarefas de gestão associadas es executam ficheiros que obtêm pela rede Mecanismos de caching são fundamentais para desempenho aceitável Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos Thin Thin s Tal como network computer, alivia o cliente dos custos de administração de um sistema operativo No entanto, código é agora executado no servidor e oferece apenas a interface utilizador, pode ser computador muito simples Network computer or PC network Compute Process Interacção espontânea Associações entre clientes e servidores são estabelecidas e terminadas frequentemente Normalmente, clientes são computadores móveis (e.g. PDAs, telemóveis), servidores são fixos ou móveis Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

5 Interfaces de Comunicação Máquina A Máquina B Interfaces e Objectos 7 a 5 7 a 5 Sockets, TLI Nível 4 Transporte Nível 4 Transporte Sockets, TLI OS kernel 3 a 1 3 a 1 OS kernel Sistemas Distribuidos Interfaces de Comunicação Interacção baseada na troca de mensagens Facilidade de transporte para múltiplos sistemas Exploração das APIs normais de comunicação Tipicamente da API de transporte (sockets) Exemplos telnet, rlogin, Winrdpaplicações de terminal remoto ftp, samba Transferência de ficheiros SMTP Correio electrónico Problemas? Cada possui um protocolo próprio Dificulta a utilização do protocolo por terceiros Desempenho porque é executado em modo utilizador Plataformas cliente-servidor Interacção via RPC (Remote Procedure Call) Definição clara de interfaces de serviços Linguagem de especificação de interfaces Ambiente de desenvolvimento Serviços fornecidos pelos SO nomes Sistema de ficheiros distribuído Sincronização de relógios Mecanismos de segurança Autenticidade Privacidade Máquina A Serviço Serviço do do SO SO Serviço Serviço do do SO SO (cliente) (cliente) (servidor) (servidor) RPC run-time support Sockets, TLI Nível 7 6 a 5 Nível 4 Transporte 3 a 1 Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

6 Exemplo de Plataformas Sistemas de Objectos Exemplos ONC - Open Networking Computing Sun Microsystems DCE - Distributed Computing Environment Open Software Foundation Exemplo: Sistema de Ficheiros Distribuído E/S memória Comunicação entre processos processos Sistema de ficheiros E/S memória Comunicação entre processos processos As potencialidades da noção de objecto tornaram-na atractiva para descrever diversos conceitos em Eng. Informática dando origem a uma tendência de evolução que se designa por OO de Object Oriented Diferenças entre a aproximação baseada em objectos e uma arquitectura cliente-servidor: No RPC invocam-se funções, os dados são entidades separadas Num sistema de objectos invoca-se uma função num determinado objecto que, como contém o seu próprio estado, torna indissociável a invocação da operação dos dados a que se aplica Existem vários sistemas comerciais com níveis de abstracção diferentes os mais representativos são: Corba Common Object Request Broker Architectura OMG COM+ da Microsoft Entreprise Java Beans Sun Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos Invocação de Objectos Remotos Brokers de Mensagens Interface Remota m1 m2 m3 Dados Código dos métodos Objecto remoto m4 m5 m6 A integração é feita através do encaminhamento de informação (mensagens) entre os sistemas. As aplicações recebem e enviam as mensagens para um servidor central (broker). As mensagens recebidas pelo broker podem ser reformatadas, combinadas ou modificas por forma a serem entendidas pelo sistema de destino. Normalmente não é necessário modificar os sistemas envolvidos. Os Message Brokers fornecem adaptadores para as aplicações mais comuns (SAP, Baan, PeopleSoft, etc.). Exemplos de Plataformas SOAP protocolo de invocação remota de services RMI do Java DCOM Distributed Component Object Model - Microsoft Common Object Request Broker Architecture (CORBA) - Object Management Group (OMG) Sistemas Distribuidos Sistemas Distribuidos

7 Formas de Realizar a Distribuição Utilização das interfaces de comunicação distribuída sockets, TLI SO e SD Redes Plataformas e Servidor Sun RPC, ODBC, SEI Brokers de Mensagens Message Oriented Middleware MQ series, MSMQ, Biztalk Sistemas de Invocação Remota de Objectos SD Corba RMI,.NET SERS CM Sistemas Entre-Pares Sistemas Operativos Distribuídos - distribuição de todos os serviços sistema Mach, Chorus SD PADI Services SEI Sistemas Distribuidos

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