Dados em programas são estruturados, enquanto que mensagens carregam informação seqüencial: Linearização x Restauração de dados Requisição

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1 6LVWHPDV'LVWULEXtGV 0GHO&OLHQWH6HUYLGU &PXQLFDom 6XPiUL Introdução Elementos Básicos de Comunicação Comunicação Cliente-Servidor Comunicação em Grupo Chamada emota de Procedimento (PC) Prof a. Cristina V. P. B. Souza Curso: Ciência da Computação Cristina de Souza 1 Cristina de Souza 2,QWUGXom (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Modelo Cliente-Servidor Transmissão de dados Modelo orientado a serviço Dados em programas são estruturados, enquanto que mensagens carregam informação seqüencial: Linearização x estauração de dados equisição 7 Cliente Núcleo esposta Servidor Núcleo equisição/espo Heterogeneidade na representação de dados em diferentes computadores: Uso de formato externo comum 2 Enlace ede 1 Físico Cristina de Souza 3 Cristina de Souza 4 (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Marshalling / Unmarshalling Marshalling Linearização de uma coleção de itens de dados estruturados Tradução de dados em formato externo Unmarshalling Tradução do formato externo para o formato local estauração dos itens, de acordo com sua estrutura (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Endereçamento Esquemas: Endereçamento de Máquina.Processo Endereçamento de Máquina.id-local Descoberta de endereço via broadcasting (difusão) Problemas: Transparência de localização Sobrecarga Escalabilidade Cristina de Souza 5 Cristina de Souza 6

2 (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Comunicação Síncrona Primitiva SEND Bloqueante Processo cliente aguarda enquanto o núcleo (kernel) envia a mensagem para o processo servidor Primitiva ECEIVE Bloqueante Processo servidor aguarda enquanto o núcleo (kernel) recebe uma a mensagem endereçada para aquele processo (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Comunicação Assíncrona Primitiva SEND Não Bloqueante Processo cliente aguarda somente enquanto a mensagem é copiada para o buffer do núcleo (kernel) Primitiva ECEIVE pode ser Bloqueante: processo servidor aguarda por uma mensagem Não Bloqueante: Processo servidor simplesmente avisa ao núcleo (kernel) que espera receber uma mensagem Cristina de Souza 7 Cristina de Souza 8 (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Enfileiramento Situações: Send ocorre antes de eceive Um cliente faz um Send enquanto o servidor ainda atende a outro cliente Solução trivial: clientes devem insistir... Solução pragmática: mailbox (uma fila de mensagens controlada pelo núcleo): mailbox criado a pedido do servidor mensagens endereçadas ao mailbox (OHPHQWV%iVLFVGH&PXQLFDom Confiabilidade Mensagens se perdem, atrasam, duplicam. Abordagens: Send tem semântica não confiável: as aplicações devem garantir entrega de mensagens (ex: timeout) Mensagem de acknowledgement enviada pelo servidor (no nível núcleo) Mensagem de acknowledgement implícita na resposta do servidor Cristina de Souza 9 Cristina de Souza 10 Pacotes em protocolo C-S &yglj 7LS 'H 3DUD 'HVFULom EQ equest C S O cliente deseja um serviço EP eply S C esposta do servidor para ocliente ACK Ackowledgment x y O pacote anterior chegou AYA Are you alive? C S Investiga de o servidor não parou IAA I am alive S C O servidor não parou TA Try again S C O servidor está lotado AU Address unknown S C Nenhum processo está usando aquele endereço Cristina de Souza 11 E E Processo que envia mensagem Processo que recebe mensagem Comunicação em Grupo Tolerância a falhas baseada na replicação de serviços Localização de objetos em serviços distribuídos Melhor desempenho via replicação de dados Múltipla atualização Cristina de Souza 12

3 Tipos de Grupos Visibilidade: Aberto: um processo fora do grupo consegue enviar mensagens para o grupo todo Fechado: somente processos do grupo enviam mensagens para o grupo todo Organização: Peer: todos os processos tomam decisão Hierárquico: decisão é centralizada Endereçamento de Grupo Multicast: um processo envia uma mensagem simultânea e somente para os membros do grupo. Broadcast: um processo envia uma mensagem para todas as máquinas e somente as que contêm um membro do grupo a assimila. Unicast: um processo envia uma mensagem para todos os membros do grupo em série. Cristina de Souza 13 Cristina de Souza 14 Modificações no Grupo Controle centralizado: servidor de grupo Controle descentralizado: acordo entre os membros Operações: Entrada de um membro: atualizar estado Saída de um membro: se involuntária (ex: parada), todos os membros restantes devem notar sua saída. Primitivas de Comunicação em Grupo GroupSend: envia mensagem para todos os membros do grupo Groupeceive: aguarda mensagem enviada a todo o grupo Geteply: guarda resposta de todos os membros do grupo após um GroupSend Cristina de Souza 15 Cristina de Souza 16 Atomicidade Uma mensagem enviada ao grupo deve ser recebida por todos os seus membros ou por nenhum deles. Ordenação de Mensagens Todas as mensagens enviadas a um grupo devem chegar a todos os processos na mesma ordem. Situação: o enviador pode parar enquanto está enviando a mensagem para o grupo. Garantia de consistência do grupo Abordagens: Ordenação por tempo global Ordenação por tempo consistente: somente uma mensagem por vez é difundida Facilidade de programação Cristina de Souza 17 Cristina de Souza 18

4 &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Fundamentos Comunicação Cliente-Servidor é baseada em operações de entrada/saída: Fraca abstração, sujeita a erros Ideal: Programar um SD como se fosse um SC PC objetiva permitir chamada de procedimento remoto como se fosse local, ocultando entrada e saída de mensagens &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Visão Geral Um processo A chama um procedimento p de um processo B, entrando em estado de espera O processo B passa a executar o procedimento p, e ao seu término faz um reply para o processo A O processo A volta à sua execução normal após ter recebido o reply Cristina de Souza 19 Cristina de Souza 20 &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Chamada de Procedimento O procedimento chamador, que já tem suas variáveis locais empilhadas, empilha os parâmetros da chamada e o endereço de retorno O procedimento chamado aloca suas variáveis locais No retorno do procedimento chamado, os parâmetros e o endereço de retorno são desempilhados &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Modos para parâmetros Valor: procedimento chamado recebe uma cópia de uma variável conhecida do procedimento chamador eferência: procedimento chamado recebe o endereço de uma variável conhecida do procedimento chamador Cópia/eescrita: procedimento chamador recebe uma cópia de uma variável conhecida do procedimento chamador e o valor desta cópia é reescrito na variável Cristina de Souza 21 Cristina de Souza 22 &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Funções dos Stubs Client stub intercepta a chamada empacota os parâmetros (marshalling) envia mensagem de request ao servidor (através do núcleo) Server stub recebe a mensagem de request (através do núcleo) desempacota os parâmetros (unmarshalling) chama o procedimento, passando os parâmetros empacota o resultado envia mensagem de reply ao cliente (através do núcleo) Client stub recebe a mensagem de reply (através do núcleo) desempacota o resultado passa o resultado para o cliente Cristina de Souza 23 &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Falhas em PC O cliente não é capaz de localizar o servidor A mensagem de request do cliente para o servidor é perdida A mensagem de reply do servidor para o cliente é perdida O servidor pára após ter recebido a mensagem de request O cliente pára após ter enviado a mensagem de request Cristina de Souza 24

5 &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Falhas no Servidor Passos normais: recebe mensagem de request executa procedimento envia mensagem de reply Falha pode ocorrer: após a execução antes da execução Semânticas de chamada: pelo menos um no máximo um exatamente um &KDPDGDGH3UFHGLPHQW5HPW53& Falha no Cliente O servidor torna-se um órfão Soluções: exterminação do servidor pela máquina do cliente reencarnação do cliente: toda computação remota é destruída "reencarnação" suave do cliente: somentes as computações remotas referentes a aquele cliente são destruídas expiração: servidor estabele um timeout para confirmação Cristina de Souza 25 Cristina de Souza 26