Nomes em Sistemas Distribuídos

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1 Nomes em Sistemas Distribuídos Prof. Raul Ceretta Nunes Curso de Ciência da Computação ELC Sistemas Distribuídos 1

2 Tipos de transparências de acesso - esconde diferenças na representação de dados e em como os recursos são acessados. Ex: conversação entre diferentes sistemas de arquivos; de localização de migração de relocação - mobilidade sem desconexão de replicação de concorrência de defeitos de persistência 2

3 Serv. Nomes: Entidades Máquinas, arquivos, impressoras, discos, processos, usuários, grupos de notícias, caixa de correio, janelas gráficas, mensagens, conexões de rede, etc... 3

4 Nomes em SD Serviço de nomes distribuído hé eficiente? É escalável? O projeto dirá! Três aspectos: hcom nomes amigáveis, obter escalabilidade; hcom um grande número de entidades móveis, localizar uma entidade; hcom muitas entidades móveis, realizar uma coleta de lixo (referências inválidas). 4

5 Tipos de Nomes ponto de acesso - local específico (HW) endereço - nome local para um ponto de acesso nome independente de localização hnome global para um ponto de acesso identificador - nome com as seguintes propriedades: hreferencia uma única entidade; hum identificador por entidade; hnão é reutilizado. nomes amigáveis - string de caracteres 5

6 Espaço de Nomes Modelo: grafo acíclico dirigido hnodo root - início hnodo folha - representa nome da entidade hnodo diretório - armazena tabela de diretório hnome do arco = nome do caminho Ex: caminho absoluto/relativo - nome local/global dir. raiz & superbloco & inodo & arquivo infs sobre inodos infs sobre arquivos 6

7 Name Spaces (1) A general naming graph with a single root node. 7

8 Resolução de nomes Dado um nome, encontra sua entidade Busca: hponta-pé inicial para buscar um nome é implícito e dependente do sistema de suporte hbusca evolui resolvendo partes do endereço até alcançar a folha (identificador da entidade) Ligação dura x simbólica hdura: dois arcos para o mesmo nodo (ponto de acesso) hsimbólica: dois nodos folhas com caminhos absolutos (ponto de acesso) 8

9 Name Spaces (2) The general organization of the UNIX file system implementation on a logical disk of contiguous disk blocks. 9

10 Unindo espaços de nomes Nodo diretório armazena identificador de outro nodo diretório hponto de montagem - nodo dir que armazena identificador hponto montado - nodo diretório remotamente identificado hinformações necessárias para resolver nome: nome do protocolo; nome do servidor; nome do ponto montado no nodo remoto huma solução: URL do tipo <prot>://<domínio>/<nome> 10

11 Unindo espaços de nomes criar novo nodo raiz fazendo atual seu filho hidentificador diferente para diferentes espaços de nomes hnecessita trocar os identificadores quando realiza a união hnecessita manter o mapeamento de identificadores antigos. 11

12 Linking and Mounting (1) The concept of a symbolic link explained in a naming graph. 12

13 Linking and Mounting (2) Mounting remote name spaces through a specific process protocol. 13

14 Linking and Mounting (3) Organization of the DEC Global Name Service 14

15 Implementação Distr. do espaço de nomes Pequeno SD (LAN) = 1 servidor de nomes Grande SD (WAN) = servidor de nomes distribuído Distribuição do espaço de nomes em camadas: hglobal - grupos de organizações requisitos: alta disponibilidade (pouca mudança) solução: replicação servidor e cache no cliente hde Administração - uma organização hgerencial - departamento da organização requisitos: alto desempenho (muita mudança) solução: boas máquinas e memória cache 15

16 Name Space Distribution (1) An example partitioning of the DNS name space, including Internet-accessible files, into three layers. 16

17 Name Space Distribution (2) Item Global Administrational Managerial Geographical scale of network Worldwide Organization Department Total number of nodes Few Many Vast numbers Responsiveness to lookups Seconds Milliseconds Immediate Update propagation Lazy Immediate Immediate Number of replicas Many None or few None Is client-side caching applied? Yes Yes Sometimes A comparison between name servers for implementing nodes from a large-scale name space partitioned into a global layer, as an administrational layer, and a managerial layer. 17

18 Implementação Distr. da resolução de nomes Requisito: endereço servidor deve ser conhecido tipos de resolução: hinterativa - resolve um label de cada vez alivia servidor de nomes; sobre carrega rede; usa cache só no cliente. hrecursiva - resolve todo o nome sobrecarrega servidor de nomes; alivia comunicação cliente-servidor; cache otimiza os servidores. 18

19 Implementation of Name Resolution (1) The principle of iterative name resolution. 19

20 Implementation of Name Resolution (2) The principle of recursive name resolution. 20

21 Implementation of Name Resolution (3) Server for node Should resolve Looks up Passes to child Receives and caches Returns to requester cs <ftp> #<ftp> #<ftp> vu <cs,ftp> #<cs> <ftp> #<ftp> #<cs> #<cs, ftp> ni root <vu,cs,ftp> <ni,vu,cs,ftp> #<vu> #<nl> <cs,ftp> <vu,cs,ftp> #<cs> #<cs,ftp> #<vu> #<vu,cs> #<vu,cs,ftp> Recursive name resolution of <nl, vu, cs, ftp>. Name servers cache intermediate results for subsequent lookups. #<vu> #<vu,cs> #<vu,cs,ftp> #<nl> #<nl,vu> #<nl,vu,cs> #<nl,vu,cs,ftp> 21

22 Implementation of Name Resolution (4) The comparison between recursive and iterative name resolution with respect to communication costs. 22

23 Arq. do Serviço de Nomes Cliente domínios Aplicação Servidor Servidor de Nomes Agente/stub RPC Servidor de Nomes Servidor de Nomes Armazenamento da Informação 23

24 Domain Name Server - DSN 24

25 Objetivos da Gestão de Nomes Associação entre um nome e um objeto Identificar os objetos Localizar os objetos Partilhar os objetos Simplificar a interface com os utilizadores Simplificar a gestão do sistema 25

26 Nomes e Identificadores Nome: representação de um objeto, normalmente na forma de uma cadeia de caracteres hatribuído pelo utilizador hum objeto pode ser designado por vários nomes hcada objeto tem que ter pelo menos um nome Identificador: nome de um objeto, normalmente em formato binário hatribuído por uma autoridade hpermite discriminar e loclizar o objeto Autoridade: gere o objeto e suporta a sua implementação 26

27 Domain Name Server (DNS) DNS => Protocolo de gestão de nomes da Internet Domínio: entidade administrativa de um subconjunto do espaço de nomes (sub-árvore) Autoridade: entidade que tem autoridade para gerir a base de dados de nomes, dentro de um domínio Espaço de nomes: opala.inf.ufsm.br. 27

28 Exemplo de árvore de nomes DNS " " com edu gov org ar br mit uc ufsm gremio 28

29 Nomes no DNS Nomes são hierárquicos (opala.inf.ufsm.br.) Gestão de topo (root) efetuada pelo Internet Network Information Center Gestão dos subdomínios delegada à autoridades regionais. Brasil = Fapesp Gestão dos subdomínios locais delegada às organizações. UFSM = CPD Entradas no DNS (registros RR, Resource Register) associam a cada nome informação sobre o objeto 29

30 Tipos de Registros no DNS Tipo de Registro A CNAME HINFO NS MX SOA PTR TXT WKS Conteúdo Endereço IP Nome simbólico para outro nome DNS Arquitetura e sistema operacional do nó Servidores de uma zona Máquina ou domínio do servidor preferencial de correio eletrônico Parâmetros que definem a zona. Nome DNS para a resolução inversa de um endereço IP Texto arbitrário Descrição de um serviço com os respectivos nomes e protocolos 30

31 Organização do DNS Árvore de nomes dividida em sub-árvores denominadas zonas ha zona define realmente quem tem a responsabilidade de instalar e gerir os servidores de nomes hum domínio está sempre contido numa zona huma zona pode abranger vários domínios Cada zona é gerida por uma autoridade hresponsável para alterar os arquivos no servidor primário 31

32 Implementação DNS 32

33 Servidores DNS Associado a uma zona existe sempre um servidor hcontém a base de dados com os nomes desse conjunto de domínios Servidor sempre é replicado hprimário: mantém a base de dados, onde se efetuam as atualizações hsecundário: contém uma cópia da informação do primário, atualizada periodicamente através de um protocolo dedicado Todos os servidores mantêm caches hvalidade indicada pelo parâmetro TTL (um inteiro de 32 bits que indica quanto tempo o dado pode ficar na cache sem ser refeito uma consulta ao servidor que o forneceu) 33

34 Exemplo (1) Atribuição de um nome para vários IPs www IN A IN A IN A

35 Exemplo (2) Associação do nome agata.inf.ufsm.br ao endereço IP www IN A IN MX 10 bario.inf.ufsm.br 9 IN PTR 35

36 BIND Berkeley Internet Name Domain Implementação do DNS para Unix Contém 3 componentes: hnamed: servidor de nomes daemon que responde a consultas hresolver: conjunto de rotinas cliente integradas na biblioteca de C (/lib/libc.a) usadas pelas rotinas de resolução de nomes (gethostbyname, gethostbyaddr) hinterfaces de linha de comando para DNS nslookup, dig e host 36

37 Arquitetura do BIND Programa Utilizador resolve Pedido Resposta Servidor de Reencaminhamento Servidor Primário Atualização Servidor Secundário 37

38 Serviço de Diretório X.500 Num serviço de diretório o cliente busca pelo tipo de serviço, ou seja, pelas propriedades mantém uma Base de Informações de Diretório (DIB) que contém todos registros registros contém campos que podem representar nomes (Relative Distinguished Name - RDN) RDNs podem formar nomes globais /C=NL/O=VU/OU=CS nomes globais formam uma Árvore de Informação de Diretório (DIT) 38

39 Implementação do X.500 DITs são divididas em zonas pela implementação de Agentes do Serviço de Diretório (DSA) Usuários interagem, com Agentes de Usuário do Diretório (DUA) de maneira similar ao resolvedor de nomes do DNS Vantagem em relação ao DNS: pesquisa a=search( &(C=NL)(O=VU)(OU=*)(CN=MainServer) ) X.500 para a Internet: usa o Lightweight Directory Access Protocol (LDAP), um protocolo simples no nível de aplicação (sobre o TCP) 39

40 O espaço de nomes X.500 Attribute Country Locality Organization OrganizationalUnit CommonName Mail_Servers FTP_Server WWW_Server Abbr. C L L OU CN Value NL Amsterdam Vrije Universiteit Math. & Comp. Sc. Main server , , Um exemplo simples de uma entrada de diretório X.500 usando convenções de nome X

41 O espaço de nomes X.500 Exemplo de árvore de informação de diretório 41

42 O espaço de nomes X.500 Duas entradas de diretório tendo Host_Name como RDN. Attribute Value Attribute Value Country NL Country NL Locality Amsterdam Locality Amsterdam Organization Vrije Universiteit Organization Vrije Universiteit OrganizationalUnit Math. & Comp. Sc. OrganizationalUnit Math. & Comp. Sc. CommonName Main server CommonName Main server Host_Name star Host_Name zephyr Host_Address Host_Address

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