Comunicação. Parte II

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Maria Antonieta Aquino Campelo
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1 Comunicação Parte II Carlos Ferraz 2002

2 Tópicos Comunicação Cliente-Servidor RPC Comunicação de objetos distribuídos Comunicação em Grupo Transações Atômicas Comunicação Stream 2

3 Comunicação cliente-servidor Requisição 7 Cliente Resposta Servidor 6 5 Requisição/Resposta Núcleo Núcleo Enlace Rede 1 Físico 3

4 Comunicação cliente-servidor (cont) Código Tipo De Para Des crição REQ Request C S O cliente deseja um serviço REP Reply S C Resposta do servidor para o cliente ACK Ackowledgment x y O pacote anterior chegou AYA Are you alive? C S Investiga se 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 4

5 Protocolo Pedido-Resposta Request-Reply (RR) Típico na interação cliente-servidor Primitivas: DoOperation - clientes invocam operações remotas remotas GetRequest - servidor adquire os pedidos de serviços serviços SendReply 5

clientes invocam operações remotas remotas GetRequest -

6 Chamada de Procedimentos Remotos (RPC) Comunicação baseada em operações de entrada/saída: abstração fraca, sujeito a erros erros Ideal: programar um sistema distribuído como se como se fosse centralizado RPC objetiva permitir chamada de procedimento procedimento remoto como se fosse local, ocultando entrada/saída de mensagens 6

distribuído como se como se fosse centralizado RPC objetiva permitir chamada de

7 RPC: Remote Procedure Call Protocolo Pedido-Resposta (RR) Outros protocolos Request (R) usado quando não há retorno de valor e cliente não pede confirmação cliente não bloqueia Request-Reply-Acknowledge Reply (RRA) cliente ack resposta do servidor Integração relativamente transparente com linguagens linguagens de programação, que inclui uma notação notação para definir interfaces ( IDL ) 7

Request-Reply-Acknowledge Reply (RRA) cliente ack resposta do servidor Integração relativamente

8 RPC: Visão geral Um processo A chama um procedimento p de um de um processo B, entrando em estado de espera O processo B passa a executar o procedimento procedimento p, e ao seu término faz um reply reply para o processo A O processo A volta à sua execução normal após após ter recebido o reply 8

procedimento procedimento p, e ao seu término faz um reply reply para o

9 Chamadas de procedimento O procedimento chamador, que já tem suas suas variáveis locais empilhadas, empilha os parâmetros da chamada e o endereço de retorno retorno O procedimento chamado aloca suas variáveis variáveis locais No retorno do procedimento chamado, os parâmetros e o endereço de retorno são desempilhados 9

retorno retorno O procedimento chamado aloca suas variáveis variáveis locais No

10 RPC: considerações em função da distribuição Mantida a semântica de chamadas de procedimentos convencionais, mas... evitar passagem de endereço e variáveis globais novos tipos de erros Incl.: tratamento de exceções (ex.: atraso de comunicação! comunicação! timeout) 10

.. evitar passagem de endereço e variáveis globais novos tipos de

11 RPC: Implementação Suporte a RPC: Processamento de interface Manipulação da comunicação Ligação segue... 11

12 RPC: processamento de interface Integração dos mecanismos de RPC com os programas cliente e servidor escritos em uma uma linguagem de programação convencional convencional Cliente e servidor assinalam o mesmo identificador de procedimento para cada procedimento na interface 12

programação convencional convencional Cliente e servidor assinalam o

13 RPC: processamento de interface Stubs (no cliente e no servidor): transparência de transparência de acesso tratamento de algumas exceções no local marshalling unmarshalling C stub S stub rede 13

14 RPC: manipulação da comunicação Módulo de comunicação usa protocolo pedidoresposta para troca de mensagens entre cliente e servidor Mensagem de aplicação encapsulada em um request/reply cliente servidor res = srv.soma(a,b) res = Soma(a,b) res=request(srv,msg) reply(clt,res) DoOperation GetRequest SendReply 14

aplicação encapsulada em um request/reply cliente servidor res = srv.

15 RPC: ligação O mecanismo possui um binder para resolução resolução de nomes, permitindo Ligação dinâmica Transparência de localização 15

16 Chamadas e mensagens em RPC Máquina do Cliente Máquina do Servidor empacota 0 desempacota 5 parâmetros parâmetros cliente desempacota empacota 11 7 resultados resultados servidor Kernel Kernel 3 9 transporte de mensagens via rede 16

cliente desempacota empacota 11 7 resultados resultados 10 8

17 Funções dos Stubs Client stub 1. intercepta a chamada 2. empacota os parâmetros (marshalling) 3. envia mensagem de request ao servidor (através do núcleo) Server stub 4. recebe a mensagem de request (através do núcleo) 5. desempacota os parâmetros (unmarshalling) 6. chama o procedimento, passando os parâmetros 7. empacota o resultado 8. envia mensagem de reply ao cliente (através do núcleo) Client stub 9. recebe a mensagem de reply (através do núcleo) 10. desempacota o resultado 11. passa o resultado para o cliente 17

desempacota os parâmetros (unmarshalling) 6. chama o procedimento, passando os parâmetros 7. empacota o resultado 8.

18 RPC: Passagem de Parâmetros 2-8 Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

19 Especificação de Parâmetros e Geração de Stub a) Um procedimento b) A mensagem correspondente Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

20 RPC Assíncrono a) Interação cliente-servidor em um RPC tradicional b) Interação usando RPC assíncrono Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

21 Construção de um Cliente e um de Servidor 2-14 Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

22 Binding um Cliente a um Servidor em DCE Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

23 Falhas em RPC 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 cliente é perdida O servidor pára após ter recebido a mensagem mensagem de request O cliente pára após ter enviado a mensagem de mensagem de request 23

24 Falha do 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 uma vez no máximo uma vez exatamente uma vez 24

25 Falha do cliente O servidor torna-se um órfão Soluções: terminação do servidor pela máquina do cliente reencarnação do cliente: toda computação remota remota anterior é destruída reencarnação suave do cliente: somente as computações remotas referentes àquele cliente são são destruídas expiração: servidor estabelece um timeout para confirmação 25

26 Objetos Distribuídos 2-16 Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

27 Comunicação em grupo E R R R R R E R R R R Processo que envia mensagem Processo que recebe mensagem " Tolerância a falhas baseada baseada na replicação de de serviços " Localização de objetos em em serviços distribuídos " Melhor desempenho via replicação de dados Múltipla atualização 27

28 Tipos de grupos Visibilidade: Aberto: um processo fora do grupo consegue enviar 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 28

29 Endereçamento de grupo Multicast: um processo envia uma mensagem mensagem simultânea e somente para os membros do grupo Broadcast: um processo envia uma mensagem mensagem para todas as máquinas e somente somente as que contêm um membro do grupo a grupo a assimila Unicast: um processo envia uma mensagem para para todos os membros do grupo em série 29

30 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), parada), todos os membros restantes devem notar sua notar sua saída 30

31 Atomicidade Uma mensagem enviada ao grupo deve ser recebida por todos os seus membros ou por nenhum deles Situação: o enviador pode parar enquanto está enquanto está enviando a mensagem para o o grupo Garantia de consistência do grupo Facilidade de programação 31

32 Transações Atômicas A B ??? C D

33 Propriedades das Transações Atômicas Propriedades ACID Atomicidade: tudo-ou-nada Consistência: uma transação leva o sistema de de um estado consistente a outro estado consistente Isolamento: transações concorrentes não interferem umas nas outras Duração: terminada uma transação, as mudanças são permanentes 33

34 Comunicação Stream com QoS Reserva de recurso (RSVP) em um sistema distribuído Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

35 Mecanismos de Sincronização (1) Sincronização explícita no nível de dados (na aplicação) aplicação) Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

36 Mecanismos de Sincronização (2) Sincronização no nível de middleware 2-41 Distributed Systems: Principles and Paradigms, Chapter 02 Tanenbaum and van Steen

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