Sistemas Operacionais Abertos. Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto

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1 Sistemas Operacionais Abertos Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto

2 Caracterização de Sistemas Distribuídos Coulouris, Dollimore and Kindberg. Distributed Systems: Concepts and Design. Edition 3, Addison-Wesley 2001.

3 Modelos de Sistemas Um modelo de arquitetura de SD diz respeito a disposição de suas partes e os relacionamentos entre elas. Exemplos: modelo cliente/servidor; modelo peer-to-peer; o caching de dados por servidores proxy e clientes; o uso de código móvel e agentes móveis; dispositivos móveis em uma rede. 3

4 Modelos de Sistemas Modelos de Sistemas descrição formal do comportamento ou das propriedades que são comuns em todos os modelos arquiteturais. Não existe tempo global em um SD, assim os clocks em diferentes computadores não necessariamente fornecem o mesmo tempo.. Toda comunicação entre processos é alcançada por meio de troca de mensagens. Comunicação de mensagens sobre uma rede de computadores pode ser afetada por retardos (atrasos), podem sofrer de uma variedade de falhas e é vulnerável a ataques contra segurança. Estas questões são enfocadas por três modelos: Modelo de Interação Modelo de Falhas Modelo de Segurança 4

5 Modelo de Interação Modelos de Sistemas Trata com a performance e a dificuldade de se estabelecer limites de tempo em um SD, por exemplo, para entrega de mensagens. Modelo de Falhas Especificação precisa das falhas que podem ser exibidas por processos e canais de comunicação. Define comunicação confiável e processos corretos. Modelo de Segurança Discute as possíveis ameaças a processos e canais de comunicação. Introduz o conceito de canal seguro, o qual é seguro contras as ameaças. 5

6 Introdução Sistemas Distribuídos devem ser projetados para funcionarem corretamente na mais ampla e possível gama de circunstâncias e em face de muitas possíveis dificuldades e ameaças. Dificuldades e Ameaças para SDs São os problemas que projetistas de SDs enfrentam. 6

7 Ampla variedade de utilização: Dificuldades e Ameaças para SDs As partes componentes de sistemas estão sujeitas a variações em carga de trabalho (workload) páginas web são acessadas muitas e muitas vezes por dia. Algumas partes de um sistema podem ser desconectadas, ou fracamente conectadas por algum tempo por exemplo, quando computadores móveis são incluídos em um sistema. Algumas aplicações têm requisitos especiais como alta largura de banda e baixa latência, como em aplicações multimídias. 7

8 Dificuldades e Ameaças para SDs Ampla gama de ambientes de sistemas: Um SD deve acomodar HW heterogêneo, SOs e redes. As redes podem diferir amplamente em performance redes sem fio operam em uma fração da velocidade de redes locais. Sistemas amplamente diferentes em escalas desde dezenas de computadores a milhões de computadores devem ser atendidos. 8

9 Problemas Internos: Dificuldades e Ameaças para SDs Clocks não sincronizados; Inconsistências em atualizações de dados; e, Variedade de HW e SW envolvendo os componentes individuais de um sistema. Ameaças Externas: Ataques sobre a integridade e sigilo (secrecy) dos dados; e Ataques de negação de serviços (denial of sevice). 9

10 Introdução SDs de diferentes tipos compartilham importantes propriedades fundamentais e fazem surgir problemas de projeto comuns. As propriedades comuns e as questões de projeto para SDs são abordadas na forma de modelos descritivos. Cada modelo descritivo é voltado para prover uma descrição abstrata, simplificada, mas consistente de um aspecto de projeto de sistema distribuído. 10

11 Modelos fundamentais Introdução O propósito é especificar as questões de projeto, dificuldades e ameaças que devem ser resolvidas, no sentido de desenvolver SDs que executam suas tarefas corretamente, confiavelmente e com segurança. Os modelos fundamentais proporcionam visões abstratas daquelas características de SDs que afetam suas características de dependability: corretude (correctness); confiabilidade (reliability); e segurança (security). A arquitetura de um sistema é sua estrutura em termos de componentes especificados separadamente. A meta é garantir que a estrutura satisfará as demandas presentes e futuras sobre o sistema. Questão importante: tornar o sistema confiável, gerenciável e adaptável e de custoefetivo (custo real). 11

12 Camada de serviço de software e hardware em SDs Middleware Uma camada de software cujo propósito é mascarar heterogeneidade e prover um modelo de programação conveniente para programadores de aplicação. Applications, services Middleware Operating system Computer and network hardware Platform Java RMI (Remote Method Invocation) CORBA (Common Object Request Broker Architecture) 12

13 Arquiteturas de Sistemas Modelo Cliente/Servidor Serviços providos por múltiplos servidores Servidores Proxies e Cache Processos Peer-to-Peer 13

14 Clientes invocando servidor Client invocation invocation Server result Server result Client Key: Process: Computer: Servidores Web e a maioria dos serviços Internet são clientes do serviço DNS. Um servidor Web é frequentemente cliente de um servidor de arquivos que gerencia os arquivos nos quais páginas Web são armazenadas. 14

15 Clientes invocando servidor Máquinas de Busca habilitam usuários a procurar sumários de informação disponíveis em páginas Web em sites Internet. Sumários são feitos por Web Crawlers (indexadores automáticos, robots) que rodam em background em sites de busca. A máquina de busca é um servidor e um cliente. Ela responde a uma consulta de um browser e roda web crawlers que agem como clientes, fazendo requests HTTP para outros servidores Web. 15

16 Serviço provido para múltiplos servidores Serviços podem ser implementados como diversos processos servidores, em computadores separados, interagindo quando necessário para prover um serviço a processos clientes. Os servidores podem particionar o conjunto de objetos sobre os quais o serviço é baseado e distribuído entre eles próprios, ou podem replicar cópias sobre os servidores. Client Client Service Server Server Server Replicação aumentar performance e disponibilidade e melhorar tolerância a falhas. Por exemplo, o serviço Web provido pelo google.com é mapeado sobre diversos servidores que têm uma base de dados replicada em memória. 16

17 Servidor de Web proxy Prof. André Y. Kusumoto Client Proxy server Web server Client Web server 17

18 Aplicação distribuida baseada em processos ponto a ponto Application Coordination code Application Coordination code Application Coordination code 18

19 Variações sobre o Modelo Cliente/Servidor Web Applets Thin Clients Dispositivos móveis e redes espontâneas 19

20 Web applets Applet é um programa que pode ser executado em uma janela de uma aplicação (browser). Tem por finalidade estender as funcionalidades de browsers. Plugins. Cada página web (arquivo.html) pode conter uma ou mais applets. a) client request results in the downloading of applet code Client Applet code Web server b) client interacts with the applet Client Applet Web server 20

21 Thin clients e compute servers Clientes magros não dispõem de hard disk, processador, memória convencionais (mínimo necessário) Necessita de um servidor de aplicações Comunicação se dá através da rede (network) Network computer or PC Compute server Thin Client network Application Process 21

22 Rede espontânea dentro de um hotel Internet gateway Music service Alarm service Discovery service Hotel wireless network Camera TV/PC Laptop Pequenos dispositivos de computação portáteis: laptops, handheld (PDAs), fones móveis, câmeras digitais, relógios inteligentes e dispositivos embutidos em máquinas domésticas. Muitos destes dispositivos funcionam em redes sem fio, metropolitanas ou redes maiores em centenas de metros (WLAN) ou em poucos metros (Bluetooth, infravermelho, HomeRF). Redes mais curtas tem largura de banda em torno de 10 Megabits/segundo e GSM, na ordem de centenas de Kilobits/segundo PDA Guests devices 22

23 Referências Silberschatz A., Galvin P. E Gagne G. Sistemas Operacionais. Conceitos e Aplicações. Editora Campus CAMPOS, Augusto. O que é Linux. BR-Linux. Florianópolis, março de Disponível em < Consultado em 20/02/2010. Slides Prof. Dr. Carlos Henrique Neto Lahoz. Coulouris, Dollimore and Kindberg. Distributed Systems: Concepts and Design. Edition 3, Addison-Wesley