Modelos de Sistemas Distribuídos O Modelo Cliente-Servidor

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1 Modelos de Sistemas Distribuídos - O Modelo Cliente-Servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 1

2 Autoria Autor 1ª versão Cristiano A. Costa Local II - UFRGS Revisões V C. Geyer Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 2

3 Roteiro Roteiro Conceitos de modelos, camada e middleware Modelo cliente/servidor (C/S) Conceito, características,... Comparação entre o Modelo OSI e o Cliente- Servidor Variações do C/S: camada banco de dados Exemplo de Cliente e Servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 3

4 Roteiro Roteiro Endereçamento Outros modelos e questões de sw Primitivas bloqueantes e não-bloqueantes Bufferização Confiabilidade Questões de Implementação Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 4

5 Modelos de SDs Modelos de SDs Ou modelos de arquitetura de SDs Define as partes (módulos, componentes,...) Caracteriza cada parte de forma abstrata Posicionamento das partes Interação entre elas Exemplos básicos de modelos Cliente / servidor P2P Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 5

6 Modelos de SDs Modelos de SDs Variações Uso de replicação Uso de mobilidade de código e/ou dados Uso de cache Dinamicidade: inclusão e exclusão de partes Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 6

7 Modelos de SDs Modelos de SDs Objetivos gerais de um projeto de modelo Garantir ou melhorar Confiabildade Gerenciabilidade Adaptabilidade Relação custo/desempenho Ou enfim Atender algumas das questões de projeto Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 7

8 Camadas de software Camadas de software Conceito que define como o sw é estruturado organizado Modelo básico de camadas Aplicações Middleware Sistema operacional e suas APIs Hardware Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 8

9 Camadas de software Camadas de software Middleware Objetivos Mascarar a heterogeneidade (do hw e do SO) Fornecer um modelo de programação para as aplicações Mais simples, único Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 9

10 Camadas de software Camadas de software Middleware Conceito Conjunto de processos (ou objetos, ou serviços) em vários computadores, interagindo entre si Oferecendo melhores serviços de Comunicação Compartilhamento de recursos Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 10

11 Camadas de software Camadas de software Middleware Exemplos CORBA Java RMI WS DCOM.Net Remoting Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 11

12 Camadas de software Camadas de software Middleware x framework Framework Conjunto de componentes de sw para facilitar o desenvolvimento de certos tipos de aplicações Fornece uma visão (mais) abstrata da app Pode ser especializado ou instanciado de diferentes modos Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 12

13 Camadas de software Middleware Limitações Frequentemente é difícil adicionar (melhorar) requisitos de dependabilidade somente com o mw Isto pode exigir suporte em nível da aplicação Exemplo clássico Um aplicativo de transferência de arquivos (ftp) na internet não pode depender somente dos recursos do TCP Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 13

14 Camadas de software Middleware Limitações Referência Artigo clássico [SALTZER et al. 1984] Discute o problema acima: mw x app Introduz o princípio fim-a-fim Tentar resolver tudo no mw pode gerar muitos custos redundantes Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 14

15 Comparação com o Modelo OSI O Modelo OSI Modelo padrão para Redes Não é perfeito para Sistemas Distribuídos Overhead causado por vários protocolos Não diz como um S.O. Distribuído deve ser estruturado Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 15

16 Comparação com o Modelo OSI O Modelo OSI Observação Modelo OSI: Modelo padrão para redes de computadores Define as camadas dos protocolos de redes [TAN 1992]: 2o cap. de SD Tópico de disciplinas do setor de redes Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 16

17 Comparação com o Modelo OSI O Modelo OSI não é perfeito para Sistemas Distribuídos Overhead causado por vários protocolos Normalmente S.O.D. usam parte das camadas Não diz como um S.O. Distribuído deve ser estruturado Modelo Cliente-Servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 17

18 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Um dos modelos mais citados e usados Prós Contras Simplicidade Eficiência (em muitos casos) Perde em escalabilidade Perde em TF Obs.: conforme caso Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 18

19 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Possui 2 grandes componentes clientes servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 19

20 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Partes (componentes) Clientes Ciclo de vida próprio individual Usualmente não permanente Disparado por usuários quando necessário Eventualmente necessitam um serviço de um servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 20

21 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Partes (componentes) Clientes Usualmente um programa sequencial Conhece o servidor Conhece o serviço oferecido (operações) Frequentemente em grande número Indeterminado, variável Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 21

22 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Partes Servidor Ciclo de vida permanente Frequentemente um programa concorrente Multithreaded Oferece várias operações aos clientes Uma interface pública Nome ou código da operação Argumentos Resultados Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 22

23 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Partes Servidor Usualmente não conhece clientes Usualmente em localização conhecida Ou com nome conhecido Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 23

24 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Interação Cliente faz uma requisição ao servidor passando Operação Argumentos de entrada Pode ser void Por exemplo, via um send Cliente fica esperando resposta Por exemplo, via um receive Pode ser void Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 24

25 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Interação (cont.) Servidor está esperando uma requisição de algum cliente Por exemplo, via um receive Servidor Verifica a operação Trata (executa) a operação com os argumentos Prepara uma resposta (resultado) Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 25

26 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Interação (cont.) Servidor Envia a resposta Por exemplo, via um send Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 26

27 Modelo Cliente/Servidor Modelo Cliente/Servidor Variações Um servidor pode ser cliente de outros servidores Um cliente pode acessar vários servidores Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 27

28 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor Grupo de processos que cooperam entre si: (Servidores) oferecem serviços para usuários (Clientes) Protocolo normalmente utilizado: Request/Reply Sem Conexão Simples Exemplo: UDP Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 28

29 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor Grupo de processos... Cliente Kernel Request Reply Servidor Kernel Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 29

30 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor Clientes e Servidores podem executar sobre o mesmo microkernel A mensagem de resposta (nível da aplicação) pode servir como ack (do protocolo de rede) Quando faz uso de protocolos confiáveis (TCP,...) Por ser um protocolo simples, é também eficiente Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 30

31 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor A pilha de protocolos pode ser menor que a proposta em OSI São necessários três níveis de protocolo (em máquinas idênticas) Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 31

32 Modelo Cliente/Servidor A pilha de protocolos Clientes e Servidores Camada Request/Reply Enlace de dados Física Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 32

33 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor A pilha de implementada em software implementadas em hardware Camada Request/Reply Enlace de dados Física Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 33

34 Clientes e Servidores Modelo Cliente/Servidor As camadas física e de enlace de dados são responsáveis por enviar e receber pacotes entre cliente e servidor (redes) A camada 5 define um conjunto de respostas e requisições permitidas Os serviços de comunicação são implementados através de chamadas do sistema (system calls) Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 34

35 Clientes e Servidores Em sistemas largamente distribuídos (SLD) Exemplos de SLD: Internet, P2P, Grade,... As falhas de rede são (mais) freqüentes É recomendável usar protocolos mais confiáveis Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 35

36 Clientes e Servidores Em sistemas largamente distribuídos (SLD) É recomendável usar protocolos mais confiáveis Por exemplo, com conexão Ou usar procotolos menos confiáveis mas implementar em nível de aplicação certos controles mínimos Essa recomendação é dependente do tipo de aplicação (ou comunicação) Por exemplo, comunicações de informação, periódicas, podem fazer uso de protocolos não confiáveis Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 36

37 Clientes e Servidores Sistemas C/S com acesso a bases de dados Muitos (maioria?) dos sistemas (aplicações) atuais acessam bases de dados no lado servidor Bases de dados: sistemas de arquivos, SGBD, LDAPs, bancos de dados de objetos (representações, imagens, áudio, vídeos,...) Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 37

38 Clientes e Servidores Sistemas C/S com acesso a bases de dados Modelo C/S é estendido para modelo de sistema multi-camadas Segundo [TAN, SD, 2002]: sistemas em 3 camadas Cliente Interface com usuário (user interface) Servidor de aplicações Camada de processamento Servidor da base de dados Camada de dados Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 38

39 Exemplo de Cliente e Servidor Exemplo de Cliente e Servidor Será apresentado um esboço de um cliente e um servidor de arquivos em C Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 39

40 Exemplo de Cliente e Servidor Exemplo de Cliente e Servidor Composto de três programas header.h: arquivo utilizado pelo cliente e pelo servidor para compartilhar algumas definições sample.c: exemplo de servidor procedure.c: exemplo de procedimento (cliente) que utiliza o servidor para copiar um arquivo Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 40

41 Exemplo de Cliente e Servidor Exemplo de Cliente e Servidor Servidor: quatro operações definidas CREATE: cria um novo arquivo READ : lê pedaço de arquivo Cliente: WRITE: escreve pedaço de arquivo DELETE: apaga arquivo existente Copia arquivo 1 para arquivo 2 Usando uma lógica interna e mais um conjunto de chamadas às operações Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 41

42 Exemplo de Cliente e Servidor Exemplo de Cliente e Servidor Uso de Primitivas de send/receive bloqueantes tamanho de mensagens constante Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 42

43 Exemplo de Cliente e Servidor Exemplo de Cliente e Servidor Uso de Primitivas de send/receive Send Primeiro argumento: nome (ID) do destino Segundo argumento: mensagem Receive 1º arg: ID próprio (recebedor ou destino) 2º arg: mensagem Mensagem Pode ser uma estrutura Diversos tipos de dados combinados Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 43

44 Exemplo de Cliente e Servidor Arquivos Header.c Define formatos (dados,...) e constantes comuns ao programa servidor e aos programas clientes Por exemplo: Endereço na rede do servidor Tamanho máximo de 1 mensagem... Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 44

45 Arquivos (cont.) Exemplo de Cliente e Servidor Sample.c Código do servidor Loop infinito Recebe mensagem (pedido) do cliente Identifica tipo do pedido Processa pedido Responde ao cliente Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 45

46 Arquivos (cont.) Exemplo de Cliente e Servidor Procedure.c Código do cliente Loop até que leitura retorne nada Le pedaço do arquivo 1 Limitado pelo tamanho máximo de uma mensagem Grava pedaço no arquivo 2 Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 46

47 Exemplo de Cliente e Servidor header.h /*Definições necessárias pelos clientes e servidores */ #define MAX_PATH 255 /*tamanho maximo de nome_arq*/ #define BUF_SIZE 1024 /*dados transferidos*/ #define FILE_SERVER 243 /* endereço do servidor*/ /*Definições de operações permitidas*/ #define CREATE 1 /*cria um novo arquivo*/ #define READ 2 /*lê pedaço de arquivo*/ #define WRITE 3 /*escreve pedaço de arquivo*/ #define DELETE 4 /*apaga arquivo existente*/ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 47

48 Exemplo de Cliente e Servidor header.h (continuação) /*Códigos de erro*/ #define OK 0 /*operação feita corretamente*/ #define E_BAD_OPCODE -1 /*operação inexistente*/ #define E_BAD_PARAM -2 /*erro em algum parâmentro*/ #define E_IO -3 /*erro de E/S*/ /*Definição do formato da mensagem*/ struct message { long source; /*identificador da origem*/ long dest; /*identificador do destino*/ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 48

49 Exemplo de Cliente e Servidor header.h (continuação) }; long opcoe; /*qual operação*/ long count; /*quantidade de bytes*/ long offset; /*onde no arq. começa a oper.*/ long extra1; /*campo extra*/ long extra2; /*campo extra*/ long result; /*resultado da operação*/ /* valor depende da op. */ char name[max_path]; /*nome do arquivo*/ char data[buf_size]; /*dados lidos ou p/ escrever*/ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 49

50 Exemplo de Cliente e Servidor sample.c (servidor) #include <header.h> void main(void) {}{ struct message m1,m2; /* áreas p/mensagens */ int r; /* área p/respostas */ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 50

51 sample.c (continuação) while (1){ } } receive(file_server,&m1); /* recebe requisição */ /* processa conforme tipo da requisição */ /* código dos procedimentos internos omitidos */ switch(m1.opcode) { } case CREATE: r = do_create(&m1,&m2); break; case READ: case WRITE: r = do_read(&m1,&m2); break; r = do_write(&m1,&m2); break; case DELETE: r = do_delete(&m1,&m2); break; default: r = E_BAD_OPCODE; m2.result = r; /* conforme operação */ send(m1.source, &m2); Exemplo de Cliente e Servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 51

52 Exemplo de Cliente e Servidor procedure.c (cliente) #include <header.h> int copy(char *src, char *dst) {}{ struct message m1; /* mensagem ao/de servidor */ long position; /* posição de leitura */ long client = 110; /* quem envia */ initialize(); position = 0; /* inicia leitura no 1o byte */ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 52

53 Exemplo de Cliente e Servidor procedure.c (continuação) do { /*Lê um bloco de dados do arquivo origem*/ m1.opcode = READ; /* prepara mensagem */ m1.offset = position; /* 1o byte: ajustado por read */ m1.count = BUf_SIZE; /* quantos bytes */ strcpy (&m1.name, src); /* nome arq. */ send(file_server, &m1); /* envia req. */ receive(client, &m1); /* recebe resp. */ Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 53

54 } procedure.c (continuação) Exemplo de Cliente e Servidor /*grava um bloco de dados no arquivo destino*/ m1.opcode = WRITE; m1.offset = position; m1.count = m1.result; /* result = # bytes */ strcpy (&m1.name, dst); send(file_server, &m1); receive(client, &m1); position += m1.result; /* result = # bytes */ }while (m1.result > 0); /* zero: nada foi lido */ /* retorna ok ou erro */ return(m1.result >= 0? OK : m1.result); Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 54

55 Endereçamento Endereçamento de servidores Obs.: revisão ou extensão de conceitos de nomeação em troca de mensagens Um cliente para mandar uma mensagem a um servidor precisa saber o endereço Ou nomeação Existem várias formas de endereçamento Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 55

56 Endereçamento Endereçamento de servidores Principais destacados: Endereçamento por número de máquina Endereçamento por processo Endereçamento por nomes ASCII obtidos de um name server Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 56

57 Endereçamento por número de máquina Endereçamento por número de máquina Utiliza o número da máquina para endereçamento um processo por máquina não é transparente simplicidade Viável em sistemas simples Cliente 1 Servidor 1. Request para Reply para 199 Kernel 2 Kernel Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 57

58 Endereçamento por número de máquina Pode-se utilizar uma combinação entre número da máquina e número do processo Exemplo: TCP/IP não é transparente simplicidade mais de um processo por máquina não precisa de coordenação global (não há ambigüidade entre processos) 1. Request para Replay para Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 58

59 Endereçamento por processo Endereçamento por processo ID de processo: associar a cada processo um endereço único que não contém o número da máquina Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 59

60 Endereçamento por processo Endereçamento por processo Duas alternativas para escolha do número do processo: Garantir números distintos A1: Processo centralizado responsável pela alocação de endereços (contador incrementado a cada requisição) Transparência Escalabilidade Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 60

61 Endereçamento por processo Endereçamento por processo Duas alternativas para escolha do número do processo: A2: Cada processo pega seu próprio endereço aleatóriamente de um grande espaço de dados Transparência Escalabilidade Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 61

62 Endereçamento por processo Endereçamento por processo Sem nome de processo: o cliente pode fazer broadcast de um pacote especial para localização (locate packet) o kernel que contém o processo devolve uma mensagem do tipo here I am Transparência Gera carga extra no sistema Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 62

63 Endereçamento por processo Endereçamento por processo o kernel que contém o processo devolve uma mensagem do tipo here I am Transparência Gera carga extra no sistema 3 1. Broadcast 2. Here I am 3. Request 4. Replay Cliente Kernel Servidor Kernel Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 63

64 Endereçamento por name server Endereçamento por name server Utiliza uma máquina extra para mapear nomes de serviços em endereços de máquinas Servidores são referidos como strings e estas são embutidas nos programas Transparente Requer um componente centralizado Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 64

65 Endereçamento por name server Endereçamento por name server Servidores são referidos como strings e estas são embutidas nos programas Transparente Requer um componente centralizado 1. Lookup 2. NS Reply 3. Request Server Kernel 3 4 Client Kernel 1 2 Name Server Kernel 4. Replay Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 65

66 Resumo Resumo Cliente/Servidor Conceitos de modelos, camadas, middleware Conceito de C/S Prós e contras Características do cliente Características do servidor Exemplo Servidor de arquivos Cliente: cópia de 1 arquivo Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 66

67 Resumo Resumo Cliente/Servidor Endereçamento Conceito, e prós e contras de: Por máquina (IP) Por máquina e processo (porta) Por nome de processo único global Nome dado por servidor Nome escolhido em espaço largo Com servidor de nomes Por broadcast de consulta a tipo de serviço Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 67

68 Primitivas x sincronização Tratamento mais aprofundado de questões vistas em Troca de Mensagens Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 68

69 Súmula Primitivas Súmula Primitivas Bloqueantes (síncronas) Assincronas Bloqueantes Não bloqueantes Cópia de dados Buffer Acks Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 69

70 Primitivas x sincronização Primitivas Bloqueantes (síncronas) no send, enquanto a mensagem está sendo enviada, o processo fica bloqueado o receive fica bloqueado até que alguma mensagem chegue ou até um timeout Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 70

71 Primitivas x sincronização Primitivas Não-Bloqueantes (assíncronas) o send retorna o controle imediatamente, antes da mensagem ser realmente enviada o receive passa para o kernel o ponteiro para o buffer e retorna imediatamente, antes de receber a mensagem em algumas abordagens o receive não-bloqueante é aquele que só recebe quando já existem mensagens e fica bloqueado até completar a recepção, se não retorna Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 71

72 Primitivas bloqueantes Primitivas bloqueantes O processo fica bloqueado durante a transferência de mensagem Melhor opção para envio de mensagens em condições normais Simples de entender Simples de implementar Performance para envio de mensagem CPU fica ociosa durante a transmissão Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 72

73 Primitivas não-bloqueantes Primitivas não-bloqueantes com cópia o kernel copia a mensagem para um buffer interno e então libera o processo para continuar Performance Sobrepor processamento e transmissão de mensagens Primitivas não-bloqueantes com interrupção interrompe o processo que enviou a mensagem quando o buffer estiver livre para reutilização Programação Difícil Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 73 Performance

74 Tanenbaum Primitivas síncronas e assíncronas A diferença essencial entre uma primitiva síncrona e uma assíncrona é se o processo que envia a mensagem pode reutilizar o buffer imediatamente após o comando send preferida por projetistas de sistemas operacionais Andrews Uma primitiva síncrona é aquela em que o processo que envia fica bloqueado até que o receptor aceite a mensagem e mande um ack. Qualquer outra alternativa é considerada assíncrona Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 74 preferida por projetistas de

75 Bufferização Primitivas não-bufferizadas O buffer para armazenar a mensagem deve ser especificado pelo programador Existem duas estratégias a serem empregadas no caso de um send do cliente, sem um receive do servidor: discartar mensagens inesperadas temporariamente manter mensagens inesperadas Primitivas bufferizadas Existe um buffer para armazenar mensagens inesperadas Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 75 A primitiva de bufferização mais empregada

76 Bufferização Primitivas não-bufferizadas discartando mensagens Implementação O cliente pode ficar tentando enviar mensagens Podem ocorrer casos em que o cliente desista de enviar a mensagem Cliente Kernel Endereço Servidor A refere-se a processo Kernel Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 76

77 Bufferização Primitivas não-bufferizadas temporariamente mantendo mensagens reduz a chance da mensagem ser descartada introduz problema de gerenciamento e armazenamento de mensagens inesperadas Cliente A Servidor Kernel Kernel Rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 77

78 Bufferização Primitivas bufferizadas: Mailboxes Um processo que está interessado em receber mensagens avisa o kernel para criar uma mailbox informando o endereço de origem das mensagens Todas as mensagens são colocadas na mailbox e uma chamada a receive simplesmente remove mensagens dela reduz ainda mais a chance de mensagens serem descartadas mailboxes são finitas e podem necessitar de estratégias análogas as adotadas anteriormente Cliente Kernel Endereço refere-se a mailbox Servidor Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 78 Rede A Kernel

79 Confiabilidade Três diferentes alternativas podem ser utilizadas para questões de confiabilidade: assumir que as primitivas não são confiáveis, alterando a semântica do send o sistema não garante que as mensagens são enviadas o usuário fica responsável por implementar comunicação confiável primitivas confiáveis com mecanismos de acknowledgment do tipo: Request - Ack - Reply - Ack primitivas confiáveis com mecanismos de acknowledgment do tipo: Request - Reply - Ack Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 79

80 Confiabilidade Request - Ack - Reply - Ack somente quando o Ack é recebido, o processo é liberado o acknowledgement é feito entre kernels (transparente para o cliente ou servidor) um request/reply com este mecanismo necessita de quatro mensagens 1. Request 2. Ack 3. Reply 4. Ack Cliente Kernel Servidor Kernel Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 80

81 Confiabilidade Request - Reply - Ack O Reply serve como um ack o cliente fica bloqueado até a mensagen de reply se a mensagem de reply demorar, o cliente reenvia a requisição em alguns kernels não 1 é necessário o ack Cliente 2 Servidor Kernel 3 Kernel 1. Request 2. Reply 3. Ack Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 81

82 Questões de Implementação Alternativas de projeto: Endereçamento Bloqueante Bufferização por número de máquina primitivas bloqueantes não-bufferizado, discartando mensagens por processo primitivas nãobloqueantes com cópia não-bufferizado, temporariamente mantendo mensagens por nomes ASCII obtidos de um name server primitivas nãobloqueantes por interrupção mailboxes Confiabilidade não-confiáveis Request-Ack-Reply-Ack Request-Reply-Ack Total de 81 combinações Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 82

83 Questões de Implementação As redes têm um tamanho máximo de pacote, mensagens maiores devem ser quebradas O acknowledgment pode ser utilizado por pacote ou por mensagem, dependendo da taxa de erros da rede Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 83

84 Questões de Implementação Pacotes normalmente empregados no protocolo de comunicação: REQ Request Cliente Servidor O cliente quer serviço REP Reply Servidor Cliente Resposta do servidor para cliente ACK Ack Cli./Ser. Outro O pacote anterior chegou AYA Are you alive? Cliente Servidor Verifica se o servidor está Ok IAA I am alive Servidor Cliente O servidor está Ok TA Try Again Servidor Cliente O servidor não tem espaço AU Addr. Servidor Cliente Nenhum processo usa o endereço Unknown Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 84

85 Questões de Implementação Alguns exemplos de comunicação: REQ > REQ > < ACK Cliente Servidor Cliente < REP Servidor < REP ACK > (a) (b) REQ > Cliente REQ > < ACK < REP AYA > Servidor Cliente ACK > < IAA < REP Servidor ACK > (c) (d) Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 85

86 Conclusões O Modelo cliente-servidor utiliza um protocolo simples e de fácil implementação Por ser simples e sem conexão, o protocolo é também eficiente Várias alternativas de projeto para primitivas de comunicação podem ser utilizadas Todas as comunicações no modelo são construídas através de primitivas de E/S Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 86

87 Revisão Revisão defina modelo C/S quais são as vantagens? variações atuais do modelo C/S? formas de localização do servidor pelo cliente? conceito? vantagens e desvantagens? Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 87

88 The End! Curso de Sistemas Operacionais Distribuídos O Modelo Cliente Servidor 88

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