Laboratório I Prof. Hélder Sato MSc. 2/14/12 Laboratório I 1

Transcrição

1 Laboratório I 2012 Prof. Hélder Sato MSc 2/14/12 Laboratório I 1

2 Apresentação Prof Hélder Sato MSc Bacharel Informática Universidade Positivo Especialista em Redes PUC-PR Mestrado em Informática Aplicada PUC- PR Oracle Certified Professional (OCP) 2/14/12 Laboratório I 2

3 Objetivo Organização Iniciar alunos na pesquisa e na prática do uso de sistema operacional (com ênfase em Linux) Desktop Uso da Parceria IBM Academic Diferenciar alunos da Fesp para o Mercado de trabalho Todos os detalhes podem ser verificados no Plano de Ensino 2/14/12 Laboratório I 3

4 Ementa I) Infra-Estrutura de TI Conceitos Gerais Componentes da Infra-Estrutura II) Sistemas Operacionais Conceitos Gerais III) Estudo de Caso: Linux Desktop IV) Virtualização (opcional) 2/14/12 Laboratório I 4

5 Ementa 2/14/12 Laboratório I 5

6 Ementa Sistemas Operacionais Editor de Texto SGBD etc Sistema Operacional Memória Processador Disco Rígido 2/14/12 Laboratório I 6

7 Ementa Estudo de Caso: Linux Desktop Histórico Interface Gráfica Arquivos e Diretórios Shell Processos Utilitários 2/14/12 Laboratório I 7

8 Metodologia Aulas em laboratório Conteúdo conceitual Prática Pesquisa 2/14/12 Laboratório I 8

9 Avaliação Trabalho Laboratório - Presencial Prova 2 provas Datas: Previsão: 1Bimestre: 10/04 2 Bimestre: 12/06 Final: 26/06 2/14/12 Laboratório I 9

10 I - Infra-Estrutura de TI 2/14/12 Laboratório I 10

11 2/14/12 Laboratório I 11

12 Entendimento 2/14/12 Laboratório I 12

13 Sistemas Distribuídos Coleção de computadores independentes que se apresenta ao usuário como um sistema único e consistente. - Andrew Tanenbaum A computação distribuída consiste em adicionar o poder computacional de diversos computadores interligados por uma rede de computadores ou mais de um processador trabalhando em conjunto no mesmo computador, para processar colaborativamente determinada tarefa de forma coerente e transparente, ou seja, como se apenas um único e centralizado computador estivesse executando a tarefa 2/14/12 Laboratório I 13

14 Arquitetura Cliente-Servidor O paradigma cliente-servidor é usado praticamente em todos os processos distribuídos onde: O servidor aguarda conexões, executa serviços e retorna resultados; O cliente é quem estabelece a conexão com o servidor, envia mensagens para o mesmo e aguarda pelas mensagens de resposta 2/14/12 Laboratório I 14

15 Arquitetura Cliente-Servidor Transparência Localização: usuário não necessita dizer onde os recursos estão localizados Migração: recursos podem ser movidos sem alterar seus nomes Replicação: usuários não necessitam dizer quantas cópias existem Concorrência: múltiplos usuários podem compartilhar recursos automaticamente Paralelismo: atividades podem ocorrer em paralelo sem o conhecimento do usuário. Flexibilidade Confiabilidade Desempenho Escalabilidade 15

16 Arquitetura Cliente-Servidor: Princípio Aplicação O Kernel disponibiliza 2 API s que implementam as chamadas do sistema: send(dest,&buffer) receive(addr,&buffer) 16

17 Arquitetura Cliente-Servidor: Endereçamento Formas de endereçamento na rede: máquina + processo endereço da máquina.número do processo máquina + local-id endereço da máquina.número da porta cada processo é associado a uma porta: exemplo TCP/IP nome + local-id nome da máquina.número da porta necessita de um mecanismo de resolução de nomes» broadcast + cache dos nomes resolvidos» consulta a um servidor de nomes: exemplo DNS permite a distribuição automática de endereços na inicialização (exemplo: DHCP). TCP/IP / DNS / DHCP 17

18 Arquitetura Cliente-Servidor: Considerações em relação ao protocolo utilizado O tamanho máximo de um pacote na rede é limitado. As mensagens são fragmentadas em vários pacotes. A confirmação do recebimento pode ser feita pacote a pacote ou para mensagem inteira. O protocolo estabelecido entre o cliente e o servidor necessita a utilização de vários pacotes de controle. REQ (Request) REP (Reply) ACK (Acknowledge) AYA (Are You Alive): verifica se o servidor está funcionando IAA (I m Alive): o servidor informa que está funcionando TA (Try Again): o servidor (mailbox) está saturado. AU (Address Unknown): nenhum processo associado ao endereço ou mailbox. 18

19 Arquitetura Cliente/Servidor: Cenários 19

20 Modelo Três Camadas (Three-tier) 2/14/12 Laboratório I 20

21 Componentes de Hardware 2/14/12 Laboratório I 21

22 Servidores: Servidor é um sistema de computação que fornece serviços a uma rede de computadores Por exemplo: Arquivos, correio eletrônico e banco de dados Os computadores que acessam os serviços de um servidor são chamados clientes As redes que utilizam servidores são do tipo cliente-servidor, utilizadas em redes de médio e grande porte 2/14/12 Laboratório I 22

23 Servidores: Tipos de Servidores: Servidor de arquivos: Servidor que armazena arquivos de diversos usuários. Servidor web: Servidor responsável pelo armazenamento de páginas de um determinado site, requisitados pelos clientes através de browsers. Servidor de Servidor responsável pelo armazenamento, envio e recebimento de mensagens de correio eletrônico. Servidor de impressão: Servidor responsável por controlar pedidos de impressão de arquivos dos diversos clientes. Servidor de banco de dados: Servidor que possui e manipula informações contidas em um banco de dados, como, por exemplo, um cadastro de usuários. 2/14/12 Laboratório I 23

24 Servidores: Tipos de Servidores: Servidor DNS: Servidores responsáveis pela conversão de endereços de sites em endereços IP e vice-versa. DNS é um acrônimo de Domain Name System, ou sistema de nomes de domínios. Servidor proxy: Servidor que atua como um cache, armazenando páginas da internet recém-visitadas, aumentando a velocidade de carregamento destas páginas ao chamá-las novamente. Servidor de imagens: Tipo especial de servidor de banco de dados, especializado em armazenar imagens digitais. Servidor FTP: Servidor que permite acesso de outros usuários á um disco rígido, esse tipo de servidor armazena arquivos para dá acesso aos mesmos na internet. Servidor Webmail: servidor para criar s na web 2/14/12 Laboratório I 24

25 Servidores: Hardware Muitos servidores baseiam-se em entradas e saídas de informações, o que implica em interfaces de entrada e saída e discos rígidos de alto desempenho e confiabilidade: Os tipos de disco rígido mais utilizados são: SCSI (Small Computer System Interface) RAID (Redundant Array of Independent Disks) 2/14/12 Laboratório I 25

26 Servidores RAID (Redundant Array of Independent Disks) O sistema RAID consiste em um conjunto de dois ou mais discos rígidos com dois objetivos básicos: Tornar o sistema de disco mais rápido (isto é, acelerar o carregamento de dados do disco), através de uma técnica chamada divisão de dados (data striping ou RAID 0) Tornar o sistema de disco mais seguro, através de uma técnica chamada espelhamento (mirroring ou RAID 1) 2/14/12 Laboratório I 26

27 Servidores RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID: RAID 0 Linear: É uma simples concatenação de partições para criar uma grande partição virtual. Esta concatenação não oferece redundância, e de fato diminui a confiabilidade total: se qualquer um dos discos falhar, a partição combinada falha RAID 0 Striping: Os dados são subdivididos em segmentos consecutivos (stripes) que são escritos sequencialmente através de cada um dos discos de um array. O striping oferece um melhor desempenho, quando comparado a um disco individual 2/14/12 Laboratório I 27

28 Servidores RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID: RAID 1:» Nível de RAID que implementa o espelhamento de disco, também conhecido como mirror. Para esta implementação são necessários no mínimo dois discos» O funcionamento deste nível é simples: todos os dados são gravados em dois discos diferentes; se um disco falhar ou for removido, os dados preservados no outro disco permitem a não descontinuidade da operação do sistema. 2/14/12 Laboratório I 28

29 Servidores RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID: RAID 5:» Funciona com três ou mais discos iguais. Um dos discos guarda a paridade (uma forma de soma de segurança) da informação contida nos discos. Se algum dos discos falhar, a paridade pode ser imediatamente utilizada para reconstituir o seu conteúdo» Pode causar degradação do desempenho de escrita 2/14/12 Laboratório I 29

30 Servidores: Hardware Devido a operar com muitas entradas e saídas de informações, os servidores necessitam de processadores de alta velocidade, algumas vezes alguns servidores são multi-processados, ou seja, possuem mais de um processador. Sistemas multiprocessados podem ser de dois tipos: Multiprocessamento simétrico (SMP): os processadores compartilham a mesma memória, embora possam ter caches separadas. Acesso não uniforme à memória (NUMA): a cada processador é associado um banco de memória. 2/14/12 Laboratório I 30

31 Servidores: Hardware Por ter de operar por muito tempo (as vezes de maneira ininterrupta), alguns servidores são ligados a geradores elétricos. Outros utilizam sistemas de alimentação (por exemplo, o UPS) que continuam a alimentar o servidor caso haja alguma queda de tensão. 2/14/12 Laboratório I 31

32 Servidores: Infra-Estrutura de TI Alta Disponibilidade: um sistema com alta disponibilidade tem como objetivo manter os serviços disponíveis o máximo de tempo possível. Hardware redundante que entra em funcionamento automaticamente quando da falha de um dos componentes em utilização Quanto mais redundância existir, menores serão os SPOF (single point of failure), e menor será a probabilidade de interrupção do serviço 2/14/12 Laboratório I 32

33 Servidores: Infra-Estrutura de TI Alta Disponibilidade: solução mais utilizada atualmente é o cluster Todos os servidores de um Cluster são acessados como se fossem um único servidor na rede 2/14/12 Laboratório I 33

34 Servidores Configurações de Clusters: Ativo/Ativo: tráfego é balanceado entre os nós do cluster. Possível quando os nós utilizam uma configuração de software homogênea Ativo/Passivo: instância redundante para cada nó que só fica disponível para acesso (online) quando o nó principal falha. Geralmente é a configuração que requer mais hardware 2/14/12 Laboratório I 34

35 Servidores: Software Para que funcione uma rede cliente servidor, é necessário que no servidor esteja instalado um sistema operacional que reconheça esse tipo de arquitetura. Os sistemas operacionais para redes clienteservidor são: Windows NT, Windows 2000, Windows 2003; Unix; Linux; Solaris; FreeBSD; Mac OS X 2/14/12 Laboratório I 35

36 Clientes da Rede Estações de Trabalho (clientes) Computadores utilizados pelos usuários para acessar os serviços disponibilizados em uma rede Telefones IP Telefones que suportam conexão com a rede de computadores da infra-estrutura de TI Periféricos Impressoras, scanners, etc 2/14/12 Laboratório I 36

37 Outros Componentes Meio Físico / Dispositivo de Ligação Cabos de rede / Placas de rede Bridges/Pontes: Nas redes de comunicação este dispositivo interliga duas redes locais que usam a mesma tecnologia de rede. Conecta por exemplo a rede da contabilidade com a rede do departamento de marketing; Router: Faz o papel de guarda de trânsito, garantindo que os pacotes de mensagens são dirigidos aos respectivos endereços. Determina qual a próxima rede, para a qual o conjunto de dados tem de ser transmitido, com o objetivo de chegar a um determinado destino; 2/14/12 Laboratório I 37

38 Outros Componentes Repetidores: Equipamentos usados para ampliar o sinal enviado, atribuindo-lhe uma nova força para que este chegue ao destino; HUB: Dispositivo que interliga vários computadores entre si. Normalmente toda informação converge a este dispositivo e é posteriormente reencaminhada para uma ou mais direções. Switch: Parecido com o HUB, mas com uma grande diferença, os dados vindos do computador de origem somente são repassados ao computador de destino. Isto porque os switchs criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva entre a origem e o destino. 2/14/12 Laboratório I 38

39 2/14/12 Laboratório I 39

40 Exercício - Pesquisa Preparar projeto para uma rede de uma pequena empresa com as seguintes características: 1 Conexão com a Internet 1 Servidor de Banco de Dados e Aplicação e serviços de rede (DHCP, DNS, etc) 1 Firewall/Proxy 15 Estações de trabalho 2 Notebooks Considerações: Apresentar Topologia (Microsoft Visio/Linux DIA) Apresentar modelo de equipamentos (DELL, HP ou IBM) Apresentar custos com equipamentos Apresentar cronograma de implementação 2/14/12 Laboratório I 40

41 Exercício 2 - Pesquisa Apresente resumidamente os conceitos da arquitetura TCP/IP e os seguintes serviços de Rede: DNS DHCP 2/14/12 Laboratório I 41