ARQUITETURAS DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS. Prof. Cesar Augusto Tacla

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1 PR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ ARQUITETURAS DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Prof. Cesar Augusto Tacla

2 1. Definição de arquitetura Sumário 2. Arquiteturas típicas a. Cliente-servidor b. Cliente-servidor em cadeia e servidores replicados c. Cliente-servidor com código móvel d. Peer-to-peer Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

3 1 Sumário DEFINIÇÃO DE ARQUITETURA Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

4 Arquitetura O que é arquitetura de um sistema distribuído? Define as relações entre estes componentes; a divisão de responsabilidades (ex. cliente, servidor) a localização dos componentes do sistema; e como estas componentes são mapeados para a infra-estrutura de rede (Coulouris et al., 2001) Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla 4 4 A arquitetura de um sistema éa sua estrutura em termos dos elementos (componentes) constituintes. O objetivo de uma arquitetura (e de dividi-la em componentes) éassegurar que a estrutura satisfaça e satisfaráas necessidades dos usuários. As maiores questões envolvidas na definição da arquitetura referem-se àconfiabilidade, gerenciabilidade, flexibilidade e balanceamento custo-desempenho do sistema. Quando estudamos modelos de arquitetura buscamos padrões arquiteturas que definem a localização dos componentes, ou seja,onde colocar o componente na rede buscando padrões que dêem boa distribuição da carga de trabalho e dos dados. Enfim, a arquitetura trata da divisão de responsabilidades entreos componentes do sistema (processos servidores, clientes e outros processos) e de posicionar estes componentes na rede. Esta divisão de responsabilidades e posicionamento tem implicações nodesempenho, confiabilidade e segurança do sistema

5 Arquitetura: relações entre componentes cmp Projeto «executable» Cliente + enviar(byte[]) : void + receber() : byte[] Comunicacao «executable» Serv idor + enviar(byte[]) : void + receber() : byte[] «access» Config Os componentes cliente e servidor são capazes de enviar e receber bytes (vetor de bytes). Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla 5 5 No diagrama de componentes, as relaçõesdescrevem ospapéis funcionais e padrões de comunicação utilizados entre os componentes. Por exemplo, os componentescliente e servidor são capazes de enviar e receber bytes (vetorde bytes)

6 arquitetura: localização deployment Projeto «execution environ... Desktop «execution environ... Desktop «TCP/IP» «executable» Cliente «executable» Servidor Config + enviar(byte[]) : void + receber() : byte[] Comunicacao + enviar(byte[]) : void + receber() : byte[] «access» Onde cada componente do sistema deverá funcionar Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla 6 6 No diagrama de componentes, representa-se os componentes localizados nos respectivos ambientes ou máquinas onde executam

7 2 Sumário ARQUITETURAS TÍPICAS Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

8 Sumário 2 a Cliente-servidor Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

9 Arquiteturas típicas Cliente-servidor 1 servidor Vários servidores Em cadeia Replicados P2P: peer-to-peer Pura: descentralizada Híbrida com cliente-servidor Com código móvel (applets) Push Network computer Thin-client Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

10 Arquitetura cliente-servidor (1) Request-reply solicitação CLIENTE SERVIDOR resposta CLIENTE Arquitetura mais utilizada em SDs (Coulouris et al., 2001) Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Um servidor pode ser cliente de outro. Porexemplo, um servidor de páginas WEB écliente de um servidor de arquivos local que gerencia os arquivo das páginas. Outro exemplo éo proxyde WEB (ver slide seguinte)

11 Sumário 2 b Cliente-servidor em cadeia e servidores replicados Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

12 Arquitetura cliente-servidor: em cadeia solicitação CLIENTE solicitação SERVIDOR PROXY resposta SERVIDOR WEB CLIENTE resposta SERVIDOR WEB SERVIDOR WEB Um servidor pode ser cliente de outro. Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Servidores proxyde WEB possuem um espaço de armazenamento temporário para páginas WEB recentemente visitadas pelos clientes. Ao invés de transferir todos os pedidos que chegam atéele aos servidores WEB, primeiramente verifica se a página solicitada estádisponível no cachelocal. Caso esteja disponível e atualizada, serve-a ao cliente. Um servidor proxyaumenta a disponibilidade do serviço (caso um servidor WEB torne-se indisponível ( caia ),suas páginas continuam disponíveis em cache, e aumenta o desempenho do serviço

13 Arquitetura cliente-servidor: replicados solicitação serviço CLIENTE SERVIDOR resposta sincronização SERVIDOR sincronização CLIENTE SERVIDOR Serviço ofertado por vários servidores. Ver página inicial de Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Servidores podem rodar em computadores diferentes, mas oferecendo um serviço único. Por exemplo, uma base de dados quepossui muitos acessos (muitos clientes) pode ser replicada em diversos servidores que garantem a disponibilidade do serviço com um desempenho satisfatório.porexemplo, o serviço de busca Googlepossui vários servidores replicados (índices para páginas WEB): Outroexemplo, são sites que oferecem linksalternativos para fazer downloadde arquivos. Isto indica replicação de dados (ex

14 Sumário 2 c Cliente-servidor com código móvel Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

15 Cliente-servidor: código móvel (1) solicitação CLIENTE Página com applet APPLET SERVIDOR WEB Cliente interage diretamente com a applet CLIENTE APPLET Sandbox JVM do navegador Certificado digital para sair Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Applets são bastante usadas e servem para ilustrar esta variação da arquitetura cliente-servidor. Avantagemde se utilizar applets (ou código móvel) éprover um tempo de resposta melhor ao usuário, principalmente nos casos onde hámuita interatividade (ex. preenchimento de formulários).como o cliente interage localmente com a applet, não hádesperdício de banda de passagem e nem atrasos na comunicação entre cliente e servidor

16 Cliente-servidor: código móvel (3) Arquitetura cliente-servidor tipo push Cliente interage diretamente com a applet Applet se comunica com o servidor para manter cliente atualizado CLIENTE APPLET SERVIDOR WEB Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla A applet pode comunicar-se com o servidor com o objetivo de manter o usuário atualizado. Por exemplo, uma applet consulta de tempos em tempos informações sobre cotações de ações disponíveis no servidor e mostra ao usuário. Este modelo é conhecido por push model

17 Cliente-servidor: push (4) APPLET Arquitetura push é como se o servidor enviasse dados de tempos em tempos para os clientes. APPLET terra.com.br Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Exemplos de applets numa arquitetura cliente-servidor do tipo push. Bancodo Brasil: Lances de jogos de futebol (sites esportivos)

18 APPLET Cliente-servidor: push (4) APPLET terra.com.br bb.com.br Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Applets numa arquitetura cliente-servidor do tipo push. Exemplos: Banco do Brasil: -

19 Sumário 2 d Peer-to-peer Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

20 PEER-TO-PEER (P2P) Processos desempenham papéis similares Não há distinção entre cliente e servidor Um peer pode ser ora cliente ora servidor Peer ou pares atuam cooperativamente PEER PEER Todos os hosts são iguais PEER Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Todos os hosts são iguais no compartilhamento de recursos e comunicação

21 PEER-TO-PEER (P2P) Idéia de P2P é antiga 1962, Licklider (MIT): Intergalatic Network Network Control Program Primeiro protocolo host-to-host NCP Precursor do TCP/IP Alguns eventos levaram ao predomínio do clienteservidor próximo Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla As idéias precursoras ou a visão de Lickliderlevou a criação do protocolo host-to-hostncp, precursor do TCP/IP

22 P2P x Cliente-servidor Por que a arquitetura cliente-servidor predomina? A Internet tornou-se gradualmente mais comercial, levando as empresas a criarem firewalls para protegerem as informações e controlarem o acesso Milhões de pessoas se conectam a Internet por meio de seus desktops que não podem competir com o poder de processamento dos servidores que formam a espinha dorsal da Internet Muitas aplicações da Internet se baseiam na arquitetura clienteservidor: WWW, FTP Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla Alguns eventos levaram ao predomínio da arquitetura cliente-servidor: -A Internet tornou-se gradualmente mais comercial, levando as empresas a criarem firewalls para protegerem as informações e controlarem o acesso; -Milhões de pessoas se conectam a Internet por meio de seus desktops que não podem competir com o poder de processamento dos servidores que formam a espinha dorsal da Internet; -Muitas aplicações da Internet se baseiam na arquitetura cliente-servidor: WWW, FTP

23 Conceito P2P É uma classe de aplicações que se beneficia dos recursos disponíveis nas pontas da Internet. [Clay Shirky apud Gradecki, 2002 pg. 2] Internet Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

24 P2P: arquitetura descentralizada Não há autoridade central Pacotes contêm informação sobre o próximo step Peers atuam como C/S Servents = servers + clients Exemplos Gnutella Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

25 P2P: Gnutella descentralizada 1. Inicia busca ( bossa nova ) 3. Repassa busca ( bossa nova ) Peer A Peer B Peer C 6. Retorna resultado 4. Retorna resultado 5. Verifica quem solicitou busca Itens solicitados 2. Registra Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

26 P2P: arquitetura híbrida Peers são clientes qdo necessitam informação de outro cliente Cliente contata um servidor central servidores Servidor retorna cliente desejado Clientes se conversam (peers) Ex.: Napster, msn Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

27 P2P: Napster arquitetura híbrida Servidores NAPSTER 3. Requisição de MP3 2. anúncio 1. Baixa o sw 4. Resultados (arquivo, conexão)* usuário 5. Transferência de arquivo usuário Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

28 LEITURA Carey, M.J., "SOA What?," Computer, vol.41, no.3, pp.92-94, March 2008 Abstract: While the Internet's human-facing side is undergoing the Web 2.0 revolution, the machine- facing side is likewise experiencing a major transformation-from an application-based to a service-oriented architecture-both within and across enterprise boundaries. Goth, G., "Software-as-a-Service: The Spark That Will Change Software Engineering?," Distributed Systems Online, IEEE, vol.9, no.7, pp.3-3, July 2008 Abstract: In the past year, SaaS has emerged from its pioneering group of start-ups and medium-sized vendors delivering software on demand to be embraced by software giants such as Oracle and SAP. Some veteran technologists and industry analysts also see SaaS as a catalyst for more interactive, iterative software development. Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

29 LEITURA Kiran Nagaraja; Rollins, S.; Khambatti, M., "From the editors: peer-to-peer community: looking beyond the legacy of Napster and Gnutella," Distributed Systems Online, IEEE, vol.7, no.3, pp.-, March 2006 Abstract: Owing to the popularity of Napster and its successors, including Gnutella, Kazaa, Morpheus, and E-Donkey, file sharing has become by far the killer P2P application. Its popularity almost eclipses other P2P applications. Moreover, much P2P research has targeted the challenges facing these popular file-sharing networks. P2P applications started to use superpeers (a set of more powerful nodes in a heterogeneous network) to transform the existing flat topology of these networks into a hierarchical one. Superpeers are considered faster and more reliable than normal peers and take on server-like responsibilities. The field of P2P has yet to realize its full potential in the application domain. Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla

30 LEITURA Kurdi, H.; Li, M.; Al-Raweshidy, H., "A Classification of Emerging and Traditional Grid Systems," Distributed Systems Online, IEEE, vol.9, no.3, pp.1-1, March 2008 Abstract: Advances in grid computing are stimulating the emergence of novel types of grids, such as accessible, manageable, interactive, and personal grids. More and more researchers are realizing emerging grids' potential to bridge the gap between grid technologies and users. This review of emerging grids sets out to develop a comprehensive classification of both traditional and emerging grid systems, with an aim to motivate further research and to help establish a solid foundation in this rapidly developing field. Este artigo tem 13 páginas!!! Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla