Sincronização em SDs I. Bruno M. Carvalho Sala: 3B2 Horário: 35T34

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Bruno Morais Molinari
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2 Introdução Sincronização em SDs consiste na aplicação de técnicas que fazem com que os processos concordem com o tempo ou a ordem de ocorrência dos eventos do sistema Problemas em SDs sem sincronização. Ex.: make Vários algoritmos em SDs assumem que o sistema é sincronizado Geralmente necessita-se somente que os processos em máquinas diferentes concordem com a ordem dos eventos e não o tempo exato que os mesmos ocorreram

Ex.: make Vários algoritmos em SDs assumem que o sistema é sincronizado Geralmente necessita-se somente

3 Sincronização de Clocks Quando cada máquina tem o seu próprio clock, um evento que aconteceu após outro pode ter um tempo associado menor

4 Clocks Lógicos Um clock geralmente um cristal de quartzo, oscila a uma frequência bem definida Frequências de cristais com mesma especificação diferem minimamente nas suas frequências (clock skew) Lamport Em geral a sincronização não precisa ser absoluta Se dois processos não interagem, mesmo através de um terceiro processo, não é necessário que seus clocks sejam sincronizados Em geral, a concordância da ordem de ocorrência dos eventos é necessária

sincronização não precisa ser absoluta Se dois processos não interagem, mesmo através de um terceiro processo,

5 Algoritmo de Lamport Por esses motivos se usa o nome clocks lógicos, ao invés de clocks físicos, usados em sistemas onde se necessita do tempo correto de ocorrência de cada evento Lamport define a relação acontecimento-anterioridade (ab) que indica que todos os processos concordam que o evento a acontece primeiro e depois o b Se a e b são eventos no mesmo processo, e a acontece antes de b então a b é verdade Se a é o evento de uma mensagem sendo enviada por um processo e b é o evento de outro processo recebendo aquela mensagem então a b é verdade

concordam que o evento a acontece primeiro e depois o b Se a e b são eventos no mesmo processo, e a acontece antes de b então a b é

6 Algoritmo de Lamport Se dois eventos acontecem em processos diferentes que não se comunicam, esses eventos são ditos concorrentes Mensagens são enviadas juntamente com clock da máquina do processo emissor Máquina que recebe mensagem ajusta seu prórpio clock caso seja necessário, isto é, quando seu clock tem um valor igual ou inferior ao da mensagem Pode-se usar número do processo para se resolver empates e implementar um clock global, isto é, cada evento tem um tempo associado e os tempos associados de todos os eventos são diferentes

seja necessário, isto é, quando seu clock tem um valor igual ou inferior ao da mensagem Pode-se usar número do processo para se

7 Clocks Físicos Clocks lógicos podem não ser suficientes para alguns sistemas, como sistemas de tempo-real Como sincronizar os vários clocks do sistema com relógios do mundo real? Como sincronizá-los entre eles? Trânsito do sol Quando o sol atinge o ponto mais alto no céu Dia solar Intervalo entre dois trânsitos do sol consecutivos Segundo solar (dia solar)/86400 Rotação da terra não é constante!!

8 Clocks Físicos Computation of the mean solar day.

9 Clocks Físicos Há de anos atrás, existiam 400 dias por ano, isto é, os dias estão ficando mais longos! Segundo solar médio Média de um número de dias solares dividida por Relógios atômicos medem tempo com uma precisão muito grande. Um segundo é definido como o tempo em que um átomo de Césio 133 faz transições O Tempo Internacional Atômico (TAI) é uma média do tempo atômico medido por vários relógios atômicos no mundo

Segundo solar médio Média de um número de dias solares dividida por 86400 Relógios atômicos medem tempo com uma

10 Clocks Físicos Segundos TAI tem duração constante ao contrário de segundos solares. Segundos extras são introduzidos quando necessário para que o TAI se manter em fase com o tempo solar Esse tempo corrigido é chamado de Tempo Coordenado Universal (UTC) Tempo UTC pode ser obtido através de telefone, rádio, satélite

Segundos extras são introduzidos quando necessário para que o TAI se manter em

11 Algoritmos de Sincronização de Clock O ideal seria que para todo t, Cp(t)=t, ou seja dc/dt=1 A relação entre tempo do clock e UTC em função da variação da velocidade do clock do seu valor previsto Taxa de desvio máxima (ρ) é dada por dc 1 ρ 1+ ρ dt

clock e UTC em função da variação da velocidade do clock do

12 Algoritmo de Cristian Algoritmo centralizado adequado a sistemas com um único servidor de tempo Máquinas enviam mensagens em intervalos periódicos (< δ/ 2ρ segundos) solicitando tempo correto ao servidor Estimação do tempo de envioprocessamento e resposta Metade do tempo Média de várias requisições A mais rápida

segundos) solicitando tempo correto ao servidor Estimação do tempo de

13 Algoritmo de Berkeley a) Um programa de gerenciamento de tempo solicita as outras máquinas seus valores de clock (servidor ativo) b) As máquinas respondem c) O programa de gerenciamento de tempo informa as máquinas como devem ajustar seus clocks

(servidor ativo) b) As máquinas respondem c) O programa de

14 Algoritmos de Média Ambos métodos anteriores são centralizados Pode-se dividir o tempo em intervalos de resincronização de tamanho fixo. Ex. [T0+iR, T0+(i+1)R], onde T0 é um momento sicronizado anteriormente e R é um parâmetro do sistema No começo de cada intervalo, as máquinas emitem broadcast com seu tempo atual Pode-se fazer uma média geral, eliminar-se os m tempos maiores e menores e depois se fazer a média Pode-se ainda corrigir cada mensagem pela estimativa do tempo de propagação na rede

[T0+iR, T0+(i+1)R], onde T0 é um momento sicronizado anteriormente e R é um parâmetro do sistema No começo de cada

15 Múltiplas Fontes de Tempo Externas Usadas em sistemas que necessitem de uma precisão de sincronização muito alta Fontes de tempo externas podem ter precisão diferentes Tempos de propagação diferentes Se o sistema utiliza Ethernet, colisões vão aumentar a incerteza nos tempos propagados por broadcast

ter precisão diferentes Tempos de propagação diferentes Se o sistema

16 Uso de Clocks Sincronizados Serviços de mensagens com semântica no-máximo-uma Mensagens ordenadas numericamente armazenadas em um servidor, que assim diferencia entre novas mensagens e retransmisões. Problema Na quebra do servidor a tabela de mensagens é perdida Com clocks sincronizados, mensagens carregam o número da conexão e um timestamp. O servidor checa a mensagem contra uma variável de tempo (G) e a aceita ou não G=TempoAtual TempoMáximoVida MáximoDesvioClock Após um reboot, servidor incrementa G e passa a rejeitar mensagens antigas

Problema Na quebra do servidor a tabela de mensagens é perdida Com clocks sincronizados, mensagens carregam o número da conexão e um

17 Consistência de Caches Usando Clocks Aluguéis de arquivos Após um determinado tempo de uso, clientes tem de pedir renovação do aluguel, que só é dado caso ninguém mais esteja querendo usar o arquivo Elimina o problema de quebra de cliente Arquivos não alterados na hora da renovação do aluguel não precisam ser retransmitidos Clientes com arquivos abertos para leitura podem ser notificados da terminação prematura de aluguéis quando outro cliente acessar o arquivo para escrita

cliente Arquivos não alterados na hora da renovação do aluguel não precisam ser retransmitidos Clientes com arquivos

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