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Plataformas de Distribución
Prog. Distribuida
bajo Internet
Plataformas de Distribución
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Introducción
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Bajo Nivel
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Llamada a procedimiento remoto (RPC)
Invocación a Objeto Remoto (ROI)
Alto Nivel
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Sockets
PVM
Nivel Intermedio
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Modelo ISO/OSI
Niveles de abstracción
Erlang
Oz
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Modelo ISO
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Descomposición en niveles
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Cada nivel trata un aspecto específico de la comunicación
Cada nivel usa el inferior, da soporte al superior, incluye su
cabecera
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Bajo nivel (físico, enlace, red)
Transporte
Alto nivel (sesión, presentación, aplicación)
Middleware.- sustituye a sesión y presentación. Ofrece
protocolos a las aplicaciones
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Autenticación, compromiso atómico, reservas distribuidas,
comunicación de alto nivel
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Niveles ISO
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Físico.- transmite bits
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Enlace.- comunicación libre de errores
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Divide mensaje en paquetes, retransmite los que no llegan a destino
Sesión.- Control conversación, facilidades de sincronización
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Tramas de bits, detección errores, mensajes control, retransmisión
Red.- encamina paquetes entre máquinas (ej.- IP)
Transporte.- asegura la fiabilidad de las comunicaciones
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¿velocidad? ¿Conectores? ¿señales eléctricas?
Ej TCP (mensajes fiables con conexión), UDP (no fiables, sin conexión)
Presentación.- Interpreta significado de la información recibida
Aplicación.- protocolos que dotan de funcionalidad al sistema
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Ej FTP, HTTP, Mail, etc.
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Niveles Abstracción
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Plataforma de distribución = soft que proporciona transparencia a las
aplicaciones
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Bajo Nivel (ej.- sockets, PVM)
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Proporciona nivel de transporte y sesión
Permite intercambio de datos no interpretados entre componentes
Componentes en direcciones conocidas
Nivel Intermedio (Ej.- RPC, RMI, CORBA, DCOM, .NET)
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Abstracciones para direccionamiento, sincronización, representación datos
Facilidades para movilidad, calidad de servicio e interoperabilidad
Proporciona niveles de presentación y sesión
Automatiza la codificación y transferencia de parámetros
Alto Nivel (ej.- Erlang, Oz)
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Proporcionan sesión, presentación y aplicación
Los mecanismos de comunicación forman parte integral del sistema
Asociados a lenguajes y entorno de programación concretos
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Niveles Abstracción (cont.)
Remote Procedure Call:
hides communication details behind
a procedure call and helps bridge
heterogeneous platforms
sockets:
operating system level interface to the
underlying communication protocols
TCP, UDP:
User Datagram Protocol (UDP) transports
data packets without guarantees
Transmission Control Protocol (TCP)
verifies correct delivery of data streams
Remote Procedure Call
sockets
TCP, UDP
Internet Protocol (IP):
moves a packet of data from one node
to another
Internet Protocol (IP)
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Bajo nivel.- Sockets
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Disponible en cualquier plataforma
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Proporcionan interfaz de programación para
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Bajo coste (0 en internet)
Base para plataformas de mayor nivel
TCP/IP.- orientada a conexión (flujo de datos)
UDP/IP.- sin conexión, no fiable
Direccionamiento: (nombre host, port)
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Port = 0..2^16-1
En redes locales puede usarse multicast (grupo de receptores)
Los participantes consensúan nombres de máquinas y nums port
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Mismos números de port en todos los nodos
Mapping entre nombres de servicio y números de port
Los más conocidos registrados en internet (ej news:119, http:80, date:13,..)
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Bajo nivel.- Sockets (cont.)
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La aplicación debe:
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Establecer protocolo
Empaquetar/desempaquetar datos (se transfieren
bytes no interpretados)
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El receptor debe saber cómo interpretar los datos
En entornos heterogéneos, consensuar formato común
(ej.- tiras)
Servidor = proceso que espera conexiones
(solicitudes) en un port
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Bajo nivel: PVM
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Plataforma para procesamiento paralelo
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Organización jerárquica de tareas
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Asume estaciones de trabajo homogéneas en red
Cada host ejecuta un demonio PVM
Toda tarea posee un identificador único
Cada tarea puede ejecutarse en cualquier host
Diseño Maestro/Esclavo. La tarea maestra:
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Arranca varias tareas esclavas, que se ejecutan en paralelo
Le pasa a cada una parte de los datos
Recoge los resultados parciales y construye resultado final
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Bajo nivel: PVM (cont.)
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Oculta la red
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Direccionamiento basado en identificadores de
tareas
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El emisor envía el mensaje de forma asíncrona a una o
más tareas (identificadores)
Codificación común de los datos
Pero no los protocolos (la aplicación debe
interpretar los mensajes)
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Nivel Intermedio
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Facilitan desarrollo de sistemas distribuidos
Cliente/Servidor
Extienden lenguajes de programación existentes
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Utilizan las mismas abstracciones (procedimiento, objeto)
Invocante e invocado pueden residir en nodos distintos
Nueva capa entre aplicación y red. Oculta:
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Detalles de comunicación
Mecanismo de transferencia de datos
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Codificación y transferencia de parámetros y resultados
Referencias
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Nivel Intermedio (cont.)
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Propuestas
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RPC (invocación de procedimiento remoto)
ROI (invocación de método sobre objeto remoto)
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Estándar (multilenguaje).- CORBA
Específico para Java.- RMI, EJB
Específico para Windows, multilenguaje.- .NET
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RPC
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Procedimiento
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Abstracción habitual en programación
Caja negra.- argumentos [proc] resultado
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El programa invocante pasa args y espera respuesta
El procedimiento invocado se ejecuta y devuelve resultado
Podemos situar invocante y procedimiento en nodos
distintos, unidos por una red
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Se denomina Invocación de Procedimiento Remoto
Un mecanismo de invocación oculta la interacción entre
nodos
Buscamos transparencia de ubicación (misma sintaxis para
invocar procedimiento local y remoto)
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ROI
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Similar a RPC
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También utiliza el modelo Cliente/Servidor
Al usar objetos, podemos proporcionar servicios con estado
Invoca un método con transparencia de ubicación
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Si el objeto es local, invocación normal
Si es remoto
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Objeto remoto y stub cliente (proxy) implementan el mismo
interfaz
El proxy envía la invocación al stub servidor (esqueleto)
El esqueleto invoca el método sobre el objeto
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ROI.- ORB
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ORB (Object Request Broker)
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Gestor de invocaciones a objetos
Proporciona servicios usados por proxies,
esqueletos, y código de las aplicaciones
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Básicamente dirige las invocaciones a los esqueletos
apropiados en el nodo adecuado
Todo objeto invocable debe registrarse en el ORB
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El ORB crea el esqueleto
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Alto Nivel: Erlang
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Lenguaje abierto desarrollado por Ericsson
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Para su OTP (infraestructura para aplicaciones de telefonía)
Util para sist. distribuidos tolerantes a fallos con ‘soft real-time’
Características
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Funcional (similar a Lisp)
Proporciona procesos ligeros
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Sólo se comunican mediante mensajes
Pueden lanzarse procesos en otros nodos
Transparencia de ubicación (direc. basado identidad del proceso)
Dispone de enlace y carga dinámicos (facilita migración)
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Alto Nivel: Erlang (cont.)
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Facilita la programación dirigida por eventos
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Sistema concurrente como colección de autómatas finitos
intercomunicados
Favorece el desarrollo de sistemas fiables
Recuperación ante fallos
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El sistema envía mensajes especiales si un proceso remoto
finaliza o falla
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Gestión del tiempo real pasiva
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Podemos diseñar mecanismos de recuperación ante fallos
Limitamos el tiempo de espera a un mensaje, pero no
controlamos el envío de mensajes
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Alto Nivel: Oz
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Es un lenguaje académico (investigación)
Es concurrente y multiparadigma. Soporta:
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Programación declarativa
Programación funcional
Programación Orientada a Objetos
Proporciona un mecanismo de paso de
mensajes asíncrono entre tareas
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Alto Nivel: Oz (cont.)
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Proporciona Transparencia de:
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Acceso
Ubicación
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Concurrencia
Migración
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Invocación de métodos idéntica para objeto local y remoto
Utiliza movilidad de objetos
Los procesos migran de forma transparente al nodo que los
utiliza de forma activa
Dispone de soporte parcial para detectar y recuperar
fallos
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