Sistemas Distribuídos

1 - Introdução aos Sistemas Distribuídos Agenda: • Objetivo do curso • Definição e motivação • Exemplos de sistemas distribuídos • Compartilhamento de recursos e a Web • Desafios de projeto Objetivo do curso • Redes de computadores estão em todo lugar! – Redes de telefones celulares – Redes corporativas – Redes universitárias – Redes domésticas – Redes embarcadas (carros, aviões, trens) • Este curso tem como objetivo: – Estudar as características das redes de computadores relevantes para projetistas e programadores de sistemas de software; e – Apresentas os principais conceitos e técnicas já desenvolvidos para ajudar na tarefa de projetar e implementar sistemas e aplicações baseados nelas (redes). Definição de sistema distribuído • Algumas definições encontradas na literatura nos últimos 20 anos: Um sistema composto por processadores que se comunicam através de várias linhas de comunicação como barramentos de alta velocidade ou linhas telefônicas. Cada processador possui sua memória local particular, inacessível aos outros processadores [Peterson 85] Um conjunto de elementos de computação que cooperam entre si através da troca de informações [Lages 86] Um sistema executando em uma coleção de computadores sem memória compartilhada, e que é percebido por seus usuários como um único computador [Tanenbaum 92] Uma coleção de computadores independentes que são percebidos por seus usuários como um único e coerente sistema [Tanenbaum & van Steen 02] Definição de sistema distribuído • “Definição” de Lamport: Um sistema distribuído é aquele onde eu não consigo fazer nada porque algum computador do qual eu nunca tinha ouvido falar falhou – Leslie Lamport é um famoso pesquisador da área de sistemas distribuídos, tendo feito diversas contribuições em temas como ordenação de mensagens, sincronização de relógios, tolerância a falhas e consenso Definição de sistema distribuído • Sistema distribuído vs. rede de computadores – Rede: um meio para interconectar computadores e trocar mensagens através de protocolos bem definidos. Entidades da rede são visíveis e endereçadas explicitamente (IP) – Sistema distribuído: a existência de múltiplos computadores autônomos é transparente – Muitos problemas (e.g., abertura, confiabilidade) são comuns a ambos, mas tratados em diferentes níveis • As redes tratam no nível de pacotes, roteamento, etc, enquanto os sistemas distribuídos tratam no nível das aplicações • Todo sistema distribuído depende dos serviços oferecidos por uma ou mais redes de computadores Definição de sistema distribuído • Definição adotada no curso: Um sistema no qual componentes de hardware e/ou software, localizados em diferentes computadores conectados em rede, se comunicam e coordenam suas ações apenas através da troca de mensagens [Coulouris et al. 05] • Definição implica em três características: – Concorrência – Ausência de relógio global – Falhas independentes Características dos sistemas distribuídos • Concorrência – Execução autônoma de programas que podem ou não compartilhar recursos • Ausência de relógio global – Impossibilidade de compartilhar a mesma noção de tempo em todo o sistema (Por quê?) • Falhas independentes – Dificuldade de detectar e esconder a ocorrência de falhas Motivação para utilizar sistemas distribuídos • Razão principal: compartilhamento de recursos! – Ex.: hardware, software, dados, serviços, etc • Outras motivações relevantes: – Maior desempenho (paralelismo, cache) – Maior confiabilidade (redundância, falhas parciais) – Aplicações intrinsecamente distribuídas • Importante: distribuição implica em custos, complexidade e riscos adicionais que devem ser ponderados cuidadosamente em relação aos benefícios esperados Agenda • Definição e motivação • Exemplos de sistemas distribuídos • Compartilhamento de recursos e a Web • Desafios de projeto