Este documento describe los sistemas operativos distribuidos. Explica que estos sistemas permiten acceder y gestionar recursos distribuidos en una red de forma transparente al usuario. Los usuarios pueden acceder a recursos remotos como si fueran locales. También clasifica los sistemas distribuidos en tres tipos: sistemas computacionales distribuidos, sistemas de información distribuidos y sistemas embebidos distribuidos. Finalmente, destaca algunas características clave de los sistemas distribuidos como la tolerancia a fallos, la escal

1. Realizado por:
Alejandro Rodríguez
Sistemas Operativos II
SISTEMAS OPERATIVOS
DISTRIBUIDOS

2. INTRODUCCION
Sistemas cuyos componentes hardware y software, que están en ordenadores
conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de
mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un
protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor.
Un sistema distribuido se define como: una colección de computadores
separados físicamente y conectados entre sí por una red de comunicaciones
distribuida; cada máquina posee sus componentes de hardware y software que el
usuario percibe como un solo sistema (no necesita saber qué cosas están en qué
máquinas). El usuario accede a los recursos remotos (RPC) de la misma manera
en que accede a recursos locales, o un grupo de computadores que usan un
software para conseguir un objetivo en común.
Los sistemas distribuidos deben ser muy confiables, ya que si un componente
del sistema se descompone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo,
esto se denomina Tolerancia a Fallos."

3. Consiste en facilitar el acceso y la gestión de
los recursos distribuidos en la red. Los usuarios
pueden acceder a recursos remotos de la misma
manera en que lo hacen para los recursos
locales Permitiendo distribuir trabajos, tareas o
procesos, entre un conjunto de procesadores.
Al visualizar el problema anterior, surge
de manera intuitiva la noción de que
un S.O Distribuido no requiera tanta
complejidad, y que utilice la comunicación
con otros módulos de forma limitada. Los
Sistemas Distribuidos trabajan de forma
independiente, asíncronica y soberana.
Definiciones

4. Tipos de Sistemas Distribuidos
Ha varias formas o taxonomías propuestas para clasificar a los sistemas
distribuidos. En nuestro caso, diferenciaremos los sistemas distribuidos en
tres clases: sistemas computacionales distribuidos, sistemas de información
distribuidos, y sistemas embebidos distribuidos.
 Sistemas Computacionales Distribuidos
Una de las clases de sistemas distribuidos más importantes y populares en
nuestros días son los usados para procesar tareas que requieren de un gran
desempeño computacional, estos sistemas son conocidos como sistemas
computacionales distribuidos. Los sistemas computacionales distribuidos
pueden ser clasificados en dos grupos: sistemas computacionales distribuidos
tipo cluster y sistemas computacionales distribuidos tipo grid.
Sistemas computacionales distribuidos tipo
CLUSTER:
En la computación cluster, el hardware
subyacente consiste en un grupo de estaciones de
trabajos o PCs similares (alto grado de
homogeneidad), localizadas cercanas unas de otras e
interconectadas a través de una red de área local
(LAN) de alta velocidad.

5. Sistemas computacionales distribuidos tipo GRID
Un sistema computacional distribuido tipo grid
consiste en sistemas distribuidos que comúnmente se
construyen como una federación de sistemas de
cómputo, en el que cada sistema suele estar bajo un
dominio administrativo distinto, y en los que los
componentes de hardware, software y tecnología de red
pueden ser muy diferentes. Los sistemas grid son
heterogéneos, por lo que no se hacen suposiciones de
uniformidad en cuanto al hardware, sistemas
operativos, redes, dominios administrativos, políticas de
seguridad, etc.
 Sistemas de Información Distribuidos
Otra clase importante de sistemas distribuidos se
encuentra en organizaciones que poseen una gran
cantidad de aplicaciones de red (distribuidas), pero cuya
interoperabilidad se dificulta mucho. Muchas de las
soluciones middleware son el resultado de trabajar con
infraestructuras en la que es más fácil integrar
aplicaciones en un sistema de información global en la
empresa

6.  Sistemas Penetrantes Distribuidos
Un sistema penetrante distribuido es parte de nuestro entrono, y, por consecuencia,
inherentemente distribuido. Una situación importante es la falta de control
administrativo humano. En el mejor de los casos, los dispositivos pueden ser
configurados por sus propietarios, pero ellos deben descubrir su ambiente e integrarse
lo mejor posible a los demás dispositivos. Las aplicaciones penetrantes deben cumplir
los siguientes requerimientos:
1. Deben aceptar cambios contextuales (deben estar conscientes de que el
ambiente cambia continuamente).
2. Deben promover una composición adaptable (los dispositivos pueden
ser utilizados en diferentes formas por diferentes usuarios).
3. Por omisión, deben compartir recursos. Al ser agregados al sistema
generalmente deben accesar y proveer información.

7. Características Sistemas Distribuidos
Los sistema distribuidos abiertos pueden construirse a partir de hardware y software
heterogéneo, posiblemente proveniente de vendedores diferentes. Pero la conformidad de
cada componente con el estándar publicado debe ser cuidadosamente comprobada y
certificada si se quiere evitar tener problemas de integración.
Concurrencia: Cuando existen varios procesos en
una única maquina decimos que se están ejecutando
concurrentemente. Si el ordenador esta equipado con
un único procesador central, la concurrencia tiene
lugar entrelazando la ejecución de los distintos
procesos.
Escalabilidad La demanda de escalabilidad en
los sistemas distribuidos ha conducido a una
filosofía de diseño en que cualquier recurso
simple -hardware o software- puede extenderse
para proporcionar servicio a tantos usuarios
como se quiera.

8. Tolerancia a Fallos: Los sistemas informáticos a
veces fallan. Cuando se producen fallos en el software
o en el hardware, los programas podrían producir
resultados incorrectos o podrían pararse antes de
terminar la computación que estaban realizando.
Transparencia: La transparencia se define como la
ocultación al usuario y al programador de aplicaciones
de la separación de los componentes de un sistema
distribuido, de manera que el sistema se percibe como
un todo, en vez de una colección de componentes
independientes. La transparencia ejerce una gran
influencia en el diseño del software de sistema.

9. Caracteristicas de Sistemas Distribuidos:

10. Caracteristicas de Redes e Interconexión:
• Se conecta fácilmente al PC vía Ethernet
• Permite a múltiples usuarios compartir una sola conexión ADSL con
una dirección WAN IP
• Servidor integrado LAN DHCP
• Servidor DNS integrado y relé.
• "Siempre activado "(ponteado) o por marcación (PPP)
• Voz de datos simultáneos en una sola línea de teléfono
• Aprobado para conexiones a todos los operadores más importantes de la red
• Cumple estándares ADSL (ANSI T1.413 Issue2, G.dmt, G.lite)
• Disponible como hub de 4 puertos o con conexión ATMF

11. Caracteristicas de Protocolos de Comunicacion:
Directo/indirecto
Monolítico/estructurado
Simétrico/asimétrico
Normalizado/no normalizado

12. Gestión de Memoria de Sistemas Distribuidos
Una de las principales características de un sistema distribuido es la ausencia
de una memoria común. Esto hace que la comunicación y sincronización en este
tipo de sistemas tenga que hacerse mediante el intercambio de mensajes. La
mayoría de los sistemas distribuidos actuales siguen este modelo, con cada
computadora gestionando su memoria virtual. Sin embargo, hay propuestas que
intentan mejorar este esquema. Estas propuestas son:
• Utilización de paginadores externos.
• Memoria compartida distribuida.

13. La utilización de paginadores externos se basa en
almacenar el espacio de intercambio (swap) en
servidores de archivos distribuidos y en el empleo de
paginadores externos, que son procesos que se
encargan de tratar los fallos de página que ocurren en
una computadora.
La memoria compartida distribuida es una
abstracción que permite que los procesos que
ejecutan en un sistema distribuido puedan
comunicarse utilizando memoria compartida. Esta
abstracción se construye utilizando: el paso de
mensajes disponible. Facilita el desarrollo de
aplicaciones, el modelo es más sencillo y la
sincronización puede realizarse utilizando
construcciones tradicionales, cómo los semáforos.

14. Sistemas Distibuidos
Se logra una mejor comunicación
entre las personas. Ejemplo: el correo
electrónico.
Pueden compartir recursos, como
programas y periféricos, muy costosos.
Ejemplo: Impresora Láser, dispositivos
de almacenamiento masivo, etc.
Tienen mayor flexibilidad, la carga de
trabajo se puede distribuir entre
diferentes ordenadores.
Los sistemas distribuidos tienen un
sistema impredecible. Como todos ellos
pueden cambiar rápidamente
Los sistemas distribuidos son mas
complejos, esto provoca que sea mas
difícil comprender sus propiedades.
El principal problema es el software,
es el diseño, implantación y uso del
software distribuido, pues presenta
numerosos inconveniente

15. Comparaciones
S.O Distribuido S.O de Red
Grado de
Transparencia
Alto Bajo
El mismo S.O en
todos los nodos
si No
Bases de la
comunicación
Memoria compartida,
mensajes
Archivos
Admin de recursos
Global centralizado y
distribuidos
Por nodo
escalabilidad Moderada No
Apertura Cerrada Abierta

16. Comparaciones
S.O Distribuido S.O Robustez
Determinación de
fallas
Puede que soporte y
continúe trabajando
como no puede
continuar
Procedimientos para
recuperación de
fallas
Distribución Si No
Gestiona recursos Si No

17. Comparaciones
S.O Distribuido Aspecto de Diseño
Compartición de
archivos
Si Según su diseño
Fallas físicas
No puede acceder a
una solución
Puede analizar y
reemplazar de ser
necesario
Aperturas
Recursos se pueden
añadir sin perjudicar ni
duplicar a los ya
existentes
Difícil garantizar que
los recursos se
encuentren
disponibles de forma
eficiente
Escalabilidad
Operan de manera
efectiva y eficiente a
muchas escalas
diferentes.
Puede agregarse los
equipos que sean
posibles

18. Acceso a Archivos Remotos
Un acceso remoto es poder acceder desde una computadora a un recurso
ubicado físicamente en otra computadora que se encuentra geográficamente en
otro lugar, a través de una red local o externa (como Internet).
En el acceso remoto se ven implicados protocolos (En informática, un
protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse
unas con otras a través de una red por medio de intercambio de mensajes).

19. Métodos de Acceso Remoto
1. Control remoto. Con este método, un usuario se
conecta a una computadora remota y toma control de
ella. Esta computadora ejecuta todas las órdenes del
usuario y solamente la información actualizada del
teclado, del ratón y de la pantalla se transfieren por la
línea. Si la computadora remota forma parte de una red
(por ejemplo una LAN), entonces el usuario puede
también tener acceso a esa red.
2. Nodo remoto. Con este método, un usuario se
convierte en un nodo remoto de la red a través de un
dispositivo de acceso remoto. El procesamiento se
realiza sobre la computadora del usuario. Por ejemplo,
si se hace clic sobre un archivo de texto en un
directorio, ese archivo es transferido y luego abierto en
la PC del usuario.

20. La conexión puede utilizar todos los protocolos que estén mutuamente
disponibles en ambos sistemas, por lo que si TCP/IP e IPX se están ejecutando
sobre el servidor y el cliente, ambos protocolos están disponibles para ser usados.
Cuando el número de líneas es grande, los pares telefónicos se pueden
reemplazar con enlaces digitales E1 hacia la empresa telefónica, por cable o por
microondas. Cada E1 suministra 30 canales de 64 kbps. En este caso es también
posible colocar el RAS en la propia sede de la operadora telefónica, tal como
hacen los proveedores de acceso a Internet (ISP).
Una solución que se usa cada vez con mayor frecuencia para el acceso remote
es a través de Internet. En tal caso el usuario se conecta al RAS de su ISP y de allí
a la red de la empresa, la cual está conectada a Internet a través de un enlace
dedicado

21. La mayoría de los sistemas de comunicación en grupo están diseñados para
que los mensajes enviados al grupo lleguen correctamente a todos los miembros o
a ninguno de ellos:
• Esta propiedad de “todo o nada” en la entrega se llama transmisión atómica.
• Facilita la programación de los sistemas distribuidos.
• Es de gran importancia para garantizar la consistencia de las bases de datos y
de los archivos distribuidos y duplicados.
Atomicidad

22. En los sistemas distribuidos es importante analizar y verificar el funcionamiento
de los procesos cooperativos y de aquellos que comparten recursos y/o servicios.
Los procesos cooperativos pueden directamente compartir un espacio de
dirección lógico (código y datos), o solamente comparte los datos a través de
archivos.
El acceso concurrente a los datos compartidos puede resultar en una
inconsistencia de los mismos. Se necesitan mecanismos para asegurar un
ordenamiento en la ejecución de procesos cooperativos que comparten un
espacio de direccionamiento lógico, tal que la consistencia en los datos sea
respetada.
Control de Concurrencia

23. Los mecanismos de concurrencia para asegurar el ordenamiento en la ejecución
de procesos: sincronización y exclusión mutua y alocución de recursos en un
entorno de memoria compartida asincrónica son las herramientas que se están
considerando en el trabajo. Las condiciones que debe respetar un protocolo para
soportar estos mecanismos son:
• Buena formación.
• Exclusión (exclusión mutua).
• Progreso.

24. Conclusiones
Los sistemas distribuidos poseen aspectos considerables, por lo cual su desarrollo
implica mucha complejidad, existen ciertos aspectos que requieren extremo cuidado
al desarrollarse e implantarse como el manejo de fallos, el control de la concurrencia,
etc. Se nota también que muchas tecnologías están en constante desarrollo y
maduración, lo cual implica un minucioso estudio previo de muchos factores antes
de apostar por alguna tecnología en especial.

25. Bibliografías
Jie Wu, Distributed System Design, 1999.
Gary L. Peterson, Myths about the mutual exclusion problem. Information
Processing Letters, Junio 1981.
Nancy A Lynch. Distributed Algorithms, 1997.
[Gary L. Peterson y Michael Fischer. Economical solutions for the critical
section problem in a distributed system. Proceedings of the Ninth Annual ACM
Symposium on Theory of Computing, Mayo 1977.
[Michael Raynal. Algorithms for Mutual Exclusion. MIT Press, Cambridge,
1986.
[M. Ben Ari. Principles of Concurrent Programming. Prentice Hall, Englewood
Cliffs, 1982.