Este documento describe los sistemas distribuidos y sus desafíos principales, incluyendo la heterogeneidad, extensibilidad, seguridad, escalabilidad y tolerancia a fallos. También discute los modelos arquitectónicos como las capas de software y las relaciones entre componentes en una arquitectura distribuida.

1. SISTEMAS DISTRIBUIDOS.

2.  Sistemas Distribuidos.
 Definiciones
 Desafíos en el diseño de sistemas
 Distribuidos
 Modelos Arquitectónicos

3.  Definicion.

4.  Definicion.
“Se define un sistema distribuido como aquel en el que los
componentes de hardware y software, localizados en
computadores unidos mediante una red, comunican y
coordinan sus acciones sólo mediante el paso de
mensajes”

5.  Definicion.
Esta definición tiene las siguientes
Consecuencias:
 Concurrencia
 Inexistencia de un reloj global
 Fallos Independientes

6.  Desafíos.
 Heterogeneidad.
 Extensibilidad.
 Seguridad.
 Escalabilidad.
 Tolerancia a Fallas.
 Concurrencia.

7.  Desafíos: Heterogeneidad.
La heterogeneidad se aplica en
los siguientes elementos:
 Redes
 Hardware de computadores
 Sistemas operativos
 Lenguajes de programación
 Implementaciones de diferentes
 desarrolladores

8.  Desafíos: Heterogeneidad.
Middleware: es el estrato de software que provee una
abstracción de programación, así como un
enmascaramiento de la heterogeneidad subyacente
de las redes, hardware, sistemas operativos y
lenguajes de programación. Ejem: Corba, Java RMI

9.  Desafíos: Heterogeneidad.
Heterogeneidad y código móvil
 Código Móvil: código que puede enviarse
desde un computador a otro y ejecutarse
en este último.
 El concepto de máquina virtual ofrece un
modo de crear código ejecutable sobre
cualquier hardware

10.  Desafíos: Extensibilidad.
 Es la característica que determina si el sistema
 puede extenderse de varias maneras.
 Un sistema puede ser abierto
o cerrado con respecto a extensiones
de hardware o de software.
 Para lograr la extensibilidad es
imprescindible que las interfaces clave
sean publicadas.

11.  Desafíos: Extensibilidad.
 Los Sistemas Distribuidos Abiertos pueden
extenderse a nivel de hardware mediante la
inclusión de computadoras a la red y a nivel
de software por la introducción de nuevos
servicios y la reimplementación de los Antiguos.
 Otro beneficio de los sistemas abiertos es su
independencia de proveedores concretos.

12.  Desafíos: Seguridad.
La seguridad tiene tres componentes:
Confidencialidad: protección contra individuos
no autorizados
Integridad: protección contra la alteración o corrupción
Disponibilidad: protección contra la interferencia que
impide el acceso a los recursos

13.  Desafíos: Seguridad.
Existen dos desafíos que no han sido
resueltos en su totalidad:
 Ataques de denegación de servicio.
 Seguridad del código móvil

14.  Desafíos: Escalabilidad.
Se dice que un sistema es escalable si conserva su
efectividad cuando ocurre un incremento significativo
en el número de recursos y en el número de usuarios.
El diseño de Sistemas Distribuidos escalables presenta
los siguientes retos:
 Control de costo de los recursos físicos: para que
 un sistema con n usuarios sea escalable, la cantidad de
recursos físicos necesarios para soportarlo debería
ser O( n).

15.  Desafíos: Escalabilidad.
 Controlar la degradación del rendimiento:
Ejm: Los algoritmos que emplean estructuras
jerárquicas se comportan mejor frente al crecimiento
de la escala, que los algoritmos que emplean
estructuras lineales.
 Evitar cuellos de botella: los algoritmos deberían
 ser descentralizados

16.  Desafíos: Tratamiento de Fallos.
 Detección de fallos:
Ejem. Se pueden utilizar sumas de comprobación
(checksums) para detectar datos corruptos en un
mensaje.
 Enmarascamiento de fallos:
Ejem. Los mensajes pueden retransmitirse

Replicar los datos


17.  Desafíos: Tratamiento de Fallos.
Tolerancia de fallos: los programas clientes de
los servicios pueden diseñarse para tolerar ciertos
fallos.
Recuperación de fallos: implica el diseño de
software en el que, tras una caída del servidor, el
estado de los datos puede reponerse o retractarse
(rollback) a una situación anterior.
Redundancia: emplear componentes
redundantes

18.  Desafíos: Concurrencia.
Existe la posibilidad de acceso concurrente a
un mismo recurso.La concurrencia en los servidores
se puede lograr a través de threads.
 Cada objeto que represente un recurso compartido
 debe responzabilizarse de garantizar que opera
 correctamente en un entorno concurrente.
 Para que un objeto sea seguro en un entorno
concurrente, sus operaciones deben sincronizarse
de forma que sus datos permanezcan consistentes.

19.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de acceso: permite acceder a
los recursos locales y remotos empleando
operaciones idénticas.
Transparencia de ubicación: permite acceder
a los recursos sin conocer su localización.
Transparencia de concurrencia: permite que
varios procesos operen concurrentemente sobre
recursos compartidos sin interferencia mutua.

20.  Desafíos: Transparencia.
 Transparencia de replicación: permite replicar los
 recursos sin que los usuarios y los programadores
 necesiten su conocimiento.
 Transparencia frente a fallos: permite ocultar
 fallos.
 Transparencia de movilidad: permite la
 reubicación de recursos y clientes en un sistema sin
 afectar la operación de los usuarios y los programas.

21.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de rendimiento: permite
reconfigurar el sistema para mejorar el desempeño
según varíe su carga.
 Transparencia al escalado: permite al sistema y a
las aplicaciones expandirse en tamaño sin cambiar la
estructura del sistema o los algoritmos de aplicación.

22.  Modelos Arquitectonicos.
Modelo Arquitectónico de un Sistemas Distribuidos:
trata sobre la colocación de sus partes y las relaciones
entre ellas.
Ejem: modelo cliente-servidor y el modelo de procesos
de “igual a igual” (peer-to-peer)
Diferentes modelos arquitectónicos:
Capas de Software
Arquitecturas de Sistema
Interfaces y Objetos

23.  Capas de Software.
El término arquitectura de software se refería
inicialmente a la estructuración del software como
capas en un único computador.
Más recientemente las capas son uno o varios
procesos, localizados en el mismo o diferentes
computadores, que ofrecen y solicitan servicios.

24.  Capas de Software.

25.  Desafíos: Transparencia.
 Plataforma:
estas capas más bajas
proporcionan servicio a las
superiores y su implementación
es dependiente de cada
computador.

26.  Desafíos: Transparencia.
 Middleware:
 es una capa de software cuyo
 propósito es enmascarar la
 heterogeneidad y proporcionar
 un modelo de programación
 conveniente para los
 programadores de aplicaciones

27.  Desafíos: Transparencia.
 El middleware se ocupa de proporcionar bloques
 útiles para la construcción de componentes de
 software que puedan trabajar con otros en un
 sistema distribuido.
 En particular mejora el nivel de las actividades de
 comunicación de los procesos de
 aplicación soportando abstracciones como:
llamadas a procedimientos remotos,
comunicación entre un grupo de procesos,etc.

28.  Desafíos: Transparencia.
 Ejem: Sun RPC (llamadas a procedimientos
 remotos), CORBA (middleware orientado a objeto),
Java RMI (invocación de objetos remotos en Java),
 DCOM (Modelo común de
objetos distribuidos de Microsoft)

29.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de rendimiento: permite
reconfigurar el sistema para mejorar el desempeño
según varíe su carga.
 Transparencia al escalado: permite al sistema y a
las aplicaciones expandirse en tamaño sin cambiar la
estructura del sistema o los algoritmos de aplicación.

30.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de rendimiento: permite
reconfigurar el sistema para mejorar el desempeño
según varíe su carga.
 Transparencia al escalado: permite al sistema y a
las aplicaciones expandirse en tamaño sin cambiar la
estructura del sistema o los algoritmos de aplicación.

31.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de rendimiento: permite
reconfigurar el sistema para mejorar el desempeño
según varíe su carga.
 Transparencia al escalado: permite al sistema y a
las aplicaciones expandirse en tamaño sin cambiar la
estructura del sistema o los algoritmos de aplicación.

32.  Desafíos: Transparencia.
Transparencia de rendimiento: permite
reconfigurar el sistema para mejorar el desempeño
según varíe su carga.
 Transparencia al escalado: permite al sistema y a
las aplicaciones expandirse en tamaño sin cambiar la
estructura del sistema o los algoritmos de aplicación.