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Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Ingeniería en Sistemas – Sede Barcelona
Sistemas Operativos
Distribuidos
Profesor:
Ing. Ramón Aray
Bachiller:
John Peraza
C.I: 23.734.386
Es la unión lógica de un grupo de sistemas operativos sobre una
colección de nodos computacionales independientes, conectados en red,
comunicándose y físicamente separados. Cada nodo contiene de forma
individual un subconjunto específico de los programas que componen el
sistema operativo distribuido. Cada subconjunto es una combinación de
dos proveedores de servicios distintos. El primero es un núcleo ubicuo
mínimo o micro núcleo, que controla el hardware del nodo. El segundo es
una colección de componente de administración del sistema de alto nivel
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dan soporte a las aplicaciones de usuario.
Sistema operativo Distribuido
Hoy en día tenemos operando diversos tipos de Sistemas Distribuidos
cada uno encaminado a resolver distintos tipos de problemas. Los
retos que enfrentamos al construir un sistema distribuido varían según
sus especificaciones, sin embargo podemos rescatar en común la
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Heterogeneidad: Las diferentes entidades en el Sistema deben ser
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distribuido va ligado a la idea de que todo el sistema funcione de
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Eficiencia: La idea base de los sistemas distribuidos es la de obtener
sistemas mucho más rápidos que los super-computadores actuales. La
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hay que descartar la idea de ejecutar un programa en un único
procesador de todo el sistema, y pensar en ejecutarlo en la granja de
procesadores, aquellos libres más rápidos. Este es el mismo problema
de la administración del Procesador, donde restamos complejidad por
economía. La tarea de optimizar el reparto de la carga en un
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homogeneidad de recursos, la velocidad de los programas, las
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Característica
Flexibilidad: Un proyecto en desarrollo como el diseño de un sistema
operativo distribuido debe estar abierto a cambios y actualizaciones
para mejorarlo. Esta especificación ha sido abordada con
arquitecturas de núcleo: el núcleo monolítico y el micronúcleo. Las
diferencias entre ambos son los servicios que ofrece. Mientras el
núcleo monolítico ofrece todas las funciones básicas del sistema
integradas, el micronúcleo incorpora solamente las fundamentales, el
control de los procesos y su comunicación con la memoria. El resto de
servicios son compilables y se cargan dinámicamente a partir de
servidores en el nivel de usuario.
Característica
Núcleo monolítico: Como ejemplo de sistema operativo de núcleo
monolítico está UNIX. Estos sistemas tienen un núcleo grande y
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programado de forma no modular, y tiene un rendimiento mayor que
un micronúcleo. Sin embargo, cualquier cambio a realizar requiere
detener todo el sistema y la recompilación del núcleo.
Micronúcleo: La arquitectura de micronúcleo ofrece la alternativa al
núcleo monolítico. Se basa en una programación altamente modular, y
tiene un tamaño mucho menor que el núcleo monolítico. Como
consecuencia, el refinamiento y el control de errores son más rápidos
y sencillos. Además, la actualización de los servicios es más sencilla y
ágil, ya que sólo es necesaria la recompilación del servicio y no de
todo el núcleo. Como contraprestación, el rendimiento se ve afectado
negativamente. En la actualidad la mayoría de sistemas operativos
distribuidos en desarrollo tienden a un diseño de micronúcleo.
Característica
Robustez: Una de las ventajas claras que nos ofrece la idea de
sistema distribuido es que el funcionamiento de todo el sistema no
recae en la responsabilidad de una sola unidad, sino que cualquier
equipo puede sustituir a otro en caso de que falle. La forma más
evidente de lograr la Robustez y por lo tanto la Confiabilidad de todo
el sistema está en la redundancia. La información no debe estar
almacenada en un solo servidor de archivos, sino en por lo menos dos
máquinas. Mediante la redundancia de los principales archivos o de
todos evitamos el caso de que el fallo de un servidor bloquee todo el
sistema, al tener disponibles múltiples respaldos parciales o totales
en los otros equipos.
Característica
Comunicación: La comunicación entre procesos en sistemas
centralizados se lleva a cabo mediante el uso de memoria compartida
entre los procesos. En los sistemas distribuidos, al no haber conexión
física entre las distintas memorias de los equipos, la comunicación se
realiza mediante la transferencia de mensajes, lo cual implica gasto
de ancho de banda por el overhead y nos remite a los problemas de
comunicación en red.
Característica
Las primeras redes de computadoras fueron diseñadas para satisfacer
unos pocos, y relativamente sencillos, requisitos de aplicación del tipo
transferencia de archivos, conexión a sistemas remotos, correo
electrónico y servicios de noticias. El consiguiente desarrollo de los
sistemas distribuidos, sobre el que se asientas los programas de
aplicación distribuidos que permiten compartir archivos y otros
recursos, ha puesto más alto el estándar de prestaciones que satisfagan
las necesidades de las aplicaciones interactivas. Con el crecimiento y
comercialización de Internet y la aparición de muchos modos nuevos de
uso, se han impuesto requisitos más exigentes en cuanto a fiabilidad,
escalabilidad, movilidad seguridad y calidad de servicio.
Redes e
Interconexión
Se encarga de asignar la memoria física del sistema a los programas,
éstos se expanden hasta llenar la memoria con que se cuenta. Todas
las computadoras tienen una jerarquía de memoria, con una pequeña
cantidad de memoria caché, una cantidad mucho mayor de memoria
principal (RAM) y decenas o centenas de gigabyte de
almacenamiento en disco.
Gestión de memoria
Ventajas de S.O.D
Economía: Es la razón número uno para elegir los S.O.D. ya que
estos sistemas se suponen con una proporción
precio/desempeño mucho mejor que la de un equipo de súper
cómputo.
Velocidad: Los S.O.D. pueden ser más veloces y tener mayor
poder de cómputo que un mainframe.
Distribución inherente: Porque ciertas aplicaciones son
distribuidas en forma inherente.
Confiabilidad: Un S.O.D. ofrece mayor confiabilidad al distribuir
la carga de trabajo entre muchas máquinas, la falla de un
circuito descompondrá a lo más una máquina y el resto seguirá
intacto.
Desarrollo incremental de la madurez del sistema: Para añadir
poder de cómputo, no se necesita rediseñar ni gastar en
componentes más caros, sólo hay que multiplicarlos.
Desventajas de S.O.D
Software: No hay mucha experiencia en el diseño, implantación
y uso del software distribuido, además existen pocos productos
de software para los sistemas distribuidos.
Redes: Una vez que el sistema llega a depender de la red, la
pérdida o saturación de ésta puede negar
algunas de las ventajas que el S.O.D. debía conseguir.
Un sistema operativo de red, también llamado N.O.S (del inglés,
Network Operating System), es un software que permite la interconexión
de ordenadores para tener el poder de acceder a
los servicios y recursos, hardware y software, creando redes de
computadoras. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema
operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema
operativo de red. Consiste en un software que posibilita la comunicación
de un sistema informático con otros equipos en el ámbito de una red.
SISTEMAS OPERATIVOS DE
RED
 Conecta todos los equipos y recursos de la red.
 Gestión de usuarios centralizada.
 Proporciona seguridad, controlando el acceso a los datos y
recursos.
 Debe validar los accesos (claves, certificados, sistemas
biométricos, etc.) y ver aplicar las políticas de seguridad.
 Coordina las funciones de red, incluso con las propias del equipo.
 Comparte recursos (lleva a cabo la coordinación y los privilegios a
la hora de compartir). Por tanto, mejora notablemente la
utilización de los recursos.
 Permite monitorizar y gestionar la red y sus componentes.
Características
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), y programas en ambas computadoras que
permitan recibir/enviar los datos necesarios. Además deben contar
con un fuerte sistema de seguridad (tanto la red, como los protocolos
y los programas).
Remotamente se puede acceder prácticamente a cualquier recurso
que ofrece una o más computadoras. Se pueden acceder a archivos,
dispositivos periféricos (como impresoras), configuraciones, etc. Por
ejemplo, se puede acceder a un servidor de forma remota para
configurarlo, controlar el estado de sus servicios, transferir archivos,
etc.
Acceso remoto
Conexión a un sistema de procesamiento de datos desde una
ubicación remota. Por ejemplo, a través de una red privada virtual.
Programa de escritorio remoto (remote desktop software): Se
refiere a aquel programa o característica de un sistema operativo
que permite que las aplicaciones sean ejecutadas de forma remota
en otra computadora mientras son mostradas gráficamente de
forma local.
Emulador de terminal (terminal emulation), permite acceso
remoto cuando es empleado como interfaz con un sistema remoto.
Pueden emplearse herramientas estándar para esto
como: Telnet (un software para controlar remotamente un sistema
de computadora) y ssh (un shell seguro a menudo usado con
aplicaciones remotas).
Remote Database Access. Un protocolo estándar para acceso a
bases de datos.
Métodos de acceso remoto
Es la propiedad que asegura que una operación se ha realizado o
no, y por lo tanto ante un fallo del sistema no puede quedar a
medias. Se dice que una operación es atómica cuando es imposible
para otra parte de un sistema encontrar pasos intermedios. Si esta
operación consiste en una serie de pasos, todos ellos ocurren o
ninguno. Por ejemplo, en el caso de una transacción bancaria o se
ejecuta tanto el depósito y la deducción o ninguna acción es
realizada. Es una característica de los sistemas transaccionales.
El concepto también es relevante cuando se programa con hilos de
ejecución.
Atomicidad
Se refiere al hecho de que los Sistemas Administradores de Base de
Datos permiten que muchas transacciones accedan a una misma Base
de Datos a la vez. Cuando existen varios usuarios intentando modificar
los datos al mismo tiempo, se necesita establecer algún tipo de
control para que dichas modificaciones de un usuario no interfieran en
las de los otros, a este sistema se le denomina control de
concurrencia. En este informe podremos ver algunos de los problemas
que se presentan cuando la concurrencia no se controla y algunos de
los mecanismos de bloqueo que nos permiten manejar la concurrencia
en las transacciones. De esta manera, los sistemas de control de
concurrencia deben garantizar la consistencia de transacciones que se
ejecutan de manera concurrente.
Control de Concurrencia
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Sistemas operativos distribuidos

  • 1. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Ingeniería en Sistemas – Sede Barcelona Sistemas Operativos Distribuidos Profesor: Ing. Ramón Aray Bachiller: John Peraza C.I: 23.734.386
  • 2. Es la unión lógica de un grupo de sistemas operativos sobre una colección de nodos computacionales independientes, conectados en red, comunicándose y físicamente separados. Cada nodo contiene de forma individual un subconjunto específico de los programas que componen el sistema operativo distribuido. Cada subconjunto es una combinación de dos proveedores de servicios distintos. El primero es un núcleo ubicuo mínimo o micro núcleo, que controla el hardware del nodo. El segundo es una colección de componente de administración del sistema de alto nivel que coordinan las actividades individuales y colaborativas del nodo. Estos componentes son una abstracción de las funciones del micro núcleo y dan soporte a las aplicaciones de usuario. Sistema operativo Distribuido
  • 3. Hoy en día tenemos operando diversos tipos de Sistemas Distribuidos cada uno encaminado a resolver distintos tipos de problemas. Los retos que enfrentamos al construir un sistema distribuido varían según sus especificaciones, sin embargo podemos rescatar en común la necesidad de manejar los siguientes escenarios: Heterogeneidad: Las diferentes entidades en el Sistema deben ser capaces de inter operar entre sí, sin importar las diferencias en sus arquitecturas, Sistemas Operativos, Protocolos de Comunicación, Lenguajes de Programación, interfaces de software, modelos de seguridad y formatos de medios. Característica
  • 4. Tolerancia a Fallos y Manejo de errores: De tal suerte que un fallo en un componente no debe provocar la "caída" del sistema, sino que deberá ser aislado y evitarse medainte un re-enrutamiento. Escalabilidad: El sistema debería trabajar eficientemente al incrementarse el número de usuarios simultáneos y la agregación de un nuevo recurso deberá incrementar el desempeño en general del sistema. Concurrencia: Los recursos deben ser accesibles a varias entidades simultáneamente en ambiente compartido. Apertura y Extensibilidad: Las interfaces deben estar limpiamente separadas y públicamente disponibles para permitir una fácil conectividad y extensión de los componentes actuales y de otros nuevos. Característica
  • 5. Estrategia Migratoria y Balance de la carga de trabajo: Éstas permitirán el movimiento de tareas dentro de un sistema sin afectar la operación de usuarios y aplicaciones, y la distribución de la carga en todos los recursos disponibles para mejorar el desempeño. Seguridad: el acceso a los recursos deberá tener un mecanismo de seguridad para asegurar que todos los usuarios tengan acceso a todas las formas de las operaciones. Transparencia: El concepto de transparencia de un sistema distribuido va ligado a la idea de que todo el sistema funcione de forma similar en todos los puntos de la red, independientemente de la posición del usuario. Queda como responsabilidad del sistema operativo el establecer los mecanismos que oculten la naturaleza distribuida del sistema y que permitan trabajar a los usuarios como si de un único equipo se tratara. Característica
  • 6. Eficiencia: La idea base de los sistemas distribuidos es la de obtener sistemas mucho más rápidos que los super-computadores actuales. La propuesta es sencilla, el paralelismo. Para lograr un sistema eficiente hay que descartar la idea de ejecutar un programa en un único procesador de todo el sistema, y pensar en ejecutarlo en la granja de procesadores, aquellos libres más rápidos. Este es el mismo problema de la administración del Procesador, donde restamos complejidad por economía. La tarea de optimizar el reparto de la carga en un conjunto de procesadores es bastante compleja, y depende de muchos aspectos, como son los parámetros de sobrecarga, la homogeneidad de recursos, la velocidad de los programas, las perturbaciones en redes públicas, la localidad de los datos, los detalles de ciertos dispositivos, la interacción con usuarios etc. Característica
  • 7. Flexibilidad: Un proyecto en desarrollo como el diseño de un sistema operativo distribuido debe estar abierto a cambios y actualizaciones para mejorarlo. Esta especificación ha sido abordada con arquitecturas de núcleo: el núcleo monolítico y el micronúcleo. Las diferencias entre ambos son los servicios que ofrece. Mientras el núcleo monolítico ofrece todas las funciones básicas del sistema integradas, el micronúcleo incorpora solamente las fundamentales, el control de los procesos y su comunicación con la memoria. El resto de servicios son compilables y se cargan dinámicamente a partir de servidores en el nivel de usuario. Característica
  • 8. Núcleo monolítico: Como ejemplo de sistema operativo de núcleo monolítico está UNIX. Estos sistemas tienen un núcleo grande y complejo, que engloba todos los servicios del sistema. Está programado de forma no modular, y tiene un rendimiento mayor que un micronúcleo. Sin embargo, cualquier cambio a realizar requiere detener todo el sistema y la recompilación del núcleo. Micronúcleo: La arquitectura de micronúcleo ofrece la alternativa al núcleo monolítico. Se basa en una programación altamente modular, y tiene un tamaño mucho menor que el núcleo monolítico. Como consecuencia, el refinamiento y el control de errores son más rápidos y sencillos. Además, la actualización de los servicios es más sencilla y ágil, ya que sólo es necesaria la recompilación del servicio y no de todo el núcleo. Como contraprestación, el rendimiento se ve afectado negativamente. En la actualidad la mayoría de sistemas operativos distribuidos en desarrollo tienden a un diseño de micronúcleo. Característica
  • 9. Robustez: Una de las ventajas claras que nos ofrece la idea de sistema distribuido es que el funcionamiento de todo el sistema no recae en la responsabilidad de una sola unidad, sino que cualquier equipo puede sustituir a otro en caso de que falle. La forma más evidente de lograr la Robustez y por lo tanto la Confiabilidad de todo el sistema está en la redundancia. La información no debe estar almacenada en un solo servidor de archivos, sino en por lo menos dos máquinas. Mediante la redundancia de los principales archivos o de todos evitamos el caso de que el fallo de un servidor bloquee todo el sistema, al tener disponibles múltiples respaldos parciales o totales en los otros equipos. Característica
  • 10. Comunicación: La comunicación entre procesos en sistemas centralizados se lleva a cabo mediante el uso de memoria compartida entre los procesos. En los sistemas distribuidos, al no haber conexión física entre las distintas memorias de los equipos, la comunicación se realiza mediante la transferencia de mensajes, lo cual implica gasto de ancho de banda por el overhead y nos remite a los problemas de comunicación en red. Característica
  • 11. Las primeras redes de computadoras fueron diseñadas para satisfacer unos pocos, y relativamente sencillos, requisitos de aplicación del tipo transferencia de archivos, conexión a sistemas remotos, correo electrónico y servicios de noticias. El consiguiente desarrollo de los sistemas distribuidos, sobre el que se asientas los programas de aplicación distribuidos que permiten compartir archivos y otros recursos, ha puesto más alto el estándar de prestaciones que satisfagan las necesidades de las aplicaciones interactivas. Con el crecimiento y comercialización de Internet y la aparición de muchos modos nuevos de uso, se han impuesto requisitos más exigentes en cuanto a fiabilidad, escalabilidad, movilidad seguridad y calidad de servicio. Redes e Interconexión
  • 12. Se encarga de asignar la memoria física del sistema a los programas, éstos se expanden hasta llenar la memoria con que se cuenta. Todas las computadoras tienen una jerarquía de memoria, con una pequeña cantidad de memoria caché, una cantidad mucho mayor de memoria principal (RAM) y decenas o centenas de gigabyte de almacenamiento en disco. Gestión de memoria
  • 13. Ventajas de S.O.D Economía: Es la razón número uno para elegir los S.O.D. ya que estos sistemas se suponen con una proporción precio/desempeño mucho mejor que la de un equipo de súper cómputo. Velocidad: Los S.O.D. pueden ser más veloces y tener mayor poder de cómputo que un mainframe. Distribución inherente: Porque ciertas aplicaciones son distribuidas en forma inherente. Confiabilidad: Un S.O.D. ofrece mayor confiabilidad al distribuir la carga de trabajo entre muchas máquinas, la falla de un circuito descompondrá a lo más una máquina y el resto seguirá intacto. Desarrollo incremental de la madurez del sistema: Para añadir poder de cómputo, no se necesita rediseñar ni gastar en componentes más caros, sólo hay que multiplicarlos.
  • 14. Desventajas de S.O.D Software: No hay mucha experiencia en el diseño, implantación y uso del software distribuido, además existen pocos productos de software para los sistemas distribuidos. Redes: Una vez que el sistema llega a depender de la red, la pérdida o saturación de ésta puede negar algunas de las ventajas que el S.O.D. debía conseguir.
  • 15. Un sistema operativo de red, también llamado N.O.S (del inglés, Network Operating System), es un software que permite la interconexión de ordenadores para tener el poder de acceder a los servicios y recursos, hardware y software, creando redes de computadoras. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. Consiste en un software que posibilita la comunicación de un sistema informático con otros equipos en el ámbito de una red. SISTEMAS OPERATIVOS DE RED
  • 16.  Conecta todos los equipos y recursos de la red.  Gestión de usuarios centralizada.  Proporciona seguridad, controlando el acceso a los datos y recursos.  Debe validar los accesos (claves, certificados, sistemas biométricos, etc.) y ver aplicar las políticas de seguridad.  Coordina las funciones de red, incluso con las propias del equipo.  Comparte recursos (lleva a cabo la coordinación y los privilegios a la hora de compartir). Por tanto, mejora notablemente la utilización de los recursos.  Permite monitorizar y gestionar la red y sus componentes. Características
  • 17. 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), y programas en ambas computadoras que permitan recibir/enviar los datos necesarios. Además deben contar con un fuerte sistema de seguridad (tanto la red, como los protocolos y los programas). Remotamente se puede acceder prácticamente a cualquier recurso que ofrece una o más computadoras. Se pueden acceder a archivos, dispositivos periféricos (como impresoras), configuraciones, etc. Por ejemplo, se puede acceder a un servidor de forma remota para configurarlo, controlar el estado de sus servicios, transferir archivos, etc. Acceso remoto
  • 18. Conexión a un sistema de procesamiento de datos desde una ubicación remota. Por ejemplo, a través de una red privada virtual. Programa de escritorio remoto (remote desktop software): Se refiere a aquel programa o característica de un sistema operativo que permite que las aplicaciones sean ejecutadas de forma remota en otra computadora mientras son mostradas gráficamente de forma local. Emulador de terminal (terminal emulation), permite acceso remoto cuando es empleado como interfaz con un sistema remoto. Pueden emplearse herramientas estándar para esto como: Telnet (un software para controlar remotamente un sistema de computadora) y ssh (un shell seguro a menudo usado con aplicaciones remotas). Remote Database Access. Un protocolo estándar para acceso a bases de datos. Métodos de acceso remoto
  • 19. Es la propiedad que asegura que una operación se ha realizado o no, y por lo tanto ante un fallo del sistema no puede quedar a medias. Se dice que una operación es atómica cuando es imposible para otra parte de un sistema encontrar pasos intermedios. Si esta operación consiste en una serie de pasos, todos ellos ocurren o ninguno. Por ejemplo, en el caso de una transacción bancaria o se ejecuta tanto el depósito y la deducción o ninguna acción es realizada. Es una característica de los sistemas transaccionales. El concepto también es relevante cuando se programa con hilos de ejecución. Atomicidad
  • 20. Se refiere al hecho de que los Sistemas Administradores de Base de Datos permiten que muchas transacciones accedan a una misma Base de Datos a la vez. Cuando existen varios usuarios intentando modificar los datos al mismo tiempo, se necesita establecer algún tipo de control para que dichas modificaciones de un usuario no interfieran en las de los otros, a este sistema se le denomina control de concurrencia. En este informe podremos ver algunos de los problemas que se presentan cuando la concurrencia no se controla y algunos de los mecanismos de bloqueo que nos permiten manejar la concurrencia en las transacciones. De esta manera, los sistemas de control de concurrencia deben garantizar la consistencia de transacciones que se ejecutan de manera concurrente. Control de Concurrencia
  • 21. FIN