Sistemas Operativos Distribuidos. Introducción, funciones, redes de computadoras y características Sistemas de archivos distribuidos.

1. Universidad “Fermín Toro”
Facultad de Ingeniería
Cabudare – Venezuela
S.O. Distribuidos
Donald Massiah
C.I: 19.590.093
Sistemas Operativos N-317

2. Desde el inicio de la era de la computación moderna
(alrededor de 1945) hasta mediados de los años 80,
solo se conocían los sistemas centralizados donde
existía una sola CPU central, que resultaban bastante
costosas y ocupaban un gran espacio y los usuarios
que utilizaban el sistema debían hacerlo desde
terminales para poder acceder a los recursos
centralizados.
Debido a avances tecnológicos importantes en la
década de los 80s, como la aparición de los
microprocesadores, con mayor poder de computo,
mas accesibles y de muchísimo menor tamaño y el
desarrollo de las redes de área local (LAN) de alta
velocidad, permitieron que los terminales con los que
se accedía a los recursos centrales ganaran mas
autonomía, desapareciendo el concepto de CPU
central y aparecen los Sistemas en Red, donde un
conjunto de computadores se conectan entre sí a
través de una infraestructura de red.

3. Gracias a la aparición de sistemas en red,
empezaron a surgir los Sistemas Distribuidos donde
los recursos de diferentes computadores se integran
de forma que desparece la dualidad de local y remoto
de los sistemas de red tradicionales. Básicamente los
sistemas distribuidos son un conjunto de maquinas
interconectadas que comparten un mismo estado y
dan una apariencia de sistema único.

4. La propiedad mas reconocida de los sistemas distribuidos, es que los recursos
se muestran de manera homogénea ocultando su distribución, es decir el
usuario y las aplicaciones y programas no ven una red sino un sistema
indistinto de uno centralizado. Esto se logra ocultando los atributos físicos de
la red con protocolos de red específicos, mientras que la arquitectura de cada
maquina lo culta el SO.
Existen dos esquemas básicos para los sistemas distribuidos, los fuertemente
acoplados donde se comparte la memoria y un reloj global, y los débilmente
acoplados donde los procesadores no comparten memoria ni reloj ya que
cada uno posee su propia memoria local.
Los SO distribuidos desempeñan las mismas funciones que un SO normal, con
la diferencia de trabajar en un entorno distribuido. Su objetivo principal
consiste en facilitar el acceso y la gestión de los recursos distribuidos en la
red. En un sistema operativo distribuido los usuarios pueden acceder a
recursos remotos como si se tratara de recursos locales. Permiten distribuir
trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores.
También existen otras características básicas de los sistemas distribuidos que
veremos a continuación.

5.  Transparencia: Se refiere a que el Sistema funcione de manera
similar en todos los puntos o nodos de la red, de lo cual se
encarga el SO, unificando los recursos y haciendo que la
distribución física de los recursos sea transparente a usuarios
y aplicaciones.
 Escalabilidad: Los sistemas distribuidos poseen una gran
modularidad lo que les permite una gran flexibilidad y
posibilita que tengan una alta escalabilidad, es decir que el
sistema tiene la capacidad de crecer sin que se vea afectada su
complejidad o que disminuya su rendimiento. Tomando en
cuenta que no quiere decir que no puedan presentarse
cuellos de botella y latencias a mayor distancia física entre los
componentes del sistema.

6.  Fiabilidad: La fiabilidad en un sistema se establece como la capacidad
del mismo para llevar a cabo correctamente y en todo momento las
funciones para las que ha sido diseñado. La fiabilidad esta delimitada
por la disponibilidad y la tolerancia a fallos. La disponibilidad que
puede medirse en fracciones de tiempo entre fallos del sistema, la
disponibilidad se puede aumentar utilizando componentes de mayor
calidad o por replicación de componentes, es decir tener disponible en
el sistema componentes idénticos para que en caso de que alguno falle
otro pueda seguir haciendo las funciones que realiza dentro del
sistema. Esta capacidad del sistema de seguir funcionando ante el fallo
de uno de sus componentes se conoce como tolerancia a fallos.
 Seguridad: Los sistemas distribuidos deben ser capaces de
brindar seguridad de la información a los usuarios que hacen
uso del sistema y que la información sea entregada
únicamente a quien es el destinatario correcto de dicha
información. El sistema debe brindar confidencialidad,
protegiendo la información de ser accedida por usuarios no
autorizados y autentificación para asegurar la identidad del
usuario.

7. Una red de computadoras es una interconexión de computadoras que se
comunican y comparten información, recursos y servicios entre si a través
de protocolos de red. Esta interconexión puede ser a través de un enlace
físico o inalámbrico. Algunos autores creen que una verdadera red
comienza cuando son tres o más los dispositivos o computadoras
conectadas.
 Red de Área Local (LAN): Son redes de varias
computadoras y periféricos conectados en la mayoría
de los casos por cables y tarjetas de ethernet aunque
también las hay a través de dispositivos de Wi-Fi. Su
extensión esta limitada físicamente a un edificio hasta
un entorno de pocos kilómetros. Algunas
características son:
• Permite compartir recursos e intercambiar
información
• Operan a velocidades de entre los 10-1000
Mbps.
• Baja latencia y alta tolerancia a fallos.
• Facilidad para efectuar cambios en la red.

8.  Red de Área Metropolitana (MAN): Son redes de alta
velocidad o banda ancha que se extienden en un área
geográfica extensa (alrededor de 50Km). Proporcionando
capacidad de integración de múltiples servicios mediante la
transmisión de datos, voz y video que se transmiten mediante
fibra óptica o cables de cobre.
• Las velocidades varían de 2 Mbps hasta los 155Mbps.
Siendo aun mayores en conexiones de fibra óptica.
• Realizan enlaces entre varias conexiones LAN y WAN.
• Mas propensas a problemas de latencia y fallas.

9.  Red de Área Amplia (WAN): Abarca varias ubicaciones físicas y
pueden proveer servicios a una zona, varias ciudades e incluso
a un país completo.
• Pueden ser desarrolladas por empresas u organizaciones
para uso privado así como por proveedores de internet..
• Poseen elementos de conmutación de datos como
enrutadores que son los que hacen las conexiones entre
nodos o puntos.
• Su velocidad de transmisión se encuentra entre 1Mbps y
1 Gbps

10. La topología de red se define como la cadena de
comunicación usada por los nodos que conforman una red
para comunicarse, dicho de otra manera, una topología de
red es la estructura de equipos, cables y demás
componentes en una red.
 Malla: Todos los equipos están conectados entre sí, lo
cual proporciona redundancia entre todos los enlaces.
Ofrece varias ventajas sobre otras topologías como su
robustez. Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema.
 Bus: Los equipos de una red están unidos a un cable
continuo, o segmento, que los conecta en línea recta. Un
problema en el cable usualmente degrada toda la red.

11.  Estrella: Cada dispositivo solamente tiene un
enlace punto a punto dedicado con el
controlador central, habitualmente llamado
concentrador. Los dispositivos no están
directamente enlazados entre sí. La topología en
estrella no permite el tráfico directo entre
dispositivos. El controlador actúa como un
intercambiador: si un dispositivo quiere enviar
datos a otro, envía los datos al controlador, que
los retransmite al dispositivo final.
 Anillo: Una topología de anillo conecta los dispositivos
de red uno tras otro sobre el cable en un círculo físico. La
topología de anillo mueve información sobre el cable en
una dirección. Las computadoras en la red retransmiten
los paquetes que reciben y los envían a la siguiente
computadora en la red.

12.  Árbol: La topología en árbol es una variante de la de
estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol están
conectados a un concentrador central que controla el
tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se
conectan directamente al concentrador central. La
mayoría de los dispositivos se conectan a un
concentrador secundario que, a su vez, se conecta al
concentrador central.

13. Un sistema de archivos distribuidos permite el acceso
transparente y eficiente de archivos que permanecen en
servidores remotos. Se encargan de la organización,
almacenamiento, recuperación, compartimiento y
protección de dichos archivos. Los sistemas de archivos
distribuidos se caracterizan por:
• Permiten al usuario acceder a sus archivos desde
diferentes máquinas
• La mayoría de los archivos suelen ser de menos de 1 GB,
aunque también permiten compartir archivos de gran
tamaño.
• Permite a los usuarios del sistema compartir archivos
entre ellos.
• La mayoría de sistemas soportan que los usuarios
accedan a ellos desde distintos SO y de diverso hardware.
• Al ser transparente los usuarios desconocen la ubicación
física del archivo.