Teleproceso Avanzado

Sistemas DistribuidosAdministracin de la configuracin para sistemas de informacin distribuidos.

Ing. Carlos Guzmn C.

Componentes del sistemaFsico (hardware): constituye el hardware del sistema informtico y se encuentra distribuido en el ordenador, los perifricos y el subsistema de comunicaciones.

Lgico (software): est constituido por los conjuntos de instrucciones escritas en lenguajes especiales, y organizadas en programas, que hacen que el sistema fsico pueda trabajar realizando diferentes tareas sobre los datos, unas de tipo genricas y otras especficas.

Componente humano: constituido por las personas que participan en la direccin, diseo, desarrollo, implantacin de un sistema informtico. Conceptos del hardwareSe han propuesto diversos esquemas de clasificacin para los sistemas de cmputo con varios CPU, segn Flynn(1972)se consideran dos caractersticas esenciales:

El nmero de flujo de instrucciones, y el nmero de flujos de datos.

Y se clasifican en:

SISD (Single Instruction, Single Data)SIMD (Single Instruction, Multiple Data)MISD (Multiple Instruction, Single Data)MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)

Conceptos del hardwareSISD (Single Instruction, Single Data):

Una computadora con un flujo de instrucciones y uno de datos.Todas las computadoras tradicionales de un procesadorCaen dentro de esta categora.

Conceptos del hardwareSIMD (Single Instruction, Multiple Data): Un flujo de instrucciones y varios flujos de datos. Este tipo se refiere a ordenar procesadores con unidad de instruccin que busca una instruccin y despus instruye a varias unidades de datos para que la lleven a cabo en paralelo, cada una con sus propios datos.

Conceptos del hardwareSIMD (Single Instruction, Multiple Data): Un flujo de instrucciones y varios flujos de datos. Este tipo se refiere a ordenar procesadores con unidad de instruccin que busca una instruccin y despus instruye a varias unidades de datos para que la lleven a cabo en paralelo, cada una con sus propios datos.

Conceptos del hardwareMISD (Multiple Instruction, Single Data):Un flujo de varias instrucciones y un flujo de datos.

Conceptos del hardwareMIMD (Multiple Instruction, Multiple Data):

Un grupo de computadoras independientes, cada una con su propio contador del programa y datos. Todos los sistemas distribuidos son MIMD.

Conceptos del hardwareMIMD (Multiple Instruction, Multiple Data):

Las computadoras MIMD se clasifican en dos grupos:

Multiprocesadores: memoria compartida.

Multicomputadoras: cada maquina tiene su propia memoria.

Conceptos del hardwareMultiprocesadores con base en busesLos multiprocesadores con base en buses constan de cierta cantidad de CPU, conectados a un bus comn, junto con un mdulo de memoria. Una configuracin sencilla consta de un plano de base de alta velocidad o tarjeta madre, en el cual se pueden insertar las tarjetas de memoria y el CPU.

Conceptos del hardwareMultiprocesadores con conmutador

Para construir un multiprocesador con ms de 64 procesadores, es necesario un mtodo distinto para conectar cada CPU con la memoria. Una posibilidad es dividir la memoria en mdulos y conectarlos a las CPU con un conmutador de cruceta, cada CPU y cada memoria tiene una conexin que sale de l.Conceptos del hardwareMulticomputadoras con base en buses

Por otro lado, la construccin de una multicomputadora es fcil. Cada CPU tiene conexin directa con su propia memoria local. El nico problema restante es la forma en que los CPU se comunicarn entre s. Es claro que aqu tambin se necesita cierto esquema de interconexin, pero como slo es para la comunicacin entre un CPU y otroConceptos del hardwareMulticomputadoras con conmutador

Se han propuesto y construido varias redes de interconexin, pero todas tienen la propiedad de que cada CPU tiene acceso directo y exclusivo a su propia memoria particular. Conceptos del hardwareOtro aspecto de la clasificacin considera el acoplamiento entre los equipos:

Sistemas fuertemente acoplados:El retraso al enviar un mensaje de una computadora a otra es corto y la tasa de transmisin es alta.Generalmente se los utiliza como sistemas paralelos.

Sistemas dbilmente acoplados:El retraso de los mensajes entre las mquinas es grande y la tasa de transmisin es baja.Generalmente se los utiliza como sistemas distribuidos.

Generalmente los multiprocesadores estn ms fuertemente acopladosque las multicomputadoras.Conceptos de softwareSe puede distinguir dos tipos de sistemas operativos: los dbilmente acoplados y los fuertemente acoplados.

El software dbilmente acoplado permite que las mquinas y los usuarios de un sistema distribuido sean independientes entre s en lo fundamental, pero que interacten en cierto grado cuando sea necesario.En el software fuertemente acoplado el programa de aplicacin y el sistema operativo necesario para soportarlo, estn muy acoplados.

Conceptos de softwareSistemas Operativos de redLos Sistemas Operativos de red permiten a los usuarios en estaciones de trabajo independientes la comunicacin por medio de un sistema compartido de archivos, pero dejan que cada usuario domine su propia estacin de trabajo.

Sistemas realmente distribuidosLos sistemas operativos distribuidos convierten toda la coleccin de hardware y software en un sistema integrado, muy parecido a un sistema tradicional de tiempo completo.

Sistemas de multiprocesador con tiempo compartidoLos multiprocesadores con memoria compartida tambin ofrecen la imagen de nico sistema, pero lo hacen mediante la va de centralizar todo, por lo que en realidad, este caso es un sistema. Los multiprocesadores con memoria compartida no son sistemas distribuidos.

Ventajas y desventajas del SDVentajas

Economa: es la razn nmero uno de la tendencia hacia los sistemas distribuidos ya que estos sistemas tienen en potencia una proporcin precio/desempeo mucho mejor que la de un sistema centralizado.

Velocidad: un sistema distribuido puede tener mayor poder de cmputo que una mainframe.

Distribucin inherente: otra razn para la construccin de un sistema distribuido es que ciertas aplicaciones son distribuidas en forma inherente; es decir, algunas aplicaciones utilizan mquinas que estn separadas a cierta distancia.

Ventajas y desventajas del SDVentajas

Confiabilidad: un sistema distribuido ofrece mayor confiabilidad: al distribuir la carga de trabajo en muchas mquinas, la falla de un circuito descompondr a lo ms una mquina y el resto seguir intacto.

Crecimiento por incrementos: si se necesita aadir poder de cmputo a la compaa, con un sistema distribuido, podran aadirse slo ms procesadores al sistema, lo que permite un desarrollo gradual conforme surjan las necesidades.

Ventajas y desventajas del SDDesventajas

Software: No hay mucha experiencia en el diseo, implantacin y uso del software distribuido, adems existe poco software para los sistemas distribuidos en la actualidad.

Redes: Una vez que el sistema llega a depender de la red, la prdida o saturacin de sta puede negar algunas de las ventajas que el sistema distribuido deba conseguir.

Seguridad: si las personas pueden tener acceso a los datos en todo el sistema, entonces tambin pueden tener acceso a datos con los que no tienen nada que ver.

Sistema distribuido vs Sistema centralizado.Sistemas centralizados

Ventajas:Un punto de control: Mayor control de seguridad y proteccin de la informacin en un solo punto.Fcil de mantener: Empresa con muchos cambios de requerimientos. Fcil despliegue de los cambios. Soporte en un solo punto.Tomas de decisiones: Esta arquitectura es primordial en las tomas de decisiones centralizadas, en otro punto llamado de lgica de negocio de la empresa centralizada.

Sistema distribuido vs Sistema centralizado.Sistemas centralizados

Desventajas:Interfaz de usuario poco llamativo: Por el uso de la red amplia, se evita tener pantalla con imgenes. Debe controlar el uso de ancho de banda de la red.Velocidad de repuestas lenta: dependiendo la conexin de la red a la central.Debe haber mecanismo de respaldo o copia del sistema centralizada en caso de contingencia muy estricta, muere el sistema central, muere el sistema a nivel general.Crecimiento depende de los equipos que lo soporta: Si la empresa crece en forma exponencial por ejemplo, el equipo debe ser cambiado al no tener estos estudios de crecimiento o la actualizacin de equipo debe ser constante.

Sistema distribuido vs Sistema centralizado.Sistemas distribuidos

Ventajas:Aumenta la confiabilidad al sistema. Esta arquitectura tiene redundancia, al fallar uno de los sistemas, las dems siguen funcionando.Crecimiento de la empresa es soportable. Se realiza tantas copias del sistema en diferentes nuevos lugares geogrficos.Tomas de decisiones locales. La lgica de negocio y las tomas de decisiones en cada lugar es independiente uno del otro.Distribucin de datos. No estn centralizados los datos de la empresa. Si la lgica de negocio en tener datos locales en las tomas de decisiones es factible, si no, irse a un sistema centralizado.Uso de ancho de banda local. Permite tener interfaz muy amigable o vistosa. Solo se consume el ancho de la banda de una red local.Velocidad de respuesta rpida, si los datos estn en la red local.

Sistema distribuido vs Sistema centralizado.Sistemas distribuidos

Desventajas:Soporte local de la tecnologa. Cada lugar geogrfico debe tener su personal que soporte tecnolgicamente esta arquitectura.Una mala distribucin de los datos, es peor que un sistema centralizado, uso en exceso de la red amplia.Costo y complejidad del SW.Costo en llevar los cambios del SW a cada lugar, en caso de mantenimiento.Integridad de los datos es ms difcil de controlar.Uso de otra rea de la tecnologa, SW de seguridad, proteccin y de redes.

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas Multiprocesador

El modelo ms simple de un sistema distribuido es un sistema multiprocesador donde el software est formado por varios procesos que pueden (aunque no necesariamente) ejecutarse sobre procesadores diferentes. Este modelo es comn en sistemas grandes de tiempo real. Estos sistemas recogen informacin, toman decisiones usando esta informacin y envan seales para modificar el entorno del sistema.

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas ClienteServidor

En una arquitectura cliente-servidor, una aplicacin se modela como un conjunto de servicios proporcionados por los servidores y un conjunto de clientes que usan estos servicios.

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas ClienteServidor 2 Capas

La arquitectura cliente-servidor ms simple se denomina arquitecturacliente-servidor de dos capas. Se organiza como un servidor (o mltiples servidores idnticos) y un conjunto de clientes. En la arquitectura cliente/servidor de dos capas pueden ser de dos tipos:

Modelo de cliente ligero (thin-client). Ac todo el procesamiento de las aplicaciones y la gestin de los datos se lleva a cabo en el servidor. Modelo de cliente rico (fat-client). En este modelo, el servidor solamente es responsable de la gestin de los datos.

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas ClienteServidor 3 Capas

La arquitectura cliente-servidor de tres capas podemos ver los procesoslgicamente separados, que se ejecutan sobre procesadores diferentes.Sus capas de denominan:

Capa de presentacinCapa de procesamientoCapa de gestin de datos

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas ClienteServidor 3 Capas

Un sistema bancario por Internet es un ejemplo de una arquitectura cliente-servidor de tres capas. La base de datos de clientes del banco (usualmente ubicada sobre una computadora mainframe) proporciona servicios de gestin de datos; un servidor web proporciona los servicios de aplicacin tales como facilidades para transferir efectivo, generar estados de cuenta, pagar facturas, y as sucesivamente. La propia computadora del usuario con un navegador de Internet es el cliente.

Arquitectura de sistemas distribuidos Arquitecturas de Objetos Distribuidos

Los objetos pueden distribuirse a travs de varias computadoras en una red y comunicarse a travs de middleware. A este middleware se lo denomina intermediario de peticiones de objetos. Su misin es proporcionar una interfaz transparente entre los objetos. Proporciona un conjunto de servicios que permiten la comunicacin entre los objetos y que stos sean aadidos y eliminados del sistema.

Arquitectura de sistemas distribuidos Arquitecturas de Objetos Distribuidos

Ventajas del modelo de objetos distribuido:Permite al diseador retrasar decisiones sobre dnde y cmo deberan proporcionarse los servicios. Los objetos que proporcionan servicios pueden ejecutarse sobre cualquier nodo de la red. Es una arquitectura abierta: permite aadir nuevos recursos si es necesario. El sistema es flexible y escalable. Pueden aadirse nuevos objetos, a medida que la carga del sistema se incrementa.Si es necesario, se puede reconfigurar el sistema, de forma dinmica, mediante la migracin de objetos a travs de la red.

Arquitectura de sistemas distribuidos Arquitecturas de Objetos Distribuidos

Desventaja del modelo de objetos distribuido:

La principal desventaja de las arquitecturas de objetos distribuidos es que son mucho ms complejas de disear que los sistemas cliente-servidor

Arquitectura de sistemas distribuidosArquitecturas Peer-to-Peer

Los sistemas peer-to-peer (p2p) son sistemas descentralizados, en los que los clculos pueden llevarse a cabo en cualquier nodo de la red y, al menos en principio, no se hacen distinciones entre clientes y servidores. En las aplicaciones peer-to-peer, el sistema en su totalidad se disea para aprovechar la ventaja de la potencia computacional y disponibilidad de almacenamiento a travs de una red de computadoras potencialmente enorme. En un sistema p2p, donde un clculo (que requiere un uso intensivo del procesador) se distribuye a travs de un gran nmero de nodos, es normal que se distingan algunos nodos cuyo papel es distribuir el trabajo a otros nodos y reunir y comprobar los resultados del clculo. Arquitectura de sistemas distribuidosArquitectura de Sistemas orientados a Servicios

Las organizaciones que quieren hacer accesible su informacin a otros programas, definen y publican una interfaz de servicio web. Esta interfaz define los datos disponibles y cmo se puede acceder a ellos. Un Servicio Web es una representacin estndar para cualquier recurso computacional o de informacin que pueda ser usado por otros programas. La esencia de un servicio, por lo tanto, es que la provisin de servicio es independiente de la aplicacin que utiliza el servicio.Arquitectura de sistemas distribuidosArquitectura de Sistemas orientados a Servicios

Las organizaciones que quieren hacer accesible su informacin a otros programas, definen y publican una interfaz de servicio web. Esta interfaz define los datos disponibles y cmo se puede acceder a ellos. Un Servicio Web es una representacin estndar para cualquier recurso computacional o de informacin que pueda ser usado por otros programas. La esencia de un servicio, por lo tanto, es que la provisin de servicio es independiente de la aplicacin que utiliza el servicio.Arquitectura de sistemas distribuidosArquitectura de Sistemas orientados a Servicios

Diferencias entre el Modelo de Servicios y los de Objetos Distribuidos: Los servicios pueden ofertarse por cualquier proveedor de servicio dentro o fuera de una organizacin.Las organizaciones pueden crear aplicaciones integrando servicios desde varios proveedores.Cloud computingEl cmputo en la nube es una tendencia tecnolgica en la que la empresa contrata a un proveedor externo para manejar ciertos procesos dentro del departamento de sistemas, reduciendo el presupuesto anual encaminado hacia este sector, al mismo tiempo que provee soluciones de manera ms eficaz y rpida.

Consta de tres componentes:

IaaS (Infraestructure as a Service, Infraestructura como Servicio), PaaS (Plataform as a Service, Plataforma como Servicio) y,SaaS (Software as a Service, Software como Servicio)Cloud computingLos sistemas distribuidos bajo el enfoque del cloud computing

Existe una gran relacin entre los Sistemas distribuidos y la nube, podemos definir la relacin de estos como: servicios de cmputo, aplicaciones, bases de datos, etc., basados en la nube, los cuales no seran ms que productos, servicios y soluciones para negocios y para consumidores ofrecidos y utilizados en tiempo real a travs de la web. Servicios como: capacidad de almacenamiento de la informacin, la movilidad de la misma y la facilidad para agregar usuarios e integrar diferentes programas de computadora a una base instalada.Cloud computingLos sistemas distribuidos bajo el enfoque del cloud computing

El beneficio ms atractivo e inmediato que ofrece la nube, es el bajo costo de despliegue de las soluciones. Bajo este modelo, la implementacin de TI pasa de ser un gasto de capital a convertirse en un gasto operativo, al utilizar un modelo "pague por uso" o "pague por usuario", este modelo le permite a las empresas que cuentan con un presupuesto de inversin tecnolgica limitado, poder agregar usuarios o servicios de forma rpida, sin tener que hacer inversiones cuantiosas en equipos y licenciasCloud computingMiddlewareCapa de software intermedio entre el cliente y el servidor. Es la capa de software que nos permiten gestionar los mecanismos de comunicaciones. Existen dos tipos:

Software intermedio general. Servicios generales que requieren todos los clientes y servidores.

Software intermedio de servicios. Software asociado a un servicio en particular.

Cloud computingCaractersticas:

Independiza el servicio de su implantacin, del sistema operativo y de los protocolos de comunicaciones.Permite la convivencia de distintos servicios en un mismo sistema.Permite la transparencia en el sistema.Modelo tradicional: Monitor de teleproceso o CICS, Tuxedo, Encina.Modelo OO: CORBA.

Muchas gracias.

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