Modelos y Arquitecturas Distribuidas

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Modelos y Arquitecturas Distribuidas
Introducción
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Conceptos de Sistemas Distribuidos

• Objetivo Necesidad de compartir Información
  entre diferentes Organizaciones integrando
  Hardware (diferentes arquitecturas) y Software
  (diferentes Sistemas Operativos y Lenguajes de
  Programación) con el propósito de resolver
  problemas en común.
• Arquitectura Cliente-Servidor.
• Transparencia. Sistema funcione de forma similar
  en todos los puntos de la red, independientemente
  de la ubicación del usuario.
• Eficiencia.
• Integración de Aplicaciones.
• Computación Distribuida.
• Compartir recursos.
• Distribución de carga.
• Ejecución de Aplicaciones en ambientes más
  adecuados.
• Fiabilidad.
• Comunicación.
• Costo.
• Disponibilidad.

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Sistemas Distribuidos Objetivos de Diseño

• Heterogéneo Redes, máquinas, sistemas
  operativos, lenguajes de programación e
  implementaciones.
• Abierto Especificación, documentación y
  publicación de los interfaces de los componentes
  clave.
• Seguro Autenticación, control de acceso,
  confidencialidad, ...
• Escalable Facilidad para incrementar el número
  de componentes y recursos.
• Controlable en fallos Detección, tolerancia,
  recuperación y redundancia.
• Concurrente Compartición de recursos entre
  usuarios.
• Transparente Componentes integrados .

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Evolución de la Arquitectura de los Sistemas
Informáticos
C/S 2 capas
C/S 3 capas
Sistemas Monolíticos
Presentación
Presentación
Negocio
Presentación
Negocio
Negocio
Negocio
Datos
Datos
Datos
BD
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Niveles de Servicio Software y Hardware
Aplicaciones y Servicios
MiddleWare
Servicios Específicos CORBA, RMI, DCOM, ...
Sistema Operativo
Plataforma
Hardware Computador y red
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Objetos-Distribuidos

• Características
• Uso de un Middleware Nivel de abstracción para
  la comunicación de los objetos distribuidos. Este
  oculta
• Localización de objetos.
• Protocolos de comunicación.
• Hardware de computadora.
• Sistemas Operativos.
• Lenguaje de Programación.
• Modelo de objetos distribuidos Describe los
  aspectos del paradigma de objetos que es aceptado
  por la tecnología Herencia, Interfaces,
  Excepciones, Polimorfismo, ...
• Recolección de basura local y distribuida
  (Garbage Collection) Determina los objetos que
  no están siendo usados para a liberar recursos
  como la memoria.

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El Modelo Cliente - Servidor

• Arquitectura de sistema distribuido
• - Clientes que dan acceso a usuarios a los
  servicios.
• - Servidores contienen información, servicios,
  etc.
• Cliente y Servidor son roles en una aplicación.
• - Una máquina puede ser cliente en un servicio y
  servidor en otro.
• Muy extendido en programación distribuida.

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Arquitecturas de Componentes Cliente/Servidor

• Modelos Clientes Servidor Orientados a
• Funciones Sockets.
• Implementación costosa.
• Orientado a funciones.
• Remote Procedure Calls (RPC).
• No soporta objetos explícitamente.
• Objetos (Componentes Distribuidos)
• Microsoft Distributed Component Object Model
  (DCOM)
• Menos maduro, menos portable y además
  propietario.
• Java Remote Method Invocation (RMI)
• Solo para JAVA.
• Common Object Request Broker Architecture (CORBA)
  de la OMG.
• Multiplataforma, multilenguaje, ...
• JINI, Enterprise JavaBeans.
• Programación Orientada a Objetos.

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Sockets y Acceso a Servicios
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Programación con Sockets
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RPC Llamada a Procedimiento Tradicional
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RPC Programa Distribuido
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RPC Modelo Procedural en Sistemas Distribuidos
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RPC y el Modelo OSI
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Llamada Remota a Procedimiento
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Programación en RPC
Fuente IDL
Compilador IDL
Stub Servidor
Cabecera
Stub Cliente
Fuente Cliente
Fuente Servidor
Compilador
Compilador
Run Time Library RTL
Run Time Library RTL
Objeto Cliente y Stub
Objeto Servidor y Stub
Linker
Linker
Ejecutable
Ejecutable
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Computación Distribuida Orientada a Objetos
Ventajas
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Modelo Cliente Servidor con Objetos Distribuidos
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Arquitectura de Java RMI
Capa de Aplicación
Objeto Servidor
Objeto Cliente
Capa de Representantes Proxy
Stub
Skeleton
Capa de RMI
Referencia Remota
Referencia Remota
Capa de Protocolo de Comunicación (TCP/IP)
Transporte
Transporte
Protocolos de Bajo Nivel
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Procesamiento de una Llamada
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Comunicación entre el Cliente y el Servidor
Objeto Servidor
Objeto Cliente
Stub
Skeleton
Solicitud Cliente
Referencia Remota
Respuesta Servidor
Referencia Remota
Transporte
Transporte
Protocolos de Bajo Nivel
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RMI Mecanismo de Comunicaciónentre Stub y
Skeleton
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CORBA (Common ObjectRequest Broker Architecture)

• CORBA Arquitectura Común para la Mediación de
  Solicitudes entre Objetos) Comunicación entre
  objetos remotos heterogéneos, independientemente
  del lenguaje de implementación de los objetos
  clientes y servidores, de la ubicación de los
  servicios, del sistema operativo, etc..
• Respuesta del OMG (Object Management Group) en
  1990 a las necesidades actuales de
  interoperabilidad entre productos hardware y
  software. Agrupa a mas de 700 empresas.
• Estándar de arquitectura abierta para la
  especificación del aspecto y la interoperabilidad
  de componentes y objetos. Asimismo, define un
  extenso conjunto de servicios distribuidos.

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Arquitectura Referencial de OMG
Interfaces De Aplicación
Interfaces De Dominios
Facilidades Comunes
CORBA Object Request Broker (MiddleWare)
Servicios de Objectos
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La Arquitectura CORBA
Objeto Cliente
Objeto Servidor
DII Dynamic Invocation
IDL Stub
ORB Interface
IDL Skeleton
DSI Dynamic Skeleton
Object Adapter (OA/POA)
ORB (IIOP)
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IDL (Interface Definition Language)

• CORBA incorpora un lenguaje de definición de
  interfaces (IDL)
• Independiente del lenguaje de implementación.
• Mapea hacia los lenguajes de programación
  habituales.
• Los ORBs llevan incorporados su traductor de IDL
  a los lenguajes de implementación soportados.

Ada
Delphi
C
C
Java
SmallTalk
IDL
Object Request Broker (ORB)
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OMA

• Object Management Architecture.
• Arquitectura de referencia sobre cual se pueden
  definir aplicaciones distribuidas sobre un
  entorno heteregéneo. CORBA es la tecnología
  asociada a esta arquitectura genérica.
• Formalmente está dividida en una serie de
  modelos
• Modelo de Objetos.
• Modelo de Interacción.
• ...

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Arquitectura de DCOM (Distributed Component
Object Model) de Microsoft
Server
COM class
Client
Object COM Proxy
Library
Implementation
Object COM Stub
Library
Interface Stub
Interface Stub
Marshaling/ Demarshaling
SCM
SCM
Service Control Manager
Object eXporter IDentifier
Registry
Registry
OXID Object
Microsoft RPC
Oxid Resolver
Oxid Resolver
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Presentación en Tres Niveles
Basic Programming Architecture
Remoting Architecture
DCOM Architecture
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Remoting Architecture
Service control manager
COM library
Component server
Client
Class factory
Registry
Proxy
Stub
RPC channel
Component
Interface proxy
Interface stub