Nombrando Entidades Nombres Direcciones Identificadores Espacio de Nombres Resolución de Nombres Mecanismo de Cierre Ligamiento Montaje

Nombrando Entidades

Nombres

Direcciones

Identificadores

Espacio de Nombres

Resolución de Nombres

Mecanismo de Cierre

Ligamiento

Montaje

Nombrando Entidades

Nombres

• Definición: Un nombre en un sistema distribuido es un conjunto de caracteres o bits que representan a una entidad.

• Las Entidades pueden ser operadas.

• Ejemplo:

Nombre

Entidad

“Impresora”

Interfaz Donde se puede Operar

Nombrando Entidades

Nombres

• Existe un tipo importante de nombres, denominados Nombres

Humanos. Consisten en nombres destinados a ser utilizados por los

seres humanos.

•Ejemplos:

• Nombres de archivo

• Nombres de las Variables en un Código.

Nombrando Entidades

Direcciones

• Punto de Acceso:

Consiste en una entidad especial, cuyo nombre se denomina Dirección, y siempre esta asociada a una entidad. Es decir, el punto de acceso representa la dirección del cual se puede acceder la entidad al cual esta asociado.

• Una entidad puede tener asociado varios puntos de acceso.

• Ejemplo:

Nombre

Entidad

“Host” 255.255.255

Punto de Acceso

Nombrando Entidades

Direcciones

• Una entidad puede cambiar su punto de acceso; es decir, es asociada a un punto de acceso diferente.

• Ejemplo:

“Host” “Host”

255.255.255 100.100.100

“Servidor Manejador de Peticiones FTP”

Nombre Independiente de la Localidad

Nombrando Entidades

Identificadores

• Definición: Un identificador es un nombre que cumple con las siguiente propiedades:

• Representa a lo sumo una entidad.

• Cada entidad es representada por a lo sumo un identificador.

• Siempre se refiere a la misma entidad.

• Con el uso de Identificadores se puede representar a entidades sin ambigüedades.

• Ejemplos: Numero de cedula de una entidad “Persona”, y el RIF de una entidad “Empresa”.

Nombrando Entidades

Espacio de Nombres

• Definición: Los nombres en un sistema distribuido se organizan en lo que se llama un Espacio de Nombres.

• Se representa mediante un grafo dirigido que reúne el conjunto de las entidades de un sistema distribuido. Por lo tanto cada nodo tiene asociado un identificador.

• En dicho grafo pueden haber 3 tipos de nodos:

• Nodo Terminal: Representa una entidad nombrada y tiene la propiedad de no tener sucesor alguno.

• Nodo Directorio: Representa una entidad nombrada y tiene la propiedad de tener uno o mas sucesores.

• Nodo Raíz: Nodo con la propiedad de no tener antecesor alguno. Por simplicidad se debería tener un solo nodo raíz.

Nombrando Entidades

Espacio de Nombres

• Cada nodo tiene asociado una etiqueta y un identificador asociado a la entidad que representa.

• Cada nodo directorio tiene asociado una tabla que contiene los pares (etiqueta,identificador) de cada uno de sus sucesores.

• Ejemplo:

N5 N6N9

N4

N1 N2

N3 N8

N0bin

java

javac javax

config

home

Maverick

File0

Nodo Terminal

Nodo Directorio

N1: “bin”

N2: “home”

Nombrando Entidades

Espacio de Nombres

• Cada ruta en el grafo puede ser representada por una secuencia de etiquetas que corresponden a los nodos por los cuales ella atraviesa.

• Cada ruta puede ser relativa o absoluta.

• Ejemplo:

N5 N6N9

N4

N1 N2

N3 N8

N0bin

java

javac javax

config

home

Archivo1

N0:<N2,N8,N9>

Maverick

N3:<N6> Ruta Relativa

Ruta Absoluta

Nombrando Entidades

Espacio de Nombres

• Pueden haber 2 tipos de nombres en el grafo:

• Nombre Global

• Nombre Local

• Ejemplo:

N5 N6

N7

N9

N1 N2

N3 N8

N0bin

java

javac javax

home

Andross

Archivo1

Maverick

Archivo1

N4

Nombres Locales

Nombre Global

Nombrando Entidades

Resolución de Nombres

• Definición: Dado una ruta, al proceso de obtener el contenido del nodo que dicha ruta apunta, se le denomina Resolución de Nombres.

• Ejemplo: Dado la ruta N0:<N2,N8,N9>,

N7

N9

N2

N8

N0home

Andross

Archivo1

Maverick

Archivo1

N4

N1: “bin”

N2: “home”

N1

bin

N7: “Andross”

N8: “Maverick”

N9: “Archivo1”

La ruta original queda resuelta a

“/home/Maverick/Archivo1”

Nombrando Entidades

Mecanismo de Cierre

• Definición: Mecanismo que indica donde se debe comenzar el proceso de resolución de nombres y como se debe hacer.

• Ejemplo:

El mecanismo de cierre asegura que los nombres locales siempre se resuelven en el nodo directorio asociado a ella.

N7

N9

N2

N8

N0home

Andross

Archivo1Archivo1

N4

Maverick

Nombrando Entidades

Ligamiento

• Un Alias consiste en el uso de otro nombre para una entidad.

• Ejemplos:

Las variables de entorno que se usan en Windows tal como:

Classpath = C:\Archivos de programa\Java\clases

Nombrando Entidades

Ligamiento

• Hay 2 maneras de representar un alias en el grafo:

1) Permitir que varias rutas resuelvan al mismo nodo.

Ejemplo:

N5 N6

N7

N1N2

N3

bin

java

javac javax

home

Maverick

Archivo1

N4

N0

Archivo1

Ruta original:


Ruta Añadida:

“/bin/java/Archivo1”

“Hard Links”

Nombrando Entidades

Ligamiento

• Hay 2 maneras de representar un alias en el grafo:

2) Utilización de “Symbolic Link”

Ejemplo:

N5

N7

N1N2

N3

bin

java

Archivo1

home

Maverick

Archivo1

N4

N0 Se dice que

“N5 es un link simbólico a N4”


Nombrando Entidades

Montaje

• El proceso de resolución de nombres también puede ser utilizado

para unir diferentes espacios de nombres.

• Un “Mount Point” es un nodo directorio que en su tabla contiene

una entrada que hace referencia a un nodo en otro espacio de

nombres.

• Un “Mounting Point” consiste en el nodo que esta siendo

referenciado por algún nodo en otro espacio de nombres.

Nombrando Entidades

Montaje

• Ejemplo:

L7

L2

L0home

Andora

L4

code.cpp

Espacio de Nombres Foráneo EN2

N7

N9

N2

N8

N0home

Andross

Archivo1

N4

Archivo1

Maverick

Espacio de Nombres EN1

N9:”Archivo1”

L4:”code.cpp”

“Mount Point”“Mounting Point”

Nombrando Entidades

Montaje

• Considere un par de espacios de nombres que se encuentran

distribuidos en diferentes máquinas. Si se desea montar un “mount

point” en EN1 que haga referencia a EN2, se necesita:

• El nombre de un protocolo de acceso

• El nombre de la maquina que maneja EN2.

• El nombre del mounting point en el espacio de nombres

foráneo, EN2.

Nombrando Entidades

Montaje

• Ventaja del uso del Montaje:

N7

N9

N2

N8

N0home

Andross

Archivo1

N4

Archivo1

Maverick

N9:”Archivo1”

L4:”code.cpp”

>>cd /home/Maverick

>>ls –l

>>Archivo1 code.cpp

L7

L2

L0home

Andora

L4

code.cpp

Implementación de un Espacio de Nombres

(Name Space)

Distribución de un Espacio de Nombres

Cheriton y Mann (1989) Capa global: Está formada por el nodo raíz y sus nodos hijos.

Los nodos pertenecientes a esta capa se caracterizan por su estabilidad, dado que sus tablas de directorio cambian poco. estos nodos pueden representar organizaciones o grupo de organizaciones.

Capa Administrativa: Está formada por nodos directorio que juntos son manejados dentro de una organización. ellos se caracterizan porque ellos representan grupos de entidades que pertenecen a la misma organización o unidad de administración.

Capa Directiva: Está formada por nodos que cambian con regularidad. Su principal característica es que dichos nodos no son mantenidos solo por administradores del sistema, sino también por usuarios finales; Ya que esta capa contiene los directorios y archivos de dichos usuarios.

Distribución de un Espacio de Nombres – Ejemplo:

Distribución de un Espacio de Nombres

ITEM GLOBAL ADMINISTRATIVA

DIRECTIVA

Escala geográfica de la red

Mundial Organización Departamento

Numero total de nodos Pocos Muchos Números vastos

Tiempo de respuesta Segundos Milisegundos Inmediato

Propagación de actualizaciones

Floja Inmediata Inmediata

Numero de replicas Muchas Ninguna o pocas Ninguna

Caching del lado del cliente

Si Si A veces

Implementación de Resolución de Nombres

La distribución del Espacio de nombres a través de muchos servidores de nombres afecta la implementación de Resolución de Nombre. Dos métodos:

Resolución de nombres iterativa Resolución de nombres recursiva

Resolución de nombres iterativa

Resolución de nombres recursiva

Resolución de nombres recursiva

Iterativo Vs. Recursivo

El Domain Name System (DNS)

DNS es uno de los mas grandes servicios de naming distribuidos usados en la actualidad.

Es utilizado principalmente para conocer direcciones de hosts y de servidores de correos.

El Espacio de Nombres de DNS

Esta organizado jerárquicamente como un árbol con raíz. Una etiqueta es un String (case-insensitive) de caracteres alfanuméricos. Con un largo máximo de 63 caracteres.

El largo máximo de un nombre de camino completo no puede exceder los 255 caracteres.

La representación de un nombre de camino consiste de una lista de etiquetas separadas por puntos, comenzando con la que se encuentra mas a la derecha.

Como cada nodo en el espacio de nombres de DNS tiene exactamente un solo arco entrante (excepto la raíz que no tiene ninguno) la etiqueta del arco que llega al nodo se usa como nombre del nodo.

Un subárbol se denomina Dominio El camino al nodo raíz es denominado Nombre del

Dominio. El contenido de un nodo esta formado por una colección

de "registros de recursos"

baraka.ldc.usb.ve.

Registros de recursos

Implementación de DNS La implementación de DNS es muy similar a lo descrito

anteriormente. En esencia este servicio puede ser dividido en una capa global y una capa de administración. la capa de manejo esta formada por sistemas de archivos locales, esta no es formalmente parte de DNS y por lo tanto no es manejada por dicho servicio.

Cada zona es implementada por un servidor de nombres, el cual es siempre replicado para mayor disponibilidad. Los cambios en una zona especifica son manejados por el servidor de nombres primario. Los cambios se realizan modificando la base de datos local de DNS del servidor primario. Los servidores de nombre secundarios no acceden a la base de datos directamente, sino que solicitan al servidor primario que transfiera su contenido.

Una base de datos de DNS es implementada como una pequeña colección de archivos , de los cuales el mas importante contiene todos los registros de recursos de todos los nodos de una zona particular.

Esto permite que los nodos sean identificados simplemente a través de su nombre de dominio.

Base de Datos de DNS

Entidades Móviles

Los mecanismos de resolución de nombres vistos hasta ahora se utilizan para entidades “fijas”, y no soportan

asociaciones de nombre-dirección que cambian periódicamente

Naming vs. Locating Entities

Tipos de nombres Nombre “amistoso” humano Identificadores Direcciones

DNS Nombre “amistoso” humano Dirección


cs.vu.nl

ftp

cs.unisa.edu.au

ftp


cs.vu.nl

ftp

Naming vs. Locating Entities Soluciones

Guardar la dirección de la nueva maquina

DNS cs.vu.nl

ftp.cs.unisa.edu.au ftp.cs.berkely.edu …

Naming vs. Locating Entities Soluciones (continuación)

Guardar el nombre de la nueva maquina

DNS cs.vu.nl ftp.cs.unisa.edu.au

ftp.cs.berkely.educs.unisa.edu.au

ftp

ftp


nombre nombre nombrenombre

dirección dirección direccióndirección


nombre nombre nombrenombre

dirección dirección direccióndirección

identificador

Servicio de nombres

Servicio de localización

Soluciones Simples

Broadcasting y Multicasting Apuntadores: cadena de pares

stub - scion

Broadcasting y Multicasting

Quien es “X”?

A

B

X

Principio usado enAddress Resolution Protocol (ARP)

Apuntadores: pares (stub, scion)

Proceso P2

Proceso P1

Proceso P3

Proceso P4

Usado en SSPC (Stub Scion Pairs Chains)

Apuntadores: pares (stub, scion)

Proceso P1

Proceso P2

Proceso P3

Provee un mecanismo para cortar la cadena

Home-Based Approaches

Broadcasting y Multicasting díficiles de implementar eficientemente en grandes escalas de redes donde largas cadenas de apuntadores introducen problemas de desempeño y son suceptibles a enlaces rotos

Solución home location

Ejemplo

1. Manda paquete a la ubicación “home” del host

2. Retorna dirección de ubicación actual

3. Desvío del paquete

a la ubicación actual 4. Manda próximos paquetes a la ubicación actual

Ubicación actual del host

Ubicación “home” del host

Ubicación del cliente

Aproximaciones de jerarquía Mecanismo general

La red está dividida en un conjunto de dominios similar a la organización del DNS

Hoja del dominio, contenida en S

Raíz de T Nivel tope del dominio T

Nodo del dominio

Subdominio Sde T

Aproximaciones de jerarquía

Mecanismo general (Continuación…) Cada entidad es representada por un

“record de ubicación” en el nodo En una hoja se almacena la

dirección actual de la entidad En los niveles externos se guarda un

apuntador al nodo del nivel inferior que contiene la entidad

Ejemplo: Búsqueda de ubicación

Pedido de búsqueda

Dominio D

El nodo no tiene record de E, la petición es mandada al padre

M

El nodo conoce a E, la petición es mandada al hijo

Ejemplo: Actualización

Pedido de inserción

Dominio D

El nodo no tiene record de E, la petición es mandada al padre

M

El nodo conoce a E, la petición no se vuelve a enviar

Ejemplo: Actualización (cont.)

El nodo crea el recordy guarda la dirección

M

El nodo crea el recordy guarda el apuntador

Pointer Caches

En servicios de nombramiento tradicionales, el mapping entre el nombre y la dirección se asume que es estable

Caching solamente es efectivo si la data guardada raramente cambia

Ejemplo: Caching a reference

Cached pointers

Dominio D

E se mueve regularmenteentre dos subdominios

Scalability Issues

Problema sin ninguna medida especial, la raíz puede ser requerida para manejar muchas búsquedas y actualizaciones, lo cual producirá enbotellamiento

Solución particionar la raíz y otros nodos de alto nivel en subnodos distribuir los nodos uniformemente a lo largo de la red

Ejemplo: Usuario móvil

Subnodo de la raíz, responsable de atender requerimientos de E

Alternativo, y mejor opción para atender requerimientos de E

El cliente pide la

dirección actual de E

Ruta alterna parala búsqueda delrequerimiento

Dominio donde reside E actualmente

Ruta actual de la búsqueda delrequerimiento

Entidades No Referenciadas El problema de las entidades no

referenciadas “Broken links” en Internet Referencias Cíclicas Referencias Inalcanzables

Ref. Alcanzables

Ref. Cíclicas

Ref. Inalcanzables

Entidades No Referenciadas

Problemas a Resolver Localización de entidades no referenciadas Eliminación de entidades Fallas en las conexiones y redes

Solución Recolector de Basura (Garbage Collector)


Conteo de Referencias

Proceso PEsqueleto

Objeto O


Problemas Pérdida/Duplicación de Mensajes

Proceso PEsqueleto

Objeto O

El proxy p fue contado dos veces

Se pierde el ACK


Problemas (continuación) Condición de Carrera

P1 envía una referencia a P2

P1 elimina la referencia a O

P2 informa a O que tiene una referencia

P1 “avisa” a O que va a enviar una referencia

P1 elimina la referencia a O

P1 envía una referencia a P2

O confirma la referencia a P2

O ya fue eliminado

Tiempo Tiempo


Conteo de Referencias con peso

Peso TotalPeso

Parcial

Esqueleto Objeto O Peso

Parcial del proxy

Proceso P

Peso parcial del objeto divido a la mitad



Proceso P2P2 obtiene la mitad del peso del proxy de P1P1 pasa la

referencia a P2

El peso parcial del esqueleto no se modifica

Proceso P1



Proceso P2Proceso P1

P1 no tiene peso y crea un esqueleto adicional

Peso Total

Peso Parcial

El objeto no tiene peso parcial

P2 referencia al objeto o través de P1


Conteo de Referencias con generaciones

Proceso P1

Proceso P2

P1 pasa la referencia a P2

Contador de copias

Generación

El objeto posee una tabla con cantidad de copias por generación


Conteo de Referencias con generaciones Al eliminar una referencia, el esqueleto recibe el número de copias numCopia y de generación gen G[gen] -1 G[gen+1] + numCopia

Lista de Referencias

Definición Operaciones Idempotentes Ventajas


Definición Es una estructura que tiene cada

proxy que mantiene los proxies que apuntan hacia éste.

En vez de contar las referencias se mantiene una lista explicita de los proxies incidentes.


Operaciones Idempotentes Agregar Agregar un proxie ya listado a la

lista de referencia no tiene efecto. Eliminar Eliminar un proxie ya borrado de la

lista no tiene efecto.


Operaciones Idempotentes El agregar por primera vez debe

ser cuidadosa. Ejemplo.


Ventajas Facil de mantener la lista en caso

de fallas, el esqueleto chequea de vez en cuando que las referencias estén vivas.

Puede escalar mas fácilmente


Desventajas Si la lista es muy grande, puede

que no escale muy bien. Una solución es que se limite la

cantidad de tiempo que estará una referencia en la lista.

Identificando Entidades Inalcanzables

Marcado Ingenuo (Naive Tracing) Marcado en Grupos

Entidades Inalcanzables

Marcado Ingenuo. Recordando mark-and-sweep. “Stop the world”. Mark-and-sweep modificado.

(algoritmo de los tres colores). Emerald.


Marcado Ingenuo Ventaja: Se logran eliminar las

entidades que no son alcanzables desde el conjunto raíz

Desventajas: durante el proceso de marcado y borrado el grafo no puede cambiar.


Marcado en grupos Consiste en dividir y conquistar Cuando los sub-problemas son

combinados. Ventaja: Reduce el overhead Desventaja: Cuando se combinan

los sub-problemas.

Preguntas

Documents

Nombrando Entidades Nombres Direcciones Identificadores Espacio de Nombres Resolución de Nombres Mecanismo de Cierre Ligamiento Montaje