Systèmes d'Information Répartis - INSA Lyonperso.citi.insa-lyon.fr/sfrenot/cours/SID/cours/SID10...Stéphane Frénot -MID - V.0.0.3 I-Intro 32 Transparence de la distribution •

Stéphane Frénot -MID - V.0.0.3 I-Intro 1

Introduction auMiddleware, aux systèmes distribués

et au système d'information


Système d'informations

• Ensemble des applications nécessaires au bon fonctionnement de l'entreprise

• Applications dédiées (edt)

• Applications standards (mail)

• Applications d'infrastructures (ldap)

➢ Ensemble de l'infrastructure supportant ces applications

• Machines : Clients, Serveurs, Backup...

• Réseau : ...


Mise en oeuvre du SI

• Systèmes centralisés :

– 1970-80, IBM, machine unique

– AS 400/OS 390

– Liaison série vers les postes

– Enterprise Resource Planning

• Systèmes client / serveur :

– 80-90, IBM, base de données

– NS/DK, BusinessObject, Oracle

– L'application est décomposée en une partie cliente et une partie serveur

– Le rôle du client et du serveur a largement évolué dans le temp• Client lourd (<90) : client = Affichage + traitement, serveur=Data

• Client léger (>90) : client = Affichage, serveur= traitement + Data


Un système d'information médical

• Des bases de données – Administratives

– Dossier médical

– Données médicales

• Une infrastructure réseau– Liaisons Ethernet

– Liaisons modem

• Des postes de travail– MacIntosh, PC (WIN98, PC…)

– Bureau du médecin, des infirmières…


Des applications médicales

• Gestion :– administrative

– du dossier médical

– des médicaments

– des lits

– des actes

– des examens

– du courrier électronique

– des annuaires

– …


Le système d'information

M a c I I

C o m p a t i b l e I B M

C o m p a t i b l e I B M

C o m p a t i b l e I B M M a c I I

M a c I I

M a c I I

M a c I I

M a c I I


Les besoins du SI pour l'entreprise

• Echange de données entre applications hétérogènes

• Répartition des données sur des sites géographiques distants

• Interopérabilité des plates-formes (ouverture)

• Gestion des accès concurrents

• Gestion de la Tolérance de panne

• Persistance des données

• Intégration des systèmes légacy

• Sécurité

==> Urbanisation du système d'information


Application

• Application :– Logiciel s'exécutant sur une ou plusieurs machines et

rendant un ou plusieurs services

– Elle s'exécute en mémoire vive au dessus d'un système d'exploitation

– Avant exécution, elle est stockée sur un support persistant (DD)


Exemple commande sur Internet

• Authentification sur le réseau local

• Connexion sur le serveur distant

• Passage de la commande

• Gestion du suivi

• Gestion de relance


Un modèle d'exécution standard

Données

Processus

Application

Système d'exploitation


Applications distribuées

• Un grand nombre d'applications ne s'exécutent pas intégralement sur un seul noeud de calcul – Il s'agit d'applications distribuées

• L'intégration de la dimension réseau dans une application soulève un certain nombre de problèmes– Calcul distribué, Bases de données distribuées, Interfaces

utilisateurs distantes...

– Temps de réponse, consensus...


La distribution du SE (Processus)

Données

Systèmed'exploitation

Application

Données


Données


Clusters : Beowulf,SE distribués : Mach, Mosix... Grid Computing : http://www.gridforum.org


La distribution du SE (les données)

Données


Application

Données Données

Disques RAIDMémoire partagée


La distribution du SE (l'affichage)

Données


ApplicationServeur

TelnetX11Ica/Vnc


ApplicationCliente


Données

Processus

Application

Système d'exploitation


Répartition "horizontale" d'une application

Données


Application detraitement

Données


Application dePrésentation

Données


Application deDonnées


Répartition d'une application : e-

Serveur de requêtes web

Clientde

présentation

Serveur de présentation

Serveur de traitements

Serveur de données

mozilla apache tomcat jonas oracle

Httphtml

Connecteur jk2 RMIInterface Java

JdbcSql

Clientde

présentation

Serveur WebServeur de traitement

Serveur de données

mozilla Apache php

Mysql

Httphtml

php_jdbc




Application detraitement Application de

DonnéesApplication de

traitementApplication de

traitement

Répartition "verticale" d'une application

Données



Données


Application dePrésentation

Données




Proxy de répartition de

charge

Clientde

présentation



Serveur de données

Serveur de données

Serveur de données







MoniteurTransactionnel


La distribution indépendante du SE

• Base de données :– Répliquées / Réparties

• Moniteurs transactionnels

• Web

• Serveurs d'applications


Middleware

• Le middleware est couche intermédiaire entre le système d'exploitation et l'application afin d'en améliorer sa mise en oeuvre

Machine 1 Machine 2 Machine 3

SE localSE local SE local

Middleware Middleware

Applications distribuées

Réseau


Défis pour les systèmes distribués d'une manière générale

• Modèles de connexion des ressources, des traitements, des données ou des utilisateurs

• Gestion de l'hétérogénéité

• Ouverture

• Sécurité

• Capacité de croissance

• Gestion des pannes

• Gestion de la concurrence

• Gestion de la transparence


Modèles de communication

• Concepts

– C/S : Le client serveur, le modèle de base

– Évènements : Principes des canaux de communication

• P2P : les entités d'exécution sont identiques

• Orienté Message : Synchrone/Asynchrone

– Orienté Flux

• Techniques

– Communication de groupes

– Espaces partagés : tableau blanc/tuple space

– Protocole de validation distribuée : 2 phase commit

– Tube Unix : IPC

– Copier/Coller


Gestion de l'hétérogénéité

• Réseau,

• Matériel,

• Système d'exploitation,

• Langages de programmation,

• Génie logiciel

==> Le Middleware

Machines virtuelles

Plates-formes à composants


Ouverture

• Extensible,

• Ré-implantation,

==> Interfaces publiques : posix

==> Support de communication standard

==> Normes : ISO, Ietf, OMG...


Sécurité

• Confidentialité

• Intégrité– Protection par contrôle des droits d'accès

– Isolation (pare-feux)

• Authentification, signature électronique– Identification des partenaires

– Non-deni d'envoi ou de réception

– Messages authentifiés

– Respect possible de l'anonymat

• Une méthode de base : la cryptographie– Aspects techniques

– Aspects sociaux, juridiques et législatifs


Capacité de croissance (1)

• Propriété souhaitables : éviter la dégradation des performances lorsque augmentent :– le nombre de sites et la distance entre les sites

– le nombre d'utilisateurs / de processus

– Le nombre de domaines de reponsabilité

– le volume des données

– la fréquence des interactions


Capacité de croissance (2) Techniques

• Distribution : Répartir les données et les calculs entre plusieurs machines

– Déplacement du calcul vers les clients (Applet Java)

– Systèmes de nommage décentralisés (DNS)

– Systèmes d'information décentralisés (WWW)

• Réplication : Rendre des copies de données disponibles à plusieurs endroits

– Serveurs de fichiers répliqués (Principalement pour la tolérance de pannes)

– Bases de données répliquées

– Site Web miroirs

– Systèmes de mémoire partagées large échelle

• Mise en cache : Permettre aux clients d'accéder à des copies locales

– Caches Web (Proxy web)

– Caches de fichiers (au niveau serveur et client)


Capacités de croissance (2)

• Quelques heuristiques

– Eviter la centralisation des données

– Eviter les algorithmes nécessitant la participation de tous les sites

– Déléguer et décentraliser les décisions

• Mettre en oeuvre des techniques de croissance est facile à part un détail

– Posséder de multiples copies (en cache ou répliqué) conduit à des inconsistances. Modifier une copie la rend différent du reste

– Maintenir toutes les copies consistantes demande une synchronisation globale à chaque modification

– La synchronisation globale empêche les solutions large-échelle

• Remarque 1 : Si on tolère les inconsistances, le besoin de synchronisation global n'est pas nécessaire

• Remarque 2 : Accepter les inconsistances est dépendant des applications !


Gestion des pannes

• Système de pannes partiel– Détection de pannes

– Masquage de pannes

– Tolérance de pannes

– Récupération de pannes

– Redondance


Gestion de la concurrence

• Plusieurs clients accèdent simultanément à une donnée partagée– Mécanisme de synchronisation

– Mécanisme de transaction


Transparence de la distribution

• Accès Masquer les différence de représentation de données et des mécanismes d'invocation (RPC)

• Localisation On cache la localisation d'un objet

• Migration Permettre à un système de changer l'emplacement d'un objet sans qu'il ne soit perturbé (migration à froid)

• Relocalisation Masquer à un client la migration d'un objet qu'il est en train d'utiliser (migration à chaud)

• Replication L'objet est présent sous la forme de plusieurs réplicats

• Concurrence L'accès à un objet se fait par de multiples clients. La consistance globale doit être préservée

• Panne Masquer la panne et éventuellement la reprise d'un objet

• Persistance Masquer le fait qu'un objet est régulièrement sauvegardé

==> La transparence peut être un but, sa réalisation est une autre histoire


Degré de transparence

• La transparence totale c'est un peu trop– Les utilisateurs sont naturellement répartis, pourquoi

masquer la distribution ?

– Masquer complètement les pannes du réseau et des noeuds est impossible (résultat théorique)

• Impossible de distinguer un ordinateur lent d'un ordinateur en panne

• Impossible d'être certain qu'un ordinateur a réalisè une certaine opération avant de tomber en panne

– La transparence totale a un coût• Conserver les caches exactement à jour à chaque MAJ de

la copie principale

• A chaque écriture en cache mémoire on écrit sur le disque


Systèmes distribués : Une vision globale

•Caractéristiques des Systèmes distribués

•Modèles de systèmes distribués

•Réseaux

•Communication Interprocessus

Fondements

•Temps et états globaux

•Coordination et Accords

Algorithmes distribués

•Objets distribués et Invocation distante

•Sécurité

•Nommage

•Exemple : les EJB / Webservices

Middleware

•Support pour système d'exploitation

•Systèmes de fichiers distribués

•Systèmes multimédia distribués

•Mémoire partagée distribuée

•Exemple : Le système MACH

Infrastructure Système•Transaction et Contrôle de concurrence

•Transactions distribuées

•Réplication

Données partagées


Biblio

• Kenneth P. Birman, "Reliable Distributed Systems", Springer, 2005

• George Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg "Distributed Systems : Concepts and Design », Addison-Wesley

• Michel raynald, Tous...

• Andrew S. Tanenbaum "Distributed Operating Systems", Prentice-Hall

• Sape Mullender, 2nd Edition "Distributed Systems », Addison-Wesley

• Clemens Szyperski with Dominik Gruntz and Stephan Murer, "Component-Software Beyond Object-Oriented Programming"

• Richard Monson-Haefel, "Enterprise JavaBeans"

• Thierry Brethes, François Hisquin and Pierre Pezziardi "Serveurs d'applications", Eyrolles

• Jean-Marie Chauvet, "Services Web avec SOAP, WSDL, UDDI, ebXML", Eyrolles

• James Goodwill, "Mastering Jakarta Struts"

Documents

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