UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁtacla/JAVAProgParSD/... · Arquitetura cliente-servidor (1) CLIENTE SERVIDOR Arquitetura mais utilizada em SDs (Coulouris et al., 2001)

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Copyright Cesar Augusto Tacla 2008

Especialização – Disciplina Sistemas Distribuídos – Prof. Cesar A. Tacla UTFPR/Curitiba

ARQUITETURAS DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

Prof. Cesar Augusto Taclahttp://www.dainf.ct.utfpr.edu.br/~tacla

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁPR

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Sistemas Distribuídos/UTFPR Prof. Cesar Augusto Tacla 22

Sumário

1. Definição de arquitetura

2. Arquiteturas típicasa. Cliente-servidor

b. Cliente-servidor em cadeia e servidores replicados

c. Cliente-servidor com código móvel

d. Peer-to-peer

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Sumário

DEFINIÇÃO DE ARQUITETURA

1

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Arquitetura

◊ O que é arquitetura de um sistema distribuído?

◊ Define� as relações entre estes componentes;

� a divisão de responsabilidades (ex. cliente, servidor)

� a localização dos componentes do sistema;

� e como estas componentes são mapeados para a infra-estrutura de rede

� (Coulouris et al., 2001)

A arquitetura de um sistema é a sua estrutura em termos dos elementos (componentes) constituintes. O objetivo de uma arquitetura (e de dividi-la em componentes) é assegurar que a estrutura satisfaça e satisfará as necessidades dos usuários. As maiores questões envolvidas na definição da arquitetura referem-se à confiabilidade, gerenciabilidade, flexibilidade e balanceamento custo-desempenho do sistema.

Quando estudamos modelos de arquitetura buscamos padrões arquiteturas que definem a localização dos componentes, ou seja, onde colocar o componente na rede buscando padrões que dêem boa distribuição da carga de trabalho e dos dados.

Enfim, a arquitetura trata da divisão de responsabilidades entre os componentes do sistema (processos servidores, clientes e outros processos) e de posicionar estes componentes na rede. Esta divisão de responsabilidades e posicionamento tem implicações no desempenho, confiabilidade e segurança do sistema.

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Arquitetura: relações entre componentes

cmp Projeto

«executable»Cliente

+ enviar(byte[]) : void+ receber() : byte[]

«executable»Serv idor


Comunicacao

Config

«access»

Os componentes cliente e servidor são capazes de enviar e receber bytes (vetor de bytes).

No diagrama de componentes, as relações descrevem os papéis funcionais e padrões de comunicação utilizados entre os componentes.

Por exemplo, os componentes cliente e servidor são capazes de enviar e receber bytes (vetor de bytes).

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arquitetura: localização

deployment Projeto

«executable»Cliente


«executable»Serv idor


Comunicacao

Config

«execution environ...Desktop

«execution environ...Desktop

«access»

«TCP/IP»

Onde cada componente do sistema deverá funcionar

No diagrama de componentes, representa-se os componentes localizados nos respectivos ambientes ou máquinas onde executam.

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Sumário

ARQUITETURAS TÍPICAS

2

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Sumário

Cliente-servidor

2 a

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Arquiteturas típicas

◊ Cliente-servidor� 1 servidor

� Vários servidores

� Em cadeia

� Replicados

� Com código móvel (applets)

� Push

� Network computer

� Thin-client

◊ P2P: peer-to-peer� Pura: descentralizada

� Híbrida com cliente-servidor

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Arquitetura cliente-servidor (1)

CLIENTE SERVIDOR

◊ Arquitetura mais utilizada em SDs (Coulouris et al., 2001)

CLIENTE

solicitação

resposta

Request-reply

Um servidor pode ser cliente de outro. Por exemplo, um servidor de páginas WEB é cliente de um servidor de arquivos local que gerencia os arquivo das páginas. Outro exemplo é o proxy de WEB (ver slide seguinte).

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Sumário

Cliente-servidor em cadeia e servidores replicados

2 b

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Arquitetura cliente-servidor: em cadeia

CLIENTESERVIDOR

PROXY

CLIENTE

solicitação

resposta

SERVIDORWEB

solicitação

resposta

SERVIDORWEB

SERVIDORWEB

◊Um servidor pode ser cliente de outro.

Servidores proxy de WEB possuem um espaço de armazenamento temporário para páginas WEB recentemente visitadas pelos clientes. Ao invés de transferir todos os pedidos que chegam até ele aos servidores WEB, primeiramente verifica se a página solicitada está disponível no cache local. Caso esteja disponível e atualizada, serve-a ao cliente. Um servidor proxy aumenta a disponibilidade do serviço (caso um servidor WEB torne-se indisponível (“caia”), suas páginas continuam disponíveis em cache, e aumenta o desempenho do serviço.

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Arquitetura cliente-servidor: replicados

CLIENTESERVIDOR

◊ Serviço ofertado por vários servidores.

◊ Ver página inicial de www.tucows.com.br, www.google.com

CLIENTE

solicitação

resposta

SERVIDOR

SERVIDOR

serviço

sincronização

sincronização

Servidores podem rodar em computadores diferentes, mas oferecendo um serviço único. Por exemplo, uma base de dados que possui muitos acessos (muitos clientes) pode ser replicada em diversos servidores que garantem a disponibilidade do serviço com um desempenho satisfatório.Por exemplo, o serviço de busca Google possui vários servidores replicados (índices para páginas WEB): http://www.google.fr/ ou .com.br ou .com. Outro exemplo, são sites que oferecem links alternativos para fazer download de arquivos. Isto indica replicação de dados (ex. www.tucows.com.br).

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Sumário

Cliente-servidor com código móvel

2 c

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Cliente-servidor: código móvel (1)

CLIENTESERVIDOR

WEB

CLIENTE

solicitação

Página com applet

APPLET

Cliente interage diretamente com a applet

APPLET

SandboxJVM do navegadorCertificado digital para sair

Applets são bastante usadas e servem para ilustrar esta variação da arquitetura cliente-servidor. A vantagem de se utilizar applets (ou código móvel) é prover um tempo de resposta melhor ao usuário, principalmente nos casos onde há muita interatividade (ex. preenchimento de formulários). Como o cliente interage localmente com a applet, não há desperdício de banda de passagem e nem atrasos na comunicação entre cliente e servidor.

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Cliente-servidor: código móvel (3)

CLIENTE APPLET

Cliente interage diretamente com a applet

SERVIDORWEB

◊ Arquitetura cliente-servidor tipo push

Applet se comunica com o

servidor para manter cliente atualizado

A applet pode comunicar-se com o servidor com o objetivo de manter o usuário atualizado. Por exemplo, uma applet consulta de tempos em tempos informações sobre cotações de ações disponíveis no servidor e mostra ao usuário. Este modelo é conhecido por “push model”.

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Cliente-servidor: “push” (4)

APPLETAPPLET

terra.com.br

APPLETAPPLET

Arquitetura push écomo se o servidorenviasse dados detempos em tempospara os clientes.

Exemplos de applets numa arquitetura cliente-servidor do tipo push.

•Banco do Brasil: http://www.bb.com.br/appbb/portal/voce/ep/inv2/InformacoesDet.jsp?Noticia.codigo=148250

•Lances de jogos de futebol (sites esportivos).

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Cliente-servidor: “push” (4)

APPLETAPPLET

APPLETAPPLET

terra.com.br bb.com.br

Applets numa arquitetura cliente-servidor do tipo push.

Exemplos:

•Banco do Brasil: http://www.bb.com.br/appbb/portal/voce/ep/inv2/InformacoesDet.jsp?Noticia.codigo=148250

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Sumário

Peer-to-peer

2 d

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PEER-TO-PEER (P2P)

◊ Processos desempenham papéis similares� Não há distinção entre cliente e servidor

� Um peer pode ser ora cliente ora servidor

� Peer ou pares atuam cooperativamente

PEER

PEER

PEER

“Todos os hosts são iguais”

Todos os hosts são iguais no compartilhamento de recursos e comunicação.

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PEER-TO-PEER (P2P)

◊ Idéia de P2P é antiga� 1962, Licklider (MIT): Intergalatic Network

� Network Control Program

� Primeiro protocolo “host-to-host” NCP

� Precursor do TCP/IP

◊ Alguns eventos levaram ao predomínio do cliente-servidor �� próximo

As idéias precursoras ou a visão de Licklider levou a criação do protocolo host-to-host NCP, precursor do TCP/IP.

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P2P x Cliente-servidor

◊ Por que a arquitetura cliente-servidor predomina?� A Internet tornou-se gradualmente mais comercial, levando as

empresas a criarem firewalls para protegerem as informações e controlarem o acesso

� Milhões de pessoas se conectam a Internet por meio de seus desktops que não podem competir com o poder de processamento dos servidores que formam a espinha dorsal da Internet

� Muitas aplicações da Internet se baseiam na arquitetura cliente-servidor: WWW, FTP

Alguns eventos levaram ao predomínio da arquitetura cliente-servidor:

-A Internet tornou-se gradualmente mais comercial, levando as empresas a criarem firewalls para protegerem as informações e controlarem o acesso;

-Milhões de pessoas se conectam a Internet por meio de seus desktops que não podem competir com o poder de processamento dos servidores que formam a espinha dorsal da Internet;

-Muitas aplicações da Internet se baseiam na arquitetura cliente-servidor: WWW, FTP

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Conceito P2P

É uma classe de aplicações que se beneficia dos recursos disponíveis nas pontas da Internet.[Clay Shirky apud Gradecki, 2002 pg. 2]

Internet �

�

�

�

�

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P2P: arquitetura descentralizada

◊ Não há autoridade central

◊ Pacotes contêm informação sobre o próximo step

◊ Peers atuam como C/S� Servents = servers + clients

◊ Exemplos� Gnutella

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P2P: Gnutella descentralizada

PeerA

PeerB Peer

C

1. Inicia busca (“bossa nova”)

2. RegistraItens solicitados

3. Repassa busca (“bossa nova”)

5. Verifica quem solicitou busca

4. Retorna resultado6. Retorna resultado

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P2P: arquitetura híbrida

◊ Peers são clientes qdonecessitam informação de outro cliente

◊ Cliente contata um servidor central

◊ Servidor retorna clientedesejado

◊ Clientes se conversam (peers)

◊ Ex.: Napster, msn

servidores

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P2P: Napster arquitetura híbrida

3. Requisição de

MP3

5. Transferência de arquivo

ServidoresNAPSTER

usuário usuário

2. anúncio

1. Baixa o sw

4. Resultados (arquivo, conexão)*

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LEITURA

Carey, M.J., "SOA What?," Computer , vol.41, no.3, pp.92-94, March 2008

Abstract: While the Internet's human-facing side is undergoing the Web 2.0 revolution, the machine- facing side is likewise experiencing a major transformation-from an application-based to a service-oriented architecture-both within and across enterprise boundaries.

http://ieeexplore.ieee.org/iel5/2/4476206/04476233.pdf?isnumber=4476206&prod=JNL&arnumber=4476233&arnumber=4476233&arSt=92&ared=94&arAuthor=Carey%2C+M.J.

Goth, G., "Software-as-a-Service: The Spark That Will Change Software Engineering?," Distributed Systems Online, IEEE , vol.9, no.7, pp.3-3, July 2008

Abstract: In the past year, SaaS has emerged from its pioneering group of start-ups and medium-sized vendors delivering software on demand to be embraced by software giants such as Oracle and SAP. Some veteran technologists and industry analysts alsosee SaaS as a catalyst for more interactive, iterative software development.

http://ieeexplore.ieee.org/iel5/8968/4589946/04589949.pdf?isnumber=4589946&prod=JNL&arnumber=4589949&arnumber=4589949&arSt=3&ared=3&arAuthor=Goth%2C+G.

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LEITURA

Kiran Nagaraja; Rollins, S.; Khambatti, M., "From the editors: peer-to-peer community: looking beyond the legacy of Napster and Gnutella," Distributed Systems Online, IEEE , vol.7, no.3, pp.-, March 2006

Abstract: Owing to the popularity of Napster and its successors, including Gnutella, Kazaa, Morpheus, and E-Donkey, file sharing has become by far the killer P2P application. Its popularityalmost eclipses other P2P applications. Moreover, much P2P research has targeted the challenges facing these popular file-sharing networks. P2P applications started to use superpeers(a set of more powerful nodes in a heterogeneous network) to transform the existing flat topologyof these networks into a hierarchical one. Superpeers are considered faster and more reliablethan normal peers and take on server-like responsibilities. The field of P2P has yet to realize itsfull potential in the application domain.

http://ieeexplore.ieee.org/iel5/8968/33951/01621018.pdf?isnumber=33951&prod=JNL&arnumber=1621018&arnumber=1621018&arSt=&ared=&arAuthor=Kiran+Nagaraja%3B+Rollins%2C+S.%3B+Khambatti%2C+M.

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LEITURA

Kurdi, H.; Li, M.; Al-Raweshidy, H., "A Classification of Emerging and Traditional Grid Systems,"Distributed Systems Online, IEEE , vol.9, no.3, pp.1-1, March 2008

Abstract: Advances in grid computing are stimulating the emergence of novel types of grids, such as accessible, manageable, interactive, and personal grids. More and more researchersare realizing emerging grids' potential to bridge the gap between grid technologies and users. This review of emerging grids sets out to develop a comprehensive classification of bothtraditional and emerging grid systems, with an aim to motivate further research and to help establish a solid foundation in this rapidly developing field.

http://ieeexplore.ieee.org/iel5/8968/4483778/04483779.pdf?isnumber=4483778&prod=JNL&arnumber=4483779&arnumber=4483779&arSt=1&ared=1&arAuthor=Kurdi%2C+H.%3B+Li%2C+M.%3B+Al-Raweshidy%2C+H.

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