Modulo 2 Architetture dei SD Lezione 1

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1 Modulo 2 Architetture dei SD Lezione 1 Corso Sistemi Distribuiti (6 CFU) Docente: Prof. Marcello Castellano Sistemi Distribuiti, LM Ing. Informatica 6 CFU Docente: Marcello Castellano

2 Table of Contents Architettura Software e di Sistema di un SD Stili Architetturali e Componenti o Architettura SW a Livelli o Architettura SW basata su Oggetti o Evoluzione degli Stili Architetturali o Disaccoppiamento o Publish/Subscribe Architetture di sistema o Centralizzate o Decentralizzate o Ibride Architetture e Middleware Middleware Adattativo Sistemi distribuiti Autonomici Sistemi a controllo dei Feedback 2 /25

3 Architettura Software e Architettura di Sistema (per un Sistema Distribuito) Architettura Software: è il tipo di organizzazione ed il modo di interazione dei componenti software che costituiscono il sistema. Architettura di Sistema: è un istanza di un architettura software quali componenti sw usare come essi interagiscono dove i componenti sono posizionati su macchine reali Tipologie di architetture di sistema Architetture centralizzate Architetture decentralizzate Architetture ibride 3 /25

4 2. Stili Architetturali Stile Architetturale di un SD: il modo con cui i componenti software risultano: connessi, si scambiano dati e sono configurati Componente Software Unità Logica o Modulo dotata di interfacce ben definite; La comunicazione tra Componenti è regolata da Connettori; Un Componente può essere sostituito in un sistema nel rispetto delle interfaccie; Connettore Meccanismo che consente la comunicazione ed il coordinamento/ cooperazione tra componenti Stili dell architettura SW prevalenti nei SD Architetture a livelli (layer) Architetture basate su oggetti Architetture basate su eventi Architetture orientate ai dati 4 /25

5 Stili Architetturali 2.1 Architettura SW a Livelli Organizzazione x Funzioni (a strati) o Livelli Un componente del livello i-mo può invocare solo componenti del livello Sottostante (i-1) e non paritari Le richieste scendono lungo la gerarchia, mentre le risposte risalgono Largamente adottato dalla comunità della rete Proprietà: flusso fissato a priori; 5 /25

6 Stili Architetturali 2.2 Architettura SW basata su Oggetti Organizzazione per Entità; Ogni componente è un Oggetto; Oggetti connessi attraverso un meccanismo di chiamata a procedura remota (o invocazione remota di metodo). Proprietà: flessibilità; 6 /25

7 Stili Architetturali 2.3 Architettura SW basata su Eventi Questo tipo di comunicazione tra i Componenti si realizza con i Sistemi publish/subscribe in cui un componente produce l evento ed un altro resta in attesa per poter procedere nel proprio compito. Disaccoppiamento nello spazio (ma non nel tempo) componenti anonimi ossia pur interagendo, non è necessario che il publisher ed il subscriber si conoscano). I Componenti hanno consapevolezza dell importanza dell evento tanto da segnalarne l insorgenza e dall altra parte da rimanere in ascolto per proseguire (sincronismo). Architettura basata su eventi I componenti interagiscono tramite la propagazione di eventi 7 /25

8 Stili Architetturali 2.4 Architettura SW Centrata sui Dati Questo tipo di comunicazione tra Componenti non richiede un sincronismo tra le parti. I componenti comunicano tramite un repository comune (passivo o attivo) ad es. un file system distribuito Disaccoppiamento nel tempo componenti asincroni perchè l interazione tra publisher e subscriver abbia luogo non è necessario che entrambe le entità siano attive Esempio di Architettura Ibrida centrata su eventi e dati 8 /25

9 2.5 Disaccoppiamento Due componenti che risultano accoppiate condividono necessariamente una certa conoscenza tra loro, questo potrebbe essere un vincolo che può ostare a caratteristiche di flessibilità e scalabilità Il disaccoppiamento diventa un fattore per l abilitazione di maggiore flessibilità e per arrivare a definire stili architetturali che possono sfruttare al meglio la potenziale distribuzione e scalabilità 9 /25

10 2.6 Publish/Subscribe Nei sistemi distribuiti la tecnica del disaccoppiamento tra componenti basata su eventi è detta Publish/Subscrive I produttori generano eventi (publish) e si disinteressano della loro consegna I consumatori si sono registrati come interessati ad un evento (subscribe) e sono avvisati (notify) quando esso si genera Disaccoppiamento tra entità interagenti 10 /25

11 3 Architetture di Sistema Quali componenti software usare? Come interagiscono i componenti? Dove sono posizionati i componenti? Tipologie di architetture di sistema Architetture centralizzate Architetture decentralizzate Architetture ibride 11 /25

12 3.1 Architetture Centralizzate Modello client/server I processi di un SD sono qui suddivisi in due gruppi: il processo server che implementa uno specifico servizio e il processo client che ne richiede il servizio inviando una richiesta e attendendo una risposta. E un Modello di distribuzione dei processi centralizzato sul Server. Il comportamento domanda/risposta presuppone una comunicazione affidabile tra le parti protocollo affidabile orientato alla connessione; Asimmetria con il client che conosce il server e interagisce in modo sincrono e bloccante (di default); Forte accoppiamento Compresenza di chi interagisce 12 /25

13 3.1.1 Stratificazione delle Applicazioni Le applicazioni informatiche possono essere progettate secondo un principio di semplificazione funzionale o schema (logico) ordinato (o stratificato) su 3 livelli: - Livello dell interfaccia utente - Livello applicativo - Livello dei dati La distribuzione dei livelli logici secondo il modello C/S porta a identificare il client nella interfaccia utente. Diverse organizzazioni delle applicazioni secondo il modello C/S sono: 13 /25

14 3.1.1 Stratificazione delle Applicazioni (2) Esempio: motore di ricerca Web 14 /25

15 3.1.2 Architetture Multilivello Mapping tra livelli logici (layer) e livelli fisici (tier) Architettura ad un livello (single-tier): configurazione monolitica mainframe e terminale stupido (non è C/S) Architettura a due livelli (two-tier): due livelli fisici (macchina client / singolo server) Architettura a tre livelli (three-tier): ciascun livello su una macchina separata, dove il livello intermedio presenta sia un livello server (application server) che un livello client (database client) 15 /25

16 3.1.2 Architetture Multilivello (2) Da un livello a 3 livelli Con l introduzione di ciascun livello L architettura guadagna in flessibilità, funzionalità e possibilità di distribuzione Ma l architettura multilivello potrebbe introdurre un problema di prestazioni Aumenta il costo della comunicazione Viene introdotta più complessità, in termini di gestione ed ottimizzazione 16 /25

17 Conclusioni I sistemi distribuiti possono essere organizzati in molti modi diversi Possiamo fare una distinzione fra architetture sw e di sistema Lo stile architetturale è fondamentale Importante è la suddivisione client-server ma spesso risulta fortemente centralizzata In alternativa sono stati sviluppati sistemi distribuiti autogestiti 17 /25