Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica.

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1 Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica Corso di Sistemi Distribuiti Prof. Stefano Russo Caratterizzazionedei SistemiDistribuiti

2 Sommario Definizioni - Lamport - Coulouris Esempi Design challenges Proprietà di trasparenza dei sistemi distribuiti Riferimenti: G. Coulouris et al.: Distributed Systems: Concepts and Design, (Cap. I), IV ed., Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 2

3 Definizione di sistema distribuito (1/2) Una definizione di sistema distribuito: Il mio programma gira su un sistema distribuito quando non funziona per colpa di una macchina di cui non ho mai sentito parlare (L. Lamport) Caratteristiche fondamentali di un sistema distribuito: concorrenza dei componenti componenti appartenenti a diversi domini organizzativi/amministrativi possibilità di guasti indipendenti dei componenti Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 3

4 Definizione di sistema distribuito (2/2) Un sistema distribuito è un sistema i cui componenti, localizzati in computer connessi in rete, comunicano e coordinano le loro azioni solo attraverso scambio di messaggi (G. Coulouris et al.) Caratteristiche fondamentali di un sistema distribuito: concorrenza dei componenti assenza di un clock globale sincronizzazione e interazione via scambio messaggi possibilità di guasti indipendenti dei componenti nei nodi (crash, attacchi, ), nel sottosistema di scambio messaggi (ritardi, perdita, attacchi,...) Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 4

5 Esempi di sistemi distribuiti (1/3) Internet Numero di computer in Internet Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 5

6 Esempi di sistemi distribuiti (2/3) Una tipica Intranet print and other servers server Desktop computers Web server Local area network server File server print other servers the rest of the Internet router/firewall Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 6

7 Esempi di sistemi distribuiti (3/3) Mobile computing, ubiquitous computing, nomadic computing Internet Host intranet Wireless LAN WAP gateway Home intranet Printer Camera Mobile phone Laptop Host site Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 7

8 Progettazione dei sistemi distribuiti (design challenges) (1/3) Fattori di complessità: Eterogeneità: varietà e differenza di reti (tecnologie e protocolli), sistemi operativi, hardware (dei server, dei client, ), linguaggi di programmazione,... middleware Apertura (openness): il livello di complessità col quale servizi e risorse condivise possono essere resi accessibili a una varietà di clienti, o resi tra essi interoperanti. I sistemi aperti richiedono: - interfacce pubbliche dei componenti - standard condivisi - adeguati test di conformità Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 8

9 Progettazione dei sistemi distribuiti (design challenges) (2/3) Sicurezza (security): - confidenzialità (protezione dall accesso da parte di utenti non autorizzati) - integrità (protezione dall alterazione o compromissione), - disponibilità (protezione dall interferenza con i mezzi di accesso alle risorse). Concorrenza: l accesso a risorse e servizi condivisi deve essere consentito in maniera virtualmente simultanea a più utenti Trasparenza: Otto forme di trasparenza identificate nell ISO Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP) (vedere oltre) Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 9

10 Progettazione dei sistemi distribuiti (design challenges) (3/3) Scalabilità: un sistema è scalabile se resta efficace ed efficiente anche a seguito di un aumento considerevole di utenti o risorse. tecniche di controllo delle prestazioni e dei colli di bottiglia, o per prevenire l esaurimento delle risorse, alla crescita del sistema Esempi di sistemi distribuiti scalabili di successo: Internet, WWW, DNS. Guasti: i guasti nei sistemi distribuiti sono parziali, e vanno gestiti in modo da controllare il livello di servizio offerto in caso di guasti tecniche di failure detection, masking, tolerance, recovery Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 10

11 Trasparenza nei sistemi distribuiti (1/2) Access transparency: uniformità di accesso alle risorse locali e remote. Location transparency: accesso alle risorse senza conoscere la loro posizione fisica o sulla rete (es.: edificio o indirizzo IP). Concurrency transparency: possibilità per le applicazioni di operare concorrentemente sulle risorse condivise, senza interferire. Replication transparency: uso di più istanze di una risorsa (tipicamente, per aumentarne disponibilità, affidabilità e prestazioni), in maniera trasparente a utenti e programmatori applicativi. Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 11

12 Trasparenza nei sistemi distribuiti (2/2) Failure transparency: possibilità di mascherare l insorgere di guasti di componenti hardware o software (utenti e applicazioni devono poter completare le loro attività anche in caso di guasti). Mobility transparency: possibilità di rilocare (far migrare) risorse e clienti durante il loro ciclo di vita, senza condizionare il comportamento di utenti e applicazioni. Performance transparency: possibilità di riconfigurazione dei sistemi per migliorarne le prestazioni al variare del carico. Scaling transparency: possibilità di espansione di sistemi ed applicazioni, senza doverne cambiare la struttura o gli algoritmi. Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 12

13 Strati software e hardware nei sistemi distribuiti Applications, services Middleware Operating system Computer and network hardware Platform Corso di Sistemi Distribuiti, prof. S. Russo Caratterizzazione dei Sistemi Distribuiti 13