Sistemas distribuidos

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Julio David Pazmiño Ricaurte

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Resumen — Los sistemas distribuidos utilizan redes de área

local, redes de área amplia y rede internas para comunicación. Las

características de rendimiento, confiabilidad, escalabilidad,

movilidad y calidad de servicio de las redes subyacentes afectan el

comportamiento de los sistemas distribuidos y, por lo tanto,

afectan su diseño. Los cambios en los requisitos de los usuarios han

dado lugar a la aparición de redes inalámbricas y de redes de alto

rendimiento con garantías de calidad de servicio. Los principios en

los que se basan las redes de computadoras incluyen la

estratificación de protocolos, la conmutación de paquetes, el

enrutamiento y la transmisión de datos. Las técnicas de redes

internas permiten integrar redes heterogéneas. El Internet es el

ejemplo principal; Sus protocolos se utilizan casi universalmente

en sistemas distribuidos. Los esquemas de direccionamiento y

enrutamiento utilizados en Internet han resistido el impacto de su

enorme crecimiento. Ahora se están revisando para adaptarse al

crecimiento futuro y cumplir con los nuevos requisitos de las

aplicaciones de movilidad, seguridad y calidad de servicio.

Palabras clave: Sistema distribuido; protocolos; Internet;

rendimiento; confiabilidad; escalabilidad movilidad.

I. INTRODUCCIÓN

as redes utilizadas en los sistemas distribuidos se

construyen a partir de una variedad de medios de

transmisión, incluidos los canales de cable, cable, fibra e

inalámbricos; dispositivos de hardware, incluidos enrutadores,

conmutadores, puentes, concentradores, repetidores e interfaces

de red; y componentes de software, incluyendo pilas de

protocolos, controladores de comunicación y controladores. La

funcionalidad resultante y el rendimiento disponible para el

sistema distribuido y los programas de aplicación se ven

afectados por todo esto. Nos referiremos a la colección de

componentes de hardware y software que proporcionan las

facilidades de comunicación para un sistema distribuido como

un subsistema de comunicación. Las computadoras y otros

dispositivos que utilizan la red para fines de comunicación se

conocen como hosts. El término nodo se usa para referirse a

cualquier computadora o dispositivo de conmutación conectado

a una red. Internet es un único subsistema de comunicación que

proporciona comunicación entre todos los hosts que están

conectados a él. Internet está construido a partir de muchas

subredes. Una subred es una unidad de enrutamiento (entrega

de datos de una parte de Internet a otra); es una colección de

nodos a los que se puede acceder en la misma red física. La

infraestructura de Internet incluye una arquitectura y

componentes de hardware y software que integran de manera

efectiva diversas subredes en un solo servicio de comunicación

de datos. El diseño de un subsistema de comunicación está

fuertemente influenciado por las características de los sistemas

operativos utilizados en las computadoras de las que se

compone el sistema distribuido, así como por las redes que los

interconectan.

II. DESARROLLO

Un sistema distribuido se define como una colección de

computadoras separadas físicamente y conectadas entre sí por

una red de comunicaciones; cada máquina posee sus

componentes de hardware y software que el programador

percibe como un solo sistema (no necesita saber qué cosas están

en qué máquinas). El programador accede a los componentes

de software (objetos) remotos, de la misma manera en que

accedería a componentes locales, en un grupo de computadoras

que usan un middleware entre los que destacan (RPC) y SOAP

para conseguir un objetivo. Los sistemas distribuidos deben ser

muy confiables, ya que si un componente del sistema se

descompone otro componente debe ser capaz de reemplazarlo.

Esto se denomina tolerancia a fallos. En este informe,

consideramos el impacto de las tecnologías de red en el

subsistema de comunicación. El objetivo es proporcionar una

descripción general introductoria de las redes de computadoras

con referencia a los requisitos de comunicación de los sistemas

distribuidos.

Rendimiento: Los parámetros de rendimiento de la red que

son de mayor interés para nuestros propósitos son aquellos que

afectan la velocidad con la que se pueden enviar mensajes

individuales. Transfiere entre dos ordenadores interconectados.

Estos son la latencia y la velocidad de transferencia de datos

punto a punto:

• La latencia es el retraso que se produce después de que se

ejecuta una operación de envío y antes de que los datos

comiencen a llegar a la computadora de destino. Se puede

Sistemas Distribuidos – Redes e Inter-Redes

(Octubre 2018)

Universidad de las Américas (UDLA)

Julio David Pazmiño Ricaurte. Estudiante de la carrera de Ingeniería electrónica

y redes de información.

Email: julio.pazmino.ricaurte@udla.edu.ec.

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medir como el tiempo requerido para transferir un mensaje vacío.

• La velocidad de transferencia de datos es la velocidad a la que se pueden transferir datos entre dos computadoras en la red una vez que la transmisión ha comenzado, generalmente se cotiza en bits por segundo.

Escalabilidad: Las redes de computadoras son una parte indispensable de la infraestructura de las sociedades modernas. El crecimiento desde entonces ha sido tan rápido y diverso que es difícil encontrar estadísticas confiables recientes. El potencial tamaño futuro de Internet es proporcional a la población del planeta. Es realista esperar que incluya varios miles de millones de nodos y cientos de millones de hosts activos. Estos números indican los cambios futuros en tamaño y carga que Internet debe manejar. Las tecnologías de red en las que se basa no fueron diseñadas para hacer frente incluso a la escala actual de Internet, pero se han desempeñado notablemente bien. Se están realizando algunos cambios sustanciales en los mecanismos de direccionamiento y enrutamiento para manejar la siguiente fase del crecimiento de Internet. Para aplicaciones cliente-servidor simples como la Web, esperaríamos que el tráfico futuro crezca al menos en proporción al número de usuarios activos. La capacidad de la infraestructura de Internet para hacer frente a este crecimiento dependerá de la economía del uso, en particular de los cargos a los usuarios y los patrones de comunicación que realmente se producen, por ejemplo, su grado de localidad.

Confiabilidad: Muchas aplicaciones pueden recuperarse de fallos de comunicación y, por lo tanto, no requieren una comunicación garantizada sin errores. La detección de errores de comunicación y su corrección a menudo se realiza mejor mediante software de nivel de aplicación. La confiabilidad de la mayoría de los medios físicos en los medios de transmisión de red es muy alta. Cuando se producen errores, generalmente se deben a fallas en el software del remitente o el receptor (por ejemplo, fallas de la computadora receptora para aceptar un paquete) o desbordamiento de búfer en lugar de errores en la red.

Seguridad: El primer nivel de defensa adoptado por la mayoría de las organizaciones es proteger sus redes y las computadoras conectadas a ellas con un firewall. Un firewall crea un límite de protección entre la intranet de la organización y el resto de la Internet. El propósito del firewall es proteger los recursos en todas las computadoras dentro de la organización desde el acceso de usuarios o procesos externos y para controlar el uso de recursos fuera del firewall por parte de los usuarios dentro de la organización. Un firewall se ejecuta en una puerta de enlace, una computadora que se encuentra en el punto de entrada de la red a la intranet de una organización. El firewall recibe y filtra todos los mensajes que entran y salen de una organización. Está configurado de acuerdo con la política de seguridad de la organización para permitir que ciertos mensajes entrantes y salientes pasen a través de ella y rechazar todos los demás. Para permitir que las aplicaciones distribuidas vayan más allá de las restricciones impuestas por los firewalls, es necesario crear un entorno de red seguro en el que se pueda implementar una amplia gama de aplicaciones distribuidas, con autenticación de extremo a extremo, privacidad y seguridad. Esta forma de seguridad más precisa y flexible puede lograrse mediante el uso de técnicas criptográficas. Las excepciones incluyen la necesidad de proteger los componentes de la red, como los enrutadores, contra las interferencias no autorizadas en su funcionamiento y la necesidad de enlaces seguros a dispositivos móviles y otros nodos externos para permitirles participar en una intranet segura: el concepto de red privada virtual (VPN).

Movilidad: Los dispositivos móviles, como las computadoras portátiles y los teléfonos móviles con capacidad para Internet, se mueven con frecuencia entre ubicaciones y se vuelven a conectar en puntos de conexión de red convenientes o incluso se utilizan mientras están en movimiento. Las redes inalámbricas proporcionan conectividad a dichos dispositivos, pero los esquemas de direccionamiento y enrutamiento de Internet se desarrollaron

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