Separación de datos y transferencia de control en Sistemas Operativos Distribuidos

TEMA :
Separación de datos y transferencia de control en Sistemas Operativos Distribuidos.

MATERIA:
Sistemas Distribuidos y Paralelos.

Definición

• La comunicación consiste en un conjunto de primitivas para acceder a la memoria remota.  Estas primitivas permiten procesos en un único acceso a la máquina a un conjunto de segmentos de memoria remotos, que son piezas contiguas de la memoria virtual a otro proceso.

RPC (remote procedure call)
llamada a procedimiento remoto

• RPC es el mecanismo predominante de comunicación entre los componentes de sistemas distribuidos .

• Transfiere datos entre el espacio de direcciones de un cliente y el espacio de direcciones del servidor.

• Transfiere el control de un hilo cliente a un hilo de servidor y de vuelta.

• El trabajo a realizar esta transferencia de control implica, como mínimo:

• (1) el bloqueo de rosca del cliente y la reprogramación del procesador del cliente.

• (2) procesar el paquete de mensajes RPC en el sistema operativo de destino.

• (3) la programación, el envío y ejecutar el hilo del servidor.

RPC (Continuación…)

• (4) la reprogramación de procesador del servidor en el retorno por el hilo del servidor.

•  (5) procesar el paquete de respuesta del sistema operativo del cliente.

• (6) la programación y la reanudación del original subproceso de cliente.

Desventaja

• El uso de un esquema de RPC para realizar transferencias de datos simples tiene dos efectos negativos.

• La sobrecarga de la programación y el procedimiento de invocación.

• Crea tráfico de red innecesario además de los bytes de datos reales que se transfiere.

El modelo de comunicación

• Consiste en un conjunto de segmentos de memoria remotas y operaciones definidas en ellos. Los segmentos son piezas contiguas de la memoria virtual del usuario; que se definen por las aplicaciones de usuario y controlada a través de descriptores mantenidos por el controlador y software privilegiada.

Instrucciones de memoria

• Es un conjunto de co-procesador meta-instrucciones.

• El co-procesador contiene descriptores que definen segmentos de memoria remotos; cada descriptor incluye el tamaño de destino del segmento, la dirección de nodo remoto, y la información de protección para un segmento. Hay tres meta-instrucciones no privilegiados con el apoyo de la interfaz: escribir, leer, y CAS (compare-and-swap), comparación y de intercambio.

Ejecución y rendimiento

• Los meta-instrucciones críticos de rendimiento (por ejemplo, leer, escribir, y CAS) se implementan como máquina MIPS instrucciones.

• Estos meta-instrucciones puede ser ejecutado directamente por los programas de usuario; ejecución meta-instrucción hace una trampa rápida a una cuidadosamente afinado rutina de montaje, que emula que la instrucción en el kernel.

• La aplicación garantiza que una sola palabra acceso local (lectura / escritura) es atómica con respecto a un acceso remoto (lectura / escritura) que implica esa palabra.

• Protección es proporcionada por el código de emulación, que comprueba la validez de todos los accesos remotos utilizando in-kernel tablas que contiene las entradas de traducción de direcciones para cada segmento.

Aplicaciones Estructuración

• Separar la transferencia de control y transferencia de datos en un servicio distribuido,  para eliminar las transferencias superflujos de control transversal de la máquina, al tiempo que optimiza el movimiento de datos.

• El sistema se estructura como clientes y servidores, como en los sistemas distribuidos :

• Mecanismo de transferencia de datos especializadas: Utilizamos las primitivas de comunicación especializados para apoyar a proteger, acceso directo a memoria, a distancia.  

• Clerks Server. Cada servicio distribuida tiene secretarios de servidor que se ejecutan en las máquinas cliente.

Aplicaciones Estructuración (Continuación….)

• Escribano servidor. Secretarios Server no confían en sus clientes; sin embargo los empleados y servidores de servidores se consideran parte del mismo servicio.

• Secretario a servidor de transferencia de datos. Secretarios y servidores pueden almacenar en caché los datos si es necesario.

• Siempre que sea posible, esto la comunicación se realiza utilizando el mecanismo de transferencia de datos de lectura / escritura a distancia.

Localización de datos remotos

• Una característica clave de nuestra organización es que las partes del sistema que se distribuyen en toda la red son partes de la misma aplicación.

• Un servidor empleado puede leer y posiblemente modificar las estructuras de datos del servidor, y viceversa.

Sincronización

• Para lograr la sincronización se tiene que tener acceso a la memoria local atómica con respecto a la memoria remota accede.

• Por ejemplo, que una palabra de la bandera en un registro se actualiza atómicamente. Esto permite un nivel suficiente de sincronización en los casos en que existe un solo escritor y múltiples lectores.

Seguridad

• Los clientes acceden a los servicios del empleado mediante RPC local, que mantiene completa cortafuegos de protección. De este modo, los clientes no pueden dañar los servidores o de sus empleados.

• El modelo de comunicación basado en segmentos remotos es seguro bajo la suposición de que la granos y usuarios privilegiados en cada máquina son de confianza.

Heterogeneidad

• El caso más común de heterogeneidad tiene  diferentes órdenes de byte-es fácil de acomodar como una simple extensión de la implementación actual del modelo de comunicación.

• Los controladores de red incluso muy tempranas, tales como la lanza de Ethernet, tienen una facilidad para intercambiar bytes durante las transferencias de datos entre la memoria principal y la red.

Consistencia caché y Recuperabilidad

• En los sistemas tradicionales distribuidas basadas RPC-, el tiempo de ejecución de RPC y el transporte implementan tiempo de espera y mecanismos de excepción para notificar automáticamente al usuario de los fallos de la máquina remota.

• Sistemas basados ​​en RPC integrar la tolerancia a fallos con los datos y la transferencia de control.

El Modelo de Sistema de archivos distribuido

• El modelo de sistema organiza la memoria caché en diferentes áreas distintas, cada una con diferentes tipos de información. Esta organización permite que el empleado de servidor de cliente para sondear los datos del servidor estructuras. Esto nos permite explotar los mecanismos de transporte de datos puros sin la pena de transferencia de control.

• Los datos del archivo. Esta es la caché del búfer de archivos tradicional que almacena en caché los datos de archivos regulares y forma la mayor parte de la caché.

• Nombre de búsqueda de datos. Esta área contiene información de traducir los nombres de archivo para presentar asas. La mayoría los sistemas convencionales tienen un caché de nombres separado que sirve para este propósito.

El Modelo de Sistema de archivos distribuido (Continuación…)

• Atributos de archivo. Esta área caché contiene atributos de archivo como el tiempo de creación, tamaño del archivo, etc. Las entradas de esta caché puede ser recuperada da un identificador de archivo.

GRACIAS…

...