martes, 2 de diciembre de 2014

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Blog de Sistemas Distribuidos
Carolina Morales Dueñas MAT: 119039
Materia: Sistemas Distribuidos I 
Maestra: Mariela Rubí Navarro Valdez


Cd. Obregón, Sonora a Diciembre de 2014





REFERENCIAS UTILIZADAS:


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Avances Tecnológicos


Los cambios tecnológicos de los últimos años pueden traer también cambios muy importantes en los sistemas de archivos distribuidos. Además con el rápido avance que se da en las redes de comunicaciones y su incremento en el ancho de banda la creación de paquetes que ofrecen la comparación de archivos es común de encontrarse en el mercadeo. En la industria, el esquema más solicitado es aquel que permite acceder a los grandes volúmenes de información de los grandes servidores desde las computadores personales o convencionales y desde otros servidores. Es por eso que la principal solución que adoptada por las pequeñas empresas es contar con Novell Netware en un servidor 486 o superior y acceder a los archivos desde maquinas similares.

Hardware reciente
Dispositivos que en los últimos años están abaratando sus costos, tales como las memorias, mejorando circunstancialmente los actuales servidores de archivos puesto que se podrá adquirir gran cantidad de gigabytes de memoria, aunque todavía se presente el problema de que la memoria sea volátil, es decir, que cuando se apaga el sistema se borran los archivos. Una nueva innovación en hardware son los discos ópticos que ahora pueden ser utilizados más de una vez, redes de fibra óptica de alta velocidad que agilizarían la transferencia de archivos y se podría prescindir de la memoria caché. Esto también simplificaría en mucho el software a utilizarse en los sistemas de archivos distribuidos.

Escalabilidad
La cual propone que cualquier computador individual ha de ser capaz de trabajar independientemente como un sistema de archivos distribuido, pero también debe poder hacerlo conectado a muchas otras máquinas. Un sistema de archivos debería funcionar tanto para una docena de equipos como para varios millares. Igualmente no debería ser determinante el tipo de red utilizada (LAN o WAN) ni las distancias entre los equipos. Aunque este punto sería muy necesario, puede que las soluciones impuestas para unos cuantos equipos no sean aplicables para varios otros. De igual manera, el tipo de red utilizada condiciona el rendimiento del sistema, y podría ser que lo que funcione para un tipo de red, para otro necesitaría un diseño diferente.

Redes de área amplia
La mayor parte del trabajo que se realiza actualmente en los sistemas distribuidos se basa en los sistemas alojados en reden LAN La tendencia en el futuro es que veremos conectados entre sí muchos sistemas distribuidos LAN con el fin de formar sistemas distribuidos transparentes a través de todo el mundo. Pero para esto tendría que tomarse como punto de importancia el hecho de que no todos los países utilizan un mismo tipo caracteres para sus archivos, es decir, si en Latinoamérica utilizamos los códigos ASCII puede ser que en otras partes del mundo no se utilice este mismo concepto, lo que produciría una incompatibilidad de datos.

Usuarios móviles
A medida que la tecnologia de las comunicaciones se digitaliza, se encuentra sujeta a las mismas mejoras exponenciales que han hecho que una computadora portátil de 2000 dólares actual tenga más capacidad que una computadora IBM de 10 millones de dólares de hace veinte años. Por esta razón las computadoras portátiles presenta un mayor crecimiento en la tecnologia informática. Pero este hecho presenta la inconveniencia de que estos usuarios no estarán conectados todo el tiempo al sistema, es decir, solo lo estarán algún tiempo y luego no aparecerán. Esto es debido a que todavía no se cuenta con una adecuada red instalada en diversos lugares para que el usuario pueda conectar su laptop, notebook y su PC de bolsillo a su respectivo sistema o al sistema al cual desea conectarse.
  
Tolerancia de fallas        

En la actualidad, la mayor parte de los sistemas de cómputo no presentan tolerancia a fallas. Es común escuchar en las agencias bancarias la frase: "No hay sistema", por lo que tomamos este hecho como algo absolutamente normal. Salvo algunos sistemas especializados como los que se utilizan para el control de tráfico aéreo, otros sistemas no presentan este comportamiento que debería ser el óptimo. Para que los sistemas de archivos cumplan con este requisito, deberá existir o implementarse una consistente infraestructura de hardware lo cual permita a los sistemas ser realmente confiables y seguros en cuanto a tiempo de funcionamiento efectivo se refiere.
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Evaluación de topología

El diseño de una topología afecta al rendimiento de la misma. Es conveniente tener en cuenta una lista de factores que pueden aclarar ideas sobre la topología más adecuada a la necesidad de la red.

Factores a tener en cuenta:

  •  Aplicación: el tipo de instalación en la que es más apropiado determinada topología
  •  Complejidad: la complejidad técnica de la topología. Este factor afecta a la instalación y mantenimiento de todo el cableado.
  •  Respuesta Tráfico: capacidad de respuesta al tráfico que puede soportar el sistema
  •  Vulnerabilidad: lo suceptible que es la topología a fallos y/o averías
  • Capacidad de Expansión: la posibilidad de ampliar la red cuando sea necesario hacerlo, así como la facilidad que hay para añadir los dispositivos necesarios para cubrir distancias más grandes. Coste El coste que se quiere dedicar al mantenimiento y actualización de la red local.


Tarjetas de interfase
Una tarjeta de red , tarjeta de interfaz de red o adaptador de red es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red" o TIR). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.



Tecnología de configuración jerárquica.
Las redes jerárquicas se administran y se expanden con más facilidad (escalabilidad) que otras arquitecturas. Además los problemas se resuelven con mayor rapidez. El modelo de diseño jerárquico típico se separa en tres capas con funciones específicas: capa de acceso, capa de distribución y capa núcleo.


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Bus Compartido



Un bus es un medio compartido de comunicación constituido por un conjunto de líneas(conductores) que conecta las diferentes unidades de un computador. La principal función de un bus será, pues, servir de soporte para la realización de transferencias de información entre dichas unidades. La unidad que inicia y controla la transferencia se conoce como master del bus para dicha transferencia, y la unidad sobre la que se realiza la transferencia se conoce como slave. Los papeles de master y slave son dinámicos, de manera que una misma unidad puede realizar ambas funciones en transferencias diferentes. Por ejemplo, una unidad de DMA hace de slave en la inicialización que realiza el master, la CPU, para una operación de E/S. Sin embargo, cuando comienza la operación, la unidad de DMA juega el papel de master frente a la memoria, que en esta ocasión hace de slave.


Para garantizar el acceso ordenado al bus, existe un sistema de arbitraje, centralizado o distribuido, que establece las prioridades cuando dos o más unidades pretenden acceder al mismo tiempo al bus, es decir, garantiza que en cada momento sólo exista un master. Para establecer el tiempo de duración de las transferencias y que sea conocido tanto por el master como por el slave, un bus debe disponer de los medios necesarios para la ncronización master-slave.
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Correo electrónico en memoria compartida


La entrega de correo desde una aplicación cliente a un servidor, y desde un servidor origen al servidor destino es manejada por el Protocolo simple de transferencia de correo (Simple Mail Transfer Protocol o SMTP).

SMTP
El objetivo principal del protocolo simple de transferencia de correo, SMTP, es transmitir correo entre servidores de correo. Sin embargo, es crítico para los clientes de correo también. Para poder enviar correo, el cliente envia el mensaje a un servidor de correo saliente, el cual luego contacta al servidor de correo de destino para la entrega. Por esta razón, es necesario especificar un servidor SMTP cuando se esté configurando un cliente de correo.

Protocolos de acceso a correo
Hay dos protocolos principales usados por las aplicaciones de correo cliente para recuperar correo desde los servidores de correo: el Post Office Protocol (POP) y el Internet Message Access Protocol (IMAP).

A diferencia de SMTP, estos protocolos requieren autenticación de los clientes usando un nombre de usuario y una contraseña. Por defecto, las contraseñas para ambos protocolos son pasadas a través de la red sin encriptar.

POP
El servidor por defecto POP bajo Red Hat Enterprise Linux es /usr/sbin/ipop3d y es proporcionado por el paquete imap. Cuando se utiliza POP, los mensajes de correo son descargados a través de las aplicaciones de correo cliente. Por defecto, la mayoría de los clientes de correo POP son configurados para borrar automáticamente el mensaje en el servidor de correo después que éste ha sido transferido exitósamente, sin embargo esta configuración se puede cambiar.

IMAP
El servidor por defecto IMAP bajo Red Hat Enterprise Linux es /usr/sbin/imapd y es proporcionado por el paquete imap. Cuando utilice un servidor de correo IMAP, los mensajes de correo se mantienen en el servidor donde los usuarios pueden leerlos o borrarlos.

 IMAP también permite a las aplicaciones cliente crear, renombrar o borrar directorios en el servidor para organizar y almacenar correo.
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lunes, 1 de diciembre de 2014

Tecnologías de interconexión



Cuando se diseña una red de datos se desea sacar el máximo rendimiento de sus capacidades. Para conseguir esto, la red debe estar preparada para efectuar conexiones a través de otras redes, sin importar qué características posean.

El objetivo de la Interconexión de Redes (internetworking) es dar un servicio de comunicación de datos que involucre diversas redes con diferentes tecnologías de forma transparente para el usuario. Este concepto hace que las cuestione técnicas particulares de cada red puedan ser ignoradas al diseñar las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios.

Los dispositivos de interconexión de redes sirven para superar las limitaciones físicas de los elementos básicos de una red, extendiendo las topologías de esta.

Algunas de las ventajas que plantea la interconexión de redes de datos, son:
  • ·         Compartición de recursos dispersos.
  • ·         Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo.
  • ·         Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes.
  • ·         Aumento de la cobertura geográfica.

Tipos de Interconexión de redes
Se pueden distinguir dos tipos de interconexión de redes, dependiendo del ámbito de aplicación:

Interconexión de Área Local (RAL con RAL)
Una interconexión de Área Local conecta redes que están geográficamente cerca, como puede ser la interconexión de redes de un mismo edificio o entre edificios, creando una Red de Área Metropolitana (MAN)

Interconexión de Área Extensa (RAL con MAN y RAL con WAN)

La interconexión de Área Extensa conecta redes geográficamente dispersas, por ejemplo, redes situadas en diferentes ciudades o países creando una Red de Área Extensa (WAN)
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Necesidad de los Sistemas Distribuidos


Con la evolución de las computadoras se ha visto la necesidad de mejorar sus componentes siendo uno de ellos los sistemas que las integran, en este caso los sistemas distribuidos. Los grandes sistemas fueron cambiando pasando de ser grandes sistemas centralizados a sistemas mucho más descentralizados formados por varias computadoras y por lo tanto con más procesadores.

Es por eso que pronto surgió la necesidad de la interconexión con los equipos y se desarrolló el más grande sistema distribuido, el internet, así como la red LAN (red de área local).

Aunque los sistemas actuales funcionan bien, logrando que la comunicación entre las computadoras sea funcional, también tiene ciertas limitaciones y problemas que requiere que los sistemas distribuidos estén en constante actualización pues es de gran importancia cubrir las necesidades del usuario que las utiliza, inventando y proporcionando más herramientas y soluciones.

Otra de las necesidades de los sistemas distribuidos es el procesamiento de los datos pues con ellos podemos controlar sistemas completos, bases de datos, redes de teleprocesamiento, información necesaria para el usuario.
Visto estos puntos y sabiendo algunas de las razones por las que son necesarios los sistemas distribuidos, también se debe considerar el costo de estos sistemas, si bien es cierto que son un tanto caros surgen los llamados Clusters, que son los sistemas distribuidos de alto rendimiento a bajo costo. Estos legan gracias a la tendencia actual de contar con disponibilidad de microprocesadores económicos y con alta velocidad.
Contar con ellos permite a los usuarios un acercamiento más accesible, más económico pero contando con los mismo beneficios y características.
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Variaciones en la interconexión

¿Qué es la memoria compartida?
Es aquel tipo de memoria que puede ser accedida por múltiples programas, ya sea para comunicarse entre ellos o para evitar copias redundantes. La memoria compartida es un modo eficaz de pasar datos entre aplicaciones. Dependiendo del contexto, los programas pueden ejecutarse en un mismo procesador o en procesadores separados.

¿Qué es un bus común?
Conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí. El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

Memoria compartida en los procesos de cómputo
Intercambiando datos entre programas que se ejecutan al mismo tiempo, crea espacios en la memoria RAM, los procesos deben de ejecutarse en la misma máquina. Crea un vínculo entre la memoria local del proceso interesado y el segmento compartido.

Bus en los procesos de cómputo
Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).


Para efectuar una lectura se deposita en el bus de direcciones la dirección de la palabra de memoria que se desea leer y entonces se activa la señal de lectura (R); después de cierto tiempo en el bus de datos aparecerá el contenido de la dirección buscada. Por otra parte, para realizar una escritura se deposita en el bus de datos la información que se desea escribir y en el bus de direcciones la dirección donde deseamos escribirla, entonces se activa la señal de escritura (W), pasado el tiempo de latencia, la memoria escribirá la información en la dirección deseada.
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Sistemas distribuidos en bancos


Es sistema bancario de internet utiliza una arquitectura cliente-servidor de tres capas.
La base de datos de clientes del banco (usualmente ubicada sobre una computadora mainframe) proporciona servicios de gestión de datos; un servidor web proporciona los servicios de aplicación tales como facilidades para transferir efectivo, generar estados de cuenta, pagar facturas, y así sucesivamente. La propia computadora del usuario con un navegador de Internet es el cliente.

El sistema es escalable, porque es relativamente fácil añadir nuevos servidores web, a medida que el número de clientes crece. El uso de una arquitectura de tres capas permite optimizar la transferencia de información entre el servidor web y el servidor de la base de datos. Las comunicaciones entre estos sistemas pueden usar protocolos de comunicación de bajo nivel muy rápidos. Para recuperar información de la base de datos se utiliza un middleware eficiente que soporte consultas a la base de datos en SQL (Structured Query Language).





La información de la base de datos esta almacenada físicamente en diferentes sitios de la red. En cada sitio de la red, la parte de la información, se constituye como una base de datos en sí misma. Las bases de datos locales tienen sus propios usuarios locales, sus propios DBMS y programas para la administración de transacciones, y su propio administrador local de comunicación de datos. Estas base de datos locales deben de tener una extensión, que gestione las funciones de sociedad necesarias; la combinación de estos componentes con los sistemas de administración de base de datos locales, es lo que se conoce como Sistema Administrador de Base de Datos Distribuidas. Este gestor global permite que usuarios puedan acceder a los datos desde cualquier punto de la red, como si lo hicieran con los datos de su base de datos local, es decir, para el usuario, no debe existir diferencia en trabajar con datos locales o datos de otros sitios de la red.


La topología y los atributos físicos de la red están ocultados por los protocolos de red, mientras que la arquitectura de cada máquina está ocultada por el sistema operativo. Como los componentes de un sistema distribuido pueden ser heterogéneos, se requiere una capa de software (a menudo llamado middleware) para proporcionar la visión de sistema único.


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Sistemas distribuidos en redes de área local


Origen: 
     En los 50’s había ordenadores caros y que no se aprovechaban bien,En los 60’s, 70’s se tenían grandes ordenadores centralizados.En los años 80 con el ordenador personal era difícil disponer de recursos como impresoras, scanners, etc.Nacen los sistemas de red con las redes de área local.


Importancia:
Permiten la interconexión entre múltiples ordenadores para colaborar en la realización de tareas, al comunicarse y sincronizarse entre ellos. Se logra tener un estado compartido.

 En las redes de área local no resulta difícil escalar un sistema porque estos sistemas están basados en una comunicación síncrona. 
Desventajas
Coste
Fiabilidad
Saturación
Seguridad, comunicaciones inseguras
SW  más complejo.
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Sistemas distribuidos en desarrollos cientificos




Clúster: computadoras distribuidos que se comportan como una sola computadora, no solo en base a redes, también es a hardware. Y con HW y SW se forma una super computadora para hacer operaciones mas rapidas y en conjunto, por ejemplo la NASA, Disney, Pixar.

Grid: tecnología que permite utilizar todo tipos de recursos. Es de forma cuadriculada o matriz, se utiliza mucho en las universidades para facilitar sistemas.


Colisionador de Haurones:  acelerador y colisionadores de partículas, fue un experimento para congelar átomos, examinar la validez y imites del modelo estandar. 
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Señal Digital



Es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.

Ventajas
1.    Ante la atenuación, puede ser amplificada y reconstruida al mismo tiempo, gracias a los sistemas de regeneración de señales.
2.    Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, en la recepción.
3.    Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal.
4.    Permite la generación infinita con perdidas mínimas en la calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico; la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración.
5.    Las señales digitales se ven menos afectadas a causa del ruido ambiental en comparación con las señales analógicas y permite que haya menos interferencia sea una señal fluida o continua.

Desventajas
1.    Necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior en el momento de la recepción.
2.    Requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj del transmisor con respecto a los del receptor.
3.    Pérdida de calidad cada vez mayor en el muestreo respecto de la señal original.
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Señal Analógica




Es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.

Ventajas
1.    La principal ventaja es la correcta y ajustada definición de la señal analógica que tiene el potencial para una cantidad infinita de resolución de la señal.
2.    En comparación con las señales digitales, las señales analógicas son de mayor densidad.
3.    Su tratamiento se puede lograr más sencillo que con el equivalente digital. Una señal analógica puede ser procesada directamente por los componentes analógicos, aunque algunos procesos no están disponibles, excepto en forma digital.

Desventajas
1.    La principal desventaja de la señalización analógica es que cualquier sistema de ruido, es decir, al azar hace una variación no deseada.
2.    Como la señal se copia y se vuelve a copiar, o es transmitida a través de largas distancias, estas variaciones al azar, aparentemente a son dominantes.
3.    Eléctricamente, estas pérdidas pueden verse disminuidas por la protección, bien comunicado, y el cable de varios tipos, tales como coaxial o par trenzado. 
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Procesamiento de señales



Es el procesamiento, amplificación e interpretación de señales. Las señales pueden proceder de diversas fuentes. Hay varios tipos de procesamiento de señales, dependiendo de la naturaleza de las mismas.


Es la manipulación matemática de una señal de información para modificarla o mejorarla en algún sentido. Este está caracterizado por la representación en el dominio del tiempo discreto, en el dominio frecuencia discreta, u otro dominio discreto de señales por medio de una secuencia de números o símbolos y el procesado de esas señales.


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Topología de Malla





La topología de red malla es una topología de reden la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.
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Topología de Estrella




Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.
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Topología de Bus






Es la manera más simple en que se puede organizar la red. Todos los equipos están conectados a la misma línea de transmisión mediante un cable, generalmente coaxial. 


 La topología de bus es la manera más simple en la que se puede organizar una red. En la topología de bus, todos los equipos están conectados a la misma línea de transmisión mediante un cable, generalmente coaxial. La palabra "bus" hace referencia a la línea física que une todos los equipos de la red.
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Topología de Árbol



Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas.
Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.
Cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus.
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Topología de Anillo




Esta topología conecta a las computadoras con un solo cable en forma de circulo. Con diferencia de la topología bus, las puntas no están conectadas con un terminados. Todas las señales pasan en una dirección y pasan por todas las computadoras de la red. Las computadoras en esta topología funcionan como repetidores, porque lo que hacen es mejorar la señal. Retransmitiéndola a la próxima computadora evitando que llegue débil dicha señal. La falla de una computadora puede tener un impacto profundo sobre el funcionamiento de la red. 
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