Concepto de Sistemas Distribuidos

Un video didáctico que explica de manera clara lo que son los sistemas distribuidos.
Fuente: Youtube.com, ESCOM.

Son aquellos "Sistemas cuyos componentes hardware y software, que están en ordenadores conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor".

Evolución de los Sistemas Distribuidos

Evolución:

Procesamiento central (Host).- Uno de los primeros modelos de ordenadores interconectados, llamados centralizados, donde todo el procesamiento de la organización se llevaba a cabo en una sola computadora, normalmente un Mainframe, y los usuarios empleaban sencillos ordenadores personales.
Los problemas de este modelo son:

• Cuando la carga de procesamiento aumentaba se tenía que cambiar el hardware del Mainframe, lo cual es más costoso que añadir más computadores personales clientes o servidores que aumenten las capacidades.
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• El otro problema que surgió son las modernas interfases gráficas de usuario, las cuales podían conllevar a un gran aumento de tráfico en los medios de comunicación y por consiguiente podían colapsar.

Grupo de Servidores.- Otro modelo que entró a competir con el anterior, también un tanto centralizado, son un grupo de ordenadores actuando como servidores, normalmente de archivos o de impresión, poco inteligentes para un número de Minicomputadores que hacen el procesamiento conectados a una red de área local.
Los problemas de este modelo son:

• Podría generarse una saturación de los medios de comunicación entre los servidores poco inteligentes y los minicomputadores, por ejemplo cuando se solicitan archivos grades por varios clientes a la vez, podían disminuir en gran medida la velocidad de transmisión de información.

La Computación Cliente Servidor.- Este modelo, que predomina en la actualidad, permite descentralizar el procesamiento y recursos, sobre todo, de cada uno de los servicios y de la visualización de la Interfaz Gráfica de Usuario. Esto hace que ciertos servidores estén dedicados solo a una aplicación determinada y por lo tanto ejecutarla en forma eficiente.

Servidores más comunes

A continuación se presenta una lista de los servidores más comunes:

• Servidores de archivos.- Proporciona archivos para clientes. Si los archivos no fueran tan grandes y los usuarios que comparten esos archivos no fueran muchos, esto sería una gran opción de almacenamiento y procesamiento de archivos. El cliente solicita los archivos y el servidor los ubica y se los envía.
• Servidores de Base de Datos.- Son los que almacenan gran cantidad de datos estructurados, se diferencian de los de archivos pues la información que se envía está ya resumida en la base de datos. Ejemplo: El Cliente hace una consulta, el servidor recibe esa consulta (SQL) y extrae solo la información pertinente y envía esa respuesta al cliente.
• Servidores de Software de Grupo.- El software de grupo es aquel, que permite organizar el trabajo de un grupo. El servidor gestiona los datos que dan soporte a estas tareas. Por ejemplo: almacenar las listas de correo electrónico. El Cliente puede indicarle, que se ha terminado una tarea y el servidor se lo envía al resto del grupo.
• Servidores WEB.- Son los que guardan y proporcionan Páginas HTML. El cliente desde un browser o link hace un llamado de la página y el servidor recibe el mensaje y envía la página correspondiente.
• Servidores de correo.- Gestiona el envío y recepción de correo de un grupo de usuarios (el servidor no necesita ser muy potente). El servidor solo debe utilizar un protocolo de correo.
• Servidor de objetos.- Permite almacenar objetos que pueden ser activados a distancia. Los clientes pueden ser capaces de activar los objetos que se encuentran en el servidor.
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Servidor de Impresión

• Servidores de impresión.- Gestionan las solicitudes de impresión de los clientes. El cliente envía la solicitud de impresión, el servidor recibe la solicitud y la ubica en la cola de impresión, ordena a la impresora que lleve a cabo las operaciones y luego avisa a la computadora cliente que ya acabo su respectiva impresión.
• Servidores de aplicación.- Se dedica a una única aplicación. Es básicamente una aplicación a la que pueden acceder los clientes.

Características de un Sistema Distribuido

A continuación se analiza en forma breve algunos de los aspectos claves del diseño con los que deben trabajar las personas que piensan construir un sistema operativo distribuido: 

Transparencia


Diseñar el sistema de forma que todas las personas piensen que la colección de máquinas es tan sólo un sistema de tiempo compartido, de un procesador, a la manera antigua.

La transparencia se puede lograr en dos niveles distintos. Lo más fácil es ocultar la distribución a los usuarios, aunque también es posible hacer que el sistema sea transparente para los programas.

Los distintos tipos de transparencia en un sistema distribuido son:

• Transparencia de localización: los usuarios no pueden indicar la localización de los recursos.
• Transparencia de migración: los recursos se pueden mover a voluntad sin cambiar sus nombres.
• Transparencia de réplica: los usuarios no pueden indicar el número de copias existentes.
• Transparencia de concurrencia: varios usuarios pueden compartir recursos de manera automática.
• Transparencia de paralelismo: las actividades pueden ocurrir en paralelo sin el conocimiento de los usuarios.

Flexibilidad

El diseño de un sistema distribuido debe hacerse con la idea de facilitar los cambios futuros. A este respecto, los micronúcleos son superiores a los núcleos monolíticos.

Confiabilidad

Uno de los objetivos originales de la construcción de sistemas distribuidos fue el hacerlos más confiables que los sistemas con un procesador. La idea es que si una máquina falla, alguna otra máquina se encargue del trabajo. En otras palabras, en teoría, la confiabilidad global del sistema podría ser el OrBooleano de la confiabilidad de los componentes.

Un aspecto importante dentro de la confiabilidad es la disponibilidad que se refiere a la fracción de tiempo en que se puede utilizar el sistema.

Otro aspecto de la confiabilidad general es la seguridad. Los archivos y otros recursos deben ser protegidos contra el uso no autorizado.

También otro aspecto de la confiabilidad es la tolerancia de fallas. los sistemas distribuidos se deben diseñar de forma que escondan las fallas; es decir, ocultarlo a los usuarios.

Desempeño

Cuando se ejecuta una aplicación en un sistema distribuido, no debe parecer peor que su ejecución en un procesador. Se pueden utilizar diversas métricas de desempeño. El tiempo de respuesta es una, pero también lo son el rendimiento, uso del sistema y cantidad consumida de la capacidad de la red. Además es frecuente que el resultado de cualquier parámetro dependa de la naturaleza de éste.

Escalabilidad
Diseñar un sistema distribuido que pueda escalar hacia sistemas más grandes en un futuro.

Ventajas y desventajas

 

Ventajas de los sistemas distribuidos con respecto de los centralizados.

·         Economía: es la razón número uno de la tendencia hacia los sistemas distribuidos ya que estos sistemas tienen en potencia una proporción precio/desempeño mucho mejor que la de un sistema centralizado.

·         Velocidad: un sistema distribuido puede tener mayor poder de cómputo que una mainframe.

·         Distribución inherente: otra razón para la construcción de un sistema distribuido es que ciertas aplicaciones son distribuidas en forma inherente; es decir, algunas aplicaciones utilizan máquinas que están separadas a cierta distancia.

·         Confiabilidad: un sistema distribuido ofrece mayor confiabilidad: al distribuir la carga de trabajo en muchas máquinas, la falla de un circuito descompondrá a lo más una máquina y el resto seguirá intacto.

·         Crecimiento por incrementos: si se necesita añadir poder de cómputo a la compañía, con un sistema distribuido, podrían añadirse sólo más procesadores al sistema, lo que permite un desarrollo gradual conforme surjan las necesidades.

Ventajas de los sistemas distribuidos con respecto de las PC independientes

·         Datos compartidos: Un sistema distribuido permite que varios usuarios tengan acceso a una base de datos común.

·         Dispositivos compartidos: De igual manera, se pueden compartir periféricos entre diversos usuarios como puede ser una impresora.

·         Comunicación: un sistema distribuido facilita la comunicación entre computadoras aisladas con el e-mail, por ejemplo.

·         Flexibilidad: Un sistema distribuido difunde la carga de trabajo entre las máquinas disponibles en la forma más eficaz en cuanto a los costos.

Desventajas de los sistemas distribuidos

  

·         Software: No hay mucha experiencia en el diseño, implantación y uso del software distribuido, además existe poco software para los sistemas distribuidos en la actualidad.

·         Redes: Una vez que el sistema llega a depender de la red, la pérdida o saturación de ésta puede negar algunas de las ventajas que el sistema distribuido debía conseguir.

·         Seguridad: si las personas pueden tener acceso a los datos en todo el sistema, entonces también pueden tener acceso a datos con los que no tienen nada que ver.