Aula-SD-17-exclusao mutua em sistemas distribuidos

exclusao mutua em sistemas distribuidos

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SistemasDistribuídos
Prof. Dr. José R. Torres Neto
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ExclusãoMútua
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RegiõesCríticas
◎partes do código ou operações onde a execução deve
ser controlada para garantir consistência e evitar
conflitos entre processos concorrentes.
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Ex.: Váriosprocessostentando
acessare modificarum arquivo
compartilhado
simultaneamente
Ex.: Diferentesnóstentando
modificarregistrosemuma
base de dados distribuídaao
mesmotempo
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ExclusãoMútua
◎A melhor maneira de garantir a exclusão mútua em SD
é imitar o que acontece em um Sistema local.
◎Passos:
◎Elege um coordenador (Líder)
◎Lembrando…
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ExclusãoMútua
◎Passos:
◎Elege um coordenador (Líder)
◎Um processo envia uma solicitação para o
coordenador para entrar em uma região crítica
◎Se nenhum processo está acessando essa região, o
coordenador autoriza o acesso.
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AlgoritmoCentralizado
a) Nó 1 solicita o acesso à região crítica. A permissão é condedida.
b) Nó 2 solicita o acesso, mas o coordenador não responde.
c) Nó 1 informa que a região crítica foi liberada. Coordenador dá
permissão ao Nó 2.
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AlgoritmoCentralizado-Vantagens
◎Garante a exclusão mútua
◎Justo (os pedidos são concedidos na ordem em que
são recebidos - FIFO)
◎Sem inanição (um processo não espera pra sempre)
◎Fácil implementação (apenas 3 mensagens:
solicitação, concessão, liberação)
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AlgoritmoCentralizado-Desvantagens
◎Ponto único de falha: Coordenador
◎Gargalo no desempenho: Escalabilidade
◎Se os processos bloqueiam após fazer um pedido, eles
não podem distinguir um coordenador morto com
uma falta de permissão (“permissão negada”)
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AlgoritmoDescentralizado
a) Dois processos querem entrar na região crítica ao mesmo tempo( 0 e 2)
b) Processo 0 tem o timestamp mais baixo, então ganha a permissão
concentida
c) Quando o processo 0 termina, ele envia um “OK” e o processo 2 pode
acessar a região 9
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AlgoritmoToken Ring
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Vantagens
◎Exclusãomútua? ok!
◎Inanição? Ordem ok!
AlgoritmoToken Ring
Desvantagens
◎Token podeser perdido?
-regeneaçãodo token
◎Detectarque o token foiperdido?
-desafiodifídil: rede pode
estarsobrecarregada
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Replicaçãoe
Consistência
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Replicação
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Confiabilidade
Garante comportamento
correto, apesar de erros.
•Dadoscorrompidos
Uma réplica
funcionando, o serviço
continua
Por que replicar?
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Por que replicar?
Desempenho
É importante quando
precisa se ampliado
em quantidade e área geográfica
Ampliação e
quantidade: diversos
servidores web com cache de páginas
Aplicação geográfica:
requisições são
repassadas para o servidor mais
próximo.
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2.
Consistência
Desafio
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“
Como garantira consistênciaentre
osdados das diversasréplicas?
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Desafios
◎Na utilização de caches em um servidor web, os
browsers salvam cópias locais de páginas acessadas
◎Se o usuário requisitar o acesso mais de uma vez, o
browser retorna a página salva localmente
◎Isso melhora o tempo de acesso
Mas e se o usuário quiser a versão da página mais
recente?
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Desafios
◎Sincronização das réplicas
◎Quando uma atualização deve ser realizada?
◎Deve-se ter um acordo, e em geral, uma
sincronização global
◎Relaxar as restrições de consistência
◎Réplicas diferentes temporariamente
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Modelosde
Consistência
Contratos: um conjunto de regras
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Modelosde ConsistênciaCentradoa Dados
◎Operações de leitura-escrita em dados
compartilhados:
◎Memória distribuída
◎Banco de dados distribuídos
◎Sistemas de arquivos
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Modelosde Consistênciaéo contrasteentre osprocessose o
repositóriode dados, no sentidodas regrasacordadasentre os
mesmospara mantera consistência
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Depósitode Dados –Distribuídosemváriasmáquinas
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◎cada processo pode acessar dados
do repositório através de um cópia
local de todo o conteúdo do
repositório
◎operaçõesde escritasão
propagadaspara todasas cópias
◎operaçãode dados éclassificada
comoescritaquandoaltera o
dado, diferentementeda operação
de leitura
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Modelosde Consistência
◎Difícil definir com precisão a ordem das escritas sem
um relógio global
◎O relaxamento do modelo de consistência é uma
solução factível
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Modelosde ConsistênciaCentradoa Dados
◎Quais inconsistência sao toleráveis?
◎Diferenças dos valores numéricos entre réplicas
◎Diferenças das idades entre replicas
◎Diferença em relação à ordenação de operações
de atualização
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DesviosNuméricos
◎Utilizada por aplicações onde os dados têm semântica
numérica
◎Existe um faixa de valores onde existe uma réplica
◎Ex. Aplicação diz que duas cópias não podem
desviar de R$ 0,40
◎Ex. Valores de replicas não podem diferir mais do
que 0,5%
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Desviosde Idade
◎Relacionado com a última atualização de uma replica
◎Algumas aplicações podem tolerar que uma replica
forneça dados antigos, contanto que não sejam tão
antigos
◎Ex. Previsão do tempo, permacem a mesma
durante algum tempo
◎Ex. Servidor principal pode receber atualizações
em tempos oportunos27
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Desviosemrelaçãoàordenaçãode operações
◎Em algumas aplicações, a ordenação das atualizações
podem ser diferente nas replicas, dentro de um limite
◎Atualizações são aplicadas a uma cópia local, à espera
de um acordo global de todas as replicas
◎Algumas atualizações podem voltar atrás e serem
aplicadas em uma ordem diferente, antes da
permanência
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ConsistênciaContínua-conit
◎Conit – Consistency Unit
◎Especifica a unidade Segundo a qual a consistência
deve ser medida
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