Sistemas Operativos Distribuidos

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Sistemas Operativos Distribuidos

• Ing. José L. Simón
• Mayo 2000

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Definiciones

• Un sistema operativo distribuido muestra al
  sistema distribuido subyacente como una colección
  de recursos, abstrayendo su complejidad física
  (computadoras, redes, nodos) y lógica
  (protocolos, dominios)
• Permite a las aplicaciones interactuar con los
  recursos en forma protegida y ordenada

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Definiciones

• El encapsulamiento de recursos puede ocultar, por
  ejemplo, la replicación de una base de datos u
  otro servicio
• El sistema operativo distribuido ordena y
  sincroniza los accesos concurrentes a cada
  recurso compartido

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Conceptos básicos

• Encapsulamiento y protección de recursos
• Kernels
• Procesos y threads
• Servicios de comunicación
• Invocación de operaciones
• Distribución de memoria

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Conceptos

• Un sistema operativo distribuido permite diseñar
  aplicaciones que se ejecutan sobre el sistema
  distribuido subyacente
• Presenta a los recursos como abstracciones
  orientadas al dominio del problema
• Canales de comunicación ? redes
• Procesos ? procesadores

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Implementación

• Un sistema operativo distribuido es una colección
  de kernels y procesos servidores que brindan la
  abstracción antedicha
• Una red de computadoras con Windows o Unix no es
  un sistema operativo distribuido porque la
  frontera entre los recursos está claramente
  definida

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Implementación
encapsulamiento
Modularidad Protección Concurrencia Replicación
recurso
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Acceso a los recursos compartidos

• El sistema operativo distribuido brinda un
  mecanismo de invocación para el acceso a los
  recursos compartidos
• Para poder usar un recurso, una aplicación debe
  tener acceso al nombre de ese recurso

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Invocación

• Por ej. una aplicación pide acceso al servicio de
  impresión mediante un nombre de impresora y no su
  ubicación en la red
• El sistema operativo distribuido debe mapear
  esa invocación a la impresora física

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Invocación
Resolución de nombres
Invocación
Comunicación
Scheduling (concurrencia)
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Administración de recursos

• El sistema operativo distribuido debe proveer
  mecanismos y políticas para la administración de
  recursos compartidos
• Mecanismo forma
• Política orden

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Kernels

• En los sistemas operativos es la parte de
  software que administra los recursos, ejecuta las
  aplicaciones, controla el hardware y establece
  las prioridades.
• El código del kernel se ejecuta al mayor nivel de
  privilegio, es decir, puede acceder a los
  dispositivos físicos en forma irrestricta

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Kernels

• El kernel administra la memoria, asignando
  espacios de direcciones privados para cada
  proceso en ejecución
• Establece allí el privilegio de lectura/escritura
  para uno o mas procesos
• Impide a otros procesos el acceso no controlado a
  ese espacio

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Espacio de direcciones
Proceso 1
Espacio de direcciones
Proceso 2
Proceso 3
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Kernels ejecución de aplicaciones

• El kernel se ejecuta en modo supervisor, al
  máximo nivel de privilegios
• Las aplicaciones lo hacen em modo usuario, con
  privilegios restringidos
• Los servicios del kernel se acceden mediante
  system calls o kernel traps

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Servicios

• Servicio de archivos
• Memoria virtual (paging)
• RPC
• Procesos
• IPC
• Admin. memoria

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Kernels tipos

• Monolíticos el kernel incluye todos los
  servicios
• Microkernels el kernel brinda un conjunto mínimo
  de servicios indispensables. El resto se
  implementa como servicios en modo usuario

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Kernels monolíticos
Servicios
Kernel
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Microkernels
S1
S2
S3
S4
Microkernel