Notas de Aula - MAC 449/5755 - Sistemas Operacionais Distribuídos

Aula 4 - 22/08/2003

Comunicação em Sistemas Distribuídos - Conceitos básicos de redes de computadores

• Se não há memória compartilhada, os dados tem que ser transmitidos em um dispositivo especial: a rede.
• Para que os computadores ligados a uma mesma rede se entendam, é necessário um protocolo de comunicação comum, que todos entendam.
• Existem um número enorme de protocolos de comunicação com características diferentes e implementados em níveis diferentes.
• Para organizar os diferentes níveis de protocolos, a ISO criou um modelo padrão chamado OSI (Open System Interconnection) reference model.
• As 7 camadas do modelo OSI da ISO:

• A rigor, funciona mais como uma referência, um modelo comum que todos conhecem: ninguém implementa ele exatamente do jeito que está no modelo.
• Cada camada faz alguma coisa e adiciona o seu cabeçalho ( header).
• Características de protocolos
• confiável vs. não-confiável (perda de mensagens ou mensagens corrompidas)
• com conexão vs. sem conexão (pacotes/datagrama)

Comunicação entre processos

• Troca de mensagens (message passing)
• send (dest, msg);
• receive (fonte, msg);
• com bloqueio (blocking) vs. sem bloqueio (nonblocking)
• também chamado de síncrono vs. assíncrono
• com buffer vs. sem buffer
• confiável vs. não-confiável
• endereçamento:
• individual (unicast)
• grupo (um para vários, vários para um, vários para vários) (multicast)
• para todos (broadcast)
• pipes
• Um dos IPCs mais antigos para dois processos na mesma máquina
• FIFO
• Inicialmente, no UNIX só unidiresional, hoje pode ser full-duplex e bi-direcional
• pipes sem nome: para processos parentes. Usa a chamada ao UNIX pipe ou o | no shell.
• ls -ls | grep *.c
• mknod MEUCANO p
• exemplo com tty (página de MAC211)
• pipes com nome: para processos sem parentesco. O nome usa o espaço de nomes do sistema de arquivos

• soquetes BSD
• Criado em 1981 no BSD UNIX 3.1
• #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>
int socket (int domain, int type, int protocol);
int connect (int s, const  struct  sockaddr  *name,  struct_t namelen);

int send (int s, const char *buf, int len, int flag);
int recv (int s, char * buf, int len, int flag);

int bind (int s, const struct sockaddr *address, size_t adddress_len);
int listen (int s, int tamFila);
int accept (int s, /* out */ struct sockaddr *address, int *address_len);

int close(int s);

int  select(int  n,  fd_set  *readfds,  fd_set  *writefds,
            fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
 

• htons, ntohs, htonl, ntohl
• domínios: AF_UNIX, AF_INET
• tipo: SOCK_STREAM (confiável) ou SOCK_DGRAM (não confiável sem conexão usando datagramas)
• protocolo: 0 seleciona o default, i.e., TCP para confiável e UDP para não confiável.
• RPC - Chamada a procedimentos remotos (Remote Procedure Call )
• Uma maneira de fazer comunicação em sistemas distribuídos de uma forma transparente.
• Proposta por Birrel e Nelson em 1984.
• Um procedimento numa máquina A chama um procedimento numa máquina B.
• Para o programador, tudo se parece como se os dois procedimentos fizessem parte do mesmo programa.
• O sistema (middleware) se encarrega da comunicação entre as máquinas.
• Implementação popular: Sun rpcgen desenvolvido no final dos anos 80.
• XDR (eXternal Data Representation)
• representação comum de dados
• para evitar o problema de necessitar N² conversores.
• funções e macros tipo xdr_int(xdrseq, &i) ajudam nas conversões.
• Princípios básicos do Sun RPC (referência: livro da Doreen Galli).
• Desenvolvimentos da idéia de RPC:
1. CORBA
2. Java RMI
3. DCOM