Tolerancia a fallas

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Tolerancia a Fallos

Los sistemas informáticos a veces fallan. Cuando se producen fallos en el software o en el hardware, los programas podrían producir resultados incorrectos o podrían pararse antes de terminar la computación que estaban realizando. El diseño de sistemas tolerantes a fallos se basa en dos cuestiones, complementarias entre sí: Redundancia hardware (uso de componentesredundantes) y recuperación del software (diseño de programas que sean capaces de recuperarse de los fallos).

En los sistemas distribuidos la redundancia puede plantearse en un grano mas fino que el hardware, pueden replicarse los servidores individuales que son esenciales para la operación continuada de aplicaciones criticas.

La recuperación del software tiene relación con el diseño de software quesea capaz de recuperar (roll-back) el estado de los datos permanentes antes de que se produjera el fallo.

Los sistemas distribuidos también proveen un alto grado de disponibilidad en la vertiente de fallos hardware. La disponibilidad de un sistema es una medida de la proporción de tiempo que esta disponible para su uso. Un fallo simple en una maquina multiusuario resulta en la no disponibilidaddel sistema para todos los usuarios. Cuando uno de los componentes de un sistema distribuidos falla, solo se ve afectado el trabajo que estaba realizando el componente averiado. Un usuario podría desplazarse a otra estación de trabajo; un proceso servidor podría ejecutarse en otra máquina.

Sincronización y Comunicación entre procesos

La comunicación entre procesos: necesaria si se desea quevarios procesos puedan colaborar para realizar una misma tarea. Sincronización === funcionamiento coordinado en la resolución de una tarea encomendada.

El SO ofrece mecanismos básicos de comunicación, que permiten transferir cadenas de bytes. Deben ser los procesos que se comunican quienes interpreten el significado de las cadenas transferidas para su labor coordinada.

Los mecanismos decomunicación y sincronización son dinámicos. Es decir, cuando se necesita un mecanismo de este estilo, se crea, usa y destruye, de forma que no se establezca de forma definitiva ningún mecanismo de comunicación, ya que ellos podrían producir efectos indeseados. Es decir, la comunicación es algo puntual.

Los servicios básicos de comunicación son:

a. crear: el proceso solicita la creación delmecanismo
b. enviar o escribir: el proceso emisor envía información al proceso receptor
c. recibir o leer: el proceso receptor recibe información
d. destruir: el proceso solicita la destrucción del mecanismo de comunicación

La comunicación puede ser sincrona y asíncrona:

a. síncrona: los dos procesos han de ejecutar servicios de forma simultánea. El emisor ha de ejecutar el servicioenviar mientras el receptor ejecuta recibir.
b. asíncrona: el emisor hace el envío y prosigue su ejecución. El SO ofrece un almacenamiento intermedio para guardar la información enviada, hasta que el receptor la solicite.
c.

Esquema de Sincronización Sincrona

[pic]

En un sistema operativo multiprogramado los procesos compiten por el acceso a los recursos compartidos o cooperan dentro deuna misma aplicación para comunicar información. Ambas situaciones son tratadas por el sistema operativo mediante mecanismos de sincronización que permiten el acceso exclusivo de forma coordinada a los recursos y a los elementos de comunicación compartidos. Según el modelo de sistema operativo descrito anteriormente, basado en colas de procesos y transiciones de estados, los procesos abandonan laCPU para pasar a estado bloqueado cuando requieren el acceso a algún dispositivo, generalmente en una operación de E/S, pasando a estado preparado cuando la operación ha concluido y eventualmente volver a ejecución. La gestión de estos cambios de estado, es decir, los cambios de contexto, es un ejemplo de sección crítica de código dentro del sistema operativo que debe ser ejecutada por éste en...
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