Ingeniería Informática

TEMA 5: Sincronización y coordinación
Mecanismos de sincronización entre procesos
Relojes, eventos y estados de proceso
Estado del proceso (si):
Suposiciones:
Cada proceso se ejecuta en un único procesador con memoria no compartida.
El proceso solo se puede comunicar con otro proceso a través de mensajes de red.
El estado incluye el valor de todas sus variables y ficheros, .
Evento:Ocurrencia de una única acción que un proceso realiza a medida que se ejecuta. Puede ser una acción de comunicación o de transformación de estado.
Relojes
El reloj software “Ci(t)” se calcula como el valor del reloj hardware del nodo, escalado y añadida una compensación.
Este reloj suele diferir del marco de referencia absoluto o “t”.
Sólo podremos utilizar el reloj software para marcar eltiempo de cualquier evento de un determinado proceso si la resolución del reloj (período entre actualizaciones del reloj software) es menor que el intervalo entre eventos.
Sesgo y deriva del reloj
Sesgo: diferencia instantánea entre las lecturas de dos relojes cualquiera.
Deriva de reloj: Diferencia entre lecturas de un reloj y otro reloj de referencia “perfecto” por unidad de tiempo (unidad detiempo medida por el reloj de referencia).
Tiempo universal coordinado (UTC)
Estándar internacional de cronometraje sincronizado y difundido por satélites, emisorads de radio, y es recibido por sistemas GPS.
Sincronización de relojes físicos
Conceptos
Sincronización externa: Si los relojes de procesos distribuidos se hallan sincronizados con una fuente UTC externa con una precisión mínimaestablecida. Se dirá que los relojes son precisos con el límite D.
Sincronización interna: Si los relojes de procesos distribuidos se hallan sincronizados entre ellos con una precisión mínima establecida. Se dirá que los relojes concuerdan con el límite D.
Monotonicidad: Condición por la cual un reloj solo avanza siempre que:
t’ > t => C(t’) > C(t)
Es decir, el reloj solo se atrasará pero nopodrá adelantarse.
Se puede conseguir la monotinicidad de un reloj rápido cambiando el número de tics hardware necesarios para crear un tic software.
Sincronización en un sistema síncrono
La sincronización interna se hará mediante el paso de un mensaje con el valor del reloj local (t). Por lo tanto el proceso receptor debe poner su reloj en el tiempo t + Ttrans. Como Ttrans (tiempo de transmisióndel mensaje) puede oscilar entre Tmin y Tman (tiempos mínimo y máximo de transmisión) definimos u=Tmax-Tmin.
Si colocamos el reloj del receptor como t+(Tmax-Tmin)/2 nos aseguramos un sesgo máximo de u/2.
En Internet podemos asegurar un tiempo de transferencia mínimo pero no máximo.
Método de Cristian para sincronización de relojes
El proceso p envía un mensaje mr de sondeo de tiempo al servidorde tiempo S. S le devuelve en un mensaje mt el valor de su reloj. Si establecemos el tiempo de ida y vuelta como Tround. Se podría hacer la siguiente suposición:
Reloj = t+Tround/2
Si contamos con el valor de tiempo mínimo de transmisión (Tmin) también podríamos hacer la siguiente suposición:
Valor mínimo de tiempo: t + Tmin
Valor máximo de tiempo: t+Tround-Tmin
Precisión: ±(Tround/2)-TminPodrían existir varios servidores de tiempo UTC a los que enviar el mensaje mr y sólo atender al que primero conteste.
Algoritmo de Berkeley
Se elige un computador maestro sincronizador y varios computadores esclavos.
Periódicamente el maestro sondea a los esclavos para saber su tiempo de reloj.
El maestro estima los valores reales de los esclavos utilizando el algoritmo de Cristian y promedialos valores obtenidos (ultilizando su propio reloj también).
El maestro tiene en cuenta el tiempo de transmisión estimado y envía sólo la cantidad de tiempo necesaria para el ajuste (positivo o negativo).
Protocolo de tiempo de red
Cristian y Berkeley están pensados para intranets. El Protocolo de tiempo de Red (NTP) está pensado para distribuir la información de tiempo sobre Internet....