Ingeniera De Sistemas

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Sistemas replicados

3.1 Introducción
En el capítulo precedente hemos tratado los problemas y los conceptos fundamentales relacionados con la gestión del tiempo, la causalidad y el estado global en un sistema distribuido. Las técnicas descritas son de interés general para toda clase de sistemas distribuidos. En este capítulo nos centraremos en un tipo de sistema distribuido que es la basepara la tolerancia a fallos: los sistemas replicados. En los sistemas replicados es fundamental una adecuada gestión de la consistencia para la actualización de las réplicas y para la gestión de las altas y bajas. Para ello se suele utilizar un soporte de comunicación a grupos, basado en la difusión de mensajes a un grupo de procesos, con propiedades formales en cuanto a la fiabilidad y el orden enla entrega de los mensajes. En este capítulo revisaremos los conceptos y algoritmos de la comunicación a grupos y su aplicación a los sistemas replicados para tolerancia a fallos. [COU05] es la referencia más general para este tema.

3.2 Comunicación a grupos
En el capítulo anterior considerábamos un modelo de comunicación por paso de mensajes entre pares de procesos donde la determinación dela causalidad era el problema fundamental a resolver para el mantenimiento del estado global. Sin embargo, en sistemas distribuidos, la comunicación 1:N, que denominaremos multicast o difusión de mensajes a un grupo, introduce nuevos conceptos y la necesidad de ampliar el modelo. Existe un abanico de situaciones donde la comunicación de tipo multicast es aplicable, con diferentes requisitos encuanto a su semántica. Ejemplos de estas aplicaciones son la notificación de eventos; el registro o búsqueda de servicios remotos, y la replicación de servicios, ya sea por tolerancia a fallos o por disponibilidad y rendimiento.

Sistemas Distribuidos

Pate I: Fundamentos

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En general consideraremos una infraestructura (middleware) para la gestión adecuada de la comunicación a grupos, conuna interfaz concreta y una semántica precisa para la comunicación. Las principales características que hay que definir en un sistema de comunicación a grupos son: • • La identificación de grupos de procesos. El grupo de procesos debe ser accesible como tal, no como la suma de sus miembros. Si los grupos son abiertos o cerrados. En un grupo cerrado, sólo los miembros del grupo pueden difundirmensajes al grupo, mientras que un grupo abierto, puede hacerlo también un proceso ajeno al grupo. El direccionamiento de mensajes al grupo, cuya semántica estará determinada por un conjunto de propiedades. La gestión de la composición del grupo. Las bajas (eventualmente por fallo) y las altas (por recuperación) deben ser gestionadas consistentemente.

• •

3.2.1

Modelo de sistemaDefiniremos inicialmente un modelo de comunicación a grupos [COU05 §12] [MUL93 §5] donde un grupo G se compone de N procesos P1, P2, …, PN. La definición de los grupos como cerrados no supone una restricción, ya que la difusión de un mensaje desde fuera del grupo se puede modelar como un mensaje enviado a un proceso del grupo que actúa como front-end y difunde el mensaje al resto de los procesos del grupo.Definiremos las siguientes primitivas para difusión y entrega de mensajes al grupo: difundir(G, m). Difunde el mensaje m al grupo G. entregar(m). Entrega el mensaje m al proceso que la ejecuta. Estas primitivas se implementan sobre la interfaz de comunicaciones del sistema operativo y se construyen mediante protocolos que utilizan enviar() y recibir(). La difusión puede tener soporte hardware(por ejemplo, con IP multicast). La estructura de este modelo se representa en la Figura 3.1. Consideraremos que los procesos del grupo pueden fallar. Nos referiremos a un proceso del que no se sospecha que falle como proceso correcto. El modelo de fallos es el de fallos de crash o de parada, es decir, un proceso que falla no se

Alberto Lafuente, Mikel Larrea

Master SIA

KAT/ATC UPV/EHU...