2.8 Beneficios de Duplicidad

En un sistema distribuido, es común que la información se duplique para mejorar el desempeño y la disponibilidad. Almacenando copias de información compartida en procesadores donde sea frecuentemente accesada, se decrementará el uso de accesos de lectura remotos.

Además, almacenando copias de la información que resulta crítica en procesadores con modos de falla independientes, se aumentará la probabilidad de que estará disponible al menos una copia de la información crítica.

Es común que la duplicidad resulte central al resolver algunos problemas de computación distribuida.
Cualquier demora impuesta por la red a los controladores debe ser resuelta, pero en un sistema donde la información no es duplicada o almacenada en caché, esto es difícil de garantizar debido a la perdida de paquetes. Por lo anterior, los sistemas distribuidos de tiempo real necesitan de algún método para duplicar información crítica requerida en rutas críticas.

La duplicidad de la información beneficia altamente el trabajo en red, ya que en el caso de alguna caída de alguna máquina se puede propagar la falla a otras más. Puede ser necesario tener respaldos de procesos que se restablecerán para completar el proceso interrumpido.

2.7 Fallos de Particion

Cuando llega a fallar la comunicación entre dos sitios que contienen copias de los mismos datos lógicos, se hace difícil asegurar la consistencia mutua entre las copias. Las fallas más dañinas son las fallas de partición, las cuales fragmentan la red en subredes aisladas llamadas particiones. A menos que las fallas de partición sean detectadas y reconocidas por todos los procesadores afectados, las modificaciones independientes y no coordinadas pueden aplicarse a las diferentes copias de la información, comprometiendo la correctitud (integridad) de ella.

Sin embargo, los problemas relacionados con el funcionamiento correcto de un sistema de archivos distribuidos particionado no se limita sólo a aquellos asociados con que la información almacenada sea correcta. Debido al costo y la complejidad de mantener información duplicada, la mayoría de los sistemas de archivos distribuidos limitan la cantidad de réplicas a algunas cuantas copias. Ya que la información no se encuentra duplicada en todos los sitios de la red, se pueden montar consultas durante una partición de la red, por lo que no toda la información se encuentre disponible en determinado momento.

2.6 Duplicidad de Datos

Se usa la duplicidad de los datos para mantener en línea copias de información y de otros recursos. La duplicidad resulta un campo clave en los sistemas distribuidos, ya que provee un mejor desempeño, alta disponibilidad y tolerancia a fallas.

A continuación se mencionan algunas de las razones principales de la duplicidad.

• Desempeño. La réplica de información puede ser usada para incrementar el tiempo de respuesta a un servicio, ya que la información compartida por un número grande de usuarios no debería ser almacenada en un sólo sitio, pues esa computadora se convertiría en un cuello de botella y aumentarían los tiempos de respuesta. Es preferible distribuir varias copias de información en varios servidores y lograr que cada uno de ellos atienda a un número de usuarios más reducido.
• Disponibilidad. Al tener varias copias de información en dos o más servidores independientes a fallas ejecutando software similar, si llegase a fallar el servidor por defecto, el software cliente puede accesar a un servidor alternativo y obtener los servicios requeridos.
• Tolerancia a fallas. Si cada uno de los servidores de una colección procesa en paralelo cada petición de un cliente, entonces es posible garantizar el procesamiento correcto de una petición, aún si uno o más de los servidores llegaran a fallar.
El mayor requerimiento que se presenta al duplicar información, es la transparencia de almacenamiento. Esto quiere decir que los usuarios no deben preocuparse o tener en cuenta de que existen varias copias físicas de la información.

Otro requerimiento para la información duplicada es la consistencia. Consideremos el caso en que los clientes hacen peticiones de lectura y de escritura a un conjunto de partidas en la información. No es correcto que diferentes clientes que realicen la misma operación que afectan al mismo grupo de datos, obtengan diferentes resultados.

2.5 Archivos Distribuidos

Todos los usuarios en un sistema distribuido son creadores y consumidores potenciales de información. En ocasiones, los usuarios desearían modificar o consultar su información desde una terminal remota; lo que trae que la ubicación física o territorial del usuario requiere que la información esté disponible desde cualquier lugar. El gran reto técnico a esta necesidad, es lograr que la información que sea compartida o no, esté segura, sea confiable y eficiente, en una forma en que no importe el tamaño del sistema distribuido.

Los sistemas de archivos distribuidos son la principal clase de mecanismos que han evolucionado para compartir información en un ambiente de múltiples usuarios.

Al hablar de archivos, debemos tener en cuenta el medio de almacenamiento para éstos; y debemos hablar de medios de almacenamiento permanente. Los medios de almacenamiento permanente consisten en un conjunto de objetos que explícitamente desde su creación, son inmunes a fallas del sistema, y persisten hasta que son físicamente destruidos.

En un modelo de un sistema de computación con un sólo usuario, en un sólo sitio de procesamiento; se observan cuatro apartados clave en el sistema de archivos:

1. Nombres. Tiene que ver con la forma en que los usuarios pueden nombrar a los archivos, que tan largos pueden ser los nombres de los archivos o si tienen alguna extensión.
2. Interfaz de programación. Contempla la forma en los archivos serán accesados desde las aplicaciones, ya sea por un mapa en donde se dirigen los archivos a una dirección de memoria usada por un proceso y accesar su contenido como si fuese memoria virtual, o incorporar en el sistema operativo una serie de operaciones para tratar a los archivos.
3. Almacenamiento físico. Trata en la forma en que será llevada a cabo la organización de los archivos en los medios de almacenamiento físico, si la interfaz de programación es independiente del medio de almacenamiento, como se balancean los requerimientos de ejecución con los problemas de fragmentación.
4. Integridad. Se debe considerar la consistencia de los archivos en contra de fallas en la alimentación eléctrica, hardware, medio de almacenamiento y software.

2.4 Seguridad

La seguridad y la protección se encargan del control del uso y del acceso no autorizado a los recursos de hardware y software de un sistema de computación, ya que organizaciones de negocios y oficinas de servicios usan en gran medida a las computadoras para almacenar información, por lo que es necesario prevenir su uso y acceso no autorizado.

Podemos clasificar a las violaciones de seguridad en tres categorías :

• Liberación no autorizada de información. Ocurre cuando una persona no autorizada tiene la posibilidad de leer y tomar ventaja de la información almacenada en una computadora. También se incluye el uso no autorizado de un programa.
• Modificación no autorizada de información. Este tipo de violación se da cuando una persona tiene la posibilidad de alterar la información almacenada en un sistema computacional.
• Bloqueo no autorizado de servicios. Se da cuando una persona no autorizada bloquea la capacidad de algún usuario autorizado, a accesar la información almacenada en un sistema computacional.

La seguridad en los sistemas computacionales puede dividirse en dos tipos:

• La seguridad externa (llamada comúnmente seguridad física), se encarga de regular el acceso al hardware del sistema, incluyendo: discos, cintas, reguladores y no-breaks, acondicionadores de aire, terminales, procesadores.
• La seguridad interna se encarga del acceso y uso del software almacenado en el sistema. A diferencia de la seguridad física, existe el tema de autenticación, en el cual el usuario se registra (login) en el sistema para accesar a los recurso de hardware y software del mismo.