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Sistemas Distribuídos Localização de Objetos Distribuídos

Sistemas Distribuídos Localização de Objetos Distribuídos. Especialização em Redes de Computadores Prof. Fábio M. Costa Instituto de Informática - UFG. Motivação. Evitar o uso de endereços físicos para a localização de componentes Nomeação

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  1. Sistemas DistribuídosLocalização de Objetos Distribuídos Especialização em Redes de Computadores Prof. Fábio M. Costa Instituto de Informática - UFG

  2. Motivação • Evitar o uso de endereços físicos para a localização de componentes • Nomeação • Localização de componentes por meio de nomes externos • Similar às páginas brancas de um catálogo telefônico • Trading • Localização de componentes por meio de características de serviço • Similar às páginas amarelas Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  3. Visão Geral • Nomeação de Objetos • Princípios • Serviço de Nomes de CORBA • COM Monikers • Java/RMI Registry • Trading de Objetos • Princípios • Serviço de Trading de CORBA Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  4. Nomeação

  5. Princípios Básicos • Plataformas de middleware orientadas a objetos utilizam-se de referências de objetos para endereçar objetos servidores • É necessária uma forma de obter tais referências de objetos sem a necessidade de suposições sobre localização física • Um nome é uma seqüência de cadeias de caracteres que pode ser “ligada” a uma referência de objeto (name binding) • Um nome pode ser resolvido para se obter a referência de objeto correspondente Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  6. Princípios Básicos (cont.) • Pode haver muitos objetos servidores em um sistema de objetos distribuídos • Objetos servidores podem ter vários nomes • Isto leva a um grande número de “ligações de nomes” • O espaço de nomes deve ser organizado em uma hierarquia para evitar • conflitos de nomes • baixo desempenho na resolução de nomes • Esta hierarquia pode ser obtida através de contextos de nomes Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  7. Princípios Básicos:Contextos de Nomes UEFA England Germany Cup Winners 2. Liga First 1. Liga Premier Lautern Manchester United Bochum QPR South End United 1.FC Kaiserslautern Man United BVB Bayern Chelsea Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  8. Princípios Básicos:Nomes Compostos • Nomes são compostos por possivelmente mais do que um componente (string) • A seqüência de componentes de um nome descreve uma caminho através do grafo de contextos de nomes • Exemplo: • (“UEFA”, “England”, “Premier”, “Chelsea”) Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  9. Princípios Básicos:Servidor de Nomes • “Ligações” de nomes (a referências de objetos) são administradas por servidores de nomes • Nem todo objeto servidor precisa de um nome • Alguns objetos servidores podem ter vários nomes • Os servidores de nomes devem armazenar as amarrações de nomes persistentemente • Os servidores de nomes devem ser “calibrados” com vistas à eficiência na resolução de nomes • O próprio servidor de nomes pode ser distribuído Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  10. O Serviço de Nomes de CORBA • Suporta a ligação (binding) de nomes a referências de objetos CORBA • Escopo de um nome: contexto de nomes • Múltiplos nomes podem ser definidos para uma mesma referência de objeto • Nem todas as referências de objetos precisam de nomes Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  11. Nomes em CORBA • Nomes são compostos por nomes simples • Nomes simples: pares valor-tipo • O atributo valor é usado para resolução de nomes • O atributo tipo é usado para fornecer informação a respeito do papel do objeto Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  12. Tipos IDL para Nomes module CosNaming { typedef string Istring; struct NameComponent { Istring id; Istring kind; }; typedef sequence <NameComponent> Name; ... }; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  13. Interfaces IDL do Serviço de Nomes • O Serviço de Nomes é especificado através de duas interfaces • NamingContext define operações para ligar objetos a nomes e para a resolução de nomes • BindingIterator define operações para iterar em um conjunto de nomes definido em um dado contexto de nomes Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  14. Interface NamingContext interface NamingContext { void bind(in Name n, in Object obj) raises (NotFound, ...); Object resolve(in Name n) raises (NotFound,CannotProceed,...); void unbind (in Name n) raises (NotFound, CannotProceed...); NamingContext new_context(); NamingContext bind_new_context(in Name n) raises (NotFound, ...) void list(in unsigned long how_many, out BindingList bl, out BindingIterator bi); }; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  15. Interface BindingIterator interface BindingIterator { boolean next_one(out Binding b); boolean next_n(in unsigned long how_many, out BindingList bl); void destroy(); } Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  16. c:Client root: Naming Context 1L:Naming Context 1L=resolve("UEFA","Germany","1. Liga") bind("Arm. Bielefeld", bielefeld) unbind("Eintr. Frankfurt") Um Cenário para o Serviço de Nomes: Ligação • Exemplo: Promover um time para a 1a. Divisão e rebaixar outro Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  17. Inicialização do Serviço de Nomes • Como obter o Contexto de Nomes Raiz? • Através da Interface do ORB module CORBA { interface ORB { typedef string ObjectId; typedef sequence <ObjectId> ObjectIdList; exception InvalidName{}; ObjectIdList list_initial_services(); Object resolve_initial_references (in ObjectId identifier) raises(InvalidName); } } Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  18. do:Team root: Naming Context D:Naming Context c:Client D=resolve("UEFA","Germany") do=resolve("1. Liga","BVB") print() Um Cenário para o Serviço de Nomes: Resolução • Exemplo: Imprimir o elenco de um time Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  19. 1.Liga:Naming Context bi:Binding Iterator c:Client t:Team list(0,bl,bi) t=next_one().value name() t=next_one().value name() t=next_one().value name() Cenário para o Serviço de Nomes: Iteração • Imprimir os nomes de todos os times do campeonato ... Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  20. O Serviço de Nomes em COM: Monikers • Em COM, monikers são usados para “desacoplar os clientes dos algoritmos e da informação que são necessários para encontrar objetos servidores” [Don Box, 98] • Suporta a ligação e resolução de nomes • O espaço de nomes pode ser estruturado hierarquicamente Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  21. O Serviço de Nomes em COM: Interface IMoniker interface IMoniker : IPersistStream { HRESULT BindToObject([in] IBindCtx *pbc, [in, unique] IMoniker *pmkToLeft, [in] REFIID riid, [out, iid_is(riid)] void **ppv); ... } Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  22. Criação de Monikers: Interface IParseDisplayName • Para ser nomeável, objetos servidores precisam implementar esta interface • Cria-se um objeto moniker a partir de um nome textual externo, chamado de display name interface IParseDisplayName { HRESULT MkParseDisplayName([in] IBindCtx *pbc, [in,string] const OLECHAR *pwszName, [out] ULONG *ppchEaten [out] IMoniker **ppmk); } Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  23. Avaliação • COM suporta nomes internos (monikers) e nomes externos (display names) • Isto complica o esquema de nomes • O Serviço de Nomes de COM é estreitamente ligado a outras partes da especificação de COM (containers) • O Serviço de Nomes de COM não é transparente para os designers de objetos servidores, que precisam implementar a interface IParseDisplayName Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  24. O Serviço de Nomes em RMI: RMI Registry • Versão simplificada do Serviço de Nomes de CORBA • Sem suporte para nomes compostos • Restrição de segurança: ligações de nomes não podem ser criadas a partir de máquinas remotas • Deve haver um registry em cada máquina • Diferentes registries devem estar integrados dentro de um espaço de nomes federado Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  25. RMI Registry package java.rmi.registry; public interface Registry extends java.rmi.Remote { public static final int REGISTRY_PORT = 1099; public java.rmi.Remote lookup(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public void bind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AlreadyBoundException, java.rmi.AccessException; public void rebind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException; public void unbind(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public String[] list() throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  26. do:Team :Locate Registry root: Registry E: Registry 1L: Registry BVB: Registry c:Client root=getRegistry(“ns.fifa.org”) E=lookup("UEFA") D=lookup(“Germany”) 1L=lookup(“1. Liga”) BVB=lookup(“BVB”) print() Usando o RMI Registry Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  27. Avaliação • A ausência de nomes hierárquicos aumenta o número de operações remotas necessárias para a resolução de nomes • A descoberta do registry raiz não é necessariamente transparente de localização • A restrição de segurança quebra o conceito de transparência de localização Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  28. Limitações de Serviços de Nomes • Em todas as abordagens mencionadas: • Os clientes sempre devem identificar o servidor específico por meio de um nome • Inapropriado se o cliente apenas deseja usar um serviço com certas características e qualidade, mas não sabe em que servidor: • Comércio eletrônico • Vídeo sob demanda • Venda automática de bilhetes de cinema Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  29. Trading

  30. Motivação • Localização de objetos de maneira transparente de localização • O uso de um serviço de nomes é simples, mas pode não ser apropriado quando: • clientes não conhecem os servidores • há múltiplos servidores para o mesmo serviço • Trading oferece suporte para a localização de servidores com base na funcionalidade e qualidade de serviço • Serviço de Nomes ↔ Páginas brancas • Trading ↔ Páginas Amarelas Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  31. Características de um Serviço de Trading • O Trader opera como um intermediador entre clientes e servidores (mas não no mesmo sentido que o ORB!) • Permite ao cliente mudar de perspectiva • de “quem” para “o que” • Análogo à idéia de um corretor de seguros Trader 2:query 1:export 3:invoke Exporter Importer Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  32. Características de um Serviço de Trading (cont.) • Linguagem comum entre cliente e servidor • Tipos de serviço • Qualidades de serviço • Servidor se registra junto ao trader • Servidor define uma qualidade de serviço (QoS) garantida • Definição estática de QoS • Definição dinâmica de QoS Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  33. Características de um Serviço de Trading (cont.) • Clientes consultam o trader para obter • um serviço de um certo tipo • com um certo nível de qualidade • O trader oferece suporte para • comparação de tipos de serviço com as propriedades especificadas • pesquisa por serviços Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  34. Exemplo • Serviço de vídeo-sob-demanda da Hongkong Telecom: Server Video-on- demand provider MGM User Warner Trader Independent Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  35. O Processo de Trading • Exemplo: servidor de vídeo-sob-demanda :Client :Trader MGM:VoDS Warner:VoDS export() export() query() modify() download() Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  36. Definição de Tipos de Serviço • Um tipo de serviço define: • A funcionalidade provida por um serviço • As qualidades desta do serviço provido • A funcionalidade é definida por meio de um tipo de objeto (interface) • QoS é definida com base em propriedades • nome da propriedade • tipo da propriedade • valor da propriedade • modo da propriedade • obrigatório / opcional • leitura apenas / modificável Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  37. Exemplo de Tipo de Serviço typedef enum {VGA,SVGA,XGA} Resolution; service video_on_demand { interface VideoServer; readonly mandatory property float fee; readonly mandatory property Resolution res; modifiable optional property float bandwidth; } Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  38. Hierarquia de Tipos de Serviço • Um tipo de objeto pode ter várias implementações com diferentes QoS • O mesmo tipo de objeto pode ser usado em diferentes tipos de serviço • Tipo de serviço S é um subtipo do tipo de serviço S´ sse • o tipo de objeto de S é idêntico ou é um subtipo do tipo de objeto de S´ • S tem pelo menos todas as propriedades definidas para S´ • Relação de sub-tipagem pode ser explorada pelo trader na busca por serviços de um determinado tipo Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  39. Definição de Restrições • O importador (cliente) define, como parte da consulta ao trader, as qualidades de serviço desejáveis • Exemplo: • custo<10 AND res>=SVGA AND bandewidth>=256 • Em uma consulta, o trader considera apenas aquelas ofertas de serviço que obedeçam à restrição Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  40. Políticas de Trading • Dependendo das restrições e dos serviços disponíveis, um grande conjunto de ofertas pode ser retornado por uma consulta • Políticas de trading são usadas para restringir o tamanho da lista de ofertas de serviço retornadas • Especificação de um limite máximo • Restrição sobre a substituição de serviço (por subtipos) • Restrição sobre as propriedades modificáveis (as quais podem ser alteradas no período entre a busca do serviço e seu efetivo uso através de requisições do cliente) Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  41. Federação de Traders • Demanda por escalabilidade • Um trader participando de uma federação: • oferece para os demais traders os serviços sobre os quais ele tem conhecimento • encaminha para outros traders consultas para serviços sobre os quais não tem conhecimento • Problemas • importações de serviços podem não terminar • duplicação de ofertas Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  42. Grafo de Trading query.hop_count=4 T1 def_follow_policy=always max_hop_count=5 max_hop_count=1 T2 T3 Service Offer query.hop_count=0 T4 Trader Attribute Link Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  43. O Serviço de Trading de CORBA Application Objects Domain Interfaces CORBA facilities Object Request Broker Object Trader CORBAservices Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  44. Interfaces do Serviço de Trading de CORBA Admin list_offers() … TraderComponents LinkAttributes Support Attributes ImportAttributes Link Lookup Register add_link() query() export() remove_link() withdraw() describe_link() modify() modify_link() Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  45. Definindo Qualidade de Serviço typedef Istring PropertyName; typedef sequence<PropertyName> PropertyNameSeq; typedef any PropertyValue; struct Property { PropertyName name; PropertyValue value; }; typedef sequence<Property> PropertySeq; enum HowManyProps {none, some, all} union SpecifiedProps switch (HowManyProps) { case some : PropertyNameSeq prop_names; }; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  46. Interface do Trader para Exportadores de Serviços interface Register { OfferId export(in Object reference, in ServiceTypeName type, in PropertySeq properties) raises(...); OfferId withdraw(in OfferId id) raises(...); void modify(in OfferId id, in PropertyNameSeq del_list, in PropertySeq modify_list) raises (...); }; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  47. Interface do Trader para Importadores de Serviços interface Lookup { void query(in ServiceTypeName type, in Constraint const, in Preference pref, in PolicySeq policies, in SpecifiedProps desired_props, in unsigned long how_many, out OfferSeq offers, out OfferIterator offer_itr, out PolicyNameSeq Limits_applied) raises (...); }; Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

  48. Pontos-Chave • Objetos distribuídos podem ser localizados por meio de um serviço de nomes ou de trading • Um serviço de nomes liga nomes (conhecidos externamente) a referências de objetos oferece suporte para resolução de nomes para revelar a referência de objeto ligada • Trading oferece suporte para a localização de objetos com base na funcionalidade que os mesmos oferecem, bem como na qualidade que garantem Prof. Fábio M. Costa - Instituto de Informática / UFG

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