Sistemas Distribuídos Serviço de Nomes e Serviço de Diretório Instituto de Informática – UFG...
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Sistemas Distribuídos
Serviço de Nomese
Serviço de Diretório
Instituto de Informática – UFG
Verão 2005
Baseado em: Emmerich, Capítulo 4
Roteiro
Conceitos básicos de serviços de nomes
Exemplos de serviços de nomes– CORBA Naming Service– RMI Registry
Serviço de Trading
Motivação
Evitar o uso de endereços físicos para a localização de componentes
Naming– 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
Serviços de Nomes
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 “amarrada” a uma referência de objeto
– name binding
Um nome pode ser resolvido para se obter a referência de objeto correspondente
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 “name bindings”
• 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 construída através de contextos de nomes
Princípios Básicos:Contextos de Nomes
Cup
Winners
1.FC
Ka
iser
slau
tern
Pre
mie
r First
M
an
Uni
ted
Chelsea
QP
R
South End
United
EnglandGermany
1. L
iga
2. Liga
BV
B
Bayern B
ochu
m
Lautern
UEFA
Manchester
United
Princípios Básicos:Nomes Compostos
Nomes podem ser formados através da composição de vários nomes simples (strings)
A seqüência de componentes de um nome descreve um caminho através do grafo de contextos de nomes
Exemplo: Nome do objeto representado o time Chelsea:
– (“UEFA”, “England”, “Premier”, “Chelsea”)
Princípios Básicos: Servidor de Nomes• “Amarrações” 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
O Serviço de Nomes de CORBA
Suporta a amarração de nomes (name binding) 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
Nomes em CORBA
Nomes de objetos são compostos por nomes simples
Nomes simples (componentes): 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
Tipos IDL para Nomes
module CosNaming {
typedef string Istring;
struct NameComponent {
Istring id;
Istring kind;
};
typedef sequence <NameComponent> Name;
...
};
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
Interface NamingContextinterface 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);};
Interface BindingIterator
interface BindingIterator {
boolean next_one(out Binding b);
boolean next_n(in unsigned long how_many,
out BindingList bl);
void destroy();
}
Cenário de Uso do Serviço de Nomes: Registro de Nomes
Exemplo: Promover um time para a 1a. divisão e rebaixar outro
1L=resolve("UEFA","Germany","1. Liga")
root: Namingroot: NamingContextContextc:Clientc:Client 1L:Naming1L:Naming
ContextContext
bind("Arm. Bielefeld", bielefeld)
unbind("Eintr. Frankfurt")
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); }}
Um Cenário para o Serviço de Nomes: Resolução
Exemplo: Imprimir o elenco de um time
root: Namingroot: NamingContextContextc:Client
D=resolve("UEFA","Germany")
D:NamingD:NamingContextContext
do:Teamdo:Team
do=resolve("1. Liga","BVB")
print()
Cenário de uso do Serviço de Nomes: Iteração
Exemplo: Imprimir os nomes de todos os times do campeonato
t:Teamc:Client1.Liga:Naming
Context
list(0,bl,bi)
bi:BindingIterator
t=next_one().valuename()t=next_one().valuename()
name()t=next_one().value
...
O Serviço de Nomes em Java 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
RMI Registrypackage 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;
Usando o RMI Registry
c:Clientc:Client:LocateRegistry:LocateRegistry
root:Registry
root:Registry
BVB:TeamBVB:Team
E=lookup("UEFA")
root=getRegistry(“ns.fifa.org”)
E: Registry
E: Registry
D:Registry
D:Registry
1L:Registry
1L:Registry
BVB=lookup(“BVB”)
print()
D=lookup(“Germany”)
1L=lookup(“1. Liga”)
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
Limitações de Serviços de NomesEm 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 qualidades, mas não sabe (ou não
precisa saber) em que servidor:
– Comércio eletrônico– Vídeo sob demanda– Venda automática de bilhetes de cinema
Trading
Motivação
Localização de objetos com base no seu tipo e de maneira transparente de localização
O uso de um serviço de nomes é simples, mas pode não ser apropriado quando:
– clientes não conhecem os objetos servidores– há múltiplos objetos servidores para o mesmo serviço– para o cliente, não importa qual o objeto é utilizado – o que
importa é o serviço oferecido
Trading oferece suporte para a localização de servidores com base na funcionalidade e qualidade de serviço
Serviço de Nomes ↔ Páginas brancasTrading ↔ Páginas Amarelas
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
Exporter
Trader
Importer
1:ex
port
2:query
3:invoke
Características de um Serviço de Trading (cont.)
Linguagem comum entre cliente e servidor, baseada em:– Tipos de serviço
– Qualidades ou propriedades do serviço
Usada para:• Servidor se registrar junto ao Trader
• Servidor definir uma qualidade de serviço (QoS) garantida– Definição estática de QoS
– Definição dinâmica de QoS
Características de um Serviço de Trading (cont.)
Clientes consultam o Trader para obter– um serviço de um certo tipo– e com um certo nível de qualidade
O Trader oferece suporte para– comparação de tipos de serviço com as propriedades
especificadas– busca por serviços
Exemplo
Serviço de vídeo-sob-demanda
TraderTrader
Video-on-demandprovider
MGMMGM
WarnerWarner
User
Server
IndependentIndependent
O Processo de Trading
Exemplo: servidor de vídeo-sob-demanda
:Client:Client:Client:Client :Trader:Trader:Trader:Trader MGM:VoDSMGM:VoDSMGM:VoDSMGM:VoDS Warner:VoDSWarner:VoDSWarner:VoDSWarner:VoDS
query()export()
export()
download()modify()
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
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;
}
Hierarquia de Tipos de Serviço
• Um tipo de objeto pode ter várias implementações com diferentes níveis de QoS
• O mesmo tipo de objeto pode ser usado em diferentes tipos de serviço (i.e., variando-se as propriedades de QoS)
• 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
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 bandwidth>=256
Em uma consulta, o trader considera apenas aquelas ofertas de serviço que obedeçam à restrição
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)
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
Grafo de Trading
T1
T2 T3
T4
query.hop_count=4
def_follow_policy=always
max_hop_count=5
query.hop_count=0Service OfferTrader AttributeLink
max_hop_count=1
O Serviço de Trading de CORBA
Application ObjectsApplication Objects
CORBAfacilitiesCORBAfacilities
CORBAservicesCORBAservices
DomainInterfacesDomain
Interfaces
Object Request BrokerObject Request Broker
ObjectTrader
Interfaces do Serviço de Trading de CORBA
TraderComponents Support Attributes ImportAttributesLinkAttributes
list_offers()…
export()withdraw()modify()
RegisterLink
add_link()remove_link()describe_link()modify_link()
Lookup
query()
Admin
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;};
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 (...);
};
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 (...);
};
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