Sincronización de Relojes Gianfranco Azzato Verónica Cuello Vanessa Quintas Marcos Retzignac.

SincronizaciSincronización de ón de RelojesRelojes

Gianfranco AzzatoVerónica Cuello

Vanessa QuintasMarcos Retzignac


Propiedades de los Algoritmos DistribuidosPropiedades de los Algoritmos Distribuidos•La información relevante se distribuye entrevarias máquinas.

•Los procesos toman las decisiones sólo conbase en la información disponible en forma local.

•Debe evitarse un punto de fallo en el sistema.

•No existe un reloj común o alguna otra fuenteprecisa del tiempo global.


Problemas a considerarProblemas a considerar•Tiempos y estados globales.

•Exclusión mutua.

•Algoritmos de elección.

•Operaciones atómicas distribuidas.

NTPNTPNetwork Time ProtocolNetwork Time Protocol



NTP (Network Time Protocol NTP (Network Time Protocol ))• Mejorar la precisión para las necesidades de

hoy en día Mejoras en los modelos de reloj que predicen con mas Precisión la fase y frecuencia del ruido

Algoritmos que reducen el impacto del retraso y de las imprecisiones del reloj.

Rediseño de los algoritmos de disciplina del reloj que pueden operar con bloqueos de frecuencia, fase o un modelo híbrido.

Las mejoras confirmadas por simulación, incrementan la precisión en un factor de décimas, mientras permiten que los intervalos de sondeo sean mucho mayores sin significantes reducciones en la precisión.


• Encapsulado

STRATUM 1 : En este stratum están los servidores primarios que se sincronizan con hora nacional a través de radio, satélite, y módem.

STRATUM 2 : aquí aparecen servidores secundarios y clientes se sincronizan con los servidores primarios a través de la subred jerárquica.

NTP (Network Time Protocol NTP (Network Time Protocol ))


• Encapsulado


• El Demonio NNTPD

Activo / Pasivo simétrico

Retransmisión / Multirretransmisión

Cliente / Servidor

Transmisión Múltiple



Cliente / Servidor : también llamado maestro / esclavo, un cliente se sincroniza igual que el modo RPC convencional

Simétrico: permite que cada uno de los dos servidores sincronizarse con otro para proporcionarse copias de seguridad mutuamente

Broadcast: muchos clientes se pueden sincronizar con uno o varios servidores reduciendo el tráfico en la red cuando están involucrados un gran número de clientes

• Configuraciones NTP



• Esquemas de diferentes Configuraciones

Las workstation usan el modo multicast con múltiples servidores de departamento.

Los servidores de departamento usan modoscliente/servidor con múltiples servidoressecundarios (nivel superior en la subred) y modos simétricos los unos con los otros.

Los servidores secundarios usan modoscliente/servidor con mas de seis servidoresexternos, modos simétricos con los otros y un servidor NTP secundario externo.(buddy)



• Aproximaciones a la arquitectura NTP



• Aproximaciones a la arquitectura NTP

Algoritmo de Intersección: Escogen la mejor y descartan el resto

Algoritmo de Cloustering: Escogen la mejor y descartan el resto

Algoritmo de Selección y Combinación: computan la media de los offsets de tiempo.

Filtro del Bucle y variación de la frecuencia del Oscilador (VFO): implementan bloqueos híbridos de la fase y la frecuencia realimentando a los otros filtros para minimizar el jitter y fluctuaciones NTP.



• Proceso de Descomposición



• Aplicaciones de NTP• Fisica: la comunicación entre computadoras es mas fácil si loscomputadores están sincronizados y está menos sujeta a desfases • Geofísica: necesita de medidas exactas de tiempo para determinar epicentros de terremotos y así por el estilo.

• Correo electrónico: Fiabilidad en la fecha y hora de los mensajes.• Proxy-cache: En el intercambio de documentos entre servidores es muy importante que los tiempos que cada servidor asocia al documento (últimamodificación, tiempo en la cache, etc...) sean precisos para el correcto funcionamiento de la política de refresco y expiración de documentos de la cache.

• Seguridad en la red: La detección de problemas de seguridad frecuentemente exige poder comparar datos de los acceso de máquinas diferentes, para lo que es imprescindible la coincidencia horaria de las mismas.



EXCLUSIÓNEXCLUSIÓN MUTUAMUTUA


Exclusión Exclusión mutuamutua• Soluciones para el problema de exclusión

mutua en Sistemas Distribuidos:

Enfoque Centralizado

Enfoque Distribuído


Exclusión Exclusión mutuamutua• Para que un algoritmo de exclusión mutua

sea correcto debe ser:

Libre de Interbloqueos

Libre de Esperas Infinitas

Justo

Tolerante a Fallas


Exclusión Exclusión mutuamutua• Control Centralizado:

• Control Distribuido:

Un maestro manriene la lista de todos los procesosQue solicitan la entrada a una sección crítica

No existe un solo maestro, todos los nodos toman ladecisión con base al estado global del sistema



Algoritmo de Ricart y AgrawalaAlgoritmo de Ricart y Agrawala•La idea básica del algoritmo es que el procesoque requiere entrar a su Sección Crítica envíaun mensaje a todos los procesos y entra,únicamente, cuando recibe un reconocimientode todos ellos.

44nn

11

22

33xx

. . .. . .


Algoritmo de Ricart y AgrawalaAlgoritmo de Ricart y Agrawala• Construye un mensaje con el nombre de la sección crítica, su número de proceso y la hora actual.

• Envía el mensaje a todos los demás procesos, incluyéndose a sí mismo (Se supone un envío confiable).

• Cuando un proceso recibe un mensaje de solicitud de otro proceso:1. Si el receptor no está en la región crítica y no desea entrar a ella -> OK2. Si el receptor ya está en la región crítica no responde sino que incluye la solicitud en una lista.3. Si el receptor desea entrar a la región crítica pero no lo ha logrado compara la marca de tiempo del mensaje recibido con la marca del mensaje que envió a cada uno. Si el suyo es menor encola la petición, si no envía OK.


Algoritmo de Ricart y AgrawalaAlgoritmo de Ricart y Agrawala

11

00

22

88

88 88

1212

1212

1212

•Dos procesos quieren hacer uso de la SecciónCrítica al mismo tiempo. En particular,los procesos 0 y 2 son los involucrados.



11

00

22

OKOK

OKOK

OKOK

Entra a laEntra a laSecciónSecciónCríticaCrítica



11

00

22

OKOK

• Problemas:

1. Si cualquier proceso falla no es posibleresponder a las peticiones hechas (se puedeinterpretar incorrectamente). Probabilidad defalla contra un proceso coordinador es n vecesmayor.

2. Primitiva de comunicación de membresía degrupo.



Algoritmos deAlgoritmos deElecciónElección


Algoritmo de Anillo (Chang y Algoritmo de Anillo (Chang y Roberts)Roberts)

• No se conoce la identidad de los otros procesos a priori.

• Sólo existe comunicación entre vecinos (en un sentido).

• Se asume la funcionalidad y alcance de los procesos durante la elección.


Variante – Tanenbaum [1992]Variante – Tanenbaum [1992]

1.- Inicialmente cada proceso se marca como “no participante”.

2.- Cualquier proceso puede iniciar la elección.

- Se marca como “participante”.

- Envía un mensaje de “elección” con su ID al vecino.



- IDmensaje > IDreceptor, se reenvía.

- IDmensaje < IDreceptor, y el receptor no es “participante”, se sustituye el ID y se reenvía.

- IDmensaje < IDreceptor, y el receptor es

“participante”, no se reenvía.

- IDmensaje = IDreceptor, este proceso pasa a ser el coordinador.

3.- Cuando se recibe un mensaje de “elección” se compara el ID del mensaje con el propio.



4.- El coordinador se marca como “no participante”, y envía un mensaje de “elegido” con su ID.

5.- Cuando se recibe un mensaje de “elegido” por cualquier otro proceso (no coordinador) se marca como “no participante” y reenvía el mensaje.



• Peor Caso:

Cuando sólo un proceso empieza la elección y su vecino “contrario” es el de mayor ID.

Se envían 3n – 1 mensajes en total.

* n – 1 hasta llegar al vecino de mayor ID

* n mensajes de este vecino a través del anillo

* n mensajes de “elegido”


GRACIAS

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