SISTEMAS OPERATIVOS

DISTRIBUIDOS

Por: Yesenia Ortiz

QUE SON?Los sistemas operativos distribuidos desempeñan las mismas funciones que un sistema operativo normal, pero con la diferencia de trabajar en un entorno distribuido. Su Misión principal consiste en facilitar el acceso y la gestión de los recursos distribuidos en la red. En un sistema operativo distribuido los usuarios pueden acceder a recursos remotos de la misma manera en que lo hacen para los recursos locales. Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores. Puede ser que este conjunto de procesadores esté en un equipo o en diferentes, lo cual es transparente para el usuario. Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables y estables ya que si un componente del sistema se descompone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo inmediatamente y no afectar los procesos del sistema.

DESCRIPCIÓN Un sistema operativo distribuido provee las

funcionalidades esenciales requeridas por un sistema distribuido, agregando atributos y configuraciones para dar soporte a los requerimientos adicionales, tales como aumento de escala y disponibilidad. Desde el punto de vista del usuario el SO funciona de forma similar a un Sistema Operativo monolítico de un solo nodo. O sea que, aunque está compuesto por múltiples nodos, para los usuarios y aplicaciones luce como un solo nodo.

Separando las funcionalidades mínimas a nivel de sistema de los servicios modulares adicionales a nivel de usuario provee “una separación de mecanismos y políticas”. Mecanismos y políticas pueden ser interpretados de la siguiente manera “cómo algo se hace” contra “por qué algo se hace” respectivamente. Esta separación incrementa la escalabilidad y la flexibilidad.

DESCRIPCIÓN GENERAL

EL NÚCLEOEn cada unidad (típicamente un nodo), el núcleo provee un conjunto mínimo pero completo de utilidades necesarias para operar con los recurso y hardware subyacentes del nodo. Estos mecanismos incluyen la asignación, manejo y disposición de los recursos de un nodo, los procesos, la comunicación y las funciones de administración la entrada/salida. Dentro del núcleo el subsistema de comunicación es de suma importancia para el sistema distribuido.En un sistema distribuido el núcleo comúnmente soporta un conjunto mínimo de funciones que incluyen administración de direcciones de bajo nivel, administración de hilos y comunicación entre procesos. Un núcleo con este diseño se conoce como micro-núcleo. Su naturaleza modular mejora la seguridad y la fiabilidad, características fundamentales para un sistema distribuido. Es común que todos los nodos en un sistema tengan réplicas de un mismo núcleo y por tanto que todos los nodos usen hardware similar. La combinación de diseño minimalista y cobertura ubicua de los nodos mejora la extensibilidad del sistema global así como su habilidad de agregar nuevos nodos o servicios de manera dinámica.

COMPONENTES DE ADMINISTRACIÓN DEL

SISTEMALas componentes de administración del sistema son procesos de software que definen las políticas del nodo. Estas componentes son la parte del SO fuera del núcleo. Proveen comunicación de alto nivel, administración de procesos y recursos, confiabilidad, rendimiento y seguridad. Estas componentes tienen las mismas funcionalidades de un sistema formado por una sola entidad, adicionando la transparencia requerida en un sistema operativo distribuido. La naturaleza distribuida del sistema distribuido requiere servicios adicionales para soportar las responsabilidades del nodo en el sistema global. Además las componentes de administración del sistema aceptan las responsabilidades “defensivas” de confiabilidad, disponibilidad y persistencia. Estas responsabilidades pueden entrar en conflicto una con otra. La separación de políticas y mecanismos pueden mitigar dichos conflictos.

TRABAJANDO JUNTOS COMO UN SISTEMA

OPERATIVOLa arquitectura y diseño de un sistema operativo distribuido deben comprender tanto las metas del nodo individual, como las del sistema. El diseño y la arquitectura deben ser concebidos de forma que se mantengan separados las políticas y los mecanismos. De este modo, un sistema operativo distribuido intenta proporcionar un marco de computación distribuida eficiente y fiable que permita a los usuarios tener en cuenta lo menos posible los esfuerzos necesarios subyacentes para logarlo. La colaboración multi-nivel entre el núcleo y las componentes del sistema de gestión, y a su vez entre los distintos nodos en un sistema operativo distribuido es el desafío funcional del mismo. Este es el punto en el sistema que debe mantener una perfecta armonía de propósito, y al mismo tiempo mantener una desconexión completa de la intención de la implementación. Este desafío es la oportunidad del sistema operativo distribuido para producir la base y el marco para un sistema fiable, eficiente, disponible, robusto, extensible y escalable. Sin embargo, esta posibilidad tiene un coste muy alto en complejidad.

EL PRECIO DE LA COMPLEJIDADEn un sistema operativo distribuido, el excepcional grado de complejidad inherente fácilmente podría hacer de todo el sistema una maldición para cualquier usuario. Como tal, el precio lógico de realización de un sistema de operación distribuida se debe calcular en términos de superar grandes cantidades de complejidad en muchas áreas, y en muchos niveles. Este cálculo incluye la profundidad, la amplitud y el alcance de la inversión en diseño arquitectónico y la planificación necesaria para lograr incluso la aplicación más modesta. Estas consideraciones de diseño y desarrollo son fundamentales e implacables. Por ejemplo, una comprensión profunda del diseño y detalles de la arquitectura de un sistema operativo distribuido es fundamental desde el inicio. Una cantidad agotadora de consideraciones de diseño son inherentes al desarrollo de un sistema operativo distribuido. Cada una de estas consideraciones de diseño puede afectar potencialmente a muchas de las otras en un grado significativo. Esto conduce a un esfuerzo masivo en lograr un enfoque equilibrado, en términos de las consideraciones de diseño individuales, y muchos de sus permutaciones. Como apoyo para esta tarea, la mayoría se basan en la experiencia documentada y la investigación en computación distribuida.

CARACTERISTICAS Los sistemas distribuidos están basados en

las ideas básicas de: Transparencia Eficiencia Flexibilidad Escalabilidad Seguridad. Sin embargo estos aspectos son en parte contrarios, y por lo tanto los sistemas distribuidos han de cumplir en su diseño el compromiso de que todos los puntos anteriores sean solucionados de manera aceptable.

Transparencia

Es decir que la programación y la ejecución de los programas y tareas sean exactamente iguales que las de los sistemas operativos normales en aspectos visuales y de programación, pero mas rápidos y eficientes por la distribución de la tareas.

Eficiencia

La idea base de los sistemas operativos distribuido es la de obtener sistemas mucho mas rápidos que los utilizados de procesador único, Y para lograr esto tenemos que olvidar la idea antigua de ejecutar los programas en estos procesadores y pensar en distribuir las tareas a los procesadores libres mas rápidos en cada momento. 

Flexibilidad

La Flexibilidad dentro de sistema operativo distribuido, describe su capacidad para soportar cambios, actualizaciones y mejoras que le permitan irse desarrollando al mismo ritmo de la evolución tecnológica

Escalabilidad

Un sistema operativo distribuido debería funcionar tanto para una docena de computadoras como para mil en una sola red, el tipo de red utilizada no debe de ser un problema ni su topología (LAN o WAN) (TOKEN RING o ETHERNET) y mucho menos la distancia entre los equipos.

Seguridad

Seguridad Los servicios de seguridad de un SOD van ligados a permisos de acceso tanto a los datos compartidos como a los recursos. Los recursos de memoria por ejemplo, son asignados permisos a la cantidad de memoria compartida siguiendo las necesidades físicas de cada computadora.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS Economía: es la razón número uno de la tendencia

hacia los sistemas distribuidos ya que estos sistemas tienen en potencia una proporción precio/desempeño mucho mejor que la de un sistema centralizado.

Velocidad: un sistema distribuido puede tener mayor poder de cómputo que una mainframe.

Distribución inherente: otra razón para la construcción de un sistema distribuido es que ciertas aplicaciones son distribuidas en forma inherente; es decir, algunas aplicaciones utilizan máquinas que están separadas a cierta distancia.

Confiabilidad: un sistema distribuido ofrece mayor confiabilidad al distribuir la carga de trabajo en muchas máquinas, la falla de un circuito descompondrá a lo más una máquina y el resto seguirá intacto.

DESVENTAJAS Software: No hay mucha experiencia en el

diseño, implantación y uso del software distribuido, además existe poco software para los sistemas distribuidos en la actualidad.

Redes: Una vez que el sistema llega a depender de la red, la pérdida o saturación de ésta puede negar algunas de las ventajas que el sistema distribuido debía conseguir.

Seguridad: si las personas pueden tener acceso a los datos en todo el sistema, entonces también pueden tener acceso a datos con los que no tienen nada que ver.