sincronização e memória compartilhada distribuída

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Apresentação abordando sobre Sincronização baseada no livro: Distributed Systems: Principles and Paradigms. TANENBAUM, A. S; STEEN, M. van e Uma outra parte dedicada a memória compartilhada distribuída DSM

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  • 1. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da Joo Gonalves Filho a c11 de outubro de 2012Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da

2. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a u1Introduo ca2Sincronizao de Rlogios ca e Relgios f o sicos Relgios lgicos o o3Excluso Mtua a u Algoritmo centralizado Algoritmo distribu do Algoritmo token ring4DSM Classicao DSM ca Implementaes DSM em n de Hardware co vel Implementaes DSM em n de Software co vel Implementaes DSM hibr co do5DSMBibliograaJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 3. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaSincronizao caGerenciamento que deve ocorrer quando existe comunicao entre ca vrios dispositivos. a Sincronizao em monoprocessadores, multiprocessadores e sistemas ca distribu dos. Recursos compartilhados. Ordenao de eventos. caJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 4. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios oMonitorar o tempo. Relgio = Temporizador. o Contador, registrador de contador, registrador de reteno e ciclo de ca relgio. o Facilidade de sincronizao em um sistema cetralizado. ca Exemplo do programa make.Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 5. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMRelgios f o sicosRelgio f o sicoFazer os ns estarem em acordo em uma hora real comum. o Problema de defasagem de relgio. o Como sincronizar relgios f o sicos com relgios do mundo real? o Como sincronizar os relgios um com outro? oJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 6. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios f o sicosComo o tempo medido? e Trnsito solar - Dia solar - Segundo solar a A Terra est desacelerando devido ao atrito das mars e ao arraste a e atmosfrico. e Segundo solar mdio. e (1948) tomo de csio 133, 1segundo = 9.192.631.770 transies do a e co tomo. a Bureau International de lHeure (BIH) e International Atomic Time (TAI), ciclos de relgio de csio 133 desde a meia noite de 1o janeiro o e 1958. A discrepncia entre a hora TAI e a hora solar alcana no mximo a c a 800ms. A introduo dos segundos extras no TAI denominado hora ca e coodernada universal( Universal Coordinated Time - UTC). Para fornecer UTC a quem precisa da hora exata, o National Institute of Standard Time (Nist) opera uma estao de rdio de ca a ondas curtas cujo prexo WWV. e Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 7. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios f o sicosAlgoritmos de sincronizao de relgios ca o Cada mquina deve ter um temporizador que provoca uma a interrupo H vezes por segundo. ca Suponha que a hora UTC t, ento o valor do relgio de uma e a o mquina p Cp (t) a e Idealmente teriamos Cp (t) = t para todo p e todo t, assim seria ideal que Cp (t) = dC /dt fosse 1. Cp (t) denominado frequncia do relgio de p no tempo t, assim e e o Cp (t) 1 denota a magnitude da diferena entre a frequncia do c e relgio p e de um perfeito. o Sabemos temporizadores reais no interrompem exatamente H vezes a por segundo, em chips modernos existe um erro relativo de aproximadamente 105 . 1dC dt1+ uma constante especicada pelo fabricante que indica a taxa e mxima de deriva. a Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 8. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios f o sicos-dC/dt > 1 -dC/dt = 1Re lgioad iantadoHora do relgio, Cl Reio gRepet ei rfio l goa tra asdoT2B-dC/dt < 1 AT1UTC, tJoo Gonalves Filho a cT3Sincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daT4 9. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios f o sicosNetwork time protocol (NTP)Protocolos propostos Cristian (1989) deixar que os clientes e consultem um servidor de tempos. Assim surgiro problemas de a atrasos. Suponha que A faa uma requiso de hora B, como mostrado na c a ngura anterior temos que: = T3 =(T2 T1 )+(T4 T3 ) 2Onde indica o deslocamento estimado de A em relao a B e o ca e atraso estimado So armazenados oito pares de valores (, ). aJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 10. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMRelgios f o sicosFigura: Topologia do NTP, imagem extra do Wikepedia daJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 11. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios f o sicosAlgoritmo de BerkeleyDaemon de tempo 3:003:003:003:05+53:00 -102:5003:252:50+253:25+153:05-203:05Figura: Funcionamento do algoritmo de BerkeleyDiferente do NTP em que o servidor passivo, o servidor agora e e ativo. Utilizado para sincronizao de um grupo de computadores internos ca que podem no estar conectados a nenhum receptor WWV. a Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 12. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMRelgios lgicos o oRelgios lgicos o oNo importa o tempo real, o que importa que os ns da rede a e o concordem entre si de uma hora relativa. Em um seu artigo clssico Lamport (1978) mostra que o que a importa ordem dos eventos. e No exemplo do make, o que se input.c mais ou velho ou mais e e novo que o input.oJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 13. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaRelgios lgicos o oRelgios lgicos de Lamport o oRelao do acontece antes. a b, implica que o evento a ocorre ca antes de b Se dois eventos x e y no trocam mensagens, eles so denidos a a como concorrentes. Denomianos C (a) como sendo o valor do tempo do evento a, assim se a b, ento todos os processos devem concordar que a C (a) < C (b)Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 14. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMRelgios lgicos o oRelgios lgicos de Lamport o oP1 P2 P3 0 0 0 6 m1 6 8 10 6 12 16 20 18 24 m2 30 24 32 40 30 40 50 36 6 48 m3 60 6 6 42 56 70 48 m4 64 80 54 72 90 60 80 100P1 P2 P3 0 0 0 6 m1 6 8 10 6 12 16 20 18 24 m2 30 24 32 40 30 40 50 36 6 48 m3 60 6 6 42 61 70 48 m4 69 80 70 77 90 76 85 100Figura: Funcionamento do relgio de Lamport oJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 15. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMExcluso Mtua a uTrabalhar com concorrncia entre vrios processos. e a Controlar acesso a um mesmo recurso. Os algoritmos distribu dos de excluso mtua podem ser a u classicados em duas categorias diferentes: Soluoes baseadas em cha. c Abordagem baseada em permisso. aJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 16. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaAlgoritmo centralizadoAlgoritmo centralizado01Requisio201320RequisioOK Fila vazia3Coodernador1LiberaoNenhuma resposta Ou bloqueio2 OK32Figura: Funcionamento do algoritmo centralizadoUm processo eleito como coordenador. e Sempre que um processo quiser acessar um recurso compartilhado, envia uma mensagem de requisio ao coordenador. ca Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 17. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMAlgoritmo distribu doAlgoritmo distribu do Acessa recurso8 0 8 10 81212 2OK 1210 OKOK2OK 12Acessa recursoFigura: Funcionamento do algoritmo centralizadoProposto originalmente por Ricart e Agrawala (1981). Requer que haja uma ordenao total de todos os eventos no ca sistema. Pode-se usar o algoritmo de Lamport para conseguir essa ordenao. ca Requer entrega convel de dados. a Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 18. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaAlgoritmo distribu doQuestes do algoritmo distribu o doO algoritmo requer um nmero de 2(n 1) mensagens , onde n u e nmero de ns do sistema. u o Existem agora n pontos de falha. Isto pode ser consertado utilizando sempre uma resposta a uma requisio, junto com utilizao de um ca ca temporizador. E preciso um controle dos ns que entram e sai do sistema, isso o pode car d cil quando o n car muito grande.Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 19. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMAlgoritmo token ringToken ringFigura: Topologia em anelMonta em software um rede em anel. A cha de acesso ao recurso roda nesse anel.Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 20. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMAlgoritmo token ringQuestes do algoritmo token ring oSe a chas se perder, precisa ser regenerada. Manuteno da rede em anel. caJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 21. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMBibliograaIntroduo caCombina as vantagens de duas classes de sistemas, sistemas de compartilhamento de memria, tendo uma memria global f o o sica, igualmente acess para todos os processadores do sistema e vel sistemas de memria distribu que consiste em mltiplos o da u processadores se comunicando por meio passagem de mensagem. Seus principais objetivos so desenvolver algoritmos para minimizar a o tempo mdio de acesso aos dados compartilhadas, enquanto e mantm os dados consistentes. eJoo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o da 22. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mtua a uDSMIntroduo caFigura: Estrutura de uma DSM [Nitzberg and Lo 1991]Joo Gonalves Filho a cSincronizao e Memria compartilhada distribu ca o daBibliograa 23. Introduo caSincronizao de Rlogios ca eExcluso Mt

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