Architettura REST e SOA

Architetture Software

• Le architetture basate su network si caratterizzano per la comunicazione diretta tra le macchine, senza routing (comunicazioni su un singolo hop).
• Esempi di architetture basate su network sono Linux/Windows + UDP/TCP.
• Le architetture basate su middleware forniscono servizi di comunicazione e coordinamento più semplici ad alto livello rispetto agli scambi di messaggi UDP/TCP, come ad esempio RMI (sincrono).

Architetture Run-Time

• L'architettura run-time descrive come la computazione è distribuita nelle diverse macchine e come esse collaborano, comunicano e si coordinano.
• L'architettura client-server è la più comune. I server attendono le richieste di servizio dei client e le soddisfano. Possono esistere più livelli tra client e server(multi-tiered) come ad esempio il web.
• L'architettura service oriented (SOA) è un caso particolare del client-server in cui l'interazione non avviene tramite messaggi, ma mediante invocazione di servizi. Il servizio è il centro di questa architettura, descritto da un contratto che ne definisce le operazioni. Il service broker funge da intermediario tra il fornitore di servizio e il consumatore di servizio, fungendo da sorta di DNS per le applicazioni. Esempi di utilizzo: Web service.

REST e Peer-to-Peer

• REST (REpresentational State Transfer) è un'evoluzione di SOA, che utilizza gli standard del web. Le risposte del server sono indipendenti dallo stato del server, dipendendo solo dalla richiesta del client. Garantisce scalabilità grazie al caching.
• Svantaggi: il costo è “appioppato” al client, che di solito ha meno potenza del server.
• Peer-to-Peer (P2P): è un'architettura senza distinzione tra client e server. I componenti sono chiamati “peer”, e collaborano tra loro direttamente, senza un server centrale. Ad esempio: skype.

Object Oriented

• L'architettura object oriented utilizza oggetti remoti che incapsulano dati e fornendo un'API per accedervi e modificarli. Gli oggetti possono essere implementati in linguaggi diversi. Vantaggio: incapsulation per gestire la complessità nell'accesso e gestione dei dati.

Data Centered

• L'architettura data centered utilizza un componente centralizzato (repository) come mediatore per le interazioni tra i diversi componenti.

Event Based

• L'architettura event based permette un'interazione indiretta tra componenti. Si basa su messaggi, e permette ai componenti di pubblicare notifiche su eventi osservati e di iscriversi per ricevere notifiche su eventi. E' un modello aciclico, basato su messaggi. Esempi: assincrono, multicast, implicito.

Mobile Code

• L'architettura mobile code introduce la possibilità di rilocazione di codice durante l'esecuzione. I paradigmi includono, Remote evaluation, code on demand, mobile agent.

Interaction Model

• Descrive come eventi, passaggi richiesti, e messaggi vengono scambiati tra i processi di un sistema distribuito. Include i sistemi synchronous e asynchronous, con implicazioni sulla velocità e tempo di esecuzione.

Failure Model

• Descrive i modi in cui i processi e i canali di comunicazione possono fallire e i differenti tipi di failure (omission, byzantine, timing).

Comunicazione a Livelli

• La comunicazione tra i processi in un sistema distribuito può essere realizzata tramite protocolli a livelli, come il modello OSI o TCP/IP, che gestiscono diversi aspetti della comunicazione (fisico, link, rete, trasporto, presentazione, applicazione). I livelli gestiscono le regole per una specifica parte della comunicazione.

Tipi di Comunicazione

• Transient: entrambi i processi sono attivi durante la comunicazione (es. chiamata telefonica).
• Persistent: non è necessario che entrambi i processi siano attivi (es. email).
• Sincrona: necessaria una forte sincronizzazione tra i processi.
• Asincrona: non è richiesta una sincronizzazione tra i processi (es. UDP).
• Remote Procedure Call (RPC): simula una chiamata a procedura standard su una rete.

Remote Method Invocation (RMI)

• RMI è una forma di RPC per applicazioni distribuite.
• I parametri possono essere passati per valore, per riferimento o per copia/ripristino.

Naming

• I nomi vengono utilizzati per identificare le entità nei sistemi distribuiti (es. host, file, server). Un indirizzo è un nome speciale di un entità, esempio : ip del web server.
• Esistono diversi modi per risolvere i nomi nel nome space.
• Simple solutions (es: broadcast)
• Multicast
• Forwarding pointers
• Distributed Hash Tables (DHT)
• Hierarchical approaches

Sincronizzazione

• Come gestire la sincronizzazione delle operazioni e dei componenti nei sistemi distribuiti, in assenza di un clock globale e di una memoria condivisa.
• Metodi:
• Sincronizzazione dei clock fisici
• Logical clocks (es.: Lamport clock, Vector clocks)
• Remote procedure call (RPC)

Fault Tolerance

• Meccanismi di tolleranza ai guasti per proteggere un sistema da fallimenti di componenti o comunicazione.
• Tipi di guasti: Transitori, intermittenti, permanenti.
• Tecniche per la tolleranza al guasto: ridondanza delle informazioni e dei processi, timeouts, meccanismo di quorum per decidere il comportamento in caso di fallimento.

Replication and Consistency

• Gestione di copie di dati in più posizioni per ottimizzare performance, tolleranza al guasto e dislocazione geografica.
• Tipi di consistenza: Sequential, Causal, Eventual.

Data Analytics

• Piattaforme distribuite per l'analisi dei dati e i Big Data.
• Tecnologia di MapReduce: per il parallelismo delle operazioni.
• Tecnologie di Apache Spark, e Apache Flink per lo scheduling e la gestione dei lavori.
• Gestione della load balancing, e della fault tolerance.

P2P

• Peer-to-peer: sistemi distribuiti senza un server centrale. Ad esempio: Gnutella, KaZaA, BitTorrent.
• Considerazioni sulla decentralizzazione, le diverse topologie, il routing e sicurezza.