Systèmes Répartis - Chapitre 1 PDF

# Systèmes Répartis ## H. Mansouri ## Laboratoire des Réseaux et des Systèmes Distribués ## LRSD ## Chapitre 1 ## Introduction aux Systèmes Répartis ## Plan 1. Système distribué: Définitions 2. Système distribué vs Système centralisé 3. Système distribué vs Système parallèle 4. Système distri...

# Systèmes Répartis ## H. Mansouri ## Laboratoire des Réseaux et des Systèmes Distribués ## LRSD ## Chapitre 1 ## Introduction aux Systèmes Répartis ## Plan 1. Système distribué: Définitions 2. Système distribué vs Système centralisé 3. Système distribué vs Système parallèle 4. Système distribué: Architecture 5. Système distribué: Caractéristiques 6. Système distribué synchrone vs asynchrone 7. Système distribué client serveur vs pair-à-pair 8. Système distribué : Distribution des données 9. Système distribué: Domaines d'applications 10. Système distribué: Avantages 11. Système distribué: Défis ## Système distribué : Définitions ### Définition de Tanenbaum Un système distribué est une collection d'ordinateurs indépendants qui apparaissent à l'utilisateur comme un seul système cohérent. ### Définition de Coulourise Un système distribué ou réparti est un système dont les composants sont répartis sur différents nœuds d'un réseau d'ordinateurs. Ces composants communiquent et coordonnent leurs actions uniquement par l'échange de messages. ## Système distribué vs Système centralisé ### Système centralisé: - Système logiciel s'exécutant sur une seule machine. - Les applications accèdent localement aux ressources nécessaires (données, code, périphériques, mémoire...) ### Système distribué: - Ensemble d'ordinateurs indépendants connectés en réseau et communiquent via ce réseau par envoi de messages. - Cet ensemble apparaît du point de vue de l'utilisateur comme une seule entité. ## Système distribué vs Système centralisé | Système Centralisé | Système Distribué | |-----------------------------------------------------|--------------------------------------------------------| | Les utilisateurs travaillent sur une seul machine | Les utilisateurs ont l'impression de travailler sur une seul machine | | Un seul OS | Différents OS | | Mémoire partagée | Mémoires individuelles | | Service Local | Retrouver le service! Qui le propose? | ## Système distribué vs Système parallèle ### Système parallèle : - Un système parallèle se compose de plusieurs processus s'exécutent par rapport à la même horloge et communiquent entre eux à l'aide d'une mémoire partagée. ### Système distribué : - Un système distribué se compose de plusieurs processus s'exécutent chacun par rapport à une horloge locale et communiquent entre eux par transmission de messages. ## Système distribué vs Système Parallèle | Système Parallèle | Système Distribué | |--------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------| | Les processus ont accès à une mémoire commune | Pas de mémoire partagée, Chaque processus dispose d'une mémoire locale | | Les processus s'exécutent par rapport à la même horloge | Pas d'horloge globale | | L'état global est facilement observable | Le temps de propagation de message entre processus est non nul | ## Système distribué : Architecture - **Application** - **Middleware** - **Système de communication** **Middleware :** - Masquer l'hétérogénéité des machines et des systèmes. - Masquer la répartition des données et des traitements. ## Système distribué : Caractéristiques - **Absence de base de temps commune (horloge commune)** Chaque processus a une horloge locale, au fil du temps, la synchronisation des horloges locales se dégrade ⇒ Absence d'ordre d'exécution global. - **Absence de mémoire commune** Chaque processus a une mémoire locale, pas de variables partagées, pas d'informations sur les autres processus ⇒ Absence d'état global. ## Système distribué synchrone vs asynchrone ### Système synchrone : - Le temps pour exécuter une étape du processus est compris entre une borne min et une borne max connues. - Un message émis est reçu dans un délai max connu. - L'horloge locale d'un processus dérive au plus d'une certaine durée connue et bornée du temps réel. ### Système asynchrone: il n'y aucune borne - Sur la durée d'exécution d'une étape du processus. - Sur le délai de réception d'un message. - Sur la dérive de l'horloge locale d'un processus par rapport au temps réel. ## Système distribué client serveur vs paire à paire ### • Système client serveur : Le serveur gère toutes les exigences de traitement, de gestion des données et de calcul, qui sont disponibles à la demande pour les clients. ### • Système paire à paire : Tous les nœuds peuvent jouer le rôle de client et de serveur simultanément ou à des moments différents. ## Système distribué : Distribution des données ### Duplication des données : - La donnée x est recopiée en n exemplaires x1,..., xn sur n sites - Assurer cohérence mutuelle des copies : x1 = x2 = ... = xn = x ### Partitionnement des données : - La donnée x est devisée en n portion x1,..., xn sur n sites - Assurer la cohérence de donnée: x1 + x2 + ... + xn = x ## Système distribué : Domaines d'applications - Calcul scientifique - Simulation distribuée - Multimédia - Téléconférence - Travail coopératif - Installations industrielles - Robotique - Télécommunications - Bourse, finance - Réalité virtuelle - Intelligence artificielle, Multi-agents - Jeux en réseaux - Guichet de banque. - Agence de voyage. - Serveur de fichiers. - WWW, FTP, Mail, DNS.. ## Système distribué : Avantages - **Economique:** Excellent rapport performance/prix des microprocesseurs. - **Puissance de calcul:** Un système multiprocesseur offre une puissance de calcul supérieure à celle d'un seul processeur. - **Distribution naturelle de certaines applications:** Distribution géographique d'agences bancaires. - **Haute disponibilité:** La défaillance d'une machine n'affecte pas les autres. ## Système distribué : Avantages - **Partage de données entre les utilisateurs:** Exemple: système de réservation aérienne. - **Partage de périphériques coûteux:** Exemple: imprimante, périphériques d'archivage. - **Facilitation des communications entre personnes:** Exemple: Courrier électronique. - **Flexibilité (distribution de la charge):** Permet d'exécuter un travail sur la machine la plus disponible. ## Système distribué : Défis - **L'interopérabilité:** La capacité à rendre compatibles des systèmes différents a fin de réduire le problème de l'hétérogénéité: réseaux, matériels (ordinateurs), systèmes d'exploitation, langages de programmation, implémentations faites par différents développeurs,... - **L'ouverture:** La possibilité d'ajout, de suppression ou de modification des ressources et services dans un système distribué. - **Haute disponibilité:** La défaillance d'un nœud n'entraîne pas l'indisponibilité du système sur les autres nœuds, seules les applications. ## Système distribué : Défis - **L'invariance à l'échelle:** Le système reste performant et d'un coût raisonnable lors d'une augmentation importante du nombre des utilisateurs et de ressources gérées.. - **La gestion de la sécurité:** Revient à assurer: La confidentialité, L'intégrité et la Disponibilité, - **Le maintien de la consistance des ressources:** La gestion des demandes concurrents d'accès à une ressource critique par plusieurs processus physiquement répartis. ## Système distribué : Défis - **La transparence (flexibilité):** La répartition des composants reste cachée pour l'utilisateur: Transparence d'accès, Transparence à la localisation. Transparence à la concurrence. Transparence à la duplication. Transparence aux pannes. Transparence à la mobilité. Transparence à la reconfiguration. Transparence à la modification de l'échelle. - **La tolérance aux fautes et la gestion:** Le système doit pouvoir fonctionner même en cas de défaillance de certains de ses éléments,