Qué es un sistema distribuido PDF

¿Qué es un sistema distribuido? Un sistema distribuido es un conjunto de programas informáticos que utilizan recursos computacionales en varios nodos de cálculo distintos para lograr un objetivo compartido común. Este tipo de sistemas, también denominados "computación distribuida" o "bases de datos...

¿Qué es un sistema distribuido? Un sistema distribuido es un conjunto de programas informáticos que utilizan recursos computacionales en varios nodos de cálculo distintos para lograr un objetivo compartido común. Este tipo de sistemas, también denominados "computación distribuida" o "bases de datos distribuidas", usan nodos distintos para comunicarse y sincronizarse a través de una red común. Estos nodos suelen representar dispositivos de hardware físicos diferentes, pero también pueden representar procesos de software diferentes u otros sistemas encapsulados recursivos. La finalidad de los sistemas distribuidos es eliminar los cuellos de botella o los puntos de error centrales de un sistema. Los sistemas de computación distribuida tienen las características siguientes: Recursos compartidos: los sistemas distribuidos pueden compartir hardware, software o datos Procesamiento simultáneo: varias máquinas pueden procesar la misma función a la vez Escalabilidad: la capacidad computacional y de procesamiento puede escalarse hacia arriba según sea necesario cuando se añaden máquinas adicionales Detección de errores: los errores se pueden detectar más fácilmente Transparencia: un nodo puede acceder a otros nodos del sistema y comunicarse con ellos ¿Cuál es la diferencia entre un sistema centralizado y un sistema distribuido? Un sistema de computación centralizado es aquel en el que todos los cálculos los realiza un solo ordenador en una ubicación. La principal diferencia entre un sistema centralizado y un sistema distribuido es el patrón de comunicación entre los nodos del sistema. El estado de un sistema centralizado se encuentra dentro de un nodo central al que los clientes acceden a través de un método personalizado. Todos los nodos de un sistema centralizado acceden al nodo central, lo que puede sobrecargar y ralentizar la red. Los sistemas centralizados tienen un punto de error único. Este no es el caso de los sistemas distribuidos. ¿Los sistemas distribuidos son lo mismo que los microservicios? Una arquitectura de microservicios es un tipo de sistema distribuido porque descompone una aplicación en distintos componentes o "servicios". Por ejemplo, una arquitectura de microservicios puede tener servicios que correspondan a funciones empresariales (pagos, usuarios, productos, etc.), en los que cada uno de los componentes correspondientes gestione la lógica empresarial para dicha responsabilidad. Luego, el sistema tendrá varias copias redundantes de los servicios de modo que no exista ningún punto de error central para un servicio. ¿Qué es el seguimiento distribuido? El seguimiento distribuido es un método que se utiliza para perfilar o supervisar el resultado de una solicitud que se ejecuta en un sistema distribuido. La supervisión de un sistema distribuido puede ser complicada porque cada nodo tiene su propio flujo de registros y métricas. Para obtener una visión precisa de un sistema distribuido, estas distintas métricas de nodos deben agruparse en una vista holística. Normalmente, las solicitudes que se envían a los sistemas distribuidos no acceden a todo el conjunto de nodos del sistema, sino a un conjunto parcial o a una ruta a través de los nodos. El seguimiento distribuido señala las rutas a las que se accede habitualmente a través de un sistema distribuido y permite que los equipos las analicen y las supervisen. El seguimiento distribuido se instala en cada nodo del sistema y permite que los equipos pidan al sistema información sobre el estado de los nodos y el rendimiento de la solicitud. Ventajas, inconvenientes y riesgos de los sistemas distribuidos Los sistemas distribuidos suelen contribuir a mejorar la fiabilidad y el rendimiento del sistema. La fiabilidad se mejora eliminando los puntos de error centrales y los cuellos de botella. Los nodos de un sistema distribuido ofrecen redundancia, de modo que, si un nodo falla, hay otros que pueden sustituirlos y reparar el error. El rendimiento se mejora porque los nodos pueden escalarse fácilmente en sentido horizontal y vertical. Si un sistema se somete a una carga extensiva, pueden añadirse nodos adicionales para ayudar a absorber dicha carga. También es posible aumentar la capacidad de un nodo concreto para gestionar una carga extensiva. Sin embargo, uno de los inconvenientes que presentan estos sistemas puede ser la "expansión del desarrollo", que implica que los sistemas acaban siendo excesivamente complejos y difíciles de mantener. Esta mayor complejidad puede complicar a los equipos las tareas de organización, gestión y mejora de estos sistemas. Parte de la dificultad puede ser entender la relación que hay entre los distintos componentes o quién posee un componente de software concreto. Esto hace que sea difícil saber cómo modificar los componentes para maximizar su rendimiento y evitar que ello tenga un impacto negativo no solo en los componentes dependientes, sino también en los clientes. Cuando un sistema distribuido tiene varios repositorios, puede que sea necesario utilizar herramientas especializadas como Atlassian Compass para gestionar y organizar el código del sistema. Arquitecturas de sistemas distribuidos Hay muchos tipos de sistemas distribuidos. Estos son los más habituales: Cliente-servidor Una arquitectura cliente-servidor se divide en dos responsabilidades principales. El cliente se encarga de la presentación de la interfaz de usuario, que luego se conecta al servidor a través de la red. El servidor se encarga de gestionar la lógica empresarial y el estado. Una arquitectura cliente-servidor puede degradarse fácilmente a una arquitectura centralizada si el servidor no es redundante. Una configuración cliente-servidor perfectamente distribuida tendrá varios nodos de servidor para distribuir las conexiones de los clientes. Las arquitecturas cliente- servidor más modernas son clientes que se conectan a un sistema de distribución encapsulado en el servidor. Por capas Una arquitectura por capas amplía la arquitectura cliente-servidor. En ella, el servidor se descompone en otros nodos granulares, que desacoplan responsabilidades adicionales del servidor backend, como el procesamiento y la gestión de los datos. Estos nodos adicionales se usan para procesar de forma asíncrona las tareas de larga duración y liberar al resto de los nodos del backend para que puedan centrarse en responder a las solicitudes del cliente e interactuar con el almacén de datos. Punto a punto En un sistema distribuido punto a punto, cada nodo contiene la instancia completa de una aplicación. No hay separación de nodos entre la presentación y el procesamiento de datos. Un nodo contiene la capa de presentación y las capas de gestión de datos. Los otros nodos pueden contener todos los datos de estado del sistema. Los sistemas punto a punto tienen la ventaja de ser extremadamente redundantes. Cuando un nodo punto a punto se inicializa y se lleva online, descubre otros nodos, se conecta a ellos y sincroniza su estado local con el estado de todo el sistema. Por ello, si en un sistema punto a punto un nodo falla, los demás nodos no se verán afectados. Además, el sistema punto a punto persistirá. Arquitectura orientada a servicios La arquitectura orientada a servicios (SOA) es anterior a los microservicios. La principal diferencia entre la SOA y los microservicios es el alcance de los nodos: el alcance de los nodos de los microservicios está a nivel de la función. En los microservicios, un nodo encapsula la lógica empresarial para gestionar un conjunto específico de funciones, como el procesamiento de los pagos. Los microservicios contienen varios nodos de lógica empresarial dispares que interactúan con nodos de bases de datos independientes. Comparativamente, los nodos SOA encapsulan toda una aplicación o toda una división empresarial. El límite de servicio de los nodos SOA suele ser un sistema de base de datos completo dentro del nodo. Los microservicios son una alternativa más popular a la arquitectura SOA debido a las ventajas que ofrecen. Son más modulares, ya que permiten a los equipos reutilizar funcionalidades que proporcionan los nodos de servicio pequeños. También son más sólidos y permiten realizar un escalado vertical y horizontal más dinámico. Casos de uso de los sistemas distribuidos Muchas aplicaciones modernas utilizan sistemas distribuidos. Las aplicaciones web y móviles con mucho tráfico son sistemas distribuidos. Los usuarios se conectan siguiendo un modelo cliente-servidor, donde el cliente es un navegador web o una aplicación móvil. El servidor es pues su propio sistema distribuido. Los servidores web modernos siguen un patrón de sistema por capas. Se utiliza un equilibrador de carga para delegar las solicitudes a muchos nodos lógicos de servidor que se comunican a través de sistemas de cola de mensajes. Kubernetes es una herramienta muy utilizada en los sistemas distribuidos porque puede crear un sistema distribuido a partir de una colección de contenedores. Los contenedores crean nodos del sistema distribuido y Kubernetes orquesta la comunicación de red entre esos nodos, además de gestionar el escalado dinámico horizontal y vertical de los nodos en el sistema. Otro buen ejemplo de sistema distribuido son las criptomonedas, como Bitcoin y Ethereum, que son sistemas distribuidos punto a punto. Cada nodo de una red de criptomoneda es una réplica independiente de todo el historial del libro mayor de la moneda. Cuando un nodo de moneda se lleva online, se pone en funcionamiento conectándose a otros nodos y descargando su copia completa del libro mayor. Además, las criptomonedas tienen clientes o "carteras" que se conectan a los nodos del libro mayor a través del protocolo JSON RPC. En conclusión... Los sistemas distribuidos gozan de una gran aceptación y se usan en la mayoría de las experiencias de software modernas. Las aplicaciones de redes sociales, los servicios de streaming de vídeo y los sitios de comercio electrónico son solo algunas de las tecnologías que utilizan sistemas distribuidos. Los sistemas centralizados evolucionan de forma natural hacia sistemas distribuidos para gestionar el escalado. El uso de microservicios es una práctica habitual y muy extendida para crear sistemas distribuidos. Aunque los sistemas distribuidos son más difíciles de crear y mantener, existen herramientas que eliminan esta complejidad. Estas plataformas para desarrolladores permite desplazarse fácilmente por una arquitectura distribuida, ya que reúne en un lugar centralizado que admite búsquedas la información desconectada sobre los procesos de ingeniería y los equipos que colaboran en ellos.