CC52N Computacion para el apoyo al trabajo grupal

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CC52N Computacion para el apoyo al trabajo grupal
Programación de aplicaciones distribuidas en
Internet INTERNETWORKING
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Objetivos del Capítulo

• Conocer los paradigmas actuales de la
  programación distribuida
• Conocer y usar algunos mecanismos para programar
  aplicaciones comunicantes
• Evaluar los distintos mecanismos para su uso en
  algún contexto dado
• Desarrollar ejemplos de programas distribuidos

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Es necesario una introduccion a la Internet ?

• Direcciones IP
• Algotimo de ruteo
• Tipos de redes físicas
• DNS

Yes
No
Abort
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1- Introducción

• Qué son las arquitecturas cliente/servidor ?
• El modelo cliente/servidor (oidor/llamador)
• Porque TCP/IP no provee ningun mecanismo que
  automáticamente cree un programa que empeice a
  ejecutarse cuando llega un mensaje, un programa
  debe esperar a aceptar una comunicación ANTES que
  el requerimiento llegue.
• Existe otra forma de comunicarse ?
• Multicasting (el servidor no tiene idea de los
  clientes)
• Qué son los ports de protocolo de una máquina ?
• Es una dirección dentro de la máquina en la cual
  hay un programa servidor escuchando si hay algun
  cliente que quiere solicitar algún servicio que
  él presta. En máquinas UNIX hay ports bien
  conocidos para ciertos servicios. Para acceder a
  los servicios se debe seguir un cierto protocolo.
  Tanto el port como el protocolo deben ser
  publicados (conocidos).

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Protocolos para la comunicación

• Parametrización de los clientes
• Se busca generalidad de los programas. Ej telnet
  sirve para accesar también otros servicios
  (tratar de ejecutar telnet host 7, telnet host 13
  y telnet host 80)
• Cuando diseñe programas de aplicación cliente,
  incluya parámetros que permitan al usuario
  especificar totalmente la máquina y el port al
  que quiera comunicarse con el protocolo que
  implementa el programa.
• Servidores con/sin Conexión
• Las modalidades connectionless style y
  connection-oriented style dependen del tipo de
  protocolo que usemos para conectarnos con una
  máquina. En el mundo TCP/IP tenemos protocolos
  TCP (con conexion) y UDP (sin conexión)

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Protocolos TCP y UDP (I)

• Importancia para el programador
• Al elegir un protocolo con el cual conectarse con
  otra máquina determina el nivel de confiabilidad
  de la transmisión de datos, lo cual repercute en
  la forma de programar las aplicaciones.
• TCP provee alta confiabilidad los datos mandados
  serán recibidos si una conexión entre los 2
  computadores se pudo establecer. Hay un protocolo
  subyacente que se preocupa de retransmitir,
  ordenar....
• Con UDP el programador debe proveer el protocolo
  para el caso que se pierdan datos o lleguen en
  otro orden.
• La forma de programar el envío recibo de datos
  con ditintos protocolos es también distinta
• En TCP la forma de transmitir datos es
  normalmente como un flujo de datos por la
  conexión establecida.
• Con UDP se deben armar paquetes de datos que son
  pasados a la internet para ser transmitidos con
  el mejor esfuerzo.

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Protocolos TCP y UDP (II)

• Cuándo usar uno u otro ?
• TCP impone una carga bastante mayor a la red que
  UDP, por lo cual se debe evitar si es
  razonablemente posible
• Cuándo es razonablemente posible ?
• Podemos esperar pérdidas cuando los datos tienen
  que viajar a traves de varias redes por la
  internet.
• Dentro de una LAN las comunicaciones UDP son
  relativamente confiables
• Algunas veces la información que no llegó a
  tiempo no tiene sentido retransmitirla porque ya
  está obsoleta (cuándo?).
• En general se recomienda, especialmente a
  principiantes, usar sólo TCP en sus aplicaciones.
  El estilo de programación es más secillo. Los
  programadores sólo usan UDP si el protocolo de la
  aplicación misma maneja la confiabilidad, si la
  aplicación requere usar broadcast o multicast de
  hardware o la aplicación no puede tolerar el
  overhead de un circuito virtual.

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Servidores Con o sin Estado

• Qué es el Estado ?
• El estado es la información que los servidores
  mantienen acerca de la interacción que se lleva a
  cabo con los clientes.
• Para qué ?
• Generalmente se hace más eficiente el
  comporatamiento de los servidores con
  información. Información muy breve mantenida en
  el servidor puede hacer más chicos los mensajes o
  permite producir respuestas más rápido.
• Y entonces por qué se evita a veces ?
• Es fuente de errores mensajes del cliente pueden
  perderse, duplicarse llegar en desorden. El
  cliente puede caerse y rebootear, con lo cual la
  información que tiene el servidor de él es
  errónea y también sus respuestas

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Un ejemplo del servidor de Archivos

• El servidor espera que un cliente se conecte
  por la red. El cleinte puede mandar 2 tipos de
  requerimientos leer o escribir datos en un
  archivo. El servidor realiza la operación y
  retorna el resultado al cliente.
• Situación sin guardar información acerca del
  estado
• Para leer, el cliente debe siempre especificar
  nombre de archivo, posición en el archivo desde
  dónde debe extraer los datos y el número de bytes
  a leer.
• Para escribir debe especificar el nombre completo
  del archivo, el lugar donde quiere escribir y los
  datos que quiere escribir

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Un ejemplo del servidor de Archivos (II)

• Situación guardardando información del estado

• Cuando el cliente abre un archivo se crea un
  entrada en la tabla. A la entrada se le asigna un
  handle para identificar el archivo y se le asigna
  la posición actual (inicialmente 0). El cliente
  recibe el handler como respuesta.
• Cuando el cliente quiere extrer datos adicionales
  le envia el handle y la cantidad de bytes. Esto
  es usado por el servidor para saber gracias a la
  tabla de dónde exactamente debe extraer los datos
  (debe actualizar la posición para que para la
  próxima vez se pueda hacer lo mismo).
• Cuando el cliente termina la lectura/escritura
  envía un mensaje para sea eliminada la entrada de
  la tabla

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Stateless vs. Stateful servers the problem of
reading a remote file by steps. File reading
requests arrive with dealy
Request open file XYZ
A CLIENT
A SERVER
?
Answer file XYZ exists and ready
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
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A stateless server means it does not remember
previous requests
Request read bytes 0 to 49 from file XYZ
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content of the bytes
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
13
The client must provide all the information again
!
Request read bytes 50 to 99 from file XYZ
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content of the bytes
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
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This may cause a lot of network traffic,
especially if there are many clients
Request read bytes X to X50 from file XYZ
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content of the bytes
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
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Stateful Server it mantains some information
abut what clients did
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
Pointer File Position
0 XYZ 0
1 FILE ZXY 50
Request open file XYZ
A CLIENT
A SERVER
?
Answer file pointer to file XYZ
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The information the client has to pass to the
server is much smaller
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
Pointer File Position
0 XYZ 50
1 FILE ZXY 50
Request 0, read 50
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content
17
The information at the server should be updated
with every request
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
Pointer File Position
0 XYZ 100
1 FILE ZXY 50
Request 0, read 50
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content
18
It is important to close the file !!!
Open file XYZ read first 50 bytes while (not end
of file XYZ) read next 50 bytes close file
Pointer File Position
0 XYZ 100
1 FILE ZXY 50
Request 0, read 50
A CLIENT
A SERVER
?
Answer the content
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Un ejemplo del servidor de Archivos

• Posibilidades de errores

• La red manda dos veces el datagrama con
  requerimiento de lectura
• Si el computador del cleinte se cae y rebootea el
  programa.
• Si el computador se cae antes de poder
  des-registrarse
• Si otro cliente se conecta en el mismo port que
  el que se cayó sin avisar
• En una internet real, donde las máquinas
  pueden caerse y rebootear y los mensajespueden
  perderse, llegar atrasados, duplicados o en
  orden incorrecto un servidor con manteción de
  estado puede resultar difícil de programar para
  hacerlo tolerante a los errores.

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Arquitecturas para Aplicaciones Distribuidas

• Servidores como Clientes
• Los programas no siempre se comportan
  definitivamente como servidores puros o como
  clientes puros. Ej un servidor de archivos que
  necesita un timestamp para registrar el último
  cambio.
• Cuando todas las aplicaciones deben comportarse
  simultáneamente como servidores y clientes
  cómo organizar las comunicaciones ?
• Cada aplicación abre un canal con otra aplicación
  (configuración red)
• Hay un servidor de comunicaciones y todoas las
  aplicaciones se comunican con él (configuración
  estrella).

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Arquitecturas para Aplicaciones Distribuidas

• Cada par de aplicaciones que necesitan
  comunicarse abren un canal exclusivo
• Se abren a lo más n(n-1)/2 canales para n
  aplicaciones
• Ventajas
• un canal exclusivo, no hay cuellos de botella
• Desventajas
• todas las aplicaciones deben saber cómo
  comunicarse con las demás.
• La dinámica se vuelve más complicada
  (entrada/salida de aplicaciones)

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Arquitecturas para Aplicaciones Distribuidas

• Las aplicaciones envían sus requerimientos de
  comunicación a un servidor y éste se encarga de
  mandarlas a su punto de destino final.
• Se abren a lo más n(n-1)/2 canales para n
  aplicaciones
• Ventajas
• Es más fácil manejar los parámetros de la
  comunicación
• Desventajas
• se puede saturar el servidor o las líneas.

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2- InterNetworking con Java

• Por qué JAVA ?
• En este curso Los programas son más simples gt
  se peude usar más tiempo en explicar la lógica de
  los programas que para explicar las instrucciones
  del lenguaje.
• En general Java nace cuando la internet ya está
  madura (1993-4) gt nace sabiendo que existe
  TCP/IP y que la programación distribuida es
  importante, lo que se nota en el diseño.
• Además de las típicas funcionalidades básicas de
  comunicación (comunicación por canales TCP y UDP)
  incorpora otras de alto nivel de abstracción
  RMI, Applets, JDBL, URL
• Siempre es mejor JAVA ?
• No, Java es multiplataforma por lo tanto sólo
  puede hacer cosas que sean comúnes a todas las
  plataformas.
• Con la estandarización de TCP/IP como red virtual
  para todos los equipos esto es cada vez menos
  importante. Aún así hay cosas Nombres y ports
  sólo se pueden asociar en C ya que es exclusivo
  de UNIX.

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Es necesario una introducción a JAVA ?

• Clases
• Herencia
• Tipos, operaciones básicas
• control de flujo

Yes
No
Abort