PDF de programación - Un sistema flexible y extensible de entidades replicadas para aplicaciones cooperativas distribuidas

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS

DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD ZACATENCO

DEPARTAMENTO DE COMPUTACIÓN

Un sistema flexible y extensible de entidades replicadas

para aplicaciones cooperativas distribuidas

Tesis que presenta:

Act. Maria Guadalupe Pérez Medina Montaño

Para obtener el grado de:

Maestra en Ciencias en Computación

Directores de Tesis:

Dr. José Guadalupe Rodríguez García /

Dr. Dominique Decouchant

México, D. F.

Marzo, 2010

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iii

Agradecimientos

Agredecezco al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por el apoyo ecoómico que
me permitió realizar la maestría en ciencias de la computación.
También deseo agradecer al Cinvestav por brindarme la oportunidad de continuar con
mis estudios y a sus investigadores por compartir sus conocimientos conmigo durante
mi estancia en esta institución.
Especialmente, deseo agradecer a mi asesor, el Dr. Dominique Decouchant por sus con-
sejos y enseñanzas durante todo el periodo de estudio de la maestría, por ayudarme
cada vez que tenía problemas y guiarme cuando perdía el rumbo, siendo no sólo un
gran maestro sino un buen amigo.
Quiero agradecer a mi asesor, el Dr. Guadalupe Rodríguez García por sus comentarios
y ayuda, haciendo posible concluir mis estudios.
Agradezco a mis revisores, la Dra. Sonia Guadalupe Mendoza Chapa y la Dra. Lizbeth
Gallardo por sus cíticas tan asertivas, las cuales me permitieron mejorar considerable-
mente este trabajo de tesis.
Nunca debe faltar un agradecimiento a Sofia Reza por su apoyo y su trato siempre am-
able.

Dedico este trabajo de investigación a mis padres: Rafael Pérez Medina Ollivary y
Jovita Montaño Ceseña, no sólo por otorgarme el don de la vida, sino por impulsarme
a cumplir mis sueños y apoyarme de manera incondicional en su realización.
Con mucho amor dedico esta tesis a mis hijos: Alejandro y Ernesto, por hacer que valga
la pena el esfuerzo y darle sentido a mi vida. Por rodearme con sus brazos cuando es-
taba cansada y decirme: “tu puedes mamá”.
Quiero dedicar este trabajo a mis hermanos: Jovita, Adriana, Miriam y Rafael, por
compartir las experiencias de la vida. Quienes a pesar de todas las discusiones y de-
sacuerdos normales entre hermanos, no dejan de ser increibles.

No quiero dejar de aprovechar la oportunidad sin agradecer a mis amigos, con quienes
he pasado momentos maravillosos y algunos no tan agradables. Principalmente dedico
esta tesis a Leo, amiga de toda la vida. A Mario con quien he compartido tanto mo-
mentos agradables como difíciles. A Moni quien a pesar de la distancia se mantien
cerca de mí. A Pam por la confianza y amistad que me brinda. A Beto por hacer intere-
sante mi vida con sus locuras. A Pau y Johny por su agradable compañia. A Migue
por su cariño y buen humor. A Pepe, quien a pesar de todo, siempre está cuando se le
requiere.

Simplemente con mucho cariño,

Gracias.

Cinvestav

Departamento de Computación

iv

Cinvestav

Departamento de Computación

Contents

Índice de Figuras

Resumen

Abstract

1

Introducción

2 Antecedentes y motivación

partidos .

.

.

.

2.1 Definiciones y principios de la colaboración asistida por computadoras .
2.1.1 Definición de groupware o software de trabajo colaborativo . . . .
2.1.2 Control de concurrencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.3 Distribución/notificación de las modificaciones de datos com-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.4 Protocolos de comunicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Aplicaciones colaborativas y la colaboración en la Web . . . . . . . . . .
2.2.1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Mensajería instantánea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3 Agendas colaborativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4 Editores cooperativos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.5 Aplicaciones cooperativas para la educación a distancia . . . . .
Síntesis de tipos de aplicaciones cooperativas . . . . . . . . . . . .
2.2.6
2.2.7
Soluciones utilizadas actualmente . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Una arquitectura de trabajo cooperativo flexible y extensible . . . . . . .
2.3.1 Arquitectura general de la plataforma propuesta . . . . . . . . . .

Juegos cooperativos

3 Objetos flexibles y actualizaciones dinámicas de software

3.1 Técnicas que permiten hacer los objetos flexibles . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 La programación orientada a aspectos . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Patrones de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Actualizaciones dinámicas de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 El problema de actualizar un sistema en tiempo de ejecución . . .
3.2.2 Actualizaciones dinámicas y objetos flexibles . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Control de concurrencia de las instancias de las clases . . . . . . .

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vi CONTENTS

3.2.4 Transformación del estado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.5 Actualizaciones dinámicas en sistemas distribuidos . . . . . . . .
3.2.6 Control de la actualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.7 Actualizaciones dinámicas como un aspecto . . . . . . . . . . . .
3.2.8 El patrones de diseño vs. la programación orientada a aspectos .

4 Diseño de la plataforma flexible y extensible

4.1 Diseño de las entidades replicadas distribuidas . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Requerimientos de la entidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Atributos de la entidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3 Métodos de la entidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4 Proxies de las entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Diseño de los módulos funcionales de la plataforma . . . . . . . . . . . .
Sistema de actualizaciones dinámicas de aplicaciones DAUS (Di-
namical Application Updating System) . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Actualizador de versiones de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Características del actualizador
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Diseño del actualizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.3 Proceso de actualización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2.1

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5 Caso de estudio: diferentes aplicaciones colaborativas distribuidas

5.1 Las aplicaciones colaborativos de tipo chat

95
. . . . . . . . . . . . . . . . .
95
5.1.1 Entidades de control de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
5.1.2 Entidades de contactos de los usuarios
. . . . . . . . . . . . . . .
98
5.1.3 Entidades de colas de mensajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.1.4 Proceso en los chats
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2 Editores cooperativos asíncronos de documentos . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2.1 Entidades de control de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2.2 Entidades de documentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.2.3 Operaciones de edición y procesos en la plataforma . . . . . . . . 108
5.3 Agendas colaborativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.3.1 Entidades de las Agendas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.3.2 Entidades de control de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.3.3 Operaciones y procesos en las agendas
. . . . . . . . . . . . . . . 117

6

Implementación y pruebas del modelo
123
6.1 Beneficios de Ruby y su API de reflexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Implementación de la plataforma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.2
6.2.1 Plataforma mínima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.2.2 Control de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.2.3 Administrador de entidades
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.2.4 Proxy de entidades remotas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.2.5 API (Application Program Interface)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Cinvestav

Departamento de Computación

CONTENTS vii

.

.

6.2.6 DAUS (Dinamical Application Updating System) . . . . . . . . . . . 130
6.2.7 EUS (Entity Update System)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.3 Entidad genérica .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.4 Entidades y políticas implementadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.4.1 Tipos de entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.4.2 Políticas de control de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.4.3 Políticas de control de concurrencia del EUS . . . . . . . . . . . . 135
6.5 Desarrollo de una aplicación colaborativa usando la plataforma . . . . . 136
6.5.1 Chat room .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.5.2 Pruebas de la entidad de tipo de “archivo” . . . . . . . . . . . . . 137
6.6
Implementación del actualizador de versiones de software . . . . . . . . 138
6.7 Pruebas de flexibilidad y actualizaciones dinámicas . . . . . . . . . . . . 140
6.7.1 Agregación de un nuevo tipo de entidad . . . . . . . . . . . . . . 140
6.7.2 Modificación de la política de control de acceso de una entidad . 141

.

.

.

7 Conclusiones y trabajo a futuro

7.1 Conclusiones .

.

.

7.2 Trabajo a futuro .

.

.

.

143
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7.1.1 Ventajas del modelo propuestos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
7.1.2 Deficiencias y limitaciones de la solución propuesta . . . . . . . . 146
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
.
7.2.1 Plataforma .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.2.2 Entidades distribuidas y políticas de administración . . . . . . . 147
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.2.3 Aplicaciones
7.2.4 Actualizaciones dinámicas
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