PDF de programación - Tema 4: Desarrollo de soluciones de SSDD

Tema 4:
Desarrollo de soluciones de SSDD

Sistemas Distribuidos

Marcos López Sanz
[Curso 2011-2012]



Índice

 Middleware para SSDD

RMI (genérico)
CORBA 2
Java RMI
Enterprise JavaBeans

 Middleware para sistemas Peer-to-Peer
 Ejercicios
 Dudas

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Soluciones de SSDD

 Middleware
 Objetivo:

 Ofrecer una abstracción de programación de alto nivel para el desarrollo

de SSDD y, mediante capas, ocultar la heterogeneidad de la
infraestructura subyacente para mejorar la interoperabilidad y la
portabilidad

 Alternativas

 Middleware de objetos distribuidos

• Modelo de programación OO
• Comunicación por RMI (mayormente)
• Beneficios: encapsulación, abstracción de datos, soluciones flexibles y dinámicas
• Ej.: Java RMI, CORBA

 Middleware de componentes distribuidos

• Retos: evitar dependencias implícitas (referencias en/a interfaces), complejidad

de programación, falta de separación de aspectos distribuidos (seguridad,
gestión de errores, concurrencia…), falta de estrategias de despliegue

• Ej.: EJB, DCOM, Fractal

 Otras alternativas:

• Sistemas Peer-to-Peer
• Servicios Web

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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI (Remote Method Invocation)

 Extensión de las RPC (p.ej. Sockets) para un entorno orientado a

objetos

 Reto: que un objeto local sea capaz de invocar un método de un

objeto potencialmente remoto


 Similitudes RPC vs. RMI:

 Programación con interfaces
 Construidos sobre protocolos Request-Reply
 Nivel de transparencia equivalente: misma sintaxis para invocación local

y remota

 Diferencias RPC vs. RMI

 Con RMI se pueden usar técnicas (patrones y metodologías) orientadas a

objetos para su programación

 Semántica de parámetros más “rica”

 posibilidad de usar OIDs como parámetros

• Beneficio en el paso por referencia

 invocación a través del OID remoto en vez de enviar el objeto completo

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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Cuestiones de diseño

Modelo de objetos

 Conceptos: objeto/clase/métodos/atributos
 Propiedades: encapsulación/abstracción/modularidad
 Referencias de objetos: nombre.método (parámetros)
 Interfaces: definición de las signaturas de los métodos
 Acción: resultado de la invocación de un método (cambio

de estado, instanciación de un nuevo objeto, etc.)

 Excepciones: manejo de errores (throw/catch)
 ‘Recolector de basura’: eliminación de objetos que ya no

se utilizan

 Estado: valores de las variables instanciadas

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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Cuestiones de diseño

Objetos distribuidos

 Arquitectura tradicional: cliente/servidor
 Servidor: maneja los objetos ‘invocables’
 Comunicación (típica) basada en el paso de mensajes de

invocación y respuesta

• Alternativas: replicación o migración de objetos

 Importante en RMI: encapsulación del estado remoto
• Acceso a los atributos sólo por los métodos  concurrencia
• Ocultación de los tipos de datos internos utilizados



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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Cuestiones de diseño

 Modelo de objetos distribuidos

 Premisa: cada proceso contiene una colección de objetos que

pueden recibir invocaciones locales o remotas

 Conceptos básicos:

• Objeto remoto: aquél que puede recibir invocaciones remotas

(aquellos que se ejecutan en procesos diferentes)

• Referencias a objetos remotos: forma de conocer el objeto remoto

al que se puede invocar  OID remoto

• Interfaz remota: describe los métodos que pueden invocarse de

forma remota

» La clase de un método remoto implementa los métodos

publicados en su interfaz

» Lenguaje del interfaz: IDL (en CORBA), Java RMI
» Lenguaje de la implementación del IDL: Java, Python, C++, etc.



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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Implementación

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Extraído de Coulouris et al. Distributed Systems: Concepts and Design. 2012

Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Implementación

 Módulo de comunicación

 Implementan el protocolo de petición-respuesta (p.ej. sobre HTTP o

directamente sobre TCP o UDP)

 Parámetros (tipo Java): messageType, requestId, operationId

 Modulo de referencia remota

 Transforma las referencias a objetos remotos en referencias locales y viceversa

(marshalling/unmarshalling)

 Uso de una tabla interna para almacenamiento de correspondencias

 ‘Servant’: clase en el servidor remoto que ejecuta la petición remota

(instanciación remota)

 Software RMI (middleware):

 Proxy (cliente): ofrece transparencia de acceso (invocación remota como local).

Un proxy por cada objeto remoto invocado. Intermediario

 Dispacher (servidor): recibe las peticiones del módulo de comunicación y las

traslada al ‘skeleton’

 Skeleton: clase que implementa los métodos de la interfaz remota. Se encarga
de hacer de intermediario entre la representación ‘pública’ y el objeto real del
servidor (‘servant’)

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Objetos y Componentes Distribuidos

 RMI. Implementación

Generación de proxies, dispatchers y skeletons

 Compilador de interfaces (Orbix en CORBA)

• Genera el código C++ o Java a partir de un interfaz
• Interfaces: IDL o interfaz Java

Elementos adicionales

 Binder: mantiene una tabla de nombres textuales-

referencias a objetos remotos:
• CORBA: CORBA Naming System
• Java RMI: RMIregistry

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 CORBA

 Estándar del OMG (1989)
 Motivación

 Que los programas (distribuidos) se pudieran programar en

cualquier lenguaje

 Premisas:

 Metáfora: ORB (Object Request Broker)  ayudar a un cliente

a invocar un método en un objeto siguiendo las premisas del
estilo RMI

 Fases: localizar el objeto remoto, activar el objeto remoto,
comunicar la petición del objeto cliente al objeto remoto y
devolver su respuesta

 Versiones

 CORBA 2: orientado a objetos
 CORBA 3 (CCM): basado en componentes

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Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2

Elementos

 Un lenguaje de definición de interfaz: IDL
 Una arquitectura
 Una representación de datos externa (mensajes): CDR
 Una forma estándar de identificar referencias de objetos

remotos

 Un conjunto de servicios genéricos útiles para

aplicaciones distribuidas


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 CORBA 2. CORBA RMI

 Modelo de objetos de CORBA

 CORBA Object = objeto remoto que:

Implementa una interfaz IDL,

•
• Tiene una referencia de objeto remoto
• Es capaz de responder a las invocaciones referidas a las operaciones definidas en su interfaz
• Está programado en un lenguaje que no necesariamente es OO

 El concepto de clase no está implementado en IDL, sólo tipos de datos



 CORBA IDL

 Un interfaz IDL especifica un nombre y un conjunto de métodos
 Ofrece facilidades para especificar módulos, tipos, atributos, signaturas de

métodos e interfaces

 La gramática es un subconjunto de ANSI C++



 Otras características de CORBA

 Existen problemas a la hora de hacer los mappings IDLlenguaje de

implementación

 Existe la posibilidad de definir RMI con CORBA de forma asíncrona (llamadas no

bloqueantes)

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Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2. Ejemplo pizarra compartida

Interfaz IDL



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Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2. Arquitectura

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Extraído de Coulouris et al. Distributed Systems: Concepts and Design. 2012

Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2. Arquitectura

 ORB Core

 Incluye toda la funcionalidad de comunicación
 Ofrece una interfaz adicional con varias operaciones:

• Parar e iniciar el ORB
• Convertir referencias de objetos remotos y strings
• Listas de argumentos para invocaciones dinámicas

 Adaptador de objetos

 Sirve de puente entre los objetos CORBA con interfaces IDL y los
interfaces de programación de las clases ‘servant’ que realmente
ejecutan el código remoto invocado

 Tareas:

• Crear referencias remotas a objetos CORBA
• Repartir cada petición RMI hecha a un skeleton al ‘servant’ adecuado
• Activar y desactivar ‘servants’

 POA (Portable Object Adapter): permite interconectar aplicaciones y

‘servants’ sobre ORBs de diferentes proveedores

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Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2. Arquitectura

 Skeletons

 Se generan en el lenguaje del servidor mediante un compilador IDL a

partir de un interfaz IDL

 Deserializa (unmarshall) las peticiones RMI y serializa (marshall) las

excepciones y respuestas

 Stubs cliente (proxy)

 Se generan en el lenguaje del cliente mediante un compilador IDL a

partir de un interfaz IDL

 También serializan/deserializan

• Proxy: para clientes programados en lenguajes OO
• Stub: para clientes programados en otros lenguajes procedurales

 Repositorio de implementación

 Activa y localiza (mapea) servidores registrados correspondientes a los

adaptadores conocidos por el ORB

 Repositorio de interfaces

 Ofrece información acerca de las interfaces IDL registradas en el ORB

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Objetos y Componentes Distribuidos

 CORBA 2. Servicios

Servicio de nombr