3. Arquitecturas distribuidas
3. Arquitecturas distribuidas
Sistemas cuyos componentes hardware y software, que están en ordenadores conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el pase de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor.
Los sistemas distribuidos son sistemas de información en los cuales las funciones se reparten por áreas de trabajo diferentes que trabajan de forma coordinada para asumir los objetivos que la organización asigna a ese sistema de información.
La utilización de la arquitectura distribuida basada en una red de ordenadores personales tiene como objetivo global: obtener prestaciones razonables a un coste bajo.
Prácticamente todos los grandes sistemas informáticos son en la actualidad sistemas distribuidos. Un sistema distribuido es un sistema en el que el procesamiento de información se distribuye sobre varias computadoras en vez de estar confinado en una única máquina. Obviamente, la ingeniería de sistemas distribuidos tiene mucho en común con la ingeniería de cualquier otro software, pero existen cuestiones especí
3.1 El modelo Cliente / Servidor
El Modelo Cliente-Servidor
Desde el punto de vista funcional, se puede definir la computación Cliente/Servidor como
una arquitectura distribuida que permite a los usuarios finales obtener acceso a la
información en forma transparente aún en entornos multiplataforma. [14]
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En el modelo cliente servidor, el cliente envía un mensaje solicitando un
determinado servicio a un servidor (hace una petición), y este envía uno o varios mensajes
con la respuesta (provee el servicio) (Ver Figura 5.1). En un sistema distribuido cada
máquina puede cumplir el rol de servidor para algunas tareas y el rol de cliente para otras.
Figura 5.1 Modelo Cliente/Servidor [14].
La idea es tratar a una computadora como un instrumento, que por sí sola pueda
realizar muchas tareas, pero con la consideración de que realice aquellas que son mas
adecuadas a sus características [15]. Si esto se aplica tanto a clientes como servidores se
entiende que la forma más estándar de aplicación y uso de sistemas Cliente/Servidor es
mediante la explotación de las PC’s a través de interfaces gráficas de usuario; mientras que
la administración de datos y su seguridad e integridad se deja a cargo de computadoras
centrales tipo mainframe. Usualmente la mayoría del trabajo pesado se hace en el proceso
llamado servidor y el o los procesos cliente sólo se ocupan de la interacción con el usuario
(aunque esto puede variar). En otras palabras la arquitectura Cliente/Servidor es una
extensión de programación modular en la que la base fundamental es separar una gran pieza
de software en módulos con el fin de hacer más fácil el desarrollo y mejorar su
mantenimiento
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Esta arquitectura permite distribuir físicamente los procesos y los datos en forma
más eficiente lo que en computación distribuida afecta directamente el tráfico de la red,
reduciéndolo grandemente. [15]
Cliente
El cliente es el proceso que permite al usuario formular los requerimientos y pasarlos al
servidor, se le conoce con el término front-end [15].
El Cliente normalmente maneja todas las funciones relacionadas con la
manipulación y despliegue de datos, por lo que están desarrollados sobre plataformas que
permiten construir interfaces gráficas de usuario (GUI), además de acceder a los servicios
distribuidos en cualquier parte de una red.
Las funciones que lleva a cabo el proceso cliente se resumen en los siguientes
puntos:
• Administrar la interfaz de usuario.
• Interactuar con el usuario.
• Procesar la lógica de la aplicación y hacer validaciones locales.
• Generar requerimientos de bases de datos.
• Recibir resultados del servidor.
• Formatear resultados.
Sevidor
Es el proceso encargado de atender a múltiples clientes que hacen peticiones de algún
recurso administrado por él. Al proceso servidor se le conoce con el término back-end [15].
El servidor normalmente maneja todas las funciones relacionadas con la mayoría de las
reglas del negocio y los recursos de datos.
Las funciones que lleva a cabo el proceso servidor se resumen en los siguientes
puntos:
• Aceptar los requerimientos de bases de datos que hacen los clientes.
• Procesar requerimientos de bases de datos.
• Formatear datos para trasmitirlos a los clientes.
Procesar la lógica de la aplicación y realizar validaciones a nivel de bases de datos.
ficas que deben tenerse en cuenta cuando se diseña este tipo de sistemas.
- Arquitectura Cliente/Servidor de 2 niveles
La arquitectura en 2 niveles se utiliza para describir los sistemas cliente/servidor en donde el cliente solicita recursos y el servidor responde directamente a la solicitud, con sus propios recursos. Esto significa que el servidor no requiere otra aplicación para proporcionar parte del servicio.
- Arquitectura Cliente/Servidor de 3 niveles
En la arquitectura en 3 niveles, existe un nivel intermediario. Esto significa que la arquitectura generalmente está compartida por:
Un cliente, es decir, el equipo que solicita los recursos, equipado con una interfaz de usuario (generalmente un navegador Web) para la presentación
El servidor de aplicaciones (también denominado software intermedio), cuya tarea es proporcionar los recursos solicitados, pero que requiere de otro servidor para hacerlo
El servidor de datos, que proporciona al servidor de aplicaciones los datos que requiere
- Arquitectura Cliente/Servidor multinivel
En la arquitectura en 3 niveles, cada servidor (nivel 2 y 3) realiza una tarea especializada (un servicio). Por lo tanto, un servidor puede utilizar los servicios de otros servidores para proporcionar su propio servicio. Por consiguiente, la arquitectura en 3 niveles es potencialmente una arquitectura en N-niveles
- Arquitectura Peer to peer
Redes P2P centralizadas. Este tipo de red P2P se basa en una arquitectura monolítica en la que todas las transacciones se hacen a través de un único servidor que sirve de punto de enlace entre dos nodos y que, a la vez, almacena y distribuye los nodos donde se almacenan los contenidos
4 Arquitectura Orientada a Servicios
La arquitectura orientada a servicios (SOA) es el nexo que une las metas de negocio con el sistema de software. Su papel es el de aportar flexibilidad, desde la automatización de las infraestructura y herramientas necesarias consiguiendo, al mismo tiempo, reducir los costes de integración. SOA se ocupa del diseño y desarrollo de sistemas distribuidos y es un potente aliado a la hora de llevar a cabo la gestión de grandes volúmenes de datos, datos en la nube y jerarquías de datos.
5. Arquitecturas para cloud computing.
La Arquitecturas Cloud son los diseños y desarrollo de arquitecturas software que hacen un uso eficiente de los servicios en cloud. Las aplicaciones que son construidas en arquitecturas Cloud son aquellas que:
- Ejecutan de forma óptima las tareas para cubrir una necesidad de negocio.
- Sólo hacen uso de la infraestructura de computación que es necesaria en cada momento.
- Escalan basándose en la demanda, asignando y realizando el aprovisionamiento y destrucción de servidores y almacenamiento según sea necesario.
6. Arquitecturas para dispositivos móviles.
La arquitectura básica de un dispositivo móvil se compone a grandes rasgos de los siguientes elementos:
1. Sistemas repetidores celular RF:
Sistemas de repetidores celular RF está diseñado para resolver los problemas de la debilidad de la señal móvil, que es mucho más barato que la adición de una nueva estación base (BTS). La principal operación del sistema de repetidores de RF va a recibir de baja potencia de la señal celular de BTS a través de radiofrecuencia (RF) y luego transmitir la señal amplificada a las áreas donde la cobertura es insuficiente. Y la señal de móvil es también amplificada y transmitida a la BTS a través de la dirección opuesta.
2. El sistema de banda base:
El circuito integrado digital:
Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónica en la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas de hombre. Los circuitos cuyos componentes realizan operaciones análogas a las que indican los operadores lógicos se llaman “circuitos lógicos” o “circuitos digitales”. Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y) compuerta OR (O), compuerta NOT(NO) y otras combinaciones muy complejas de los circuitos antes mencionados.
El circuito integrado analógico:
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
6. Arquitecturas para dispositivos móviles.
La arquitectura básica de un dispositivo móvil se compone a grandes rasgos de los siguientes elementos:
1. Sistemas repetidores celular RF:
Sistemas de repetidores celular RF está diseñado para resolver los problemas de la debilidad de la señal móvil, que es mucho más barato que la adición de una nueva estación base (BTS). La principal operación del sistema de repetidores de RF va a recibir de baja potencia de la señal celular de BTS a través de radiofrecuencia (RF) y luego transmitir la señal amplificada a las áreas donde la cobertura es insuficiente. Y la señal de móvil es también amplificada y transmitida a la BTS a través de la dirección opuesta.
2. El sistema de banda base:
El circuito integrado digital:
Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónica en la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas de hombre. Los circuitos cuyos componentes realizan operaciones análogas a las que indican los operadores lógicos se llaman “circuitos lógicos” o “circuitos digitales”. Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y) compuerta OR (O), compuerta NOT(NO) y otras combinaciones muy complejas de los circuitos antes mencionados.
El circuito integrado analógico:
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
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