Sistemas Distribuídos

Serviço de Nomese

Serviço de Diretório

Instituto de Informática – UFG

Verão 2005

Baseado em: Emmerich, Capítulo 4

Roteiro

Conceitos básicos de serviços de nomes

Exemplos de serviços de nomes– CORBA Naming Service– RMI Registry

Serviço de Trading

Motivação

Evitar o uso de endereços físicos para a localização de componentes

Naming– Localização de componentes por meio de nomes

externos– Similar às páginas brancas de um catálogo telefônico

Trading– Localização de componentes por meio de características

de serviço– Similar às páginas amarelas

Serviços de Nomes

Princípios Básicos

Plataformas de middleware orientadas a objetos utilizam-se de referências de objetos para endereçar objetos servidores

É necessária uma forma de obter tais referências de objetos sem a necessidade de suposições sobre localização física

Um nome é uma seqüência de cadeias de caracteres que pode ser “amarrada” a uma referência de objeto

– name binding

Um nome pode ser resolvido para se obter a referência de objeto correspondente

Princípios Básicos (cont.)• Pode haver muitos objetos servidores em um sistema de

objetos distribuídos

• Objetos servidores podem ter vários nomes

• Isto leva a um grande número de “name bindings”

• O espaço de nomes deve ser organizado em uma hierarquia para evitar

– conflitos de nomes– baixo desempenho na resolução de nomes

Esta hierarquia pode ser construída através de contextos de nomes

Princípios Básicos:Contextos de Nomes

Cup

Winners

1.FC

Ka

iser

slau

tern

Pre

mie

r First

M

an

Uni

ted

Chelsea

QP

R

South End

United

EnglandGermany

1. L

iga

2. Liga

BV

B

Bayern B

ochu

m

Lautern

UEFA

Manchester

United

Princípios Básicos:Nomes Compostos

Nomes podem ser formados através da composição de vários nomes simples (strings)

A seqüência de componentes de um nome descreve um caminho através do grafo de contextos de nomes

Exemplo: Nome do objeto representado o time Chelsea:

– (“UEFA”, “England”, “Premier”, “Chelsea”)

Princípios Básicos: Servidor de Nomes• “Amarrações” de nomes (a referências de objetos) são administradas

por servidores de nomes

• Nem todo objeto servidor precisa de um nome

• Alguns objetos servidores podem ter vários nomes

• Os servidores de nomes devem armazenar as amarrações de nomes persistentemente

• Os servidores de nomes devem ser “calibrados” com vistas à eficiência na resolução de nomes

• O próprio servidor de nomes pode ser distribuído

O Serviço de Nomes de CORBA

Suporta a amarração de nomes (name binding) a referências de objetos CORBA

Escopo de um nome: contexto de nomes

Múltiplos nomes podem ser definidos para uma mesma referência de objeto

Nem todas as referências de objetos precisam de nomes

Nomes em CORBA

Nomes de objetos são compostos por nomes simples

Nomes simples (componentes): pares valor-tipo

– O atributo valor é usado para resolução de nomes

– O atributo tipo é usado para fornecer informação a respeito do papel do objeto

Tipos IDL para Nomes

module CosNaming {

typedef string Istring;

struct NameComponent {

Istring id;

Istring kind;

};

typedef sequence <NameComponent> Name;

...

};

Interfaces IDL do Serviço de Nomes

O Serviço de Nomes é especificado através de duas interfaces:

– NamingContext define operações para ligar objetos a nomes e para a resolução de nomes

– BindingIterator define operações para iterar em um conjunto de nomes definido em um dado contexto de nomes

Interface NamingContextinterface NamingContext { void bind(in Name n, in Object obj) raises (NotFound, ...); Object resolve(in Name n) raises (NotFound,CannotProceed,...); void unbind (in Name n) raises (NotFound, CannotProceed...); NamingContext new_context(); NamingContext bind_new_context(in Name n) raises (NotFound, ...) void list(in unsigned long how_many, out BindingList bl, out BindingIterator bi);};

Interface BindingIterator

interface BindingIterator {

boolean next_one(out Binding b);

boolean next_n(in unsigned long how_many,

out BindingList bl);

void destroy();

}

Cenário de Uso do Serviço de Nomes: Registro de Nomes

Exemplo: Promover um time para a 1a. divisão e rebaixar outro

1L=resolve("UEFA","Germany","1. Liga")

root: Namingroot: NamingContextContextc:Clientc:Client 1L:Naming1L:Naming

ContextContext

bind("Arm. Bielefeld", bielefeld)

unbind("Eintr. Frankfurt")

Inicialização do Serviço de Nomes– Como obter o Contexto de Nomes Raiz?– Através da Interface do ORB

module CORBA { interface ORB { typedef string ObjectId; typedef sequence <ObjectId> ObjectIdList; exception InvalidName{}; ObjectIdList list_initial_services(); Object resolve_initial_references (in ObjectId identifier)

raises(InvalidName); }}

Um Cenário para o Serviço de Nomes: Resolução

Exemplo: Imprimir o elenco de um time

root: Namingroot: NamingContextContextc:Client

D=resolve("UEFA","Germany")

D:NamingD:NamingContextContext

do:Teamdo:Team

do=resolve("1. Liga","BVB")

print()

Cenário de uso do Serviço de Nomes: Iteração

Exemplo: Imprimir os nomes de todos os times do campeonato

t:Teamc:Client1.Liga:Naming

Context

list(0,bl,bi)

bi:BindingIterator

t=next_one().valuename()t=next_one().valuename()

name()t=next_one().value

...

O Serviço de Nomes em Java RMI: Registry

• Versão simplificada do Serviço de Nomes de CORBA

• Sem suporte para nomes compostos

• Restrição de segurança: ligações de nomes não podem ser criadas a partir de máquinas remotas

• Deve haver um registry em cada máquina

• Diferentes registries devem estar integrados dentro de um espaço de nomes federado

RMI Registrypackage java.rmi.registry;public interface Registry extends java.rmi.Remote { public static final int REGISTRY_PORT = 1099; public java.rmi.Remote lookup(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public void bind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AlreadyBoundException, java.rmi.AccessException; public void rebind(String name, java.rmi.Remote obj) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException; public void unbind(String name) throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.NotBoundException, java.rmi.AccessException; public String[] list() throws java.rmi.RemoteException, java.rmi.AccessException;

Usando o RMI Registry

c:Clientc:Client:LocateRegistry:LocateRegistry

root:Registry

root:Registry

BVB:TeamBVB:Team

E=lookup("UEFA")

root=getRegistry(“ns.fifa.org”)

E: Registry

E: Registry

D:Registry

D:Registry

1L:Registry

1L:Registry

BVB=lookup(“BVB”)

print()

D=lookup(“Germany”)

1L=lookup(“1. Liga”)

Avaliação

A ausência de nomes hierárquicos aumenta o número de operações remotas necessárias para a resolução

de nomes

A descoberta do registry raiz não é necessariamente transparente de localização

Limitações de Serviços de NomesEm todas as abordagens mencionadas:

– Os clientes sempre devem identificar o servidor específico por meio de um nome

Inapropriado se o cliente apenas deseja usar um serviço com certas características e qualidades, mas não sabe (ou não

precisa saber) em que servidor:

– Comércio eletrônico– Vídeo sob demanda– Venda automática de bilhetes de cinema

Trading

Motivação

Localização de objetos com base no seu tipo e de maneira transparente de localização

O uso de um serviço de nomes é simples, mas pode não ser apropriado quando:

– clientes não conhecem os objetos servidores– há múltiplos objetos servidores para o mesmo serviço– para o cliente, não importa qual o objeto é utilizado – o que

importa é o serviço oferecido

Trading oferece suporte para a localização de servidores com base na funcionalidade e qualidade de serviço

Serviço de Nomes ↔ Páginas brancasTrading ↔ Páginas Amarelas

Características de um Serviço de Trading

O Trader opera como um intermediador entre clientes e servidores (mas não no mesmo

sentido que o ORB!)

Permite ao cliente mudar de perspectiva– de “quem” para “o que”

Análogo à idéia de um corretor de seguros

Exporter

Trader

Importer

1:ex

port

2:query

3:invoke

Características de um Serviço de Trading (cont.)

Linguagem comum entre cliente e servidor, baseada em:– Tipos de serviço

– Qualidades ou propriedades do serviço

Usada para:• Servidor se registrar junto ao Trader

• Servidor definir uma qualidade de serviço (QoS) garantida– Definição estática de QoS

– Definição dinâmica de QoS

Características de um Serviço de Trading (cont.)

Clientes consultam o Trader para obter– um serviço de um certo tipo– e com um certo nível de qualidade

O Trader oferece suporte para– comparação de tipos de serviço com as propriedades

especificadas– busca por serviços

Exemplo

Serviço de vídeo-sob-demanda

TraderTrader

Video-on-demandprovider

MGMMGM

WarnerWarner

User

Server

IndependentIndependent

O Processo de Trading

Exemplo: servidor de vídeo-sob-demanda

:Client:Client:Client:Client :Trader:Trader:Trader:Trader MGM:VoDSMGM:VoDSMGM:VoDSMGM:VoDS Warner:VoDSWarner:VoDSWarner:VoDSWarner:VoDS

query()export()

export()

download()modify()

Definição de Tipos de Serviço

Um tipo de serviço define:– A funcionalidade provida por um serviço– As qualidades desta do serviço provido

A funcionalidade é definida por meio de um tipo de objeto– interface

QoS é definida com base em propriedades– nome da propriedade– tipo da propriedade

– valor da propriedade– modo da propriedade

• obrigatório / opcional• leitura apenas / modificável

Exemplo de Tipo de Serviço

typedef enum {VGA,SVGA,XGA} Resolution;

service video_on_demand {

interface VideoServer;

readonly mandatory property float fee;

readonly mandatory property Resolution res;

modifiable optional property float bandwidth;

}

Hierarquia de Tipos de Serviço

• Um tipo de objeto pode ter várias implementações com diferentes níveis de QoS

• O mesmo tipo de objeto pode ser usado em diferentes tipos de serviço (i.e., variando-se as propriedades de QoS)

• Tipo de serviço S é um subtipo do tipo de serviço S´ sse:– o tipo de objeto de S é idêntico ou é um subtipo do tipo de objeto

de S´– S tem pelo menos todas as propriedades definidas para S´

• Relação de sub-tipagem pode ser explorada pelo trader na busca por serviços de um determinado tipo

Definição de Restrições

O importador (cliente) define, como parte da consulta ao trader, as qualidades de serviço desejáveis

Exemplo:– custo<10 AND res>=SVGA AND bandwidth>=256

Em uma consulta, o trader considera apenas aquelas ofertas de serviço que obedeçam à restrição

Políticas de Trading

Dependendo das restrições e dos serviços disponíveis, um grande conjunto de ofertas pode ser retornado

por uma consulta

Políticas de trading são usadas para restringir o tamanho da lista de ofertas de serviço retornadas

– Especificação de um limite máximo– Restrição sobre a substituição de serviço (por subtipos)– Restrição sobre as propriedades modificáveis (as quais

podem ser alteradas no período entre a busca do serviço e seu efetivo uso através de requisições do cliente)

Federação de Traders

Demanda por escalabilidade• Um trader participando de uma federação:

– oferece para os demais traders os serviços sobre os quais ele tem conhecimento

– encaminha para outros traders consultas para serviços sobre os quais não tem conhecimento

Problemas– importações de serviços podem não terminar– duplicação de ofertas

Grafo de Trading

T1

T2 T3

T4

query.hop_count=4

def_follow_policy=always

max_hop_count=5

query.hop_count=0Service OfferTrader AttributeLink

max_hop_count=1

O Serviço de Trading de CORBA

Application ObjectsApplication Objects

CORBAfacilitiesCORBAfacilities

CORBAservicesCORBAservices

DomainInterfacesDomain

Interfaces

Object Request BrokerObject Request Broker

ObjectTrader

Interfaces do Serviço de Trading de CORBA

TraderComponents Support Attributes ImportAttributesLinkAttributes

list_offers()…

export()withdraw()modify()

RegisterLink

add_link()remove_link()describe_link()modify_link()

Lookup

query()

Admin

Definindo Qualidade de Serviço

typedef Istring PropertyName;typedef sequence<PropertyName> PropertyNameSeq;typedef any PropertyValue;struct Property { PropertyName name; PropertyValue value;};typedef sequence<Property> PropertySeq;enum HowManyProps {none, some, all}union SpecifiedProps switch (HowManyProps) { case some : PropertyNameSeq prop_names;};

Interface do Trader para Exportadores de Serviços

interface Register {

OfferId export(in Object reference,

in ServiceTypeName type,

in PropertySeq properties)

raises(...);

OfferId withdraw(in OfferId id)

raises(...);

void modify(in OfferId id,

in PropertyNameSeq del_list,

in PropertySeq modify_list)

raises (...);

};

Interface do Trader para Importadores de Serviços

interface Lookup {

void query(in ServiceTypeName type,

in Constraint const,

in Preference pref,

in PolicySeq policies,

in SpecifiedProps desired_props,

in unsigned long how_many,

out OfferSeq offers,

out OfferIterator offer_itr,

out PolicyNameSeq Limits_applied)

raises (...);

};

Pontos-Chave

Objetos distribuídos podem ser localizados por meio de um serviço de nomes ou de trading

Um serviço de nomes liga nomes (conhecidos externamente) a referências de objetos oferece suporte para resolução de

nomes para revelar a referência de objeto ligada

Trading oferece suporte para a localização de objetos com base na funcionalidade que os mesmos oferecem, bem como

na qualidade que garantem