Sistemas operativos distribuidos / Andrew S. Tanenbaum.

CONTENIDO
1 INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1
1.1 ¿QUÉ ES UN SISTEMA DISTRIBUIDO? 2
1.2 OBJETIVOS 3
Ventajas de los sistemas distribuidos con respecto de los centralizados 3
Ventajas de los sistemas distribuidos con respecto de las PC independientes 6
Desventajas de los sistemas distribuidos 6
1.3 CONCEPTOS DE HARDWARE 8
Multiprocesadores con base en buses 10
Multiprocesadores con conmutador 12
Multicomputadoras con base en buses 13
Multicomputadoras con conmutador 14
1.4 CONCEPTOS DE SOFTWARE 15
Sistemas operativos de redes 16
Sistemas realmente distribuidos 18
Sistemas de multiprocesador con tiempo compartido 20
1.5 ASPECTOS DEL DISENO 22
Transparencia 22
Flexibilidad 25
Confiabilidad 27
Desempeño 28
Escalabilidad 29
2 COMUNICACION EN LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS 34
2.1 PROTOCOLOS CON CAPAS 35
La capa física 38
La capa de enlace de datos 38
La capa de red 40
La capa de transporte 40
La capa de sesión 41
La capa de presentación 41
La capa de aplicación 42
2.2 REDES CON MODO DE TRANSFERENCIA ASINCRONA 42
¿Qué es el modo de transferencia asíncrona? 42
La capa física ATM 44
La capa ATM 45
La capa de adaptación ATM 46
Conmutación ATM 47
Algunas implicaciones del ATM para sistemas distribuidos 49
2.3 EL MODELO CLIENTE-SERVIDOR 50
Clientes y servidores 51
Un ejemplo cliente-servidor 52
Direccionamiento 56
Primitivas con bloqueo vs. sin bloqueo 58
Primitivas almacenadas en buffer vs. no almacenadas 61
Primitivas confiables VS. no confiables 63
Implantación del modelo cliente-servidor 65
2.4 LLAMADA A UN PROCEDIMIENTO REMOTO (RPC) 68
Operación básica de RPC 68
Transferencia de parámetros 72
Conexión dinámica 77
Semántica de RPC en presencia de fallas 80
Aspectos de la implantación 84
Áreas de problemas 95
2.5 COMUNICACION EN GRUPO 99
Introducción a la comunicación en grupo 99
Aspectos del diseño 101
Comunicación en grupo en ISIS 110
3 SINCRONIZACION EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS 118
3.1 SINCRONIZACION DE RELOJES 119
Relojes lógicos 120
Relojes físicos 124
Algoritmos para la sincronización de relojes 127
Uso de relojes sincronizados 132
3.2 EXCLUSION MUTUA 134
Un algoritmo centralizado 134
Un algoritmo distribuido 135
Un algoritmo de anillo de fichas 138
Comparación de los tres algoritmos 139
3.3 ALGORITMOS DE ELECCION 140
El algoritmo del grandulón 141
Un algoritmo de anillo 143
3.4 TRANSACCIONES ATOMICAS 144
Introducción a las transacciones atómicas 144
El modelo de transacción 145
Implantación 150
Control de concurrencia 154
3.5 BLOQUEOS EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS 158
Detección distribuida de bloqueos 159
Prevención distribuida de bloqueos 163
4 PROCESOS Y PROCESADORES EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS 169
4.1 HILOS 169
Introducción a los hilos 170
Uso de hilos 171
Aspectos del diseño de paquetes de hilos 174
Implantación de un paquete de hilos 178
Hilos y RPC 184
4.2 MODELOS DE SISTEMAS 186
El modelo de estación de trabajo 186
Uso de estaciones de trabajo inactivas 189
El modelo de la pila de procesadores 193
Un modelo híbrido 197
4.3 ASIGNACION DE PROCESADORES 197
Modelos de asignación 197
Aspectos del diseño de algoritmos de asignación de procesadores 199
Aspectos de la implantación de algoritmos de asignación de procesadores 201
Ejemplo de algoritmos de asignación de procesadores 203
4.4 PLANIFICACION EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS 210
4.5 TOLERANCIA DE FALLAS 212
Fallas de componentes 212
Fallas de sistema 213
Sistemas síncronos VS. asíncronos 214
Uso de redundancia 214
Tolerancia de fallas mediante réplica activa 215
Tolerancia de fallas mediante respaldo primario 217
Acuerdos en sistemas defectuosos 219
4.6 SISTEMAS DISTRIBUIDOS DE TIEMPO REAL 223
¿Qué es un sistema de tiempo real? 223
Aspectos del diseño 226
Comunicación en tiempo real 230
Planificación de tiempo real 234
5 SISTEMAS DISTRIBUIDOS DE ARCHIVOS 245
5.1 DISEÑO DE LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS DE ARCHIVOS 246
La interfaz del servicio de archivos 246
La interfaz del servidor de directorios 248
Semántica de los archivos compartidos 253
5.2 IMPLANTACION DE UN SISTEMA DISTRIBUIDO DE ARCHIVOS 256
Uso de archivos 256
Estructura del sistema 258
Ocultamiento 262
Réplica 268
Un ejemplo: el sistema de archivos de red (NFS) de Sun 272
Lecciones aprendidas 278
5.3 TENDENCIAS EN LOS SISTEMAS DISTRIBUIDOS DE ARCHIVOS 279
Hardware reciente 280
Escalabilidad 282
Redes de área amplia 283
Usuarios móviles 284
Tolerancia de fallas 284
Multimedia 285
6 MEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA 289
6.1 INTRODUCCION 290
6.2 ¿QUE ES LA MEMORIA COMPARTIDA? 292
Memoria en circuitos 293
Multiprocesadores basados en un bus 293
Multiprocesadores basados en un anillo 298
Multiprocesadores con conmutador 301
Multiprocesadores NUMA 307
Comparación de los sistemas con memoria compartida 311
6.3 MODELOS DE CONSISTENCIA 315
Consistencia estricta 315
Consistencia secuencial 317
Consistencia causal 321
Consistencia PRAM y consistencia del procesador 322
Consistencia débil 325
Consistencia de liberación 327
Consistencia de entrada 330
Resumen de modelos de consistencia 331
6.4 MEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA CON BASE EN PAGINAS 333
Diseño básico 334
Réplica 334
Granularidad 335
Obtención de la consistencia secuencial 337
Búsqueda del propietario 339
Búsqueda de las copias 342
Reemplazo de página 343
Sincronización 344
6.5 MEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA CON VARIABLES COMPARTIDAS 345
Munin 346
Midway 353
6.6 MEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA BASADA EN OBJETOS 356
Objetos 356
Linda 358
Orca 365
6.7 COMPARACION 371
7 ESTUDIO 1: AMOEBA 376
7.1 INTRODUCCION A AMOEBA 376
Historia de Amoeba 376
Objetivos de investigación 377
La arquitectura del sistema Amoeba 378
El micronúcleo de Amoeba 380
Los servidores de Amoeba 382
7.2 OBJETOS Y POSIBILIDADES EN AMOEBA 384
Posibilidades 384
Protección de objetos 385
Operaciones estándar 387
7.3 ADMINISTRACION DE PROCESOS EN AMOEBA 388
Procesos 388
Hilos 391
7.4 ADMINISTRACION DE MEMORIA EN AMOEBA 392
Segmentos 392
Segmentos asociados 393
7.5 COMUNICACION EN AMOEBA 393
Llamada a un procedimiento remoto (RPC) 394
Comunicación en grupo en Amoeba 398
El protocolo Internet Fast Local (FLIP) 407
7.6 LOS SERVIDORES DE AMOEBA 415
El servidor de archivos 415
El servidor de directorios 420
El servidor de réplicas 425
El servidor de ejecución 425
El servidor de arranque 427
El servidor TCP/IP 427
Otros servidores 428
8 ESTUDIO 2: MACH 431
8.1 INTRODUCCION A MACH 431
Historia de Mach 431
Objetivos de Mach 433
El micronúcleo de Mach 433
El servidor BSD UNIX de Mach 435
8.2 ADMINISTRACION DE PROCESOS EN MACH 436
Procesos 436
Hilos 439
Planificación 442
8.3 ADMINISTRACION DE MEMORIA EN MACH 445
Memoria virtual 446
Memoria compartida 449
Administradores externos de la memoria 452
Memoria compartida distribuida en Mach 456
8.4 COMUNICACION EN MACH 457
Puertos 457
Envío y recepción de mensajes 464
El servidor de mensajes de la red 469
8.5 EMULACION DE UNIX EN MACH 471
9 ESTUDIO 3: CHORUS 475
9.1 INTRODUCCION A CHORUS 475
Historia de Chorus 475
Objetivos de Chorus 477
Estructura del sistema 477
Abstracciones, del núcleo 479
Estructura del núcleo 481
El subsistema UNIX 483
El subsistema orientado a objetos 483
9.2 ADMINISTRACION DE PROCESOS EN CHORUS 483
Procesos 484
Hilos 485
Planificación 486
Señalamientos, excepciones e interrupciones 487
Llamadas al núcleo para la administración de procesos 488
9.3 ADMINISTRACION DE MEMORIA EN CHORUS 490
Regiones y segmentos 490
Asociadores 491
Memoria compartida distribuida 492
Llamadas al núcleo para la administración de memoria 493
9.4 COMUNICACION EN CHORUS 495
Mensajes 495
Puertos 495
Operaciones de comunicación 496
Llamadas al núcleo para la comunicación 498
9.5 EMULACION DE UNIX EN CHORUS 499
Estructura de un proceso en UNIX 500
Extensiones a UNIX 500
Implantación de UNIX en Chorus 501
9.6 COOL: UN SUBSISTEMA ORIENTADO A OBJETOS 507
La arquitectura COOL 507
La capa base de COOL 508
El sistema genérico de tiempo de ejecución de COOL 509
El sistema de tiempo de ejecución de lenguaje 510
Implantación de COOL 510
9.7 COMPARACION DE AMOEBA, MACH y CHORUS 510
Filosofía 511
Objetos 512
Procesos 513
Modelo de memoria 514
Comunicación 515
Servidores 516
10 ESTUDIO 4: DCE 520
10.1 INTRODUCCION A DCE 520
Historia de DCE 520
Objetivos de DCE 521
Componentes de DCE 522
Celdas 525
10.2 HILOS 527
Introducción a los hilos de DCE 527
Planificación 529
Sincronización 530
Llamadas a hilos 531
10.3 LLAMADA A PROCEDIMIENTOS REMOTOS 535
Objetivos de la RPC de DCE 535
Escritura a un cliente y un servidor 536
Conexión de un cliente con un servidor 538
Realización de una RPC 539
10.4 SERVICIO DE TIEMPO 540
Modelo de tiempo DTS 541
Implantación de DTS 543
10.5 SERVICIO DE DIRECTORIOS 545
Nombres 546
El servicio de directorio de celda 547
El servicio de directorio global 549
10.6 SERVICIO DE SEGURIDAD 554
Modelo de seguridad 555
Componentes de seguridad 557
Boletos y autenticadores 558
RPC autenticada 559
ACL 562
10.7 SISTEMA DISTRIBUIDO DE ARCHIVOS 564
Interfaz DFS 565
Componentes DFS en el núcleo servidor 566
Componentes DFS en el núcleo cliente 569
Componentes DFS en el espacio del usuario 571
11 LISTA DE LECTURAS Y BIBLIOGRAFIA 577
11.1 SUGERENCIAS PARA LECTURA POSTERIOR 577
11.2 BIBLIOGRAFIA EN ORDEN ALFABETICO 584
INDICE 605