Sistemas Distribuídos Tolerantes A Falhas

Sistemas Distribuídos Tolerantes a Falhas

Crislany N. V. L. Rodrigues, Lucas F. da Silva

1 Ciência da Computação – Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)

{crislanyn,upsscrolllock}@gmail.com

Abstract. Given the great demand for use in distributed systems due to the evolution of computer networks, and the need for information sharing, we seek to present in this article the need for systems operating properly, and techniques for this to occur, maintaining consistency, reliability and availability of data in a satisfactory manner for the user.

Resumo. Diante da grande demanda de utilização de sistemas distribuídos, devido à evolução das redes de computadores, e necessidade de compartilhamento de informações, buscamos apresentar no presente artigo a necessidade de sistemas que operem apropriadamente, e as técnicas para que isso ocorra, mantendo consistência, confiabilidade e disponibilidade dos dados de forma satisfatória para o usuário.

1. Introdução

Tendo em atenção o surgimento dos computadores, que eram máquinas grandes, pesadas e principalmente caras, dois avanços tecnológicos marcaram a história dos sistemas de informática, sendo eles: o advento do microprocessador que possibilitou a acessibilidade a máquinas cada vez menores e mais rápidas; e o surgimento das redes de computadores, permitindo que diversas máquinas conectem-se e façam trocam de dados entre elas. Nesse contexto ao final da década de 70, surgiram os sistemas distribuídos.

Sistema distribuído são computadores autônomos que trabalham juntos com a finalidade de se apresentar para seus usuários como um único sistema, onde já se encontra implantado em diversos meios como dispositivos móveis, em hospitais de primeiro mundo e diversos outros segmentos que se definem como tipos de sistemas distribuídos onde temos os sistemas de computação em cluster e em grade, sistemas de informação distribuída como sistemas de processamento de transações e integração de aplicações empresariais e por fim os sistemas distribuídos pervasivos que se encaixam em sistemas domésticos, sistemas eletrônicos para tratamento de saúde, redes de sensores e outros.

Diante dos avanços dos recursos e a necessidade de um processamento de dados de forma mais confiável, rápida e principalmente que não falhe no momento em que o usuário necessita utilizar o sistema, a aplicação de técnicas de tolerância a falhas são de fundamental importância, fazendo com que o sistema funcione aceitavelmente, mesmo na presença de falhas, mascarando e tratando-as.

Este artigo pretende, portanto, discutir as principais falhas existentes em um sistema distribuído e técnicas de tolerância falhas, partindo de uma breve apresentação de sistemas distribuídos e principais conceitos de tolerância a falhas.

2. Sistemas Distribuídos

Diversas definições para Sistemas distribuídos podem ser encontradas na literatura, cada qual com suas particularidades, porém de acordo com Antônio, 199? (apud, Mendonça, 2002, p. 7) um sistema distribuído “[...] é aquele que roda em um conjunto de máquinas sem memória compartilhada, criando uma ilusão para o usuário de que somente existe uma máquina executando o processo por ele requisitado”.

Portanto, partindo desse conceito podemos destacar que em um sistema distribuído as máquinas trabalham de forma independente, porém precisam colaborar umas com as outras, já que o sistema está fragmentado entre elas. É importante frisar ainda, que o usuário, seja ele pes soa ou software, não perceba esta fragmentação.

2.1.Tipos de Sistemas Distribuídos

Vale salientar que é indispensável apresentar os vários tipos de sistemas distribuídos, dentre eles estão os sistemas de computação distribuídos, sistemas de informação distribuídos e sistemas distribuídos pervasivos.

2.1.1. Sistemas de computação distribuídos

Voltados ao desempenho e arquitetura da informação, Tanenbaum e Steen (2007) classifica em dois:

• Sistemas de computação em Cluster: Conjunto de computadores que trabalham unidos a fim de realizar uma atividade, conectados através de uma tecnologia de rede local e em geral executam o mesmo sistema operacional.

• Sistema de computação em Grade: Assim como em clusters os computadores trabalham de forma conjunta, porém não necessitam estar conectados a uma mesma rede local, possibilitando o surgimento de redes virtuais, e pode conter diferentes plataformas.

2.1.2. Sistemas de informação distribuídos

Outro tipo importante, encontrado em organizações que diante do surgimento e expansão das aplicações em redes, sentiram a necessidade de adotá-los. Tanenbaum e Steen (2007) os apresenta em dois subtipos:

• Sistemas de processamento de transações: Sistemas que dão suporte a atividades diárias da organização, onde é realizado um conjunto de operações sobre o estado de um objeto.

• Integração de aplicações empresariais: Conjunto de serviços ou soluções que integra aplicações independentes, para atender as necessidades do usuário.

2.1.3. Sistemas distribuídos pervasivos

Diferente dos apresentados anteriormente que sua principal característica é ser estável, com nós fixos e conexão estável e de boa qualidade. Os sistemas distribuídos pervasivos caracterizam-se principalmente por sua mobilidade, sendo portanto pequenos em tamanho e alimentados por bateria; vale destacar que estão em destaque atualmente. Tanenbaum e Steen (2007) apresentam três classes importantes:

• Sistemas domésticos: Integrados por equipamentos eletrônicos de consumo típico, como eletrodomésticos, câmeras, TVs, dispositivos para jogos, e etc., baseados em redes domésticas e conectados a um único sistema distribuído. Porém ainda existe alguns desafios a serem superados para que venham a se tornar realidade.

• Sistemas eletrônicos para tratamento de saúde: Diante do alto custo de tratamentos médicos, novos dispositivos que monitoram o estado de saúde de uma pessoa, e havendo necessidade entrar em contato com os médicos, evitando em maior parte dos casos que o individuo seja hospitalizado. Para tal é utilizado sensores sem fio, incomodando na pior das hipóteses o mínimo possível à pessoa que o utiliza.

• Redes de sensores: Composta por nós pequenos, equipados com dispositivo de sensoriamento em