domingo, 9 de septiembre de 2012

Sistemas operativos en ambientes distribuidos

Unidad 1

1.1 Conceptos y características de los sistemas operativos de redes y sistemas operativos centralizados.
sistemas operativos de red
Los sistemas operativos de red ( NOS, Network Operating System) es el equipo lógico que controla las comunicaciones y los recursos compartidos en la red y proporciona la capacidad de proceso distribuido. En un principio los sistemas operativos de red sólo permitían compartir impresoras y discos, y una única estación podía acceder de cada vez a un volumen de disco. En la actualidad los sistemas operativos de red proporcionan la base para crear aplicaciones cliente/servidor, integrar diferentes tipos de ordenadores, y formar grupos de trabajo.

En la mayoría de las redes de área local, el sistema operativo funciona conjuntamente con el sistema operativo del ordenador. Los comandos del sistema los procesa primero el sistema operativo del ordenador. Cuando se efectúa una solicitud local, un comando que sólo precisa los recursos/dispositivos de la estación, ésta se realiza en la estación de usuario. Cuando se efectúa una solicitud que requiere la participación del equipamiento lógico o dispositivos de red, se pasa al sistema operativo de la red para que la procese.
Los elementos de la red a que da acceso un sistema operativo de red son:
• Servidor de ficheros.
• Servidor de impresoras comunes.
• Otros ordenadores de la red.
• Servidores de comunicaciones, que normalmente suelen ser ordenadores de la red, dedicados o no, aunque a veces están integrados dentro del servidor de ficheros. Sirven para acceder a un host o a otras redes remotas.
• Mini ordenadores, a los que se puede acceder por medio de equipamiento lógico o incluso a través del servidor de ficheros.
Los sistemas operativos de red constan principalmente de dos módulos:
• Servidor
El equipo lógico del módulo servidor puede funcionar sobre sistemas operativos estándares o sobre sistemas propietarios. Proporcionan servicios de impresión, compartición de discos y comunicaciones.
• Cliente
Se instala sobre el sistema operativo del ordenador y añade las funciones que proporciona el servidor a través de los servicios de comunicaciones.
Existen dos tipos de sistemas operativos de red:
• Servidor dedicado
Son redes centradas alrededor de un potente ordenador (o servidor) que almacena todos los datos y aplicaciones, y realiza funciones especiales como pueden ser servicios de impresión, comunicaciones, o transmisión de fax. Los servidores de impresoras se encargan de las funciones de impresión, como son la compartición de impresoras y la gestión de las colas de espera. Los servidores de comunicaciones conectan las redes locales a lugares remotos. Los servidores de fax permiten imprimir directamente los ficheros a un fax.
• Igual a igual (Peer to peer)
En estos sistemas operativos todas las estaciones de la red actúan como servidores, asumiendo la responsabilidad de los servicios de impresión, servicios de ficheros, y otras tareas. Permiten gran flexibilidad y economía al poder acceder desde cualquier puesto de trabajo a cualquier otro recurso de la red; sin embargo aumenta los tiempos de respuesta. Están orientados a pequeños grupos de trabajo con bajo volumen de datos, ofreciendo un bajo coste.
Se ha impuesto la alternativa de disponer de varios servidores en una misma red. Las ventajas asociadas con esta opción, para redes de tamaño medio/alto, son claras: aplicaciones especializadas por servidor, crecimiento gradual sin grandes inversiones y un nivel de tiempo de respuesta adecuado.





Sistemas operativos centralizados
 Si queremos dar una definición simple de lo que es un sistema operativo centralizado, diremos quese trata de de aquel que utiliza los recursos de una sola computadora, es decir, su memoria, CPU,disco y periféricos.Respecto al hardware podemos decir que se suele tratar de un computador caro y de gran potencia,con terminales alfanuméricos directamente conectados. Suele tratarse de una computadora de tipodesktop, en las cuales es común encontrar un monitor grande con un teclado y un mouse; además deun case para albergar la unidad de procesamiento y los demás componentes.Podemos encontrar este tipo de sistemas operativos en un entorno de empresa, en el cual puedehaber un soporte multiusuario. Las empresas, en especial las antiguas, utilizan una mainframepotente para dar capacidad de cómputo a muchos terminales, o también se puede encontrarempresas con abundantes minicomputadores para los empleados que las necesiten en susactividades. Uno de los primeros modelos de ordenadores interconectados fue el centralizado, donde todo el procesamiento de la organización se llevaba a cabo en una sola computadora,normalmente un Mainframe, y los usuarios empleaban sencillos ordenadores personales.Los problemas de este modelo son que cuando la carga de procesamiento aumentaba se tenía quecambiar el hardware del Mainframe, lo cual es más costoso que añadir más computadorespersonales clientes o servidores que aumenten las capacidades. El otro problema que surgió son lasmodernas interfases gráficas de usuario, las cuales podían conllevar a un gran aumento de tráfico enlos medios de comunicación y por consiguiente podían colapsar.

1.2 Conceptos y caracteristicas de los Sistemas Operativos Distribuidos
Según Tanenbaum, un sistema distribuido es "una colección de computadoras independientes queaparecen ante los usuarios del sistema como una única computadora.De eso podemos entender que las máquinas son autónomas y los usuarios siempre piensan que elsistema es como una única computadora. Un sistema distribuido se caracteriza por comportarsefrente al usuario como una sola máquina; el usuario desconoce sobre qué procesador se estáejecutando sus procesos y dónde residen sus ficheros.Vamos a dar un ejemplo. Primero consideremos una red de estaciones de trabajo en undepartamento de una compañía. Además de cada estación de trabajo podría existir una pila deprocesadores en el cuarto de máquinas que no estén asignados a usuarios específicos sino que seutilicen de manera dinámica conforme sea necesario. Tal vez el sistema podría tener un sistema dearchivos único con todos los archivos accesibles desde todas las máquinas de la misma forma y conel mismo nombre de ruta de acceso. Además, cuando el usuario escriba un comando el sistemapodría buscar el mejor lugar para ejecutarlo, tal vez en la propia estación de trabajo de usuario o enuna estación de trabajo inactiva que pertenezca a otra persona o en uno de los procesadores no asignados en el cuarto de máquinas. Si el sistema se ve como un todo y actúa como un sistema detiempo compartido clásico con un único procesador pondría considerarse como un sistemadistribuido

 1.3 Sistemas Operativos distribuidos: ventajas y deventajas contra sistemas operativos centralizados, sistemas operativos para redes, modelo cliente-servidor, caracteristicas del hardware y caracteristicas del software, direccionamiento logico y fisico.

Un sistema distribuido se define como: una colección de computadores separados físicamente y conectados entre sí por unared de comunicaciones distribuida; cada máquina posee sus componentes de hardware y software que el usuario percibe como un solo sistema (no necesita saber qué cosas están en qué máquinas). El usuario accede a los recursos remotos (RPC) de la misma manera en que accede a recursos locales, o un grupo de computadores que usan un software para conseguir un objetivo en común.
Los sistemas distribuidos deben ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se descompone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo, esto se denomina Tolerancia a Fallos. El tamaño de un sistema distribuido puede ser muy variado, ya sean decenas de hosts (Local Area Network), centenas de hosts (Metropolitan Area Network), y miles o millones de hosts (Internet); esto se denomina Escalabilidad.



Ventajas y Desventajas contra Sistemas Centralizados
Ventajas:
o Procesadores más poderosos y a menos costos
o Desarrollo de Estaciones con más capacidades
o Las estaciones satisfacen las necesidades de los usuarios.
o Uso de nuevas interfaces.
o Avances en la Tecnología de Comunicaciones.
o Disponibilidad de elementos de Comunicación.
o Desarrollo de nuevas técnicas.
o Compartición de Recursos.
o Dispositivos (Hardware).
o Programas (Software).
o Eficiencia y Flexibilidad.
o Respuesta Rápida.
o Ejecución Concurrente de procesos (En varias computadoras).
o Empleo de técnicas de procesamiento distribuido.
o Disponibilidad y Confiabilidad.
o Sistema poco propenso a fallas (Si un componente no afecta a la disponibilidad del sistema).
o Mayores servicios que elevan la funcionalidad (Monitoreo, Telecontrol, Correo Eléctrico, Etc.).
o Crecimiento Modular.
o Es inherente al crecimiento.
o Inclusión rápida de nuevos recursos.
o Los recursos actuales no afectan.

Desventajas:
o Requerimientos de mayores controles de procesamiento.
o Velocidad de propagación de información (Muy lenta a veces).
o Servicios de replicación de datos y servicios con posibilidades de fallas.
o Mayores controles de acceso y proceso (Commit).
o Administración más compleja.
o Costos.
Modelo Cliente Servidor
 El tipo más reciente de sistemas operativos es el denominado Cliente-servidor, que puede ser ejecutado en la mayoría de las computadoras, ya sean grandes o pequeñas.
Este sistema sirve para toda clase de aplicaciones por tanto, es de propósito general y cumple con las mismas actividades que los sistemas operativos convencionales.
El núcleo tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores. Los procesos pueden ser tanto servidores como clientes. Por ejemplo, un programa de aplicación normal es un cliente que llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro." Este paradigma ofrece gran flexibilidad en cuanto a los servicios posibles en el sistema final, ya que el núcleo provee solamente funciones muy básicas de memoria, entrada/salida, archivos y procesos, dejando a los servidores proveer la mayoría que el usuario final o programador puede usar. Estos servidores deben tener mecanismos de seguridad y protección que, a su vez, serán filtrados por el núcleo que controla el hardware. Actualmente se está trabajando en una versión de UNIX que contempla en su diseño este paradigma.



Caracteristicas del hardware

El hardware incluye todas las partes físicas del computador, es decir, aquellos dispositivos que se conectan entre sí parta formar una sola unidad de trabajo; entre estos componentes se encuentra el teclado, el mouse, el monitor, la impresora, el escáner, la CPU (Unidad Central de Procesamiento), entre otros.
Periféricos
Son una serie de dispositivos conectados al computador que desarrollan una función específica, bien sea en el ingreso de información o en la salida de ella; entre estos se encuentran el teclado, el mouse, la impresora, el escáner, los lectores de vos, las unidades de disco; etc. Los periféricos se clasifican en tres grupos: dispositivos de entrada, dispositivos de salida y de entrada/salida.
Dispositivos de Entrada
En este grupo de periféricos se encuentran los que permiten ingresar la información al computador, entre ellos están el teclado, el mouse, el escáner y otros.
Teclado: dispositivo de entrada que traduce los datos a una forma que la computadora pueda interpretar, para luego procesarlos y almacenarlos.
Mouse: la función del mouse o ratón es desplazar un puntero sobre el monitor y realizar determinadas acciones al oprimir algunos de los botones de este periférico.
Escáner o digitalizador de imágenes: están concebidos para interpretar caracteres, combinación de caracteres, dibujos gráficos escritos a mano o en maquinas o impresoras y traducirlos al lenguaje que la computadora entiende.
Dispositivos ópticos: entre estos tenemos, Digitalizador de imágenes (scanner), Cámara digital.Digitalizador de audio: entre estos tenemos, Micrófonos.
Dispositivos de Salida
Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados del procesamiento de la información. El dispositivo de salida más común es el monitor, la impresora y los parlantes.Monitor: sirve como dispositivo de salida para recibir mensajes del computador.
Impresora: este dispositivo de salida es uno de los más utilizados por los usuarios, su función principal consiste en mostrar información grabada sobre papel y así obtener un registro escrito de los datos almacenados en un archivo.
Altoparlantes: son dispositivos de salida que se conectan al computador mediante una tarjeta de sonido y su función es la de reproducir sonidos generados desde el computador, lo que permite escuchar CD grabados con pistas musicales.
Dispositivos de Entrada y Salida
Son periféricos encargados tanto de la entrada como de la salida de la información, por ejemplo, la pantalla táctil, la cámara de video y el fax modem.
Pantalla Táctil: monitor sensible al tacto que funciona por medio de botones virtuales y menús de opciones, los cuales son seleccionados por el usuario a través de sensores digitales que, al hacer presión sobre este, ejecutan determinada orden y en la misma pantalla se observa el resultado. Un ejemplo típico de este tipo de dispositivos son los que se utilizan en los cajeros automáticos o en los centros comerciales.
Módem: dispositivo de entrada y salida que sirve para enlazar dos ordenadores transformando las señales digitales. Lo que permite llevar a cabo labores como el envío de un fax, de correo electrónico, y la conexión a internet, entre otras.
Caracteristicas del Software
El software se desarrolla o construye; no se manufactura en el sentido clásico. A pesar de que existen similitudes entre el desarrollo del software y la manufactura del hardware, las dos actividades serian diferentes en lo fundamental. En ambas la alta calidad se alcanza por medio del buen diseño, la fase de manufactura del hardware puede incluir problemas de calidad existentes en el software.
El software no se desgasta. El software es inmune a los males ambientales que desgasten el hardware. Por lo tanto la curva de tasas de fallas para el software debería tener la forma de la “curva idealizada”. Los defectos sin descubrir causan tasas de fallas altas en las primeras etapas de vida de un programa. Sin embargo, los errores se corrigen y la curva se aplana: el software no se desgasta, pero si se deteriora. A pesar de que la industria tiene una tendencia hacia la construcción por componentes, la mayoría del software aun se construye a la medida. Un componente de software se debe diseñar e implementar de forma que puede utilizarse en muchos programas diferentes.
Los componentes reutilizables modernos encapsulan tanto los datos como el proceso se aplican a estos, lo que permite al ingeniero de software crear nuevas aplicaciones nuevas a partir de partes reutilizables.
Direccionamiento logico y fisico
El proceso desde que los datos son incorporados al ordenados hasta que se transmiten al medio se llama encapsulación. Estos datos son formateados, segmentados, identificados con el direccionamiento lógico y físico para finalmente ser enviados al medio. Debido a que posiblemente la cantidad de los datos sean demasiados, la capa de transporte desde de origen, se encarga de segmentarlos para así ser empaquetados debidamente, esta misma capa en el destino se encargara de reensamblar los datos y colocarlos en forma secuencial, ya que no siempre llegan a su destino en el orden en que han sido segmentados, así mismo acorde al protocolo que se este utilizando habrá corrección de errores. Estos segmentos son empaquetados (paquetes o datagramas) e identificados en la capa de red con la dirección lógica o IP correspondiente al origen y destino. Ocurre lo mismo con la dirección MAC en la capa de enlace de datos formándose las tramas o frames para ser transmitidos a través de alguna interfaz.
1.4 Sistemas distribuidos de alto rendimiento a bajo costo en sistemas operativos de libre distribución.
Sistema operativo
Windows 7
Windows Vista
Windows XP
Windows 2000
Haiku
Mac OS X
Mac OS
Debian GNU/Linux
Fedora(Linux)
openSUSE Linux
Mandriva Linux
FreeBSD
OpenBSD
Solaris
Plan 9
Creador
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Microsoft
Haiku Project
Apple
Apple
Proyecto Debian
Proyecto Fedora
SuSE
Mandriva (empresa)
Universidad de California
Theo de Raadt
Sun
Bell Labs
Año de primera distribución
2009
2007
2001
2000
2009
2001
1984
1993
2003
1994
1998
1993
1996
1989
1993
Aspectos Generales
Última versión estable
6.1 build 7601 Service pack 1
6.0 build 6000 Service Pack 2
5.1 build 2600 con Service Pack 3
5.0 con Service Pack 4
R1/Alpha 3
Mac OS X v10.7 ("Lion")
9.2
6.0 Squeeze
15
11.4
2010.0 Adelie
7
4
10
Fourth Edition
Costo
U$S 199.99 (Home Premium) 299.99 (Professional) 319.99 (Ultimate)
U$S 90 (Home Basic) 179 (Home Premium) 229 (Business) 349 (Ultimate)
143,526€ $2 152.89 MX (Home)
 ?
Gratuito
29€ o preinstalado
Gratuito hasta 7.5.5, 9.2 cuesta 15,60€ para dueños de Mac OS X
Gratuito
Gratuito
Gratuito
Gratuito
Gratuito
Gratuito
Gratuito
Gratuito
217,593€ $3 263.895 MX(Pro)
Licencia
No Libre
No Libre
No Libre
No Libre
Libre: Licencia MIT
No Libre
No Libre
Libre: GPL
Libre: GPL
Libre: GPL
Libre: GPL
Libre: BSD
Libre: BSD
No Libre
Libre: LPL
Parcialmente Software libre
Semilibre: CDDL
Tipo de usuario
Hogar, negocios y redes
Hogar, negocios y redes
Hogar, negocios y redes
Negocios
Hogar, diseño, ciencia, negocios, servidores y redes
Hogar, diseño, negocios, servidores, programación y redes
Hogar, diseño, negocios
Hogar, ciencia, servidores, redes, negocios
Hogar, ciencia, servidores
Hogar, ciencia, servidores
Hogar, ciencia, servidores, redes, negocios, empresas, Estaciones de trabajo , escritorio
Servidores
Servidores
Servidores, negocios
Estaciones de trabajo, servidores, embebido HPC
Aspectos Tecnicos
Tipo de núcleo
Híbrido
Híbrido
Híbrido
Híbrido
Híbrido modular
Mach(Micronúcleo)
Ninguno/Micronúcleo
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Monolítico
Arquitecturas de procesador soportadas
Intel x86, Intel x86 64, Intel IA64
Intel x86,Intel x86 64,Intel IA64
Intel x86,Intel x86 64, Intel IA64
Intel x86
Intel x86, x86-64,PowerPC, ARM
Intel x86 64,PowerPC
PowerPC
Intel x86, Intel IA64, AMD64,DEC Alpha,ARM, HP PA-RISC, MIPS(big endian),MIPS (little endian),PowerPC, IMB S/390, Sparc
Intel x86,AMD64,PowerPC
Intel x86,AMD64,PowerPC
Intel x86,AMD64,PowerPC
Intel x86,AMD64, DEC Alpha,ARMISH,HP300, HP PA,Landisk, Luna-88k, Mac68k,PowerPC,Motorola VME 68k, Motorola VME 88k, SGI,Sparc,UltraSparc,VAX, Zaurus
Intel x86,AMD64,Sparc,UltraSparc,PowerPC(sólo en versión 2.5.1),Sun4d,Sun4m
Intel IA32,PowerPC,ARM, DEC Alpha,MIPS,Sparc,Motorola 68000
Sistema de archivos por defecto
NTFS
NTFS
NTFS
NTFS/FAT32
BFS
HFS+/UFS
HFS/HFS+
ext3
ext4
ext4
ext4
Berkeley FFS
Berkeley FFS
UFS/ZFS
fossil/venti,9P2000,kfs, ext2,FAT, ISO 9660
Soporte de sistemas de archivo de 16 bits
No
No
No
 ?
 ?
 ?
 ?
 ?
Soporte de sistemas de archivo de 32 bits
Soporte de sistemas de archivo de 64 bits
Si
Si
Si
No
No
 ?
 ?
 ?
Herramienta de actualización por defecto
Windows Update
Windows Update
Windows Update
Windows Update
installoptionalpackage
Software Update
Software Update
apt
yum
YaST
urpmi yRPMDrake
Fuentes
Fuentes
pkgadd
replica/pull
AspectosGenerales
Entorno gráfico¹
Basado en el núcleo
Basado en el núcleo
Basado en el núcleo
Basado en el núcleo
Basado en el Núcleo híbrido modular
Basado en el núcleo(Quartz)
Basado en el núcleo
Aplicación: X Window System
Aplicación:X Window System
Aplicación:X Window System
Aplicación:X Window System
Aplicación: X Window System
Aplicación:X Window System
Aplicación:X Window System
Aplicación: rio
Sistema de ventanas por defecto
Standard Windows
Standard Windows
Standard Windows
Standard Windows
Haiku (Integrada nativamente)
OS X Finder
Macintosh Finder
GNOME
GNOME
KDE
KDE yGNOME
 ?
N/A
CDE oGNOME
rio
Estilo de Interfaz gráfica de usuario
Aero
Aero
Estilo Luna
Estilo clásico interfaz
Haiku (Integrada nativamente)
Aqua
Platinum
Metacity
Metacity con tema Clear Looks
kwin con tema Air
Metacitycon tema La ora
 ?
fvwm
dtwm conCDE,MetacityconGNOME
rio