Consistencia y control de datos … (2)
Consistencia de actualización
Se pierde cuando la escritura concurrente en datos compartidos no se realiza como una única acción atómica en exclusión mutua.
Es un problema común en BD, o datos compartidos, sin embargo en SD cobra particular importancia porque se puede tener un mayor número de usuarios.
La inconsistencia de actualización se evita utilizando Transacciones.
Primitivas equivalentes a la entrada y salida de una sección crítica cuando se utilizan datos compartidos.
Garantizan que todas las operaciones involucradas en la transacción se realizan todas o no se realiza ninguna.
Existe otra primitiva que permite abortar una transacción anulando cualquier operación que se hubiera realizado.
ACID
Acrónimo relacionado con las propiedades de las transacciones
Atomicity, Consistency, Isolation, Durability.
Ejemplos:
Consistencia y control de datos … (3)
Consistencia de replica
Se da cuando un conjunto de datos debe mantenerse replicado en varios nodos del sistema, pudiendo ser modificado por cualquiera de ellos.
Si la modificación no se refleja en todos ocurre una inconsistencia de replica.
La replicación de datos puede mejorar la velocidad del sistema y la tolerancia a fallos.
Ejemplo:
En un juego multiusuario en red la acción de un jugador debe propagarse inmediatamente al resto de los equipos de los otros jugadores, de no ser así cada jugador tendría una versión distinta del juego.
Consistencia y control de datos … (4)
Consistencia de cache
En los sistemas distribuidos, cuando se accede a un recurso remoto es posible guardar una copia de forma local para facilitar su acceso en lo posterior.
Existe un problema de coherencia cuando alguien modifica su copia de forma local.
En sistemas paralelos cada núcleo (procesador) cuenta con su propia cache.
Existe un problema de coherencia cuando un procesador modifica un dato de su cache, y ese dato también está en la cache de otro procesador.
Posibles soluciones
Caches locales
Memoria cache compartida
Caches privadas con protocolos de escucha
Caches privadas con directorio compartido
Consistencia y control de datos … (5)
Consistencia de reloj
Muchos de los algoritmos utilizados en aplicaciones y programación de sistemas dependen de marcas de tiempo timestamps que indican el momento en el que ha sucedido un evento.
Consistencia y control de datos … (6)
Consistencia de interfaz de usuario
Las aplicaciones interactivas pueden tener un comportamiento (en términos de acción-respuesta) similar a la de los sistemas centralizados en los que las respuestas a las acciones del usuario también pueden ser lentas e irregulares (dependiendo de la carga del sistema centralizado o del tráfico en la red del sistema distribuido).
Control de concurrencia
Cuando se ejecutan varias transacciones de manera simultánea en distintos procesadores, se necesita cierto mecanismo para mantener a cada uno lejos del camino del otro. Este mecanismo es llamado algoritmo de control de concurrencia.
Control de concurrencia … (2)
En un sistema paralelo se tienen mecanismos de comunicación y sincronización para el control de concurrencia
Tuberías, mutex, semáforos, sockets, entre otros.
Por otro lado, un sistema distribuido es inherentemente concurrente, se debe asegurar:
Linealidad
El resultado de la ejecución de las llamadas concurrentes debe ser equivalente a su ejecución secuencial.
Seriación
El resultado de la ejecución de secuencias de operaciones ejecutadas concurrentemente deben ser equivalentes a la ejecución secuencial de cada una de estas secuencias
Control de concurrencia … (3)
Algoritmos de control de concurrencia en sistemas distribuidos:
Cerradura
Es el algoritmo más antiguo
Cuando un proceso necesita leer o escribir en un objeto primero lo cierra.
El sistema mantiene una lista de objetos cerrados.
Un objeto solo puede ser cerrado por un proceso a la vez si la operación es de escritura.
Variantes:
Cerradura de dos fases
La primera obtiene todas las cerraduras, la segunda las libera
Control optimista de la concurrencia
Hace todo lo que se debe llevar a cabo, sin prestar atención a lo que hacen los demás.
Si existe un problema hay que preocuparse por el después.
Se aborta la transacción
Se basa en la premisa de que los problemas no son frecuentes. Sin embargo en condiciones de carga pesada la premisa no se cumple.
Marcas de tiempo
Asocia a cada transacción una marca de tiempo
Se utiliza el algoritmo de Lamport para garantizar que las marcas son únicas
Se compara que la marca de tiempo del objeto sea más antigua que la marca de tiempo de la transacción activa.
Tolerancia a fallas y recuperación
Tolerancia a fallas y recuperación … (2)
Un sistema distribuido es inherentemente más propenso a errores
El sistema será tolerante a fallos si el sistema cumple con sus especificaciones a pesar de la presencia de fallos
Se debe asegurar:
Disponibilidad
Los recursos deben estar disponibles a pesar de que hay fallos
Atomicidad
La consistencia de los recursos se debe asegurar a pesar de fallos
Tolerancia a fallas y recuperación … (3)
Tolerancia a fallas y recuperación … (4)
Tolerancia a fallas y recuperación … (5)
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