Chap 4 Intro aux Sys Distribués .pdf


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08/01/2017

Plan

1

Introduction

2

Avantages des SDs

3

Définitions d’un SD

3

Caractéristiques des SDs

4

Propriétés des SDs

5

Applications Distribuées

6

Quelques exemples

Université de Batna 2

Introduction aux Systèmes
Distribués
Département d’Informatique

Master RSD

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

2

1

08/01/2017

Introduction

Introduction

• Naissance des Systèmes Distribués
Evolution Technologique






Besoin de communication

et

Besoin
de
partage
d’information et ressources.

Performances des voies de
télécommunication ( débit et
fiabilité)

Besoin d’interconnecter des
entreprises

informatique

– Le réseau est un “media” pour :

Evolution des Besoins

Meilleurs
rapports
performances/coûts des microordinateurs
Convergence
téléphonie

• Réseaux vs. Systèmes distribués
interconnecter des machines distantes
s’échanger des messages en respectant des protocoles.
Les composantes d’un réseau ont des adresses IP.
Les réseaux s’intéressent aux packets, routage, etc.

– Un système distribué: un réseau + une couche logicielle
• Les systèmes distribués s’intéressent aux applications.
• Les systèmes distribués reposent sur les services du réseau

Favoriser :

• Démocratisation des communications informatiques(e-mail et navigation Web)
• Emergence des Systèmes Distribués (SD)
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Définitions d’un Système Distribué

Avantages des SD

• Plusieurs définitions ont été proposées dans la littérature à savoir :
– Collection de processeurs qui ne partagent ni mémoire ni
horloge, par contre chaque processeur possède sa propre
mémoire locale; Les processeurs communiquent entre eux à
travers des réseaux de communication.
– Collection d’ordinateurs autonomes liés par un réseau
d’ordinateurs qui communiquent et coordonnent leurs actions
uniquement par le biais de transmission de messages.
– ensemble d’ordinateurs indépendants qui apparaît à un
utilisateur comme un système unique et cohérent. Tananbaum
94
– Ensemble de machines connectées par un réseau, et équipées
d’un logiciel dédié à la coordination des activités du système
ainsi qu’au partage de ses ressources. Coulouris et al. 2001.
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

5

• Avantages par rapport aux systèmes centralisés
– Economique
• Excellent rapport performance/coût des microprocesseurs

– Puissance de calcul
• un système multiprocesseur offre une puissance de calcul
supérieure à celle d’un seul processeur

– Distribution naturelle de certaines applications
• système de contrôle d’une chaîne de production
• distribution géographique d ’agences bancaires
• distribution de données en fonction de leurs autorités

– Fiabilité (haute disponibilité)
• la défaillance d ’une machine n’affecte pas les autres

– Evolution progressive
• Ajout/suppression des nœuds peut se faire sans affecter le sys
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Avantages des SD
• Avantages par rapport à des postes
indépendants
– Partage de données entre les utilisateurs

Avantages des SD
de

travail

• exemple : système de réservation aérienne

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

• Avantages par rapport à des postes
indépendants
– Partage de périphériques coûteux

de

travail

• exemple : imprimante laser couleur, périphériques d’archivage

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Avantages des SD
• Avantages par rapport à
indépendants
– partage des applications

des

postes

Avantages des SD
de

travail

• Avantages par rapport à des postes de travail
indépendants
– facilitation des communications entre personnes
• Exemple : courrier électronique
– Communication asynchrone
– Modification possible des documents échangés

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Caractéristiques des SD

Propriétés des SD

• Absence d’état global
– Absence d’une référence spatiale commune à cause de
l’absence (dans la majorité des cas) d’une mémoire partagée
– Absence d’une référence temporelle commune à cause de
l’existence de plusieurs processeurs ayant chacun son propre
horloge







Tolérance aux pannes
Hétérogénéité
Sécurité
Disponibilité
Transparence

• Existence d’un réseau
– Qui n’est pas géré par les systèmes d’exploitation locaux
– Ainsi, le comportement du système distribué dépend de l’état du
réseau.

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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6

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Propriétés des SD

Propriétés des SD

• Tolérance aux pannes

• Hétérogénéité

– Un système réparti doit pouvoir tolérer la panne des machines :
• Une machine tombe en panne.
• Une machine envoie des informations erronées.
• Une machine n’est plus atteignable (problème réseau)

– En d’autres termes, le système doit être capable de rester en
état fonctionnel même en présence de pannes.

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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– Sources d’hétérogénéité





machines (architecture matérielle)
systèmes d'exploitation
langages de programmation
protocoles de communications

– Comment s’affranchir des différences matérielles et logicielles
des ressources du système ?

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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7

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Propriétés des SD

Propriétés des SD

• Sécurité

• Disponibilité

– En terme de sécurité, les SD doivent répondre à plusieurs types de
questions à savoir :
• Confidentialité: Données confidentielles sont-elles accessibles
par tous ?
– Secret, droits d’accès, etc.
• Authentification : les partenaires sont-ils identifier?
– Identification des applications partenaires
– Non-répudiation (s'assurer qu’un contrat signé via internet, ne
peut être remis en cause par l’une des parties)
– Messages authentifiés.
• Combien de personnes utilisent l’application, qui sont-ils ?
– Nécessité de se protéger contre les intrusions
– Nécessité de stocker les accès des clients dans des fichiers
journaux

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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– SD est-il disponible 24/24h et 7/7j ?
• SD soit prêt à l’utilisation et toujours disponible

• Transparence
– Propriété fondamentale : Tout cacher à l’utilisateur
• La répartition doit être non perceptible : une ressource
distante est accédée comme une ressource locale
• Cacher l'architecture et le fonctionnement du système distribué.

– Transparence permet, par exemple :
• D’utiliser un service distant de la même manière qu’un service
local,
• De déplacer des informations d’un site à un autre sans
changement visible pour les programmes ou les personnes qui
les utilisent.

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Propriétés des SD

Propriétés des SD

• Huit types de transparence selon ISO

• Types de transparence selon ISO

– Transparence d'accès
• Accès à des ressources distantes aussi facilement que
localement
• Accès aux données indépendamment de leur format de
représentation

– Transparence de localisation

• Possibilité de reconfigurer le système pour en augmenter les
performances

– Transparence d'échelle (extensibilité)
• Doit supporter l'augmentation de la taille du système (nombre
d'éléments, de ressources ...)

• Accès aux ressources indépendamment de leur localisation
– Exemple. Avec NFS cette propriété est réalisée pour les fichiers. Lors de
la migration d'un fichier celui-ci doit conserver son nom. La copie d'un
fichier en plusieurs exemplaires peut être décidée par le gestionnaire du
système sans que l'utilisateur s'en aperçoive.

– Transparence de concurrence
• Exécution possible de plusieurs processus en parallèle avec
utilisation de ressources partagées doit être invisible

– Transparence de réplication
• Possibilité de dupliquer des ressources pour augmenter la fiabilité.
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

– Transparence de performance

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– Transparence de mobilité
• Possibilité de déplacer des éléments/ressources

– Transparence de panne
• Doit supporter qu'un ou plusieurs éléments tombe en Panne
– Les systèmes distribués permettent de toujours garder une
partie du système opérationnel, même si quelques nœuds
ont subi des dommages.
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Propriétés des SD

Applications Distribuées

• Extensibilité

• Différence entre système & application

– Les applications doivent évoluer en permanence pour faire face à
l’évolution des besoins, aux modifications de l’environnement
(systèmes, outils, infrastructure de communications), et à la
croissance de la demande.
– Cette évolution doit se faire de manière continue et sans interruption
du service.
• Ajout de nouveaux nœuds
• Retrait (prévu) de nœuds
– Intégration ou suppression de ressources sans arrêt du
système et sans perturbation pour les applications en cours
d’exécution
– Gestion dynamique des ressources
» Reconfiguration du système

– un système distribué doit montrer une capacité acceptable de
passer à l’échelle:
• Ce qui marche pour un marchera-t-il pour des milliers?
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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– Système : gestion des ressources communes et de l’infrastructure, lié
de manière étroite au matériel sous-jacent
• Système d’exploitation : gestion de chaque élément
• Système de communication : échange d’information entre les
éléments
• Caractéristiques communes : cachent la complexité du matériel et
des communications, fournissent des services communs de plus
haut niveau d’abstraction
– Application : réponse à un problème spécifique, fourniture de
services à ses utilisateurs (qui peuvent être d’autres applications)
• Utilise les services généraux fournis par le système

• La distinction n’est pas toujours évidente, car certaines
applications peuvent directement travailler à bas niveau (au
contact du matériel).
– Exemple : systèmes embarqués, réseaux de capteurs
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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10

08/01/2017

Applications distribués

Applications distribués

• Application Distribuée

• Distribution

– Application Distribuée = traitements coopérants sur données
distribuées
– Coopération= communication + synchronisation

– Distribution des données
• Données distribuées traitement centralisé

• Modèle d’exécution
• API de programmation
• Algorithmes de synchronisation

– Distribution





Distribution des données
Distribution du traitements
Distribution des utilisateurs
Une combinaison de tout ça...

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Applications distribués

Applications distribués

• Distribution

• Distribution

– Distribution du traitement

– Distribution des utilisateurs

• Données centralisées, traitement distribué

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

• Données et traitement centralisé, utilisateurs distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Applications distribués

Quelques exemples d’applications distribuées

• Modèles d’exécution
– Modèle Client-Serveur :



Web
– Un serveur web auquel se connecte un nombre quelconque de
navigateurs web (clients)
– Accès à distance à l'information

• RPC, RMI, CORBA, Servlet,...

– Modèle de communication par messages :

• Accès simple

• MOM : Message Oriented Middleware.
• Files de messages.

– Serveur renvoie une page HTML statique qu'il stocke localement

• Traitement plus complexe

– Modèle de communication par événements.

– Serveur interroge une base de données pour générer dynamiquement le
contenu de la page

• Modèle à base de composants :
• Bean, EJB.

• Transparent pour l'utilisateur : les informations s'affichent dans son
navigateur quelque soit la façon dont le serveur les génère

– Modèle à base d’agents mobiles :
• Agglet, Voyager.

– Modèles à mémoires « virtuelles » partagées :
• Modèles à objets dupliqués.
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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08/01/2017

Quelques exemples d’applications distribuées
• Calculs scientifiques

Quelques exemples d’applications distribuées
• Commerce électronique

– Plusieurs architectures matérielles généralement utilisées
• Ensemble de machines identiques reliées entre elles par
un réseau dédié et très rapide (cluster)
• Ensemble de machines hétérogènes connectées dans
un réseau local ou bien encore par Internet (grille)

– l'échange de biens et de services entre deux entités sur les
réseaux informatiques.

• Réseaux sociaux
– You tube, face book, etc.

– Principe général
• Un (ou des) serveur distribue des calculs aux machines
clients
• Un client exécute son calcul puis renvoie le résultat au
serveur

– Avantage
• Utilisation d'un maximum de ressources de calcul

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Quelques exemples d’applications distribuées
• Workflows

• Définition d’un workflow

– Les workflows gèrent les flux d’information de manière
automatique, et ce suivant les spécifications d’un processus
donné.
– Les activités de traitement circulent d’un individu à un autre
selon un chemin bien déterminé.
– Le workflow présente à l’utilisateur toutes les informations
nécessaires afin de réaliser sa tâche, avant que le processus
ne continue son chemin vers l’étape suivante.

• Définition d’un workflow
– « un ensemble de logiciels proactifs qui permettent de gérer
les procédures de travail, de coordonner les charges et les
ressources et de superviser le déroulement des tâches ».
Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

Quelques exemples d’applications distribuées

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– « proactif » qui signifié que ce n’est pas l’utilisateur qui invoque
le logiciel mais le contraire
– « coordonner » qui désigne la spécification,
• d’un coté, du mode de séquencement des tâches,
• et de l’autre coté, des données échangées entre les tâches.

• les workflows offrent principalement plusieurs services
de trois ordres :
– (i) un guidage rigoureux des procédures
– (ii) un contrôle du flux de travail
– (iii) un maximum d'automatisation.

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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15

08/01/2017

Quelques exemples d’applications distribuées

Fin

• Cas pratique d’un workflow : Processus de traitement d’une
commande dans une entreprise de vente

Merci pour votre attention

Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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Chapitre : Introduction aux systèmes distribués

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