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Licenciatura en Sistemas. Sistemas Informáticos Distribuidos
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Cristián Duarte Jiménez
1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOMAS DE ZAMORA Licenciatura en Sistemas Sistemas Informáticos Distribuidos Trabajo practico Nro. 4 Servicios de Nombres (11/10/2008)
2 Servicios de Nombres 1) Indique: cuál es la finalidad y relación de los siguientes ítems en sistemas distribuidos? 1.1 NOMBRES, DIRECCIONES Y ATRIBUTOS: Cualquier proceso que necesite acceder a un recurso específico debe poseer su nombre o un identificador. Ejemplo de nombres fácilmente legibles son nombres de archivos como /etc/pasword.url s como y nombres de dominio de Internet, como dcs.qmw.ac.uk. El término identificador se utiliza a veces para referirse a nombres que sólo se interpretan en los programas. Las referencias a objetos remotos y administradores de archivos NFS son ejemplos de identificadores. Los identificadores se eligen por la eficiencia con la que pueden ser buscados y almacenados por el software. Se debe distinguir entre nombre puro y otros. Los nombres puros son simplemente patrones de bits sin interpretar. Los nombres no puros contienen información acerca del objeto al que nombran; en particular pueden contener información sobre la ubicación del objeto. Los nombres puros siempre deben buscarse antes de poder ser utilizados. En el otro extremo de un nombre puro se sitúa la dirección de un objeto: un valor que identifica la ubicación del objeto en lugar del objeto en si mismo. Las direcciones son eficaces para acceder a los objetos, pero los objetos a veces cambian de localización, por lo que las direcciones no siempre resultan adecuadas como medio de identificación. Por ejemplo, las direcciones de correo electrónico de los usuarios normalmente cambian cuando los usuarios se mueven entre organizaciones o entre proveedores de servicio a Internet: no son suficiente para ellas mismas para referirse a un individuo específico a o largo del tiempo. Decimos que un nombre está resuelto cuando está traducido a datos relacionados con el recurso u objeto nombrado, a menudo con el objetivo de realizar una acción de invocación sobre él. La asociación entre un nombre y un objeto se llama enlace. En general los nombres se enlazan a los atributos de los objetos nombrados en lugar de enlazarlos a la implementación de los propios objetos. Un atributo es el valor de una propiedad asociada con un objeto. Un atributo clave de una entidad, que es normalmente relevante en un sistema distribuido, es su dirección. Por ejemplo: DNS relaciona los nombres de dominio con los atributos de un cierto computador: su dirección IP, el tipo de entrada (por ejemplo una referencia a un servidor de correo o a otro tipo de nodo) y, por ejemplo, el período de tiempo durante el que la entrada del nodo será válida. Se puede utilizar el servicio de directorio X.500 para relacionar un nombre de persona sobre atributos que incluyen la dirección de correo electrónico y el número de teléfono. El servicio de Nombres y el Servicio de Correo de CORBA. 2
3 El servicio de nombres relaciona el nombre de un objeto remoto con su referencia de objeto remoto, mientras que el servicio comercial relaciona el nombre de un objeto remoto con su referencia de objeto remoto, junto con un número arbitrario de atributos que describen el objeto en términos comprensibles para el usuario humano. Obsérvese que una dirección puede ser considerada a menudo simplemente como otro nombre que debe ser buscado o bien que puede contener dicho nombre. Cada dirección IP debe ser buscada para obtener una dirección de red, como una dirección Ethernet. De forma similar los navegadores web y clientes de correo electrónico utilizan DNS para interpretar los nombres dominio de los URL y las direcciones de correo electrónico. La figura muestra la porción de nombres de dominio de un URL resuelto vía DNS para conseguir una dirección IP en primer lugar, y a continuación la dirección Ethernet del servidor web conseguida a través de ARP. La última parte del URL se resuelve en el sistema de archivos del servidor web para encontrar el archivo relevante. 1.2 NOMBRES Y SERVICIOS Muchos de los nombres utilizados en un sistema distribuido son específicos de algún servicio en particular. Un cliente utiliza dicho nombre al solicitar un servicio con objeto de realizar una operación sobre el objeto nombrado o sobre un recurso que éste maneja. Por ejemplo, al servicio de archivos se le proporciona un nombre de archivo cuando se solicita la eliminación de dicho archivo; al servicio de gestión de procesos se le proporciona un identificador de proceso cuando se solicita el envío de una señal a dicho proceso. Esos nombres solo se utilizan en el contexto del servicio que gestiona los objetos nombrados, exceptuando cuando los clientes se comunican mediante objetos compartidos. Los nombres también son necesarios para referirse a entidades del sistema distribuido que están fuera del ámbito de un único servicio. Los principales ejemplos de estas entidades son los usuarios (con nombres propios, nombres login, identificadores de usuario y direcciones de correo electrónico), los computadores (con nombre de host como bruno o bronwyn) y los propios servicios (como el servicio de archivos o el servicio de impresión). Nótese que todos estos nombres deben ser legibles y tener significado para los humanos, ya que los usuarios y los administradores de sistema necesitan referirse a los principales componentes y elementos de configuración de los sistemas distribuidos; los programadores necesitan referirse a los servicios en los programas; y los usuarios necesitan comunicarse entre ellos en el sistema distribuido y determinar qué servicios están disponibles en sus diferentes partes. Partiendo de la conectividad proporcionada por Internet, estos requisitos de nominación tienen potencialmente un ámbito a escala mundial. 1.3 IDENTIFICADORES DE RECURSO UNIFICADOS 3
4 Los URL (Identificador de Recursos Unificados) presentan la importante propiedad de la escalabilidad, de modo que pueden hacer referencia a un conjunto de recursos web sin límite, a la vez que apuntan de forma eficiente a los recursos. El acceder a un recurso es fácil partiendo de la información en su URL (un nombre DNS de computador y un camino en esa máquina). Aunque debido a que los URL son esencialmente direcciones de recurso web, sufren el inconveniente de que si el recurso se borra o se reubica, por ejemplo de un sitio web a otro, entonces habrá generalmente enlaces desconectado del recurso asociado al antiguo URL. Si un usuario trata de acceder a un enlace desconectado, el servidor web responderá que el recurso no ha sido encontrado o, posiblemente peor, proporcionará un recurso diferente que actualmente ocupa la misma situación. El otro tipo principal de URI es el Nombre Uniforme de Recurso (Uniform Resource Name, URN). Los URN tratan de resolver el problema de los enlaces desconectados y proporcionan modos más completos de encontrar recursos en el Web. La idea consiste en tener un URN permanente para un recursos en el Web, incluso si el recurso se recoloca. El propietario de un recurso registrará su nombre, junto con el URL actual, frente a un servicio de búsqueda URN que proporcionará el URL a partir del URN. El propietario debe anotar el nuevo URL si se traslada el recurso. Un URN tiene la forma urn:espacionombres: nombreespecífico-espacionombres. Por ejemplo, el nombre (inventado) urn:doi:10.555/music-pop1234 se refiere a la publicación llamada music-pop-1234 conocida en el esquema identificador de Objetos Digital (Digital Object Identifier) [www.doi.org]. Las características de Recursos Uniformes (Uniform Resource Characteristics, URC, también conocida como Cintas de Recursos Uniformes) son un subconjunto de los URN s. Un URC es una descripción de un recurso web que consta de atributos del recurso, del tipo de autor = Leslie Lamport, Keywords=tiempo,...Los URC?S sirven para describir recursos web y para realizar búsquedas de recursos web que cumplan con su especificación de atributos. 1.4 SERVICIO DE NOMBRES Servicios de Nombres y El Sistema de Nombres de Dominio Un servicio de nombres almacena una colección de uno o más contextos de nominación, es decir, conjuntos de enlaces entre nombres textuales y atributos de objetos como usuarios, computadores, servicios y objetos remotos. La principal tarea que facilita un servicio de nombre es la resolución de un nombre, es decir, la búsqueda de atributos dado un cierto nombre. También son necesarias otras operaciones, por ejemplo, crear nuevos enlaces, eliminar enlaces, listar los nombres enlazados y añadir y eliminar contextos. La gestión de nombres estará muy separada de los otros servicios en virtud del carácter abierto de los sistemas distribuidos, debido a los siguientes factores: Unificación: a menudo es conveniente que los recursos que se gestionan desde diferentes servicios utilicen el mismo esquema de nomenclatura. Los URL son un buen ejemplo. Integración: no es siempre posible predecir el ámbito de la compartición en un sistema distribuido. Puede ser necesario compartir y por lo tanto nombrar recursos que fueron creados en diferentes dominios administrativos. Sin un servicio de nombres común podría ocurrir que los dominios administrativos utilizasen nomenclaturas completamente diferentes. 1.5 REQUISITOS DE UN SERVICIO DE NOMBRES GENERAL En sus inicios, los servicios de nombres eran muy simples ya que se diseñaron para cubrir únicamente las necesidades de vincular nombres con direcciones en un único dominio de gestión, correspondiente a una única LAN o WAN. La interconexión de redes y el incremento de escala de 4
5 los sistemas distribuidos han hecho que el problema de la correspondencia de nombres sea mucho más complejo. Debido a esto surgieron servicios de nombres más avanzados tales como global (Global Name Service), diseñado para gestionar un número arbitrario de nombres y servir un número arbitrario de organizaciones administrativas: por ejemplo, el sistema debería ser capaz, entre otras cosas, de gestionar direcciones de correo electrónico para todos los usuarios de computadores del mundo. Tiempo de vida elevado: durante el tiempo de vida del servicio ocurrirán muchos cambios en la organización del conjunto de nombres y en los componentes que lo implementan. Alta disponibilidad: la mayor parte del resto del sistema dependerá del servicio de nombres; y no podrán funcionar si este servicio no está disponible. Aislamiento de fallos: de forma que los fallos locales no provoquen el fallo del sistema completo. Tolerancia a la ausencia de autentificación: en un sistema abierto a gran escala no hay ningún componente que este autenticado por todos los clientes del sistema. Dos ejemplos de servicios de nombres que se han concentrado en el objetivo de la escalabilidad para un gran número de objetos son el e servicio de nombres Glove y el sistema Andel. El sistema de Nombres de Dominio de Internet (DNS), es menos ambicioso en el número de objetos que es capaz de manejar, pero continua usándose en forma muy amplia, este sistema nombra (en la práctica computadores) en Internet. Para proporcionar un servicio satisfactorio, se basa en gran medida en la replicación y el almacenamiento en caché de los datos de nominación. 1.6 ESPACIO DE NOMBRES Un espacio de nombres es la colección de todos los nombres válidos reconocidos por un servicio particular. Que un nombre sea válido significa que el servicio intentará su búsqueda, incluso si ese nombre resulta no estar asociado a ningún objeto, es decir, está desvinculado. Los espacios de nombres requieren una definición sintáctica. Por ejemplo, el nombre DOS posiblemente no se corresponda con el nombre de un proceso UNIX, sin embargo el entero 2 seguramente sí lo sea. De forma similar, el nombre "..." no es aceptable como nombre DNS de un computador. Los nombres pueden tener una estructura interna que representa su posición en un espacio de nombres jerárquico, como ocurre en el sistema de archivos de UNIX, o en una organización jerárquica, como es el caso de los nombres de dominio de Internet; o bien pueden elegirse de entre un conjunto plano de identificadores numéricos o simbólicos. La ventaja más importante de los espacios de nombres jerárquicos es que cada parte de un nombre se resuelve con relación a un contexto separado, y que puede usarse el mismo nombre en diferentes contextos con diferentes significados. En el caso de los sistemas de archivos, cada directorio representa un contexto. Por ello /etc/passwd es un nombre jerárquico con dos componentes. El primero, etc, se resuelve con relación al contexto "/" o raíz, y la segunda parte, passwd, lo está con relación al contexto /etc. El nombre / antiguoetc/passwd puede tener otro significado ya que su segundo componente se resuelve sobre un contexto diferente. De forma similar, el mismo nombre /etc/passwd puede resolverse sobre diferentes archivos en los contextos de dos computadores diferentes. Los espacios de nombres jerárquicos son potencialmente infinitos, de forma que permiten a un sistema crecer de forma indefinida. Los espacios de nombres planos son normalmente finitos; su tamaño se determina estableciendo una longitud máxima permitida para los nombres. Si en un espacio de nombres plano no se pone un límite en el tamaño de los nombres, entonces se convierte en potencialmente infinito. Otra ventaja potencial de un espacio de nombres jerárquico es que diferentes contextos pueden ser gestionados por diferentes personas. 5
6 Los nombres DNS se denominan nombres de dominio y son cadenas similares a los nombres absolutos de archivos en UNIX. Algunos ejemplos son bruno.des.qmw.ac.uk (un computador), des.qmw.av.uk, com y purdue.edu (los tres últimos son dominios). El espacio de nombres DNS tiene una estructura jerárquica: un nombre de dominio está formado por una o más cadenas, separadas por el delimitador "." llamadas componentes de nombre o etiquetas. No existe delimitador en el comienzo o en el final de un nombre de dominio, a pesar de que a veces nos referimos mediante "." a la raíz del espacio de nombres DNS con fines administrativos. Los nombres DNS no son sensibles a mayúsculas y minúsculas, de forma que ac.uk y AC.UK tienen el mismo significado. Los servidores DNS no reconocen los nombres relativos; todos los nombres se refieren a la raíz global. Sin embargo, en la implementación práctica, el software de cliente mantiene una lista de nombres de dominio que se añaden automáticamente a cualquier nombre de componente único antes de la resolución. 1.7 ALIAS Desgraciadamente, los nombres con más de uno o dos componentes son desagradables de teclear y recordar. Un alias permite sustituir un nombre complicado por otro más práctico... DNS permite alias, en los que se define un nombre de dominio para representar a otro. 1.8 DOMINIOS DE NOMBRES Un dominio de nombres es un espacio de nombres para el que existe una única autoridad administrativa global para asignar nombres. Esta autoridad ejerce, en conjunto, un control de los nombres que se pueden enlazar al dominio, aunque pueda delegar libremente esta tarea. Los dominios en DNS son colecciones de nombres de dominio; sintácticamente el nombre de un dominio es el sufijo común de los nombres de dominio que hay dentro de él, aunque por otra parte no se pueda distinguir, por ejemplo, del nombre de un computador. Un computador puede llegar a tener el mismo nombre que un dominio: por ejemplo, yahoo.com es el nombre de un servidor web en el dominio llamado yahoo.com. 1.9 COMBINACIÓN Y PERSONALIZACIÓN DE LOS ESPACIOS DE NOMBRES DNS proporciona un espacio de nombres global y homogéneo en el que un cierto nombre se refiere a la misma entidad, independientemente de que proceso, en que computador busque dicho nombre. Por el contrario, algunos servicios de nombres permiten distintos espacios de nombres (algunas veces espacios de nombres heterogéneos) incluidos en ellos; también algunos servicios de nombres permiten personalizar el espacio de nombres para acomodarse a las necesidades de grupos individuales, usuarios e incluso procesos. Por otro lado es posible mezclar espacios de nombres mediante la creación de un contexto raíz de mayor nivel, pero esto puede generar un problema de compatibilidad hacia atrás. Al arreglar el problema de la compatibilidad resultan espacios de nombres híbridos y el inconveniente de tener que traducir los nombres viejos entre los usuarios de los dos computadores. 2) Describa los siguientes conceptos del sistema de nombres de dominio: 6
7 2.1 NOMBRES DE DOMINIO El Sistema de Nombres de Dominio es un diseño de servicio de nombres, y su base de datos principal se utiliza a lo largo de Internet. Fue ideado con el objetivo de reemplazar el esquema de nombres original de Internet, en el que todos los nombres de host y las direcciones se mantenían en un único archivo maestro central y se descargaban vía FTP a todos los computadores que los necesitaban. Pronto se vio que este esquema inicial sufría de fuertes limitaciones: No era escalable hasta un número grande de computadores. Las organizaciones locales deseaban administrar sus propios sistemas de nombres. Se necesitaba un servicio de nombres general, no uno que sólo sirviera para buscar direcciones de computadores. Los objetos nombrados por DNS son, en primer lugar, computadores (para las cuales en su mayor parte lo que se almacena como atributos son sus direcciones IP) y lo que denominamos como dominio de nombres son llamados simplemente dominios en DNS. Sin embargo, en principio se puede nombrar cualquier tipo de objeto, y su arquitectura tiene la capacidad suficiente para múltiples implementaciones. Las organizaciones y departamentos pueden manejar sus propios datos de dominación. En Internet hay millones de nombres enlazados mediante DNS, y se realizan búsquedas contra dicho sistema a lo largo de todo el mundo. Cualquier nombre puede ser resuelto por cualquier cliente. Esto se consigue mediante una partición jerárquica de la base de datos de nombres, mediante la replicación de los datos de nombres y mediante el uso de cachés. Nombres de dominio. DNS está diseñado para utilizarse de variadas formas, cada una de las cuales puede tener su propio espacio de nombres. Sin embargo, en la práctica sólo uno se utiliza ampliamente, el usado para los nombres de Internet. El espacio de nombres DNS de Internet se divide de acuerdo a criterios de organización y geográficos. Los nombres se escriben con el dominio de mayor importancia en la derecha. Los dominios de organización de primer nivel (también llamados dominios genéricos) utilizados actualmente en Internet son: com gov net int Organizaciones comerciales edu Agencias de gobierno mil de los EE.UU Principales centros org de soporte de la red Organizaciones internacionales Universidades y otras instituciones de educación Organizaciones militares de los EE.UU. Otras organizaciones no mencionadas anteriormente Además, cada país tiene sus propios dominios: us Estados Unidos uk Reino Unido fr Francia ar Argentina cu Cuba br Brasil 7
8 Los diferentes países, excepto los EE.UU., utilizan su propio dominio para distinguir sus organizaciones. El Reino Unido, por ejemplo, tiene los dominios co.uk y ac.uk, que corresponden a com y edu respectivamente (ac significa comunidad académica). 2.2 SOLICITUDES DNS DNS en Internet se utiliza, inicialmente, como sistema de resolución de nombres de host y para la búsqueda de hosts de correo electrónico. Resolución de nombres de host: en general, las aplicaciones utilizan DNS para resolver nombres de host en direcciones IP. Localización de hosts de correo: el software de correo electrónico utiliza DNS para resolver nombres de dominio en la dirección IP de los hosts de correo (computadores que aceptan correo para sus dominios). Existen otros tipos de solicitudes que están implementadas en algunas instalaciones, pero se utilizan mucho menos que las explicadas anteriormente: En principio, DNS puede usarse para almacenar atributos arbitrarios. Una solicitud se especifica mediante un nombre de dominio, una clase y un tipo. Para los nombres de dominio en Internet, la clase es IP. El tipo de las solicitudes especifica si se solicita una dirección IP, un host de correo, un servidor de nombres o algún otro tipo de información. El dominio especial in-addr.arpa, existe para mantener las direcciones IP en las búsquedas inversas. La clase atributo se utiliza para distinguir, por ejemplo, la base de datos de nombres de Internet de otras bases de datos experimentales de nominación en DNS. Se define un conjunto de tipos para una base de datos dada; los pertenecientes a la base de datos de Internet se proporcionan en la figura SERVIDORES DE NOMBRES DNS Cualquier servicio de nombres, como DNS, que almacena una gran base de datos y es utilizado por una población grande no almacenará toda su información de nominación en un único computador servidor. Ese servidor sería un cuello de botella y un punto de fallo crítico cualquier servicio de nominación fuertemente utilizado deberá usar duplicación para conseguir la suficiente disponibilidad. Veremos que DNS especifica que cada subconjunto de sus bases de datos sea réplica en, al menos, dos servidores independientes. La partición de los datos implica que el servidor de nombres local no podrá responder a todas las solicitudes sin la ayuda de otro servidor de nombres. 8
9 El proceso de localización de los datos con nombre entre más de un servidor de nombres, para resolver un nombre, se llama navegación. El software cliente de resolución de nombres realiza la navegación en nombre del cliente. Se comunica con los servidores de nombres que sea necesario para resolver un nombre. Puede tomar la forma de una biblioteca de código que se enlaza a los clientes. La alternativa, utilizada con X500, es la de proporcionar la resolución de nombres como un proceso separado que se comparte por todos los procesos clientes de ese computador. Servidores de nombres DNS. El problema de la escalabilidad se trata mediante una combinación de particionado de la base de datos de nombres y replicación y almacenamiento en caché de aquellas partes de la base de datos cercanas a los puntos donde se necesitan. La base de datos DNS se distribuye a lo largo de una red lógica de servidores. Cada servidor mantiene parte de la base de datos de nombres (principalmente datos para el dominio local). La mayor parte de las solicitudes se refieren a computadores en el dominio local y son satisfechas mediante servidores dentro de dicho dominio. Sin embargo, cada servidor almacena los nombres de dominio y direcciones de otros servidores de nombres, de forma que pueden satisfacerse las solicitudes referentes a objetos de fuera del dominio. Los datos de nominación de DNS se dividen en zonas. Una zona contiene los siguientes datos: Datos de atributos para nombres en el dominio, excepto los sub-dominios administrados por autoridades de menor nivel. Los nombres y direcciones del al menos dos servidores de nombres que proporcionen datos autorizados para la zona. Los nombres de servidores de nombres que mantienen datos autorizados para sub-dominios delegados; y datos de enlace que proporcionen las direcciones IP de esos servidores. Parámetros de gestión de zona, para, por ejemplo, gestionar la caché y la replicación de datos de zona. Un servidor puede mantener datos autorizados para cero o más zonas. Para que los datos de nombres estén disponibles incluso cuando un único servidor falla, la arquitectura DNS especifica que cada zona debe replicarse de forma autorizada en al menos dos servidores. Los administradores de sistema insertan los datos de una zona dentro de un archivo maestro, en el cual es la fuente de datos autorizados para esa zona. Hay dos tipos de servidores a los que se permite proporcionar datos autorizados. Un servidor maestro o primario lee los datos de zona directamente desde un archivo maestro local. Los servidores secundarios descargan los datos de zona desde un servidor primario. Se comunican periódicamente con el servidor primario para comprobar si la versión que tiene almacenada coincide con la mantenida en el servidor primario. Si una copia secundaria ha caducado, el primario envía la última versión. La frecuencia de comprobación de los secundarios se configura por los administradores como un parámetro de zona y su valor es generalmente de una o dos veces al día. 2.4 NAVEGACIÓN Y PROCESAMIENTO DE SOLICITUDES: Los clientes DNS son conocidos como resolvedores (RESOLVER). Normalmente se implementan en forma de biblioteca software. Aceptan solicitudes, las formatean y las insertan en mensajes válidos del protocolo DNS y después se comunican con uno o más servidores de nombres para resolver las solicitudes. El resolvedor especifica que tipo de navegación es la requerida cuando contacta con un servidor de nombres, esta puede embotellar los hilos del servidor retrasando otras peticiones. 9
10 Para ahorrar comunicaciones sobre la red, el protocolo DNS permite empaquetar varias solicitudes en el mismo mensaje de petición y permite que los servidores de nombres empaqueten varias respuestas en sus mensajes de contestación. Para resolver un nombre, un cliente lo presenta al servidor de nombres local, el cual intenta resolverlo. Si el servidor de nombres local tiene dicho nombre, devuelve el resultado inmediatamente. Si no lo tiene, se lo enviará a otro servidor capaz de ayudarle. La resolución avanza en el nuevo servidor, el cual puede seguir reenviándola hasta que el nombre sea localizado o bien se descubra que no existe. En la navegación por multidifusión, cada cliente envía de forma simultánea el nombre a resolver junto con el tipo de objeto requerido al grupo de servidores de nombres. Unicamente el servidor que almacena los atributos buscados responde a la solicitud. Sin embargo, si el nombre no se encuentra, entonces la solicitud no genera ninguna respuesta. Cheriton y Mann describen un esquema de navegación por multidifusión en el que cuando el nombre solicitado no haya podido resolverse, se incluye un servidor diferente en el grupo. Otra alternativa al modelo de navegación iterativa es que un servidor de nombres coordine la resolución del nombre y devuelva los resultados al agente de usuario. Mann distingue entre navegación recursiva y no recursiva controlada por el servidor. En la navegación no recursiva controlada por el servidor, el cliente puede elegir cualquier servidor de nombres. El servidor, como si fuera un cliente, se comunica mediante multidifusión o de forma iterativa con sus parejas en la forma descripta previamente. En la navegación recursiva controlada por el servidor, una vez más el cliente contacta con un solo servidor. Si el nombre no está en este servidor, el servidor contacta con un igual que almacena un prefijo (más largo) del nombre, el cual a su vez intenta su resolución. Este procedimiento continúa de forma recursiva hasta que se resuelve el nombre. Si un servicio de nombres abarca diferentes dominios administrativos, entonces se puede prohibir que los clientes que se estén ejecutando en un cierto dominio administrativo accedan a los servidores de nombres pertenecientes a otro dominio. Además, incluso puede prohibirse que los servidores de nombres descubran de la disposición de datos de nominación sobre servidores de nombres en otros dominios administrativos. En ese caso tanto la navegación controlada por el cliente como la no recursiva controlada por el servidor son inapropiadas, y deberá utilizarse la navegación recursiva controlada por el servidor. Los servidores de nombres autorizados solicitan datos de servicios se nombres a los servidores designados por los diferentes administradores, los cuales devuelven los atributos sin resolver las zonas de la base de datos de nominación en las que estaban almacenados. 2.5 REGISTRO DE RECURSOS: Los datos de la zona se almacenan en los servidores de nombres en archivos que contienen datos de entre varios tipos fijos de registro de recursos. Cada registro se refiere a un nombre de dominio, que no es mostrado. Comparación de carga en los servidores de nombres. En algunos puntos servicios fuertemente utilizados como web y FTP pueden estar soportados por un grupo de computadores sobre la misma red. En este caso se usa el mismo nombre de dominio para cada miembro del grupo. Cuando un nombre de dominio se comparte por varios computadores, hay un registro para cada computador en el grupo, el cual proporciona sus direcciones IP. El servidor de nombres responde a las solicitudes que se refieren a múltiples registros con el mismo 10
11 nombre devolviendo la dirección IP mediante una planificación Round robin. Los clientes sucesivos tienen acceso a servidores diferentes de forma que los servidores puedan compartir la carga de trabajo. La cache puede, potencialmente, malograr este esquema, ya que un servidor de nombres no autorizados o un cliente pueden tener la dirección del servidor en su cache y continuar usándola. Para contrarrestar este efecto, se proporciona a los registros un tiempo de vida muy corto. 2.6 IMPLEMENTACIÓN BIND DE DNS El dominio de nombres de Internet de Berkeley es una implementación de DNS para computadores que ejecutan UNÍX. Bind soporta tres categorías de servicios de nombres: servidores primarios, secundarios y solo cache; Las dos primeras categorías son como las descriptas anteriormente. Los servidores solo cache leen desde un archivo de configuración suficientes nombres y direcciones de servidores autorizados para resolver cualquier nombre. Por lo tanto únicamente almacenan esos datos y los que aprenden al resolver nombres de clientes. 2.7 RESTRICCIONES EN EL USO DE DNS La implementación Internet de DNS consigue tiempos medios de respuesta en búsqueda relativamente cortos, teniendo encuenta la cantidad de datos de nombres y la escala de las redes implicadas. Consigue estos resultados mediante una combinación de particionado, replicación y almacenamiento en caché de los datos de nombres. Los objetos nombrados son, principalmente, computadores servidores de nombres y hosts de correos. La relación entre un nombre de computador (host) y una dirección IP raramente cambia, al igual que los identificadores de los servidores de nombres y de los hosts de correos, de forma que el almacenamiento en caché y la replicación se realizan en un entorno relativamente favorable. En un sistema DNS puede ocurrir que los datos de nominación se vuelvan inconsistentes. Es decir si se cambian los datos de denominación, puede que otros servidores proporcionen a los clientes datos obsoletos durante períodos que pueden ser del orden de los días. No se aplica ninguna de las técnicas de replicación. La inconsistencia no tiene consecuencias hasta que el cliente no intenta acceder a datos obsoletos, DNS no resuelve la detección de direcciones obsoletas. DNS almacena una variedad limitadas de datos de denominación, hasta el momento ha sido suficiente ya que aplicaciones como el correo electrónicos imponen sus propios esquemas de denominación sobre los nombres de dominio. Puede argumentarse que la base de dato DNS representa el mínimo común denominador de lo que debería ser considerado útil por la mayor parte de la comunidad de usuarios de Internet. DNS no fue diseñado para ser el único servicio de nombres en Internet: coexiste con nombres locales y servicios de directorio que almacenan datos más oportunos para las necesidades locales. Un problema es su rigidez en relación con los cambios de las estructuras del espacio de nombre, y la falta de habilidad en la personalización del espacio de nombres para cumplir las necesidades locales. Demandas Los diferentes tipos de demandas de este servicio son: Alta: Petición de nombre de dominio para un equipo (necesita autorización del responsable). Modificación: Cambio de nombre de dominio para un equipo (necesita autorización del responsable). Baja: Eliminación de nombre de dominio. Se asigna nombre por defecto (necesita autorización del responsable). Incidencia: Cualquier mal funcionamiento respecto de la resolución del nombre de dominio. Consulta: Petición de información relativa al nombre de dominio. 3) Describa los siguientes servicios y protocolos: 3.1 SERVICIOS DE DIRECTORIOS: 11
12 Algunas veces los usuarios quieren encontrar una persona o recurso en particular, pero no conocen su nombre, únicamente algunos de sus atributos. Ejemplo Cuál es el nombre del usuario con numero de TEL: ?, algunos usuarios necesitan un servicio pero no conocen la entidad del sistema que lo proporciona. Un servicio que almacene colecciones de enlaces entre nombre y atributos y que realice búsquedas de entrada que emparejan especificaciones basadas en atributos se llama servicio de directorio. Por ejemplo el servicio de directorio Activo de Microsoft, x500, Univers y Profile. Los servicios de directorios son llamados servicios de paginas amarillas, y los servicios de nombres convencionales a veces son llamados servicios de paginas blancas, utilizando una analogía obvia con los diferentes tipos de directorios telefónicos. A veces los servicios de nombres basados en atributos. Un servicio de directorio devuelve los atributos de cualquier objeto encontrado que coincida con los atributos especificados, por ejemplo la solicitud numero telefono= debe devolver Nombre= Juan Herrero= , Direccioncorreo = El cliente puede especificar que únicamente un subconjunto de los atributos es de su interés; por ejemplo las direcciones de correo electrónico de los objetos encontrados Los atributos son más potentes que los nombres como designadores de objetos es posible escribir programas pueden que seleccionen objetos de acuerdo con especificaciones precisas de los atributos mientras que los nombres pueden que no sean conocidos. Otra ventaja es que no revelan la estructura de las organizaciones al resto del mundo como lo harían los nombres divididos usando criterios asociados a una cierta organización. Sin embargo la relativa simplicidad asociada a la utilización de nombres de texto hace que para muchas aplicaciones, no puedan ser reemplazados por la nominación basadas en atributos SERVICIOS DE DESCUBRIMIENTO Es un servicio de directorio que registra los servicios proporcionados en un entorno de red espontáneo. El requisito consiste en integrar, sin intervención de usuarios, un conjunto de servicios que cambian dinámicamente. Para cumplir esas necesidades, un servicio de descubrimiento proporciona una interfaz que automáticamente registra y desregistra servicios, así como una interfaz para que los clientes busquen los servicios que necesitan entre los que están disponibles. Ejemplo. : un visitante ocasional a un hotel que necesita imprimir un documento, en lugar de esperar que el usuario configure su maquina de los nombres de las impresoras o que adivine dichos nombres, se prefiere que la maquina pueda hacer uso de una interfaz de búsqueda de un servicio de descubrimiento para encontrar el conjunto de impresoras de red disponibles que cumplen las necesidades del usuario. Los atributos requeridos para el servicio de impresión, especificando si es láser o chorro a tinta, si debe proporcionar o no-impresión en color y la situación física respecto al usuario. lasederecurso=impresora.tipo=laser.color=si.resolución=600dpi. localización=habitacion101.url=http://www.hoteldulac.com/services/printer57. El URL especifica la localización en la red de la impresora. Nótese que la búsqueda de un servicio mediante un servicio de descubrimiento no supone necesariamente la intervención de un usuario. Por ejemplo, un frigorífico podría descubrir un servicio de gestión de errores si se produce un fallo en el test de auto-diagnostico, con el fin de notificar a su propietario el fallo utilizando el PC del hogar. 12
13 En los servicios de descubrimiento, el contexto para el descubrimiento se denomina frecuentemente ámbito. Algunos servicios, como el protocolo simplificado de descubrimiento de servicios están pensados para utilizarse en ciertos ámbitos en función de la accesibilidad de una red local como el ámbito de todos los recursos conectados a una red sin cables en el hogar. Esto es conveniente en diversidad ocasiones. Por ejemplo cuando un usuario solicita una impresora normalmente quiere una que este físicamente cercana, lo cual suele implicar que este situada en una red local. Por el contrario, los servicios de directorio como X.500 se estructuran jerárquicamente para reflejar ámbitos geográficos y de organización. Es así que X.500 puede utilizarse tanto para buscar una persona en la organización local como en un país JINI: Jini es una API desarrollada por Sun Microsystems. El objetivo es convertir la red en un sistema flexible y fácil de administrar en el cual se puedan encontrar rápidamente los recursos disponibles tanto por clientes humanos como computacionales. Un sistema Jini consiste en un sistema distribuido basado en la idea de grupos federativo de usuarios y de recursos requeridos por otros usarios. Los recursos pueden ser implementados tanto por dispositivos hardware y software. Las partes de un sistema Jini son: Un conjunto de componentes que proporcionan una infraestructura de servicios federativos en un sistema distribuido. Un modelo de programación que soporta y estimula la producción fiable de servicios distribuidos. Los servicios que pueden ser parte de un sistema federativo Jini y los cuales ofrecen funcionalidad a cualquiera de los miembros de la federación. Jini supone que la infraestructura de red sobre la que se monta tiene el ancho de banda y es lo suficientemente fiable para funcionar, por lo que no aporta mecanismo para mejorar estos dos puntos. También se asume que los dispositivos Jini tienen capacidad de procesamiento y memoria suficientes. Servicios El concepto de servicio es el más importante dentro de la arquitectura Jini. Un servicio es una entidad que puede ser usada por una persona, un programa u otro dispositivo. Un servicio puede ser de computación, de almacenamiento, un canal de comunicación con otro usuario, un filtro software, un dispositivo hardware, o cualquier usuario. La naturaleza dinámica de Jini permite que los servicios sean añadidos o eliminados en cualquier instante de una federación, de acuerdo con las necesidades, demandas o cambios en los requisitos del grupo de trabajo que utiliza la federación. Los servicios se comunican entre si utilizando el protocolo de servicio, el cual consiste en un conjunto de interfaces escritas en Java, que reposan sobre la tecnología de RMI. Para saber los servicios disponibles se utiliza el servicio de búsqueda (lookup service). Este mapea las interfaces que indican la funcionalidad de un servicio con el conjunto de objetos que implementan dicho servicio. El servicio de búsqueda se organiza de forma jerárquica. Cuando se quiere añadir un servicio a la tabla se utiliza el protocolo discovery y el protocolo join. El primero se encarga de buscar el lookup service y el segundo de añadir el servicio. Cuando se quiere utilizar el servicio se busca en la tabla de servicios (lookup service) si existe. En caso de encontrarlo el cliente se descarga el código de control de ese servicio, que puede ir desde una interfaz hasta la implementación completa del servicio. Se incorporan también un mecanismo de transacciones, para agrupar varias operaciones en una sola y un mecanismo de eventos. Leasing El acceso a muchos de los servicios en un entorno Jini se basa en un sistema de leasing. Cada lease es una concesión que garantiza el acceso durante un periodo de tiempo determinado. Este se 13
14 negocia entre el proveedor del servicio y el cliente como parte del protocolo de negociación. La concesión puede ser exclusiva o no exclusiva. Resumen del funcionamiento de Jini Descubrimiento Join (Unir) Lookup (Búsqueda) Invocación de servicios Productos En caso de no indicarse lo contrario lo productos expuesto no es que tengan la tecnología Jini integrada sino que son productos que por sus características son fáciles de integrar con Jini. Dallas Semiconductor: chip set compuesto de tres CI: (a) memoria ROM que contiene la implementación de la Java Virtual Machine y las clases básicas de la API de Java. (b) microcontrolador (c) interfaz con Ethernet. El coste del chip set es de unos $50. Se espera poder reducir los tres CI a uno sólo que podrá llegar a costar unos $14. Axis: Tienen una línea de productos(thinserver) basados en ETRAX 100, un microprocesador con control de Fast-Ethernet integrado. Estos incluyen CD, discos duros, scanner y cámaras conectadas directamente a Internet. Axis: Presenta la Axis 2100 Network Camera. Una cámara con un servidor web integrado que se conecta directamente a una red IP sin necesidad de un PC. La cámara incluye conexión RS-232, 10 T Ethernet y puertos de I/O que permiten activar la cámara en función de eventos externos. Las imágenes que saca son formato JPEG y Motion-JPEG de resolución 640x480 o 320x240. Sony: INT- W250 WebTV que vale 200$ o INT-W150 que cuesta 100$. Ambos dan acceso a Internet a través de la TV. Nokia GNS (GLOBAL NAME SERVICE) Un servicio de Nombres Global (Global Name Service, GNS) fue diseñado e implementado por Lampson y algunos colegas en el Centro de Investigación de Sistemas de DEC [Lampson 1986] 14
15 para proporcionar servicios de localización de recursos, direccionamiento de correo y autentificación; reflejan el hecho de que un servicio de nombres, para su uso entre diferentes tipos de redes, debe de soportar una base de datos de nombres que puede extenderse para incluir los nombres de millones de computadores y (finalmente) direcciones de correo electrónico para billones de usuarios. Los diseñadores de DNS también admitieron que la base de datos de nombres tiende a tener un tiempo de vida largo. Que debe continuar operando mientras crece y mientras la red en la que esta basada evoluciona. Durante ese tiempo, la estructura del espacio de nombres puede cambiar para reflejar los cambios en las estructuras de organización. El servicio debe proporcionar cabida a los cambios en los nombres de los individuos, organizaciones y grupos que gestiona; y cambios en la estructura de nominación, del tipo de los que ocurren cuando una empresa es absorbida por otra. Los nombres GNS tienen dos partes: <nombre de directorio, nombre de valor> la primera parte identifica un directorio; la segunda se refiere a un árbol de valor o a alguna porción de un árbol de valor. Por ejemplo, véase la figura 9.7 en la que cada DI se muestra como un entero corto a pesar de que en realidad se eligen de entre un rango de enteros que aseguran su singularidad. Los atributos de un usuario Pedro.Herrero en el directorio QMW deberían estar almacenados en el árbol de valor llamado <EC/UK/AC/QMW, Pedro.Herrero/clave>, además de varias direcciones de correo, cada una de las cuales se debe mostrar en el árbol de valor bajo un único nodo llamado < EC/UK/AC/QMW, Pedro.Herrero/buzones>. El árbol de directorio esta dividido y almacenado en muchos servidores, con cada partición replicada en varios servidores. La consistencia del árbol se mantiene frente a dos o más actualizaciones concurrentes; por ejemplo, dos usuarios pueden intentar crear entradas con el mismo nombre de forma simultánea, y solo uno de ellos lo conseguirá. Los directorios replicados presentan un segundo problema de consistencia final, pero sin garantías de que todas las copias estén siempre actualizadas. Este nivel de consistencia se considera satisfactorio. GNS también soporta la reestructuración de la base de datos para acomodar cambios en la organización. Suponga que en los estados unidos entran a formar parte de la comunidad Europea (!). en la figura 9.9 se muestra el nuevo árbol de directorio. Sin embargo, si el sub-árbol US se mueve directamente al directorio EC, los nombres que comiencen por MUNDO/NORTEAMERICA/US dejaran de funcionar. La solución adoptada por GNS consiste en insertar un enlace simbólico en lugar de la entrada original US. El procedimiento de búsqueda queda de directorio de GNS interpreta el enlace como una redirección al directorio US en su nueva localización. 3.5 X.500. Protocolo OSI para mantener directorios en línea de usuarios y recursos. X.500 está principalmente diseñado para restaurar información, en lugar de actualizarla. Puede utilizarse para soportar X.400 y otros sistemas de mensajes, pero no se limita al uso de correo electrónico. Provee una estructura jerárquica que se ajusta al sistema de clasificación mundial: países, estados, ciudades, calles, casas, familias, etc. El objetivo es tener un directorio que pueda utilizarse en forma global. 15
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