ENSTA - 2006 D8-1/ D8-2 Fondements et programmation des ...

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ENSTA - 2 006 D8-1/ D8-2
Fondements et programmation des
grands systèmes distribués
Gilles Fedak
INRIA Futurs (LRI/Université Paris XI)
[e-mail]
Date du cours A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. FedakPlan du cours
● Cours 1 : Introduction aux systèmes d'exploitation, distribués et
répartis.
– Plan et objectifs du cours
– Révision de programmation réseau
● TP : programmation réseau 1/ 2 : buffer, channel, connection
● Cours 2 : Communication dans les systèmes distribués
– Client/serveur, appel de procédure à distance (RPC),
représentation des données
● TP : programmation réseau 2/3 : server, asynchrone
● Cours 3 : Introduction à la programmation parallèle
– Classe d'architectures parallèles, paradigmes de programmation
SPM D, passage de messages, M PI
● TP: programmation M PI
Date du cours A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. FedakPlan du cours
● Cours 4 : Introduction à l'algorithmique distribuée
– M odèles, chronogramme, horloge de Lamport, horloge de
M attern, coupure et snapshot
● Projet 1/3
● Cours 5 : Cohérence des données
– élection de leaders, réplication, cache distribué
● Projet 2/3
● Cours 6 : Intergiciel pour les systèmes distribués
– Bus logiciel, architecture 3 tiers, CORBA, W eb service
● Projet 3/3
Date du cours A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. FedakPlan du cours (2 eme semestre)
● Cours 7 : Les systèmes pair-à-pair (P2P)
– TP 1/2: SOAP
● Cours 8 : Tolérance aux pannes
– TP 2/2: SOAP
● Cours 9 : Cryptographie et sécurité
– TP 1/2: Crypto
● Cours ...

Sujets

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Extrait

ENSTA - 2006

    

D8-1/ D8-2

Fondements et programmation des grands systèmes distribués

Date du cours

Gilles Fedak INRIA Futurs (LRI/Université Paris XI) [e-mail]

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Plan du cours

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●

Cours 1 : Introduction aux systèmes d'exploitation, distribués et répartis. – Plan et objectifs du cours – Révision de programmation réseau ● TP : programmation réseau 1/ 2 : buffer, channel, connection Cours 2 : Communication dans les systèmes distribués – Client/serveur, appel de procédure à distance (RPC), représentation des données ● TP : programmation réseau 2/3 : server, asynchrone Cours 3 : Introduction à la programmation parallèle – Classe d'architectures parallèles, paradigmes de programmation SPMD, passage de messages, MPI ● TP: programmation MPI

Date du cours

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Plan du cours

●

● ●

Cours 4 : Introduction à l'algorithmique distribuée –  de Lamport, horloge deModèles, chronogramme, horloge Mattern, coupure et snapshot ● Projet 1/3 Cours 5 : Cohérence des données – élection de leaders, réplication, cache distribué ● Projet 2/3 Cours 6 : Intergiciel pour les systèmes distribués – Bus logiciel, architecture 3 tiers, CORBA, Web service ● Projet 3/3

Date du cours

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Plan du cours (2eme semestre)

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●

Cours 7 :Les systèmes pair-à-pair (P2P)

– TP 1/2: SOAP

Cours 8 :Tolérance aux pannes

– TP 2/2: SOAP

Cours 9 :Cryptographie et sécurité

– TP 1/2: Crypto

Cours 10 :Gestion des ressources à grande échelle

– TP 2/2: Crypto

Cours 11 : Les grilles de calcul et de données (GRID)

– TP 1/2: Globus

Cours 12 :Examen final

– TP 2/2: Globus Date du cours A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Introduction aux systèmes distribués

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Qu'est-ce qu'un système distribué ?

–

«Un système distribué est une collection d'ordinateur indépendants qui apparaissent pour l'utilisateur de ce système comme un unique odinateur »

Date du cours

A. S. Tanenbaum (Distributed Operating Systems) 

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Visions des systèmes distribués

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Vision matérielle d'un système distribué : architecture matérielle

– Organisation des ressources matérielle :

● Réseaux, processeurs, stockage et mémoire Vision logicielle d'un système distribué

– Divers couches : applications/middleware/OS

Vision algorithmique

– Définitions d'un formalisme

– Expression d'algorithme

Date du cours

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Exemples d'architectures/réseaux

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Machine parallèle et multi-processeurs – Vise la haute-performance. Machine dédiée

Réseaux Locaux (LAN), réseaux d'entreprise – Ethernet, parc + homogènes, applications d'entreprise

Grilles

– Interconnexion de sites de calcul

Internet

– Tres grand nombre de machines, appartiennent à des utilisateurs individuels, serveurs. – Grande variété d'application (mail, web, P2P)

Comment construire des systèmes distribués pour des architectures/réseaux aussi différentes   ?

Date du cours

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Fortement couplé

Faiblement couplé

Internet

2006 :1 milliard d'utilisateurs

Date du cours

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Historique – 1966 : ARPANET – 1972 : TCP – 1993 : Web Caractéristiques des ressources – Trés nombreuses (> x millions) – Pas de sécurité et pas de confiance – Volatiles (pannes et défaillance) – Domaine d'administrations différents – Faibles performances : réseau/stockage/calcul

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Rappel : les couches réseau

Date du cours

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Organisation en couche

– Chaque couche ne communique qu'avec la couche directement inférieure

Manipulation de la couche Applications

– Protocoles HTTP, POP, IMAP, FTP NFS, Gnutella, Fastrack ...

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

Adressage IP

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Adresse permet d'identifier et de communiquer avec un hôte sur Internet

Adressage Ipv4

– Adressage sur 4 octets

– Exemple : 129.175.7.1,

– espace d'adressage non routable : 192.168.x.x

Adressage Ipv6

– Adresssage sur 16 octets

– Exemple : FCDC::::DC:O::0701

● ipv4+ipv6 -> FCDC::::DC:0:129.175.7.1 DNS: service de résolution de nom

–  d'hôte avec une adresse IPAssocie un nom

Date du cours

A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak

TCP et UDP

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TCP

– Protocole en mode « connecté »

–  des paquetsFiable (reliable) : tous les paquets sont reçus, l'ordre est assuré, l'intégrité des paquets est assurée

– Coûteux en terme de performance

– Utilisation : transfert de fichiers, messagerie

UDP

– Protocole en mode « non connecté »

– réception des paquets n'est pas assurée ni l'ordreNon fiable : La de réception, l'intégrité des paquets n'est pas assurée

– Moins de surcoût que TCP, agressif vis-à-vis d'Internet

– Utilisation : videoconf, VOIP, NFS, certains protocoles P2P

● Autres : ICMP, ARP, RARP .... Date du cours A6-1 Systèmes distribués ENSTA/G. Fedak