1.- INTRODUCCIÓN La computación desde sus inicios ha sufrido muchos cambios, desde las grandes computadoras que permitían realizar tareas en forma limitada y de uso un tanto exclusivo de organizaciones muy selectas, hasta las actuales computadoras ya sean personales o portátiles que tienen las mismas e incluso mayores capacidades que los primeros y que están cada vez más introducidos en el quehacer cotidiano de una persona. Los mayores cambios se atribuyen principalmente a dos causas, que se dieron desde las décadas de los setenta: 1. El desarrollo de los microprocesadores, que permitieron reducir en tamaño y costo a las computadoras y aumentar en gran medida las capacidades de los mismos y su acceso a más personas. 2. El desarrollo de las redes de área local y de las comunicaciones que permitieron conectar computadoras con posibilidad de transferencia de datos a alta velocidad. 2.- SISTEMAS DISTRIBUIDOS (definición). «Sistemas cuyos componentes hardware y software, que están en computadoras conectadas en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un protocolo preestablecido”. 3.- CarácterÍSTICAS. • Concurrencia.- Esta carácterística de los sistemas distribuidos permite que los recursos disponibles en la red puedan ser utilizados simultáneamente por los usuarios y/o agentes que interactúan en la red. • Carencia de reloj global.- Las coordinaciones para la transferencia de mensajes entre los diferentes componentes para la realización de una tarea, no tienen una temporización general, está más bien distribuida en los componentes. • Fallos independientes de los componentes.- Cada componente del sistema pudiera fallar de manera independientemente, y los demás continuar ejecutando sus acciones. Esto permite el logro de las tareas con mayor efectividad, pues el sistema en su conjunto continua trabajando. 4.- EVOLUCIÓN. Procesamiento central (Host).- Refiere a uno de los primeros modelos de computadoras interconectadas, llamados centralizados, donde todo el procesamiento de la organización se llevaba a cabo en una sola computadora, normalmente un Mainframe.
y los usuarios empleaban sencillas computadoras personales. Algunos problemas de este modelo son: • Cuando la carga de procesamiento aumentaba se tenía que cambiar el hardware del Mainframe, lo cual es más costoso que añadir más computadores personales clientes o servidores que aumenten las capacidades. • El otro problema que surgíó son las modernas interfases gráficas de usuario, las cuales podían conllevar a un gran aumento de tráfico en los medios de comunicación y por consiguiente podían colapsar a los sistemas. Grupo de Servidores.- Otro modelo que entró a competir con el anterior, también un tanto centralizado, son un grupo de computadoras actuando como servidores, normalmente de archivos o de impresión, poco inteligentes para un número de minicomputadores que hacen el procesamiento conectados a una red de área local. Algunos problemas de este modelo son: • Podría generarse una saturación de los medios de comunicación entre los servidores poco inteligentes y los minicomputadores, por ejemplo cuando se solicitan archivos grandes por varios clientes a la vez, podían disminuir en gran medida la velocidad de transmisión de información. La Computación Cliente Servidor.
– Este modelo, que predomina en la actualidad, permite descentralizar el procesamiento y recursos, sobre todo, de cada uno de los servicios y de la visualización de la Interfaz Gráfica de Usuario. Esto hace que ciertos servidores estén dedicados sólo a una aplicación determinada y por lo tanto ejecutarla en forma eficiente.5.- CLIENTE-SERVIDOR Definición: Sistema en donde el cliente es una máquina que solicita un determinado servicio y se denomina servidor a la máquina que lo proporciona. Los servicios pueden ser: • Ejecución de un determinado programa. • Acceso a un determinado banco de información. • Acceso a un dispositivo de hardware. La presencia de un medio físico de comunicación entre las máquinas, es un elemento primordial, y dependerá de la naturaleza de este medio la viabilidad del sistema. Categorías de Servidores: A continuación se presenta una lista de los servidores más comunes: • Servidores de archivos.- Proporciona archivos para clientes. Si los archivos no fueran tan grandes y los usuarios que comparten esos archivos no fueran muchos, esto sería una gran opción de almacena.
de almacenamiento y procesamiento de archivos. El cliente solicita los archivos y el servidor los ubica y se los envía. • Servidores de Base de Datos.- Son los que almacenan gran cantidad de datos estructurados, se diferencian de los de archivos pues la información que se envía está ya resumida en la base de datos. Ejemplo: El Cliente hace una consulta, el servidor recibe esa consulta (SQL) y extrae sólo la información pertinente y envía esa respuesta al cliente. • Servidores de Software de Grupo.- El software de grupo es aquel, que permite organizar el trabajo de un grupo. El servidor gestiona los datos que dan soporte a estas tareas. Por ejemplo: almacenar las listas de correo electrónico. El Cliente puede indicarle, que se ha terminado una tarea y el servidor se lo envía al resto del grupo. • Servidores WEB.- Son los que guardan y proporcionan páginas HTML. El cliente desde un browser o navegador hace un llamado de una página (link) y el servidor recibe el mensaje para después enviar la página solicitada. • Servidores de correo.- Gestiona el envío y recepción de correo de un grupo de usuarios (el servidor no necesita ser muy potente). El servidor sólo debe utilizar un protocolo de correo. • Servidor de objetos.- Permite almacenar objetos que pueden ser activados de manera remota. Los clientes pueden ser capaces de activar los objetos que se encuentren en el servidor. • Servidores de impresión.- Gestionan las solicitudes de impresión de los clientes. El cliente envía la solicitud de impresión, el servidor recibe la solicitud y la ubica en la cola de impresión, ordena a la impresora que lleve a cabo las operaciones y luego avisa a la computadora cliente que ya acabo su respectiva impresión. • Servidores de aplicación.- En el pasado refería a un servidor que se dedicaba a una única aplicación. Era básicamente una aplicación a la que podían acceder los clientes. En la actualidad refiere más a un servidor Web con capacidad de procesamiento, por lo que suele ser a la vez servidor Web con algunas funciones de lógica de negocio. Componentes de Software: Se distinguen tres componentes básicos de software: • Presentación.- Tiene que ver con la presentación al usuario de un conjunto de objetos visuales y llevar a cabo el procesamiento de los datos producidos por el mismo y los devueltos por el servidor. • Lógica de aplicación.-
Esta capa es la responsable del procesamiento de la información que tiene lugar en la aplicación. • Base de datos.- Esta compuesta de los archivos que contienen los datos de la aplicación. Arquitecturas Cliente / Servidor: A continuación mostramos las arquitecturas cliente-servidor más populares: • Arquitectura Cliente-Servidor de Dos Capas.- Consiste en una capa de presentación y lógica de la aplicación; y la otra de la base de datos. Normalmente esta arquitectura se utiliza en las siguientes situaciones: o Cuando se requiera poco procesamiento de datos en la organización. O Cuando se tiene una base de datos centralizada en un solo servidor. O Cuando la base de datos es relativamente estática. O Cuando se requiere un mantenimiento mínimo. • Arquitectura Cliente-Servidor de Tres Capas- Consiste en una capa de la Presentación, otra capa de la lógica de la aplicación y otra capa de la base de datos. Normalmente esta arquitectura se utiliza en las siguientes situaciones: Cuando se requiera mucho procesamiento de datos en la aplicación. O En aplicaciones donde la funcionalidad este en constante cambio. O Cuando los procesos no están relativamente muy relacionados con los datos. O Cuando se requiera aislar la tecnología de la base de datos para que sea fácil de cambiar. O Cuando se requiera separar el código del cliente para que se facilite el mantenimiento. O Esta muy adecuada para utilizarla con la tecnología orientada a objetos. 1. Representación distribuida.- La interacción con el usuario se realiza en el servidor, el cliente hace de pasarela entre el usuario y el servidor. 2. Representación Remota.-La lógica de la aplicación y la base de datos se encuentran en el servidor. El cliente recibe y formatea los datos para interactuar con el usuario. 3. Lógica Distribuida.- El cliente se encarga de la interacción con el usuario y de algunas funciones triviales de la aplicación. Por ejemplo controles de rango de campos, campos obligatorios, etc. Mientras que el resto de la aplicación, junto con la base de datos, están en el servidor.4. Gestión Remota de Datos.- El cliente realiza la interacción con el usuario y ejecuta la aplicación y el servidor es quien maneja los datos.5. Base de Datos Distribuidas.- El cliente realiza la interacción con el usuario, ejecuta la aplicación, debe conocer la topología de la red, así como la disposición.
y ubicación de los datos. Se delega parte de la gestión de la base de datos al cliente. 6. Cliente servidor a tres niveles.- El cliente se encarga de la interacción con el usuario, el servidor de la lógica de aplicación y la base de datos puede estar en otro servidor.7. Niveles de una aplicación Web. El nivel de interfaz de usuario está compuesto por las páginas HTML que el usuario solicita a un servidor Web y que visualiza en un cliente Web (normalmente, un navegador). El nivel de lógica de negocio está compuesto por los módulos que implementan la lógica de la aplicación y que se ejecutan en un servidor de aplicaciones. El nivel de datos está compuesto por los datos, normalmente gestionados por un sistema de gestión de bases de datos (servidor de datos), que maneja la aplicación web. 6.- PROTOCOLO Definición: Es un conjunto bien conocido de reglas y formatos que se utilizan para la comunicación entre procesos que realizan una determinada tarea. Se requieren dos partes:
• Especificación de la secuencia de mensajes que se han de intercambiar. • Especificación del formato de los datos en los mensajes. Un protocolo permite que componentes heterogéneos de sistemas distribuidos puedan desarrollarse independientemente, y por medio de módulos de software que componen el protocolo, haya una comunicación transparente entre ambos componentes. Es conveniente mencionar que estos componentes del protocolo deben estar tanto en el receptor como en el emisor. Ejemplos de protocolos usados en los sistemas distribuidos: • IP: Protocolo de Internet.- Protocolo de la capa de Red, que permite definir la unidad básica de transferencia de datos y se encarga del direccionamiento de la información, para que llegue a su destino en la red. • TCP: Protocolo de Control de Transmisión.- Protocolo de la capa de Transporte, que permite dividir y ordenar la información a transportar en paquetes de menor tamaño para su transporte y recepción. • HTTP: Protocolo de Transferencia de Hipertexto.- Protocolo de la capa de aplicación, que permite el servicio de transferencia de páginas de hipertexto entre el cliente WEB y los servidores. • SMTP: Protocolo de Transferencia de Correo Simple.- Protocolo de la capa de aplicación, que permite el envío de correo electrónico por la red.

• POP3: Protocolo de Oficina de Correo.- Protocolo de la capa de aplicación, que permite la gestión de correos en Internet, es decir, le permite a una estación de trabajo recuperar los correos que están almacenados en el servidor. 7.- MIDDLEWARE Definición: Es un término que abarca a todo el software necesario para el soporte de interacciones entre Clientes y Servidores principalmente en aplicaciones distribuidas. Se puede considerar como el enlace que permite que un cliente obtenga un servicio de un servidor. Normalmente se define como una capa de software cuyo propósito es ocultar la heterogeneidad y proveer de un modelo de programación conveniente para los desarrolladores de aplicaciones. Se encuentra representado por procesos u objetos que actúan en un conjunto de computadoras y que se comunican con el fin de proporcionar soporte para compartición de recursos en un sistema distribuido Los paquetes que soportan las llamadas a procedimientos remotos tal como los RPC de Sun y los sistemas de comunicaciones tales como ISIS son algunos de los pioneros del Middleware. En la actualidad se cuenta con muchos productos y estándares Middlewares que dan soporte a los sistemas orientados a objetos, entre ellos podemos señalar a : CORBA, Java RMI, Web Services, DCOM (Distributed Component Object Model ) de Microsoft y los modelos de referencia para procesamiento distribuido abierto (RM-ODP) del ISO/ITU-T.En general podemos mencionar dos tipos de middleware: • Software intermedio general. Servicios generales que requieren todos los clientes y servidores, por ejemplo: software para las comunicaciones usando el TCP/IP, software parte del sistema operativo que, por ejemplo, almacena los archivos distribuidos, software de autenticación, el software intermedio de mensajes de clientes a servidores y viceversa. • Software intermedio de servicios. Software asociado a un servicio en particular, por ejemplo: software que permite a dos BD conectarse a una red cliente/servidor (ODBC: Conectividad abierta de BD), software de objetos distribuidos, por ejemplo la tecnología CORBA permite que objetos distribuidos creados en distintos lenguajes coexistan en una misma red (intercambien mensajes), software intermedio para software de grupo, software intermedio asociado a productos de seguridad especif.

Carácterísticas: • Independiza el servicio de su implantación, del sistema operativo y de los protocolos de comunicaciones. • Permite la convivencia de distintos servicios en un mismo sistema. • Permite la transparencia en el sistema. • Modelo tradicional: Monitor de teleproceso o CICS, Tuxedo. • Modelo OO: CORBA. 8.- OBJETOS DISTRIBUIDOS Definición: En los sistemas Cliente/Servidor, un objeto distribuido es aquel que esta gestionado por un servidor y sus clientes invocan sus métodos utilizando un «método de invocación remota». El cliente invoca el método mediante un mensaje al servidor que gestiona el objeto, se ejecuta el método del objeto en el servidor y el resultado se devuelve al cliente en otro mensaje. Tecnologías orientadas a los objetos distribuidos: Las tres tecnologías importantes y más usadas en este ámbito son: 1. RMI.- Remote Invocation Method.- Fue el primer framework para crear sistemas distribuidos de Java. El sistema de Invocación Remota de Métodos (RMI) de Java permite, a un objeto que se está ejecutando en una Máquina Virtual Java (VM), llamar a métodos de otro objeto que está en otra VM diferente. Esta tecnología está asociada al lenguaje de programación Java, es decir, que permite la comunicación entre objetos creados en este lenguaje. 2. DCOM.- Distributed Component Object Model.- El Modelo de Objeto Componente Distribuido, esta incluido en los sistemas operativos de Microsoft. Es un juego de conceptos e interfaces de programa, en el cual los objetos de programa del cliente, pueden solicitar servicios de objetos de programa servidores en otras computadoras dentro de una red. Esta tecnología esta asociada a la plataforma de productos Microsoft. 3. CORBA.- Common Object Request Bróker Architecture.- Tecnología introducida por el Grupo de Administración de Objetos OMG, creada para establecer una plataforma para la gestión de objetos remotos independiente del lenguaje de programación.9.- BASE DE DATOS DISTRIBUIDA
Definición: Es una colección de datos (base de datos) construida sobre una red y que pertenecen, lógicamente, a un solo sistema distribuido, la cual cumple las siguientes condiciones:
• La información de la base de datos esta almacenada físicamente en diferentes sitios de la red. • En cada sitio de la red, la parte de la información, se constituye como una base de datos en sí misma. • Las bases de datos locales tienen sus propios usuarios locales, sus propios DBMS y programas para la administración de transacciones, y su propio administrador local de comunicación de datos. Estas base de datos locales deben de tener una extensión, que gestione las funciones de sociedad necesarias; la combinación de estos componentes con los sistemas de administración de base de datos locales, es lo que se conoce como Sistema Administrador de Base de Datos Distribuidas. • Este gestor global permite que usuarios puedan acceder a los datos desde cualquier punto de la red, como si lo hicieran con los datos de su base de datos local, es decir, para el usuario, no debe existir diferencia en trabajar con datos locales o datos de otros sitios de la red.Ejemplo de base de datos distribuida:
Considere un banco que tiene tres sucursales, en cada sucursal, una computadora controla las terminales de la misma y el sistema de cuentas. Cada computador con su sistema de cuentas local en cada sucursal constituye un «sitio» de la BDD; las computadoras están conectadas por la red. Durante las operaciones normales, las aplicaciones en las terminales de la sucursal necesitan sólo acceder la base de datos de la misma. Como sólo acceden a la misma red local, se les llaman aplicaciones locales. Desde el punto de vista tecnológico, aparentemente lo importante es la existencia de algunas transacciones que acceden a información en más de una sucursal. Estas transacciones son llamadas transacciones globales o transacciones distribuidas. La existencia de transacciones globales será considerada como una carácterística que nos ayude a discriminar entre las BDD y un conjunto de base de datos locales.
Una típica transacción global sería una transferencia de fondos de una sucursal a otra. Esta aplicación requiere de actualizar datos en dos diferentes sucursales y asegurarse de la real actualización en ambos sitios o en ninguno. Asegurar el buen funcionamiento de aplicaciones globales es una tarea difícil.
Ventajas de las Base de Datos Distribuidas • Descentralización.- En un sistema centralizado/distribuido, existe un administrador que controla toda la base de datos, por el contrario en un sistema distribuido existe un administrador global que lleva una política general y delega algunas funciones a administradores de cada localidad para que establezcan políticas locales y así un trabajo eficiente. • Economía: Existen dos aspectos a tener en cuenta. O El primero son los costes de comunicación; si las bases de datos están muy dispersas y las aplicaciones hacen amplio uso de los datos puede resultar más económico dividir la aplicación y realizarla localmente. O El segundo aspecto es que cuesta menos crear un sistema de pequeñas computadoras con la misma potencia que un único computador. • Mejora de rendimiento: Pues los datos serán almacenados y usados donde son generados, lo cual permitirá distribuir la complejidad del sistema en los diferentes sitios de la red, optimizando la labor. • Mejora de fiabilidad y disponibilidad: La falla de uno o varios lugares o el de un enlace de comunicación no implica la inoperatividad total del sistema, incluso si tenemos datos duplicados puede que exista una disponibilidad total de los servicios. • Crecimiento: Es más fácil acomodar el incremento del tamaño en un sistema distribuido, por que la expansión se lleva a cabo añadiendo poder de procesamiento y almacenamiento en la red, al añadir un nuevo nodo. • Flexibilidad: Permite acceso local y remoto de forma transparente. • Disponibilidad: Pueden estar los datos duplicados con lo que varias personas pueden acceder simultáneamente de forma eficiente. El inconveniente, el sistema administrador de base de datos debe preocuparse de la consistencia de los mismos. • Control de Concurrencia: El sistema administrador de base de datos local se encarga de manejar la concurrencia de manera eficiente. Inconvenientes de las base de datos distribuidas. • El rendimiento que es una ventaja podría verse contradicho, por la naturaleza de la carga de trabajo, pues un nodo puede verse abrumado, por las estrategias utilizadas de concurrencia y de fallos, y el acceso local a los datos. Se puede dar esta situación cuando la carga de trabajo requiere un gran número de actualizaciones concurrentes sobre datos duplicados
y que deben estar distribuidos. • La confiabilidad de los sistemas distribuidos, esta entre dicha, puesto que, en este tipo de base de datos existen muchos factores a tomar en cuanta como: La confiabilidad de las computadoras, de la red, del sistema de gestión de base de datos distribuida, de las transacciones y de las tazas de error de la carga de trabajo. • La mayor complejidad, juega en contra de este tipo de sistemas, pues muchas veces se traduce en altos gastos de construcción y mantenimiento. Esto se da por la gran cantidad de componentes Hardware, muchas cosas que aprender, y muchas aplicaciones susceptibles de fallar. Por ejemplo, el control de concurrencia y recuperación de fallos, requiere de personal muy especializado y por tal costoso. • El procesamiento de base de datos distribuida es difícil de controlar, pues estos procesos muchas veces se llevan a cabo en las áreas de trabajo de los usuarios, e incluso el acceso físico no es controlado, lo que genera una falta de seguridad de los datos.