Na era em que os dados são considerados ouro, as organizações recorrem aos sistemas de computação distribuídos para lidar com a explosão da geração desse novo ouro e o aumento das necessidades de desempenho dos aplicativos. Esses sistemas ajudam as empresas a escalar seu negócio à medida que o volume de dados aumenta.
É isso mesmo, no sistema compartilhado o processo de adicionar um hardware é mais simples do que atualizar e substituir um sistema centralizado inteiro composto de servidores poderosos.
Neste artigo, examinaremos mais de perto os sistemas operacionais distribuídos, características dos sistemas operacionais distribuídos, tipos de sistemas operacionais distribuídos, suas vantagens e desvantagens. Boa leitura!
O que é um sistema distribuído?
Em vez de depender de um único computador para executar todas as tarefas, o sistema distribuído, também conhecido como sistema compartilhado, utiliza vários computadores, chamados de nós, que são conectados por meio de uma rede de comunicação. Cada nó no sistema tem sua própria capacidade de processamento e armazenamento, e eles colaboram entre si para realizar diversas tarefas de forma coordenada.
Os sistemas distribuídos são projetados para lidar com uma variedade de desafios, como escalabilidade, tolerância a falhas, compartilhamento de recursos e concorrência. Eles podem ser utilizados em uma ampla variedade de aplicações, desde redes de computadores locais até grandes sistemas de computação em nuvem e infraestrutura de internet.
Embora os diferentes componentes de um sistema distribuído estejam localizados em locais diferentes, todo o sistema funciona como uma unidade única para processar tarefas e compartilhar recursos.
Essas características tornam os sistemas distribuídos uma escolha atraente para uma ampla gama de aplicações, mais adiante vamos detalhar melhor esses benefícios. Confira!
Quais são as vantagens e desvantagens dos sistemas distribuídos?
Devo investir em sistemas compartilhados ou manter minhas aplicações em redes centralizadas? Eis uma questão que diversos líderes tech e CTOs devem estar enfrentando nesse momento. Para facilitar essa decisão, vamos elencar aqui as principais vantagens e desvantagens dos sistemas distribuídos. Confira!
Vantagens do sistemas compartilhados
Os principais benefícios do uso de sistemas distribuídos incluem:
- Flexibilidade e escalabilidade: os sistemas distribuídos simplificam a adição ou remoção de nós da rede, adaptando-se facilmente a mudanças nos requisitos e permitindo escalabilidade conforme necessário para acomodar mais usuários e lidar com cargas de trabalho pesadas.
- Processamento simultâneo: Várias máquinas em um sistema distribuído podem processar a mesma função ou conjunto de dados simultaneamente, o que pode resultar em um aumento significativo no desempenho e na capacidade de processamento.
- Maior confiabilidade: a distribuição de tarefas entre várias máquinas aumenta a confiabilidade do sistema, pois em caso de falha de um computador, os outros ainda podem concluir o trabalho.
- Armazenamento expandido: graças à distribuição de dados entre vários computadores, os sistemas distribuídos oferecem mais capacidade de armazenamento e maior resiliência, já que os dados estão disponíveis em múltiplos nós, mesmo em caso de falha de um deles.
- Escalabilidade: Os sistemas distribuídos são altamente escaláveis, o que significa que sua capacidade de computação e processamento pode ser facilmente ampliada adicionando máquinas à rede
- Desempenho: a divisão de tarefas entre vários computadores resulta em um tempo total de execução reduzido, especialmente para processamento de grandes volumes de dados, melhorando significativamente o desempenho do sistema.
- Baixa latência: A distribuição eficiente de dados em um sistema distribuído resulta em baixa latência, permitindo a movimentação rápida de grandes volumes de dados e garantindo o bom desempenho dos aplicativos.
Desvantagens do sistemas compartilhados
No entanto, é importante ressaltar que projetar e manter sistemas distribuídos eficientes e confiáveis também pode apresentar desafios significativos em termos de gerenciamento, segurança e escalabilidade. Os principais inconvenientes do uso de sistemas distribuídos incluem:
- Complexidade: sistemas distribuídos são mais complexos do que sistemas centralizados. Eles envolvem uma rede de dispositivos interconectados e requerem uma compreensão profunda de como esses dispositivos interagem entre si. Além disso, a coordenação e a sincronização entre os diferentes componentes podem ser desafiadoras.
- Segurança: sistemas distribuídos estão sujeitos a uma gama mais ampla de ameaças de segurança, pois o tráfego de dados ocorre entre vários dispositivos e através de redes compartilhadas. Isso aumenta a superfície de ataque e torna mais difícil proteger o sistema contra ataques maliciosos, como interceptação de dados e intrusões.
- Complexidade de Gerenciamento: a gestão de um sistema distribuído pode ser mais desafiadora do que a de um sistema centralizado. Isso inclui a configuração, o monitoramento, a manutenção e a resolução de problemas em uma rede de dispositivos distribuídos. Coordenar atualizações de software e garantir a consistência dos dados em todos os nós também pode ser complexo.
- Custos Operacionais: devido à complexidade e à necessidade de medidas adicionais de segurança, os custos operacionais de um sistema distribuído podem ser mais altos do que os de um sistema centralizado. Isso inclui custos associados à infraestrutura de rede, manutenção de segurança, treinamento de pessoal e implementação de políticas de gerenciamento.
Apesar dessas desvantagens, os sistemas distribuídos continuam sendo uma escolha viável e poderosa para muitas aplicações, especialmente aquelas que exigem escalabilidade, tolerância a falhas e distribuição geográfica. No entanto, é importante entender e mitigar as desvantagens associadas ao uso desses sistemas para garantir sua eficácia e segurança.
4 Tipos de sistemas compartilhados
O planejamento e a criação de um sistema distribuído para uma rede podem variar de acordo com as necessidades da organização. Aqui estão quatro tipos diferentes de sistemas distribuídos:
Cliente-servidor (client-server)
Um sistema distribuído cliente-servidor usa um método de comunicação simples em que um cliente envia uma entrada para um servidor separado e o servidor retorna uma resposta de saída ao cliente. As interações cliente-servidor geralmente incluem mensagens, coleta de dados e cálculos.
Essa estrutura é altamente escalável e é comumente usada em uma variedade de aplicativos e serviços distribuídos, incluindo aplicativos da web, sistemas de banco de dados, sistemas de arquivos distribuídos e muitos outros. Permite que vários clientes acessem recursos compartilhados de forma eficiente em redes com vários servidores e dispositivos.
Ponto a ponto (peer-to-peer)
Um sistema distribuído ponto a ponto é uma arquitetura descentralizada na qual cada nó (ou dispositivo) na rede atua tanto como cliente quanto como servidor. Isso significa que cada dispositivo é capaz de enviar e receber dados diretamente de outros dispositivos na rede, sem depender de um servidor centralizado.
Os sistemas peer-to-peer são comumente utilizados em uma variedade de aplicativos e serviços, incluindo compartilhamento de arquivos, comunicação instantânea, streaming de mídia e computação distribuída. Eles oferecem uma abordagem descentralizada e escalável para a construção de redes e sistemas distribuídos.
Sistema de três camadas (three-tier)
Um sistema distribuído de três camadas é uma arquitetura comum usada para projetar e implementar aplicativos distribuídos, onde as diferentes partes do aplicativo são organizadas em três camadas distintas: camada de apresentação (interface do usuário), camada de aplicação (lógica de negócios) e camada de dados (armazenamento de dados).
As vantagens de uma arquitetura de três camadas incluem a separação clara de responsabilidades entre as diferentes partes do aplicativo, o que facilita o desenvolvimento, a manutenção e a escalabilidade do sistema. Além disso, as alterações em uma camada podem ser feitas sem afetar as outras camadas, desde que a interface entre as camadas seja mantida consistente. Isso permite uma maior flexibilidade e agilidade no desenvolvimento e evolução do aplicativo.
N camada (N-tier)
Os sistemas distribuídos de N camadas, também conhecidos como sistemas multicamadas, são uma extensão do conceito de sistemas de três camadas, onde cada camada do sistema é subdividida em várias camadas funcionais. Essas camadas adicionais podem incluir serviços adicionais de aplicação, processamento intermediário de dados e segurança.
Os sistemas distribuídos de N camadas são amplamente utilizados em uma variedade de aplicativos e sistemas, incluindo aplicativos empresariais, sistemas de comércio eletrônico, sistemas bancários, sistemas de gerenciamento de conteúdo web, entre outros.
Cada tipo de sistema operacional distribuído tem suas próprias características, desafios e aplicações específicas, e a escolha entre eles depende dos requisitos e das necessidades do sistema ou aplicativo em questão.
Se você quer saber tudo sobre o uso de CPU para prever que tipo de servidor usar no seu negócio, convidamos você à leitura do artigo SRE práticas de monitoramento avançadas.
