El rendiment dels ordinadors per a realitzar processament de dades i emmagatzemar informació va relacionat amb les seves prestacions de maquinari i amb el programari que utilitzin. Una manera d’incrementar aquest rendiment és utilitzant sistemes distribuïts on un conjunt d’ordinadors independents funciona com un només a ulls de l’usuari, incrementant la capacitat i velocitat de processament i emmagatzematge, de manera notòria. Els sistemes distribuïts són independents dels components que ho formen aportant una gran fiabilitat i garantint una alta disponibilitat.
Són molts els usos que tenen aquest tipus d’arquitectures entre els quals podem destacar els sistemes de bases de dades distribuïdes, el servei de world wide web o les aplicacions cloud de Google.
Què és un sistema distribuït i les seves característiques
Es defineix com a sistema distribuït a un conjunt o grup d’equips que són independents entre si i que actuen com un únic equip de manera transparent i que tenen com a objectiu la descentralització del processament o l’emmagatzematge d’informació.
L’arquitectura distribuïda permet obtenir grans prestacions amb un cost raonablement baix. En l’actualitat, la majoria de sistemes informàtics són distribuïts i no depenen d’un únic node o equip per a funcionar.
Les principals característiques d’un sistema distribuït són:
- Concurrència. Una arquitectura distribuïda permet que sigui utilitzada per tots els usuaris que interactuen en la xarxa.
- Modularitat. Aquesta característica permet que els sistemes distribuïts siguin escalables, tenint capacitat per a créixer de manera simple i eficient.
- Transparència. Proporcionant als usuaris i les aplicacions una visió dels recursos del sistema com si es tractés d’una única màquina o equip.
- No depèn dels components. Un sistema distribuït no depèn dels diferents components maquinari que el formen, ja que, si algun falla, els altres continuen amb els processos sense que el sistema es vegi interromput o sofreixi pèrdues de dades.
- Obertura. L’arquitectura distribuïda permet afegir nous serveis que comparteixin els recursos existents sense perjudicar els serveis que ja s’estan executant. Per això han d’estar dissenyats sobre protocols estàndard que permetin utilitzar maquinari i programari de diferents fabricadors o desenvolupadors.
- Manca de rellotge global. Les coordinacions per a la transferència de missatges entre els diferents equips per a la resolució d’una o diverses tasques, no tenen una temporització general, és a dir, es troba distribuïda als components.
Avantatges i desavantatges d’una arquitectura distribuïda
Avantatges de l’arquitectura distribuïda
Utilitzar un conjunt d’ordinadors independents perquè realitzin processos o emmagatzemin dades com si es tractés d’un únic equip ofereix una sèrie de beneficis entre els quals podem destacar:
Incrementa l’eficàcia
Els sistemes distribuïts permeten afrontar problemes i projectes que necessiten processaments complexos de forma més eficient i a un menor cost. L’ús de múltiples nodes per a processar una o múltiples tasques suposa un major rendiment en optimitzar la distribució del mateix en els diferents llocs de la xarxa.
Major tolerància als errors
Una arquitectura distribuïda té una major tolerància a les fallades, ja que en caure un node la informació es trobarà en uns altres. Es tracta d’un sistema molt més robust que un centralitzat a causa d’aquesta tolerància a les fallades sense que es vegin afectats els processos o les dades.
En estar distribuïda la càrrega de treball en molts nodes diferents, davant la fallada d’un d’ells els altres no es veuran afectats i el sistema continua funcionant, la qual cosa permet afirmar que els sistemes distribuïts són més de confiança que els centralitzats.
Proporciona una major velocitat
Una arquitectura distribuïda es caracteritza per proporcionar una major velocitat en el processament. Per exemple, si es realitza una consulta a una base de dades, els procediments es divideixen entre els diferents nodes, obtenint una resposta molt més ràpida que si es realitza amb un únic node.
Flexibilitat i escalabilitat
Un sistema distribuït pot ser ampliat de forma horitzontal en cas de necessitat d’increment d’alguna de les seves característiques, com a processament (CPU), emmagatzematge o memòria RAM. En lloc d’augmentar de forma vertical la capacitat dels equips, el sistema distribuït s’augmenta de forma horitzontal afegint un nou node. Un sistema distribuït pot afegir recursos per a satisfer les noves demandes sobre el sistema.
Desavantatges de l’arquitectura distribuïda
Malgrat els enormes avantatges dels sistemes distribuïts, hi ha alguns inconvenients relacionats amb aquesta mena d’arquitectures com poden ser:
Major nivell de complexitat
En comparació amb els sistemes centralitzats, els distribuïts tenen un major nivell de complexitat a l’hora de dissenyar-los, configurar-los i gestionar-los de manera eficient.
Seguretat
Els sistemes distribuïts connecten molts nodes a través de la xarxa i són molts els usuaris que accedeixen a aquesta, la qual cosa porta aparellat un augment del risc en la integritat i privacitat de les dades i les comunicacions.
Precisament per aquest motiu és necessari adoptar mesures de seguretat addicionals per a aquesta mena d’arquitectura, de manera que es pugui compensar el risc de potencials atacs, o en cas de produir-se, mitigar els seus efectes.
Major esforç
La gestió d’un sistema distribuït requereix un major esforç per part dels administradors, ja que el sistema pot incloure màquines que disposin de diferents sistemes operatius o diferents versions d’aquests. Fer funcionar tota aquesta arquitectura de manera eficient és molt més complicat que en un sistema únic centralitzat i requereix l’ús de protocols estàndard.
En quins casos és recomanable l’arquitectura distribuïda
L’arquitectura distribuïda és utilitzada avui dia en la majoria de sistemes informàtics existents com:
- Aplicacions comercials com a software bancari o sistemes de gestió de grans empreses tipus SAP o aplicacions CRM.
- Serveis en el núvol com a correu electrònic, emmagatzematge cloud, o world wide web.
- Contingut multimèdia incloent ensenyament en línia, videojocs multijugador o serveis de videoconferència.
- Sistemes informàtics complexos que incloguin base de dades distribuïdes, telecomunicacions, sistemes operatius distribuïts, servidors de fitxers i llenguatges de programació.
Els sistemes distribuïts s’han convertit en l’arquitectura més utilitzada en l’actualitat per a dissenyar i construir sistemes informàtics. Consisteixen en ordinadors separats físicament els uns dels altres que compten amb les seves pròpies especificacions de maquinari i el seu sistema operatiu individual, però que es comuniquen a través d’una xarxa per a funcionar com un sistema únic.
L’arquitectura distribuïda permet realitzar processos amb major velocitat i eficiència, disposant d’una gran tolerància a fallades, perquè la caiguda d’un dels equips que la formen no interromp el funcionament general del sistema. No obstant això, la gestió d’aquesta mena de sistemes és molt més complexa que la realitzada en sistemes centralitzats.