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viernes, 18 de febrero de 2011

UNIDAD 1. Panorama general de las aplicaciones distribuidas.

1.1 Evolución de las aplicaciones informáticas.


La evolución de las aplicaciones informáticas se dio debido a los siguientes factores:
1. Trabajo a distancia.
2. Compartir información.
3. Accesibilidad.
4. Seguridad en la protección de la información (tener la base de datos particionada en dos o más nodos).
5. Independencia lugares.
En la actualidad cualquier aplicación cuenta generalmente con tres partes diferenciadas:
1. Una interfaz de usuario: Elemento con el que interacciona el usuario de la aplicación, ejecutando acciones, introduciendo u obteniendo información.
2. Lógica ó Reglas de negocio: Son las que procesan la información para generar los resultados que persiguen, siendo el elemento fundamental que diferencia unas aplicaciones de otras.
3. Gestión de datos: Se ocupa del almacenamiento y recuperación de la información.

Evolución de las aplicaciones informáticas




1.1.1 Aplicaciones Monolíticas.

Son aquellas en las que el software se estructura en grupos funcionales muy acoplados, involucrando los aspectos referidos a la presentación, procesamiento y almacenamiento de la información.

En este rubro están considerados las distintas aplicaciones para escritorio: sistemas operativos, ofimática, juegos monousuario, etc.

Elementos de una aplicación monolítica.











1.1.2 Aplicaciones Cliente/Servidor.


Esta arquitectura consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta. Aunque esta idea se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.
En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre los clientes y los servidores, aunque son más importantes las ventajas de tipo organizativo debidas a la centralización de la gestión de la información y la separación de responsabilidades, lo que facilita y clarifica el diseño del sistema.
La separación entre cliente y servidor es una separación de tipo lógico, donde el servidor no se ejecuta necesariamente sobre una sola máquina ni es necesariamente un sólo programa. Los tipos específicos de servidores incluyen los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, etc. Mientras que sus propósitos varían de unos servicios a otros, la arquitectura básica seguirá siendo la misma.

Ejemplos de aplicaciones cliente/servidor.





1.1.2 Aplicaciones de 2, 3 y n Capas.


Esta arquitectura consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta. Aunque esta idea se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.
En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre los clientes y los servidores, aunque son más importantes las ventajas de tipo organizativo debidas a la centralización de la gestión de la información y la separación de responsabilidades, lo que facilita y clarifica el diseño del sistema.
La separación entre cliente y servidor es una separación de tipo lógico, donde el servidor no se ejecuta necesariamente sobre una sola máquina ni es necesariamente un sólo programa. Los tipos específicos de servidores incluyen los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, etc. Mientras que sus propósitos varían de unos servicios a otros, la arquitectura básica seguirá siendo la misma.


Ejemplos de aplicaciones cliente/servidor.

1.1.3 APLICACIONES DE 2 CAPAS.

La arquitectura de dos capas en la actualidad es muy utilizada, aunque con muchas fallas, todavía no se ha podido dejar de usar. Estas arquitecturas fueron las primeras en aprovecharse de la estructura cliente-servidor.
Aplicación de dos capas.

Las capas que esta arquitectura presenta son las siguientes:
• Nivel de aplicación
Este nivel es en el que se encuentra toda la interfaz del sistema y es la que el usuario puede disponer para realizar su actividad con el sistema.
• Nivel de la base de datos.
Este nivel de la Base de Datos también llamado el Repositorio de Datos, es la capa en donde se almacena toda la información ingresada en el sistema y que se deposita en forma permanente.

Existen herramientas para el desarrollo en dos capas por ejemplo Visual Basic, Access y SQL.

APLICACIONES DE TRES CAPAS
La arquitectura de dos capas si bien ayudó en unos años atrás, se vio la necesidad de crear una nueva arquitectura ya que en dos capas se tenía algunos problemas en la capa de aplicación ya que la principal desventaja de esta era el peso que tenia para el cliente, como se mencionó anteriormente.



Aplicación de tres capas.


Por estas razones, existe una fuerte y bien avanzada tendencia a adoptar una arquitectura de tres capas.

Y es así que se creó la arquitectura de tres capas las cuales son:

• Nivel de Aplicación
La diferencia de este nivel aplicado ahora en una arquitectura de tres capas es que solo tiene que trabajar con la semántica propia de aplicación, sin tener que preocuparse de cómo esta implementado este ni de su estructura física.

• Nivel de Dominio de la aplicación.
En cambio este nivel se encarga de toda la estructura física y el dominio de aplicación.
Algo muy importante y que es la mayor ventaja de esta arquitectura es que ahora únicamente se cambia la regla en el servidor de aplicación y esta actuará en todos los clientes, cosa que ni sucedía con la arquitectura en dos capas que si alguna regla se la cambia, se tenía que ir a cada cliente a realizar el cambio.

• Nivel de Repositorio.
Sigue siendo la capa en donde se almacenan los datos y toda la información.
Las herramientas para el desarrollo de tres capas son:

• Visual Basic en lo que se refiere a la capa de Aplicación
• SQL Server en lo que se refiere al repositorio de datos.
• MTS en lo que se refiere al nivel del dominio de Aplicación

APLICACIONES DE N CAPAS
En una aplicación distribuida en n-capas los diferentes procesos están distribuidos en diferentes capas no sólo lógicas, sino también físicas. Los procesos se ejecutan en diferentes equipos, que pueden incluso residir en plataformas o sistemas operativos completamente distintos. Cada equipo posee una configuración distinta y está optimizado para realizar el papel que le ha sido asignado dentro de la estructura de la aplicación, de modo que tanto los recursos como la eficiencia global del sistema se optimicen.

Aplicación n capas.
El surgimiento de la tecnología de componentes distribuidos es la clave de las arquitecturas de n-capas. Estos sistemas de computación utilizan un número variable de componentes individuales que se comunican entre ellos utilizando estándares predefinidos y frameworks de comunicación como:
• CORBA: (Common Object Request Broker Architecture) del Object Management Group (OMG).
• DNA : (Distributed Network Applications) de Microsoft (incluye COM/DCOM y COM+ además de MTS, MSMQ, etc.
• EJB : (Enterprise Java Beans) de Sun Microsystems
• XML : (eXtensible Markup Language) del World Wide Web Consortium (W3
• .NET: de Microsoft que incluye nuevos lenguajes como Visual Basic.net, C#.

1.1.4 Aplicaciones Distribuidas.


El diseño de aplicaciones modernas involucra la división de una aplicación en múltiples capas; la interfaz de usuario, la capa media de objetos de negocios, y la capa de acceso a datos. Puede ser útil identificar los tipos de procesamiento que podemos esperar que una aplicación realice. Muchas aplicaciones pueden, al menos, hacer lo siguiente:
• Cálculos u otros procesos de negocios.
• Ejecución de reglas de negocios.
• Validación de datos relacionados al negocio.
• Manipulación de datos.
• Ejecución de las reglas de datos relacional.
• Interactuar con aplicaciones externas o servicios.
• Interactuar con otros usuarios.

Nosotros podemos tomar estos tipos de servicios y generalizarlos dentro de los tres grupos o capas que a continuación se resumen:
o Interfase de usuario (Capa de Presentación)
o Interactuar con otros usuarios.
o Interactuar con aplicaciones externas o servicios.
o Procesos de negocios (Capa de Negocios)
o Cálculos u otros procesos de negocios.
o Ejecución de reglas de negocios.
o Validación de datos relacionados al negocio.
o Procesos de datos (Capa de Servicios de Datos).
o Manipulación de datos.
o Ejecución de las reglas de datos relacional.

Esquema de una aplicacón distribuida


1.2 Evolución de las tecnologías para el desarrollo de aplicaciones distribuidas.


Hoy en día las compañías no pueden ignorar el grave problema que implica desarrollar y adaptar software al ritmo que imponen los negocios. Los requisitos varían con mucha frecuencia y las aplicaciones no logran ser desarrolladas y/o adaptadas al ritmo requerido. La globalización y fusión de empresas, el crecimiento de Internet, entre otros factores, han acentuado aún más estos problemas llevando el software desarrollado, que normalmente había sido desarrollado para una plataforma específica, a un ambiente distribuido heterogéneo. Esto involucra, en consecuencia, La necesidad de considerar una amplia gama de aspectos como lo son la integración de datos heterogéneos, la interacción entre diversos sistemas, los distintos sistemas operativos, el middleware, las tecnologías web, cuestiones de escalabilidad y performance, por citar algunos de ellos.

La evolución de las tecnologías cliente/servidor sumada al advenimiento de nuevas tecnologías como XML, web services , la plataforma J2EE, la comunicación asíncrona por medio de mensajes, el uso de application servers , son algunos de los conocimientos que permiten llevar a cabo el desarrollo de aplicaciones modernas.
La evolución de las aplicaciones distribuidas se dio de la siguiente forma:
• Aplicaciones monolíticas.
• Arquitectura cliente/servidor.
• Arquitectura de tres capas.
• Arquitectura de N capas.

1.2.1 De Interfaz de Usuario.


Aquí es donde su aplicación presenta información a los usuarios y acepta entradas o respuestas del usuario para usar por su programa. Idealmente, la IU no desarrolla ningún procesamiento de negocios o reglas de validación de negocios. Por el contrario, la IU debería relegar sobre la capa de negocios para manipular estos asuntos. Esto es importante, especialmente hoy en día, debido a que es muy común para una aplicación tener múltiples IU, o para sus clientes o usuarios, que le solicitan que elimine una IU y la remplace con otra.

Ejemplo de una interfaz de usuario.

Algunas tecnologías de interfaz de usuario son:
• API Win 32.
• HTMAL.
• Dell HTML.
• Lenguajes de scrips.

1.2.2 De Aplicación.


La adopción de un diseño distribuido de aplicaciones empresariales, aumenta la reusabilidad, reduce la cantidad de recursos, y los costes necesarios de desarrollo y mantenimiento.

Este nuevo enfoque de diseño pone en manos de los desarrolladores no solo la funcionalidad que demandan las aplicaciones, sino también la seguridad, rapidez y flexibilidad.

Algunas tecnologías de aplicación son:
• CORBA.
• DNA.
• EJB.
• XML.


Ejemplo de una interfaz de aplicación.


1.2.3 De Base de Datos.


La evolución de las bases de datos distribuidas se debe por una parte a razones organizacionales las cuales han demandado que mayores capacidades sean incorporadas a las bases de datos, tales como la integración de información desde distintos sitios donde se encuentre la empresa distribuida hacia algún sitio por ejemplo, para una consulta. Por otra parte, el desarrollo de las tecnologías de comunicación han permitido enlazar datos con aplicaciones que se encuentran en sitios distintos y remotos, por ejemplo las transacciones bancarias realizadas en máquinas-cajeros automáticos (ATM) que se encuentran ubicados en centros comerciales, empresas y escuelas, no serían posibles si no tuviéramos sistemas de comunicación para enlazarnos a bases de datos localizadas en diferentes sitios financieros.
Algunas tecnologías de base de datos son:
• OLEB
• ADO.
• XML.
• SQL.
• Herramientas para modelado (UML).


Ejemplo de una tecnología de base de datos.


1.2.4 De Comunicación De Datos.


La construcción de aplicaciones distribuidas ha emergido como la arquitectura predominante para la construcción de aplicaciones multiplataforma en la mayor parte de las empresas.

Este cambio radical en los modelos de computación, desde los sistemas monolíticos basados en mainframe y los tradicionales sistemas cliente-servidor, hacia sistemas distribuidos multiplataforma altamente modularles, representa el desarrollo rápido y avance de la investigación en el mundo del desarrollo de aplicaciones, tal y como se pone de manifiesto en las últimas tendencias de las grandes empresas de tecnología, como Sun con su estrategia Sun One, o Microsoft con DotNET (.Net).

Algunas tecnologías de comunicación de datos son:
• Intranet.
• Internet.

Ejemplo de una tecnología de comunicación de datos.

1.2.5 De Conexión Entre Capas.


Como tecnología, las arquitecturas de capas proporcionan una gran cantidad de beneficios para las empresas que necesitan soluciones flexibles y fiables para resolver complejos problemas inmersos en cambios constantes.

Todas las aplicaciones basadas en capas permitirán trabajar con clientes ligeros, tal como navegadores de Internet, WebTV, Teléfonos Inteligentes, PDAs (Personal Digital Assistants o Asistentes Personales Digitales) y muchos otros dispositivos preparados para conectarse a Internet.

De este modo, las arquitecturas de capas se están posicionando rápidamente como la piedra angular de los desarrollos de aplicaciones empresariales y las compañías están adoptando esta estrategia a una velocidad de vértigo como mecanismo de posicionamiento en la economía emergente que tiene su base en la red (lo que se ha venido a denominar "Nueva Economía").

Actualmente, la Red (Internet, intranets y extranets) es el ordenador o, como diría Sun Microsystems, el ordenador es la Red. Este paradigma está creando un cambio fundamental en los modelos de computación que, a su vez, proporciona desafíos y oportunidades como nunca antes había se habían producido.

Una tecnología de conexión de capas es:
• Arquitectura DAO.

1.3 Escenarios de utilización de las aplicaciones distribuidas.


Algunas de las aplicaciones distribuidas más conocidas son remote login, correo electrónico, navegación Web, streaming, telefonía IP y compartición de ficheros (P2P).
Algunos escenarios que utilizan aplicaciones distribuidas son:
• PHP
Eduacaión a distancia - moddle.
Creación de blogs - Wordpress.
Creador de wikis - MediaWiki.
Administrar BD en web - PHPMyAdmin.

• ASP
E-commerce - eCAM.
E-commerce - ProdMentor.

1.4 Problemas comunes en el desarrollo y uso de aplicaciones distribuidas.


Hay una serie de problemas comunes en el diseño de las aplicaciones distribuidas:

• La compatibilidad de los Tipos de Datos: Distintos sistemas operativos tienen diferentes tipos de datos que no son siempre compatibles entre sí.
• Fallas del Servidor: Debido a que los componentes pueden ser remotos, una falla de cualquiera de ellos puede hacer que toda la aplicación falle.
• Fallas del Cliente: El servidor debe saber cómo responder a las fallas del cliente.
• Reintento de llamadas: Si por ejemplo, se hace una llamada a un método en un servidor para generar una orden de compra muy grande, y el servidor responde pero se pierde la respuesta por fallas de red, no es muy eficiente volver a enviar la orden de compra.
• Seguridad: En aplicaciones distribuidas los problemas de seguridad se multiplican. Por ejemplo, se debe considerar como: Autenticar a los usuarios Autorizarlos a acceder a los recursos, encriptar la información que viaja por la red, evitar ataques de denegación de servicio.
• Sincronización de la hora: Hay operaciones que dependen de la fecha y la hora. Por ejemplo, no es lógico en una aplicación procesar un envío de mercadería antes de haber recibido la orden de compra. Si el cliente y el servidor tienen fechas distintas, se debe generar un mecanismo de sincronización de hora para evitar este problema.
• La arquitectura basada en RPC Qué es RPC: RPC son llamadas a procedimientos o funciones en sistemas remotos, es decir en máquinas distintas a la máquina local. Transparencia de localización: El desarrollador utiliza los componentes sin necesidad de saber su ubicación física. Con RPC tanto en el cliente como en la máquina donde reside el componente hay subsistemas que se ocupan de la comunicación y el intercambio de datos.