Uma das tendências para o aumento do desempenho dos sistemas de computação atuais tem sido a distribuição do processamento em uma rede de computadores. Já foram pesquisados diversos modelos para obter essa distribuição, e um dos que tem se mostrado mais promissor é aquele no qual o controle da distribuição é efetuado diretamente pelo sistema operacional. Um sistema operacional desse tipo é chamado de sistema operacional distribuído[TAN85], e seu principal objetivo e fornecer a seus usuários a ilusão de uma maquina uniprocessadora constituída pela soma dos recursos oferecidos pelos componentes da rede. A forma de realizar tal ilusão é o sistema operacional controlar a utilização dos recursos distribuídos para o usuário, independentemente de onde estejam localizados, a medida que sejam requisitados e estejam disponíveis. Esta sendo desenvolvido no CPGCC da UFRGS o projeto DIX, cujo objetivo é o desenvolvimento de um Sistema Operacional Distribuído. Para o desenvolvimento desse projeto, foi tornado como base o sistema operacional MINIX. As principais razoes dessa opção foram: o alto grau de modularidade do MINIX, a utilização do paradigma de troca de mensagens para comunicação entre processos e a sua disponibilidade. A plataforma de hardware inicial para o desenvolvimento do projeto é um grupo de estações de trabalho Proceda. Tais estações caracterizam-se por possuir internamente dois elementos processadores distintos. O projeto DIX teve inicio com o porte do sistema operacional MINIX para o ambiente multiprocessador heterogêneo das estações. Devido a necessidade de comunicação entre as estações e a indisponibilidade de hardware adequado para tal, foi desenvolvida uma forma alternativa de comunicação, baseada na utilização da interface paralela existente nas estações. Este trabalho descreve o núcleo do sistema operacional. A filosofia adotada foi torná-lo o mais simples possível, colocando em processos servidores, externos ao núcleo, grande parte das tarefas. Outro objetivo foi alterar o mínimo possível a interface original do MINIX, para que as camadas superiores do sistema continuassem em funcionamento. Dessa forma, a principal função do núcleo é fornecer aos processos mecanismos para troca de mensagens e transferência de dados entre processos. Foi desenvolvido um método para a identificação global dos processos, que permite identificar cada processo do sistema de forma unívoca e um mecanismo de comunicação entre processos que suporta transparência de localidade, migração de processos e falhas em nodos da rede. / One of the modern trends in Computer Science has been the use of distribution to improve system performance. Many models of distribution have been proposed, and the most promising one is that in which the distribution is directly controlled by the operating system. Such type of system is called a distributed operating system[TAN85], and its main goal is to provide its users an illusion of an uniprocessor system more powerful than its components. The operating system controls the utilization of the distributed resources in a transparent way, in order to present such illusion to its users. There is a project, named DIX, under development at CPGCC/UFRGS, whose goal is to gather experience in the field while developing a distributed operating system. The MINIX operating system has been chosen as a software basis for the project, because of its high degree of modularity, its message passing IPC paradigm and the availability of its source code. The initial hardware configuration is a set of Proceda workstations. Those workstations have two distincts processors that can run in parallel. The project was started with the porting of MINIX to the workstations' heterogeneous multiprocessor environment. Due to the need of information exchange among the workstations and to the unavailability of suitable communication hardware, an alternative communication scheme was developed. This work describes the kernel of the operating system. The adopted methodology was to keep it as simple as possible, putting a great number of tasks in server processes outside the kernel. Another goal was to preserve the MINIX original interface, so that the upper layers of the system could remain functional. So, the main purpose of the kernel is to supply an efficient message exchange mechanism. That mechanism supports locality transparency: the sender of a message is not aware of the destination location, and it is even possible that processes migrate. A method has been developed for the global unique identification of processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T06:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189912.pdf: 580340 bytes, checksum: 18aaf5b811a427ce94e5561d51dba286 (MD5) / O presente trabalho está inserido no âmbito do

O trabalho em torno do sistema TRIX visa desenvolver um sistema operacional multiprocessado experimental, para servir de base a futuros trabalhos de pesquisa em sistemas operacionais e processamento paralelo. Como características essenciais do sistema tem-se simplicidade, desempenho e compatibilidade com UNIX. Com o sistema operando em vários processadores, pode-se fazer experiências de muitos tipos em processamento paralelo, como por exemplo, ensaios de distribuição de carga, avaliações de desempenho, implementação de linguagens paralelas ou distribuídas, ,bancos de dados, sistemas dedicados, etc. Ao construir o sistema TRIX, decidiu-se usar o código fonte de um sistema já pronto e funcionando, para encurtar o tempo de desenvolvimento. Optou-se pelo MINIX, que é um sistema bem estruturado, dividido em camadas de processos seqüenciais que se comunicam por troca de mensagens. Mais que isso, 0 MEND( a compatível com o UNIX versão 7 e o seu c6digo fonte pode ser usado para fins acadêmicos sem ferir o seu Copyright. Foi necessário porem dotar o MINIX de características distribuídas, para o controle de uma arquitetura multiprocessada. projeto e implementação destas características é o assunto deste trabalho. Inicialmente são avaliados os sistemas operacionais multiprocessados encontrados na literatura, de maneira a auxiliar no projeto do TRIX. Entre os detalhes estudados estão as diferenças entre sistemas paralelos e distribuídos, a comunicação entre seus processos e sua forma de distribuição. São apresentados os microprocessadores do tipo transputer, com seus mecanismos de criação e comunicação de processos implementados em hardware. Também é detalhado o sistema operacional MINIX, com sua construção em camadas, com processos servidores e clientes e suas estruturas de controle. 0 sistema foi projetado tentando maximizar a sua flexibilidade, escalabilidade e disponibilidade e minimizar sua complexidade. Os processos servidores são divididos de forma fixa, controlando as funções de memória localmente e as funções de arquivos remotamente. Os processos de usuário são distribuídos tentando se equalizar a taxa de ocupação dos processadores do sistema. E implementado um mecanismo de identificação global de processos juntamente com um método transparente de comunicação. Isso é feito junto com a criação de um driver suplementar ao sistema, responsável pela comunicação entre processos de processadores distintos. O núcleo original do MINIX recebeu uma serie de alterações para suportar as características distribuídas do novo sistema, de maneira a identificar processos locais e remotos. Foram extraídas do núcleo as funções executadas pelo escalonador em hardware do transputer. Foram inseridas algumas funções novas para tratar de algumas idiosincrasias do transputer, como por exemplo, sua falta de gerencia de memória. Finalmente, foi criado um mecanismo distribuído para controlar a arvore de processos do sistema, mantendo a semântica do UNIX. A escolha do processador para a execução de novos processos 6 feita pelo processador que o estiver criando, através de informações recebidas sobre processadores menos ocupados que estiverem mais próximos. / The TIUX system has been defined as an experimental operating system, to be used in future research on operating systems and parallel processing. The essential characteristics of the system are simplicity, performance and uNix compatibility. With the system running on several processors, several topics can be studied, such as load balancing, performance evaluation, implementation of distributed or parallel programming languages, distributed data bases and embedded systems. While designing the TRix system, it was decided to use the source code of an existing system, to shorten the development time. MINIX was chosen, because it is a well structured system, divided into layers of sequential processes, which communicate via messages. MINIX is compatible with UNIX version 7 and its source code can be used for academic purposes without any copyright infringiment. It had to be extended to control a multiprocessor architecture. The implementation of these characteristics is the main subject of this work. Initially some existing multiprocessor operating systems are evaluated, in order to guide in the development of TRIX. The studied issues are differences between parallel and distributed systems, interprocess communication features and the process distribution policy. The transputer microprocessors are presented, with their hardware implemented devices for process creation and communication. The MINIX operating system layered structure is described, with client and server processes and their control structures. The system is projected as an attempt to maximize flexibility, scalability and availability and to minimize complexity. The server processes are distributed in a fixed layout, controlling the memory and processes locally, and the files remotely. The user processes are distributed with load balancing among the processors. Global identification and transparent communication are implemented. This is achieved with an additional device driver, responsible for communication between processes running on different processors. The original MINIX kernel was changed to support the new distributed features of the system, identifying processes globally. The scheduler functions were stripped off, as they are now performed by the transputer hardware. Some functions were inserted to deal with some transputer problems, as for example, the lack of a memory management unit. Finally, a mechanism to control the global system process tree was created, maintaning strict UNIX semantics. The choice of which processor will hold a newly created process is made by the processor creating it, based on information received about the nearer processor with a low load.

O trabalho em torno do sistema TRIX visa desenvolver um sistema operacional multiprocessado experimental, para servir de base a futuros trabalhos de pesquisa em sistemas operacionais e processamento paralelo. Como características essenciais do sistema tem-se simplicidade, desempenho e compatibilidade com UNIX. Com o sistema operando em vários processadores, pode-se fazer experiências de muitos tipos em processamento paralelo, como por exemplo, ensaios de distribuição de carga, avaliações de desempenho, implementação de linguagens paralelas ou distribuídas, ,bancos de dados, sistemas dedicados, etc. Ao construir o sistema TRIX, decidiu-se usar o código fonte de um sistema já pronto e funcionando, para encurtar o tempo de desenvolvimento. Optou-se pelo MINIX, que é um sistema bem estruturado, dividido em camadas de processos seqüenciais que se comunicam por troca de mensagens. Mais que isso, 0 MEND( a compatível com o UNIX versão 7 e o seu c6digo fonte pode ser usado para fins acadêmicos sem ferir o seu Copyright. Foi necessário porem dotar o MINIX de características distribuídas, para o controle de uma arquitetura multiprocessada. projeto e implementação destas características é o assunto deste trabalho. Inicialmente são avaliados os sistemas operacionais multiprocessados encontrados na literatura, de maneira a auxiliar no projeto do TRIX. Entre os detalhes estudados estão as diferenças entre sistemas paralelos e distribuídos, a comunicação entre seus processos e sua forma de distribuição. São apresentados os microprocessadores do tipo transputer, com seus mecanismos de criação e comunicação de processos implementados em hardware. Também é detalhado o sistema operacional MINIX, com sua construção em camadas, com processos servidores e clientes e suas estruturas de controle. 0 sistema foi projetado tentando maximizar a sua flexibilidade, escalabilidade e disponibilidade e minimizar sua complexidade. Os processos servidores são divididos de forma fixa, controlando as funções de memória localmente e as funções de arquivos remotamente. Os processos de usuário são distribuídos tentando se equalizar a taxa de ocupação dos processadores do sistema. E implementado um mecanismo de identificação global de processos juntamente com um método transparente de comunicação. Isso é feito junto com a criação de um driver suplementar ao sistema, responsável pela comunicação entre processos de processadores distintos. O núcleo original do MINIX recebeu uma serie de alterações para suportar as características distribuídas do novo sistema, de maneira a identificar processos locais e remotos. Foram extraídas do núcleo as funções executadas pelo escalonador em hardware do transputer. Foram inseridas algumas funções novas para tratar de algumas idiosincrasias do transputer, como por exemplo, sua falta de gerencia de memória. Finalmente, foi criado um mecanismo distribuído para controlar a arvore de processos do sistema, mantendo a semântica do UNIX. A escolha do processador para a execução de novos processos 6 feita pelo processador que o estiver criando, através de informações recebidas sobre processadores menos ocupados que estiverem mais próximos. / The TIUX system has been defined as an experimental operating system, to be used in future research on operating systems and parallel processing. The essential characteristics of the system are simplicity, performance and uNix compatibility. With the system running on several processors, several topics can be studied, such as load balancing, performance evaluation, implementation of distributed or parallel programming languages, distributed data bases and embedded systems. While designing the TRix system, it was decided to use the source code of an existing system, to shorten the development time. MINIX was chosen, because it is a well structured system, divided into layers of sequential processes, which communicate via messages. MINIX is compatible with UNIX version 7 and its source code can be used for academic purposes without any copyright infringiment. It had to be extended to control a multiprocessor architecture. The implementation of these characteristics is the main subject of this work. Initially some existing multiprocessor operating systems are evaluated, in order to guide in the development of TRIX. The studied issues are differences between parallel and distributed systems, interprocess communication features and the process distribution policy. The transputer microprocessors are presented, with their hardware implemented devices for process creation and communication. The MINIX operating system layered structure is described, with client and server processes and their control structures. The system is projected as an attempt to maximize flexibility, scalability and availability and to minimize complexity. The server processes are distributed in a fixed layout, controlling the memory and processes locally, and the files remotely. The user processes are distributed with load balancing among the processors. Global identification and transparent communication are implemented. This is achieved with an additional device driver, responsible for communication between processes running on different processors. The original MINIX kernel was changed to support the new distributed features of the system, identifying processes globally. The scheduler functions were stripped off, as they are now performed by the transputer hardware. Some functions were inserted to deal with some transputer problems, as for example, the lack of a memory management unit. Finally, a mechanism to control the global system process tree was created, maintaning strict UNIX semantics. The choice of which processor will hold a newly created process is made by the processor creating it, based on information received about the nearer processor with a low load.

Sistemas distribuídos representam uma plataforma ideal para implementação de sistemas computacionais com alta confiabilidade e disponibilidade devido a redundância fornecida por um grande número de estações interligadas. Falhas de um servidor podem ser contornadas pela reconfiguração do sistema. Entretanto falhas em seqüência que afetem múltiplas estações comprometem não apenas o desempenho do sistema, mas também a continuidade do serviço e sua confiabilidade. Assim, servidores falhos, que tenham sido isolados do sistema, devem ser reintegrados tão logo quanto possível para não comprometer a disponibilidade do sistema computacional. Este trabalho trata da atualização do estado de servidores e da troca de informação que o servidor recuperado realiza para integrar-se aos demais membros do sistema através de um procedimento chamado reintegração do servidor. E assumido um ambiente distribuído que garante alta confiabilidade em aplicações convencionais através da técnica de replicação de arquivos. O servidor a ser reintegrado faz parte de um grupo de replicação e volta a participar ativamente do grupo tão logo seja reintegrado. Para tanto, considera-se a estratégia de replicação por copia primaria e um sistema distribuído experimental, compatível com o NFS, desenvolvido na UFRGS para aplicar a reintegração de servidor. Os métodos de atualização de arquivos para a reintegração do servidor foram implementadas no ambiente UNIX. / Distributed systems are an ideal platform to develop high reliable computer applications due to the redundancy supplied by a great number of interconnected workstations. Failed stations can be masked reconfiguring the system. However, sequential faults, that affect multiple stations, not just decrease the performance of the system, but also affect the continuity of the service and its reliability. Thus, failed stations working as servers, that have been isolated from the system, should be reintegrated as soon as possible to not impair the system availability. This work is exactly about methods to update the state of failed servers. It deals also with the change of information that the recovered server accomplishes to be integrated to the other members of the service group through a process called reintegration of server. It is assumed a distributed environment that guarantees high reliability in conventional applications through replication of files. The server to be reintegrated is part of a replication group and it participates actively of the service group again as soon as it is reintegrated. Our approach is based on a primary copy. The file actualization methods to the reintegration of server were implemented in an UNIX environment. To illustrate our approach we will describe how the integration of repaired server can be made a fault-tolerant system. The experimental distributed system, compatible with NFS, was designed at the UFRGS.

Uma das tendências para o aumento do desempenho dos sistemas de computação atuais tem sido a distribuição do processamento em uma rede de computadores. Já foram pesquisados diversos modelos para obter essa distribuição, e um dos que tem se mostrado mais promissor é aquele no qual o controle da distribuição é efetuado diretamente pelo sistema operacional. Um sistema operacional desse tipo é chamado de sistema operacional distribuído[TAN85], e seu principal objetivo e fornecer a seus usuários a ilusão de uma maquina uniprocessadora constituída pela soma dos recursos oferecidos pelos componentes da rede. A forma de realizar tal ilusão é o sistema operacional controlar a utilização dos recursos distribuídos para o usuário, independentemente de onde estejam localizados, a medida que sejam requisitados e estejam disponíveis. Esta sendo desenvolvido no CPGCC da UFRGS o projeto DIX, cujo objetivo é o desenvolvimento de um Sistema Operacional Distribuído. Para o desenvolvimento desse projeto, foi tornado como base o sistema operacional MINIX. As principais razoes dessa opção foram: o alto grau de modularidade do MINIX, a utilização do paradigma de troca de mensagens para comunicação entre processos e a sua disponibilidade. A plataforma de hardware inicial para o desenvolvimento do projeto é um grupo de estações de trabalho Proceda. Tais estações caracterizam-se por possuir internamente dois elementos processadores distintos. O projeto DIX teve inicio com o porte do sistema operacional MINIX para o ambiente multiprocessador heterogêneo das estações. Devido a necessidade de comunicação entre as estações e a indisponibilidade de hardware adequado para tal, foi desenvolvida uma forma alternativa de comunicação, baseada na utilização da interface paralela existente nas estações. Este trabalho descreve o núcleo do sistema operacional. A filosofia adotada foi torná-lo o mais simples possível, colocando em processos servidores, externos ao núcleo, grande parte das tarefas. Outro objetivo foi alterar o mínimo possível a interface original do MINIX, para que as camadas superiores do sistema continuassem em funcionamento. Dessa forma, a principal função do núcleo é fornecer aos processos mecanismos para troca de mensagens e transferência de dados entre processos. Foi desenvolvido um método para a identificação global dos processos, que permite identificar cada processo do sistema de forma unívoca e um mecanismo de comunicação entre processos que suporta transparência de localidade, migração de processos e falhas em nodos da rede. / One of the modern trends in Computer Science has been the use of distribution to improve system performance. Many models of distribution have been proposed, and the most promising one is that in which the distribution is directly controlled by the operating system. Such type of system is called a distributed operating system[TAN85], and its main goal is to provide its users an illusion of an uniprocessor system more powerful than its components. The operating system controls the utilization of the distributed resources in a transparent way, in order to present such illusion to its users. There is a project, named DIX, under development at CPGCC/UFRGS, whose goal is to gather experience in the field while developing a distributed operating system. The MINIX operating system has been chosen as a software basis for the project, because of its high degree of modularity, its message passing IPC paradigm and the availability of its source code. The initial hardware configuration is a set of Proceda workstations. Those workstations have two distincts processors that can run in parallel. The project was started with the porting of MINIX to the workstations' heterogeneous multiprocessor environment. Due to the need of information exchange among the workstations and to the unavailability of suitable communication hardware, an alternative communication scheme was developed. This work describes the kernel of the operating system. The adopted methodology was to keep it as simple as possible, putting a great number of tasks in server processes outside the kernel. Another goal was to preserve the MINIX original interface, so that the upper layers of the system could remain functional. So, the main purpose of the kernel is to supply an efficient message exchange mechanism. That mechanism supports locality transparency: the sender of a message is not aware of the destination location, and it is even possible that processes migrate. A method has been developed for the global unique identification of processes.

Orientador: Roberto Spolon Ulson / Banca: João Ângelo Martini / Banca: Paulo Sérgio da Silva / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de boot remoto para computadores commodity utilizando máquinas virtuais e sistemas de arquivos distribuídos e paralelos. O modelo proposto pode substituir o boot local com disco rígido por um boot através da rede de comunicação, aumentando assim a flexibilidade e manutenibilidade do parque de máquinas, além de permitir que dezenas de sistemas operacionais distintos sejam inicializados sem a necessidade de um disco rígido nos clientes, reduzindo dessa forma o custo em hardware e diminuindo a complexidade de instalação e manutenção de software, implantando um único ponto centralizado de gerenciamento. O projeto analisa maneiras de otimizar a transmissão de blocos de dados com técnicas de localidade de dados, sistemas de arquivos distribuídos e balanceamento de carga para implementar um ambiente robusto e de virtualização distribuída. O modelo também auxilia implementações de clusters multiuso e LAN grids para computadores commodity, provendo ferramentas para aproveitar recursos computacionais ociosos em conjuntos de computadores conectados. Neste estudo foram analisados diferentes modelos de sistemas de arquivos distribuídos, detalhando suas principais características e utilizações, e foram realizados experimentos com a virtualização distribuída juntamente com balanceamento de carga. A implantação de um sistema de arquivos híbrido através da integração de PVFS2 com pNFS trouxe melhorias de até 16% na velocidade de operações de leitura e permitiu maior escalabilidade da solução, assim como o gerenciamento de cache que permitiu a melhora de até 37% na velocidade de boot do middleware. Os resultados obtidos também viabilizaram o uso da solução para um grande número de computadores e possibilitaram o boot escalável de imagens virtuais remotamente. / Abstract: This work presents a remote boot model to commodity computers using virtual machines and distributed and parallel file system. The proposed model can replace the local hard disk boot to a boot over the network of communication, thereby increasing the flexibility and maintainability of the group of machines, and with that allowing dozens of different operating system to be initialized without the need of a hard disk on customers, thus reducing the cost in hardware and reducing the complexity of installation and maintenance of software, implementing a centralized management unit. The project examines ways to optimize the data block transmission with techniques of data locality, distributed file system and load balancing to implement a robust environment for distributed virtualization. The model also helps implementations of multiuse clusters and grids to commodity computers, providing tools to take advantage of idle computing resources in connected computers. In this study it was analyzed different models of distributed file system, detailing their main characteristics and uses, it was also conducted experiments with distributed virtualization along with load balancing, which showed improvements in the overall performance of the system. The deployment of a hybrid filesystem by mixing PVFS2 with pNFS brought improvements of up to 16% in the speed of operations for reading and allowed greater scalability of the solution, as well as the management of cache that allowed the improvement of up to 37% in speed the boot of middleware. The results also made possible the use of the solution for a large number of computers and allowed a scalable boot of virtual images remotely. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-09Bitstream added on 2014-06-13T19:59:31Z : No. of bitstreams: 1 aguiar_cs_me_sjrp.pdf: 1247995 bytes, checksum: f5aee55885a540898989509b38e1f1d5 (MD5) / Este trabalho apresenta um modelo de boot remoto para computadores commodity utilizando máquinas virtuais e sistemas de arquivos distribuídos e paralelos. O modelo proposto pode substituir o boot local com disco rígido por um boot através da rede de comunicação, aumentando assim a flexibilidade e manutenibilidade do parque de máquinas, além de permitir que dezenas de sistemas operacionais distintos sejam inicializados sem a necessidade de um disco rígido nos clientes, reduzindo dessa forma o custo em hardware e diminuindo a complexidade de instalação e manutenção de software, implantando um único ponto centralizado de gerenciamento. O projeto analisa maneiras de otimizar a transmissão de blocos de dados com técnicas de localidade de dados, sistemas de arquivos distribuídos e balanceamento de carga para implementar um ambiente robusto e de virtualização distribuída. O modelo também auxilia implementações de clusters multiuso e LAN grids para computadores commodity, provendo ferramentas para aproveitar recursos computacionais ociosos em conjuntos de computadores conectados. Neste estudo foram analisados diferentes modelos de sistemas de arquivos distribuídos, detalhando suas principais características e utilizações, e foram realizados experimentos com a virtualização distribuída juntamente com balanceamento de carga. A implantação de um sistema de arquivos híbrido através da integração de PVFS2 com pNFS trouxe melhorias de até 16% na velocidade de operações de leitura e permitiu maior escalabilidade da solução, assim como o gerenciamento de cache que permitiu a melhora de até 37% na velocidade de boot do middleware. Os resultados obtidos também viabilizaram o uso da solução para um grande número de computadores e possibilitaram o boot escalável de imagens virtuais remotamente. / This work presents a remote boot model to commodity computers using virtual machines and distributed and parallel file system. The proposed model can replace the local hard disk boot to a boot over the network of communication, thereby increasing the flexibility and maintainability of the group of machines, and with that allowing dozens of different operating system to be initialized without the need of a hard disk on customers, thus reducing the cost in hardware and reducing the complexity of installation and maintenance of software, implementing a centralized management unit. The project examines ways to optimize the data block transmission with techniques of data locality, distributed file system and load balancing to implement a robust environment for distributed virtualization. The model also helps implementations of multiuse clusters and grids to commodity computers, providing tools to take advantage of idle computing resources in connected computers. In this study it was analyzed different models of distributed file system, detailing their main characteristics and uses, it was also conducted experiments with distributed virtualization along with load balancing, which showed improvements in the overall performance of the system. The deployment of a hybrid filesystem by mixing PVFS2 with pNFS brought improvements of up to 16% in the speed of operations for reading and allowed greater scalability of the solution, as well as the management of cache that allowed the improvement of up to 37% in speed the boot of middleware. The results also made possible the use of the solution for a large number of computers and allowed a scalable boot of virtual images remotely.

Orientador: Roberta Spolon / Banca: José Remo Ferreira Brega / Banca: Sarita Mazzini Bruschi / Resumo: Devido a queda gradual no custo de aquisição de novos computadores, há cada vez mais dispositivos computacionais adentrando o mercado. A grande quantidade de novos dispositivos gera heterogeneidade entre eles e esta dificulta a administração de ambientes computacionais, pois é necessário manter os sistemas funcionando em compatibilidade com dispositivos bastante distintos simultaneamente. O sistema WSE-OS propõe uma solução de centralização de dados e recursos que aborda o problema da heterogeneidade de maneira eficaz. Fazendo uso da tecnologia wireless a ferramenta WSE-OS utiliza uma estrutura Thin Client que permite aos seus clientes executarem instanciações de sistemas operacionais virtualizados armazenados no servidor. Este trabalho apresenta uma proposta que altera a estrutura do WSE-OS incluindo a capacidade de operar com múltiplos servidores, tendo como objetivo aumentar a escalabilidade, disponibilidade e confiabilidade da ferramenta por meio de técnicas de replicação do servidor e escalonamento das conexões. A replicação de dados consiste em detectar as alterações sofridas nos dados contidos em um determinado servidor e transmiti-las aos demais priorizando a consistência entre as réplicas. O escalonamento de conexões funciona ativamente distribuindo os clientes dentre os servidores para melhorar o desempenho da ferramenta / Abstract: Due to a gradual decrease in the cost of purchasing new computers, there is more and more computing devices entering the market. The large quantity of new devices creates heterogeneity among them and this complicates the administration of computing environments, because is necessary to keep the systems running in compatibility with quite different devices simultaneously. The WSE-OS system proposes a solution for centralizing data and resources that addresses this problem effectively. Using wireless networking technology, the WSE-OS tool uses a Thin Client structure that allows its clients to execute instantiations of virtualized operating systems stored on the server. This paper presents a proposal that changes WSE-OS's structure including the ability to run with multiple servers, having as its goal increase scalability, availability and reliability through server's data replication and staggering of connections. Data replication consists in detecting changes on data from a given server and transmit it to the others prioritizing the consistency among replicas. The staggering of connections works on actively distributing the clients among servers to improve system's performance / Mestre

Uma das tendências para o aumento do desempenho dos sistemas de computação atuais tem sido a distribuição do processamento em uma rede de computadores. Já foram pesquisados diversos modelos para obter essa distribuição, e um dos que tem se mostrado mais promissor é aquele no qual o controle da distribuição é efetuado diretamente pelo sistema operacional. Um sistema operacional desse tipo é chamado de sistema operacional distribuído[TAN85], e seu principal objetivo e fornecer a seus usuários a ilusão de uma maquina uniprocessadora constituída pela soma dos recursos oferecidos pelos componentes da rede. A forma de realizar tal ilusão é o sistema operacional controlar a utilização dos recursos distribuídos para o usuário, independentemente de onde estejam localizados, a medida que sejam requisitados e estejam disponíveis. Esta sendo desenvolvido no CPGCC da UFRGS o projeto DIX, cujo objetivo é o desenvolvimento de um Sistema Operacional Distribuído. Para o desenvolvimento desse projeto, foi tornado como base o sistema operacional MINIX. As principais razoes dessa opção foram: o alto grau de modularidade do MINIX, a utilização do paradigma de troca de mensagens para comunicação entre processos e a sua disponibilidade. A plataforma de hardware inicial para o desenvolvimento do projeto é um grupo de estações de trabalho Proceda. Tais estações caracterizam-se por possuir internamente dois elementos processadores distintos. O projeto DIX teve inicio com o porte do sistema operacional MINIX para o ambiente multiprocessador heterogêneo das estações. Devido a necessidade de comunicação entre as estações e a indisponibilidade de hardware adequado para tal, foi desenvolvida uma forma alternativa de comunicação, baseada na utilização da interface paralela existente nas estações. Este trabalho descreve o núcleo do sistema operacional. A filosofia adotada foi torná-lo o mais simples possível, colocando em processos servidores, externos ao núcleo, grande parte das tarefas. Outro objetivo foi alterar o mínimo possível a interface original do MINIX, para que as camadas superiores do sistema continuassem em funcionamento. Dessa forma, a principal função do núcleo é fornecer aos processos mecanismos para troca de mensagens e transferência de dados entre processos. Foi desenvolvido um método para a identificação global dos processos, que permite identificar cada processo do sistema de forma unívoca e um mecanismo de comunicação entre processos que suporta transparência de localidade, migração de processos e falhas em nodos da rede. / One of the modern trends in Computer Science has been the use of distribution to improve system performance. Many models of distribution have been proposed, and the most promising one is that in which the distribution is directly controlled by the operating system. Such type of system is called a distributed operating system[TAN85], and its main goal is to provide its users an illusion of an uniprocessor system more powerful than its components. The operating system controls the utilization of the distributed resources in a transparent way, in order to present such illusion to its users. There is a project, named DIX, under development at CPGCC/UFRGS, whose goal is to gather experience in the field while developing a distributed operating system. The MINIX operating system has been chosen as a software basis for the project, because of its high degree of modularity, its message passing IPC paradigm and the availability of its source code. The initial hardware configuration is a set of Proceda workstations. Those workstations have two distincts processors that can run in parallel. The project was started with the porting of MINIX to the workstations' heterogeneous multiprocessor environment. Due to the need of information exchange among the workstations and to the unavailability of suitable communication hardware, an alternative communication scheme was developed. This work describes the kernel of the operating system. The adopted methodology was to keep it as simple as possible, putting a great number of tasks in server processes outside the kernel. Another goal was to preserve the MINIX original interface, so that the upper layers of the system could remain functional. So, the main purpose of the kernel is to supply an efficient message exchange mechanism. That mechanism supports locality transparency: the sender of a message is not aware of the destination location, and it is even possible that processes migrate. A method has been developed for the global unique identification of processes.