Sistemas Distribuidos Informe

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI Facultad de Ingeniería de Sistemas y de Ingeniería Civil Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA TIENDA ON-LINE PARA VENTAS DE VIDEO JUEGOS APLICANDO PRINCIPIOS BÁSICOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS

Integrantes

:    

Arenas Da Cruz, Elfer Joann Cabrejos Acosta, Jorge Luis Huanio Reátegui, Joselin Piero Laulate Panduro, Cristhian

Docente

:

Ing. Hiram Díaz Arévalo

Curso

:

Sistemas Distribuidos

PUCALLPA - PERÚ Diciembre 2012

Sistema de Venta de Video Juegos On-Line

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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA TIENDA ON-LINE PARA VENTAS DE PELÍCULAS APLICANDO PRINCIPIOS BÁSICOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS

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DEDICATORIA Este trabajo va dedicado a todas aquellas  personas interesadas en el desarrollo de software y su uso respectivo a empresas, como también a las personas que nos alientan día a día a seguir encaminados a ser profesionales.

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INTRODUCCION Nuestro objetivo va a ser el desarrollo de una tienda On-Line, enfocada a la venta de películas. La aplicación a desarrollar, SkullPlayDown ofrecerá la funcionalidad que disponen las tienda en la red, dispondrá de un catálogo de productos de material informático donde se podrá visualizar sus características técnicas más importantes y por supuesto tendremos la opción de poder comprarlos. Esta aplicación a desarrollar incorporará los principios fundamentales de un Sistemas Distribuido, como lo es la replicación y consistencia de datos, la tolerancia a fallas, seguridad, sincronización. Nuestra aplicación tendrá clasificados los productos por categorías, además para poder facilitar la localización de nuestro material informático, se dispondrá de una pequeña aplicación que realizará la búsqueda por palabras clave. Solo se le permitirá comprar productos a los usuarios registrados, el sistema contara con solo un tipo de usuario genérico. El sistema contara con una interfaz para el administrador, que además de disponer de las funcionalidades anteriores podrá gestionar el catálogo de productos, administrar clientes, categorías, y se le brindara información en tiempo real de los productos vendidos. En resumen se trata de desarrollar una aplicación para facilitar la venta de material informático así como ayudar a su gestión, de una forma sencilla y clara para los usuarios y el administrador de la aplicación. Los objetivos concretos consistirán en:   

Mostrar un catálogo de los productos a nuestros posibles clientes. Permitir la compra de los productos que aparezcan en nuestra aplicación. Facilitar el mantenimiento de dicho catálogo.

Los resultados y productos que se piensan obtener:  

Una aplicación web para dar a conocer nuestros productos. Facilitar la gestión tanto del material como de los usuarios.

El método para guiar el desarrollo del proyecto se basará en las siguientes etapas:      

La especificación de requisitos basada en la definición de casos de uso. El proceso de análisis basado en modelos UML. La definición de la arquitectura basada en tres capas. Diseño e implementación de una tienda virtual La codificación de un prototipo de la aplicación. La realización de pruebas técnicas del sitio Web.

Los recursos disponibles consistirán en: 

Un entorno de diseño Web basado en herramientas convencionales. XAMPP el cual incluye PHP5, MySQL y Apache.

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Un servidor Web.

CONTENIDO DEDICATORIA....................................................................................................................... 3 INTRODUCCION ................................................................................................................... 4 1.

PLANEAMIENTO DEL PROYECTO ............................................................................... 6

1.1. Datos Generales ............................................................................................................. 6 1.1.1. 1.2.

Título ........................................................................................................................ 6 Planeamiento del Proyecto .......................................................................................... 6

1.2.1.

Descripción del Proyecto ......................................................................................... 6

1.2.2.

Antecedentes del Proyecto ...................................................................................... 6

1.2.3.

Formulación del Proyecto......................................................................................... 7

1.3.

Objetivos ..................................................................................................................... 7

1.3.1.

Objetivo Generales .................................................................................................. 7

1.3.2.

Objetivos Específicos ............................................................................................... 7

2.

MODELADO DEL NEGOCIO .......................................................................................... 8

1.1Documento de Visión del Negocio ..................................................................................... 8 1.1.1 Introducción .................................................................................................................. 8 1.1.2 Descripción General.................................................................................................... 11 3.

MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 13

3.1.

Sistema Distribuido.................................................................................................... 13

3.2.

Tolerancia a Fallas .................................................................................................... 14

3.3.

Replicación y Consistencia ........................................................................................ 15

3.3.1.

Replicación ............................................................................................................ 15

3.3.2.

Consistencia .......................................................................................................... 16

3.4.

Principio de Seguridad en Sistemas Distribuidos ....................................................... 17

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1. PLANEAMIENTO DEL PROYECTO 1.1. Datos Generales 1.1.1. Título DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA TIENDA ON-LINE PARA VENTA DE VIDEO JUEGOS APLICANDOS PRINCIPIOS BÁSICOS DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS “

”

1.2. Planeamiento del Proyecto 1.2.1. Descripción del Proyecto El desarrollo del proyecto de una Tienda On-Line SkullPlayDown para ventas de video juegos consiste; en una tienda o store on-line la cual incorporara las funcionalidades de una tienda en red; la cual estará enfocada a la venta de video juegos. La aplicación contara con una lista de catálogos muy detallado y distribuidos por categorías de todos los video juegos ofrecidos; también habrá una opción de registros para clientes nuevos, cada cliente dispondrá de un carrito de compras en el cual podrá adicionar todos los productos que él quisiera comprar. El sistema contara con una interfaz para el administrador, que además de disponer de las funcionalidades anteriores podrá gestionar el catálogo de productos, administrar clientes, categorías, y se le brindara información en tiempo real de los productos vendidos. El desarrollo de este sistema lo realizamos mediante la aplicación de conceptos y principios de los sistemas distribuidos como lo es en este caso la aplicación de conceptos de seguridad; en los cuales involucramos lo referente al control de acceso, la validación y verificación de usuarios, así mismo usamos técnicas de cifrado o encriptación para las contraseñas de acceso de los usuarios. Del mismo modo emplearemos conceptos de replicación y consistencia de datos, la tolerancia a fallas, la sincronización. El sistema está desarrollado en una estructura cliente servidor.

1.2.2. Antecedentes del Proyecto En la actualidad no conocemos de la aplicación de conceptos y principios de Sistemas Distribuidos en una Tienda On-Line de venta de video juegos.

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1.2.3. Formulación del Proyecto ¿De qué maneramejorará el uso de conceptos y principios de Sistemas Distribuidos en la creación de una Tienda On-Line de Venta de Video Juegos?

1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo Generales Elevar los niveles de eficiencia y eficacia de la Tienda On-line de Venta de Video Juegos; así como también mejorar el rendimiento y confiabilidad del mismo.

1.3.2. Objetivos Específicos   

Mostrar un catálogo de los productos a nuestros posibles clientes. Permitir la compra de los productos que aparezcan en nuestra aplicación. Facilitar el mantenimiento de dicho catálogo.

Realizar el análisis y el diseño para implementar conceptos y principios de sistemas distribuidos para una Tienda On-Line de Venta de Video Juegos.

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2. MODELADO DEL NEGOCIO 1.1 Documento de Visión del Negocio Eldesarrollodeunaaplicacióndeunatiendavirtualde productosinformáticos y  juegos,se vaadesarrollar enbaseal estándardeespecificación derequisitos desoftwareIEEE 830/98.

1.1.1 Introducción En este apartado vamos a pasar a describir, el propósito, su ámbito, definiciones, acrónimos y abreviaturas, las referencias de la especificación y la visión global de nuestro proyecto.

1.1.1.1 Propósito La ERS (especificación de requisitos) nos servirá de base para desarrollar nuestra aplicación Web en forma de una tienda virtual de venta de productos informáticos y juegos, detallar los requisitos de diseño de interfaz, contenidos y funcionalidad de la misma. Así como la especificación de los objetivos que queremos conseguir.

1.1.1.2 Ámbito Nuestro proyecto consistirá en la creación de una tienda virtual enfocada a la venta de productos informáticos y juegos, la cual estará dirigida hacia todo tipo de usuarios, tanto usuarios domésticos como a usuarios de ámbito profesional. En nuestra Web SkullPlayDown se podrá navegar dentro de un catálogo de productos, de forma libre sin necesidad de que el usuario se registre, estas consultas se harán a través de las distintas categorías existentes además de poder realizar una búsqueda, con una pequeña aplicación mediante palabras clave. Dentro de las categorías se encontrarán todos los productos clasificados, será el administrador el responsable de realizar la gestión de este material así como su correcta organización. Todos los productos constarán de una descripción, fotografía, precio y se podrá añadir a nuestro carrito de la compra, para efectuar la compra de cualquier producto añadido a nuestro Sistemas Distribuidos

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carrito, el usuario deberá darse de alta en nuestra base de datos o si ya lo está, identificarse. La gestión de nuestra Web será realizada por un usuario especial, el administrador, en el cual recaerá la responsabilidad de realizar el mantenimiento del catálogo de productos, altas y bajas de material, así como de gestionar pedidos y usuarios.

1.1.1.3 Definiciones Acrónimos y Abreviaturas Tienda virtual:  Esté término hace referencia a la aplicación informática capaz de ofrecer acceso a productos donde estos se pueden comprar y pagar por mediación de cualquier medio electrónico a través de la red. Donde se suelen dar servicios muy similares a los de una tienda física Login: Es el nombre con el que se identifica a un usuario, que con anterioridad ha realizado un proceso de registro, suele formarse con un código alfanumérico de varios dígitos. Dependiendo de la aplicación se le pueden asignar distintos roles y accesos. Password:  palabra de paso o clave se acceso, permite el acceso a una persona, se le pueden asignar permisos. Compuesta al igual que el login por un conjunto alfanumérico de varios dígitos. Usuario anónimo: Usuario que visita el portal y del cual no se tiene información de registro. Usuario registrado:  Usuario que ha realizado el proceso de registro y por lo tanto se dispone de información personal para identificarlo y personalizar su visita a la Web. Servidor:   Máquina que se encarga de ejecutar la aplicación para que los usuarios, clientes, puedan acceder a recursos y páginas. Cliente:  Cualquier elemento de un sistema de información que requiere un servicio mediante el envió de solicitudes al servidor. Navegador:  Aplicación para visualizar documentos WWW y navegar por Internet. En su forma más básica son aplicaciones hipertexto que facilitan la navegación por los servidores de navegación de Internet.

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Protocolo:   Conjunto de reglas y/o procedimientos para la transmisión de datos que ha de ser observado por los dos extremos de un proceso comunicacional. Acrónimos: HTML: HyperText Markup Language. Lenguaje de marcado de hipertexto, es el lenguaje estándar para describir el contenido y apariencia de las páginas en la Web. Web: Por esté término se conoce a WWW ( World Wide Web), le red de redes, es básicamente un medio de comunicación de texto, gráficos y otros objetos multimedia a través de internet. HTTP: Hyper Text Transfer Protocol, protocolo de transferencia de hipertexto, es el método más común de intercambio de información en la Web. PHP: Es un lenguaje de programación interpretado, diseñado originalmente para la creación de páginas Web dinámicas, usado en el lado del servidor. MySQL: Es un sistema de gestión de base de datos relacional, multihilo y multiusuario. SQL: Lenguaje de consulta estructurado, structured query language, es un lenguaje declarativo de acceso a base de datos relacionales que nos permite especificar diversos tipos de operaciones en estas. WAMP: Usado para describir un sistema de infraestructuras de internet que usa, Windows como sistema operativo,  Apache como servidor Web, MySQL como gestor de base de datos y PHP como lenguaje de programación. CSS: Cascading Style Sheets, hojas de estilo en cascada, es un lenguaje usado para definir la presentación de un documento escrito en HTML o XML. JavaScript:  es un lenguaje de scripting basado en objetos no tipeado y liviano, utilizado para acceder a objetos en aplicaciones, no requiere compilación. UML:  Unified Modeling Language, Lenguaje Unificado de Modelado, se trata de un lenguaje gráfico para construir, documentar, visualizar y especificar un sistema software.

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IEEE:  Institute of Ekectrical and Electronics Engineers , es una asociación técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización. 1.1.1.4 Visión Global Vamos a centrar la especificación de requisitos en la descripción de la aplicación, sus características, sus restricciones generales, sus funciones, sus supuestos y dependencias, que son las que nos aportarán una mayor información del proyecto a desarrollar. Cuando terminemos de desarrollar la descripción general, pasaremos a la descripción de los requisitos específicos de nuestra aplicación.

1.1.2 Descripción General En la descripción general se aborda la perspectiva del producto, los distintos usuarios que utilizarán la aplicación, restricciones, supuestos y dependencias de nuestro proyecto.

1.1.2.1 Perspectiva del Producto SkullPlayDown, nuestra aplicación, realizará las funcionalidades normales que implementa cualquier tienda virtual, venta y búsqueda de productos, en nuestro caso material informático y juegos, la gestión y administración tanto de productos como de usuarios y pedidos.

1.1.2.2 Funciones del Producto Clasificaremos las funciones de nuestra aplicación en bloques.

Funciones de búsqueda.   Cualquier usuario que acceda a nuestro portal Web, este registrado o no, podrá realizar búsquedas de material en el catálogo a través de las diferentes categorías definidas así como una búsqueda automatizada. Cuando el usuario encuentre el producto se mostrará la imagen del mismo, con su precio, opción para visualizar sus detalles y añadir a al carrito de la compra. Funciones de compra. Para poder finalizar la compra de un producto el usuario deberá identificarse o en el caso que no esté registrado realizar la operación de registro. Sistemas Distribuidos

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Funciones de gestión . Las funciones de gestión solo podrán llevarse a cabo por el administrador, será el encargado de realizar altas y bajas de productos así como de la edición o rectificación de estos. También gestionará las distintas categorías del catálogo de productos, creando o eliminando según crea conveniente, además de poder eliminar usuarios, consultar pedidos y modificar su estado, así como listar productos, usuarios, categorías y pedidos. 1.1.2.3 Características del Usuario Nuestro sistema constará de tres tipos de usuarios que son los que podrán interactuar con nuestra Web: Usuario anónimo, usuario registrado y usuario administrador.

Usuario anónimo:  Podrá realizar consultas al catálogo de productos y navegar de forma libre por la zona pública de la Web. Ver productos, descripciones de productos…

Usuario registrado: Es aquel usuario que habrá efectuado su alta en el sistema y que por lo tanto sus datos están en nuestra base de datos. Estos usuarios podrán realizar las funciones de usuario anónimo y podrán efectuar finalizar las compras añadidas al carrito de la compra. Usuario administrador: Este usuario será el encargado de realizar todas las funciones de gestión del sistema, modificaciones, listados, mantenimiento de la base de datos y comprobación del buen funcionamiento de la Web.

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3. MARCO TEÓRICO 3.1. Sistema Distribuido Los Sistemas Distribuidosson un conjunto de computadoras independientes que aparece ante sus usuarios como un sistema consistente y único: 

Se implementa mediante una capa de software que opera sobre el Sistema Operativo: middleware.

Es un sistema de software construido sobre una red: ejemplo WWW: World Wide Web: sistema que ejecuta sobre Internet. En general se consideran sistemas distribuidos, en sentido amplio, a los sistemas en que:   

Existen varias cpu conectadas entre sí. Las distintas cpu trabajan de manera conjunta.

Ventajas de los Sistemas Distribuidos frente a los centralizados. Una razón para la tendencia hacia la descentralización es la economía. Herb Grosch formuló la que se llamaría “Ley de Grosch”: El poder de cómputo de una cpu es proporcional al cuadrado de su precio: 

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Si se paga el doble se obtiene el cuádruple del desempeño. Página 13

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Fue aplicable en los años setentas y ochentas a la tecnología mainframe. No es aplicable a la tecnología del microprocesador.

La solución más eficaz en cuanto a costo es limitarse a un gran número de cpu baratos reunidos en un mismo sistema. Los sistemas distribuidos generalmente tienen en potencia una proporción precio / desempeño mucho mejor que la de un único sistema centralizado.  Algunos autores distinguen entre: 4 o

o

Sistemas distribuidos: están diseñados para que muchos usuarios trabajen en forma conjunta. Sistemas paralelos: están diseñados para lograr la máxima rapidez en un único problema.

Una ventaja potencial de un sistema distribuido es una mayor confiabilidad:  Al distribuir la carga de trabajo en muchas máquinas, la falla de una de ellas no afectara a las demás: o o o

La carga de trabajo podría distribuirse. Si una máquina se descompone: Sobrevive el sistema como un todo.

Otra ventaja importante es la posibilidad del crecimiento incremental o por incrementos: o

o

o

Podrían añadirse procesadores al sistema, permitiendo un desarrollo gradual según las necesidades. No son necesarios grandes incrementos de potencia en breves lapsos de tiempo. Se puede añadir poder de cómputo en pequeños incrementos.

3.2. Tolerancia a Fallas La tolerancia a fallas es considerada la principal característica que debe de tener un sistema distribuido para alcanzar el principio de transparencia.Para lograr la tolerancia a fallos se necesita de una buena comunicación entre procesos distribuidos y sobretodo de una correcta coordinación entre procesos Sistemas Distribuidos

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Un Sistema Distribuido en base a la coordinación de sus procesos puede ser:  

Asíncrono: no hay coordinación en el tiempo. Síncrono: se suponen límites máximos para el retraso de mensajes.

El primer factor a tomar en cuenta es que el canal de comunicación esté libre de errores (canal confiable).Para garantizar que el canal sea confiable se debe de realizar lo siguiente:   

Retransmisión de mensajes. Debe haber redundancia de canales La entrega de un paquete sea dentro de un tiempo límite especificado

En general, se considera que los canales de comunicación son fiables y que cuando falla la comunicación es debido a la caída del proceso.  Algunos fallos en el funcionamiento de un sistema pueden originarse por:   

Especificaciones impropias o con errores. Diseño deficiente de la creación del software o el hardware. Deterioros o averías en al hardware.

Prevención y Tolerancia a Fallos Existen dos formas de aumentar la fiabilidad de un sistema.  

Prevención de fallos: Se trata de evitar que se implementen sistemas que pueden introducir fallos. Tolerancia a fallos: Se trata de conseguir que el sistema continué funcionando correctamente aunque se presenten algunos fallos.

3.3. Replicación y Consistencia 3.3.1. Replicación Los datos en nuestro sistema consisten en una colección de elementos llamados objetos. Un objeto podría ser un archivo o un objeto en Java. La replicación de datos es utilizada para el mantenimiento automático de copias de datos en múltiples computadoras, por ejemplo el almacenamiento de datos provenientes de servidores Web en la memoria caché. Es una técnica para la mejora de los servicios que ofrecen los sistemas distribuidos porque proporciona una mejora del rendimiento de los servicios e incrementa su disponibilidad y lo hace tolerante a fallos. Sistemas Distribuidos

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Su objetivo es que las operaciones de los clientes sobre las réplicas se realicen de forma consistente y con un tiempo de respuesta y un caudal satisfactorio. La consistencia no se logra algunas veces debido a que las réplicas de un cierto objeto no son necesariamente idénticas, al menos no en cada instante de tiempo particular. Algunas réplicas pueden haber recibido actualizaciones que otras no hayan recibido.

¿Porque replicar? Confiabilidad:  

Continuidad de trabajo ante fallas. Mayor cantidad de copias mejor protección contra corrupción de datos.

Rendimiento:   

Escalabilidad en número. Escalabilidad en área geográfica (menor tiempo de acceso a copias cercanas). Consulta simultánea de datos.

3.3.2. Consistencia La consistencia de los datos es definida entre el programador y el sistema, que garantiza que si el programador sigue las reglas, la memoria será consistente y el resultado de las operaciones de memoria será predecible. Los lenguajes de alto nivel, tales como C, C++ y Java, respetan parcialmente este modelo traduciendo operaciones de memoria en operaciones de bajo nivel para preservar la memoria semántica. Para mantener el modelo, los compiladores pueden reordenar algunas instrucciones de memoria, y las llamadas a las bibliotecas como pthread_mutex_lock(), encapsular la sincronización necesaria. En general no es aceptable que distintos clientes obtengan diferentes resultados al acceder a los mismos datos. Como mínimo no es aceptable si el resultado lleva a una inconsistencia detectable y significativa entre diferentes aplicaciones o incluso dentro de una misma aplicación. Los ejemplos incluyen: Sistemas Distribuidos

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Linealizable (también conocido como el estricta o consistencia atómica) Consistencia secuencial: El resultado de una ejecución es el mismo si todas las operaciones (lectura y escritura) de todos los procesos sobre el dato fueran ejecutadas en algún orden secuencial y las operaciones de cada proceso individual aparecen en esta secuencia en el orden especificado por su programa. Consistencia de causalidad Consistencia liberada Consistencia eventual Consistencia delta Consistencia PRAM (también conocido como consistencia FIFO) Consistencia débil - La consistencia débil asegura consistencia sobre un grupo de operaciones, no sobre lecturas o escrituras aisladas. Consistencia vector campo

3.4. Principio de Seguridad en Sistemas Distribuidos Podemos entender como seguridad un estado de cualquier sistema (informático o no) que nos indica que ese sistema está libre de peligro, daño o riesgo. Se entiende como peligro o daño todo aquello que pueda afectar su funcionamiento directo o los resultados que se obtienen del mismo. Para la mayoría de los expertos el concepto de seguridad en la informática es utópico porque no existe un sistema 100% seguro. Para que un sistema se pueda definir como seguro debemos de dotar de cuatro características al mismo: 



 

Integridad: La información no puede ser modificada por quien no está autorizado Confidencialidad:  La información solo debe ser legible para los autorizados Disponibilidad: Debe estar disponible cuando se necesita Irrefutabilidad: (No-Rechazo o No Repudio) Que no se pueda negar la autoría

Dependiendo de las fuentes de amenazas, la seguridad puede dividirse en seguridad lógica y seguridad física. En estos momentos la seguridad informática es un tema de dominio obligado por cualquier usuario de la Internet, para no permitir que su información sea robada. 

Aplicación - Políticas Específicas 

Polític as d e co nfi denc ialid ad :

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o o

o

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Clasificación de documentos: Los documentos son clasificados

en función de la sensibilidad de su información. Categorías: Definen particiones verticales de los niveles. Originator controlled (ORCON): Un documento sólo se libera a las personas o unidades que estén en una lista específica hecha por el inventor.  Acceso a lo total : Los usuarios están autorizados a leer sólo los valores de los datos agregados.

Pol í tic as d e int egr id ad  : o

La integridad de los documentos: Un documento no puede ser

o

modificado o sólo se puede registrar las modificaciones. Cambio limitado: Los datos sólo se pueden modificar en la forma prescripta.

tic as:   Gr up o d e po lí o

o

o

 Acciones autorizadas: Las personas sólo pueden realizar acciones

para las que fueron autorizadas. Rotación de los derechos : Una tarea no debe ser realizada siempre por la misma persona. Operación de la secuenciación: Los pasos de algunas tareas deben llevarse a cabo en un orden específico.

 Polí tic as de c on flic to d e inter eses: o

o

Política de Muralla: La información se agrupa en clases de “conflicto de intereses”. Conflicto de roles: Un usuario no puede tener dos funciones que

pueden implicar un conflicto de intereses.  Modelos de seguridad

Los modelos de seguridad son más precisos y detallados que la expresión de las políticas. o o o o o o

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Pueden describirse de manera formal o semi-formal. Pueden ser obligatorios o discrecionales. Una clasificación divide a los modelos: La matriz de acceso. Acceso basado en funciones de Control. Los modelos multinivel.

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