Evento Treinamento Interno Ttulo da Palestra Arquitetura UNIX

Evento: Treinamento Interno Título da Palestra: Arquitetura UNIX Apresentador: José Luís Vieira Carvilhe E-mail: carvilhe@celepar. gov. br Telefone: (41) 350 -5202 Data: Agosto/2001

SUMÁRIO INTRODUÇÃO OBJETIVOS ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA OPERACIONAL UNIX CONSIDERAÇÕES SOBRE O SISTEMA LINUX EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA 2

OBJETIVOS • APRESENTAR A ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX • APRESENTAR UM HISTÓRICO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR • DESCREVER O AMBIENTE UNIX DA CELEPAR 3

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX PROCESSADORES RISC/CISC – O nome RISC refere-se a "Reduced Instruction Set Computer". – O termo "Conjunto Reduzido de Instruções" define o número de ciclos de clock que o processador leva para selecionar uma instrução. – Os processadores CISC levam vários ciclos de clock para selecionar uma única instrução. Um chip RISC, por outro lado, pode selecionar e executar uma instrução a cada ciclo de clock. 4

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX PROCESSADORES RISC/CISC – Motivação original Arquitetura RISC (IBM 1970 -80) • Aumentar a velocidade de processamento em relação a arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computers); – Estratégia • Otimizar as operações mais freqüentes; – Implementação • Medir, em programas reais, que tipos de instruções ocorrem com maior freqüência; • Expressar instruções freqüentes em termos de operações simples (conjunto reduzido de instruções); 5

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX PROCESSADORES RISC/CISC – Problemas constatados nos processadores CISC • Instruções complexas são usadas raramente; • Implementação do controle é cara e complexa; • Instruções complexas podem gerar maior ciclo de clock; – Alternativa RISC • Instruções simples facilitam implementação do controle; • Ciclo de relógio pode ser menor; • Tempo de execução em geral menor; 6

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX PROCESSADORES RISC/CISC – Características principais dos processadores RISC: • Arquiteturas do tipo load/store (operandos estão sempre em registradores); • Paralelismo na execução de instruções devido ao uso de pipelining; • Tempo de acesso à memória é crítico (uso de memórias cache torna-se obrigatório); • Maior dependência do compilador para otimização de desempenho; 7

ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX PROCESSADORES ITANIUM – Projeto IA-64 “Intel Arquitecture 64” - Merceds (Intel/HP) - 1994 • Os processadores RISC e CISC estão ficando muito complexos; • Os processadores da Intel passaram a utilizar a arquitetura híbrida RISC/CISC a aprtir do Pentium Pro; • Baseado na arquitetura esperimental LIW "Large Instruction Word” - Intel chama EPIC "Explicitily Parallel Instruction Computing" (pacotres com 03 intruções); • Utilização de compiladores inteligentes. Simplificação do processador com grande parte do trabalho transferido para o compilador; • Manutenção da compatibilidade das aplicações RISC - HP-UX E CISC -Intel; • O primeiro processador da família IA-64 se chamará Itanium e estará disponível no segundo semestre de 2000 (OUTUBRO); • O IA-64 vem a confirmar a tendência de convergência das arquiteruas RISC e CISC. 8

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX ARQUITETURA DE PROCESSAMENTO PARALELO – SMP – CLUSTER – MPP 9

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX SMP - SYMMETRIC MULTIPROCESSORS – Shared Memory • Múltiplos processadores acessando a mesma memória e todos os discos; • Consumo de recursos para o controle de acesso a memória e discos. CPU 01 CPU 02 . . . CPU 03 INTERCONEXÃO MEMÓRIA GLOBAL . . . 10

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX CLUSTER – Shared Disk • Processamento e memória distribuída com capacidade de acesso aos discos de forma concorrente. CPU 01 CPU 02 . . . CPU 03 MEM 01 MEM 02 . . . MEM 02 INTERCONEXÃO . . . 11

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX MPP - MASSIVELY-PARALLEL PROCESSORS – Shared Nothing • Processamento, memória e discos distribuídos. Não requer controle de discos e memória; • Os processadores são ligados por uma interconexão de alta velocidade. INTERCONEXÃO CPU 01 CPU 02 . . . CPU 03 MEM 01 MEM 02 . . . 12

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX RELAÇÃO RISC/CISC UNIX – Existe uma forte relação entre Tecnologia RISC e Sistemas UNIX. Os principais fornecedores de tecnologia RISC existentes no Mercado disponibilizam esta tecnologia com os seus sistemas UNIX. – Principais fornecedores: • • • Power. PC - RS/6000 - IBM com o Sistema Operacional AIX; Al. PHA - Digital/Compaq com o sistema True 64; PA RISC - HP com o Sistema HP-UX; ITANIUM - HP com HP-UX; SPARC - SUN com o Sistema Solaris. 13

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX RELAÇÃO RISC/CISC UNIX – Existe da mesma forma, uma forte relação entre Tecnologia CISC e Sistemas UNIX (Groupware/Internet). Basta verificar o crescimento das distribuições Linux. – Principais fornecedores: • Intel; • AMD; • ITANIUM - HP/Intel. – Principais Sistemas: • Linux; • Unixware - SCO; • Solaris - SUN. 14

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX APLICAÇÕES RISC UNIX – Os Servidores RISC UNIX chegaram ao Brasil no início dos anos 90. E eram inicialmente utilizados para aplicações Corporativas Multi-usuárias e Banco de Dados. • Aplicações Cobol; • Progress; • Dataflex entre Outras. – Com o surgimento das Aplicações Cliente Servidor, estes Servidores passaram a representar a principal Plataforma para os Serviços de Bancos de Dados Modernos. 15

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX APLICAÇÕES RISC UNIX – Os principais Fornecedores de Bancos de Dados do mercado são portados para as plataformas RISC UNIX. – Principais fornecedores de Banco de dados: • • Oracle; Sybase; Informix; DB 2. 16

ARQUITETURA RISC/CISC UNIX APLICAÇÕES RISC UNIX – A Tecnologia RISC UNIX também é muito utilizada para as Aplicações Internet. – Os grandes Provedores de Soluções Internet e Grandes Corporações utilizam esta plataforma pela sua robustez e escalabilidade. Entre as principais aplicações disponíveis: • • Aplicações WEB; Mail; Proxy; Firewall entre outras. – Além dos serviços DNS, FTP, NFS entre outros. Desta forma, tudo que se refere a grandes aplicações Internet tem forte ligação com Sistemas RISC UNIX. 17

CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX – Origem: Bell Laboratories (New Jersey, EUA), anos 70 • Objetivo – Criar um ambiente amigável para programação e para compartilhamento de recursos. – Popularização do UNIX: • Anos 70/80 – Minicomputadores • Anos 80/90 – Servidores e Estações CISC/RISC • Anos 90 – Microcomputadores 18

CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX Sistema Operacional Interativo – Do tipo comando, resposta. Sistema Operacional Multi-Tarefa – Várias tarefas podem estar em execução simultaneamente. Sistema Operacional Multi-Usuário – Uso simultâneo por um ou mais usuários, inclusive Interface Gráfica Sistema de Arquivos do Tipo Hierárquico – Dados são guardados em arquivos; – Diretórios podem conter arquivos ou subdiretórios. Versões do Sistema Operacional UNIX: – Berkeley Unix (IBM/COMPAC), System V (SUN/SOLARIS/UNIXWARE), Híbrido (HPUX, Linux) 19

CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX Linus Torvalds (Helsinque, Finlândia) Início do desenvolvimento em 1991 a partir do MINIX Desenvolvido inicialmente para plataformas PC´s Sistema UNIX gratuito Código-fonte totalmente disponível na Internet; – Programadores em todo o mundo trabalham no seu desenvolvimento. 20

CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX Evolução do LINUX – – Desenvolvido inicialmente para PC’s Meio da década de 90, PC’s, Mac, DEC-Alpha Atualmente existem versões para PC’s, Mac, Alpha, SUN, HP, IBM, etc Desenvolvimento crescente de softwares gratuitos para Linux 21

CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX Disponibilidade – – – Código-fonte disponível via FTP; Grátis via rede, porém muito lento para download; Versões especiais, em CD-ROM (distribuições); O preço equivale ao custo da mídia mais custo da preparação do produto; Distribuições Principais: • Em Inglês: Red-Hat, Slackware, Debian, S. U. S. E, etc; • Em Português: Red Hat / Conectiva (Curitiba). Suportado por grandes fornecedores – SUN, IBM, DEC, HP, COMPAQ, DELL, entre outros 22

CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX Utilização – Empresas pequenas, médias, grandes – Estudantes e profissionais – Em universidades por alunos e professores Aplicações mais comuns – Servidores em Redes com serviços Internet gratuítos – Clusters – Está sendo adotado pelos governos do Rio Grande do Sul e Bahia, no exterior Alemanha e França – Já existe um projeto de lei tramitando na câmara estadual para a regularização do seu uso no governo do estado do Paraná; – Configurado com o produto Star. Office (SUN), torna-se uma alternativa gratuíta para o Sistemas Windows+Office – Integra Serviços de Rede Windows 23

EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR Novembro/1994 – Instalação de 04 Servidores RISC IBM 580 Janeiro/1995 – Entrada em produção do Servidor Internet da CELEPAR em Ambiente AIX Julho/1995 – Entrada em produção Servidor Notes em Ambiente IBM AIX 24

EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR Março/1997 – Instalação Servidor RISC SP 305 com 03 Nodes – Instalação Servidor RISC Control Workstation E 30 Junho/1998 – Migração das Aplicações de Bancos de Dados para o Ambiente SP – Implantação do Sistema SIDEAM Julho/1999 – Instalação dos 03 Servidores HP 9000 25

EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR Julho/1999 – Migração do Servidor Notes do Estado para um dos Nós do Ambiente SP Julho/1999 – Migração das Aplicações Internet (WEB, MAIL. . . ), Firewall e Proxy Server para os Servidores HP 9000 26

EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR Node 01 suxcel 6 RS/6000 SP 2 1350 TPM 512 Mbytes RAM Aplicações: Banco Sybase, Geoprocessamento Servidor suxcel 5 [cw] RS/6000 E 30 850 TPM 64 Mbytes RAM 4 Gbytes Discos Aplicações: Gerência do Ambiente SP SSA 72 Gbytes Node 03 suxcel 7 RS/6000 SP 2 1350 TPM 256 Mbytes RAM Aplicações: Banco Sybase Node 05 suxcel 8 RS/6000 SP 2 1350 TPM 256 Mbytes RAM Aplicações: Gateway Sybase, Lotus Notes, Transferência de Arquivos Servidor suxcel 11 HP 9000 C 200 512 Mbytes RAM 30 Gbytes Discos Aplicações: Firewall 5 3 Barramento 10. 15. 65 1 RS/6000 SP 305 Barramento 10. 15. 61 Servidor suxcel 10 [Lepus] HP 9000 K 260 9000 TPM 512 Mbytes RAM 30 Gbytes Aplicações: Servidor E-mail, Servidor WEB, FT, Servidor DNS Servidor suxcel 4 RS/6000 580 620 TPM 384 Mbytes RAM 20 Gbytes Aplicações: ARV, Despachantes Detran, X. 25 Servidor suxcel 4´ RS/6000 580 620 TPM 384 Mbytes RAM 20 Gbytes Aplicações: Backup do Servidor suxcel 4 Servidor suxcel 9 HP 9000 K 260 9000 TPM 512 Mbytes RAM 30 Gbytes Discos Aplicações: Proxy Server Barramento 200. 238. 136 27

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE HP/9000 – DESCRIÇ O DO AMBIENTE · 02 Servidores HP 9000 K 260 · 9000 TPM por Servidor · 512 Mbytes RAM · 30 Gbytes · Sistema Operacional HP-UX 10. 20 · Conexôes Ethernet – APLICAÇÕES · Servidor DNS Internet · Servidor WEB · Serviço WWW_SQL · Servidor Proxy · Servidor Mail 28

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE HP/9000 – DESCRIÇ O DO AMBIENTE · HP 9000 C 200 · 128 Mbytes RAM · 8 GBytes Discos · Sistema Operacional HP-UX 10. 20 · Conexôes Ethernet – APLICAÇÕES · Servidor Firewall 29

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE RS/6000 IBM 580 – DESCRIÇ O DO AMBIENTE · 02 Servidores RS/6000 580 · 620 TPM por Servidor · 384 Mbytes Memória RAM por Servidor · 01 Unidade de CD-ROM por Servidor · 01 Unidade de Fita 4 mm Capacidade 4 Gbytes por Servidor · 16 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Servidor · Sistema Operacional AIX 4. 3. 2 · 19 Gbytes Discos Externos SCSI-2 para uso dos Servidores · Conexôes Ethernet 30

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE RS/6000 IBM 580 – APLICAÇÕES · Servidor ftp · Servidor X 400 · Gateway X 400/SMTP · Agencia de Rendas Virtual · DUT – Despachantes 31

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – DESCRIÇ O DO AMBIENTE 1. 03 Nodes 9076 SP 2 Wide 2. 1350 TPM por Node SP 3. 1152 Mbytes de Memória RAM Total 4. 02 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Node SP 5. Discos SSA 72 Gbytes Arquitetura SSA - Compartilhados pelos Nodes SP 6. Conexôes Ethernet, Token Ring 7. Sistema Operacional AIX 4. 2. 1 32

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – APLICAÇÕES · SYBASE SQL SERVER 11. 03 - Clientes do Estado do Paraná / Aplicações Internet · Database Gateway for DB 2 Versão 2. 03. 02 - Clientes DETRAN / SEFA · SDE – Geoprocessamento – Projeto CICOPAR · Servidor DNS Corporativo · Servidor Notes Corporativo 33

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – DESCRIÇ O DO AMBIENTE · Servidor RISC Control Workstation E 30 · 850 TMP-C · 64 MB Memória · 04 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados · 01 Unidade de CD-ROM · 01 Unidade de Fita 4 mm Capacidade 4/8 Gbytes · Conexão Ethernet · Sistema Operacional AIX 4. 1. 5 – APLICAÇÕES · Gerenciamento do Ambiente SP 305 34

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR – SEED · 02 Servidores RS/6000 F 40 · APLICAÇÕES · Servidor Notes · Servidor WWW – IPARDES · 02 Servidores RS/6000 · APLICAÇÕES · Geoprocessamento 35

DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR – PROJETO PQE - SEED/FUNDEPAR · 01 Servidor SUN Ultra 2 · APLICAÇÕES · Servidor de Banco de Dados Oracle – SINE · 01 Servidores SUN Enterprise 250 · APLICAÇÕES · Servidor de Aplicações Notes 36

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – SISTEMA MPP - MASSIVELY PARALLEL PROCESSORS – CONTROL WORKSTATION • • INSTALAÇÃO/UPGRADE VIA REDE APLICAÇÃO DE CORREÇÕES VIA REDE (NFS) – FRAME SP • HACK ONDE SÃO INSTALADOS OS NODES – NODE • MONOPROCESSADOS – – • THIN NODE - OCUPAM MEIO 1 SLOT WIDE - OCUPAM 2 SLOT MULTIPROCESSADOS – HIGH - OCUPAM 4 SLOTS 37

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – SP SWITCH • SUBSISTEMA DE COMUNICAÇÃO ENTRE OS NODES - 150 MBYTES/S – PSSP • COMANDOS PARALELOS A PARTIR DA CONTROL WORKSTATION – “dsh -a who -u” – “dsh -w n 1 et shutdown -r. F” • ADMINISTRAÇÃO CENTRALIZADA – PERSPECTIVE – SPMON – AUTO MOUNT DAEMON - AMD • MONTA OS DIRETÓRIOS HOME DE USUÁRIOS QUANDO NECESSÁRIOS, DESMONTANDO-OS EM CASO DE INATIVIDADE 38

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – AUTENTICAÇÃO KERBEROS • PERMITE O ACESSO AOS RECURSOS CLIENTE SERVIDOR DE FORMA SEGURA – FILE COLLECTION • PERMITE A REPLICAÇÃO DE INFORMAÇÕES DE USUÁRIOS, GRUPOS E DIRETÓRIOS ATRAVÉS DO COMANDO “supper”. CADA NÓ BUSCA AS ALTERAÇÕES EM TEMPOS PRÉ-ESTABELECIDOS • AS ALTERAÇÕES DE SENHAS DE USUÁRIOS SÃO FEITAS VIA TELNET NA CONTROL WORKSTATION [10. 15. 61. 30]. AS NOVAS SENHAS SÃO PROPAGADAS PARA OS NODES 39

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 – SYSTEM DATA REPOSITORY - SDR • REPOSITÓRIO CENTRAL DAS CONFIGURAÇÕES DO SISTEMA E DOS NODES DO SP – A CELEPAR UTILIZA O AMBIENTE PARA CONSOLIDAÇÃO DE SERVIDORES 40

CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305 Servidor suxcel 5 [cw] RS/6000 E 30 850 TPM 64 Mbytes RAM 4 Gbytes Discos Aplicações: Gerência do Ambiente SP Node 01 suxcel 6 RS/6000 SP 2 1350 TPM 512 Mbytes RAM Aplicações: Banco Sybase, Geoprocessamento Node 03 suxcel 7 RS/6000 SP 2 1350 TPM 256 Mbytes RAM Aplicações: Banco Sybase Barramento de Administração 10. 150 SSA 72 Gbytes Barramento Token Ring 10. 15. 62 5 Barramento Switch 10. 151 Node 05 suxcel 8 RS/6000 SP 2 1350 TPM 256 Mbytes RAM Aplicações: Gateway Sybase, Lotus Notes, Transferência de Arquivos 3 1 RS/6000 SP 305 RS-232 Barramento 10. 15. 61 41

CONCLUSÃO 42

BIBLIOGRAFIA HP-UX System and Network Administration for Experienced Unix System Administrator - 1999 - DISOP Pratical UNIX and Internet Security - Simson Garfunkel and Gene spafford - 1996 - DISOP Processamento Paralelo http: //www. lac. inpe. br/~celso/cap 334/aula 2 a/tsld 001. htm - 2000 Projeto Merced - http: //gabrieltorres. com/merced. html RISC/6000 SP instalation and Implementation - 1998 - DISOP 43

BIBLIOGRAFIA Sistema Linux - http: //www 1. univap. br/~mendes/linux/aulas. html - 2000 Sistema Linux - http: //www. ppgia. pucpr. br/~maziero/ensino/unix/ - 2000 Sun Solaris System and Network Administration - 1999 - DISOP 44