Modelos de Sistema e Arquitetura

Modelos arquitetônicos descrevem como os componentes de um sistema distribuído são organizados e como a responsabilidade pela computação e pelos dados é particionada entre eles.

Definition

Um modelo arquitetônico de um sistema distribuído especifica os tipos de componentes (processos), os papéis que desempenham e os padrões de comunicação e dependência entre eles, abstraindo-se das máquinas físicas nas quais são executados.

Scope

Este tópico abrange os principais estilos arquitetônicos de sistemas distribuídos: cliente-servidor, multicamadas (n-camadas), ponto a ponto (peer-to-peer) e organizações híbridas, juntamente com padrões estruturais como arquiteturas em camadas, baseadas em objetos, centradas em recursos (REST) e baseadas em eventos. Também aborda a colocação de processos e as compensações na partição, replicação e cache de componentes entre máquinas.

Core questions

• Como a responsabilidade pela computação e pelos dados deve ser dividida entre os componentes?
• Quando uma organização ponto a ponto é preferível a cliente-servidor?
• Qual estilo arquitetônico melhor suporta escalabilidade e evolutividade para uma determinada carga de trabalho?

Key theories

Organização cliente-servidor e multicamadas

Os componentes são divididos em clientes solicitantes e servidores respondentes, e a lógica da aplicação é organizada em camadas de apresentação, processamento e dados que podem ser distribuídas independentemente para equilibrar a carga e a escala.

Organização ponto a ponto e descentralizada

Todos os nós são funcionalmente equivalentes e atuam como clientes e servidores, permitindo sobreposições auto-organizáveis sem um ponto central de controle ou falha, ao custo de mecanismos de busca e consistência mais complexos.

Arquitetura orientada a recursos (REST)

A Transferência de Estado Representacional (Representational State Transfer) estrutura um sistema em torno de recursos endereçáveis manipulados através de uma interface uniforme e sem estado, um estilo arquitetônico derivado para explicar e guiar a escalabilidade da web.

Clinical relevance

O estilo arquitetônico é a decisão inicial de maior alavancagem no projeto de sistemas: ele governa a escalabilidade, o isolamento de falhas e a independência com que as equipes podem evoluir os componentes, e fundamenta a escolha entre implantações monolíticas, de microsserviços e ponto a ponto.

History

As arquiteturas distribuídas evoluíram de mainframes centralizados para a computação cliente-servidor na década de 1980, para sistemas empresariais multicamadas e sobreposições ponto a ponto em larga escala nas décadas de 1990 e 2000, e para arquiteturas web orientadas a recursos cujos princípios foram articulados pela dissertação REST de Fielding em 2000.

Key figures

• Roy Fielding
• Andrew S. Tanenbaum
• Maarten van Steen

Seminal works

• tanenbaum2017
• fielding2000

Frequently asked questions

Qual a diferença entre um modelo arquitetônico e uma implantação física?

O modelo arquitetônico descreve componentes lógicos e seus padrões de interação, enquanto uma implantação física mapeia esses componentes para máquinas e redes reais. Um modelo arquitetônico pode ser implantado em muitas configurações físicas.