Sistemas distribuídos representam uma abordagem fundamental na arquitetura de software, oferecendo vantagens cruciais para diversas aplicações. Ao descentralizar processos e recursos, esses sistemas proporcionam escalabilidade, tolerância a falhas e desempenho otimizado. 

Neste conteúdo, vamos explorar as características, desvantagens e, principalmente, as vantagens dos sistemas distribuídos, destacando seu papel crucial em ambientes modernos de computação e serviços online do mundo atual.

Boa leitura!

O que são sistemas distribuídos?

Sistemas distribuídos referem-se a uma arquitetura de software em que componentes ou processos do sistema são executados em diferentes máquinas interconectadas, geralmente através de uma rede. 

Ao contrário de sistemas centralizados, onde todas as operações ocorrem em uma única máquina, sistemas distribuídos permitem a colaboração e a partilha de recursos entre diferentes nós.

Abaixo, um vídeo curto e didático explicando o conceito de forma mais ilustrativa:

Aula 1 – Sistemas Distribuídos – Conceitos Básicos

Principais características dos sistemas distribuídos

Os sistemas distribuídos tem características importantes que os tornam únicos. Abaixo, listamos esses pontos em detalhes:

• Descentralização: em sistemas distribuídos, não há uma única unidade de controle. Em vez disso, o controle é distribuído entre os vários nós do sistema;
• Comunicação: os nós de um sistema distribuído precisam se comunicar entre si para coordenar atividades e compartilhar informações. Isso geralmente é feito através de mensagens ou chamadas de procedimentos remotos;
• Concorrência: vários processos podem estar em execução simultaneamente em diferentes nós do sistema. A concorrência é uma característica central dos sistemas distribuídos;
• Transparência: um bom sistema distribuído deve oferecer transparência aos usuários, o que significa que eles não precisam se preocupar com a localização dos recursos ou com os detalhes da comunicação entre os nós;
• Escalabilidade: sistemas distribuídos podem ser escalados facilmente, adicionando mais nós à rede para lidar com uma carga maior e, assim conquistar mais desempenho;
• Tolerância a falhas: a partir de sua natureza distribuída, sistemas desse tipo devem ser capazes de lidar com falhas em alguns dos nós sem comprometer a operação global. E esse é o caso de sistemas distribuídos que são bem tolerantes às falhas;
• Interoperabilidade: por último, vale destacar os diferentes componentes de um sistema distribuído que podem ser desenvolvidos em diferentes plataformas e linguagens, mas ainda assim, são capazes de trabalhar juntos de maneira eficiente.

Essas características podem ser observadas em sistemas de computação em nuvem, redes peer-to-peer (P2P), sistemas de gerenciamento de banco de dados distribuído, entre outros. 

Os sistemas distribuídos, nesses casos, são fundamentais para lidar com grandes volumes de dados, fornecer alta disponibilidade e escalabilidade, e possibilitar a execução de tarefas complexas que requerem a colaboração de vários recursos computacionais.

Com isso, permitem a evolução do mundo tecnológico como um todo, pois funcionam como uma base sólida para este objetivo.

Desvantagens de uso dos sistemas distribuídos

Embora os sistemas distribuídos ofereçam muitas vantagens em termos de escalabilidade, que falaremos a seguir, eles também apresentam algumas desvantagens e desafios. Abaixo listamos os principais pontos:

• Complexidade: projetar, implementar e manter sistemas distribuídos é mais complexo do que sistemas centralizados. A coordenação entre os diferentes componentes distribuídos e a gestão da comunicação entre eles exigem um maior esforço de desenvolvimento;
• Custo de desenvolvimento e manutenção: a complexidade mencionada acima muitas vezes resulta em custos mais elevados de desenvolvimento e manutenção. A exigência de uma equipe de desenvolvedores experientes e qualificadas fazem a parte financeira ser um ponto de atenção;
• Problemas de consistência: manter a consistência dos dados em sistemas distribuídos pode ser desafiador. Diferentes partes do sistema podem ter cópias diferentes dos dados, e garantir que todos os nós tenham uma visão consistente pode ser complicado;
• Latência de comunicação: a comunicação entre nós em um sistema distribuído muitas vezes envolve a transmissão de dados pela rede, o que pode resultar em latências. Isso pode ser um problema em situações em que a baixa latência é crucial, como em sistemas que operam em tempo real;
• Segurança: outro ponto desses sistemas pode ser a segurança. A comunicação entre os nós, a autenticação e a proteção contra ataques distribuídos são desafios importantes para a equipe de devs;
• Sincronização: garantir a sincronização adequada entre os diferentes componentes do sistema pode ser difícil. Problemas de sincronização podem levar a inconsistências nos dados e atrasos nas operações — ou, no pior cenário, resultam na perda de dados.
• Problemas de diagnóstico e depuração: identificar e corrigir problemas em sistemas distribuídos pode ser mais desafiador do que em sistemas centralizados. A depuração de falhas e o monitoramento da saúde do sistema podem exigir ferramentas especializadas e profissionais mais experientes.

Apesar dessas desvantagens, muitas organizações optam por sistemas distribuídos devido aos benefícios que eles oferecem. Esses benefícios serão abordados no próximo tópico.

Vantagens de uso dos sistemas distribuídos

Como falamos no início do conteúdo, os sistemas distribuídos tem características importantes para alguns tipos de sistema. Isso traz uma série de vantagens para as empresas que optam por usá-los:

• Escalabilidade: os sistemas distribuídos podem ser escalados facilmente, adicionando novos nós à rede conforme necessário. Isso permite lidar com um aumento significativo na carga de trabalho sem depender de uma única máquina ou recurso;
• Desempenho aprimorado: distribuir tarefas entre vários nós pode levar a um desempenho geral mais rápido. As cargas de trabalho podem ser distribuídas de maneira eficiente, reduzindo gargalos de desempenho e “acelerando” o software;
• Tolerância a falhas: sistemas distribuídos são projetados para serem resilientes. Isso significa que, se um nó falhar, outros podem continuar a funcionar sem interrupção. Isso aumenta a confiabilidade e a disponibilidade do sistema como um todo;
• Eficiência no uso dos recursos: armazenamento e poder de processamento, por exemplo, podem ser compartilhados entre os diferentes nós do sistema. Isso permite uma utilização mais eficiente dos recursos disponíveis;
• Localização Geográfica: pode-se distribuir os nós de um sistema em diferentes locais geográficos, o que é benéfico para reduzir a latência e melhorar o desempenho em ambientes globais. Esse é um modo de atacar o problema de latência de redes mais lentas;
• Alta disponibilidade: sistemas distribuídos, especialmente em ambientes de computação em nuvem, oferecem a capacidade de fornecer serviços continuamente em todo o mundo, garantindo alta disponibilidade, mesmo que um ou mais servidores deixem de funcionar.

Em resumo, os sistemas distribuídos são escolhidos por suas capacidades de escalabilidade, tolerância a falhas e eficiência na utilização de recursos. Essas características fazem deles uma escolha poderosa em uma variedade de cenários, desde grandes aplicações empresariais até serviços online e infraestruturas de nuvem.

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