Programa

Fundamentos transversales

Marco teórico común a todas las áreas del curso. Establece los modelos y abstracciones necesarias para razonar sobre sistemas donde las fallas parciales, la ausencia de relojes globales y la concurrencia son la norma.

• Modelos arquitectónicos: cliente-servidor y peer-to-peer
• Modularidad y los límites de la transparencia
• Remote Procedure Call
• Semánticas de entrega
• Causalidad y tiempo
• Relojes lógicos y vectoriales
• Modelos de consistencia
• Modelos de falla
• Tolerancia a fallos
• Coordinación y consenso
• Servicios de coordinación: watches, locks distribuidos y leases
• Modelos de rendimiento: cuellos de botella y ley de Little
• Load balancing y routing

Áreas de aplicación

Los contenidos se organizan en cuatro áreas de aplicación que no son independientes entre sí: los mismos problemas de consenso, replicación y consistencia aparecen en todas ellas. La división busca claridad pedagógica, no fronteras rígidas.

Área 1 — Compute

Cómo coordinar múltiples nodos para ejecutar trabajo de forma correcta, eficiente y tolerante a fallos, desde los paradigmas clásicos de cómputo batch hasta los límites que los vuelven insuficientes.

• Paradigmas de cómputo distribuido
• Distribución y coordinación de tareas
• Detección y recuperación de fallos
• Cómputo batch y sus limitaciones

Área 2 — Storage

Persistir datos en múltiples nodos implica navegar trade-offs fundamentales entre consistencia, disponibilidad y performance. Esta área estudia cómo los sistemas reales resuelven esos trade-offs, desde filesystems hasta bases de datos globalmente distribuidas, y qué implica ofrecerlos como servicio gestionado.

• Filesystems distribuidos
• Replicación y sharding
• Replicación por máquina de estados distribuida
• Chain replication
• Replicación sin líder: quórums parciales y hinted handoff
• Replicación y anti-entropía
• Transacciones distribuidas
• Serializabilidad y control de concurrencia por locks
• Control de concurrencia multiversión y tiempo distribuido
• Consistencia en caches
• Trade-offs entre consistencia y disponibilidad
• Elasticidad y modelo de servicio cloud
• Serverless, SLA y operabilidad de servicios a escala

Área 3 — Stream Processing

Muchas decisiones no pueden esperar a un procesamiento batch. Esta área estudia cómo procesar flujos de datos en tiempo real con garantías semánticas precisas, y los modelos de mensajería que hacen posible la comunicación asíncrona a escala.

• Mensajería distribuida y el log como estructura unificadora
• Message Oriented Middleware
• Modelos de comunicación: request-reply, publisher-subscriber
• Colas de trabajo: entrega, reintentos y visibility timeout
• Diseño interno de un broker: persistencia, sharding y replicación
• Event streaming: log particionado y consumer groups
• Procesamiento de streams: tiempo de evento vs tiempo de procesamiento, watermarks, ventanas
• Modelo unificado batch y streaming
• Semántica exactly-once
• Pipelines secuenciales y paralelos

Área 4 — Consenso descentralizado

Todo lo anterior asume nodos que cooperan y una autoridad que decide quién manda. Esta área estudia qué queda del problema cuando se retiran ambos supuestos: cómo un sistema abierto, entre participantes que no confían entre sí, llega igual a un acuerdo sobre un único orden de eventos.

• Sistemas sin autoridad central
• Proof of work y dificultad
• Forks, longest chain y finalidad probabilística
• Modelo UTXO frente al estado global
• Máquinas virtuales distribuidas y smart contracts