PROYECTO DE BÚSQUEDA DISTRIBUIDA DE NÚMEROS PERFECTOS

Descripción

Este proyecto implementa un sistema distribuido para la eficiente búsqueda de números perfectos dentro de un rango numérico dado. Utilizando el framework de comunicación ZeroC Ice y una arquitectura Cliente-Maestro-Trabajadores (Master-Workers), el sistema está diseñado para escalar el procesamiento de manera paralela, distribuyendo la carga computacional entre múltiples nodos.

La identificación de números perfectos es una tarea que, para rangos grandes, puede ser intensiva en recursos. Por ello, hemos adoptado un enfoque distribuido:

• Cliente: La interfaz principal para el usuario, permitiendo la especificación del rango de búsqueda y la visualización de los resultados.
• Maestro: El componente central que recibe las solicitudes del cliente, divide el rango en subrangos manejables y coordina la distribución de estas subtareas a los trabajadores disponibles. También consolida los resultados y los envía de vuelta al cliente.
• Trabajadores: Nodos computacionales que realizan el trabajo intensivo de buscar números perfectos dentro de los subrangos asignados por el Maestro, reportando sus hallazgos de vuelta.

La comunicación entre estos componentes se maneja de forma asíncrona a través de Ice, lo que garantiza un flujo de trabajo no bloqueante y una mayor eficiencia en la interacción del sistema. El proyecto está construido con Gradle y utiliza JavaFX para la interfaz gráfica del cliente, asegurando un entorno de desarrollo y ejecución robusto y modular.

Integrantes

• Daniel Esteban Arcos Cerón                 [A00400760]      https://github.com/Darcos23

• Luna Catalina Martínez Vásquez          [A00401964]      https://github.com/LunaKtalina

• Renzo Fernando Mosquera Daza         [A00401681]      https://github.com/RenzoFernando

• Hideki Tamura Hernández                    [A00348618]      https://github.com/Hisansei

Índice

• Estructura del proyecto
• Requisitos
• Instrucciones de ejecución

Estructura del proyecto

PerfectNumbersDistributed/
├── App.ice
├── build.gradle
├── gradlew
├── gradlew.bat
├── settings.gradle
├── gradle/
│   ├── libs.versions.toml
│   └── wrapper/
│       └── gradle-wrapper.properties
├── client/
│   ├── build.gradle
│   ├── tiempos_ejecucion.txt
│   └── src/
│       └── main/
│           ├── java/
│           │   └── com/
│           │       └── example/
│           │           └── client/
│           │               ├── ClientApp.java
│           │               ├── ClientAppLauncher.java
│           │               ├── ClientNotifierI.java
│           │               └── ClientViewController.java
│           └── resources/
│               ├── client.properties
│               └── com/
│                   └── example/
│                       └── client/
│                           ├── client-view.fxml
│                           └── perfectnumbers-styles.css
├── master/
│   ├── build.gradle
│   ├── tiempos_ejecucion.txt
│   └── src/
│       └── main/
│           ├── java/
│           │   └── com/
│           │       └── example/
│           │           └── master/
│           │               ├── MasterApp.java
│           │               ├── MasterControllerI.java
│           │               └── MasterServiceI.java
│           └── resources/
│               └── master.properties
├── worker/
│   ├── build.gradle
│   ├── tiempos_ejecucion.txt
│   └── src/
│       └── main/
│           ├── java/
│           │   └── com/
│           │       └── example/
│           │           └── worker/
│           │               ├── WorkerApp.java
│           │               └── WorkerServiceI.java
│           └── resources/
│               └── worker.properties
├── doc/
|   └── Informe_PerfectNumbersDistributed.pdf
└── PerfectNumbersApp/
    └── build.gradle

Requisitos

• Java 17
• Gradle 7.5+
• ZeroC Ice 3.7.x

Instrucciones de ejecución

Para empezar la ejecución se deben tener en cuenta la siguiente información respecto a configuraciones y compilación:

Configuraciones de archivos properties

Los archivos .properties son cruciales para que los componentes se encuentren entre sí. Aquí se asume que se ejecutarán todos los componentes en el mismo equipo (localhost). Si se ejecuta en computadores diferentes, se deberá reemplazar 127.0.0.1 o localhost con la dirección IP accesible del equipo correspondiente.

• En master.properties el maestro escucha en el puerto 10000 y en todas las IPs disponibles (0.0.0.0).
• En worker.properties el worker no especifica un puerto para su propio adaptador, dejando que ICE elija uno. Se debe asegurar que el MasterService.Proxy apunte a la IP y puerto del Maestro (127.0.0.1:10000 para localhost).
• En client.properties el cliente también necesita su propio adaptador (ClientNotifierAdapter) si el Maestro va a llamarlo de vuelta. MasterService.Proxy debe apuntar al Maestro (127.0.0.1:10000 para localhost).

Compilación

Debe ejecutar en la raíz del proyecto el siguiente comando de Gradle para construir todo el proyecto. Esto incluirá la generación de las clases Java a partir de App.ice en el módulo PerfectNumbersApp, y luego la compilación de todos los módulos.

./gradlew build

Windows:

gradlew build

1. Ejecución del sistema

Luego de tener en cuenta las anteriores recomendaciones se deben seguir los siguientes pasos:

Ejecutar el comando para el slice:

gradlew.bat :PerfectNumbersApp:build

Debe ejecutar los componentes en un orden específico: primero el Maestro, luego los Workers, y finalmente el Cliente. Abra la terminal para cada componente.

1.1 Terminal Master

Estando en la raíz del proyecto ejecute el comando

./gradlew.bat :master:run

Windows:

gradlew.bat :master:run

1.2 Terminal(es) Workers

Para los trabajadores se puede abrir una nueva terminal por cada Worker que se desee iniciar (pueden iniciarse tantos Workers como se requieran), y ejecutar el comando

./gradlew.bat :worker:run

Windows:

gradlew.bat :worker:run

1.3 Terminal Client

Finalmente para el cliente se abre una nueva terminal y se ejecuta el comando

./gradlew.bat :client:run

Windows:

gradlew.bat :client:run

2. Interfaz gráfica de cliente

1. Una vez que la ventana del Cliente se abra:
   • Haz clic en el botón "Actualizar Estado del Maestro".
   • El cliente intentará conectar con el Maestro y te mostrará el estado del Maestro y el número de Workers activos. Asegúrate de que el estado sea "Conectado" y que veas el número de Workers que iniciaste.
2. Ingresa un Rango de Búsqueda (ej., Inicio: 1, Fin: 100000).
3. Ingresa el Número de Workers a Usar (ej., 2, 4, o el número de Workers que iniciaste).
4. Haz clic en el botón "Iniciar Búsqueda".
5. El cliente enviará la solicitud al Maestro. El Maestro distribuirá el trabajo a los Workers. Verás la actividad de procesamiento en las terminales del Maestro y de los Workers.
6. Una vez que los Workers terminen y el Maestro consolide los resultados, el Maestro notificará al Cliente, y los números perfectos encontrados junto con los tiempos de ejecución se mostrarán en el área de resultados del Cliente. También se registrarán en el archivo tiempos_ejecucion.txt en la carpeta client/.

Consideraciones Adicionales

• Ejecución en Diferentes Máquinas:
  • Para ejecutar en diferentes máquinas, debes reemplazar 127.0.0.1 o localhost en los archivos .properties con las direcciones IP reales y accesibles de las máquinas donde se ejecutan los servicios (Maestro, Cliente, Worker).
  • Asegúrate de que los firewalls permitan la comunicación a través de los puertos especificados (por defecto 10000 para el Maestro).
• Terminar Aplicaciones:
  • Puedes cerrar el Cliente simplemente cerrando la ventana.
  • Para el Maestro y los Workers, presiona Ctrl+C en sus respectivas terminales para terminar los procesos.
• Limpiar el Proyecto: Para eliminar los archivos generados y de compilación:

./gradlew clean