laterceraeslavencida - Sistema Distribuido de Mandelbrot

1. Introducción

Este proyecto implementa un sistema distribuido para el cálculo del conjunto de Mandelbrot utilizando una arquitectura Master-Worker desarrollada en Rust.

La solución integra:

• Red privada virtual (VPN) con WireGuard
• Contenedores Docker para ejecución distribuida
• Comunicación eficiente entre nodos

El objetivo es aprovechar múltiples recursos computacionales para procesar imágenes fractales de alta complejidad de manera colaborativa.

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2. Objetivo General

Diseñar y desplegar un sistema distribuido funcional que permita:

• Comunicación segura entre nodos mediante VPN
• Distribución eficiente de tareas
• Procesamiento concurrente del conjunto de Mandelbrot

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3. Alcance

• Configuración de VPN tipo Hub-and-Spoke
• Implementación de nodo coordinador (Master)
• Despliegue de múltiples Workers por nodo
• Transferencia de datos (píxeles) sobre la red
• Generación y ensamblado de la imagen final

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4. Restricciones Técnicas

• No usar VPN administradas (ZeroTier, Tailscale)
• Solo software open source o freeware
• Uso obligatorio de máquinas Linux sin entorno gráfico
• Configuración manual de la VPN

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5. Arquitectura del Sistema

🔹 Topología de Red

• Hub (Coordinator): 10.10.10.1
• Workers (Peers): 10.10.10.2 - 10.10.10.4
• Puerto expuesto: UDP 51820

Modelo: Hub-and-Spoke

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🔹 Flujo del Sistema

1. El Coordinator divide la imagen en tareas
2. Los Workers solicitan trabajo (/get_task)
3. Procesan la sección del fractal
4. Envían resultados (/submit_result)
5. El Coordinator ensambla la imagen final

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🔹 Contenedores

• 4 Workers por máquina física
• Uso de network_mode: host
• Orquestación con Docker Compose

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6. Tecnologías Utilizadas

Categoría	Herramienta
VPN	WireGuard
Contenedores	Docker, Docker Compose
Backend	Rust, Axum, Serde
Infraestructura	Arch Linux, QEMU, WSL2
Testing	iperf3, ping, curl

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7. Integrantes

Usuario Git	Nombre
gabolectric	Gabriel Isai Alcaraz Suarez
rogeliovc	Rogelio Valdez Cuevas
yael	Yael Abisay Hernandez Ocegueda
axel	Axel Gonzalez Pompa

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8. Implementación Técnica

8.1 Infraestructura

• Máquinas virtuales en Arch Linux (QEMU)
• Expansión de disco de 8GB → 20GB (cfdisk, resize2fs)
• Instalación de dependencias clave

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8.2 VPN (WireGuard)

• Generación de claves con wg genkey
• Configuración de /etc/wireguard/wg0.conf
• Port forwarding en Hub
• Activación con:

sudo wg-quick up wg0