CONTRIBUIÇÕES PARA REPLICAÇÃO MÁQUINA DE ESTADOS PARALELA E PARTICIONADA
ALUNO: Tarcisio Ceolin Junior
ORIENTADOR: Dr. Fernando Luis Dotti
BANCA EXAMINADORA: Dr. Odorico Machado Mendizabal (INE/UFSC), Dr. Rogerio
Correa Turchetti (PPGEPT/UFSM), Dr. Luiz Gustavo Leão Fernandes (PPGCC/PUCRS)
DATA: 28 de março de 2023
LOCAL: Videoconferência
HORÁRIO: 12:00
Link para acessar a videoconferência
RESUMO:
O uso crescente de serviços online tem gerado a necessidade de arquiteturas que ofereçam alta disponibilidade e desempenho. Nesse contexto, a técnica de Replicação Máquina de Estados (RME) é uma das soluções mais utilizadas em diversos setores da computação, como computação em nuvem, sistemas de banco de dados, mecanismos de sincronização e comunicação confiável. O conceito de RME é simples: como todas as réplicas executam comandos deterministicamente na mesma ordem, as mesmas mudanças de estado após a execução de cada comando são realizadas entre todas as réplicas do sistema, garantindo consistência forte. No entanto, esse mesmo modelo básico de funcionamento da RME limita o desempenho da técnica. Para aumentar a escalabilidade da técnica de RME foram propostas diferentes estratégias. Uma possível estratégia para obter ganhos com a técnica é através do melhor aproveitamento dos múltiplos núcleos de processamento comumente disponíveis em servidores modernos. Diferentes arquiteturas paralelas de RME foram formuladas com soluções que introduzem concorrência na ordenação e execução de comandos, considerando que requisições não conflitantes podem ser processadas em paralelo sem afetar a consistência forte. Por outro lado, protocolos de consenso generalizado trabalham com a mesma noção de conflito: comandos que não conflitam não necessitam de ordenação durante o consenso. Nesta primeira parte do trabalho propõe-se, o uso de informações de conflito provenientes do consenso generalizado para a subsequente execução paralela de comandos na RME. Esta proposta, ainda não encontrada na literatura, foi descrita, implementada e avaliada, mostrando ganhos de desempenho. Outra estratégia utilizada para aumentar a escalabilidade da técnica de RME é através do particionamento do estado, permitindo que partições trabalhem de forma independente. Além da ordenação de comandos para cada partição, comandos multi-partição necessitam de ordenação entre as partições envolvidas. Neste contexto o multicast atômico é uma abstração fundamental pois captura os requisitos de confiabilidade e ordenação. ByzCast [CCB +18] é o primeiro protocolo de multicast atômico tolerante a falhas bizantinas. Para reusar soluções de ordenação para o caso bizantino, ByzCast faz uso de uma estrutura em árvore para disseminação de mensagens entre as partições envolvidas, sendo cada partição implementada por um conjunto de réplicas atuando em consenso bizantino. Neste trabalho, estendemos ByzCast de um protocolo de multicast atômico tolerante a falhas bizantinas para uma RME particionada com tolerância a falhas bizantinas. Para tal, definimos e discutimos diferentes estratégias de tratamento da
requisição e do retorno da resposta aos clientes da RME.
