The fast growth of wireless networking and mobile computing devices has enabled us to access information from anywhere at any time. However, varying user needs and system resource constraints are two major heterogeneity factors that pose a challenge to information sharing systems. For instance, when a new information item is produced, different users may have different requirements for when the new value should become visible. The resources that each device can contribute to such information sharing applications also vary. Therefore, how to enable information sharing across computing platforms with varying resources to meet different user demands is an important problem for distributed systems research. In this thesis, we address the heterogeneity challenge faced by such systems. We assume that shared information is encapsulated in distributed objects, and we use object replication to increase system scalability and robustness, which introduces the consistency problem. Many consistency models have been proposed in recent years but they are either too strong and do not scale very well, or too weak to meet many users' requirements. We propose a Mixed Consistency (MC) model as a solution. We introduce an access constraints based approach to combine both strong and weak consistency models together. We also propose a MC protocol that combines existing implementations together with minimum modifications. It is designed to tolerate crash failures and slow processes/communication links in the system. We also explore how the heterogeneity challenge can be addressed in the transportation layer by developing an agile dissemination protocol. We implement our MC protocol on top of a distributed publisher-subscriber middleware, Echo. We finally measure the performance of our MC implementation. The results of the experiments are consistent with our expectations. Based on the functionality and performance of mixed consistency protocols, we believe that this model is effective in addressing the heterogeneity of user requirements and available resources in distributed systems.

We consider the problem of computing Byzantine Agreement in a synchronous network with n processors each with a private random string, where each pair of processors is connected by a private communication line. The adversary is malicious and non-adaptive, i.e., it must choose the processors to corrupt at the start of the algorithm. Byzantine Agreement is known to be computable in this model in an expected constant number of rounds. We consider a scalable model where in each round each uncorrupt processor can send to any set of log n other processors and listen to any set of log n processors. We define the loss of a computation to be the number of uncorrupt processors whose output, does not agree with the output of the majority of uncorrupt processors, We show that. if there are I corrupt processors, then any randomised protocol which has probability at least 1/2 -h 1/ log u of loss less than t 2/3 / 16fn1/3log5/3n requires at least f rounds.

Thesis (Ph. D.)--Computing, Georgia Institute of Technology, 2008. / Committee Member: Ahamad, Mustaque; Committee Member: Eisenhauer, Greg; Committee Member: Milojicic, Dejan; Committee Member: Pu, Calton; Committee Member: Schwan, Karsten.

Thesis (Ph.D.) - Carleton University, 2006. / Includes bibliographical references (p. 248-260). Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department of Electrical and Computer Engineering, 2007. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2005. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 164-173).

Orientador: Cecília Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_DouglasSiqueira_M.pdf: 1797650 bytes, checksum: ce96fe468509c785b633e1cde43729dd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Arquitetura Orientada a Serviços (Service-Oriented Architecture - SOA) _e um modelo arquitetural que visa melhorar a eficiência, agilidade e a produtividade de aplicações empresariais através do uso de serviços e composições de serviços, as quais podem ser executadas tanto de forma síncrona quanto assíncrona. Diferentes tecnologias de software podem ser usadas para implementar SOA, tais como Web services e Arquitetura de Componentes de Serviços (Service Component Architecture - SCA). A primeira _e baseada em padrões XML, ao passo que a segunda provê um modelo de componentes para implementação de serviços e composições de serviços. Em particular, quando composições de serviços assíncronos são executadas, um ou mais erros podem ocorrer concorrentemente nos diferentes serviços, possivelmente ao mesmo tempo, afetando a dependabilidade da composição. Dessa forma, mecanismos de tolerância a falhas são necessários a _m de prevenir que um defeito se manifeste na composição. Neste trabalho, apresentamos o projeto e implementação de um mecanismo de tratamento de exceções coordenadas para arquiteturas orientadas a serviços que permite a criação de composições de serviços assíncronos tolerante a falhas de uma forma flexível. Mais especifiçamente, nossa solução _e baseada em um mecanismo de tratamento de exceções global, definido pelo modelo Guardian, já que este oferece uma solução mais geral e flexível quando comparado com outras abordagens, tais como soluções baseadas em ações atômicas coordenadas. Nosso framework, denominado Guardian-SCA, foi implementado como parte do projeto Apache Tuscany SCA, usando o modelo de extensão do Tuscany e programação orientada a aspectos, aumentando assim a flexibilidade do framework / Abstract: Service-Oriented Architecture (SOA) is an architectural model that aims to enhance the efficiency, agility, and productivity of an enterprise by structuring services in terms of services compositions, which can be executed either synchronously or asynchronously. Different software technologies can be used to implement SOA, such as Web services and Service Component Architecture (SCA). The former is based on XML-based standards, while the latter provides a component model for implementing services and service compositions. In particular, when asynchronous services compositions are executed, one or more errors can occur concurrently, possibly at same time, affecting the composition's dependability. In this way, fault tolerance mechanisms are necessary in order to prevent the services compositions from reaching a failure state. In this work, we present the design and implementation of a coordinated exception handling mechanism, applicable to service-oriented architectures, which allows the creation of fault-tolerant asynchronous service compositions. More specifically, our solution is based on a global exception handling mechanism defined by the Guardian model, since it is more general and flexible when compared to other approaches, like CA Actions-based solutions. Our framework, named Guardian-SCA, was implemented as a part of the Apache Tuscany SCA project, using the Tuscany extension model and aspect-oriented programming with the aim to increase the framework's exibility / Mestrado / Sistemas de Informação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Cecilia Mary Fischer Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T04:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_PatrickHenriquedaSilva_M.pdf: 1701733 bytes, checksum: c2009f5302dc57e1c6d8e2d4a0c95c85 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Devido a grande popularização do Desenvolvimento Baseado em Componentes (DBC), ele vem sendo empregado inclusive no desenvolvimento de sistemas computacionais críticos. O emprego do DBC na construção de sistemas confiáveis evidencia a necessidade de se desenvolver componentes de software que sejam robustos e que possuam uma garantia maior do seu funcionamento correto. Tratamento de exceções é uma técnica bastante conhecida para a verificação e tratamento de erros em sistemas de software. Por'em, apesar da sua popularidade, o seu projeto e a implementação são constituídos de tarefas muito complexas que não recebem uma atenção adequada dos processos de desenvolvimento existentes. A situação É ainda mais crítica se levarmos em considera¸c¿ao os métodos para DBC. Este trabalho propõe um método para auxiliar a modelagem do comportamento excepcional de sistemas baseados em componentes, chamado MDCE+. Baseado no refinamento da metodologia MDCE, o MDCE+ apresenta dois diferenciais importantes, que reforçam o seu aspecto robusto: (i) o fato dele combinar as abordagens top-down e botton-up para o desenvolvimento de sistemas confiáveis; e (ii) o fato dele ser centrado na arquitetura. O foco na arquitetura de software contribui para uma melhor definição e análise do fluxo de exceções entre os componentes do sistema. Essa maneira estruturada de detectar e tratar exceções no contexto da ocorrência de falhas é particularmente relevante para sistemas que apresentam requisitos de confiabilidade extrema. O método MDCE+ é um método genérico que pode ser aplicada a processos de desenvolvimento modernos. Em particular, nesta dissertação o método MDCE+ foi adaptado ao processo UML Components e a uma metodologia de testes. Como maneira de avaliar esse método, foi desenvolvido um estudo de caso de um sistema financeiro real, com requisitos de tolerância a falhas. Dada a sua importância, o processo de avaliação do método MDCE+ foi dividido em tr¿es etapas: (i) preparação; (ii) execução; e (iii) análise dos resultados. Nesse estudo foi necessário tratar exceções na arquitetura do sistema, com o intuito de aumentar a disponibilidade dos serviços / Abstract: Due to the large adoption of the Component-Based Development (CBD), it has also been employed in the development of critical software systems. The development of dependable systems using the CBD paradigm evidences the necessity of developing software components that are robust and dependable. Exception handling is a well known technique for verify and treat errors in software systems. However, despite its popularity, its design and implementation are constituted of very complex tasks that do not receive the adequate attention from the existing development processes. This is still more critical in the context of CBD processes. This work presents the MDCE+, a method that assists the modeling of the exceptional behavior in component-based software development. Based in the refinement of the MDCE methodology, the MDCE+ presents two important differentials, that strengthen its robustness: (i) it combines the top-down and bottom-up strategies for the development of dependable systems; and (ii) it is centered in the software architecture. As a consequence of the focus given to the software architecture, the exceptions that flow between the system components are better defined and analyzed. This structured way to detect and to treat exceptions in the context of the occurrence of imperfections is particularly needed for developing dependable systems. The MDCE+ is a generic method that can be applied together with modern development processes. In particular, in this master thesis MDCE+ was adapted to the UML Components process and to a software test methodology. In order to evaluate this method, a case study of a real financial system with fault-tolerance requirements was developed. Given its importance, the evaluation process of the MDCE+ method was decomposed in three stages: (i) preparation; (ii) execution; and (iii) results analysis. In order to increase the services availability, in this study it was necessary to deal with exceptions in the software architecture / Mestrado / Engenharia de Software / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sotoma_Irineu_D.pdf: 1483229 bytes, checksum: 9fd71c5e3e9cefbd8ffefab03b2eb566 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Qualidade de Serviço (QoS) de detectores de defeitos determina a rapidez que um detector de defeitos q detecta a quebra de um processo p, e a precisão que q informa essa quebra. Em redes de longa distância e em redes sem fio, a ocorrência de quebras de processo, altas variações de atraso e perdas de pacotes em rajadas são comuns. Nestas condições, uma escolha adequada de parâmetros, por um configurador de detectores de defeitos, para manter o detector de defeitos satisfazendo os requisitos de QoS, é requerida. Por isso, este trabalho propõe um configurador de detector de defeitos que leva em conta a distribuição de probabilidade de comprimento de rajadas de perdas de pacotes de mensagem, através do uso de um modelo de Markov. Os resultados da simulação mostram que os parâmetros fornecidos pelo configurador proposto tendem a levar o detector de defeitos a satisfazer os requisitos de QoS em redes sujeitas a rajadas de perdas. Adicionalmente, a pesquisa mostra que é possível melhorar a precisão do detector de defeitos usando uma combinação de estimadores simples de atrasos de mensagens / Abstract: The quality of service (QoS) of failure detectors determines how fast a failure detector q detects the crash of a process p, and how accurate q informs the p crash. In wide area networks and wireless networks, the occurrence of process crashes, high delay variations and burst losses in message packets are common. In these conditions, an adequate choice in the failure detector parameters, by a failure detector configurator, to keep the failure detector satisfying the QoS requirements, is required. Therefore, this work proposes a failure detector Configurator which takes into account the probability distribution of loss burst lengths of message packets, by using a Markov model. The simulation results show that the parameters provided by the proposed configurator tend to lead the failure detector to satisfy the QoS requirements in networks subject to message loss bursts. Additionally, the work shows that is possible improve the accuracy of the failure detector by using a simple combination of simple message delay estimators / Doutorado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_ClaudioSiqueirade_M.pdf: 1911340 bytes, checksum: 98bf30359311a3a79379b1ed1c97441d (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação