Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T08:10:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:43:22Z : No. of bitstreams: 1 143019.pdf: 2160119 bytes, checksum: 511d1dc89700ee50e9b160ac7d4072ba (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278164.pdf: 1317908 bytes, checksum: d670d306681d43ec71c6cd61ff35983f (MD5) / Esta dissertação descreve uma extensão ao Serviço de Consenso proposto por Guerraoui e Schiper. O objetivo é prover uma forma padronizada para implementar protocolos de acordo tolerantes a faltas bizantinas usando um serviço tolerante a faltas de intrusão construídos sobre tecnologias de virtualização. Para isto, implementamos um Serviço Genérico de Consenso (SGC). SGC separa as especificidades de diferentes problemas de acordo do consenso de uma forma clara, utilizando uma interação cliente-servidor, permitindo total independência entre protocolos de consenso utilizados e especializações específicas ao problema. Será mostrado o funcionamento do SGC, suas propriedades e como utilizá-lo para para resolver alguns problemas de acordo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252246.pdf: 1232707 bytes, checksum: fc444f67489ad12b2dbb5ad8e8cf777c (MD5) / Este trabalho trata do problema de previsão de perda de deadline em sistemas distribuídos de tempo real. O contexto do trabalho refere-se aos sistemas com restrições temporais não críticas. O objetivo é fornecer mecanismos de previsão de perda de deadline para melhorar o desempenho desses sistemas. São propostos diferentes mecanismos para sistemas construídos a partir de threads distribuídas. Para tanto, define-se um modelo de tarefas e uma arquitetura de sistema. O modelo de tarefas é constituído de tarefas locais periódicas com deadlines críticos e tarefas distribuídas aperiódicas com deadlines firmes. A arquitetura de sistema, presente em cada nodo, é composta por uma tarefa interceptadora e uma tarefa servidora, além de tarefas periódicas locais. A seguir, os mecanismos de previsão de perda de deadlines propostos são descritos. O mecanismo baseado em Milestones utiliza restrições temporais da thread distribuída para definir um tempo de resposta estimado (um milestone). O mecanismo de previsão baseado na folga restante (FR) considera as execuções condicionais da thread distribuída para fins de previsão. O mecanismo Aperiodic Server Queue Length (ASQ) utiliza informações a respeito da carga computacional do sistema, além de informações a respeito da thread distribuída. Os mecanismos propostos foram avaliados através de simulações, considerando diferentes contextos de execução. Os resultados mostram que os mecanismos FR e ASQ geram melhores previsões que o mecanismo baseado em Milestones. De uma maneira geral, os mecanismos de previsão fornecem uma estratégia adequada para melhorar o comportamento do sistema, porque permitem a antecipação de decisões acerca das medidas necessárias para aumentar seu desempenho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251018.pdf: 1177775 bytes, checksum: 112801a531c52754ec42b2a52918577d (MD5) / Desde o surgimento da Telemedicina na década de 60, ela vem sendo sugerida e aplicada como uma forma de prover acesso a saúde das pessoas, que estão isoladas dos grandes centros médicos. A sua disseminação e popularização trouxe alguns desafios no que tange à disponibilidade e escalabilidade dos sistemas que as suportam e, conseqüentemente, do conhecimento embutido em seus bancos de dados. Desta forma, este trabalho se propõe a realizar um estudo de estratégias de sistemas distribuídos aplicadas aos sistemas de telemedicina. Foram desenvolvidos três estudos, baseados em cenários de aplicação. São eles: agregados computacionais, bancos de dados distribuídos e sistemas de arquivos distribuídos. No primeiro cenário proposto, foi realizado um estudo para o provimento de alta disponibilidade e alto desempenho, usando agregados computacionais, para o sistema de telemedicina do Laboratório de Telemedicina da Universidade Federal de Santa Catarina. Neste cenário foram avaliados e comparados o sistema atual versus o sistema utilizando agregados computacionais. No segundo cenário foi avaliado o uso de replicação de dados assíncrona entre bancos de dados distribuídos, no sentido de integrar o conhecimento embutido nos bancos de dados médicos. Por fim, no terceiro e último cenário, foi avaliado o uso de sistemas de arquivos distribuídos como dispositivo de armazenamento de imagens médicas, no sentido de promover altos níveis de escalabilidade e desempenho para as informações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250556.pdf: 2598282 bytes, checksum: d81d0812122590acfcb56384d46f4d69 (MD5) / Nas redes de dados das operadoras de telefonia celular é fundamental que o protocolo utilizado na comunicação entre terminais seja confiável e seguro e que possa prover o máximo de garantias a integridade dos dados. Os protocolos usualmente utilizados na comunidade científica fazem parte da pilha TCP/IP. O protocolo UDP não acrescenta confiabilidade à rede e apenas implementa a multiplexação. Por outro lado, o protocolo TCP tem a vantagem de ser um protocolo confiável possuindo conexões ponto-a-ponto. Na rede de telefonia celular, considera-se nas maioria das vezes o protocolo TCP e deseja-se que as vantagens de UDP existam no TCP. Desta forma, nessa dissertação optou-se pelo estudo dos protocolos SCTP e XTP por possuírem tais características em comum e acrescentar alguns diferenciais. Entre os recursos que mais de destacam no SCTP estão a transmissão de mensagens indivisíveis, múltiplos fluxos de mensagens por conexão, variação da confiabilidade das mensagens, entre outras. Por outro lado o XTP tem como características trabalhar em aplicações de alto desempenho, e por possuir similaridades com o TCP. A proposta deste trabalho de pesquisa é de prover um estudo empírico utilizando-se dos protocolos TCP, SCTP e XTP. O estudo caracteriza-se por considerar os recursos do SCTP e XTP, a fim de demonstrar em uma rede real interna de uma operadora de telefonia móvel o diferencial dos mesmos suportando protocolos de aplicação e simulando diversas condições de rede.

A recuperação por retorno baseada em checkpointing é largamente usada como técnica de tolerância a falhas. O modelo complexo de sistemas distribuídos tem motivado o desenvolvimento de diversos algoritmos na tentativa de encontrar soluções mais simples e eficientes. Os processos que formam o sistema distribuído podem coordenar suas operações para garantir que o conjunto de checkpoints locais componha um estado global consistente (linha de recuperação). A partir desse estado, no caso de ocorrência de falhas, o sistema pode ser recuperado e a computação retomada a partir de um momento anterior ao da manifestação da falha, evitando o retrocesso para o estado inicial da computação e prevenindo a ocorrência de prejuízos com a perda de todo processamento até então realizado. No Grupo de Tolerância a Falhas da UFRGS foi proposto recentemente um algoritmo que é voltado para aplicações que executam em sistemas distribuídos assíncronos que se comunicam exclusivamente pela troca de mensagens. Ele opera com salvamento coordenado de checkpoints (não bloqueando as aplicações) e prevê o tratamento de mensagens órfãs e perdidas. Os mecanismos do algoritmo sugerem que nenhuma alteração deveria ser realizada no código das aplicações, criando a possibilidade de implementação transparente sob o ponto de vista dos usuários e dos programadores das aplicações. Como o algoritmo não requer o bloqueio das aplicações, a sobrecarga imposta pelos mecanismos à execução livre de falhas é pequena. Além disso, o processo de recuperação tende a ser efetuado rapidamente, uma vez que é garantida a existência de uma linha de recuperação consistente, facilmente identificada Este trabalho apresenta as decisões de projeto, a implementação, os resultados e a avaliação de desempenho desse algoritmo. A avaliação das alternativas de implementação resultou na decisão de uma implementação então realizada diretamente sobre o sistema operacional Linux, sem recorrer a protocolos auxiliares para garantir a execução dos serviços e sem a necessidade de adaptações no código das aplicações nem no código do sistema operacional. Adicionalmente, os resultados comprovaram a expectativa inicial de que o algoritmo causaria pouca sobrecarga no sistema (menos de 2%), embora ele ainda apresente alta dependência do tamanho dos checkpoints salvos.

Renovados são os desa os trazidos à computação distribuída pelos recentes desenvolvimentos nas tecnologias de computação móvel. Tais avanços inspiram uma perspectiva na qual a computação tornar-se-á uma entidade ubíqua em um futuro próximo, estando presente nas mais simples atividades do dia-a-dia. Esta perspectiva é motivadora das pesquisas conduzidas no escopo do projeto ISAM, as quais investigam as questões relativas ao uso da computação em ambientes móveis de larga escala. Neste trabalho é apresentado o sistema PRIMOS (PRIMitives for Object Scheduling), o qual busca, pela complementação da plataforma Java, satisfazer as emergentes necessidades do ISAM. Especi camente, o PRIMOS constitui um conjunto de primitivas para instanciação remota e migração de objetos, comunicação e monitoração, direcionadas a um ambiente de computação distribuída de larga escala de características pervasivas. A primitiva de instanciação remota disponibilizada pelo PRIMOS aumenta a plataforma Java padrão com a possibilidade de criar e ativar objetos em nodos remotos do sistema. Por sua vez, a primitiva de migração faculta a relocação de objetos. A consecu- ção de tais semânticas tem como sub-produto a de nição de semânticas para ativação e desativação de objetos, assim como para captura e restauração de contexto de execução. Sob a perspectiva da comunicação, o PRIMOS de ne um esquema de endereçamento independente de protocolo de transporte, assim como uma interface neutra para acesso às facilidades de comunicação. A integração destas funcionalidades ao mecanismo de invocações remotas da plataforma Java, o RMI, permite a desvinculação deste da pilha TCP/IP. Por conseguinte, habilita a adoção de transportes otimizados ao hardware de comunicação disponibilizado pelo sistema. No que se refere à monitoração, o PRIMOS de ne um esquema exível e extensível baseado em sensores. A exibilidade vem principalmente da possibilidade dos sensores terem seus parâmetros de operação recon gurados a qualquer momento em resposta a novas necessidades do sistema. Por outro lado, o sistema é extensível pois o conjunto de sensores básicos, ditos nativos, pode ser aumentado por sensores providos pela aplicação. Com intuito de validar as idéias postuladas, um protótipo foi construído para o sistema. Sobre este, baterias de testes foram realizadas para cada uma das primitivas constituintes do PRIMOS.

A modelagem e desenvolvimento de sistemas embarcados ("embedded systems") de forma distribuída, tende a ser uma tarefa extremamente complexa, especialmente quando envolve sistemas heterogêneos e sincronização de tarefas. Com a utilização do modelo de componentes de software é possível descrever, de uma forma simplificada, todos os elementos de distribuição e de comunicação para este tipo de sistemas. Neste sentido, a especificação de uma ferramenta capaz de auxiliar na modelagem e no desenvolvimento deste tipo de aplicação, certamente irá tornar o trabalho mais simples. Esta dissertação inicia por uma análise comparativa entre as tecnologias passíveis de serem utilizadas na definição de sistemas distribuídos heterogêneos, focando-se principalmente nas metodologias de modelagem, e nos mecanismos e middlewares de comunicação. Dos conceitos formados a partir desta análise é descrita uma ferramenta, baseada em componentes de software. A ferramenta é uma extensão do projeto SIMOO-RT, onde foram adicionados os conceitos de componente de software, biblioteca de componentes e diagrama de implantação. Além disso, foram realizadas modificações no sistema de geração de código, para dar suporte aos novos conceitos da ferramenta. A dissertação termina com a descrição de alguns estudos de caso utilizados para validar a ferramenta.

Replicação de objetos é usada para garantir uma maior disponibilidade de recursos em um sistema distribuído. Porém, com a replicação, surgem problemas como o controle da consistência das réplicas e onde estas réplicas devem estar posicionadas. A consistência é garantida por um protocolo de consistência de réplicas. Para facilitar a implementação dos protocolos de controle de réplicas, pode-se utilizar mecanismos de comunicação de grupo como suporte para a replicação. Outro problema importante que surge com a replicação é o posicionamento das réplicas. A carga de processamento em um sistema distribuído muda continuamente e num determinado instante pode ser necessário mudar a distribuição atual das réplicas pela adição de novas réplicas, remoção de réplicas desnecessárias ou pela mudança de posicionamento das réplicas. Um sistema de gerenciamento de réplicas pode realizar esta tarefa. Este trabalho apresenta o sistema RPM – Replica Placement Manager – responsável por fornecer ao serviço de gerenciamento de réplicas uma lista ordenada de nodos potencialmente ideais, num determinado momento do processamento, para receber uma réplica de um objeto. Esta lista é criada pelo RPM, considerando um pequeno conjunto de variáveis estáticas e dinâmicas, facilmente obtidas nos nodos do sistema distribuído.

Este trabalho trata da utilização de protocolos de comunicação de grupo para a disseminação de escritas em arquivos replicados. A replicação de arquivos tem como objetivo aumentar a disponibilidade dos dados mesmo mediante a ocorrência de alguma falha. Existem duas abordagens principais para a replicação de arquivos: a da cópia primária e das cópias ativas. Em ambas as abordagens é necessário que seja mantida a integridade dos dados replicados, de forma que todos cópias dos arquivos replicados estejam no mesmo estado. Essa integridade pode ser mantida pela escolha correta de uma estratégia de disseminação de escritas. Como os servidores que mantém cópias do mesmo arquivo formam um grupo de replicação, a disseminação de escritas pode ser feita através de comunicação de grupos. Neste trabalho são apresentados os sistemas de comunicação de grupo xAMp, da Universidade de Lisboa; Totem, Universidade da Califórnia; Transis da Universidade de Hebréia de Jerusalém; Horus, da Universidade de Cornell e Newtop da Universidade de Newcastle. Todos os sistemas descritos possuem características de comunicação de grupo e membership que permitem a sua utilização na disseminação de escritas para arquivos replicados. Este trabalho descreve, também, o protótipo PDERM (Protótipo para a Disseminação de Escritas em arquivos Replicados, através de Multicast), implementado para analisar o comportamento de um sistema de comunicação de grupo, o xAMp, na disseminação de escritas em arquivos replicados pela estratégia da cópia primária. Foi analisado o aspecto da manutenção da integridade das réplicas mesmo na ocorrência de falha do servidor primário.