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.

Orientador: Ricardo de Oliveira Anido / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:46:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_LeonardoLeiria_M.pdf: 1817080 bytes, checksum: e223a750bcebd0d02b1ff29f8e7cd9e2 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

[pt] A utilização de tolerância a falhas na construção de aplicações em sistemas distribuídos é, em geral, uma tarefa complexa. Para facilitar esta tarefa, pode-se utilizar um ambiente de desenvolvimento que forneça técnicas padronizadas e ferramentas para o suporte a tolerância a falhas. Com esse objetivo, foi concebido um suporte especializado para a tolerância a falhas. Parte deste suporte foi implementado e adicionado ao ambiente RIO (Reconfigurable interconnectable Objects) O RIO é centrado no conceito de módulos configuráveis que se comunicam por interfaces bem definidas. O suporte a tolerância a falhas é obtido a partir de técnicas baseadas em replicação de módulos de software. Como exemplo, são apresentadas três técnicas de replicação, Replicação Passiva Reserva Quente, Replicação Ativa Competitiva e Replicação Ativa Cíclica, bem como o suporte concebido e implementado para as mesmas. Os detalhes relevantes desta implementação são discutidos e, finalmente, apresenta-se conclusões e sugestões para trabalhos futuros. / [en] The use of fault tolerance in the construction of distributed systems applications is usually a complex task. To make this task easier, a development environment may be used including standard techniques and tools for the support of fault tolerance. With this purpose, a specialized fault tolerance support was concepted. Part of this support was implemented and added to the RIO (Reconfigurable interconnectable Objects) environment. The RIO is based on the concept of configurables modules. Well defined interfaces are used to modules comunication. The fault tolerance support is obtained by software replication based techniques. Three replication techniques examples are presented, Hot Standby Passive Replication, Competitive Active Replication and Ciclic Active Replication, as well as the designed support for them. Important implementation details are discussed and, finally, conclusions and sugestions for future work are presented.

[pt] A soma dos gastos associados ao desenvolvimento de software é o fator preponderante na composição do custo total dos sistemas de computação. Desta forma, deve-se procurar otimizar o processo de desenvolvimento visando minimizar o custo do software sem incorrer em perda de qualidade do sistema como um todo. Este trabalho apresenta um experiência de utilização de uma metodologia de desenvolvimento de software no ambiente de construção e suporte a sistemas distribuídos RIO. A metodologia adotada é baseada no conceito de abstrações e usa uma linguagem especializada (SPEC) para a descrição de especificações. Conceitos de lógica são também utilizados para formalizar o comportamento da aplicação e de seus componentes, o que facilita o uso de procedimentos automatizados para a detecção de erros e simplificação das especificações. Os paradigmas adotados em SPEC são similares aos disponíveis para a concepção e construção de sistemas aplicativos no ambiente RIO. Isso simplifica o processo de transformação das especificações obtidas em uma implementação. / [en] The sum of costs associated to the software development is the dominant factor in the composition of the total cost of the computer systems. Thus, the software development process shoild be optimized in order to reduce its cost without incurring in losses for the overall system quality. This work presents an experience of a software methodology in the RIO environment for the support of distributed systems. The adopted methodology is based on abstractions and uses a specialized language (SPEC) for the description of the specifications. Logic concepts are also used to formalize the behaviour of the applicationa and its components This facilities the use of automatic procedures for correctness checks an simplification of the specifications. The paradigms adopted by SPEC are similar to those supported in the RIO environment. This simplifies the process of translation fo the specification into a system implementation.

[pt] Esta dissertação apresenta a descrição de um pré-processador projetado e implementado especificamente para suportar uma extensão para a linguagem de programação Pascal. Este pré-processador produz um texto fonte em Pascal pronto para ser compilado. A extensão foi projetada especialmente para suportar o desenvolvimento de sistemas distribuídos destinados ao suporte de aplicações de tempo real. Esta extensão provê definição de tarefa, declaração de porta e comunicação por troca de mensagens. / [en] This dissertation presents the description of a preprocessor designed and implemented specifically to support an extension of the Pascal programming language. This preprocessor produces a Pascal source text ready for compilation. The extension was designed specially to support real-time applications. This extension provides task definition, port declaration, and communication via message passing.

[pt] A presente dissertação descreve as características mais relevantes encontradas na metodologia de construção de software implementada pelo ambiente P-RIO. Este ambiente foi construído sobre a plataforma PVM, visando reunir em um só sistema as abstrações de alto nível para a modularização, paralelização e configuração gráfica de aplicações, e a portabilidade oferecida pela máquina virtual. A metodologia proposta facilita a reutilização do software e a manutenção de sistemas, permitindo maior eficiência no processo de desenvolvimento de aplicações distribuídas e paralelas. Além disso, o suporte à operação oferecido por P-RIO permite que usuários, sem um grande treinamento prévio, possam criar sistemas computacionais relativamente complexos. A implementação do ambiente inclui uma interface gráfica e uma linguagem de configuração integradas ao sistema, que provêem facilidades para a construção, depuração e gerenciamento de aplicações. São apresentados, também, alguns exemplos de aplicações que utilizam a metodologia P-Rio. / [en] This dissertation describes the most relevant characteristics of the software construction methodology implemented by the P-RIO environment. This environment was built on the PVM platform, attempting to combine in a single system the high-level facilities for modularity, parallelization and graphic configuration of applications, and the portability offered by the virtual machine. The proposed methodology simplifies software maintenance, improving efficiency in the development process of distributed and parallel applications. Besides, the operation support offered by P-RIO allows users, with little training, to build relatively complex computational systems. The environment implementation includes a graphic interface and a configuration language, integrated to the system, that provide facilities for construction, debugging, and management of applications. Several examples of applications based on the P-RIO methodology are also presented.

[pt] Este trabalho descreve uma arquitetura associada a uma metodologia, que unifica diversos modelos e mecanismos usados na construção de software para ambientes distribuídos. A metodologia distingue a construção dos componentes (módulos) de um sistema através da programação, da efetiva construção do sistema por meio da configuração. A metodologia baseia-se no conceito de objetos, associado a uma diferente forma de encapsulamento mais adequada ao caso distribuído. Também é apresentada uma implementação compatível com os conceitos, que procura atender aos requisitos da metodologia, fornecendo meios para a construção dos componentes, uma linguagem especializada de configuração e um ambiente de suporte à operação. / [en] This work describes an architecture and an associated methodology that unifies several models and mechanisms employed to build distributed systems. The methodology distinguishes the building of the system components (modules) from its effective construction during an explicit separate configuration activity. The methodology is based on the concepts of objects associated with a type of the architectural concepts to meet the methodology requirements, providing pratical means to define components and their interactions, a specialized configuration language and an operational support environment.

[pt] A demanda por serviços diversificados em aplicações distribuídas impõe a necessidade de um modelo de comunicação flexível e modular, que possa acomodar continuamente novas funções e requisitos. Neste trabalho apresenta-se o modelo de comunicação adotado no ambiente RIO, que inclui uma metodologia para a construção de aplicações distribuídas e permite selecionar a forma mais adequada para comunicação entre seus módulos. Isto requer o suporte de um sistema de comunicação multiprotocolo, que se adapte a requisitos heterogêneos. São discutidos também a implementação, pontos relevantes ao desempenho do sistema e propostas de otimização. / [en] The distributed applications demand diversified services leads to the necessity of a modular and flexible communication model, that can host, continuously, new communications functions and requirements. The communication model adopted by the RIO environment is presented, which includes a distributed application construction methology and permits the selection of the most adequate form of communication between its modules. This feature demands the support of a multiprotocol communication sysstem, that can fulfill heterogeneous requirements. Implementation, performance aspects and optimization proposals are also discussed.

El trabajo consiste en la implementación y análisis de seguridad de un sistema distribuido de respaldo de datos, usando redes punto a punto, resistente ante fallas producto de ataques masivos de virus o gusanos. En la fase inicial del trabajo se estudian dos protocolos de comunicación para el sistema: el protocolo simple (o básico) y el protocolo avanzado. En el protocolo simple, cada usuario, a través de un password, genera claves para cifrar los respaldos y para firmar los mensajes que se envían a los demás participantes. Ambos sistemas permiten garantizar la autenticidad, integridad y confidencialidad de los datos respaldados ante fallas masivas ocasionadas por ataques de virus y gusanos. Sin embargo, este protocolo no es seguro en escenarios donde los virus o gusanos pudieran activamente atacar el sistema de respaldo - por ejemplo, un virus que obtiene las claves y, con ello, realiza falsos respaldos o borra respaldos antiguos. Además, el protocolo alcanza algunas propiedades interesantes de seguridad sólo bajo el supuesto que ciertas condiciones - más bien exigentes - se cumplen, algo difícil de garantizar en todos los escenarios. Es por esto que se propone y analiza un protocolo avanzado, el cual logra evitar las limitaciones del protocolo básico ocupando técnicas criptográficas más sofisticadas aunque potencialmente de mayor costo. Desde un punto de vista formal, la seguridad de ambos protocolos es analizada utilizando el paradigma de composición universal (o Universal Composability en Inglés). El objetivo es realizar una demostración matemática y rigurosa de la seguridad de los protocolos distribuidos propuestos. En este trabajo también se documenta el diseño y desarrollo de una implementación del protocolo básico. La aplicación se implementó usando componentes de manera que sea extensible a incorporar nuevas herramientas y mejoras. Finalmente, se analiza la incorporación de un sistema de reputación al sistema de respaldo propuesto. Con esto se pretende evitar que algunos usuarios hagan mal uso del sistema.

[pt] Neste trabalho defenderemos a tese de que funções e continuações como valores de primeira classe constituem uma boa base para construção de abstrações que se beneficiem do comportamento assíncrono da programação distribuída orientada a eventos.Propomos e desenvolvemos o sistema ORFEO, baseado na linguagem LUA 34, que atribui às funções remotas o mesmo status de primeira classe de funções locais.O sistema também possui a propriedade de tratar continuações como valores de primeira classe, permitindo capturar o que resta a ser executado do processamento de um evento.A aplicação dessas duas propriedades, funções remotas e continuações como valores de primeira classe, em um contexto de comunicação por eventos permite que um desenvolvedor possa construir abstrações de objetos distribuídos e de sincronização sem precisar de primitivas especiais no sistema.O resultado une a expressividade de uma linguagem procedural de técnicas funcionais e mecanismos de extensão presentes na linguagem LUA.