Hybrid synchrony virtual networks

Abstract

Nas últimas três décadas de pesquisa em Sistemas Distribuídos (SDs), um aspecto central discutido é o de sincronia. Com um sistema assíncrono, não fazemos suposições sobre velocidades de execução de processos e / ou atrasos de entrega de mensagens; Com um sistema síncrono, fazemos suposições sobre esses parâmetros [Sch93b]. Sincronismo em SDs impacta diretamente a complexidade e funcionalidade de algoritmos tolerantes a falhas. Uma infra-estrutura síncrona contribui para o desenvolvimento de sistemas mais simples e fiáveis, mas tal infra-estrutura é muito cara e às vezes nem sequer viável de implementar. Uma infra-estrutura totalmente assíncrona é mais realista, mas alguns problemas foram mostrados como insolúveis em tal ambiente através do resultado de impossibilidade por Fischer, Lynch e Paterson [FLP85]. As limitaçes tanto em ambientes totalmente síncronos como totalmente assíncronos levaram ao desenvolvimento de sistemas distribuídos como síncronia parcial [CF99, Ver06]. Em um estudo de funcionalidade de sistemas distribuídos síncronos parciais e de propriedades de Redes Virtuais (RVs), descobrimos que existem vários desafios para este tipo de sistemas que podem ser resolvidos com RVs devido às propriedades que a virtualização traz. Por exemplo a) partilha de recursos fornecida por RVs permite diminuir o custo ao partilhar a parte síncrona da infra-estrutura física, b) isolamento fornecido por a natureza da RVs, isso pode beneficiar os SDs coexistentes na mesma infra-estrutura física que exigem certo nível de isolamento,c) resiliência garantido através do processo de alocação de recursos de Redes Virtuais, isso permite alocar recursos de reposição ao lado dos primários para redes virtuais que exigem garantias de disponibilidade, por exemplo, SDs tolerantes a falhas. Em nosso trabalho, argumentamos que as RVs e um adequado processo de alocação de recursos das RVs oferecem um ambiente adequado para executar aplicativos distribuídos com sincronia parcial. Isto levou à abstração de um novo tipo de RVs: As Redes Virtuais com sincronia híbrida (RVSHs). Nesta tese, apresentamos a idéia geral das Redes Virtuais com sincronia híbrida motivado pelos SDs com síncronia híbrida, e dividimos nosso trabalho em duas partes: a) EspaçoRVSHs propostos pelo SDs com sincronia híbrida em espaço, e b) Tempo-RVSHs propostos pelo SDs com sincronia híbrida em tempo. No SDs com síncronia híbrida em espaço, a infraestrutura é composta de subconjuntos de componentes síncronos e assíncronos, e cada um desses subconjuntos mantém seu status de sincronia através do tempo (i.e., os subconjuntos síncronos permanecem síncronos e os assíncronos permanecem assíncronos). No SDs com síncronia híbrida em tempo, a infra-estrutura é composta de subconjuntos de nós e laços que podem alternar seu status de sincronia através do tempo (i.e., os componentes se comportam de forma síncrona durante os intervalos de tempo e de forma assíncrona durante outros intervalos de tempo). As principais contribuições desta tese são: a) caracterizam os RVSHs em seus dois tipos Espaço-RVSHs e Tempo-RVSHs para refletir tanto a natureza de sincronia em espaço e em tempo; b) propor uma estrutura adequada para o processo de alocação de recursos para ambos Espaço-RVSHs e Tempo-RVSHs, e c) fornecer uma avaliação dos modelos propostos para RVSHs.