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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6942
Tipo do documento: Dissertação
Title: Sincronização Eficiente de CRDTs em Escala utilizando VCube-PS
Other Titles: Efficient Synchronization of CRDTs at Scale using VCube-PS
Autor: Galesky, Leonardo de Freitas 
Primeiro orientador: Rodrigues, Luiz Antonio
Primeiro membro da banca: Rodrigues, Luiz Antonio
Segundo membro da banca: Camargo, Edson Tavares de
Terceiro membro da banca: Arantes, Luciana
Resumo: Sistemas distribuídos são utilizados para construir serviços de grande escala na internet, nesse contexto modelos com menor rigor de consistência permitem otimizar a disponibili dade destes sistemas na forma de escalabilidade, latência e tolerância a falhas. Entretanto, o uso de regras mais relaxadas introduz a possibilidade de conflitos que precisam ser arbitrados pelos participantes. Para realizar esse processo de forma descentralizada os protocolos costumam usar de estratégias ad-hoc como LWW (Last Writer Wins) ou mesmo bloquear o sistema até que o estado inconsistente seja resolvido manualmente. Conflict Free Replicated Data Types (CRDTS) definem estruturas de dados que atendem a especificações matemáticas que garantem que operações podem ser realizadas de forma independente e concorrente sem qualquer forma de coordenação, permitindo ainda que regras de resolução de conflitos possam ser definidas com maior granularidade e se adaptando a especificação do domínio onde são aplicados. Este estudo apresenta o VCube-Sync, um sistema que utiliza de uma topologia de hipercubos virtuais como base para replicação de um data store baseado em Tipos de Dados Replicados e Livres de Conflitos - CRDT (Conflict-free Replicated Data Types). Hipercubos já foram empregados anteriormente como rede de sobreposição estruturada para a distribuição de mensagens devido à tolerância a falhas e latência logarítmica, permitindo ainda o desenvolvimento de heurísticas de otimização baseadas no conhecimento da configuração da sobreposição. O protocolo de replicação apresentado neste estudo foi baseado no VCube-PS explorando a sinergia entre sistemas publicação-subscrição e de replicação. O protocolo foi testado sob várias distribuições de carga e rede usando o testbed Grid5000, e os resultados foram comparados com os de outros protocolos de replicação de pesquisas recentes. Os resultados deste estudo mostram que o VCube-Sync fornece bons resultados em termos de latência, escalabilidade e uso de rede.
Abstract: Distributed systems are used to build large-scale services on the Internet. In this context, models with looser consistency guarantees allow for optimizing the availability of these systems in the form of scalability, latency, and fault tolerance. However, using more relaxed rules introduces the possibility of conflicts that need to be arbitrated by the participants. To carry out this process in a decentralized way, protocols often use ad-hoc strategies such as LWW (Last Writer Wins) or even blocking the system until the inconsistent state is resolved manually. Conflict Free Replicated Data Types (CRDT) define data structures that meet mathematical specifications that guarantee that operations can be performed independently and concurrently without any form of coordination, allowing conflict resolution rules to be defined with greater granularity and adapting to the specification of the domain where they are applied. This study presents VCube-Sync, a system that uses a topology of virtual hypercubes for replicating a data store based on CRDT (Conflict-free Replicated Data Types). Hypercubes have been previously employed as a structured overlay network for message distribution due to fault tolerance and logarithmic latency, while also allowing the development of optimization heuristics based on knowledge of the overlay configuration. The replication protocol presented in this study was based on the VCube-PS exploiting synergies between publication-subscription and replication systems. The protocol was tested under various load and network distributions using the Grid5000 testbed, and the results were compared with other replication protocols from recent research. The results of this study show that VCube-Sync provides good results in terms of latency, scalability and network usage.
Keywords: CRDT
Replicação
Sistemas distribuídos
CRDT
Replication
Distributed systems
CNPq areas: SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Campun: Cascavel
Citation: Galesky, Leonardo de Freitas. Sincronização Eficiente de CRDTs em Escala utilizando VCube-PS. 2023. 53 f. Dissertação( Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6942
Issue Date: 6-Oct-2023
Appears in Collections:Mestrado em Ciência da Computação (CVL)

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