FTRMI: plataforma transparente tolerante a faltas para invocações remotas

Tese de mestrado em Engenharia Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012As Chamadas a Procedimentos Remotos (RPC) têm como objectivo facilitar a comunicação entre processos, mascarando-a com uma sintaxe próxima da invocação a procedimentos mas ocultando os detalhes de comunicação. Contudo, devido à evolução dos paradigmas de programação, foi necessário encontrar uma solução para a programação Orientada a Objectos (OO). As Plataformas de Objectos Distribuídos (DOF) disponibilizam as mesmas características de um RPC adaptando a tecnologia a este paradigma. A Invocação Remota de Métodos (RMI) cumpre os objectivos de um DOF. Ainda assim, a especificação desta tecnologia para Java (JRMI) é totalmente dependente do modelo cliente/servidor criando um ponto de falha no lado do servidor. As aplicações distribuídas devem apresentar uma qualidade de serviço, nomeadamente, tolerância a faltas e escalabilidade que satisfaça os utilizadores. Uma possibilidade para os sistemas computacionais cumprirem estes requisitos é a distribuição do serviço por vários servidores distintos, incentivando a tolerância a faltas e distribuição de carga. Contudo, uma sistema distribuído é mais complexo que um sistema centralizado, devido à maior diversidade de problemas a resolver. Uma abordagem clássica de tolerância a faltas é a replicação activa, onde todas as réplicas mantêm um estado coerente por executarem apenas operações deterministas e sempre pela mesma ordem. Recorrendo ao conceito de máquina de estados distribuída que concretiza a replicação activa, é possível a criação de aplicações tolerantes a faltas de forma transparente para os servidores. Este trabalho apresenta a plataforma Fault-Tolerante Remote Method Invocation (FTRMI), que proporciona ao JRMI a capacidade de replicação activa de objectos remotos. A plataforma é disponibilizada sob a forma de camada de código intermédio tornando-se totalmente transparente para o cliente e não sendo necessário qualquer alteração de código no lado servidor. O grande objectivo desta plataforma é manter transparência total para aplicações existentes implementadas em JRMI. O FTRMI foi comparado com uma solução não transparente, mas que fornece uma qualidade de serviço semelhante.In computer science, a Remote Procedure Call (RPC) is a communication mechanism that aims to hide the communication details from the programmer. Due to the evolution of programming paradigms, it was deemed necessary to apply this technique to Object Oriented (OO) programming. The solution was found on Distributed Object Frameworks (DOF), which offer the same benefits of the RPC technology, but for this paradigm. Java Remote Method Invocation (JRMI) meets the requirements of a DOF, but, by using a client/server communication model, suffers from a potential single point of failure on the server side. The distributed applications require higher quality of service and, in particular, fault tolerance and scalability. Computational systems are able to fulfil these requirements by employing multiple machines, encouraging fault tolerance and load distribution. A distributed system is, by necessity, more complex than a centralized one, to deal with problems such as heterogeneity and synchronism. However, the Group Communication Systems (GCS), whose main objective is to provide a simple interface that implements several concepts, can facilitate the implementation of replication and fault tolerance. A classical approach to achieve fault tolerance is active replication, wherein all replicas maintain a consistent state by executing deterministic operations in the same order. Using the concept of distributed state machine that implements active replication, it is possible to create fault tolerant applications transparently to the servers. This work presents Fault-Tolerant Remote Method Invocation (FTRMI) framework, that enables JRMI to support active replication on the remote objects. The platform is available in the form of middleware that becomes totally transparent to the client and doesn’t require any code changes on the server. The main objective of this platform is to maintain total transparency to existing applications already using JRMI. The FTRMI was compared to a different solution that provides a similar quality of service, but isn’t transparent