Adaptation of symmetric distributed protocols through text to the dynamicity and heterogeneity of the load of the execution environment through latency oracles.

Protocolos distribuídos simétricos pelo texto podem ser configurados quanto aos papéis assumidos pelos seus participantes durante a execução dos mesmos. Além disso, a configuração do protocolo influencia no seu desempenho quando este executa em ambientes sujeitos à carga heterogênea e dinâmica, nesse caso. podem existir configurações eficientes ou ineficientes. Observa-se que não é possível garantir uma configuração eficiente a priori em ambientes dessa natureza. Dessa forma, protocolos simétricos pelo texto podem ter seu desempenho degradado em ambientes sujeitos à carga heterogênea e dinâmica. Nesta tese investigou-se o uso de adaptação baseada em oráculos de latência, para fins de desempenho, em protocolos distribuídos simétricos pelo texto que executam em ambientes sujeitos à carga heterogênea e dinâmica. Tal investigação foi realizada através de estudas analítico e experimental sobre o desempenho de protocolos de consenso equipadoscom soluções adaptativas para o problema da ordenação de processos. O estudo analítico consistiu na elaboração de um modelo de desempenho para um protocolo de consenso adaptativo, dado em termos da definição formal de oráculos de latência proposta neste trabalho. A partir deste modelo de desempenho foi possível demonstrar a eficiência de uma solução adaptativa baseada em oráculos de latência e, por conseguinte, os ganhos de desempenho para o protocolo que a utiliza. Com esta mesma finalidade, porém usando um método diferente, o estudo experimental consistiu na realização de simulações e medições em um ambiente real. Para tal, foi projetado e implementado um subsistema de consenso adaptativo, inserido em uma aplicação para tolerância a intrusões na Internet. Realizou-se uma avaliação de desempenho comparativa, onde os resultados indicaram a superioridade do subsistema adaptativo sobre seu correspondente não-adaptativo. Ocorreram ganhos de desempenho nas simulações e nas medições, alcançando índices de até 76,1% e 45,4%, respectivamente. Tanto no estudo analítico quanto no experimental utilizou-se adaptação para resolver o problema da ordenação de processos, que caracteriza muitos protocolos simétricos pelo texto. Portanto, esta tese apresenta contribuições teóricas e práticas no contexto de protocolos simétricos pelo texto adaptativos para ambientes sujeitos à carga heterogénea e dinâmica. É importante enfatizar que o uso de oráculos de latência promove a separação de conceitos e a modularização na construção de soluções adaptativas baseadas nos mesmos, como também, favorece o estudo analítico sobre o desempenho de tais soluções.Distributed protocoLs with textual simmetry can be configured by the roles played by diíferent participauts during the executiou of the protocols. Moreover, such a configuration raay impact the performance of the protocol in a positive or negative way, depending on the configuration chosen. Ou the other hand, it is not, possible to ensure an efficient configuration a priori when considering an execution environment with heterogeneous and dynamic workload. Consequently, distributed protocols with textual simmetry may suffer performance degradation on these. environments. In this thesis we investigated the use of adaptation by means of latency oracles to improve the performance of distributed protocols with textual simmetry that execute in environments subject to heterogeneous and dynamic workload. Such an investigation was conducted through both analytical and experimental studies on the performance of consensus protocols equiped with an adaptive solution to the process ordering problem. During the analytical study it was constructed a performance model for the consensus protocol using the formal definition of latency oracles. introduced in this work. From this performance model it was possible to demonstrate the efficiency of the adaptive solution and, consequently, the performance gaias to the protocol that used it. Following the same objective, but considering a different method, the experimental study consisted of simulations and measurements in a real environment. In this case, we designed and implemented an adaptive consensus system encapsulated in an application for intrusion tolerance in the Internet. The performance of the adaptive consensus system was analyzed by means of comparison using its non-adaptive counterpart. The adaptive system outperformed the non-adaptive one in both simulations and measurements with performance gains of as much as 76,1% and 45.4%, respectively. Note that. in the analytical and experimental studies, adaptation was used to solve the process ordering problem that characterizes a number of distributed protocols with textual simmetry. Therefore, this thesis gives theoretical and practical contributions in the context of adaptive distributed protocols with textual simmetry that execute on environments subject to heterogeneous and dynamic workload. It is important to emphasize that the strategy of using latency oracles to construct adaptive solutions respects one of the most important principies of software engineermg, whieh is the separation of concerns. Futhermore, it favors the analytical study on the performance of such adaptive solutions