Visões progressivas de computações distribuidas

Um checkpoint é um estado selecionado por um processo durante a sua execução. Um checkpoint global é composto por um checkpoint de cada processo e é consistente se representa urna foto­grafia da computação que poderia ter sido capturada por um observador externo. Soluções para vários problemas em sistemas distribuídos necessitam de uma seqüência de checkpoints globais consistentes que descreva o progresso de urna computação distribuída. Corno primeira contri­buição desta tese, apresentamos um conjunto de algoritmos para a construção destas seqüências, denominadas visões progressivas. Outras contribuições provaram que certas suposições feitas na literatura eram falsas utilizando o argumento de que algumas propriedades precisam ser válidas ao longo de todo o progresso da computação. Durante algumas computações distribuídas, todas as dependências de retrocesso entre check­points podem ser rastreadas em tempo de execução. Esta propriedade é garantida através da indução de checkpoints imediatamente antes da formação de um padrão de mensagens que poderia dar origem a urna dependência de retrocesso não rastreável. Estudos teóricos e de simu­lação indicam que, na maioria das vezes, quanto mais restrito o padrão de mensagens, menor o número de checkpoints induzidos. Acreditava-se que a caracterização minimal para a obtenção desta propriedade estava estabelecida e que um protocolo baseado nesta caracterização precisa­ria da manutenção e propagação de informações de controle com complexidade O(n2), onde n é o número de processos na computação. A complexidade quadrática tornava o protocolo base­ado na caracterização mimimal menos interessante que protocolos baseados em caracterizações maiores, mas com complexidade linear.A segunda contribuição desta tese é uma prova de que a caracterização considerada minimal podia ser eduzida, embora a complexidade requerida por um protocolo baseado nesta nova caracterização minimal continuasse indicando ser quadrática. A terceira contribuição desta tese é a proposta de um pequeno relaxamento na caracterização minimal que propicia a implementação de um protocolo com complexidade linear e desempenho semelhante à solução quadrática. Como última contribuição, através de um estudo detalhado das variações da informação de controle durante o progresso de urna computação, propomos um protocolo que implementa exatamente a caracterização minimal, mas com complexidade linearA checkpoint is a state selected by a process during its execution. A global checkpoint is composed of one checkpoint from each process and it is consistent if it represents a snapshot of the computation that could have been taken by an external observer. The solution to many problems in distributed systems requires a sequence of consistent global checkpoints that describes the progress of a distributed computation. As the first contribution of this thesis, we present a set of algorithms to the construction of these sequences, called progressive views. Additionally, the analysis of properties during the progress of a distributed computation allowed us to verify that some assumptions made in the literature were false. Some checkpoint patterns present only on-line trackable rollback-dependencies among check­points. This property is enforced by taking a checkpoint immediately before the formation of a message pattern that can produce a non-trackable rollback-dependency. Theoretical and simula­tion studies have shown that, most often, the more restricted the pattern, the more efficient the protocol. The minimal characterization was supposed to be known and its implementation was supposed to require the processes of the computation to maintain and propagate O(n2) control information, where n is the number of processes in the computation. The quadratic complexity makes the protocol based on the minimal characterization less interesting than protocols based on wider characterizations, but with a linear complexity. The second contribution of this thesis is a proof that the characterization that was supposed to be minimal could be reduced. However, the complexity required by a protocol based on the new minimal characterization seemed to be also quadratic. The third contribution of this thesis is a protocol based on a slightly weaker condition than the minimal characterization, but with linear complexity and performance similar to the quadratic solution. As the last contribution, through a detailed analysis of the control information computed and transmitted during the progress of distributed computations, we have proposed a protocol that implements exactly the minimal characterization, but with a linear complexit