Um ambiente para ensino de algoritmos de consenso

Sistemas distribuídos são aqueles em que vários processos autônomos são executados em máquinas distintas de uma rede de computadores para a realização de uma tarefa conjunta, sendo que a comunicação entre eles é através de troca de mensagens. Uma das principais características, cada vez mais presente nesses sistemas, é o compartilhamento de informação. Isso implica que eles devem garantir que o valor dessa informação é consistente para todos os processos - podemos citar, por exemplo, a manutenção de réplicas de base de dados. Para garantir uma informação consistente, todos os processos devem convergir para um mesmo valor, obtendo um valor de consenso para a informação. Na presença de falhas, sejam elas provenientes de processo ou de comunicação, a literatura nos mostra que obter consenso torna-se um problema de solução não trivial. Dada a importância desse assunto nas aplicações atuais e a vasta literatura que dificulta o início de seu estudo, este trabalho tem como objetivo oferecer um material sucinto e didático que venha facilitar o estudo inicial sobre algoritmos distribuídos para o problema de consenso, tendo como foco principal os alunos de graduação. Para tanto, contextualizamos o problema de consenso em sistemas distribuídos; descrevemos alguns algoritmos com características semelhantes; propomos um estudo detalhado do algoritmo definido por Pease, Shostak e Lamport [1], que chamamos de Algoritmo Fundamental; e apresentamos uma arquitetura em Java como subsídio para a implementação desses algoritmos, juntamente com uma implementação exemplo do Algoritmo Fundamental.Distributed systems are those systems in which many autonomous processes are executed in different machines that belong to a computer network for the accomplishment of a cooperative task; the communication among them is carried out strictly through the exchange of messages. One of the main characteristics of these systems is replicated information sharing which means that they should guarantee that the value of this information is consistent for all the processes that have access to it. To guarantee consistency of information, all the processes should agree on the use of a same value for it. In the presence of partial failures, either caused by process or communication problems, the literature shows that reaching consensus becomes a problem of non-trivial solution. Due to its difficulty and practical importance consensus has gained momentus within the community of researchers and spawn a vast literature that makes it difficult for an undergraduate student to start its study. This research has the objective of offering some concise and didactic material to ease the initial studies of distributed consensus. In order to do that, we have contextualized the consensus problem in distributed systems; described some algorithms with similar characteristics; proposed a detailed study of the algorithm defined by Pease, Shostak e Lamport [1], which we call Fundamental Algorithm; and presented a Java based architecture as a subsidy for the implementation of these algorithms where the Fundamental Algorithm has been implemented