Adaptive Fault-Tolerant Replication Protocols

Maciej Zbierski

Abstract

Byzantine fault-tolerant (BFT) replication enables creating distributed services which remain available even when a subset of server nodes, on which the service is deployed, fail arbitrarily. While countless BFT replication protocols have been proposed in the literature, practically all existing solutions fail to guarantee high performance, which remains unaffected by varying environment conditions. This thesis analyzes whether, and to what extent enhancing Byzantine fault-tolerant replication protocols with adaptivity could improve their performance and resilience. Unlike traditional approaches, the BFT solutions introduced and analyzed in this thesis change their behavior based on the observed system properties, such as for instance parameters of client requests, server workload or type of exhibited faults. Additionally, the thesis introduces a novel, universal method for constructing adaptive systems from traditional BFT replication protocols, enabling the resulting solutions to dynamically adjust to the properties of the environment.
Rodzaj dyplomuPraca doktorska
Autor Maciej Zbierski (WEiTI / II)
Maciej Zbierski
- Instytut Informatyki
Tytuł w języku polskimAdaptacyjne protokoły replikacji tolerujące błędy bizantyjskie
Języken angielski
Jednostka dyplomującaWydział Elektroniki i Technik Informacyjnych (WEiTI)
Dyscyplina naukiinformatyka / dziedzina nauk technicznych / obszar nauk technicznych
Data rozpoczęcia28-01-2014
Data obrony06-12-2016
Data zakończenia 13-12-2016
Promotor Janusz Sosnowski (WEiTI / II)
Janusz Sosnowski
- Instytut Informatyki
Recenzenci zewnętrzni Bogdan Wiszniewski - Politechnika Gdańska (PG)
Bogdan Wiszniewski
-

Franciszek Seredyński - [Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego (UKSW)]
Franciszek Seredyński
-
- Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego
Paginacja 178
Słowa kluczowe w języku polskimprotokoły replikacji tolerujące błędy bizantyjskie, algorytmy adaptacyjne, skalowalność, grupowanie żądań, replikacja maszyny stanu, systemy rozproszone, niezawodność
Słowa kluczowe w języku angielskimByzantine fault tolerance, adaptive BFT, scalability, request batching, state machine replication, distributed systems, dependability
Streszczenie w języku polskimReplikacja tolerująca błędy bizantyjskie jest metodą pozwalającą na implementację rozproszonych usług sieciowych zachowujących dostępność nawet w trakcie arbitralnej awarii podzbioru serwerów, na których taka usługa jest rozlokowana. Mimo iż literatura zawiera liczne przykłady protokołów replikacji tolerujących błędy bizantyjskie, praktycznie żadne istniejące rozwiązanie nie jest w stanie zapewnić akceptowalnej wydajności nie podlegającej jednocześnie wpływowi zmiennych warunków panujących w środowisku systemu rozproszonego. Niniejsza rozprawa analizuje w jakim stopniu wprowadzenie koncepcji adaptacyjności do protokołów replikacji tolerujących błędy bizantyjskie jest w stanie wpłynąć na poprawę ich wydajności i stabilności. W przeciwieństwie do poprzednich podejść, systemy przedstawiane i analizowane w niniejszej rozprawie zmieniają swoje zachowanie, parametry konfiguracyjne bądź tryby pracy, dostosowując się do zaobserwowanych zmian w środowisku systemu rozproszonego, bazując na przykład na właściwościach żądań otrzymywanych od klientów, obciążeniu serwerów, czy też rodzaju występujących błędów. Dodatkowo, rozprawa proponuje nową, uniwersalną technikę konstruowania adaptacyjnych systemów opartych o tradycyjne protokoły replikacji tolerujące błędy bizantyjskie, pozwalającą na tworzenie rozwiązań potrafiących dynamicznie dopasować się do warunków panujących w środowisku systemu rozproszonego.
Klasyfikacja PKT4100
Klasyfikacja KBN28 Informatyka
Klasyfikacja europejska80-30
Plik pracy
Zbierski_doktorat .pdf 8.81 MB
Recenzje
Recenzja pracy Macieja Zbierskiego wykonana przez prof dr hab. inż. Franciszka Seredyńskiego z dnia 30-09-2016
330.64 KB
Recenzja pracy Macieja Zbirskiego wykonana przez prof. dr hab. inż. Bogdana Wszniewskiego z dnia 15-07-2016
4.64 MB
Inne pliki
abstract-Zbierski.pdf 206.95 KB

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót