Replicacion

Replicación

Sistemas Distribuídos

Objetivos
 Aumentar la disponibilidad
 Mejorar los tiempos de respuesta
 Incrementar la tolerancia a fallas

Candidatos a replicación
 Datos (por ejemplo, una base de
datos críticos)
 Servicios:
 Comunicaciones
 Servicio de nombres
 Servicio de archivos

 Recursos en general

Concepto
 Replicación es el mantenimiento de
copias on-line de datos yotros
recursos, a fin de alcanzar mejor
perfomance, alta disponibilidad y
tolerancia a fallas
 Ejemplos de replicación en Internet:
 El servicio DNS
 El Servicio USENET (Internet News)

Mejoras en la perfomance
 Múltiples clientes accediendo a un solo
servidor lo transforman en un cuello de
botella: por encima de un nro. máximo
de requerimientos por segundo, el
tiempo medio de respuesta caesignificativamente
 Múltiples servidores atendiendo a
subconjuntos de clientes permiten
mejorar el tiempo medio de respuesta

Mejoras en la disponibilidad
 Datos replicados en dos servidores
independientes, conectados a la red
por vínculos independientes
permiten seleccionar al otro servidor
ante la falla de uno cualquiera de
ellos o de su enlace

Mejoras en la disponibilidad
 Supongamos nservidores replicados,
cada uno con una probabilidad p de
falla independiente. La disponibilidad
de los datos será:
d = 1 - (prob. todos los serv en falla) = 1 pn

Tolerancia a Fallas
 Tipos de falla cubiertos por la
replicación:
 Fallas bizantinas o arbitrarias
(resultados incorrectos)
 Fallas de parada: un componente entra
en un estado de falla detectable

Tolerancia a Fallas
 Una réplicacualquiera podrá seguir
prestando servicio ante la falla de otra
 Un conjunto de réplicas puede
producir un dato correcto mediante
una elección por mayoría, frente a
fallas aleatorias en una cualquiera de
las réplicas

Requerimientos
 Transparencia de replicación:
 Los clientes no deben tener percepción de
la existencia de múltiples copias físicas del
objeto referenciado  nombre único y
conjuntode resultados único

 Consistencia:
 Las mismas operaciones sobre los mismos
objetos hechas por distintos clientes deben
producir idénticos resultados

Operaciones de acceso a
objetos
 read: lectura del estado de un objeto
(no lo modifica)
 write: cambio del estado de un
objeto (lo modifica) también llamada
update u overwrite

Operaciones de lectura
Leer uno (primario)

lectura

Leer uno
Leerquorum

Operaciones de escritura
Escribir uno (primario)
Sobreescribir
Escritura

Escribir todos

Escribir todos los disponibles
Leer y modificar Escribir un quorum
Escribir Gossip

Modelos de Replicación
 Asíncrono:
 Todos los requerimientos de un cliente
son atendidos por su servidor local (el
mas cercano en términos de red)
 El ordenamiento de las operaciones
puede diferir entreréplicas.
 Cuando un servidor procesa un update
desde un cliente local lo propaga al resto
de los servidores de réplica

Modelos de Replicación
 Sincrónico total:
 Todo requerimiento de update se procesa
en orden temporal
 Sólo cuando todas las réplicas procesaron
la operación, el control retorna al cliente
 Es un modelo de consistencia estricta, en
el cual los tiempos de respuesta son
mayores alasíncrono

Técnicas de diseño
 Los esquemas reales utilizan un punto
intermedio entre el modelo asíncrono
y el sincrónico total:
 Esquemas basados en quorum: requieren
la participación de un subconjunto de las
réplicas activas
 Esquemas basados en causalidad:
imponen ordenamiento sólo a las
operaciones que lo requieren.

Modelo Arquitectural
Front Ends
cliente

FE

Servicio
replicado

AR
ARcliente

FE

Requerimientos
y respuestas

AR
Administradores
de réplica

Componentes del modelo
 Clientes: procesos usuarios del servicio
 Front-Ends: responsable de la
comunicación con uno o mas AR’s,
abstraen al cliente de la
implementación del servicio
 Administradores de réplica: procesos
que contienen las réplicas y efectúan
operaciones directamente sobre ellas

Implementación I: Gossip...