Evaluation of partitionable replication protocol improvements in an enterprise JavaBeans environment

Abstract

Replizierung von Daten ist eine weit verbreitete Technik, um Fehlertoleranz für bessere Verfügbarkeit im Falle von System- und Verbindungsfehlern zu erreichen. Verbindungsfehler können zu Netzwerkpartitionen führen, die von sogenannten partitionierbare Replikationsprotokollen gehandhabt werden. In früheren Arbeiten wurde im Rahmen des Forschungsprojektes ``Dependable Distributed Systems'' ein ``Prim ary-per-partition'' Protokoll für die Enterprise JavaBeans Umgebung entwickelt. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist das Design und die Implementierung eines Replikationsprotokolls, welches auf diesem ``Primary-per-Partition'' Ansatz basiert. Dazu ist auch ein zentral konfigurierbares History Service entwickelt worden, welches dem Speichern von Zuständen und Operationen in der zugrunde liegenden Middleware dient. Diese Arbeit fokussiert auf die ``Reconciliation'' Phase, in der verschiedene, vorher getrennte, Partitionen wieder zusammengeführt werden um einen systemweit konsistenten Zustand zu erlangen. Dieses neue Replikationsprotokoll ist geprüft und mit der vorherigen Lösung verglichen worden. Es zeigt sich, dass die Verteilung von Replikaobjekten mit dem neuen Protokoll deutlich schneller funktioniert. Das Erreichen von ``Constraint Consistency'' mittels des Protokolls ist auf zwei verschiedene Arten implementiert. Beide Mechanismen haben eine erwartet gute Performance und benötigen eine vergleichbare Zeitspanne um Constraint Consistency wieder herzustellen.<br />

Replication is often used to provide fault tolerance for better availability in case of node and link failures. Link failures may lead to network partitions that have to be addressed by partitionable replication protocols. In the past, a primary-per-partition protocol has been implemented for Enterprise JavaBeans within the Dependable Distributed Systems research project. Within this master's thesis, an enhanced version of this protocol is designed and implemented based on the primary-per-partition approach in combination with a centralized configurable history service for logging states and operations. This work further focuses on the reconciliation phase where the different partitions have to be made consistent again. The new replication protocol is examined and compared to the given primary-per-partition protocol. It is shown that the propagation of replicas occurs clearly faster with the new protocol. Additionally, the re-establishment of constraint consistency is implemented in two different ways. Both mechanisms perform well and need nearly the same amount of time to provide constraint consistency again.