Architectures intergicielles pour la tolérance aux fautes et le consensus

par Khaled Barbaria

Thèse de doctorat en Informatique et réseaux

Sous la direction de Laurent Pautet.

Soutenue en 2008

à Paris, ENST .

mots clés

• Logiciels médiateurs
• Traitement réparti

Résumé

Middleware technologies have been widely adopted to design and develop general purpose distributed applications. The efficiency of these technologies encourages to study their compatibility with the stringent requirements of some domain-specific real time and critical applications. These requirements are hard to achieve and may be incompatible with the objectives of reusability and cost reduction. We enhance a middleware architecture said "schizophrenic" that enables for genericity and extreme reusability with services for consensus and fault tolerance. The integration of these services follows two principles. On one hand, we conserve the properties of the original architecture. On the other hand, we capture and respect the constraints and requirements that come with critical and dependable applications. First, the principles and propeerties of the schizophrenic architecture are detailed. Then, the theory of fault-tolerance and of consensus as well as the FT CORBA standard are presented. These theoretical studies allowed us to isolate the useful abstractions and concepts to design services for fault tolerance and consensus. Finally, we present the realisation of these services. Our proposal is based on PolyORB a middleware developed at ENST. Test scenarios and performance measures complete our study and validate our propositions.

Titre traduit

Middleware architectures for fault tolerance and consensus

Résumé

Le succès des intergiciels dans le cadre du développement de systèmes d'information ``généralistes'' comme les applications Web, encourage leur utilisation pour le développement d'autres applications plus spécifiques et plus exigentes en qualité de service , comme les applications temps réel ou même certaines applications critiques. Nous partons d'une architecture intergicielle dite schizophrène ayant des propriétés de généricité et de configuration. Cette architecture est renforcée pour supporter deux catégories de services pour la tolérance aux fautes et le consensus. La conservation des propriétés de l'architecture de base ainsi que le respect des contraintes posées par les applications critiques et sûres de fonctionnement sont les principaux objectifs de nos propositions. Les principes et les propriétés de l'architecture schizophrène sont détaillés. Ensuite, nous menons des études approfondies de la théorie de la tolérance aux fautes et du consensus ainsi que de la norme FT CORBA. Ces études nous permettent de généraliser les différents concepts et d'isoler les différentes abstractions utiles afin de proposer deux architectures pour un service de tolérance aux fautes compatible avec la norme FT CORBA et pour un service générique de consensus. Nous montrons que la conception de ces services maximise leur configurabilité. Après les propositions d'architectures, nous décrivons la réalisation effective de ces deux services. Nous nous basons sur PolyORB, un integriciel développé à l'ENST. Des scénarios de test et des mesures de performances complètent notre étude et valident nos propositions.