Replicação reconfigurável em sistemas de tempo real

Abstract

A automatizacao do processo de producao de uma fabrica necessita de sistemas computacionais mais robustos, disponiveis e confiaveis. Uma falha em um dos softwares responsaveis pelo controle da planta de produção pode ocasionar graves prejuízos financeiros e perda de matéria prima. A inclusão de técnicas de tolerância a falhas nos sistemas computacionais se torna, então, algo fundamental para evitar maiores danos as industrias na ocorrência de falhas nos sistemas citados. A redundância de software, por meio da replicação, tem por objetivo aumentar a disponibilidade de partes ou de todo um software através da distribuição e gerenciamento das partes replicadas em diversas maquinas da rede, garantindo que a aplicação principal não sofra uma parada devido a um único ponto falho. O trabalho proposto tem por objetivo o desenvolvimento e validação de um Gestor de Replicas, denominado GesRep, que tem a finalidade de prover o serviço de replicação de componentes e o gerenciamento das replicas criadas, através da técnica de replicação passiva. As aplicações passíveis de utilizarem os serviços do Gestor são aquelas construídas com base na arquitetura de componentes, utilizando o framework Component Integrated ACE ORB (CIAO), baseado no padrão de comunica cao distribu do CORBA. Uma aplicacao construida com base na arquitetura de componentes tem suas funcionalidades divididas em modulos distintos, tambem chamados componentes, o que facilita o reuso e incorporação de novas funcionalidades. A replicação, neste tipo de aplicação, e realizada pela duplicação dos módulos (componentes) essenciais para que, em caso de falhas, a aplicação se mantenha em funcionamento. Aplicações de controle e supervisão são críticas por estarem diretamente ligadas ao processo produtivo de uma fabrica, de modo que a ocorrência de falhas de software pode acarretar sérios danos a todo o processo produtivo. O framework Architecture for Control and Supervision (ARCOS), voltado para construção de aplicações do domínio supracitado e construído sobre a arquitetura de componentes, não possui nenhum serviço de tolerância a falhas para as aplicações construídas sobre sua estrutura. Deste modo,o Gestor de Replicas proposto terão objetivo de suprir esta necessidade, aumentando o nível de disponibilidade e, consequentemente, de confiabilidade das aplicações. Os experimentos mostraram que o overhead de recuperação do sistema aptos a ocorrência de uma falha possui tempo satisfatório, não interferindo signicativamente na performance de aplicações soft-realtime pertencentes ao dominio de controle e supervisao e reduzindo a parada do sistema por crash. Todo o processo de criacao, monitoramento e recuperação das replicas e feito de forma transparente ao usuário da aplicação.