Algoritmos auto-estabilizantes para sistemas basados en preferencias
En el presente trabajo se estudian los algoritmos auto-estabilizantes para sistemas distribuidos con el enfoque basado en preferencias. Bajo este enfoque, se define a la preferencia de un proceso como un indicador acerca de la calidad de servicio que dicho proceso puede proveer en el sistema. El est...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2011 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/2463 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2463 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Algoritmo, Fallas de sistema, Sistemas distribuidos info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3304 |
| Sumario: | En el presente trabajo se estudian los algoritmos auto-estabilizantes para sistemas distribuidos con el enfoque basado en preferencias. Bajo este enfoque, se define a la preferencia de un proceso como un indicador acerca de la calidad de servicio que dicho proceso puede proveer en el sistema. El estudio se divide en tres fases. La primera fase consiste en la generación de un historial de fallas que permita definir las preferencias de los procesos de una cadena lineal orientada; en este caso, la preferencia de cada proceso se vincula al número de fallas incurridas individualmente. Se diseña un algoritmo que utiliza el coloreado auto-estabilizante de grafos para añadir las características de detección, corrección y registro de fallas en el sistema; la suposición principal es que el cambio de color en un proceso representa una falla incurrida en el mismo. Se demuestra que el algoritmo propuesto es correcto y se establece el tiempo de ejecución. La segunda fase del estudio se enfoca al problema de elección de líder autoestabilizante bajo el enfoque basado en preferencias. El objetivo es garantizar que el líder electo siempre sea el proceso con la mayor preferencia en el sistema. En esta fase, se supone que cada proceso “conoce” de antemano su preferencia y que ésta puede variar constantemente en el tiempo. Inicialmente se diseña un algoritmo auto-estabilizante de elección de líder basado en sólo dos preferencias para cadenas lineales anónimas. Posteriormente, se diseña un algoritmo aleatorio auto-estabilizante que funciona para árboles anónimos con dos o más preferencias. Este último algoritmo garantiza la elección de líder incluso en configuraciones simétricas en el que todas las preferencias son iguales. Se demuestra que el algoritmo tiene un tiempo promedio de ejecución óptimo y se corroboran estos resultados mediante simulaciones experimentales. Finalmente, la tercera fase del estudio consiste en explorar el enfoque basado en preferencias para sistemas distribuidos desde el punto de vista de la teoría de juegos. En esta fase se plantea un juego al que se denomina el Problema de Asignación de Guardaespaldas (PAG), que ilustra el comportamiento de procesos con objetivos individuales contradictorios en sistemas distribuidos. En particular, el juego trata sobre el conflicto de intereses entre dos clases de procesos que maximizan/minimizan su distancia a un proceso especial denominado raíz. Una solución del PAG es un árbol de expansión enraizado en el que existe una condición de equilibrio con el máximo bienestar social. Se analiza la ineficiencia de los equilibrios del juego con base en un enfoque enteramente cooperativo y otro enteramente no-cooperativo. Por otro lado, se diseñan dos algoritmos, CBAP y DBAP, que proveen de soluciones aproximadas para el juego del PAG. Se demuestra que estos algoritmos siempre terminan en una configuración de equilibrio y se analiza el tiempo de ejecución con base en el enfoque de cooperación utilizado. Se realizan simulaciones experimentales para comparar la calidad de los equilibrios obtenidos por los algoritmos propuestos. Adicionalmente, se diseña una versión auto-estabilizante del algoritmo DBAP, denominado DBAP-st, que funciona bajo el enfoque enteramente no-cooperativo. Este algoritmo garantiza el restablecimiento de un equilibrio para el PAG en un sistema distribuido, incluso después de alguna perturbación en la configuración del mismo. |
|---|