Protocolo NOPaxos tolerante a falhas bizantinas

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise comparativa e a integração de dois algoritmos de replicação de estado de máquinas voltados para tolerância a falhas, com foco na aplicação de técnicas avançadas para melhorar o desempenho em cenários distribuídos. O primeiro algoritmo, NoPaxos, propõe uma abordagem que elimina grande parte da sobrecarga tradicional do Paxos, utilizando um mecanismo de ordenação de mensagens na camada de rede, denominado Ordered Unreliable Multicast (OUM). Esse protocolo busca atingir alta consistência de réplica sem a necessidade de coordenação em todas as requisições, o que resulta em uma latência e throughput significativamente próximos aos de um sistema não replicado. O segundo algoritmo avaliado é uma versão modificada do NoPaxos, ajustada para tolerar falhas bizantinas, utilizando o mecanismo de Unique Sequential Identifier Generator(USIG). A modificação apesar de simples gera alguns custos computacionais a mais devido a assinatura e verificação de assinatura, e do ponto de vista lógico o armazenamento da chave privada. Os experimentos realizados demonstraram que, apesar da adição de complexidade para suportar falhas bizantinas, a arquitetura combinada mantém um desempenho aceitável, com um aumento moderado de latência devido ao tempo adicional necessário para a assinatura e verificação de pacotes. A integração desses algoritmos propõe um novo paradigma para a replicação de máquinas de estado em sistemas distribuídos, oferecendo um equilíbrio entre desempenho e tolerância a falhas, adequado para aplicações críticas em datacenters modernos.