Alta disponibilidad en máquinas virtuales con un esquema de replicación de servicios TCP/IP

Abstract

In several areas of computing such as virtualization, database systems or in the provision of network services, replication is considered as a mechanism to provide high availability systems. These systems should be active most of the time, showing almost zero downtime and minimal human intervention in the event that the implementation of a recovery process is required. Replication allows consistent data is stored in more than one site simultaneously, providing the conditions for having a high availability system. In this thesis, a replication scheme of TCP / IP services that can be run in both local area networks and wide area networks is proposed. This protocol is implemented on virtual machines managed by Xen. Each package a virtual machine receives original call is replicated to a virtual machine called replica. The main purpose of'This protocol to preserve the state of the original machine in the machine replicated for high availability proportional. The original machine can be replaced by a replica, dynamically adapting to failures. The protocol selects a machine from a list of available replicas and exchanged for the original machine characteristics to provide quality service. Requires no modifications to the TCP / IP protocol or the host or guest operating systems. The quantitative results of protocol behavior is analyzed in a real scenario with geographically distributed machines with focus on consistency and data integrity and network performance.

En varias áreas de la computación tales como en la virtualización, los sistemas de bases de datos o en la prestación de servicios de red, la replicación es considerada como un mecanismo para proporcionar alta disponibilidad a los sistemas. Estos sistemas deben permanecer activos la mayoría del tiempo, mostrando un tiempo de inactividad casi cero y una intervención humana mínima en caso de que se requiera la ejecución de un proceso de recuperación. La replicación permite que los datos consistentes se almacenen en más de un sitio de manera simultánea, proporcionando las condiciones para tener un sistema de alta disponibilidad. En esta tesis, se propone un esquema de replicación de servicios TCP/IP que pueda ser ejecutado tanto en redes de área local como en redes de área amplia. Este protocolo se implementa en máquinas virtuales manejada por Xen. Cada paquete que una máquina virtual llamada original recibe es replicado hacia una máquina virtual llamada replica. El propósito principal de ´este protocolo es preservar el mismo estado de la máquina original en la máquina replica para proporcional alta disponibilidad. La máquina original puede ser sustituida por una réplica, adaptándose dinámicamente a las fallas. El protocolo selecciona una máquina de una lista de réplicas disponibles y la intercambia por la máquina original para proveer características de calidad en el servicio. No requiere modificaciones al protocolo TCP/IP o a los sistemas operativos anfitrión o huésped. Se analizan los resultados cuantitativos del comportamiento del protocolo en un escenario real con máquinas geográficamente distribuidas con especial atención en consistencia e integridad de datos y en rendimiento de la red.