Efficient incremental checkpoint algorithm for primary-backup replication

Abstract

Replication protocols are widely used for enabling fault tolerance and reliability features in distributed systems aiming fast recovery and seamless transition. In this study, we propose an efficient incremental checkpoint algorithm for primary-backup replication protocols to increase the system throughput. We developed an in-memory key-value store configured by the primary-backup replication protocol and set it up on the geographically distributed nodes of the PlanetLab overlay network. We performed measurements for metrics of interest on both the client and the primary replica side. Our findings show that the proposed incremental checkpoint algorithm not only assures 2-3 times lower average blocking times but also guarantees a near-steady minimum average blocking time./ Öz: Replikasyon protokolleri özellikle hızlı iyileşme ve kesintisiz geçiş sunmayı amaçlayan dağıtık sistemlerde yaygın kullanılan ve hata dayanıklılığı ile güvenilirlik özellikleri katan tekniklerdir. Bu çalışmada, birincil-yedek replikasyon protokolü için sistem başarımını artırmaya yönelik etkin artımlı bir denetim noktası algoritması önermekteyiz. Geliştirdigimiz bellek-içi anahtar-değer veritabanı, birincil-yedek replikasyon protokolü ve artımlı denetim noktası algoritması PlanetLab gerçek ağ senar- yoları ve coğrafi olarak dağılmış düğümlerinde çalıştırılmıştır. Replikasyon düğümleri ve istemci tarafında başarım kriterlerinin ölçümleri yapılmıştır. Önerdiğimiz, sistem yükünü gözeterek di- namik periyot tabanlı artımlı denetim noktası algoritmasını statik periyot sunan algoritma ile karşılaştırdık. Yapılan ölçümlemeler, önerdiğimiz algoritmanın diğerlerine göre 2-3 kat daha az or- talama gecikme süresi sunabildiğini ve aynı zamanda minimum düzeyde sabit bir gecikme süresini koruyabildiğini göstermiştir.