Abstract

From entertainment to personal communication, and from business to safety-critical applications, the world increasingly relies on distributed systems. Despite looking simple, distributed systems hide a major source of complexity: tolerating faults and component crashes is very difficult, due to the incompleteness of (remote) knowledge. The need to overcome this problem, and provide different guarantees to applications, sparked a huge research effort and resulted in a large body of communication protocols, and middleware. Thus, it is worthwhile to survey the state of the art in distributed systems, with a particular emphasis on reliable communication. We discuss key concepts in reliable communication, such as interaction patterns (e.g., one-way vs. request-response, synchronous vs. asynchronous), reliability semantics (e.g., at-least-once, at-most-once), and reliability targets (e.g., message, conversation), and we analyze a wide set of current communication solutions, which map to the different concepts. Building on the concepts, we analyze applications that have different reliable communication needs. As a result, we observe that, in most cases, elaborate communication solutions offering superior guarantees are purely academic efforts that cannot compete with the popularity and maturity of established, albeit poorer solutions. Based on our analysis, we identify and discuss open research topics in this area

چکیده

جهان امروزی اعم از سرگرمی تا ارتباطات شخصی، و از کاربردهای تجارتی تا کارهای امنیتی، به طور فزاینده بر سیستم ­های توزیع شده متکی است. علیرغم اینکه سیستم توزیع شده ساده به نظر می­آید، اما یکی از منابع اصلی پیچیدگی را پنهان می­ کند: به دلیل ناتمام بودن دانش (از راه دور)، تحمل خطاها و در همریزی اجزا بسیار دشوار است. نیاز به غلبه بر این مشکل و ارائه تضمین­های مختلف برای کاربردها، موجب تلاش­های زیادی در زمینه تحقیقات شد و باعث شد که بدنه­ی پروتکل­های ارتباطی و میان افزاری، بزرگ شود. بنابراين ارزشيابي تکنولوژی در سيستم­هاي توزيع شده، همراه با تاکيد خاص بر ارتباطات قابل اعتماد، ارزشمند است. ما درباره مفاهیم کلیدی در ارتباطات قابل اعتماد صحبت می­کنیم، مانند الگوهای اثر متقابل (مثلا یک طرفه در برابر درخواست-پاسخ، همزمان در برابر ناهمزمان)، معانی قابلیت اطمینان (مثلا حداقل-یک بار، حداکثر-یک بار) و اهداف قابلیت اطمینان (مثلا پیام، مکالمه)، و مجموعه وسیعی از راه حل­های ارتباطی فعلی را تحلیل می­کنیم که به مفاهیم متفاوتی اشاره دارند. با تکیه بر مفاهیم، کاربردهایی را که دارای نیازهای ارتباطی قابل اطمینان هستند، تحلیل می­کنیم. در نتیجه، مشاهده می­کنیم که در اغلب موارد، راهکارهای ارتباطی پیچیده که تضمین­های برتری را ارائه می­دهند، صرفا تلاش­های علمی هستند که نمی­توانند با محبوبیت و بلوغ راه حل­های پابرجا و حتی ضعیف رقابت کنند. بر اساس تحلیلمان، موضوع­های تحقیقاتی باز در این زمینه را شناسایی کرده و در مورد آنها بحث می­کنیم.

1-مقدمه

برای بسیاری از کاربرهای توزیع شده که از کسب و کارها و خدمات پشتیبانی می­کنند، ارتباطات قابل اطمینان، یعنی ارتباطاتی که می­توانند به طور قانع کننده مورد اعتماد قرار گیرند، [1] اهمیت حیاتی دارند. به طور کلی، دو مدل ارتباطی مختلف برای برقراری ارتباط بین همتایان کاربرد توزیع شده وجود دارد: نقطه به نقطه (معروف به یک به یک) و یک به چند (از جمله ارتباطات پخش) [2]. در مدل ارتباط نقطه به نقطه، یک پیام از همتای یک برنامه به یک همتای دیگر ارسال می­شود، در حالی که در مدل ارتباطات یک به چند، یک پیام از همتای یک برنامه به چندین همتای دیگر ارسال می­گردد. در بیشتر کاربردها، از جمله کاربردهای بحرانی، که در آنها ارتباطات قابل اعتماد یک نگرانی اولیه است [3]، به عنوان مثال، در مراقبت­های بهداشتی، تجارت الکترونیک و یا بانکی، مدل نقطه به نقطه، تا حد زیادی، محبوب­ترین ابزار تعامل است [4]. حتی زمانی که چندین همتا در یک ارتباط توزیع شده وجود دارد، برای مثال، برای به اشتراک گذاشتن یک پرونده یا تبادل ایمیل­ها، ارتباط باز هم در اکثر اوقات از طریق یک سرور میانجی بصورت نقطه به نقطه است، که مسئول کنترل مناسب داده­ها برای همتایان موجود می­باشد....