Système de quorum

Plan
 Introduction
 Définition
 Algorithme de Maekawa
 Conclusion

Introduction
 Les systèmes de quorums sont des
constructions bien connus qui permettent
d’améliorer les performances et la
disponibilité des systèmes distribués.
 Ils ont été employés pour mettre en
application beaucoup de problèmes de
coordination dans les systèmes répartis
tels que l’exclusion mutuelle.
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Définition
Un système de quorum Q sur un
univers U est un ensemble sur U tel que
pour tout Qi, Qj ∈ Q, la propriété
d’intersection Qi ∩ Qj ≠ ∅ est vérifiée.
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Exemples:
1) Q = {{P1, P2}, {P2, P3}, {P3, P1}}
2) Q = {{P1, P2, P3}, {P2, P4, P6}, {P3, P5, P6},
{P4, P1, P5}, {P5, P2, P7}, {P6, P1, P7},
{P7, P3, P4}}
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Algorithme de Maekawa
 L'algorithme de Maekawa est un
algorithme d'exclusion mutuelle sur un
système distribué.
 Dans cet algorithme, chaque composant
appelé «site» ne peut donner de
permission d'entrée dans une section
critique qu'à un seul autre composant à
la fois.
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 Chaque site a la charge d'arbitrer les
éventuels conflits qui apparaîtront entre
différents autres sites.
 Cela impose au participant à qui cette
permission a été donnée de rendre la
main sur la section critique une fois qu'il
a fini son travail, c'est-à-dire lorsqu'il
sort de sa section critique.
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Types de messages
Les types de messages échangés lors de
l'exécution de l'algorithme sont:
 DEMANDE: un message de demande
d'entrée en section critique.
 ACCORD: un message d'acceptation
d'entrée en section critique.
 ÉCHEC: un message de refus d'entrée en
section critique.
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 SONDAGE: un message envoyé pour
résoudre les problèmes d’interblocage.
 RESTITUTION: une réponse à un
message SONDAGE.
 LIBÉRATION: un message de sortie de
section critique.
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Algorithme
 Site demandeur: Un site Pi demandant
envoie un message de demande (ts, i) à
tous les sites dans son quorum Ri.
 Site receveur: Lors de la réception d'un
message de demande (ts, i), le site de
réception Pj:
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Si le site Pj n'a pas un accord en cours (c'est-à-dire, un
message d'accord qui n'a pas été relâché), alors le site Pj
envoie un message d'accord (j) sur le site Pi.
Si le site Pj a un accord en cours pour un processus avec une
priorité plus élevée que la demande, alors le site Pj envoie
un message d'échec (j) sur le site Pi et Pj ajoute à sa file
d'attente la demande du site Pi.
Si le site Pj a un accord en cours pour un processus avec une
priorité inférieure à la demande, alors le site Pj envoie un
message de sondage (j) au processus qui est actuellement
autorisé à accéder à la section critique par le site Pj (c'est-à-
dire le site avec le message d'accord en cours).
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Lors de la réception d'un message de
sondage (j), le site Pk:
 Envoie un message de restitution (k) sur
le site Pj si et seulement si le site Pk a
reçu un message d'échec d'un autre site,
ou si Pk a envoyé un message de
restitution à un autre site, mais n'a pas
reçu un nouvel accord.
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Lors de la réception d'un message de
restitution (k), le site Pj:
 Envoie un message d'accord à la
première demande de sa file d'attente.
Notez que les requêtes au sommet sont
celles de plus haute priorité.
 Place Pk dans sa file d'attente.
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Lors de la réception d'un message de
libération (i), le site Pj:
 Supprime Pi de sa file d'attente.
 Envoie un message d'accord à la
première demande de sa file d'attente.
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Section critique:
 Un site Pi entre dans la section critique
lorsqu'il reçoit un message d'accord de
tous les sites du quorum Ri.
 A la sortie de la section critique, Pi
envoie un message de libération (i) à
tous les sites de Ri.
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Quorum: Un quorum doit respecter les
propriétés suivantes:
 ∀i, j ∈ 1. . N , Ri ∩ Rj ≠ ∅
 ∀i ∈ 1. . N , Pi ∈ Ri
 ∀i ∈ 1. . N , |Ri| = K
 Le site Pi est contenu dans exactement K
ensembles de requêtes ce qui implique:
|Ri| ≥ N − 1
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Conclusion
La complexité de l'algorithme de Maekawa
en fonction du nombre de messages sur le
réseau est en O( 𝑁 ) mais le problème de
cette approche est la complexité de
construction des quorums qui rend difficile
sa mise en œuvre sur un système composé
d'un grand nombre de sites.
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