Scalable multiversion handling for geo replicated storage

• Autores: Alvarez Colombo, Santiago Javier
• Año de publicación: 2017
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Yovine, Sergio Fabián; Tomsic, Alejandro Z.; Shapiro, Marc B.
• Materia: CRDT; REPLICATION; ANTIDOTE; LEVELDB; CACHING; LOGGING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Antidote, una base de datos Geo-Replicada, implementa estructuras de datos replicadas multiversión. Este tipo de bases de datos, proporciona un módulo que da soporte a la multiversión, manejando todas las lecturas y escrituras al almacenar en caché y persistir las distintas versiones de los objetos. Este módulo es crítico para la performance y tolerancia a fallas de Antidote. La implementación actual de este módulo en Antidote tiene algunas desventajas. Por ejemplo, no es tolerante a fallas, se realiza garbage collection de forma sincrónica (afectando el throughput) y la base de código está fuertemente acoplada, por lo que introducir un cambio en este módulo conlleva una gran complejidad. Para solucionar estos problemas, diseñamos un nuevo módulo de caché y persistencia basado en LevelDB, llamado Antidote-LevelDB. LevelDB está diseñado para datos no versionados, y solo admite operaciones de lectura y escritura. Adaptarlo para soportar múltiples versiones de objetos, actualizaciones concurrentes y estructuras de datos replicadas multiversión de alto nivel, como las que se soportan en Antidote, plantea muchos desafíos nuevos. Esta tesis discute estos problemas, nuestro diseño e implementación. Nuestros experimentos muestran que Antidote-LevelDB corrige muchos de los problemas del modelo anterior, aumentando el throughput en la mayoría de los escenarios, al mismo tiempo que proporciona tolerancia a fallas y modularidad. Antidote-LevelDB es un primer paso hacia proveer una solución completa para el manejo de multiversión de las estructuras de datos replicadas provistas por Antidote. Este es un enfoque nuevo e innovador para resolver este tipo de problemas, por lo que puede ser considerado el primero en su tipo.
Antidote, a cutting edge Geo-Replicated Data Store, implements multi-versioned commutative replicated data types. These kinds of databases provide a module that gives support to multiversion, handling all reads and writes by caching and storing versions of data objects. This module is critical to the database since it is in charge of providing performance and reliability. Antidote’s current implementation of this module has some disadvantages. For example, there is no fault tolerance, garbage collection is done synchronously (impacting throughput), and the code base is strongly coupled. In order to address these issues, we designed a new storage/caching module based on the LevelDB backend, called Antidote-LevelDB. LevelDB provides very efficient storage and caching, but is designed for non-versioned data, supporting only read and write operations. Adapting it to support different versions, concurrent updates, and high-level commutative replicated data types as the ones supported in Antidote, raises many new challenges. This thesis discusses these issues, our design and implementation. Our experiments show that Antidote-LevelDB fixes many of the issues with the previous model, increasing performance in most scenarios, while providing better fault tolerance. This new backend module is a first approach to caching and storing persistently the multiversion objects of Antidote. This is a new and innovative approach to solve this type of problems, making it the first of its kind in the field.
Fil: Alvarez Colombo, Santiago Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.