Validação do mecanismo de tolerância a falhas do SGBD InterBase através de injeção de falhas

O presente trabalho explora a aplicação de técnicas de injeção de falhas, que simulam falhas transientes de hardware, para validar o mecanismo de detecção e de recuperação de erros, medir os tempos de indisponibilidade do banco de dados após a ocorrência de uma falha que tenha provocado um FUDVK. Adicionalmente, avalia e valida a ferramenta de injeção de falhas FIDe, utilizada nos experimentos, através de um conjunto significativo de testes de injeção de falhas no ambiente do SGBD. A plataforma experimental consiste de um computador Intel Pentium 550 MHz com 128 MB RAM, do sistema operacional Linux Conectiva kernel versão 2.2.13. O sistema alvo das injeções de falhas é o SGBD centralizado InterBase versão 4.0. As aplicações para a carga de trabalho foram escritas em VFULSWV SQL e executadas dentro de uma sessão chamada LVTO. Para a injeção de falhas foram utilizadas três técnicas distintas: 1) o comando NLOO do sistema operacional; 2) UHVHW geral no equipamento; 3) a ferramenta de injeção de falhas FIDe, desenvolvida no grupo de injeção de falhas do PPGC da UFRGS. Inicialmente são introduzidos e reforçados os conceitos básicos sobre o tema, que serão utilizados no decorrer do trabalho e são necessários para a compreensão deste estudo. Em seguida é apresentada a ferramenta de injeção de falhas Xception e são também analisados alguns experimentos que utilizam ferramentas de injeção de falhas em bancos de dados. Concluída a revisão bibliográfica é apresentada a ferramenta de injeção de falhas – o FIDe, o modelo de falhas adotado, a forma de abordagem, a plataforma de hardware e software, a metodologia e as técnicas utilizadas, a forma de condução dos experimentos realizados e os resultados obtidos com cada uma das técnicas. No total foram realizados 3625 testes de injeções de falhas. Com a primeira técnica foram realizadas 350 execuções, com a segunda técnica foram realizadas 75 execuções e com a terceira técnica 3200 execuções, em 80 testes diferentes. O modelo de falhas proposto para este trabalho refere-se a falhas de crash baseadas em corrupção de memória e registradores, parada de CPU, aborto de transações ou reset geral. Os experimentos foram divididos em três técnicas distintas, visando a maior cobertura possível de erros, e apresentam resultados bastante diferenciados. Os experimentos com o comando NLOO praticamente não afetaram o ambiente do banco de dados. Pequeno número de injeção de falhas com o FIDe afetaram significativamente a dependabilidade do SGBD e os experimentos com a técnica de UHVHW geral foram os que mais comprometeram a dependabilidade do SGBD.

ComFIRM - Injeção de falhas de comunicação através da alteração de recursos do sistema operacional

Este trabalho trata da técnica de validação experimental de protocolos de comunicação confiável, através da injeção de falhas de comunicação. São estudadas inicialmente as técnicas de injeção de falhas, por hardware, software e simulação, e então são aprofundados os conceitos de injeção de falhas de comunicação, modelos de falha e especificação de experimentos de injeção de falhas. Em um segundo momento, são estudadas as formas de implementação de injetores de falhas em software, em suas duas formas mais comuns: no nível da aplicação e no nível do sistema operacional. São comentados os impactos da implementação de injetores no código da aplicação, por processos concorrentes à aplicação, em código utilizado pela aplicação e no meta-nível. Por fim, são estudados também que influências sofre a implementação de um injetor de falhas em um sistema operacional, e mais especificamente a de injetores de falhas de comunicação. O objetivo específico deste trabalho é implementar um injetor de falhas de comunicação bastante abrangente e flexível, situado dentro do núcleo do Sistema Operacional Linux. Para viabilizar esta implementação foi estudada também a arquitetura do Sistema Operacional Linux, sua decomposição em subsistemas e a interação entre estes. Foram estudadas também as várias técnicas de programação e mecanismos que o Sistema Operacional Linux fornece aos seus subsistemas. Estando completas a revisão bibliográfica a respeito de injeção de falhas e o estudo do código do Sistema Operacional Linux, são apresentadas a proposta e a implementação da ferramenta ComFIRM—Communication Fault Injection through Operating System Resource Modification, suas características e sua inserção dentro do núcleo do Sistema Operacional Linux. Finalizando este trabalho, são apresentados uma pequena série de testes de funcionamento e experimentos realizados com a ferramenta ComFIRM, visando demonstrar a correção de seu funcionamento, o cumprimento de seus objetivos e também sua praticidade e flexibilidade de uso. São apresentadas as conclusões deste trabalho, propostas de melhorias à ferramenta apresentada, bem como possibilidades de trabalhos futuros.

A qualificação da mão-de-obra da agroindústria de frigorífico bovino do Mato Grosso do Sul frente às inovações tecnológicas : estudo de casos

O presente trabalho identificou as transformações nas qualificações dos trabalhadores ligados à produção na agroindústria de frigorífico de bovinos, com a introdução de novas tecnologias no processo produtivo. Com o auxílio de metodologia de natureza qualitativa foram realizados levantamentos em três frigoríficos de bovinos, sendo dois em Mato Grosso do Sul e outro frigorífico de referência no segmento, situado no estado de Goiás. Através de entrevistas semi-estruturadas junto a operários, supervisores, gerentes e de especialistas do setor, bem como de observações efetuadas sobre o processo produtivo, buscou-se captar as modificações ocorridas e as que deverão ocorrer no processo de produção, bem como os requisitos de qualificação da mão-de-obra para operá-lo. Foi construído o roteiro das entrevistas, tendo em vista os objetivos do trabalho, buscando captar as percepções dos diferentes interlocutores, bem como buscando identificar a complexidade das atividades e a forma de interação entre as pessoas nas diferentes fases do processo produtivo. Como resultado estabeleceu-se o perfil requerido para os trabalhadores que participarão diretamente do processo produtivo, bem como os programas de qualificação para atender as necessidades decorrentes das novas tecnologias a serem implementadas.

Implementação de medidas tecnológicas para suporte estratégico na gerência de garagens subterrâneas

A quantidade de automóveis em circulação está em permanente crescimento, causando reflexos sobre a prestação de serviço de estacionamento de veículos. Nos grandes centros urbanos, problemas associados a dificuldades no estacionamento de veículos já atinge dimensões crônicas. Como conseqüência é crescente o mercado de empresas prestadoras de serviços de estacionamento. O aumento dos níveis de competitividade desta modalidade de empresa tem ocasionado maior demanda na melhoria da qualidade e produtividade na prestação do serviço. Para enfrentar este desafio, empresas operadoras de estacionamentos têm feito uso intenso de modernas tecnologias e equipamentos eletrônicos. Essas tecnologias têm alterado a forma de execução dos trabalhos e gestão empresarial. O Planejamento Estratégico vem sendo utilizado pelas organizações como mecanismo capaz de desenvolver caminhos e definir estratégias de ação para manter a competitividade da empresa. Neste aspecto, a tecnologia tem dado importante suporte para enfrentar estes desafios. O trabalho fornece informações para apoiar à tomada de decisão quanto ao uso de ferramentas para operação de empresas de estacionamento, através da revisão e discussão das disponibilidades de tecnologia. Os resultados do trabalho estão sendo utilizados para subsidiar o projeto de garagem subterrânea na cidade do Rio de Janeiro.

O leite observado através de diferentes tipologias nas unidades de produção familiar no Rio Grande do Sul/BR e suas relações com formas organizativas e inovações tecnológicas.

O novo cenário econômico, desenhado pela abertura econômica e de mercados, desencadeou uma série de desafios para o setor lácteo brasileiro, resultando na necessidade de alguns ajustamentos, buscando amenizar problemas, tanto de natureza estrutural como tecnológica. Este trabalho se propõe a estudar a forma de organização, o padrão tecnológico e alguns indicadores sociais de unidades produtivas familiares de leite no Rio Grande do Sul, através de diferentes Tipologias, a fim de proporcionar subsídios para o desenvolvimento de políticas para o setor, partindo do pressuposto da existência de características peculiares em cada sistema de produção, objetivando promover um desenvolvimento social e econômico mais harmônico. A utilização de diferentes Tipologias ideais quais sejam, produtor Moderno Convencional, em Transição e Tradicional, no estudo de produtores familiares de leite, possibilitou a análise de unidades produtivas, mesmo considerando sua diferenciação frente às estratificações Tradicionalmente empregadas.

Injeção distribuída de falhas para validação de dependabilidade de sistemas distribuídos de larga escala

Uma etapa fundamental no desenvolvimento de sistemas tolerantes a falhas é a fase de validação, onde é verificado se o sistema está reagindo de maneira correta à ocorrência de falhas. Uma das técnicas usadas para validar experimentalmente um sistema é injeção de falhas. O recente uso de sistemas largamente distribuídos para execução dos mais diversos tipos de aplicações, faz com que novas técnicas para validação de mecanismos de tolerância a falhas sejam desenvolvidas considerando este novo cenário. Injeção de falhas no sistema de comunicação do nodo é uma técnica tradicional para a validação de aplicações distribuídas, para forçar a ativação dos mecanismos de detecção e recuperação de erros relacionados à troca de mensagens. A condução de experimentos com injetores de comunicação tradicionais é feita pelo uso do injetor em uma máquina do sistema distribuído. Se o cenário desejado é de múltiplas falhas, o injetor deve ser instanciado independentemente nas n máquinas que as falhas serão injetadas. O controle de cada injetor é individual, o que dificulta a realização do experimento. Esta dificuldade aumenta significativamente se o cenário for um sistema distribuído de larga escala. Outro problema a considerar é a ausência de ferramentas apropriadas para a emulação de determinados cenários de falhas. Em aplicações distribuídas de larga escala, um tipo comum de falha é o particionamento de rede. Não há ferramentas que permitam diretamente a validação ou a verificação do processo de defeito de aplicações distribuídas quando ocorre um particionamento de rede Este trabalho apresenta o estudo de uma abordagem para injeção de falhas que permita o teste de atributos de dependabilidade de aplicações distribuídas de pequena e larga escala implementadas em Java. A abordagem considera a não obrigatoriedade da alteração do código da aplicação sob teste; a emulação de um cenário de falhas múltiplas que ocorrem em diferentes nodos, permitindo o controle centralizado do experimento; a validação de aplicações que executem em sistemas distribuídos de larga escala e consideram um modelo de falhas realista deste tipo de ambiente, incluindo particionamentos de rede. A viabilidade da abordagem proposta é mostrada através do desenvolvimento do protótipo chamado FIONA (Fault Injector Oriented to Network Applications), o qual atualmente injeta falhas em aplicações desenvolvidas sob o protocolo UDP.

Estimativas de confiabilidade de produto a partir das contagens mensais de vendas e falhas ao longo do período de garantia

Esta dissertação aborda a estimativa das probabilidades de falha de um produto ao longo do período de garantia. As fontes de dados para esta estimativa são a quantidade de produtos vendidos e o número de falhas detectadas em cada mês. Duas metodologias não-paramétricas para esta análise são apresentadas e validadas. A metodologia de análise de dados completos requer o conhecimento da data de venda e de falha de cada produto. A metodologia de análise de dados incompletos requer apenas os totais de vendas e falhas em cada mês ao longo do período de garantia. Para os dois casos, é ainda implementada a suavização das probabilidades de falha estimadas, utilizando distribuições paramétricas Weibull ou Lognormal. As duas técnicas são implementadas em planilha eletrônica e aplicadas na análise de dados simulados. O desempenho de cada metodologia é avaliado com dados de diferentes características, resultando em recomendações para escolha e aplicação da metodologia mais adequada em cada caso

Firmament : um módulo de injeção de falhas de comunicação para linux

A execução de testes é um passo essencial na adoção de novos protocolos de comunicação e sistemas distribuídos. A forma com que estes se comportam na presença de falhas, tão comuns em ambientes geograficamente distribuídos, deve ser conhecida e considerada. Testes sob condições de falha devem ser realizados e as implementações devem trabalhar dentro de sua especificação nestas condições, garantindo explicitamente o funcionamento dos seus mecanismos de detecção e recuperação de erros. Para a realização de tais testes, uma técnica poderosa é a injeção de falhas. Ferramentas de injeção de falhas permitem ao projetista ou engenheiro de testes medir a eficiência dos mecanismos de um sistema antes que o mesmo seja colocado em operação efetiva. Este trabalho apresenta o projeto, desenvolvimento e teste do injetor de falhas FIRMAMENT. Esta ferramenta executa, dentro do núcleo do sistema operacional, microprogramas, ou faultlets, sobre cada mensagem processada para a emulação de situações de falha de comunicação, utilizando uma abordagem de scripts. A ferramenta é implementada como um módulo de núcleo do sistema operacional Linux, tendo acesso total aos fluxos de entrada e saída de pacotes de forma limpa e não intrusiva, permitindo o teste de sistemas baseados nos protocolos IPv4 e IPv6. Seu desempenho é significativo, já que a ferramenta evita que os mecanismos de injeção de falhas sejam invocados nos fluxos que não sejam de interesse aos testes, bem como dispensa a cópia de dados dos pacotes de comunicação a serem inspecionados e manipulados. A aplicabilidade da ferramenta, dada pela sua facilidade de integração a um ambiente de produção, é conseqüência de sua disponibilidade como um módulo de núcleo, podendo ser carregada como um plugin em um núcleo não modificado. As instruções por FIRMAMENT suportadas lhe dão alto poder de expressão dos cenários de falhas. Estas instruções permitem a inspeção e seleção de mensagens de forma determinística ou estatística. Além disso, fornecem diversas ações a serem realizadas sobre os pacotes de comunicação e sobre as variáveis internas do injetor, fazendo-o imitar o comportamento de falhas reais, como descarte e duplicação de mensagens, atraso na sua entrega e modificação de seu conteúdo. Estas características tornam a ferramenta apropriada para a realização de experimentos sobre protocolos e sistemas distribuídos.