Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Nº 2.236
Aluno: Daniel da Cruz Brandão
Orientador: Prof. Nelson Souto Rosa
Título: Adaptação Dinâmica de Protocolos de Transporte em Sistemas de
Middleware Baseados em RPC
Data: 31/07/2025
Hora/Local: 15h – Sala E-121
Banca Examinadora:
Prof. David Júnio Mota Cavalcanti (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Fernando Antonio Aires Lins (UFRPE / Departamento de Computação)
Prof. Nelson Souto Rosa (UFPE / Centro de Informática)
RESUMO:
Um sistema distribuído adaptativo é capaz de ajustar dinamicamente (em tempo de execução) e autonomamente (sem intervenção humana) seu comportamento ou estrutura enquanto executa. Sistemas de middleware têm sido particularmente desenvolvidos para apoiar a implementação deste tipo de sistema. No entanto, middlewares existentes frequentemente não permitem a adaptação dinâmica dos protocolos de comunicação, fixando-os em tempo de desenvolvimento e não permitindo trocas. Esta dissertação propõe um mecanismo de adaptação, denominado pAdapt, além de componentes de middleware que podem ser ajustados em tempo de execução, permitindo a troca do protocolo de comunicação de acordo com mudanças do contexto de execução da aplicação, e.g., o aumento da vulnerabilidade de segurança da rede leva à troca do protocolo de transporte da aplicação por um protocolo mais seguro. A solução proposta implementa componentes de oito protocolos de transporte (UDP, TCP, TCP sobre TLS, RPC, QUIC, HTTP/1.1, HTTPS e HTTP/2) e introduz um mecanismo de adaptação síncrona. Este mecanismo, orquestrado pelo servidor e baseado no MAPE-K (Monitor, Analyser, Planner, Executor and Knowledge), garante a troca de protocolos em tempo de execução de forma coordenada entre o servidor e todos os clientes conectados, preservando o estado da comunicação e sem perda de mensagens. Ao mesmo tempo, estes novos componentes são incorporados a um framework de desenvolvimento de middleware adaptativo chamado gMidArch. Uma avaliação experimental foi realizada para comparar o desempenho da solução adaptativa proposta com middlewares comerciais como gRPC e RabbitMQ. A avaliação mostra que a sobrecarga do mecanismo de adaptação tem pouco impacto sobre o desempenho da aplicação. Ao mesmo tempo, os resultados indicam que o gMidArch com os novos componentes apresenta menor consumo de CPU no cliente em cenários de baixa carga e desempenho superior em transferências de arquivos grandes. Como principal contribuição, este trabalho permite que desenvolvedores de middleware selecionem e reconfigurem dinamicamente o protocolo de comunicação mais adequado para diferentes requisitos da aplicação, sem comprometer o desempenho das aplicações.
Palavras-chave: Middleware Adaptativo, Framework de Middleware, Protocolos
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