Substrato de armazenamento para sistemas de ficheiros seguros para clouds-of-clouds

Abstract

O armazenamento de dados em provedores de clouds tem vindo a tornar-se bastante comum entre empresas, programadores e utilizadores. Porém existem ainda algumas dificuldades de acessos aos mesmos. Estas dificuldades têm vindo a ser mitigadas pelo uso de sistemas de ficheiros que armazenam os dados, de uma forma transparente, nas clouds. Contudo, nestes sistemas, a disponibilidade dos dados ´e comprometida, pois estes dependem da disponibilidade do provedor de armazenamento em uso. O DepSky é um serviço de armazenamento tolerante a faltas bizantinas que melhorar a disponibilidade dos dados armazenados nas clouds através da replicação dos dados por um conjunto destas, ao mesmo tempo que garante a integridade e confidencialidade dos mesmos. Ao conceito de armazenar os dados em várias clouds foi dado o nome cloud-of-clouds. Assim nasce o C2FS, um sistema de ficheiros seguro e fiável para cloud-of-clouds, que vem cobrir estas limitações pois, ao mesmo tempo que fornece uma interface do estilo POSIX, armazena os dados em múltiplas clouds atrav´es do DepSky. Este projecto apresenta o serviço de armazenamento construído para o C2FS que visa melhorar a utilização do Depsky através do uso intensivo de dois níveis de cache, o de memória e o de disco. Este serviço suporta também dois modelos de envio de dados para as clouds, podendo este ser síncrono ou assíncrono. O nível de consistência fornecido pelo C2FS é influenciado pelo cliente aquando da configuração do nível de cache e do modelo de envio de dados. Neste projecto é também apresentada uma avaliação experimental que mostra o desempenho do serviço de armazenamento de dados com diferentes configurações. Os resultados obtidos mostram que, ao mesmo tempo que as diversas limitações mencionadas são ultrapassadas, ´e fornecido um desempenho muito satisfatório.

Storing data in the cloud is becoming quite common today. However, there are still some difficulties related with how to access and manage this data. These difficulties are been mitigated by the use of cloud-backed file systems that store data, in a transparent manner, in the cloud. Nevertheless, with these systems, data availability is directly tied with the availability of the storage provider being used. Recently, the problem of cloud unavailability was addressed through the use multiple cloud providers (cloud-of-clouds). DepSky is a Byzantine fault-tolerant storage service, which has improved the availability of data stored in clouds through replication of data by a set of clouds, while ensuring the integrity and confidentiality. The project described in this thesis contributes to C2FS, a secure and dependable cloud-backed file system that addresses the mentioned limitations by providing a familiar file system interface and, at the same time, storing the data in cloud-of-clouds using Dep- Sky. More specifically, it presents the C2FS storage service that aims improve the use os DepSky through intensive use of two cache levels: memory and disk. This service also supports two cloud data transfer models, which can be synchronous or asynchronous. The level of consistency provided by this service is controlled by the level of cache and data sending model parameters, as configured by the user. This thesis also presents an experimental evaluation that shows the performance of the storage service with different settings. The results show that, while the various mentioned limitations are overcomed, the system provides a very satisfactory performance.