Abstract-Band - Fakultät für Informatik, TU Wien - Technische ...

size (polylogarithmic in the size of the network) that contain a majority of
honest nodes with high probability. The clusters, interconnected by a
randomized overlay network, provide an abstraction which makes it possible to
perform reliable computation in a network containing unreliable nodes. The
algorithms handle dynamic node addition and removal, as long as the size of
the network changes polynomially with respect to its initial size. This document
describes the first attempt to implement these algorithms. Although the
implementation is not complete, it is usable under certain assumptions and
provides a solid basis for future improvements. We discuss the challenges
encountered during implementation, the assumptions that had to be made on
the network and the adversary and possible ways to weaken or drop these
assumptions by further improving the implementation.
Martin Perner
Self-Stabilizing Byzantine Fault-Tolerant Clock Distribution in Grids
Studium: Masterstudium Technische Informatik
BetreuerIn: Univ.Prof. Dr. Ulrich Schmid
Diese Diplomarbeit präsentiert ein selbststabilisierendes, Byzantinisch
fehlertolerantes Verfahren (HEX) zur Taktverteilung in einer hexagonalen Grid-
Topologie. Typische Anwendungsgebiete sind VLSI-Schaltungen und andere
parallele/netzwerkgekoppelte Systemarchitekturen, die genau synchronisierte
Taktsignale in benachbarten Knoten benötigen. Im Gegensatz zur Taktverteilung
mittels einer Baumtopologie toleriert HEX sowohl persistente als
auch transiente Fehler im Grid und unterstützt mehrfache synchronisierte Taktquellen.
Um das zu bewerkstelligen, läuft auf jedem Knoten im HEX-Grid ein
einfacher verteilter Algorithmus, der Takte weiterleitet und auch lokal zur Verfügung
stellt. Zentraler Gegenstand der Arbeit ist eine VHDL-Implementierung
des HEX-Algorithmus. Ein speziell entwickeltes Testbed er-laubt die
Instantiierung, Simulation und das Post-Processing von HEX-Grids. Das gesamte
Design wurde mittels einer ASIC-Standardzellen-Bibliothek synthe-tisiert, um
ein für die Simulation mittels Mentor Graphics's ModelSim geeig-netes Modell
zu generieren. Umfassende Experimente wurden durch-geführt, um die
Resultate der ebenfalls in dieser Arbeit dokumentierten theoretischen Analyse
der Synchronisationsgenauigkeit (Skew) und der Stabilisierungszeit zu
verifizieren. Diese bestätigten, dass die exotischen Worst-Case Szenarien in der
Praxis unwahrscheinlich sind, sodass der typische Skew viel geringer als der
Worst-Case ist. Experimente mit fehlerhaften Knoten, wo analytische Resultate
nicht verfügbar sind, zeigten, dass HEX auch mit einer großen Anzahl
fehlerhafter Knoten im Grid hervorragende Eigenschaften aufweist. Die
Resultate dieser Arbeit, die vom Österreichischen Fonds zur Förderung der
wissenschaftlichen Forschung (FWF) im Rahmen des Projekts FATAL (P21694)
unterstützt wurde, konnten auch in den Proceedings der 6th International
Conference on Dependability und des 25th ACM Symposium on Parallelism in
Algorithms and Architectures publiziert werden.
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