Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   6 Decem ber   201 9 , p p.   5211 ~ 52 17   IS S N:  20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 6 . pp5211 - 52 17           5211       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Novelty  cir cular  neighbo rin g t ech niq ue using re ac t ive fault   toleranc e metho d       Ah m ad   Shu kr i Mohd  N oo r , Nur  Far hah  Mat   Z ian, N oor H afhiz ah   A bd Ra him,   Rabiei  Mam at,  W an   Nu r  Ami ra  W an  Az man   Depa rtment  o C om pute Scie n ce,  School   of  In for m at ic s a nd   Appl ie Ma the m at i cs ,     Univer sit Mal a y sia   T ere ngg anu ,   Mal a y s ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Dec  20 , 201 8   Re vised  A pr 18 , 2 01 9   Accepte J un   11 , 201 9       The   availa b il i t of  the   dat in   distri bute sy stem  ca be  i ncr ea se  b y   implementi ng  fa ult   tolera n ce   m e cha nism   in  the   s y stem.  R ea c ti v e   m et hod  in  fau lt  tolera nc m ec hani sm   dea l with  rest art ing   the  failed   s erv i ce s,  p lacin g   red undant  copie of  data  in  m ul ti p le  nodes  ac ro ss   net work,  in  o the words   dat rep l ic a ti on  and  m igra ti ng   th data  for   rec ov er y .   Eve if  th ide o da t a   rep lication  is  solid,   the   ch al l enge  is  to  choose   the   right   rep li c ation   te chni qu tha ab le   to  pr ovide   better   da ta   avail abi l ity   a well   as   consiste nc y   th a t   invol ves  rea and  write   oper at ions  on  the   red undant   cop i es.   Circ ul ar   Neighbor ing  Re pli c at ion  (CNR)   te chn ique   exploits  nei ghbor ing   poli c y   in   rep licating  the   d at item in  the   s y stem  per form s   well   with  reg ar ds  to  lower   copi es  ne ede d   to  m ai n t ai n   the   s y stem  ava i la bi li t y   at  the   h ighe st .     In  per form an c anal y s is  with  exi sting  te chn iq ues,   result sho tha CNR  improves  sy st e m   ava il ability   b y   av era g 37%  b y   offe r ing  onl two  rep li c as   nee ded  to  m ai nt ai da ta   av ai l ability   and  consistenc y .   Th stud y   d emons tra te s   the   poss ibi lit y   o the   proposed  t ec hniqu and  th pote n ti a of  d epl o y ing  in  la rge r   and   compl ex  env ironment.   Ke yw or d s :   Distrib uted  c om pu ti ng   Fault t olera nce   Re plica ti on   Syst e m  av ai la bili t y   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Ah m ad  S hukri   Mohd  Noo r,     Dep a rtm ent o f C om pu te Scie nce,   Scho ol of  Inform at ic s an d Appli ed  Ma t hem atics,   Un i ver sit i M al ay sia  Tereng ga nu,   21030 K uala T ereng ganu, Ter engga nu, Mal a ysi a .   Em a il ashu kri @u m t.edu .m y       1.   INTROD U CTION   Since  distrib uted  c om pu ti ng   com pr ise of  physi cal   and  vir tual  i m ages  in  la rg netw ork  [ 1],  neith e r   the  volum e,  siz e,  locat ion,  tim pr ocessi ng   a nd  sto rage  resou rces  a re  detai le a nd  rest rict ed  [ 2 3].   The  ch aracte ris ti cs o distri bu t ed  com pu ti ng rem ov es r est rict ion s in usi ng  t he  syst em  an tradit ion al   networks   in  pro vid in it serv ic es  to  t he  us e [ 1].  H ow e ve r,   due  t this,  new   prob le m s,  restrict ion an c halle ng e s   m igh arise  f or  us er an a pp l ic at ion s   [ 3].  T her e fore,  on  to of  the se  ad ve rsity it   is  i m po rtant  to  sa fegu ard i ng   the  abili ty   of   the  com pu ti ng  syst e m   in  han dling   unex pect ed  fa ults  and   f ai lures  by  pr ovidin reli ab le   fau lt   tolerance  m ech anism   [4 ] W it the  pr e sence  of   fau lt   tole rance   m echan is m ,   syst e m   able  to  detect ide ntif an recover  from   fail ur es  with out  causin m ajor  dam age  to  the  fi nal  outp ut  of   the  distrib uted  c om pu ti ng   [ 5] .   Hen ce t he  distrib uted  syst e m   is  ca pab le   of  hav i ng  a op ti m u m   and   acce ptable  perf or m ance  i the   pr e sence   of f a ult   [ 6].    On of   the  w ay   to  i m ple ment  fau lt   toler ance  in  distri bute c om pu ti ng   is  by  ap plyi ng   reacti ve   m et ho [ 3]  w he re  w he fa ul occurs,  a ppli cat ion   will   restart  at   the  la st  po i nt  on wards,   rep li cat es  the   data  befor e   m igratin t oth e sim il ar  m achine  [ 7] .   Data  re plica ti on   is  a k ey  p ra ct ic es  us ed  f or  d isg uisin er r ors  by   pr ese r ving  sep arate  cop ie of  data  or   ob j ect   and   sync hro ni zat ion   of   upda ti ng   the  data  in  it rep li ca  [6 8].     It  will   deal  with  w hen   an w her to  c op the  data,   resour ce  opti m iz at ion   and   gr ow i ng  or   s hri nkin   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber   201 9   :   5211   -   5217   5212   the  re plica ti on  tree  [6 ] T he   te chn iq ue  al lows   prom pt  and   l ocall acce ssed  to  s har e da ta   al lowi ng    the  syst em   to  con ti nue  t he  a vaila bili ty   of   the  a pp li cat ion  by  ens ur i ng  al te rn at data  ac cess  opti on  is  exist.   Con se quently offer i ng   a   data  rep li cat ion   m echan ism   and   con t ro pr oto c ol  that  can  pr om ise   data  int egr it y,  easy   acce ss,  reli abili ty  and   avail abili ty   is   hig hly  desire to  achiev decen distr ibu te e nv i ron m ent   especial ly  if it i s larg e i siz or h ea vy in  tra ns act io n nu m ber  [4].   The  rest  of  t he   pa per   is   orga ni zed  as  fo ll ows Sect ion   dis cusses  seve ral  rep li cat ion  te chn i qu e a nd  pr ese nts  the  re search  backg round  of  the  ne w   ci rcu la neig hbori ng  te ch nique.  Sect io de scribes  the  ci r cular   neig hbori ng  m od el   with  the  possible  m ai nte nan ce  protoc ol   us ing   reacti ve   m et ho d.   Sect ion   pr e sents  a   ro ug evaluati on  on t he new  tech nique. C oncl us io n an d fu t ur w orks  a re  giv e in   Sect ion s  5.       2.   R EPL IC ATI ON  TE CHNI QUES   Data  rep li cat ion   c om pr ise of   tw m a i ty pes  of   s olu ti on;  synch ron ou a nd   a synch ron ou s     rep li cat ion   [9 ] .   Async hrono us  rep li cat ion   im m ediat el capt ur es  t he  cha nges  on   th pr im ary  rep li ca  an then   tim e ly   pr opag at the  cha ng e [9 ] T his  re s ulted  in  l ower  co st,  flexi bl and   scal a ble  so luti on  al th ough   deali ng   with  the  possi bili ty   of   data  lost  an net work   ba ndwi dth   [ 9].  T hi ty pe  of   so l ut ion   w ork  rea s on a bly   well   f or   a   sin gl obj ect   update but  un reli able  w hen  in vo l vin m ulti ples  ob j ect s F or  syn chro nous   re plica ti on,   it   deals  with  quor um   to  upda te   the  re plica   a the  sam time  an will   ro ll   back  if  on e   fai ls  [10].  Sy nchr onous  rep li cat ion  bre aks  r eplic int se ver al   sc he m es  prov i ding   the  hi gh  avail abili ty auto  fa il - ov e a nd   m i nim a l   data  loss  [9 ] Howe ver,  network   e ff ic ie nc y,  scal abili ty ,   cost  and   le ss  fl exibili ty   issue  cou l hinde the  abili ty   of   t his  te ch nique  [ 1].  I t his  pap e r,   we  will   fo c us   on  sync hro nous   re plica ti on   as  t he  s olu t ion   offer s   su it a bili t in  av oid in a nd  res olv i ng   c onflic ts  in  re plica   acce ss  an up dates  w hic prov i des  m echan ism   that  able  to  increase t he da ta  av ai la bili ty .     2.1.    Re ad - on c e - w ri te - all  (ROWA )   This  is  the  m os com m on   and   strai ghtf orwa rd   po li cy   [6 ]   use in  re plica ti ng   the  syst em   wh ic kee ps   m ul ti ple  cop ie of  re plica th at   al low  a nyon can  be  rea and  m us al be  update d.   I t his  te ch nique,   rea op e rati on  nee ds  on ly   one  c opy  an is  al lowed   t rea a ny  co py  of   t he   data.  At  the   m eantim e,  wr it op e rati on  is  ne eded   i or der   t w rite   al copi es  of   data.  T hi op e rati on   re qu i re  acce ss  in   al cop ie of  data,   if ther e  are  n c op ie s  ( a c opy i eac h replic a)   in the sy stem   [6,  11 12]   RO WA   will   translat es  lo gi cal   read   operat ion   on  data  i tem   into  one  physi cal   read  on  a ny  of  it rep li ca  an tra ns la te al it l og ic al   w rite operati on  to  ph ys ic al   wr it es  operati on  on at   each  re plica   [ 1 12 ] .   The  acce ss  to  each  re plica will   be  synch r on iz by  the  m ai con c urre nc con tr oller  th us   m akes  this  protoc ol  is  equ ivale nt  with  serial   execut ion   w her eac rep li ca  that  update  the  data  it e m   wil up dat al of   it s   cop ie or  none  at   al l.  RO WA   is   go od  for  the   e nv ir on m ents  w her e   the  data  is  m os tl read - only   be cause  it   pro vide rea op e rati on  with   hig de gree   of   avail abili ty   at   low  com mu nicat io over head   [11 12] .   Howev e r,   the   wr it op e rati on  has  ver high  over head   as  al repl ic as  m us t   be  updated  sim ult aneously   and   c annot  be  exec uted  at   the  fail ure o a ny  co py.   T his  r esulte i a i m balance  of  da ta   avail abili ty   and  c omm un icati on   c os t of  re ad  a nd   wr it operati ons.  T he  rea op e rati ons  ha ve   hig a vaila bili ty   and   lo w   com m un ic at i on   c os w hile  wr it op e rati ons  i t he  oth e hand  hav e   lo a vaila bili ty   with  hi gh e c omm un ic at ion   c os t   [11 12] .   Des pite  offer i ng  strong  co ns i ste ncy  an high  de gree  of   fau lt   tolera nt,   this  te chn i que increases   res pons ti m and   lo acce ss  c oncu rrency   [13 14] The  ot her   si gn i ficant  draw backs  of  RO WA   a re  this  te chn i qu is  ri gid   i sel ect ing  it s r e ad  a vaila bili ty  an d i na dequate  in  the  ab il it y o tolerat i ng com m un ic at ion  fa il ur es  [6 ] .     2.2.    Qu orum   cons en sus  (Q C)   or   votin g   The  Quorum   Con se nsus  ( Q C)  m e tho ge ner al ly   al low  wr it es  ope rati on   t be  rec orde on ly   at     subset  (a   w rite   quorum of  the  up  sit es,  on   co nd it io that   reads  ope rati on  is  m ade  to  query  s ubset   ( read  quorum sp eci f ic al ly   pr oved  will   ov e rlap  wi th  w rite   quoru m   [1 1].  The  re ad  op e rati on  w il be  able  to r e tur it s   m os recently   wr it te value   wh e ne ver  the  quor um   intersect ion   c onditi on  i m et   and   will   be  sai as  ha ve   vote for  it giv in the  QC  m et ho al te rn at ive  na m e,  vo ti ng.  Th ere  are  tw sta te of   voti ng,  that  is  it   is   ei th er  sta t ic   or   dynam ic   [11,  12 ] In   sta ti QC  sta te the are  identifie by  vo te t hat  are  assig ne duri ng   t he  syst em   sta rt  up   ti m e   wh il for  dynam ic   st at is  wh en  the   sit are  able  t recon fig ur it qu or um  sp eci ficat ion   in  re sp ons e   to an syst e m s ev ents  su c a f ai lure, l oa c ha ng e or  else  [11 12 ] .     Like  R O WA ,   QC  m et ho al s unde rgo  fe enh a ncem ent  to  ov e rc om it s   wea kness.   Th eref or e   eac QC  m et ho util iz es  diff ere nt   quorum   m e m ber s hip  desi gns,  va ryi ng  f r om   the  si m plest  nu m ber   of   quor um  m ajo rity   to  an  unam big uous   m e m ber sh ip   li sti ng   of   ea ch  possible  quor um QC  was  first  a pp l ie in     the  rep li cat ed  databases  by  usi ng   Un if orm   Ma j ori ty   Qu or um   Con sens us   Me thod  [11 12] This  m et ho giv e adv a ntage on   the  flexibili ty   t both  sit and  able  to  tolerat network   fail ur es  ho we ver it   req uire high  read  and up date co s ts [11 12] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel ty  circula r n ei ghborin t echn i qu e  usi ng  rea ct iv e fa ult t olera nce  meth od  ( Ah mad S hukri  M ohd  N oo r )   5213   2.3.  Tw o - repl i ca  dis tribu tio n t ec hnique   ( TRDT)   Sh e n.   Che n.   Z heng  an S hi  [ 12 ]   ha ve  pro pose Tw o - Re pl ic Distribu ti on  Tech nique  ( TRDT)  that   introd uced   eac no de  m us has  eq ual  capaci ty   of   sto rag a nd   al data  ha ve   two  rep li cas  on   dif fer e nt  no des  a s   well   as  al no des  ha ve  tw data  rep li cas  [ 11 12] For  N   nu m ber   of   nodes,   it   is  div id ed  to  n   set   of   nodes     ( N   2 n wh e r each  of  the  set   com pr ise of   tw nodes The  m ai dr a wb ac f or  this   te chn iq ue  is  TRDT  increases  resou rces  us e w he ad ding  sec ond  re plica   to  the  serv e rs.   TR D al so   lim i ts  the  op e rati on   if  on of   the  re plica   set   is  absen t,  le a vi ng   t he  no de  e xpose t do ub l fail ur i cas of   both  r epli cas  are  da m aged   or   lost [ 11,   12 ] .     2.4.  Neig hb or r epli ca   f ailure  reco very  ( N R FR)   A. M ohd  Noor   pro po se N ei ghbor  Re plic Fail ur Re co ver ( NRFR)  [ 15 ]   that  ba sed   on   NRD T   log ic al   struct ure  for  data  re pl ic at ion NRFR   log ic al ly   or ga nized  in  t he  f orm   of   two  dim ensio nal  gr i structu re  w hen  there   are  node in  th syst e m,  n2   [ 16 ] Each  of  the  nodes  owne it own  m ast er  da ta   file   wh e re  up dates   will   be  app li ed  on  the  pri m ary  data  file  befor nav i ga te to  it nei ghbor  c op ie within     a sepa rate t ra nsa ct ion s   [ 15,  16] .     2.5. Neig hb or  repl ic at io on grid  ( NRG)   Neig hb or  Re plica ti on   of   Gr i has  been   int rod uced   by  N.  Ah m ad  [11]  by  app ly in ne ighborin te chn iq ues  in  two - dim ensi on al   gri str uc ture.   All  the  sit es  in  this  m e chan ism   is  logi cal ly  or ga nize in    the form  o f  n ×  n  st ru ct ur e , by ha ving a m ast er  data it e m  stor ed   in eac sit e s.   Let   de no te   a read   quorum de note a wr it qu oru m   and   LB  is  the  total   num ber   of  vote s,    the consist en cy  of  data ob j ect   will  b e c on t ro ll ed by en surin g t her e is a  no ne m pt y i ntersecti on w it h:   a.   1     B , 1     B   b.   + = B + 1   The  com plexity   of   m ai ntaini ng   c op ie at   di ff ere nt  sit es  ga ve  chall en ge f or   NRG  t ha ndle   it locking  inf or m at ion  es pecial ly  in  the  current  struct ure o f dist rib uted  co m pu ti ng.       3.   CIRC ULA R NEIGHB ORING  MO DEL  AND ME TH OD    This  sect io will   discuss e the  new ly   pr o pose sync hrono us   Ci rcu la Neig hbori ng   rep li cat io te chn iq ue,  C N R t hat u se r eac ti ve  m et ho d for f a ult t oleran c e p olicy  [ 17] . T he  ne ig hbor i ng tech nique adop te a   neig hbori ng  re la ti on sh i that  is  identic al   to  ci rcle  where  nu m ber   of   re plica are  relat ed  to   eac oth e bac to  back.   He nce each  re plica   has  two  neig hbors,  the  one  pre cedin it   and   the  one  fo ll ow i ng.  This  relat io ns hi is t ru f or   re plica s of three  or  m or e, whil st t wo r e plica s w il l solel y be  neig hbors to  one a nothe [ 18] .   set   of   re plica is  def ine wh e re  is  the   total   nu m ber   of   rep li cas.  As   il lustrate in  ci rcle,  for     the  ba se  case   of  three   re plica s,  eac base  case  of  t hr ee  r eplic as,  eac m e m ber   of  the   re plica   will   ha ve  t w neig hbors  i.e.  has  an as  neighb or s For  e xam ple,  if  on m or rep li ca   w il be  add e to   the  set the  re plica   is   inserted   to  fol low  the  prev iou re plica Th us it   brea ks   up   t he  ne ighbor  relat ion sh i betwee a nd   conseq ue ntly r eplace it   with   new ly   a dd e r eplic a.  By   it erati on a dd i ng  m or rep li cas  to   the  set   will   un derg the  s am pr oce ss  an c onseq ue nce.  T he refore it   is  pro ven  that  for  a ny  nu m ber   of   rep li c as  of  th ree  or   m or e,  each  of  them   has  tw nei ghbo rs  prece di ng   a nd  f ollowi ng   them in  ci rcu la neighb or i ng   relat ion s hip.     The  CNR  lo gical   structur de sign   e xam ple   can  be  sho wn  as  sh own   in  F igure  1 Assu m ing   that  the  pr im ary  data file   f 1   is l oc at ed  on t he  se rv e sit n 1 , the  prim ary data file   f 2   locat ed  on the  serve sit n 2   an d so  on.           Figure  1 .  Th e  a rr a ng em ent of  pr im ary rep li cas in C NR w it h 6 nodes   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber   201 9   :   5211   -   5217   5214   Each  sit hold three   c op ie s   of  un i qu e   dat with   one  of  them   is  it ow pri m ary  data  an ea c ind ivi du al   data   will   has  t hr ee   cop ie s   any wh e re  on   t he  syst e m W ei gh  a gai ns f ull  data  re plica ti on t his  new ly   pro po se te c hniqu offe rs  m ini m iz ation   on th e stor a g e ca pac it y wit ho ut  a ba ndonin syst e m  av ai la bility .   Quorum   is  num ber   of  re plica that  li ste i a a gr eem ent  for  a ny  opera ti on   to   ta ke  pla ce  on  them The  m echan ism   m us be  able  to  m anag two  op e rati ons  of   rea a nd   wri te   in  the  case  of   bo t operati on run   con c urre ntly   in  order   t av oid  any  co nf li ct excep for  rea d - rea ope rati ons.  The refo re,  da ta   synchro nizat io is  cr ucial   pa r for  re plica tio te ch nique.  Data  can   be   sy nchr on iz e ff ic ie ntly   by  ad op t ing   t hese  t wo  r ules   for quo ru m  v ot ing :   a.   Re ad  per im et e r,   and   w rite   per im et er,  m us be  gr eat er  than  certai non - neg at i ve  nu m ber   of  vote s ,     R +  v   b.   Wr it per im et e m us t be  gr eat er th a n n on - ne gative  nu m ber   of votes  div ide  b 2,   >  v /   The  sec ond  r ul es  on ly   ap plica ble  if  the  ve rsion  n um ber   is  r equ i red   to v er i fy  the  m os cur ren co py  of   the  re plica T hi two  r ules  ar i m po rta nt  to  avo i c on c urre nt  data  w rite and  rea as   we ll   as  wr it op e r at ions   occurre on  t he   sam data  at   the  sam tim e As   the   res ult,   rea sc or es   al ways  re flect   th m os recent  wr it e   because   rea quor um   con sist   of   at   le ast   on e   rep li ca  that  w as  involve i the  m os recent  w rite   operat ion s .     Fo r   insta nce,   quor um   is  m od el le as  a   set   of  rep li cas;   { C 1 C 2 C 3 …  C n w her e   1,  2,  3,   …. ,i  are   c al le the  se qu e nce  nu m ber of  th ese  re plica s.  Each  rep li ca,   C i   m anag a   set   of  data.   I C NR,  as   di scusse pr e viously   ha ve   on ly   tw ( 2)   neig hbors  to  e ach  re plica   an only   three  (3)  re plica co ntain  the  sam c op of     data  it e m To  en sure  on c op se rial iz abili ty   in  CNR  po li cy read   ope rati on,  quoru m   will   be  def i ned   a s     a nd  f or  wr it ope rati on,  de fine a 3.   F r om  Figure  2 a ny   two  a djacent  rep li cas  ca be   read  quorum The  wr it quorum   is  al three  re plica that  s ha res  the   m utu al   data  with  the   two  re plica in  re ad   quorum Con si der   a   pri m ary  da ta   it e m   of   d 2 .   Ba sed  on  CN ru le s,   ass umi ng   t hat  =   wh e re  eac repl ic get   on vo te   a nd   al three  rep li ca  con ta in  the  sam e   cop ie of  pr im ary  data   d 2 d a nd   d 3   ho ld the  co pi es  of     the  pr im ary  data.  Thus,  in  order   to  pe rfor m   read   on   d 2   pri m ary  data,  the   valid  qu orum   set   are  { d 1 },  { d2 } { d3 } {d 2 ,  d 1 } , {d 1 ,  d 3 } , {d 2 ,  d 3 an d   {d 2 , d 1 , d 3 } . T he write   quor um  is { d 1 d 2 d 3 }.             Figure  2 .  Repli ca o rg a nizat ion o CNR  of siz n   (a ny intege r)       In  each   CNR   re plica c oor din at in al gor it h m   con tr ols   the  pri m ary   re plica   w hile  co operati ng   al gorithm   deals  with   no n - pr i m ary  rep li ca.  Wh e t he  cl ie nt  se nd s   it re qu e st,  CNR   tra ns act io m anag er   will   m anag the  re qu e st  from   c lients  an locat es  the  pr im ary   rep li ca.  Pr im a ry  rep li ca  will   execu te   co ord inati ng   al gorithm   up on  recei ving  procedu re  cal from   transacti on  m anag er T he se  process es  a re  di vid e int fe w   ph a ses.  I the  first  phase,  the   pr im ary  rep li ca  asks  relat ed  r eplic as  to  cast   vo te   in  order   t f or m   qu o rum   fo r   the  operati on.  If   quorum   is  form ed,   it   will   return  the  value   of   t tra ns act ion   m anag e or   el se  it   will   return  and  ab or t he  op e rati on.  In  s om cases,  the   quorum   will   return  - in   the   case  of  par ti a com m itm ent  fro m     the  relat ed  re plica s.  D ur i ng   the  seco nd  ph a se,  the  t ra ns act io m anag er  will   ask  quorum   to  co m m i t     the  operati ons   i.e.  lock  the  data.  I there  is  any  par ti al   com m itm ent  i nvolv e d,   pr im ary  rep li ca  ca ptures     the  detai ls  of  wh ic re plica   issued  pa rtia com m itm ent  and  will   us e   th e m   to  so lv e   in  c onflic resol ution.   Durin operat ion   exec utio n,  cooper at in al gorithm   a the  non - pri m a ry  rep li cas’  s ide  will   per f or m     the ope rati on a nd unloc t he data  whe it  is  done.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel ty  circula r n ei ghborin t echn i qu e  usi ng  rea ct iv e fa ult t olera nce  meth od  ( Ah mad S hukri  M ohd  N oo r )   5215   4.   CIRC ULA R NEIGHB ORING  A NA L YSIS A N E VAL UA TIO N   This  sect io w il fu rthe a naly ze  t he  avail a bili ty   of   the  ne wly  pro po se rep li cat ion  te chn i qu e   [ 19 ] .   Av ai la bili ty   of  syst em   ref ers  to   the  pro bab il it of   syst e m   is  com ple te ly   wo r ki ng   over  a   pe rio of     op e rati ng  tim e   [2 0].   Ta ble  sh ows  f or   eac te chn iq ues  the  num ber   of   r eplic as  require for  data  it e m   or   obj ect   in  f our  syst e m   scenario with  diff e r ent  nu m ber   of   nodes  ass um ing   that  the  rep li cas  are  unde norm al   ci rcu m sta nces  wit hout   any  fail - sto fail ur e As sum that  du ri ng  fail - sto fail ure,  on re plica   is  not   avail able,  as   per   li st ed   on  Table  3.   Final ly Table  re cords  al a vaila bili ty   tim es  fo e ach  te c hniqu e s   dep e ndin g on the tec hniq ue  ar chite ct ur base d on Ta ble 1 c om po ne nts’  a va il abili ti es.        Table  1 T he  n i ne  c om po ne nts  of inter de pend ent ser ve rs  a nd it s av ai la bili ti es   Co m p o n e nt   Av ailab ility   W eb   0 .95   Ap p licatio n   0 .95 5   Databas e   0 .95   DNS   0 .97   Firewall   0 .96   Switch   0 .97   Data Cent re   0 .95   Ap p licatio n 2   0 .95   Manag er   0 .99   Total Av ailab ilit y   0 .69 5 6       Table  2 T he  c om par ison o t he  siz of r e plica s un der   dif fe ren t set   of  n nodes    for  m ulti ple r eplic at ion  tec hniqu e   Rep licatio n   Techn iq u e   Nu m b e o f  r ep lica   f o each d ata/o b ject   n  =  1 2   n  =  2 4   n  =  3 5   n  =  4 0   ROWA   12   24   35   40   TRDT   2   2   2   2   NRFR   5   5   5   5   CNR   2   2   2   2       Table  3 T he  c om par ison o t he  siz of r e plica s dur i ng f ai l - stop fail ure f or  m ult iple replic at ion  tec hn i qu e   Rep licatio n  T echn iq u e   Nu m b e o f  r ep lica   f o each d ata/o b ject   n  =  1 2   n  =  2 4   n  =  3 5   n  =  4 0   ROWA   11   23   34   39   TRDT   1   1   1   1   NRFR   4   4   4   4   CNR   2   2   2   2       Table  4 T he  c om par ison o i m pr ov em ents u sin g dif fer e nt  rep li cat ion m od el  for 9  no des   Rep licatio n  T echn iq u e   Sy ste m  Availab ilit y   I m p rov e m en t  ( %)   No  r ep licatio n   0 .69 5 6   0 .00 0   ROWA   0 .91 0 3   3 0 .86 2   TRDT   0 .98 4 6   4 1 .54 7   NRFR   0 .99 7 8   4 3 .44 4   CNR   0 .99 9 5   4 3 .69 1       Re su lt show  that  the  im pr ovem ents  in  syst e m   avail ability   in  no des   var ie with   r eplic at ion  te chn iq ue.   T he   diff e ren am ou nt   of  re plica te node in  each  te ch nique   con tri bu te a the  m ai factor   in   pro vid in a   hi gh ly   a vaila ble  syst e m Fr om   Table  a nd  T able  4,  it   is  cl ear  that  rep li c at ion   te ch ni que  with  CNR  achieve the  highest  sys tem   avail abili t with  the  lo w est   rep li cat ion   req uire to  m a intai it avail abili ty .   CNR  re quires at  m os re plica in ord e t search   f or  the  n odes   that ho l the  sam data file   of  the   fail e node   wh il for  RO WA   a nd   NRF req uir es  ad diti on al   tim t recove due   to  the  increm ent  of   the  nu m ber   of   rep li cas  f or   data  it e m   du to  the  increase   of   num ber   of   nodes  in  the  env i ronm ent.  Wh il f or   TR DT  that  sh are the   sam num ber   of  r eplic as  with   C NR  sc or es   lo w er  syst em   avail abili ty   du to   the  a rr a ngem ent  of   nodes  in  t he  te chn i qu a rc hitec ture.   F urt he r m or e,  in  the  e ve nt  of   fail - sto fail ur e,  TR DT   on ly   has  one  r eplic le ft  fo rec ove ry,  thu res ulted  in  lowe scor of  rec ov e r la te ncy  wh ic aff ect e it syst e m   avail a bili ty .   Ther e f or e,   f or  rec ov e ry  pro cedure,   it   can  be  deduce tha syst e m   avail a bili ty   i m pr ov es   furthe c onsist ently   to the n um ber   of r e plica s in  t he  syst em   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber   201 9   :   5211   -   5217   5216   Fr om   the  resu l ts,  RO WA  has   sho wn  that  as   the  c om plexity   of  the   syst em   increases,   t he  te c hn i qu e   beco m irrelev ant  to  be  us t rec over  t he  syst e m   as  the  nu m ber   of   dat file   gro ws  as   with  the  num ber   of   nodes   in  t he  s yst e m Thu s it   lowe rs  t he  sy stem   avail abili ty Howe ver,  t echn i qu e that   ad op te neig hbori ng   po li cy   that  is  NRFR,  TR DT  and   C NR  are   not  af fected  with  the  i ncr ease   nu m ber   of   node in  the  syst e m CNR   le ads  NRFR  a nd   TRDT  i te rm of   highe degre fau lt   re cov e ry  as  it   re qu i res  lo wer   re plica than   NR FR  an in the e ve nt  of   fail - sto it  is  not l i m it ed  to on ly  o ne re plica  av ai la ble  per   da ta  it e m  as in  T RDT.        5.   CONCL US I O N     un i qu e   ci rc ular  neig hbori ng  te ch nique  base on  reac ti ve  fa ult  tolerance   m et ho d   has  bee pr ese nted T he   te ch nique  prov i des  l ow e data  re plica ti on  c om par ed   to  oth e sta te   of  the   art  te c hn i qu e s .     The  m od el   an m et ho do l ogy  of   the  te ch ni qu hav bee desc ribe al ong  with  anal ysi and   eval ua ti on   of    the tec hniq ue.    CNR  is  an  appro ac f or   data  rep li cat ion,  by   placi ng   re dundant  co pies  of  data  in  ci rcu la fo rm   to   i m pr ove  the  qual it of   ser vi ce  in  feasib ly   cl utter  distribu te e nvir onm ent.  CNR  te chn i qu deter m ines    the  m os app r opriat nei ghbo to  perform   data  rep li cat ion   in  sm al qu orum   siz to  ex ecute  the  proc edures.     The  pe rfo rm a nce  analy sis  of  CNR  com par ed  with  ot her  te chn iq ues  s howe that  CN prov i des  bette r   appr oach   t highly   avail able  rea an wr it ope rati on   for  distri bu te syst em .   CNR  offe rs   lowe r   com m un ic at ion   co st  to  re plica te   the  data  it e m as  well   as  m ai ntaining   t he  hi gh e sc ore  of   recove ry  la te ncy  thu s  r es ulted i n hig he syst em   avail abili ty  co m par ed  with  o t her te ch niques.     Wh il c om pr ehensi ve  a naly sis  and  com pari so ns  ha ve  be en  done  for  t his  w ork   set ti ng,  f urt he r   exp e rim ents  are  require be fore  com plete l decisi ve  eval uation  of   t he  pro posed  al gorithm   can  be  achieve d.   Howe ver,  the   pro po se te c hniq ue  s howe that  CNR  a ble   to  i ncr ease   syst e m   avail abili t by  m ai nta inin si m plest  rep li ca  distrib utio wh ic able  t reduce  the  ti m ta ken   t rec ov e fail e s yst e m   co m par ed  with     the  existi ng   te chn i qu e s.  The se  reassurin resu lt sho that  the  te chn i qu pro po se in  the  pa per   a ble  to  i m pr ove fa ult  m anag em ent an d co ntri bu te towa rd s  conti nuous  ser vice  de li ver y i n dist ri bu te syst em s.        ACKN OWLE DGE MENTS   This  re searc is  fun ded  by   Fund am ental   Re search  Gr a nt  Sc hem (F R GS )   wi th  the  Re f:   FRGS/1/ 2018/ ICT0 4/UMT/ 02/2.  FR GS  is a   researc h gr a nt  from  the Minist ry o f  E du cat io n (MOE Ma la ysi a .       REFERE NCE S   [1]   Noor   A.S. M.,   Zi an  N.F.M.,   Shaiful   Bahri   F.N. M. ,   " Surve y   on   rep li c at ion  te c hnique for  distri bute s y st em,"   Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ri c al  and  Comput er  Engi n ee ring   ( IJE CE) vol .   9(2) ,   pp.   1298 - 1303 ,   2019.   [2]   J.A.  Torke stani,   "A   Highl y   Re li able  And   Para ll eliz abl Dat Distribut ion  Sc heme  For  Data   Grids , Fut ure   Gene ration  Com pute r Sy st ems vol.  29(2) ,   pp .   50 9 - 519,   2013   [3]   N.  Chera gh lou ,   et   a l .,   Survey   Of  Faul To leranc e   Archi t ec t ure   In  Cloud  C om puti ng , ”  E lse vi er  Journal   o f   Net work  and   Co mputer  Appli cati ons vol.  61 ,   pp .   81 - 92,   2016   [4]   Noor  A.S.M.,   D eri M.M. ,   Fail ure   rec over y   m ec han ism   in  nei ghbor  rep li c distri buti on  arc h itect ur e ,   Lect ur e   Note s in   Comput er  Scienc e . 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