Konsistenz in verteilten Systemen mit unzuverlässigen und zeitverzögernden Datenkanälen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Adam Wolisz
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13574147

Konsistente Daten bilden die Grundlage für die Entscheidungen der Teilnehmer in kooperativen, verteilten Computer-Systemen, seien es virtuelle Welten oder Sensornetze. Um Konsistenz herzustellen, werden Nachrichten ausgetauscht. In den uns interessierenden Systemen muss ein teilnehmender Computer in der Regel auf ein Ereignis reagieren, bevor alle Daten ausgetauscht werden konnten. Im Hauptantrag haben wir zuerst die begrifflichen und technischen Voraussetzungen geschaffen, um Konsistenz in verteilten Systemen systematisch zu untersuchen. Wir haben erste Resultate über den Zusammenhang von Benutzereindruck und Konsistenz gefunden. In diesem Fortsetzungsantrag wollen wir die weitergehenden Fragen untersuchen.1. Die optimistischen Verfahren zur Herstellung von Konsistenz reagieren früh auf Ereignisse und stellen dann Konsistenz über Daten in der Vergangenheit her. Bisher skalieren diese Verfahren jedoch schlecht, weil die Konsistenz immer für den gesamten Zustand des verteilten Systems hergestellt wird. Für eine korrekte Entscheidung reicht jedoch häufig eine Untermenge der Daten (also zum Beispiel die Helligkeit in einem Raum im Gegensatz zu allen Räumen im Gebäude). Durch diese Unterscheidung zwischen relevanten und nicht relevanten Daten kann die Skalierbarkeit des Systems erhöht werden. Bei der Kombination mit optimistischer Konsistenz ergibt sich jedoch das Problem, dass im Moment irrelevante – und deswegen nicht konsistent gehaltene – Daten zu einem späteren Zeitpunkt durchaus relevant werden können. 2. Die Bestimmung, für wen welche Daten relevant sind, ist in großen Systemen rechentechnisch so aufwendig, dass sie nicht mehr von einem Computer durchgeführt werden kann. Stattdessen bietet sich eine Verteilung wie in einem Peer-To-Peer System an. In diesem Projekt wollen wir zeigen, dass es zumindest für die von uns betrachteten Systeme eine Lösung gibt, die die damit verbundenen Nachteile (höhere Latenz, höhere Anzahl an Nachrichten) umgehen kann. 3. Wir wollen untersuchen, ob es sich lohnt, die Unterscheidung in relevante und irrelevante Nachrichten zu verfeinern und die wichtigen Nachrichten bevorzugt zu behandeln. 4. Die Anzahl und die zeitliche Korrelation von Nachrichten ist speziell in einem Sensornetzwerk kritisch. Wir wollen deswegen untersuchen, wie sich die Anzahl der Nachrichten in einem Sensornetz weiter senken lässt und wie sich diese Entlastung in eine höhere Lebenserwartung des Sensornetzes umsetzen lässt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Odej Kao; Professor Dr. Ruedi Seiler