Netzwerk-Management und Hochgeschwindigkeits- Kommunikation. Teil XI. Seminar WS 1994/95

Der vorliegende Interne Bericht enthält die Beiträge zum Seminar "Netwerk-Management und Hochgeschwindigkeits-Kommunikation", das im Wintersemester 1994/95 zum elften Mal abgehalten wurde. Im Mittelpunkt stehen zuerst aktuelle Entwicklungen im Internet, die zukünftige Protokollarchitekturen sowie die Möglichkeit zur Gruppenkommmunikation und zur realzeitfähigen Datenkommunikation umfassen. Dabei spielt auch das Problem der Dienstgüte, wie sie beispielsweise von Multi-Media-Anwendungen gefordert wird, eine große Rolle. Der zeite Block befaßt sich mit dem Problem der Sicherheitsvorkehrungen in Kommunikations-und Rechnernetzen. Auch hier werden aktuelle Forschungsergebnisse vorgestellt. Weiterhin wird mit der Common Object Request Broker Architecture eine zukunftsweisende Architektur beschrieben, die umfassendes System-und Netzwerkmanagement ermöglicht. Den Abschluß bildet ein Beitrag zum Management breitbandiger Weitverkehrs- netze, wodurch der Kreis vom Netzwerk-Management hin zur Hochgeschwindig- keits-Kommunikation wieder geschlossen wird

Typsysteme für die Dienstvermittlung in offenen verteilten Systemen

Das Thema dieser Arbeit ist die Dienstvermittlung in offenen verteilten Systemen und die Rolle, die ein Typsystem dabei einnimmt. Ein Typsystem besteht aus einer Typbeschreibungssprache und der Definition einer Typkonformität. Die Typbeschreibungssprache erlaubt die Spezifiation von Typen, wohingegen mit der Typkonformität während eines Vermittlungsvorgangs überprüft wird, ob Angebot und Nachfrage zusammenpassen. In dieser Arbeit wurde zunächst nachgewiesen, daß es sinnvoll ist, bei einem Typ zwischen seiner Intension und seiner Extension zu unterscheiden. Die Intension eines Typs ist die Gesamtheit aller Beschreibungen, die auf diesen zutreffen. Die Extension eines Typs repräsentiert dagegen eine konkrete Beschreibung (d.h. Spezifikation eines Dienstangebots). Eine Interpretation ordnet jeder Extension eine Intension zu. Um in einem offenen verteilten System Dienste vermitteln zu können, müssen sich Dienstnutzer und {anbieter auf die Extensionen aller Typen einigen. Einem Typ kommt hierdurch die Rolle eine Standards zu, der allen beteiligten Parteien a priori bekannt sein muß. Daraus resultiert eine injektive Interpretation, die jeder Intension genau eine Extension zuordnet. Die eindeutig bestimmte Extension einer Intension fungiert als systemweiter Standard. Ein Typ als Standard steht im Widerspruch zu der Vielfalt und Dynamik eines offenen Dienstmarktes. Der Standardisierungsprozeß von Extensionen, der einem Vermittlungsvorgang vorausgehen muß, hemmt gerade die Dynamik des Systems. Die Konsequenz daraus ist, daß neben den Diensten auch die Diensttypen Gegenstand der Vermittlung sein müssen. Diese Schlußfolgerung ist bisher noch nicht formuliert worden. Es wäre somit wünscheswert, nicht{injektive Interpretationen zuzulassen, so daß eine Intension mehrere Extensionen besitzen kann, die unterschiedliche Sichten der Dienstnutzer und {anbieter repräsentieren. Die Analyse einiger bestehender Typsysteme zeigte, daß mit diesen eine nicht-injektive Interpretation nicht realisierbar ist. Im Hauptteil dieser Arbeit wurden zwei neue Typsysteme vorgestellt, die diese Eigenschaft unterstützen. Das deklarative Typsystem erweitert die Schnittstellenbeschreibungssprache eines syntaktischen Typsystems, indem semantische Spezifiationen zugelassen werden. Die deklarative Semantik dient dabei als Grundlage für die Beschreibung der Semantik einer Typspezifikation. Die Extension entspricht einem definiten Programm bestehend aus einer endlichen Menge von Horn-Klauseln. Die Intension eines Typs korrespondiert mit dem kleinsten Herbrand-Modell des definiten Programms, welches die semantische Spezifikation des Typs darstellt. Die Forderung nach der Möglichkeit nicht{injektiver Interpretationen ergibt sich aus den Eigenschaften der deklarativen Semantik, wonach verschiedene definite Programme ein identisches kleinstes Herbrand-Modell besitzen können. Das zweite in dieser Arbeit vorgestellte Typsystem entspringt einem wissensbasierten Ansatz. Grundlage bildet eine Wissensrepräsentationstechnik, die anwenderbezogene semantische Spezifikationen erlaubt. Ein Konzeptgraph als wissensbasierte Typspezifikation vereinigt in sich unterschiedliche Beschreibungen eines Typs. Ein Konzeptgraph, der selbst eine Extension darstellt, repräsentiert somit die Vereinigung mehrerer Extensionen eines Typs. Die Intension ist jedoch durch einen Konzeptgraph nicht eindeutig bestimmt. Dieser stellt lediglich eine Approximation dar. Hier liegt ein fundamentaler Unterschied in den beiden Typsystemen. Während eine Extension im deklarativen Typsystem auch immer eindeutig eine Intension charakterisiert, ist dies bei dem wissensbasierten Typsystem nicht der Fall. Die Konsequenz daraus ist, daß dieser Umstand bei einem Vermittlungsvorgang berücksichtigt werden muß. Ein wissensbasierter Vermittler muß über ein spezielles Vermittlungsprotokoll die Verfeinerung einer wissensbasierten Typspezifikation erlauben, die zu einer besseren Approximation der Intension führt. Das deklarative Typsystem besitzt aufgrund der Unentscheidbarkeit der deklarativen Typkonformität keine praktische Relevanz. Es zeigt jedoch, wie mit Hilfe der deklarativen Semantik der Open World Assumption genüge geleistet werden kann. Im Vergleich dazu kann das wissensbasierte Typsystem als "Fuzzyfizierung" des deklarativen Typsystems angesehen werden. Die wissensbasierte Typbeschreibungssprache ermöglicht im Sinne der Fuzzy Logik unscharfe Spezifikationen, die im Laufe der Zeit verfeinert werden. Ein Vorteil des wissensbasierten Ansatzes ist die Möglichkeit von anwenderbezogenen Typspezifikationen. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß eine wissensbasierte Typbeschreibungssprache eine Meta-Sprache repräsentiert, in der Spezifikationen aus anderen Domänen dargestellt werden können. Ungeachtet dieser Vorteile bleibt jedoch der Beweis offen, daß die wissensbasierte Dienstvermittlung tatsächlich eine geeignete Methodik für die Vermittlung von Typen darstellt

Das Erfolgsgeheimnis des Internet

Kaum eine technische Entwicklung der letzten Jahrzehnte hat die Lebens- und Arbeitsweisen der Menschen in aller Welt so schnell und nachhaltig beeinflußt wie die vom Internet gebotenen neuen Kommunikationsformen. Das Wachstum des Internet sucht in der Technik seinesgleichen. Waren es 1990 noch ca. 1 Million Nutzer, so sind es heute inzwischen ca. 600 Millionen. Ihre Zahl steigt immer noch expotentiell um etwa 70% pro Jahr. Das Internet ist zum Anlaß für einen grundlegenden Paradigmenwechsel für unser kulturelles, wirtschaftliches und privates Leben geworden. Nicht zuletzt auf seiner Grundlage haben die Begriffe der Wissensgesellschaft und Globalisierung ihre heutige Bedeutung erlangt. Die Medien sind voll mit Hinweisen auf das Internet. Jede Firma, die etwas auf sich hält, hat ihre Homepage bzw. Internetadresse, die das Publikum jederzeit "besuchen" kann. Die Suche nach IT Fachleuten mit der Green Card hat viel mit dem Internet zu tun. Werben, Einkaufen und Verkaufen über das Internet wird als die Geschäftsform der Zukunft angesehen. Auch die Politik mißt dem Internet größte Bedeutung zu. So kam sie auf dem G8 Treffen des Jahres 2000 zu dem Schluß, daß das 21.Jahrhundert entscheidend vom Internet geprägt sein wird. All das unterstreicht, daß die Entwicklung des Internet ein unglaublicher Erfolg ist, den in seinen Anfängen wohl niemand in dem Umfang vorausgesehen hat

Klausurtagung des Instituts für Telematik. Schloss Dagstuhl, 29. März bis 1. April 2000

Der vorliegende Bericht gibt einen Überblick über aktuelle Forschungsarbeiten des Instituts für Telematik an der Universität Karlsruhe (TH). Das Institut für Telematik ist in einem Teilgebiet der Informatik tätig, welches durch das Zusammenwachsen von Informatik und Kommunikationstechnik zur Telematik geprägt ist. Es gliedert sich in die Forschungsbereiche Telematik, Telecooperation Office (TecO), Cooperation & Management, Hochleistungsnetze und Netzwerkmanagement sowie dezentrale Systeme und Netzdienste. Die Schwerpunkte des Forschungsbereichs "Telematik" (Prof. Dr. Dr. h.c. mult. G. Krüger) liegen in den Bereichen "Dienstgüte", "Mobilkommunikation" und "Verteilte Systeme". Gemeinsames Ziel ist die Integration heterogener Netze (Festnetze und Funknetze), Rechnersysteme (von Workstations bis zu PDAs) und Softwarekomponenten, um damit den Anwendern eine Vielzahl von integrierten Diensten effizient und mit größtmöglicher Qualität zu erbringen. Das "Telecooperation Office" (TecO, Prof. Dr. Dr. h.c. mult. G. Krüger) ist ein Institutsbereich, der in Zusammenarbeit mit der Industrie anwendungsnahe Forschungsthemen der Telematik aufgreift. Im Mittelpunkt steht die innovative Nutzung von Kommunikationsinfrastrukturen mit den Schwerpunkten Softwaretechnik für Web-Anwendungen, neue Formen der Telekooperation sowie tragbare und allgegenwärtige Technologien (Ubiquitous Computing). Die Kernkompetenz des Forschungsbereichs "Cooperation & Management" (Prof. Dr. S. Abeck) liegt im prozessorientierten Netz-, System- und Anwendungsmanagement. Es werden werkzeuggestützte Managementlösungen für Betriebsprozesse entwickelt und in realen Szenarien erprobt. Ein wichtiges Szenario stellt das multimediale Informationssystem "NEXUS" dar, das als Plattform eines europaweit verteilten Lehr- und Lernsystems genutzt wird. Der Forschungsbereich "Hochleistungsnetze & Netzwerkmanagement" (Prof. Dr. W. Juling) befasst sich mit Technologie und Konzepten moderner leistungsfähiger Netzwerke sowie darüber hinaus mit sämtlichen Aspekten des Managements dieser zumeist ausgedehnten Netze. Um eine enge Abstimmung zwischen Forschungsaktivitäten und betrieblicher Praxis zu erzielen, werden insbesondere auch Synergien zwischen Institut und Rechenzentrum angestrebt. Die Arbeiten des Forschungsbereichs "Dezentrale Systeme und Netzdienste" (Prof. Dr. L. Wolf) befassen sich mit der Unterstützung verteilter Multimedia-Systeme, auch unter Berücksichtigung von Komponenten mit drahtlosem Zugang und den dafür geeigneten Architekturen und Infrastrukturen. Dabei werden vor allem Aspekte der Kommunikationssysteme wie Protokollmechanismen, Ressourcenverwaltung und adaptive und heterogene Systeme untersucht

Anwendungs- und Infrastrukturmanagement im Agentensystem AMETAS

In dieser Arbeit wurde die Implementierung einer JMX-konformen Managementinfrastruktur für das Agentensystem AMETAS vorgestellt. Darauf basierend wurden im Rahmen des Fehlermanagements Kontrollmechanismen der mobilen Agenten im AMETAS untersucht und eine Lösung für die Lokalisierung von AMETAS-Agenten entworfen und implementiert. Der essentielle Hintergrund für das AMETAS-Management stellt sich folgendermaßen dar: Die Betrachtung des Anwendungs- und Infrastrukturmanagements mit Blick auf die Managementhierarchie stellt die Offenheit und Kooperationsfähigkeit der angestrebten Managementlösung in den Vordergrund. Diese Eigenschaften ermöglichen die Integration der in einem Unternehmen existierenden Managementlösungen. Ziel ist dabei ein kostengünstiges und effizientes Management. Eine Managementarchitektur wird mit Hilfe der informations-, organisations-, kommunikations- und funktionsbezogenen Aspekte beschrieben und modelliert. Anhand dieser Aspekte ist CORBA, DMTF, WBEM und JMX analysiert und ihre Eignung für das AMETASManagement bewertet worden. Neben den allgemeinen Kriterien sind ihre Teilmodelle, ihre Unterstützung des dezentralen und des dynamischen Managements sowie ihre Integrationsfähigkeit im AMETAS zentrale Punkte. Es zeigt sich, dass die JMX die besten Möglichkeiten für das AMETAS-Management bietet. Das OSI-Funktionsmodell klassifiziert die Managementaufgaben und -funktionen in fünf Bereiche, die häufig als FCAPS bezeichnet werden: Fehler-, Konfigurations-, Abrechnungs- , Leistungs- und Sicherheitsmanagement. Diese Klassifikation ist orthogonal zu jeder anderen und bietet einen geeigneten Rahmen für die Aufteilung der Managementaufgaben und - funktionen. Das in dieser Arbeit empfohlene AMETAS-Management orientiert sich hinsichtlich der Managementaufgabenaufteilung am OSI-Modell. Die JMX bietet mächtigeWerkzeuge zur Instrumentierung aller Arten von Ressourcen. Ihre Java-Basiertheit bedeutet eine wesentliche Vereinfachung für das Agentensystem. Die offene Architektur von der JMX ermöglicht die Kooperation des AMETAS-Managements mit anderen Managementstandards. Das AMETAS-Management nutzt die Vorzüge der mobilen Agenten insbesondere im Bereich des Konfigurations- und Fehlermanagements aus. Folgende Eigenschaften zeichnen das AMETAS-Management aus: 1) Verwendung der Agenteninfrastruktur für das Management. Selbiges wird dabei als ein AMETAS-Dienst implementiert und kann alle Möglichkeiten und Dienste der Agenteninfrastruktur nutzen. 2) Verwendung der AMETAS-Agenten und Dienste als Managementwerkzeuge. 3) Selbstmanagement des Systems. Der Managementdienst ist hierfür mit ausreichender Intelligenz ausgestattet. Er nutzt die Mechanismen der Agenteninfrastruktur aus und erledigt diverse Managementaufgaben selbständig. Das Ereignissystem vom AMETAS spielt hierbei eine wichtige Rolle. Die Analyse der Kontrollmechanismen von MASIF, Aglets Workbench und Mole liefert hinsichtlich ihrer Eignung für die Lokalisierung von Agenten im AMETAS folgendes Ergebnis: Die untersuchten Ansätze sind teilweise allgemein anwendbar. Man unterscheidet die nichtdeterministischen Ansätze wie Advertising und Energiekonzept von denen, die bestimmte Spuren von Agenten in einer geeigneten Art hinterlegen. In dieser Hinsicht stellte sich das Pfadkonzept als interessant heraus: Bei diesem Konzept können die Informationen über den Pfad der Migration eines Agenten in geeigneterWeise zeitlich beschränkt oder unbeschränkt gespeichert werden. Eine andere Alternative bietet die Registrierungsmethode. Bei dieser Methode wird ein Agent in einer zentralen Stelle registriert, wobei die eindeutige Identität eines Agenten und die aktuelle Stelle, in der sich ein Agent aufhält, gespeichert werden. Vor dem Hintergrund der erfolgten Analyse empfiehlt sich als Basis für die Lokalisierung von AMETAS-Agenten eine Art Pfadkonzept: Die Spuren der Agenten werden durch einen Managementdienst gesichert. Will man einen bestimmten Agenten oder eine Gruppe lokalisieren, werden die dezentral vorhandenen Informationen innerhalb eines konsistenten Schnitts (Schnappschuss) ausgewertet. Die Schnappschussmethode empfiehlt sich für die Lokalisierung von Agenten im AMETAS entsprechend den zu Beginn der Arbeit von einem Lokalisierungsmechanismus geforderten Eigenschaften: Sie erlaubt eine zuverlässige Lokalisierung der gesuchten Agenten, deren Autonomie dabei respektiert wird. Die Kosten-Leistungsrelation ist günstig einzuschätzen, da unnötiger Daten- bzw. Agentenverkehr ebenso vermieden wird wie die Pflege umfangreicher, zentralistischer Datenbanken