Niemann, Heinrich (2009) Regelbasierte Replikationsstrategie für heterogene, autonome Informationssysteme . (PhD/ Doctoral thesis), Kiel University, Kiel, 268 pp.

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Abstract

Die Replikation von Daten stellt in heterogenen, autonomen Informationssystemen hohe An- spr¨uche an eine geeignete Replikationsstrategie. So m¨ussen Schreib- und Lesezugriffe auf die Replikate derart koordiniert werden, dass ein optimaler Kompromiss hinsichtlich der konkur- rierenden Replikationsziele Verf¨ugbarkeit, Performance und Konsistenz erreicht wird. Dieses Abw¨agen hinsichtlich der Replikationsziele wird dadurch erschwert, dass die beteiligten Infor- mationssysteme ihre Systemzust¨ande ¨andern und dass auf diese Ver¨anderungen reagiert werden muss. F¨ur diese Anwendungsbereiche wurden adaptive Replikationsstrategien entwickelt, die sich zur Laufzeit den ver¨anderten Systemzust¨anden anpassen. In dieser Dissertation wird die regelbasierte Replikationsstrategie RegRess sowie die Regel- sprache RRML vorgestellt, die die Formulierung von Replikationsregeln f¨ur RegRess erm¨oglicht. Bei RegRess erfolgt die Koordination f¨ur Schreib- und Lesezugriffe auf Basis dieser Regeln, indem vor jedem Zugriff eine Inferenz der Regeln durchgef¨uhrt wird, wodurch die von dem Zugriff be- troffenen Replikate ermittelt werden. Durch diese Vorgehensweise wird unterschiedlichstes Kon- sistenzverhalten von RegRess realisiert, insbesondere werden tempor¨are Inkonsistenzen toleriert. Eine Regelmenge mit f¨ur den Anwendungsfall spezifizierten Regeln bildet die Konfiguration von RegRess. Weil in den Regeln Systemzust¨ande ber¨ucksichtigt werden k¨onnen, kann zur Laufzeit das Verhalten angepasst werden. Somit handelt es sich bei RegRess um eine konfigurierbare, adaptive Replikationsstrategie. Mit der Regelsprache RRML k¨onnen so genannte Reaktionsregeln formuliert werden. Bei einer Regel der RRML wird auf Zugriffe auf Replikationseinheiten, die Teilmengen aller logi- schen Objekte bilden, reagiert, indem die Bedingung der Regel gepr¨uft wird. Die Bedingung einer Replikationsregel beinhaltet neben G¨ultigkeitszeitr¨aumen vor allem fachliche und techni- sche Konsistenzbedingungen, die z.B. eine Reaktion auf zeitlichen Verzug der Aktualisierungen oder Nicht-Verf¨ugbarkeit eines Rechners erlauben. Wenn die Bedingung einer Replikationsregel erf¨ullt ist, dann wird im Aktionsteil der Regel die Zugriffsart auf die Replikate festgelegt. Weil die Replikationsregeln widerspr¨uchliche Aktionen ausl¨osen k¨onnen, beinhaltet die RRML eine Widerspruchsbehandlung. Zur Realisierung der Replikationsstrategie RegRess dient der Replikationsmanager KARMA, der neben den Protokollen f¨ur die Schreib- und Lesezugriffe einen Regelinterpreter f¨ur die Repli- kationsregeln der RRML beinhaltet. F¨ur den KARMA wird eine Softwarearchitektur konzipiert, wobei eine Spezifikation der einzelnen Komponenten des KARMA vorgenommen wird. Ein wich- tiger Aspekt bei den Zugriffen auf die Replikate ist die transaktionale Anbindung der beteiligten Systeme. Daher werden Transaktionskonzepte spezifiziert, die bei der Umsetzung der Protokolle ben¨otigt werden. Der Replikationsmanager KARMA ist mittels Plugin-Mechanismus in den Simulator F4SR integriert, der im Rahmen dieser Dissertation entstanden ist. Mit dem F4SR k¨onnen Repli- kationsstrategien oder unterschiedliche Konfigurationen einer Replikationsstrategie verglichen werden. So kann beispielsweise das Verhalten hinsichtlich der Replikationsziele Verf¨ugbarkeit, Performance und Konsistenz f¨ur verschiedene Regelmengen untersucht werden. Der F4SR bietet f¨ur die Analyse verschiedene Diagramme, die die Ergebnisse eines Simulationslaufs illustrieren.

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