OptSCORE

OptSCORE ist ein Forschungsprojekt des Instituts für Verteilte Systeme und der Juniorprofessur für Sicherheit in Informationssystemen an der Universität Passau.

Vernetzte IT-Systeme haben sehr häufig hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit. Replikation von Diensten ist ein grundlegender Mechanismus, diese Anforderungen zu erfüllen. Um gleichzeitig Skalierbarkeit zu erzielen, gibt es vor allem im Bereich von Speicherdiensten viele Ansätze, die mit abgeschwächten Konsistenzanforderungen auskommen. Manche Systemdienste benötigen jedoch stärkere Konsistenzgarantien, z.B. Koordinierungsdienste wie ZooKeeper, den Namenode von HDFS oder Dienste zum Identity Management. Für byzantinische Fehler sind schwache Konsistenzmodelle ebenfalls ungeeignet, da divergente Werte nicht von fehlerhaften unterscheidbar sind. Das OptSCORE Projekt konzentriert sich daher auf State-Machine-Replication (SMR), ein Replikationsverfahren für Dienste mit starken Konsistenzanforderungen. SMR basiert auf verteilter Einigung sowie auf deterministischen Ausführungen. Die oft sequentielle und damit deterministische Ausführung ist mit der zunehmenden Verbreitung von Mehrkernsystemen inakzeptabel, was zur Entwicklung deterministischer Scheduler geführt hat.

In der Praxis entsteht ein großer Raum konfigurierbarer Parameter angefangen von der Auswahl unterschiedlicher Protokolle bis zur Festlegung von Timeout-Werten. Wir werden zunächst Art und Umfang des Einflusses von Protokollen, Algorithmen und Parametern auf der einen und von Umgebungsbedingungen und Anwendungsverhalten auf der anderen Seite auf das Gesamtverhalten eines SMR-Systems zusammentragen. Wir konzentrieren uns dabei auf die Gruppenkommunikation und das deterministische Scheduling nebenläufiger Ausführungen. Als zweiter Schritt sollen Konzepte entworfen werden, die Parameter automatisch abzuleiten und ständig zu optimieren.

Eine Prototypimplementierung für ein rekonfigurierbares und selbstadaptierendes Gruppenkommunikationssystem sowie für einen selbstoptimierenden deterministischen Scheduler soll entworfen und in ein Framework für replizierte Dienste integriert werden, mit dem schließlich praxisnahe Evaluationen möglich werden. Wir erwarten, dass sich selbstadaptierende Systeme entsprechend besser verhalten als starr konfigurierte oder nicht konfigurierbare Systeme. Das Vorhaben ist damit ein Grundlagenbeitrag um letztendlich SMR-basierte Systeme näher an die Praxis heranzuführen.

Veröffentlichungen


4.
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Hauck, Franz J.; Habiger, Gerhard; Domaschka, Jörg
UDS: a novel and flexible scheduling algorithm for deterministic multithreading
35th Int. Symp. on Reliable Distrib. Sys. - SRDS
September 2016
3.
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Hauck, Franz J.; Domaschka, Jörg
UDS: a unified approach to determinisitic multithreading
36th Int. Conf. on Distrib. Comp. Sys. - ICDCS
June 2016
2.
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Köstler, Johannes; Seidemann, Jan; Reiser, Hans P.
Emusphere: Evaluating Planetary-Scale Distributed Systems in Automated Emulation Environments
35th Int. Symp. on Reliable Distrib. Sys. Workshops - SRDSW
2016
1.
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Habiger, Gerhard; Hauck, Franz J.; Köstler, Johannes; Reiser, Hans P.
Vertikale Skalierung für aktiv replizierte Dienste in Cloud-Infrastrukturen
Kurzfassung für das Herbsttreffen der GI/VDE/ITG Fachgruppe Betriebssysteme 2016
2016
Export as: BibTeX, XML
OptSCORE

Personen

Leitung Ulm

Prof. Dr. Franz J. Hauck

Mitarbeiter

Gerhard Habiger
Christian Spann

Leitung Passau

Prof. Dr. Hans P. Reiser

Mitarbeiter

Johannes Köstler

Förderung

DFG seit 2015

Status

seit 2015 aktiv