Forschungsausrichtung Institut für Verteilte Systeme an der Universität Ulm

Kaum ein Computer funktioniert heute noch isoliert, der Trend zur Verteilung von Aufgaben auf miteinander vernetzte Computersysteme hält ungebrochen an. Egal ob PC oder Smartphone, elektrischer Stromzähler oder Waschmaschine: ohne Netzwerk und entfernten Dienstzugriff wären viele unserer elektronischen Helfer nur halb so nützlich.

Leslie Lamport, einer der Urväter der Verteilten Systeme, bringt es auf den Punkt: You know you have [a distributed system] when the crash of a computer you’ve  never heard of stops you from getting any work done.

Zukünftige Trends verstärken diesen Effekt noch: Egal ob Cloud-Computing, Wireless Sensor Networks oder vernetzte Fahrzeuge  Verteilung und Vernetzung sind in der Zukunft unabdingbare Voraussetzung für die Mehrzahl der IT Systeme.

Dem gegenüber stehen eine Reihe von Problemen, denen sich die Informatik bis heute stellen muss:

Bestehende und zukünftige Verteilte Systeme werden aus Tausenden oder gar Millionen autarker Computersysteme bestehen, die drahtlos oder drahtgebunden Informationen austauschen. Das „Internet der Dinge“, Sensornetze oder Fahrzeugnetze sind einige offensichtliche Beispiele.   Wie können Algorithmen und Protokolle so ausgelegt werden, dass Verteilte Systeme dieser Größenordnung noch reibungslos funktionieren und weiter wachsen können?

Verteilte Systeme sind zunehmend an kritischen Prozessen wie der Steuerung von Geschäftsabläufen, Energieversorgung oder Transport beteiligt. Fehler gefährden potentiell hohe Sachwerte oder gar Menschenleben. Wie kann die notwendige Zuverlässigkeit dieser Systeme sicher gestellt werden?

Bei vielen der genannten Beispiele werden sensitive oder persönliche Daten verarbeitet. Wie können diese vor Angriffen und Missbrauch geschützt werden?

Bei den vorher genannten Größenordnungen von verteilten Systemen wird klar, dass diese nicht mehr durch Menschen manuell koordiniert und verwaltet werden können. Bei der Installation, im Regelbetrieb und im Fehlerfall müssen diese Systeme vielmehr ein großes Maß an Autonomie und Selbstorganisation aufweisen.

Die zunehmende Komplexität dieser Systeme macht Entwicklung und Betrieb immer schwieriger. Können zukünftige Verteilte Systeme so gestaltet werden, dass sie für Entwickler und Benutzer noch beherrsch- und verstehbar bleiben?

Diese Anforderungen bieten auch nach Jahrzehnten der Forschung immer noch spannende Herausforderungen, denen wir uns am Institut für Verteilte Systeme mit großem Enthusiasmus widmen.

Unsere Vision sind Verteilte Systeme, die auf sehr große Dimensionen skalieren, die dabei zuverlässig und sicher sensitive Daten verarbeiten und die selbstorganisierend und mit inhärenter Einfachheit sowohl aus Entwickler- und Benutzersicht beherrschbar bleiben.

Um dieses Ziel zu realisieren, beschäftigen sich unsere Arbeiten mit den folgenden Themenfeldern:

Methodik

  1. Formale Methoden in Verteilten Systemen
  2. Simulation von Verteilten Systemen
  3. Prototyping Verteilter Systeme
  4. Entwurf und Architekturen Verteilter Systeme

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Aktuelle Forschungsfelder

  1. Fehlertolerante Verteilte Systeme
  2. Security und Privacy in Cyber-physical Systems
  3. Kommunikation für multimediale Anwendungen
  4. Dynamische drahtlose multi-hop Netzwerke

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Anwendungsfelder

  1. Automotive und Intelligente Transport Systeme
  2. Industrial Control Systems
  3. Cloud Computing
  4. Serviceorientierte Geschäftsanwendungen

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