Gears4Net - Ein Programmiermodell für asynchrone Kommunikation in P2P-Systemen

Abstract

Die vorliegende Arbeit betrachtet die Herausforderungen bei der Entwicklung massiv paralleler, verteilter Systeme. Am Beispiel des ortsbezogenen Peer-to-Peer-Systems Symstry werden geeignete Modelle zur Komplexitätsreduktion des Softwareentwicklungsprozesses abgeleitet sowie Verfahren zur Simulation derartiger Systeme etabliert. Die Arbeit ist in drei Themenschwerpunkte gegliedert. Der erste Schwerpunkt betrachtet die aktuell bestehenden Softwareentwicklungsmethoden im Hinblick auf den zunehmenden Parallelisierungsgrad und die daraus entstehenden Implikationen auf den Softwareentwicklungsprozess. Abgeschlossen wird dieses Kapitel mit dem Entwurf und der Implementierung des Programmiermodells Gears4Net. Dieses erlaubt die Betrachtung von Parallelität als Designkriterium und forciert sowohl die synchronisationsfreie Anwendungsimplementierung als auch die Zustandsmaschinen-ähnliche Quellcodestrukturierung. Im Fokus des zweiten Schwerpunktes steht die Konzeption und Implementierung des Peer-to-Peer-Systems Symstry. Symstry, das auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelt und simuliert wurde, verfolgt den Ansatz symbolischer Adressierung zur Spezifikation von Endgeräten, Orten und Regionen. Der besondere Schwerpunkt dieses Themenkomplexes liegt bei der Konzeption effizienter Routing- beziehungsweise Geo-Cast- oder Range-Query-Verfahren. Abgeschlossen wird die Arbeit mit dem dritten Schwerpunkt, der Simulationsumgebung Inspector. Diese ermöglicht die komponentenweise Simulation beziehungsweise Emulation der auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelten Softwarekomponenten und bildet die Grundlage für die Evaluation des Peer-to-Peer-Systems Symstry