Netzwerksimulation- und -optimierung von verteilten Ereignisverarbeitungssystemen

BearbeiterIn:Christoffer Löffler
Titel:Netzwerksimulation- und -optimierung von verteilten Ereignisverarbeitungssystemen
Typ:bachelor thesis
Betreuer:Mutschler, C.; Philippsen, M.
Status:abgeschlossen am 5. November 2012
Vorausetzungen:
Thema:

Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++

Thema:
Die Gruppe „Sensorfusion und Ereignisverarbeitung" am Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen in Nürnberg arbeitet an der Generierung und Verarbeitung von Positionsdatenströmen in Echtzeit.
Basierend auf diesen Positionsdaten können zur Laufzeit Ereignisse detektiert werden. Aufgrund der hohen Datenrate von Lokalisierungssystemen sowie der hohen Anzahl an parallelen Datenströmen entstehen hohe Anforderungen an die Effizienz und Skalierbarkeit von Systemen zur Ereignisverarbeitung. Hierfür wurde am Fraunhofer IIS ein verteiltes System entwickelt, um Ereignisse errechnen zu können. Dabei bleibt es allerdings schwierig, implementierte Features zu validieren sowie Algorithmen richtig zu parametrisieren.
Ziel der Arbeit ist es, sich in das vorhandene System zur Ereignisverarbeitung einzuarbeiten und anschließend eine Software-Komponente zu entwickeln, die es ermöglicht, verschiedene Knoten in einem beliebigem Netzwerk zu simulieren, auf denen jeweils Instanzen der Ereignisverarbeitung gestartet werden können. Hierbei gilt es auch zu recherchieren, inwieweit herkömmliche virtuelle Maschinen hierfür in Betracht kommen könnten. Mit Hilfe dieser Simulationsumgebung sollen beliebige Rechencluster und Latenzen etc. vorgegeben werden können und Vorgänge und Verarbeitungszweige verfolgt werden.
Darauf aufbauend soll die Verteilung der Event-Detektoren auf die einzelnen Knotenpunkte optimiert werden. Da die Verarbeitung von Ereignissen unter Umständen auf drahtlosen Endgeräten (Smartphones etc.) stattfindet, sollte die genutzte Bandbreite so gering wie nötig ausfallen, sich zugleich die CPU Last jedoch nicht geballt auf einem einzelnen Gerät konzentrieren. Damit soll es ermöglicht werden, das System und dessen Konfiguration (evtl. sogar zur Laufzeit) gezielt zu optimieren.

Meilensteine:

  • Recherche zum Thema Netzwerksimulation und verteilter Ereignisverarbeitung
  • Einarbeitung in die bestehenden Systeme am Fraunhofer IIS
  • Implementierung der benötigten Software-Komponenten
  • Implementierung eines geeigneten Optimierungsverfahrens für die Verteilung der Detektoren
  • Evaluation des Verfahrens mit Hilfe der Netzwerksimulation und im realen System
  • Ausarbeitung der Ergebnisse

Literatur:

  • Sachs, K.: Performance Modeling and Benchmarking of Event-based Systems. PhD thesis, TU Darmstadt (2010).
  • E. Asensio, J. Ordua, and P. Morillo; „Analyzing the Network Traffic Requirements of Multiplayer Online Games", The Second Intl. Conf. Advanced Engineering Computing and Applications in Sciences, pp. 229 – 234, 2008.
  • G. Lakshmanan, Y. Rabinovich, and O. Etzion: „A stratified approach for supporting high throughput event processing applications", Proc. Third ACM Intl. Conf. Distributed Event-Based Systems, pp. 5:1—5:12, 2009
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