TY - THES A1 - Opitz, Alek T1 - Prognose freier Rechenkapazitäten zur besseren Nutzung von Grid-Ressourcen T1 - Prediction of available computing capacities for a more efficient use of Grid resources N2 - Vor allem in der Forschung und in den Entwicklungsabteilungen von Unternehmen gibt es eine Vielzahl von Problemen, welche nur mit Programmen zu lösen sind, für deren Ausführung die zur Verfügung stehende Rechenleistung kaum groß genug sein kann. Gleichzeitig ist zu beobachten, dass ein großer Teil der mit der installierten Rechentechnik vorhandenen Rechenkapazität nicht ausgenutzt wird. Dies gilt insbesondere für Einzelrechner, die in Büros, Computer-Pools oder Privathaushalten stehen und sogar während ihrer eigentlichen Nutzung selten ausgelastet sind. Eines der Ziele des Grid-Computings besteht darin, solche nicht ausgelasteten Ressourcen für rechenintensive Anwendungen zur Verfügung zu stellen. Die eigentliche Motivation für die beabsichtigte bessere Auslastung der Ressourcen liegt dabei nicht primär in der höhreren Auslastung, sondern in einer möglichen Einsparung von Kosten gegenüber der Alternative der Neuanschaffung weiterer Hardware. Ein erster Beitrag der vorliegenden Arbeit liegt in der Analyse und Quantifizierung dieses möglichen Kostenvorteils. Zu diesem Zweck werden die relevanten Kosten betrachtet und schließlich verschiedene Szenarien miteinander verglichen. Die Analyse wird schließlich konkrete Zahlen zu den Kosten in den verschiedenen Szenarien liefern und somit das mögliche Potential zur Kosteneinsparung bei der Nutzung brach liegender Rechenkapazitäten aufzeigen. Ein wesentliches Problem beim Grid-Computing besteht jedoch (vor allem bei der Nutzung von Einzelrechnern zur Ausführung länger laufender Programme) darin, dass die zur Verfügung stehenden freien Rechenkapazitäten im zeitlichen Verlauf stark schwanken und Berechnungsfortschritte durch plötzliche anderweitige Verwendung bzw. durch Abschalten der Rechner verloren gehen. Um dennoch auch Einzelrechner sinnvoll für die Ausführung länger laufender Jobs nutzen zu können, wären Vorhersagen der in der nächsten Zeit zu erwartenden freien Rechenkapazitäten wünschenswert. Solche Vorhersagen könnten u. a. hilfreich sein für das Scheduling und für die Bestimmung geeigneter Checkpoint-Zeitpunkte. Für die genannten Anwendungszwecke sind dabei Punktvorhersagen (wie z. B. Vorhersagen des Erwartungswertes) nur bedingt hilfreich, weshalb sich die vorliegende Arbeit ausschließlich mit Vorhersagen der Wahrscheinlichkeitsverteilungen beschäftigt. Wie solche Vorhersagen erstellt werden sollen, ist Gegenstand der restlichen Arbeit. Dabei werden zunächst Möglichkeiten der Bewertung von Prognoseverfahren diskutiert, die Wahrscheinlichkeitsverteilungen vorhersagen. Es werden wesentliche Probleme bisheriger Bewertungsverfahren aufgezeigt und entsprechende Lösungsvorschläge gemacht. Unter Nutzung dieser werden in der Literatur zu findende und auch neue Vorgehensweisen zur Prognoseerstellung empirisch miteinander verglichen. Es wird sich zeigen, dass eine der neu entwickelten Vorgehensweisen im Vergleich zu bisher in der Literatur dargestellten Vorhersageverfahren klare Vorteile bzgl. der Genauigkeit der Prognosen erzielt. N2 - Although computer hardware is getting faster and faster, the available computing capacity is not satisfying for all problem types. Especially in research and development departments the demand for computing power is nearly unlimited. On the same time, there are really large amounts of computing capacities being idle. Such idle capacities can be found in computer pools, on office workstations, or even on home PCs, which are rarely fully utilized. Consequently, one of the goals of the so called “grid computing” is the use of underutilized resources for the execution of compute-intensive tasks. The original motivation behind this idea is not primarily the high utilization of all resources. Instead, the goal is a reduction of costs in comparison to classical usage scenarios. Hence, a first contribution of the thesis at hand is the analysis of the potential cost advantage. The analysis quantifies the relevant cost factors and compares different usage scenarios. It finally delivers tangible figures about the arising costs and, consequently, also about the potential cost savings when using underutilized resources. However, the realization of the potential cost savings is hampered by the variability of the available computing capacities. The progress of a computational process can be slowed down or even lost by sudden increments of the resource utilization or (even worse) by shutdowns or crashes. Obviously, accurate predictions of the future available computing capacities could alleviate the mentioned problem. Such predictions were useful for several purposes (e.g. scheduling or optimization of checkpoint intervals), whereas in most cases the prediction of a single value (for example the expectancy) is only of limited value. Therefore, the work at hand examines predictions of probability distributions. First, the problem of the assessment of different prediction methods is extensively discussed. The main problems of existing assessment criteria are clearly identified, and more useful criteria are proposed. Second, the problem of the prediction itself is analyzed. For this purpose, conventional methods as described in the literature are examined and finally enhanced. The modified methods are then compared to the conventional methods by using the proposed assessment criteria and data from real world computers. The results clearly show the advantage of the methods proposed in the thesis at hand. KW - Grid Computing KW - Ressourcenallokation KW - Künstliche Intelligenz KW - Prognosebewertung KW - Grid Computing KW - Auslastung KW - Wahrscheinlichkeitsrechnung KW - Wirtschaftlichkeit KW - Forecast assessment KW - Grid computing KW - Utilization KW - Probability distribution KW - Economics Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-9527 ER - TY - THES A1 - Gäbler, Jan T1 - Gruppenkommunikation in mobilen Umgebungen : eine Erweiterung des Gruppenkommunikationsparadigmas um eine Unterstützung für mobile Anwendungsnutzer T1 - Group communication in mobile environments : an extension of the group communication paradigm to support mobile applications users N2 - Mit der zunehmenden mobilen Nutzung des Internets steigt auch die Zahl von Anwendungen in mobilen Umgebungen. Diese sind neben ihren spezifischen Anforderungen oft durch eine enge Kooperation ihrer Nutzer gekennzeichnet. Werden mobile verteilte Entscheidungsprozesse modelliert, welche der Bewertung von Sachverhalten oder der Lösung von Aufgaben dienen, so nennt man diese Klasse von Anwendungen mobile kollaborative Anwendungen. Sie werden in dieser Arbeit eingeführt. Ihre Eigenschaften und Besonderheiten werden diskutiert. Die Teilnehmer solcher Anwendungen kollaborieren innerhalb einer geschlossenen Gruppe und bauen ein gemeinsames Wissen auf. Auf dessen Basis kann die Anwendung lokale Entscheidungen treffen, über die in der Gruppe Konsens besteht. Die instabile Kommunikation in mobilen Umgebungen stellt jedoch an die Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens besondere Anforderungen. Da klassische Verfahren zur Konsistenzsicherung in gruppenorientierten Systemen nicht genutzt werden können, ist die Sicherung der Konsistenz des globalen Wissens in mobilen Umgebungen das Leitthema dieser Arbeit. Es wird ein gruppenorientierter Kommunikationsdienst – Moversight genannt – für mobile kollaborative Anwendungen vorgestellt, welcher ihnen ein konsistentes globales Wissen trotz instabilen Kommunikationsumfeldes bereitstellt. Hinzu kommt, dass neben der Konsistenzsicherung die Diensterbringung in einer ressourcenschonenden Art und Weise bei gleichzeitiger kontinuierlicher Adaption der Gruppe an sich ändernde Bedingungen einschließlich der Wartung ihrer Kommunikationsstrukturen gesichert werden müssen. Der Protokollentwurf für Moversight wird in dieser Arbeit vorgestellt. Für Moversight wurden neuartige Funktionen zur Behandlung der Nutzermobilität entwickelt, welche mit den notwendigen Mechanismen zur Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens interagieren. Ohne Gegenmaßnahmen würden häufige Verbindungsunterbrechungen das gemeinsame Wissen der Gruppe zerstören, wodurch diese logisch partitioniert und letztlich die Kollaboration der Nutzer verhindert wird. Grundlage der Sicherung des gemeinsamen Wissens ist die mobile optimistische virtuelle Synchronität (MOVS), welche das übliche gruppenorientierte Modell der Wissenssicherung um eine Behandlung der Nutzermobilität und variierender Verbindungseigenschaften der Gruppenteilnehmer erweitert. Dadurch können Teilnehmer bei Verbindungsproblemen zeitnah in die Gruppe zurückzukehren und ihr Wissen mit dieser abzugleichen. Das vorgestellte Konzept zur Erkennung und Behandlung von Fehlersituationen mit anschließendem Gruppenwiedereintritt ist deutlich leistungsfähiger als das üblicherweise verwendete Verfahren. Dies wird erreicht durch eine leichtgewichtige Fehlerdetektion unter Nutzung einer neuartigen verteilten Latenzschätzung sowie einer kontinuierlichen Adaption der verwendeten Kommunikationstopologie an die sich permanent ändernden Kommunikationsbedingungen. Die entwickelte Optimierung der clusterbasierten Kommunikationstopologie eignet sich für alle gruppenorientierten clusterbasierten Anwendungsszenarien. Darüber hinaus verfügt Moversight über kollaborative Dienste für das Teilen und Vereinigen von Gruppen, wie sie bisher in keinem gruppenorientierten Kommunikationsdienst zu finden sind. Beide Dienste ermöglichen eine anwendungsgetriebene Neustrukturierung der kollaborativen Gruppe bei gleichzeitiger Sicherung des globalen Wissens. N2 - With the increasing mobile use of the Internet, the number of applications in mobile environments is increased as well. In addition to their specific requirements, these applications often have a close group-oriented collaboration among their users. If mobile distributed decision processes are modeled that serve to assess issues or solve tasks this class of applications is called mobile collaborative applications. We introduce this class in this work and discuss their characteristics and special features. The participants of such applications collaborate within a closed group and build a global knowledge. On this basis, the application can make local decisions that enable consensus within the group. However, the unstable communication in mobile environments puts special demands on securing the consistency of the global knowledge. Since it is not possible to use the traditional methods for consistency assurance in group-oriented systems, securing the consistency of global knowledge in mobile environments is the guiding theme of this work. With Moversight, we introduce a group-oriented communication service for mobile collaborative applications, which assures a consistent global knowledge despite an unstable communications environment. In addition to consistency assurance, the resource-efficient provisioning of services is essential for mobile applications. Moreover, the group must continually adapted to the changing conditions including the maintenance of its communication structures. We developed for Moversight novel mobility features, which interact with the mechanisms to ensure the consistency of the global knowledge. Without countermeasures, frequent disconnections would destroy the group’s global knowledge, logically partitioning it and ultimately preventing users from collaborating. The basis for securing the global knowledge is Mobile Optimistic Virtual Synchrony (MOVS), which extends the usual group-centric consistency assurance model to include user mobility and handling of different connection properties of the group participants. Thus, in case of connection problems participants can quickly return to the group and synchronize their knowledge with this. The presented concept for the detection and treatment of error situations with subsequent group re-entry is much more efficient than commonly used methods. We accomplish this by a lightweight error detection using a novel distributed latency estimation and continuous adaptation of the communication topology to ever-changing communication conditions. The developed optimization of the cluster-based communication topology is suitable for all group-oriented, clusterbased application scenarios. Furthermore, Moversight provides collaborative services for application-driven splitting and merging of groups as they have yet not been found in any group-based communications service. Both services enable application-driven restructuring of the collaborative group while preserving global knowledge. KW - Gruppenkommunikation KW - uBeeMe KW - Virtuelle Synchronität KW - Mobile Nutzer KW - Group communication KW - Moversight KW - Virtual synchrony KW - Mobile user KW - Computer Supported Cooperative Work KW - Synchronisierung KW - Mobilität KW - Gruppenkommunikation Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48750 ER - TY - THES A1 - Zühlke, Mario T1 - Verteilt organisierte Mehrteilnehmer-Videokonferenzen für geschlossene Gruppen im Internet N2 - Videokonferenzen gelten als eine populäre Anwendung in modernen Netzwerken. Trotz langjähriger Erfahrungen gehören sie nicht zu den alltäglich genutzten Diensten. Videokonferenzdienste im Internet unterstützen meist offene Konferenzgruppen. Jedoch haben die Mehrzahl der alltäglichen Beratungen einen geschlossenen Charakter. Systeme, die geschlossene Gruppen unterstützen, basieren meist auf spezieller Studiotechnik. Desktop-Systeme lassen nur ein begrenztes Leistungsangebot zu. Besonders beim Aufbau von Mehrteilnehmer-Gruppen ist es schwierig, eine gute Dienstgüte bereitzustellen. Deshalb haben Systeme für geschlossene Gruppen bisher keine breite Anwendung gefunden. Die vorliegende Arbeit untersucht zwei Anätze zur Gestaltungsprinzipien von geschlossenen Mehrteilnehmer-Videokonferenzsystemen. Der Erste untersucht den Aufbau von globalen Konferenzen über den Verbund lokaler Systeme. Der Zweite, ein Peer-to-Peer-Konzept, untersucht die Unterstützung von geschlossenen Gruppen im Internet. N2 - Video conferences are considered as attractive applications in high-speed networks. But they are not broadly used. Most existing video conference systems support open group conferences for public events. However, most everyday consultations have a closed character. Systems supporting closed groups are quite expensive and mostly based on special hardware. The performance of desktop systems is limited. In particular, there are difficulties in establishing multi party video conferences with sufficient QoS. This Ph.D. thesis investigates the design principles of closed multi party video conference systems for global public networks. Two approaches are described. The first approach investigates a global video conferencing service that interconnects local systems over long distances. The second one, a Peer-to-Peer approach, deals with the design of closed multiparty conferences in the Internet. In this context the problem of ensuring the QoS of the transport of real time traffic is discussed. KW - Videokonferenz KW - IP KW - Teilnehmerrechensystem KW - Unicastingverfahren KW - Überlastkontrolle KW - Dienstgüte KW - Peer-to-Peer-Netz KW - Mehrteilnehmer-Videokonferenz KW - QoS KW - Peer-to-Peer KW - Gruppenkommunikation KW - Geschlossen Gruppe Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000540 ER -