Semantikerhaltende Anfrageverteilung in föderierten Datenstromumgebungen

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2015-12-10
Issue Year
2015
Authors
Lauterwald, Frank
Editor
Abstract

In recent years Stream-Processing Systems (SPSs) made their way from research to commercial use, yet standardization still lacks behind. Consequently, we expect to see a variety of different SPSs in larger organizations. The integration of multiple SPSs is currently a labor-intensive task. Federated Data-Stream Systems provide a possible solution to this problem. They con- stitute an abstraction layer on top of individual SPSs’ interfaces. This abstraction layer hides the differences between different SPSs from users. Federation is hindered by the fact that existing data-stream systems differ not only in their query languages but also in their execution logic. Queries that seem equivalent may produce different results or results with different temporal behavior. Application developers need to be aware of these differences. Additionally, they must be enabled to specify they expectations of a querie’s behavior. This thesis describes an approach that allows users to describe data-stream queries in a platform-independent way. Application developers may either precisely describe the expected behavior of a query or allow the federation to make some choices itself. Leaving choices to the federation allows to employ certain performance optimizations. This thesis is part of the DSAM-project which develops a federated data-stream system. DSAM’s primary usecase is the automatic distribution of global data-stream queries to a network of heterogeneous data-stream systems. Consequently, most of the proposed components were prototypically integrated into DSAM.

Abstract

Datenstromsysteme (DSSe) haben in den vergangenen Jahren ihren Weg aus der Forschung in den betrieblichen Einsatz gefunden. Dabei sind bisher nur geringe Anstrengungen zu deren Standardisierung erkennbar - und noch weniger Erfolge. Somit ist davon auszuge- hen, dass der Einsatz verschiedener DSSe mittelfristig Realität bleibt. Allerdings ist die Integration verschiedener DSSe für ein spezielles Einsatzszenario sehr arbeitsintensiv. Eine Lösungsmöglichkeit sind föderierte Datenstromsysteme, die eine Abstraktionsschicht oberhalb der realen Systemimplementierungen darstellen und somit deren Unterschiede vor dem Anwender verbergen. Eine solche Föderation wird dadurch erschwert, dass sich die heute verfügbaren Datenstromsysteme nicht nur durch die Syntax ihrer Anfragespra- chen, sondern auch hinsichtlich ihrer Verarbeitungslogik unterscheiden. Das zeigt sich darin, dass für vermeintlich gleiche Anfragen unterschiedliche Ergebnisse erzeugt wer- den bzw. Ergebnisströme unterschiedliches zeitliches Verhalten aufweisen. Der möglichen Abweichungen muss sich der Anwendungsentwickler bewusst sein und er muss vorgeben können, welche davon er in Kauf nehmen will. Diese Arbeit beschreibt einen Ansatz, der es dem Anwendungsentwickler wahlweise erlaubt, präzise zu definieren, wie eine Anfra- ge verarbeitet werden soll oder dem System bestimmte Teilaspekte freizustellen, um so Optimierungspotentiale zu nutzen. Diese Arbeit orientiert sich an den konkreten Anforderungen des Data Stream Application Manager (DSAM)-Projektes und greift dessen grundsätzliches Einsatzszenario auf. Insbe- sondere ist dies die automatische Verteilung globaler Datenstromanfragen auf ein Netzwerk heterogener Datenstromsysteme. Die entwickelten Verfahren wurden daher weitgehend in DSAM integriert.

DOI
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