@masterthesis{Fischer2014, type = {Bachelor Thesis}, author = {Fischer, Jens V.}, title = {A Gossiping Framework for Scalaris}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-50685}, year = {2014}, language = {en} } @article{GolasHabelEhrig2014, author = {Golas, Ulrike and Habel, A. and Ehrig, Hartmut}, title = {Multi-Amalgamation of Rules with Application Conditions in M-Adhesive Categories}, volume = {24}, journal = {Mathematical Structures in Computer Science}, number = {4}, doi = {10.1017/S0960129512000345}, pages = {1 -- 68}, year = {2014}, language = {en} } @misc{WendeSteinkeCordes2014, author = {Wende, Florian and Steinke, Thomas and Cordes, Frank}, title = {Multi-threaded Kernel Offloading to GPGPU Using Hyper-Q on Kepler Architecture}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-50362}, year = {2014}, abstract = {Small-scale computations usually cannot fully utilize the compute capabilities of modern GPGPUs. With the Fermi GPU architecture Nvidia introduced the concurrent kernel execution feature allowing up to 16 GPU kernels to execute simultaneously on a shared GPU device for a better utilization of the respective resources. Insufficient scheduling capabilities in this respect, however, can significantly reduce the theoretical concurrency level. With the Kepler GPU architecture Nvidia addresses this issue by introducing the Hyper-Q feature with 32 hardware managed work queues for concurrent kernel execution. We investigate the Hyper-Q feature within heterogeneous workloads with multiple concurrent host threads or processes offloading computations to the GPU each. By means of a synthetic benchmark kernel and a hybrid parallel CPU-GPU real-world application, we evaluate the performance obtained with Hyper-Q on GPU and compare it against a kernel reordering mechanism introduced by the authors for the Fermi architecture.}, language = {en} } @misc{Noack2014, author = {Noack, Matthias}, title = {HAM - Heterogenous Active Messages for Efficient Offloading on the Intel Xeon Phi}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-50610}, year = {2014}, abstract = {The applicability of accelerators is limited by the attainable speed-up for the offloaded computations and by the offloading overheads. While GPU programming models like CUDA and OpenCL only allow to optimise the application code and its speed-up, the available low-level APIs for the Intel Xeon Phi provide opportunity to address the overheads, too. This work presents an Heterogeneous Active Message (HAM) layer that minimises software overheads for offloading on Intel's Xeon Phi. It provides the basis for an offload API with similar semantics as the Intel Language Extensions for Offload (LEO). In contrast to LEO, HAM works within the C++ language and needs no additional compiler support. We evaluated HAM on top of SCIF and MPI as communication backends. While the SCIF backend offers the best performance, the MPI backend allows for inter-node offloads which are not possible with other offload solutions. Benchmark results show that the cost for offloading a function call can be decreased by a factor up to 18 compared with LEO.}, language = {en} } @inproceedings{Schaefer2014, author = {Sch{\"a}fer, Patrick}, title = {Towards Time Series Classification without Human Preprocessing}, volume = {8556}, booktitle = {MLDM 2014}, doi = {10.1007/978-3-319-08979-9_18}, pages = {228 -- 242}, year = {2014}, language = {en} } @article{PotamitisSchaefer2014, author = {Potamitis, Ilyas and Sch{\"a}fer, Patrick}, title = {On Classifying Insects from their Wing-Beat: New Results}, journal = {Ecology and acoustics: emergent properties from community to landscape, Paris, France}, year = {2014}, language = {en} } @article{KruegerGrunzkeGesingetal.2014, author = {Kr{\"u}ger, Jens and Grunzke, Richard and Gesing, Sandra and Breuers, Sebastian and Brinkmann, Andr{\´e} and de la Garza, Luis and Kohlbacher, Oliver and Kruse, Martin and Nagel, Wolfgang and Packschies, Lars and M{\"u}ller-Pfefferkorn, Ralph and Sch{\"a}fer, Patrick and Sch{\"a}rfe, Charlotta and Steinke, Thomas and Schlemmer, Tobias and Warzecha, Klaus Dieter and Zink, Andreas and Herres-Pawlis, Sonja}, title = {The MoSGrid Science Gateway - A Complete Solution for Molecular Simulations}, volume = {10}, journal = {Journal of Chemical Theory and Computation}, number = {6}, doi = {10.1021/ct500159h}, pages = {2232 -- 2245}, year = {2014}, language = {en} } @misc{Lorenz2009, type = {Master Thesis}, author = {Lorenz, Christian}, title = {Leistungsverbesserung der Daten{\"u}bertragung bei der Replikation von nicht ver{\"a}nderlichen Dateien in einem verteilten Dateisystem}, year = {2009}, language = {de} } @masterthesis{Hoffmann2009, type = {Bachelor Thesis}, author = {Hoffmann, Marie}, title = {Ein agglomeratives, gossipbasiertes Clustering-Verfahren f{\"u}r verteilte Systeme implementiert in Scalaris}, year = {2009}, language = {de} } @misc{Muennich2011, type = {Master Thesis}, author = {M{\"u}nnich, Bert}, title = {K{\"u}rzeste-Wege-Suche mit Grafikkarten}, year = {2011}, language = {de} } @misc{Langner2012, type = {Master Thesis}, author = {Langner, Felix}, title = {{\"U}berlastungsschutz mit Anfragepriorisierung f{\"u}r das Internetdateisystem XtreemFS}, year = {2012}, language = {de} } @misc{Beick2010, type = {Master Thesis}, author = {Beick, Matthias}, title = {On-Line Processing of Streams and Time Series - An Evaluation}, year = {2010}, language = {en} } @misc{Borchert2011, type = {Master Thesis}, author = {Borchert, Sebastian}, title = {Generische Templates zur Kommunikation in heterogenen Manycore-Systemen}, year = {2011}, language = {de} } @misc{Merkulow2013, type = {Master Thesis}, author = {Merkulow, Igor}, title = {Parameter selection and evaluation for programming of heterogeneous architectures}, year = {2013}, language = {en} } @article{HaertigMatsuokaMuelleretal.2015, author = {H{\"a}rtig, Hermann and Matsuoka, Satoshi and Mueller, Frank and Reinefeld, Alexander}, title = {Resilience in Exascale Computing (Dagstuhl Seminar 14402)}, volume = {4}, journal = {Dagstuhl Reports}, number = {9}, doi = {10.4230/DagRep.4.9.124}, pages = {124 -- 139}, year = {2015}, language = {en} } @article{TumaSauer2015, author = {Tuma, Christian and Sauer, Joachim}, title = {Quantum chemical ab initio prediction of proton exchange barriers between CH4 and different H-zeolites}, volume = {143}, journal = {The Journal of Chemical Physics}, number = {10}, doi = {10.1063/1.4923086}, pages = {102810-1 -- 102810-13}, year = {2015}, language = {en} } @inproceedings{WendeSteinkeReinefeld2015, author = {Wende, Florian and Steinke, Thomas and Reinefeld, Alexander}, title = {The Impact of Process Placement and Oversubscription on Application Performance: A Case Study for Exascale Computing}, booktitle = {Proceedings of the 3rd International Conference on Exascale Applications and Software, EASC 2015}, editor = {Gray, A. and Smith, L. and Weiland, M.}, publisher = {The University of Edinburgh}, isbn = {978 -0-9 926615 -1-9}, pages = {13 -- 18}, year = {2015}, language = {en} } @incollection{NoackWendeOertel2015, author = {Noack, Matthias and Wende, Florian and Oertel, Klaus-Dieter}, title = {OpenCL: There and Back Again}, volume = {2}, booktitle = {High Performance Parallelism Pearls}, editor = {Reinders, James and Jeffers, Jim}, publisher = {Morgan Kaufman, Elsevier}, isbn = {978-0-12-803819-2}, pages = {355 -- 378}, year = {2015}, language = {en} } @article{KramerNoack2015, author = {Kramer, Tobias and Noack, Matthias}, title = {Prevailing Dust-transport Directions on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko}, volume = {813}, journal = {The Astrophysical Journal Letters}, number = {2}, doi = {10.1088/2041-8205/813/2/L33}, pages = {L33}, year = {2015}, abstract = {Dust transport and deposition behind larger boulders on the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) have been observed by the Rosetta mission. We present a mechanism for dust-transport vectors based on a homogeneous surface activity model incorporating in detail the topography of 67P/C-G. The combination of gravitation, gas drag, and Coriolis force leads to specific dust transfer pathways, which for higher dust velocities fuel the near-nucleus coma. By distributing dust sources homogeneously across the whole cometary surface, we derive a global dust-transport map of 67P/C-G. The transport vectors are in agreement with the reported wind-tail directions in the Philae descent area.}, language = {en} } @article{Schaefer2015, author = {Sch{\"a}fer, Patrick}, title = {Scalable time series classification}, journal = {Data Mining and Knowledge Discovery}, doi = {10.1007/s10618-015-0441-y}, pages = {1 -- 26}, year = {2015}, abstract = {Time series classification tries to mimic the human understanding of similarity. When it comes to long or larger time series datasets, state-of-the-art classifiers reach their limits because of unreasonably high training or testing times. One representative example is the 1-nearest-neighbor dynamic time warping classifier (1-NN DTW) that is commonly used as the benchmark to compare to. It has several shortcomings: it has a quadratic time complexity in the time series length and its accuracy degenerates in the presence of noise. To reduce the computational complexity, early abandoning techniques, cascading lower bounds, or recently, a nearest centroid classifier have been introduced. Still, classification times on datasets of a few thousand time series are in the order of hours. We present our Bag-Of-SFA-Symbols in Vector Space classifier that is accurate, fast and robust to noise. We show that it is significantly more accurate than 1-NN DTW while being multiple orders of magnitude faster. Its low computational complexity combined with its good classification accuracy makes it relevant for use cases like long or large amounts of time series or real-time analytics.}, language = {en} } @inproceedings{KruberLangeSchintke2015, author = {Kruber, Nico and Lange, Maik and Schintke, Florian}, title = {Approximate Hash-Based Set Reconciliation for Distributed Replica Repair}, booktitle = {2015 IEEE 34th International Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS)}, publisher = {IEEE}, doi = {10.1109/SRDS.2015.30}, pages = {166 -- 175}, year = {2015}, language = {en} } @book{EhrigErmelGolasetal.2015, author = {Ehrig, Hartmut and Ermel, Claudia and Golas, Ulrike and Hermann, Frank}, title = {Graph and Model Transformation}, publisher = {Springer-Verlag Berlin Heidelberg}, isbn = {978-3-662-47979-7}, doi = {10.1007/978-3-662-47980-3}, year = {2015}, abstract = {This book is a comprehensive explanation of graph and model transformation. It contains a detailed introduction, including basic results and applications of the algebraic theory of graph transformations, and references to the historical context. Then in the main part the book contains detailed chapters on M-adhesive categories, M-adhesive transformation systems, and multi-amalgamated transformations, and model transformation based on triple graph grammars. In the final part of the book the authors examine application of the techniques in various domains, including chapters on case studies and tool support. The book will be of interest to researchers and practitioners in the areas of theoretical computer science, software engineering, concurrent and distributed systems, and visual modelling.}, language = {en} } @phdthesis{Schaefer2015, author = {Sch{\"a}fer, Patrick}, title = {Scalable Time Series Similarity Search for Data Analytics}, year = {2015}, language = {en} } @misc{Lange2012, type = {Master Thesis}, author = {Lange, Maik}, title = {Effiziente Reparatur von Repliken in Distributed Hash Tables}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-42275}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2012}, abstract = {Eine distributed hash Table (DHT) stellt eine {\"u}ber multiple Rechner strukturiert verteilte Tabelle von Schl{\"u}ssel-Wert-Paaren dar. Ein verteiltes System unterliegt zumeist einer Teilnehmerdynamik in Form von ausfallenden oder beitretenden Knoten, wodurch Daten verloren gehen k{\"o}nnen. Zur Sicherstellung der Verf{\"u}gbarkeit aller Schl{\"u}ssel-Wert-Paare ist Redundanz notwendig. Die Einf{\"u}hrung einer Redundanzschicht erh{\"o}ht die Verf{\"u}gbarkeit der Daten erheblich auf Kosten einer verringerten Leistungsf{\"a}higkeit. Der Fokus dieser Arbeit liegt im Erhalt der Redundanz, was die Regeneration verlorener Kopien sowie eine Aktualisierung veralteter Kopien umfasst. Die Regeneration verlorener Kopien ist notwendig um die Verf{\"u}gbarkeit langfristig zu sichern. Die Aktualisierung ist optional und verbessert die Leselatenz in geografisch weit verteilten Systemen. Die vorgestellte L{\"o}sung besteht aus drei Komponenten. Der Set Reconciliation Dienst erm{\"o}glicht den effizienten Vergleich zweier Knoten zur Identifikation verlorener und veralteter Kopien. Der Aktualisierungsdienst synchronisiert die verglichenen Knoten durch die {\"U}bertragung der Differenzen. Die dritte Komponente ist ein Anti-Entropie Protokoll, dass die Auswahl eines jeden Knotens als Synchronisationspartner sicherstellt. Das Ziel dieser Arbeit liegt in dem Vergleich dreier Set Reconciliation Algorithmen, deren Eignung und Leistungsf{\"a}higkeit f{\"u}r die Erkennung verlorener und veralteter Kopien evaluiert werden soll. Ausgew{\"a}hlt wurden der Bloom Filter, der Merkle-Tree sowie deren Kombination der Approximate Reconciliation Tree. Die Evaluation zeigte, dass der Merkle-Tree die h{\"o}chste Genauigkeit besitzt und sp{\"a}testens nach einer initiierten Synchronisation eines jeden Knotens zur vollst{\"a}ndigen Synchronit{\"a}t in der DHT f{\"u}hrt. Der Bloom Filter besitzt bei der Erkennung verlorener Repliken nur die halbe Genauigkeit gegen{\"u}ber veralteten Repliken, wodurch die Konvergenzgeschwindigkeit dementsprechend geringer ist gegen{\"u}ber dem Merkle-Tree. Daf{\"u}r sind die {\"U}bertragungskosten des Bloom Filter um bis zu 80\% geringer als beim Merkle-Tree und weisen kaum nennenswerte Spitzen auf. Die {\"U}bertragungskosten des Merkle-Tree sind abh{\"a}ngig von der Anzahl der Differenzen, sodass bei einer Differenz von Null nur eine Signatur mit weniger als einem kByte {\"u}bertragen werden muss. Ist die Differenz gr{\"o}ßer, steigen die Kosten je nach Bucket-Gr{\"o}ße an. Der Approximate Reconciliation Tree ist ein als Bloom Filter codierter Merkle-Tree, der je nach Parameterkonstellation die Eigenschaften einer der beiden Strukturen aufweist. Die Bloom Filter {\"a}hnlichen Konfigurationen bieten keinen Vorteil, wohingegen die Merkle-Tree {\"a}hnlichen nur zwei Mitteilungsrunden ben{\"o}tigen bei einer leichten Genauigkeitsverringerung gegen{\"u}ber dem Merkle-Tree.}, language = {de} } @misc{Keidel2013, type = {Master Thesis}, author = {Keidel, Stefan}, title = {Snapshots in Scalaris}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-42282}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, pages = {87}, year = {2013}, abstract = {Eines der gr{\"o}ßten Hindernisse beim praktischen Einsatz von Scalaris, einer skalierbaren Implementierung einer verteilten Hashtabelle mit Unterst{\"u}tzung f{\"u}r Transaktionen, ist das Fehlen eines Verfahrens zur Aufnahme eines konsistenten Zustandes des gesamten Systems. Wir stellen in dieser Arbeit ein einfaches Protokoll vor, dass diese Aufgabe erf{\"u}llt und sich, auf Grund der von uns gew{\"a}hlten Herangehensweise, leicht implementieren l{\"a}sst. Als Ausgangspunkt daf{\"u}r w{\"a}hlen wir aus einer Reihe von „klassischen" Snapshot-Algorithmen ein 1993 von Mattern entworfenes Verfahren, welches auf dem Algorithmus von Lai und Yang basiert, aus. Diese Entscheidung basiert auf einer gr{\"u}ndlichen Analyse der Protokolle unter Ber{\"u}cksichtigung der Architektur der existierenden Software. Im n{\"a}chsten Arbeitsschritt benutzen wir unser vollst{\"a}ndiges Wissen {\"u}ber die Interna des Transaktionssystems von Scalaris und vereinfachen damit das Verfahren hinsichtlich Benutzbarkeit und Implementierungskomplexit{\"a}t, ohne die Anforderungen an den aufgenommenen Zustand aufzuweichen. Statt einer losen Anh{\"a}ufung lokaler Zust{\"a}nde der einzelnen Teilnehmerknoten k{\"o}nnen wir am Ende eine große Schl{\"u}ssel-Wert-Tabelle als Ergebnis erzeugen, die konsistent ist, sich leicht weiterverarbeiten l{\"a}sst und die einem Zustand entspricht, in dem sich das System einmal befunden haben k{\"o}nnte. Nachdem wir das Verfahren dann in Software umgesetzt haben, werten wir die Ergebnisse hinsichtlich des Einflusses auf die Performanz des Gesamtsystems aus und diskutieren m{\"o}gliche Weiterentwicklungen.}, language = {de} } @phdthesis{Hupfeld2009, author = {Hupfeld, Felix}, title = {Causal weak-consistency replication - a systems approach}, url = {http://nbn-resolving.de/nbn:de:kobv:11-100100235}, year = {2009}, language = {en} } @misc{Hoffmann2013, type = {Master Thesis}, author = {Hoffmann, Marie}, title = {Approximate Algorithms for Distributed Systems}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-42370}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, pages = {75}, year = {2013}, abstract = {Peer-to-peer (P2P) systems form a special class of distributed systems. Typically, nodes in a P2P system are flat and share the same responsabilities. In this thesis we focus on three problems that occur in P2P systems: the storage of data replicates, quantile computation on distributed data streams, and churn rate estimation. Data replication is one of the oldest techniques to maintain stored data in a P2P system and to reply to read requests. Applications, which use data replication are distributed databases. They are part of an abstract overlay network and do not see the underlying network topology. The question is how to place a set of data replicates in a distributed system such that response times and failure probabilities become minimal without a priori knowledge of the topology of the underlying hardware nodes? We show how to utilize an agglomerative clustering procedure to reach this goal. State-of-the-art algorithms for aggregation of distributed data or data streams require at some point synchronization, or merge data aggregates hierarchically, which does not accompany the basic principle of P2P systems. We test whether randomized communication and merging of data aggregates are able to produce the same results. These data aggregates serve for quantile queries. Constituting and maintaining a P2P overlay network requires frequent message passing. It is a goal to minimize the number of maintenance messages since they consume bandwidth which might be missing for other applications. The lower bound of the frequency for mainte- nance messages is highly dependent on the churn rate of peers. We show how to estimate the mean lifetime of peers and to reduce the frequency for maintenance messages without destabilizing the infrastructure of the constituting overlay.}, language = {en} } @misc{Berlin2011, type = {Master Thesis}, author = {Berlin, Michael}, title = {Popularit{\"a}tsbasierte Anpassung des Replikationsfaktors in verteilten Dateisystemen}, school = {Humboldt-Universit{\"a}t zu Berlin}, year = {2011}, abstract = {Verteilte Dateisysteme erlauben es zus{\"a}tzliche Replikate von Dateien anzulegen, um Client-Zugriffe auf mehrere Server zu verteilen. Bei einer einheitlichen Festlegung des Replikationsfaktors f{\"u}r alle Dateien wird der beschr{\"a}nkte verf{\"u}gbare Speicherplatz jedoch nicht effizient genutzt, da es nur einen geringen Anteil von Dateien gibt, die h{\"a}ufig angefragt werden, w{\"a}hrend die restlichen Dateien unn{\"o}tig Speicherplatz belegen. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt daher ein Verfahren den Replikationsfaktor einer Datei in Abh{\"a}ngigkeit ihrer Popularit{\"a}t festzulegen. Im Kontext des verteilten Dateisystems XtreemFS wurde dazu ein zentraler Dienst f{\"u}r die dynamische Replikation implementiert und mit einem Trace simuliert. Die Auswertung zeigt, dass die popularit{\"a}tsbasierte Anpassung ein geeignetes Verfahren ist den Replikationsfaktor dynamisch festzulegen, da bei einer w{\"o}chentlichen Ermittlung der Popularit{\"a}t weniger als durchschnittlich 3,1\% zus{\"a}tzliche Replikate angelegt wurden. Da der Dienst selbst nicht mit einer beliebigen Anzahl von Dateien skaliert, muss er in mehrere Partitionen unterteilt und dezentral ausgef{\"u}hrt werden. Darum entwickelt der zweite Teil der Arbeit eine dezentrale Variante des Dienstes und zeigt, dass der Replikationsfaktor identisch zum zentralen Fall festgelegt werden kann. Nur im Fall eines Netzwerkausfalls oder nicht synchronisierter lokaler Uhren tritt eine Abweichung der Replikationsfaktoren auf, deren Ausmaß in der Simulation untersucht wurde.}, language = {de} } @article{GrunzkeBreuersGesingetal.2013, author = {Grunzke, Richard and Breuers, Sebastian and Gesing, Sandra and Herres-Pawlis, Sonja and Kruse, Martin and Blunk, Dirk and de la Garza, Luis and Packschies, Lars and Sch{\"a}fer, Patrick and Sch{\"a}rfe, Charlotta and Schlemmer, Tobias and Steinke, Thomas and Schuller, Bernd and M{\"u}ller-Pfefferkorn, Ralph and J{\"a}kel, Ren{\´e} and Nagel, Wolfgang and Atkinson, Malcolm and Kr{\"u}ger, Jens}, title = {Standards-based metadata management for molecular simulations}, journal = {Concurrency and Computation: Practice and Experience}, doi = {10.1002/cpe.3116}, year = {2013}, language = {en} } @inproceedings{WeinholdLackorzynskiBierbaumetal.2016, author = {Weinhold, Carsten and Lackorzynski, Adam and Bierbaum, Jan and K{\"u}ttler, Martin and Planeta, Maksym and H{\"a}rtig, Hermann and Shiloh, Amnon and Levy, Ely and Ben-Nun, Tal and Barak, Amnon and Steinke, Thomas and Sch{\"u}tt, Thorsten and Fajerski, Jan and Reinefeld, Alexander and Lieber, Matthias and Nagel, Wolfgang}, title = {FFMK: A Fast and Fault-tolerant Microkernel-based System for Exascale Computing}, booktitle = {SPPEXA Symposium 2016}, doi = {10.1007/978-3-319-40528-5_18}, year = {2016}, language = {en} } @inproceedings{FajerskiNoackReinefeldetal.2016, author = {Fajerski, J. and Noack, Matthias and Reinefeld, Alexander and Schintke, Florian and Sch{\"u}tt, Thorsten and Steinke, Thomas}, title = {Fast In-Memory Checkpointing with POSIX API for Legacy Exascale-Applications}, booktitle = {SPPEXA Symposium 2016}, doi = {10.1007/978-3-319-40528-5_19}, year = {2016}, language = {en} } @misc{Baerhold2016, type = {Master Thesis}, author = {B{\"a}rhold, Robert}, title = {Konzipierung und Implementierung eines Quota-Protokolls in objektbasierten Dateisystemen}, pages = {83}, year = {2016}, abstract = {Verteilte Dateisysteme, wie sie unter anderem in Cloud-Umgebungen eingesetzt werden, werden h{\"a}ufig von verschiedenen Anwendern und Anwendungen zeitgleich verwendet. Da diese Ressourcen in Cloud-Umgebungen gemietet sind, muss sichergestellt werden, dass ein Kunde nur die Ressourcen verwenden kann, f{\"u}r die er bezahlt hat. Andernfalls k{\"o}nnten andere Kunden beeintr{\"a}chtigt werden. Solch eine Obergrenze wird auch als Quota bezeichnet. Speziell f{\"u}r objektbasierte Dateisysteme, bei denen die Metadaten einer Datei von den Dateiinhalten getrennt gespeichert und verwaltet werden, erfordert die Forcierung einer Quota ein verteiltes Protokoll. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Quota-Protokoll f{\"u}r objektbasierte Dateisysteme entwickelt und implementiert. Bei einer aktiven Quota wird zun{\"a}chst ein Teil des Speicherplatzes f{\"u}r eine bestimmte Datei blockiert, der als Voucher bezeichnet wird. Anschließend wird dem Client die maximale Dateigr{\"o}ße in signierter Form zugewiesen. Sie ergibt sich aus der Summe der bisherigen Dateigr{\"o}ße und allen erstellten Vouchers. Durch diesen Ansatz k{\"o}nnen die Speicherserver bei jedem Zugriff lokal pr{\"u}fen, ob der Schreibzugriff die maximale Dateigr{\"o}ße {\"u}berschreiten w{\"u}rde. Reicht diese nicht aus, muss ein zus{\"a}tzlicher Voucher erstellt werden, sofern noch Speicherplatz verf{\"u}gbar ist. Nicht verbrauchter Speicherplatz wird am Ende wieder freigegeben. Zus{\"a}tzlich unterst{\"u}tzt das Protokoll die Verteilung der Inhalte einer Datei auf mehrere Server (Striping) sowie Sparse-Dateien, bei denen beliebige Bereiche der Datei leer bleiben. Die Implementierung erfolgte im objektbasierten Dateisystem XtreemFS. Dabei wurden spezielle Funktionen von XtreemFS, wie die Dateireplikation, mit einbezogen. In einer abschließenden Evaluation wurde der Einfluss des implementierten Quota- Protokolls bez{\"u}glich der Performanz von XtreemFS untersucht. Dabei zeigte sich zun{\"a}chst, dass bei einer aktiven Quota die Performanz beim Schreiben großer Daten- mengen abh{\"a}ngig von der eingestellten Voucher-Gr{\"o}ße ist. Ist diese zu niedrig gew{\"a}hlt, so muss der Client seine maximale Dateigr{\"o}ße durch zus{\"a}tzliche Anfragen beim Metada- tenserver erh{\"o}hen, was die Performanz negativ beeintr{\"a}chtigt. Bei einer Voucher-Gr{\"o}ße von 100 MiB wurde beim Schreiben einer 10 GiB-Datei ein Performanzverlust von unter 2\% gemessen, verglichen mit dem Entwicklungsstand ohne implementiertes Quota- Protokoll. Bei der Erstellung mehrerer 64 KiB-Dateien wurde aufgrund zus{\"a}tzlicher Nachrichten ein Verlust von rund 8\% gemessen.}, language = {de} } @misc{Clausecker2017, author = {Clausecker, Robert}, title = {Notes on the Construction of Pattern Databases}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-65586}, year = {2017}, abstract = {This report aims to explain and extend pattern databases as a tool in finding optimal solutions to combination puzzles. Using sliding tile puzzles as an example, an overview over techniques to construct and use pattern databases is given, analysed, and extended. As novel results, zero aware additive pattern databases and PDB catalogues are introduced. This report originally appeared as a bachelor thesis at Humboldt University of Berlin under the title Notes on the Construction of Tablebases.}, language = {en} } @misc{Skrzypczak2017, author = {Skrzypczak, Jan}, title = {Weakening Paxos Consensus Sequences for Commutative Commands}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-65741}, year = {2017}, abstract = {Consensus (agreement on a value) is regarded as a fundamental primitive in the design of fault tolerant distributed systems. A well-known solution to the consensus problem is Paxos. Extensions of the Paxos algorithm make it possible to reach agreement on a sequence of commands which can then be applied on a replicated state. However, concurrently proposed commands can create conflicts that must be resolved by ordering them. This thesis delivers an in-depth description of a Paxos-based algorithm to establish such command sequences, called Paxos Round Based Register (PRBR). In contrast to conventional approaches like Multi-Paxos, PRBR can manage multiple command sequences independently. Furthermore, each sequence is established in-place, which eliminates the need for managing multiple Paxos instances. PRBR is extended as part of this thesis to exploit the commutativity of concurrently proposed commands. As a result, conflict potential can be greatly reduced which increases the number of commands that can be handled by PRBR. This is shown for a number of workloads in an experimental evaluation.}, language = {en} } @misc{Skrzypczak2017, type = {Master Thesis}, author = {Skrzypczak, Jan}, title = {Weakening Paxos Consensus Sequences for Commutative Commands}, year = {2017}, abstract = {Consensus (agreement on a value) is regarded as a fundamental primitive in the design of fault tolerant distributed systems. A well-known solution to the consensus problem is Paxos. Extensions of the Paxos algorithm make it possible to reach agreement on a sequence of commands which can then be applied on a replicated state. However, concurrently proposed commands can create conflicts that must be resolved by ordering them. This thesis delivers an in-depth description of a Paxos-based algorithm to establish such command sequences, called Paxos Round Based Register (PRBR). In contrast to conventional approaches like Multi-Paxos, PRBR can manage multiple command sequences independently. Furthermore, each sequence is established in-place, which eliminates the need for managing multiple Paxos instances. PRBR is extended as part of this thesis to exploit the commutativity of concurrently proposed commands. As a result, conflict potential can be greatly reduced which increases the number of commands that can be handled by PRBR. This is shown for a number of workloads in an experimental evaluation.}, language = {en} } @inproceedings{Noack2017, author = {Noack, Matthias}, title = {OpenCL in Scientific High Performance Computing: The Good, the Bad, and the Ugly}, booktitle = {Proceedings of the 5th International Workshop on OpenCL}, doi = {10.1145/3078155.3078170}, pages = {12:1 -- 12:3}, year = {2017}, abstract = {For writing a new scientific application, portability across existing and future hardware should be the major design goal, as there is a multitude of different compute devices, and programme codes typically outlive systems by far. Unlike other programming models that address parallelism or heterogeneity, OpenCL does provide practical portability across a wide range of HPC-relevant architectures. Other than that, it has a range of further advantages like being a library-only implementation, and using runtime kernel-compilation. We present experiences with utilising OpenCL alongside C++, MPI, and CMake in two real-world scientific codes. Our targets are a Cray XC40 supercomputer with multi- and many-core (Xeon Phi) CPUs, as well as multiple smaller systems with Nvidia and AMD GPUs. We shed light on practical issues arising in such a scenario, like the interaction between OpenCL and MPI, discuss solutions, and point out current limitations of OpenCL in the domain of scientific HPC from an application developer's and user's point of view.}, language = {en} } @misc{KramerNoackBaumetal.2017, author = {Kramer, Tobias and Noack, Matthias and Baum, Daniel and Hege, Hans-Christian and Heller, Eric J.}, title = {Dust and gas emission from cometary nuclei: the case of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-66338}, year = {2017}, abstract = {Comets display with decreasing solar distance an increased emission of gas and dust particles, leading to the formation of the coma and tail. Spacecraft missions provide insight in the temporal and spatial variations of the dust and gas sources located on the cometary nucleus. For the case of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G), the long-term obser- vations from the Rosetta mission point to a homogeneous dust emission across the entire illuminated surface. Despite the homogeneous initial dis- tribution, a collimation in jet-like structures becomes visible. We propose that this observation is linked directly to the complex shape of the nucleus and projects concave topographical features into the dust coma. To test this hypothesis, we put forward a gas-dust description of 67P/C-G, where gravitational and gas forces are accurately determined from the surface mesh and the rotation of the nucleus is fully incorporated. The emerging jet-like structures persist for a wide range of gas-dust interactions and show a dust velocity dependent bending.}, language = {en} } @misc{ReinefeldStuebenSchintkeetal.2002, author = {Reinefeld, Alexander and St{\"u}ben, Hinnerk and Schintke, Florian and Din, George}, title = {GuiGen: A Toolset for Creating Customized Interfaces for Grid User Communities}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-6737}, number = {02-06}, year = {2002}, abstract = {\textsf{\itshape{GuiGen}} is a comprehensive set of tools for creating customized graphical user interfaces (GUIs). It draws from the concept of computing portals, which are here seen as interfaces to application-specific computing services for user communities. While \textsf{\itshape{GuiGen}} was originally designed for the use in computational grids, it can be used in client/server environments as well. Compared to other GUI generators, \textsf{\itshape{GuiGen}} is more versatile and more portable. It can be employed in many different application domains and on different target platforms. With \textsf{\itshape{GuiGen}}, application experts (rather than computer scientists) are able to create their own individually tailored GUIs.}, language = {en} } @misc{BuschDroebesFroehlichetal.2007, author = {Busch, Hubert and Droebes, Ursula and Fr{\"o}hlich, Marek and Schimmel, Christian}, title = {Das Berliner Wissenschaftsnetz BRAIN 2007}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10458}, number = {07-42}, year = {2007}, abstract = {Berlin als Stadtstaat ist Kommune und Land der Bundesrepublik zugleich und Standort vieler renommier-ter Wissenschafts- und Kultureinrichtungen. In enger Zusammenarbeit der Wissenschaftseinrichtungen mit dem IT-Dienstleistungszentrum Berlin (ITDZ, ehemals Landesbetrieb f{\"u}r Informationstechnik), der f{\"u}r die Beh{\"o}rden Berlins zust{\"a}ndigen Einrichtung, wurde seit 1993 ein landeseigenes Glasfasernetz mit einer derzeitigen L{\"a}nge von 856 km Glasfaserkabel (je Kabel bis zu 144 Einzelfasern) zur gemeinsamen Nutzung von Wissenschaft und Verwaltung errichtet und weiter ausgebaut. 1994 erfolgte der offizielle Start des Berliner Wissenschaftsnetzes BRAIN (Berlin Research Area Information Network), als durch einen Beschluss des Senats von Berlin die Nutzung des landeseigenen Glasfasernetzes durch die Wissen-schaftseinrichtungen festgeschrieben wurde. Bereits 1995 wurden durch die Wissenschaftseinrichtungen auf diesem Glasfasernetz die ersten sieben Anschl{\"u}sse in ATM-Technik (Classical BRAIN-ATM) in Betrieb genommen, 1999 wurden anschließend auch erste Strecken in Ethernet-Technik (Classical BRAIN-GE) betrieben. Diese heterogenen Netze mit unterschiedlichen Netzger{\"a}ten wurden dezentral von den Netzadministratoren der beteiligten Einrichtungen nach globalen Absprachen betreut. Die dezentrale Administration erschwerte das Management und die Erweiterungen der Gesamtnetze. Basierend auf den vorliegenden Erfahrungen vereinbarten die Berliner Wissenschaftseinrichtungen, ein technisch neues Verbundnetz in Gigabit-Ethernet-Technik mit einheitlichen Ger{\"a}ten und einem zentralen Netzwerkmana-gement aufzubauen und zu betreiben. Seit November 2003 betreibt BRAIN auf dem landeseignen Glasfasernetz ein auf MPLS-Technik basie-rendes Gigabit-Ethernet-Netz, das „BRAIN-Verbundnetz", mit den Diensten LAN-to-LAN-Kopplung der Einrichtungen, regionaler IP-Verkehr, {\"U}bergang zum Verwaltungsnetz und WiN-Backup. Das BRAIN-Verbundnetz l{\"o}ste die dezentral betreuten Vorl{\"a}ufernetze komplett ab. Von den derzeit 27 BRAIN-Teilnehmern nutzen 24 Einrichtungen an 53 in der Stadt verteilten Standorten die Dienste des BRAIN-Verbundnetzes, 18 Standorte sind mit 1000 Mbit/s und 35 Standorte mit 100 Mbit/s angeschlossen. F{\"u}r verteilte Standorte einer Einrichtung besteht zudem die M{\"o}glichkeit, diese {\"u}ber dedizierte Fasern oder Bandbreiten miteinander zu vernetzen. Seit dem 2. Quartal 2007 wird im Rahmen eines Pilotprojekts der Nutzen eines zentral gemanagten Fibre Channel-Netzwerks "BRAIN-SAN" ermittelt, um M{\"o}glichkeiten einer verteilten Datenhaltung der Berliner Hochschulen und wissenschaftlichen Einrichtungen zu schaf-fen. Zus{\"a}tzlich zu den vorgenannten Diensten nutzt der DFN-Verein die BRAIN-Struktur f{\"u}r die Verbindun-gen der X-WiN-Kernnetzknoten in Berlin und Potsdam untereinander und f{\"u}r Zugangsleitungen zu den Anwendern. Mit Stand 2007 nutzt das Berliner Wissenschaftsnetz BRAIN vom landeigenen Glasfasernetz 2100 km Einzelfasern und verbindet insgesamt 43 Einrichtungen (BRAIN-Teilnehmer und DFN-Anwender) aus Wissenschaft, Bildung und Kultur mit 129 Standorten. Der Betrieb von BRAIN wird im wesentlichen durch seine Nutzer finanziert. Das Land Berlin tr{\"a}gt aller-dings pauschal die {\"u}berwiegenden Kosten f{\"u}r die Wartung des Glasfasernetzes, soweit es vom ITDZ be-reit gestellt wird. Zentrales Planungs- und Steuerungsorgan f{\"u}r BRAIN ist die von der Senatsverwaltung f{\"u}r Bildung, Wis-senschaft und Forschung eingerichtete BRAIN-Planungsgruppe. Sie besteht aus Mitarbeitern der Rechen-zentren der drei Berliner Universit{\"a}ten und des ZIB. Nach außen wird BRAIN in rechtlicher und wirtschaftlicher Hinsicht treuh{\"a}nderisch vom ZIB vertreten, die BRAIN-Gesch{\"a}ftsstelle befindet sich ebenfalls im ZIB.}, language = {de} } @misc{Plantikow2007, author = {Plantikow, Stefan}, title = {Transaktionen f{\"u}r verteilte Wikis auf strukturierten Overlay-Netzwerken}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10466}, number = {07-43}, year = {2007}, abstract = {Die Arbeit pr{\"a}sentiert ein Transaktionsverfahren f{\"u}r strukturierte Overlay-Netzwerke, das an die Erfordernisse verteilter Informationssysteme mit relationalem Datenmodell angepasst ist. Insbesondere wird der Einsatz von Transaktionen f{\"u}r verteilte Wikis betrachtet, die moderne Funktionalit{\"a}ten, wie Metadaten und zus{\"a}tzliche Indexe f{\"u}r die Navigation, unterst{\"u}tzen. Konsistenz und Dauerhaftigkeit der gespeicherten Daten erfordert die Behandlung von Knotenausf{\"a}llen. Die Arbeit schl{\"a}gt daf{\"u}r das Zellenmodell vor: Das Overlay wird aus replizierten Zustandsmaschinen gebildet, um Verf{\"u}gbarkeit zu gew{\"a}hrleisten. Das Transaktionsverfahren baut darauf auf und verwendet Two-Phase-Commit mit Fehlererkennung und Widerherstellung von ausgefallenen Transaktionsmanagern. Anwendungen wird eine Auswahl an pessimistischen und hybrid-optimistischen Nebenl{\"a}ufigkeitskontrollverfahren geboten, die die Minimierung von Latenzeffekten und die schnelle Ausf{\"u}hrung von Nur-Lese-Transaktionen erm{\"o}glichen. F{\"u}r die Beispielanwendung Wiki wird der erforderliche Pseudocode angegeben und die verschiedenen Nebenl{\"a}ufigkeitskontrollverfahren hinsichtlich ihrer Nachrichtenkomplexit{\"a}t verglichen.}, language = {de} } @misc{Lichtenstein2006, type = {Master Thesis}, author = {Lichtenstein, Tom}, title = {Implementation eines Resourcebrokers im Kontext eines Grid-Datenmanagement-Systems}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-9968}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2006}, language = {de} } @misc{Meltzer2006, type = {Master Thesis}, author = {Meltzer, J{\"o}rg}, title = {Vergleich von Co-Reservierungs-Algorithmen in Grid-Umgebungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-9972}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2006}, abstract = {In dieser Arbeit werden effiziente Co-Reservierungs-Algorithmen vorgestellt, mit denen Rechenressourcen mehrerer Cluster im Grid reserviert werden k{\"o}nnen. Es werden f{\"u}nf Algorithmen vorgestellt, die flexible Co-Reservierungsanfragen erm{\"o}glichen. In einer Co-Reservierungsanfrage m{\"u}ssen die angeforderten CPUs der Teilreservierungen exakt festgelegt werden. Die Cluster und die Startzeiten, bei denen die Teilreservierungen durchgef{\"u}hrt werden, ermittelt ein Co-Reservierungs-Algorithmus erst bei der Anfragebearbeitung. Die Benutzer k{\"o}nnen die Startzeit in der Anfrage eingrenzen, in dem sie eine fr{\"u}heste Startzeit und eine Deadline angeben. In den bisher entwickelten Reservierungsverfahren k{\"o}nnen Benutzer nur starre Co-Reservierungsanfragen stellen, in denen sie f{\"u}r alle Attribute der Teilreservierungen exakte Werte angeben m{\"u}ssen. Eine flexible Co-Reservierungsanfrage erlaubt einem Grid-Reservierungsdienst optimierte Reservierungsvarianten durchzuf{\"u}hren, da er aus vielen Reservierungsvarianten ausw{\"a}hlen kann. Die Anwendungen von lokalen Benutzern k{\"o}nnen durch die Grid-Reservierungen verz{\"o}gert werden. Bei der Auswahl der Reservierungsvarianten kann ein Grid-Reservierungsdienst dies ber{\"u}cksichtigen und den negativen Einfluß der Grid-Reservierungen verringern. Bei zwei Co-Reservierungs-Algorithmen werden auch zus{\"a}tzliche Sortiervorgaben des Klienten bei der Auswahl der Reservierungsvarianten beachtet. Die Algorithmen wurden durch Simulationen mit dem Workload eines realen großen Supercomputers ausgewertet. Die Untersuchungen zeigen, daß sowohl die lokalen als auch die Grid-Benutzer von den flexiblen Anfragen profitieren k{\"o}nnen. Den lokalen Benutzern wurden die Ressourcen weniger oft durch zu fr{\"u}h gestellte Reservierungsanfragen entzogen. Die Grid- Benutzer k{\"o}nnen ihrerseits komfortabel eine optimierte Reservierungsvariante durchf{\"u}hren lassen.}, language = {de} } @misc{Moser2006, type = {Master Thesis}, author = {Moser, Monika}, title = {Platzierung von Replikaten in Verteilten Systemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-9995}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2006}, language = {de} } @misc{ReinefeldSchintkeSchuett2007, author = {Reinefeld, Alexander and Schintke, Florian and Sch{\"u}tt, Thorsten}, title = {P2P Routing of Range Queries in Skewed Multidimensional Data Sets}, issn = {1438-0064}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-9671}, number = {07-23}, year = {2007}, abstract = {We present a middleware to store multidimensional data sets on Internet-scale distributed systems and to efficiently perform range queries on them. Our structured overlay network \emph{SONAR (Structured Overlay Network with Arbitrary Range queries)} puts keys which are adjacent in the key space on logically adjacent nodes in the overlay and is thereby able to process multidimensional range queries with a single logarithmic data lookup and local forwarding. The specified ranges may have arbitrary shapes like rectangles, circles, spheres or polygons. Empirical results demonstrate the routing performance of SONAR on several data sets, ranging from real-world data to artificially constructed worst case distributions. We study the quality of SONAR's routing information which is based on local knowledge only and measure the indegree of the overlay nodes to find potential hot spots in the routing process. We show that SONAR's routing table is self-adjusting, even under extreme situations, keeping always a maximum of \$\lceil \log N \rceil\$ routing entries.}, language = {en} } @misc{Pham2005, type = {Master Thesis}, author = {Pham, The Anh}, title = {Einbettung neuer Verwaltungsmethoden in die hierarchische Dateisystemsicht}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10014}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2005}, abstract = {Die hierarchische Organisation von Dateien beherrscht Computersysteme seit vielen Jahren und wird sich vermutlich auch in Zukunft weiterhin durchsetzen. Dennoch st{\"o}ßt diese Verwaltungsmethode in einem klassischen hierarchischen Dateisystem bei dem j{\"a}hrlichen rasanten Zuwachs an neuen Daten an ihre Grenzen, auch wenn Nutzer eine ausgefeilte Verzeichnisstruktur mit einer disziplinierten Namensgebung konsequent auf- und ausbauen. Um den {\"U}berblick {\"u}ber die Dateien zu behalten, werden in dieser Arbeit neue Verwaltungsmethoden vorgestellt und in die hierarchische Dateisystemsicht eingebettet. Auf der Basis des hierarchischen Dateisystems bietet ein metadatenbasiertes Dateisystem neben dem hierarchischen Zugriff noch einen flexiblen, assoziativen Zugriff auf Dateien {\"u}ber virtuelle Objekte, indem Suchmethoden in Form einer Anfrage auf in einer Datenbank gespeicherte Index- und Metadaten angewendet werden. Das Ergebnis dieser Abfrage wird mit Hilfe von virtuellen Verzeichnissen und virtuellen Dateien in einer {\"u}bersichtlichen Form dargestellt, so dass eine Nutzung der hierarchischen Sicht weiterhin intuitiv fortgesetzt wird. Das Datenmanagementsystem ZIBDMS, welches einen verteilten Metadatenkatalog und einen Dateireplikationskatalog beinhaltet, erm{\"o}glicht es, die oben genannten Verwaltungsmethoden f{\"u}r die NFS-Schnittstelle, CORBA-Middleware und Web Services transparent zu implementieren. Zudem stellt ZIBDMS weitere neue Dateiverwaltungsmethoden zur Verf{\"u}gung, die sich in die hierarchische Dateisystemsicht integrieren lassen. Metadaten in Form von Attribut-Wert-Paaren lassen sich als virtuelle Datei darstellen und editieren. Eine Collection bietet die M{\"o}glichkeit, Dateien in einem logischen virtuellen Ordner zu organisieren. Mit einem Dependency-Graph lassen sich Dateien zueinander in Relation stellen, so dass eine Linkstruktur zwischen Dateien ausgedr{\"u}ckt werden kann. Das Verweiskonzept eines klassischen hierarchischen Dateisystems wird im ZIBDMS um eine neue Verweisart Weak-Link erweitert, um einen aktualisierbaren, konsistenten und zyklenfreien symbolischen Link anzubieten. In einer hierarchischen Sicht l{\"a}sst sich durch Verweise ein Baum bilden, in dem eine Navigation und Verweisauflistung m{\"o}glich sind, was außer ZIBDMS noch kein anderes System bietet.}, language = {de} } @misc{Rieche2003, type = {Master Thesis}, author = {Rieche, Simon}, title = {Lastbalancierung in Peer-to-Peer Systemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10048}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2003}, abstract = {Peer-to-Peer (P2P) Systeme werden u.a. zur Verwaltung von großen Datenmengen benutzt, die auf verschiedene Rechner verteilt sind. Benutzern soll damit der Zugriff auf Daten innerhalb des Systems leicht erm{\"o}glicht werden. Damit in P2P Systemen die Daten effizient verteilt und gesucht werden k{\"o}nnen, existieren Distributed Hash Tables. Distributed Hash Tables (DHT) sind eine Methode, um globale Informationen persistent speichern zu k{\"o}nnen. Der Wertebereich der Hashfunktion, welche die zu ver{\"o}ffentlichenden Eintr{\"a}ge auf Werte abbildet, wird in Abschnitte aufgeteilt, die einzelnen Knoten zugeteilt werden. Die meisten DHTs haben aber ein Problem bei der Verteilung der Last. Die verschiedenen DHT Systeme beruhen meist auf einem identischen Ansatz der Lastverteilung. Die Last wird nur mit Hilfe einer Hashfunktion verteilt. Es wird davon ausgegangen, dass diese Funktion die Last gleichm{\"a}ßig verteilt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur Last Verteilung entwickelt, simuliert und implementiert. Bei dem Verfahren wird die Last wie bei der Verteilung von W{\"a}rme an die Umgebung abgegeben. Es wird mit existierenden Lastbalancierungsalgorithmen verglichen. Mit diesem neuen Verfahren ist es m{\"o}glich, Last in DHTs besser zu verteilen ohne große {\"A}nderungen an den DHTs vorzunehmen. Es wird gezeigt, wie mit dem Verfahren zus{\"a}tzlich die Fehlertoleranz des P2P Systems erh{\"o}ht werden kann.}, language = {de} } @misc{Schintke2000, type = {Master Thesis}, author = {Schintke, Florian}, title = {Ermittlung von Programmlaufzeiten anhand von Speicherzugriffen, Microbenchmarks und Simulation von Speicherhierarchien}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10063}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2000}, abstract = {Kostenmodelle dienen der Ermittlung von Programmlaufzeiten, zum Vergleich der Effizienz von Algorithmen und zur Analyse des Verhaltens von Speicherhierarchien. Ein neuartiges Kostenmodell ist das Latency-of-Data-Access (LDA) Modell, das mehrere hierarchische Speicherebenen mit unterschiedlichen Latenzzeiten ber{\"u}cksichtigt. In dieser Diplomarbeit wird ein Simulator f{\"u}r Speicherhierarchien pr{\"a}sentiert, der die Berechnung von Programmausf{\"u}hrungszeiten nach dem LDA-Modell erlaubt. Mit Hilfe des Simulators wird die These gepr{\"u}ft, daß mit diesem Modell die Ausf{\"u}hrungszeit eines Programms ad{\"a}quat abgesch{\"a}tzt werden kann. Mit dem Simulator ist es erstmals praktikabel m{\"o}glich, Programmausf{\"u}hrungszeiten nach dem LDA-Modell zu bestimmen. Der Simulator kann f{\"u}r Systeme mit unterschiedlichen Speicherarchitekturen konfiguriert werden und unterst{\"u}tzt Mehrprozessorsysteme mit gemeinsamem Speicher (SMP-Systeme) mit verschiedenen Koh{\"a}renzprotokollen. Der Simulator kann mit den Ergebnissen von Microbenchmarks konfiguriert werden, die die Architekturparameter einer Speicherhierarchie messen. Die Ergebnisse best{\"a}tigen die These nicht nur f{\"u}r Einzelprozessorsysteme, sondern auch f{\"u}r SMP-Systeme, wo gleichzeitig interagierende Prozessoren gegenseitig ihre Zugriffsse-quenz auf Zwischenspeicher beeinflussen. Zus{\"a}tzlich wurde eine neue Einsatzm{\"o}glichkeit des LDA-Modells entwickelt, um die Ausf{\"u}hrungszeit von Programmteilen zu bestimmen. Einzelne Zugriffskosten k{\"o}nnen einem mehrerer parallel laufender Modelle zugeordnet werden. Dadurch k{\"o}nnen Kosten, die Zugriffe auf einzelne Speicherbereiche verursachen, separat bestimmt werden. Diese Profiling-Technik erlaubt Optimierungen an Datenstrukturen und Speicherzugriffsmustern durch pr{\"a}zise und gezielte Informationsproduktion.}, language = {de} } @misc{Schuett2002, type = {Master Thesis}, author = {Sch{\"u}tt, Thorsten}, title = {Synchronisation von verteilten Verzeichnisstrukturen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10071}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2002}, abstract = {Das Management von großen Datenmengen spielt eine immer wichtigere Rolle, wie aktuelle Entwicklungen in der Hochenergiephysik [2] zeigen. F{\"u}r das DataGrid-Projekt zum Beispiel ist es notwendig, große Datenmengen auf mehrere Rechenzentren in Europa zu verteilen und die Daten untereinander zu synchronisieren. Auch innerhalb von Clustern gewinnen mit zunehmender Anzahl der Knoten Werkzeuge zur effizienten Synchronisation und Verteilung von Daten an Bedeutung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein effizientes Verfahren zur Synchronisation von verteilten Verzeichnisstrukturen entwickelt und implementiert. Mit diesem Verfahren ist es m{\"o}glich, unabh{\"a}ngige {\"A}nderungen an beliebigen Repositories gleichzeitig durchzuf{\"u}hren. Das Verfahren ben{\"o}tigt keine zentrale Instanz, wodurch eine gegen{\"u}ber vielen existierenden Verfahren verbesserte Skalierbarkeit erreicht werden konnte. Dabei wurden Erkenntnisse aus der Graphentheorie eingesetzt und weiterentwickelt, um die Netzwerktopolo-gie und -handbreiten zwischen den Rechnern zu ber{\"u}cksichtigen. Durch die Verwendung einer Offline-Synchronisation werden {\"A}nderungen erst dann an andere Rechner propagiert, wenn der Nutzer dies anst{\"o}ßt. Das kann zum Beispiel nach einer abgeschlossenen Transaktion, die {\"A}nderungen an mehreren Dateien beinhaltet, angemessen sein.}, language = {de} } @misc{Witte2005, type = {Master Thesis}, author = {Witte, Jochen}, title = {Implementierung einer NFS Schnittstelle im Kontext eines Grid-Datenmanagement-Systems}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-10081}, school = {Zuse Institute Berlin (ZIB)}, year = {2005}, abstract = {Diese Arbeit dokumentiert den Entwurf und die Implementierung einer NFS-Schnittstelle zum ZIBDMS. Das ZIBDMS, welches derzeit am Zuse-Institut Berlin entwickelt wird, ist ein Managementsystem f{\"u}r verteilte Daten in heterogenen Umgebungen [10]. Es soll die einfache Benutzung von Mechanismen zur Replikation sowie neue M{\"o}glichkeiten des Zugriffs und der Verwaltung von Metadaten und Datenobjekten erm{\"o}glichen. Dem Nutzer bietet das System verschiedene Sichten: Neben der klassischen, hierarchischen Sicht mit Verzeichnissen und Dateien wird auch eine attributbasierte Zugriffsmethode angeboten, in der Datenobjekte ausschließlich {\"u}ber Attribut/Wert-Paare referenziert werden. F{\"u}r den Benutzer transparent, soll sich das System im Hinblick auf die Verf{\"u}gbarkeit von Daten und Metadaten selbstt{\"a}tig optimieren. Um Skalierbarkeit gew¨ahrleisten zu k{\"o}nnen, werden intern Peer-to-Peer- Techniken entwickelt und benutzt. Die NFS-Schnittstelle erh{\"o}ht die Nutzbarkeit des Systems, da Client- Implementierungen f{\"u}r nahezu alle Betriebssysteme zur Verf{\"u}gung stehen. Der Benutzer kann so {\"u}ber das gewohnte Dateisystem Daten und Metadaten pflegen, ohne spezifisches Vorwissen zu ben{\"o}tigen. In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern sich die Semantik des ZIBDMS auf jene des NFS-Protokolls {\"u}bertragen l{\"a}ßt. Weiterhin wird das Konzept von Pseudodateien beschrieben und diskutiert, inwiefern es eine brauchbare L{\"o}sung darstellt, den im Vergleich zur NFS-Semantik wesentlich gr{\"o}ßeren Funktionsumfang des ZIBDMS f{\"u}r den Anwender nutzbar zu machen. Pseudodateien sind nicht-persistente Objekte, welche f{\"u}r den Benutzer als regul{\"a}re Datei sichtbar werden und die erweiterte Funktionalit{\"a}ten wie die Bearbeitung von Metadaten oder die Platzierung von Replikaten {\"u}ber die Dateisystem-Sicht des NFS zur Verf{\"u}gung stellen sollen. Schließlich werden Leistungsmessungen an den benutzten Komponenten des ZIBDMS vorgenommen und vergleichbaren Systemen gegen {\"u}bergestellt. Die Aufmerksamkeit liegt hier auf der zugrundeliegenden Katalog-Technologie sowie dem durch das NFS-Protokoll verursachten Overhead.}, language = {de} } @misc{SchuettSchintkeReinefeld2005, author = {Sch{\"u}tt, Thorsten and Schintke, Florian and Reinefeld, Alexander}, title = {Chord\#: Structured Overlay Network for Non-Uniform Load-Distribution}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0297-zib-8736}, number = {05-40}, year = {2005}, abstract = {\newcommand{\chordsharp}{Chord\$^\\#\#\$} Data lookup is a fundamental problem in peer-to-peer systems: Given a key, find the node that stores the associated object. Chord and other P2P algorithms use distributed hash tables (DHTs) to distribute the keys and nodes evenly across a logical ring. Using an efficient routing strategy, DHTs provide a routing performance of \$O (\log N)\$ in networks of \$N\$ nodes. While the routing performance has been shown to be optimal, the uniform key distribution makes it impossible for DHTs to support range queries. For range queries, consecutive keys must be stored on lo gically neighboring nodes. In this paper, we present an enhancement of Chord that eliminates the hash function while keeping the same routing performance. The resulting algorithm, named \chordsharp{}, provides a richer function ality while maintaining the same complexity. In addition to Chord, \chordsharp{} adapts to load imbalance.}, language = {en} } @article{SalemSchintke2021, author = {Salem, Farouk and Schintke, Florian}, title = {Load balancing mechanism for FLESnet}, journal = {CBM Progress Report 2020}, doi = {10.15120/GSI-2021-00421}, pages = {156 -- 157}, year = {2021}, language = {en} }