Jahresberichte zum Graduiertenkolleg IME

Berichtsjahr 2009

In Rahmen des Graduiertenkollegs "Information Management and Market Engineering" untersucht die Forschungsgruppe DSN seit 2005 gemeinsame Fragestellungen aus den Bereichen Kommunikationssysteme und Operations Research. Der Fokus innerhalb der Forschungsgruppe liegt aktuell auf einem möglichst autonomen Netzwerk- und Service-Managements. Hierbei wird an Lösungsstrategien hinsichtlich der Frage gearbeitet, inwiefern und auf welche Art und Weise mittels Autonomie die steigende Komplexität zukünftiger verteilter Systeme in den Griff bekommen werden kann. In 2009 wurde im Bereich des Service-Management zunächst ein Konzept für ein automatisiertes verteiltes Simulationsmanagement unter Verwendung der im Bereich Cloud Computing äußerst populären Plattform Apache Hadoop entwickelt und das ausgearbeitete Konzept anschließend umgesetzt. Mittels der Implementierung ist es möglich, mit geringem Aufwand tausende von unabhängigen Simulationsläufen automatisiert auf einem Rechencluster zu verteilen, um diese dann parallel auszuführen. Ausgehend von dem Beispiel verteilter Simulationen konnte schlussendlich eine Leistungsbewertung der verwendeten Plattform Apache Hadoop durchgeführt werden. Im Bereich des Netzwerk-Management werden aktuell Forschungsfragen bezüglich der Netzwerk-Heterogenität verteilter Systeme untersucht, inwiefern diese Heterogenität mittels Adaptieren der Systemstrukturen effizient genutzt werden kann. Ziel ist es, zukünftigen Anwendungen mittels einer von dem physischen Netzwerk abstrahierenden logischen Schicht einen effizienten und performanten Kommunikationsdienst bereit zu stellen. In diesem Kontext spielt die Adaption hinsichtlich verschiedener Kommunikationsmuster eine entscheidende Rolle. Das Szenario der verteilten Simulationen dient hierbei erneut als ein Beispiel für ein mögliches Kommunikationsmuster verteilter Systeme.

Berichtsjahr 2008

In dem 2004 gegründeten Graduiertenkolleg "Information Management and Market Engineering" arbeiten Promotionsstudenten interdisziplinär an juristischen, wirtschaftswissenschaftlichen und Informatik-bezogenen Fragen hinsichtlich elektronischer Märkte zusammen. Die Forschungsgruppe "Dezentrale Systeme und Netzdienste" untersucht in diesem Umfeld seit 2005 gemeinsame Fragestellungen aus den Bereichen Kommunikationssysteme und Operations Research. Aufgrund der verlängerten Förderung des Graduiertenkollegs durch die DFG konnte im Jahr 2008 ein Generationenwechsel vollzogen werden.

Der Fokus innerhalb der Forschungsgruppe verschiebt sich in Richtung eines möglichst autonomen Netzwerk- und Service-Managements. Begonnen wurde hierbei mit einer Untersuchung des Cloud-Computing, bei welchem es um die Bereitstellung von IT-Infrastruktur oder Software in Form von Diensten geht. Benutzer eines Cloud-Computings Dienstes sind hierdurch in der Lage, im Bedarfsfall Ressourcen zeitweise anzumieten und zu verwenden. Zu diesem Zwecke betreiben die Provider solcher Dienste im Hintergrund riesige Datenzentren. Als erfolgreiches Beispiel seien in diesem Bereich beispielsweise die Amazon WebServices genannt. In diesem Zusammenhang ergeben sich vor allem aufgrund der anfallenden enormen Datenmengen unter anderem Herausforderungen im Bereich des zugehörigen IT-Managements. Hierbei wird an Lösungsstrategien hinsichtlich der Frage gearbeitet, inwiefern und auf welche Art und Weise mittels Autonomie die steigende Komplexität dieser Systeme in den Griff bekommen werden kann.

Berichtsjahr 2007

In dem 2004 gegründeten Graduiertenkolleg ”Information Management and Market Engineering“ arbeiten Promotionsstudenten interdisziplinär an juristischen, wirtschaftswissenschaftlichen und Informatik-bezogenen Fragen zusammen. Die Forschungsgruppe ”Dezentrale Systeme und Netzdienste“ untersucht in diesem Umfeld seit 2005 gemeinsame Fragestellungen aus den Bereichen Kommunikationssysteme und Operations Research.

Im Berichtsjahr wurde untersucht, wie Informationsbereistellung in Fahrzeug-Ad-Hoc-Netzen zu einem veränderten Verkehrsverhalten führen können. Die Untersuchung der Auswirkung von Information auf Verhalten kann aufgrund der hohen Komplexität des Problems nur noch simulativ studiert werden. Da physikalische Umstände und die potentiell hohe Anzahl von Kommunikationsteilnehmern eine zuverlässige Kommunikation erschweren, ist das Erreichen der angestrebten Ziele "Erhöhte Verkehrssicherheit" und "Erhöhte Verkehrseffizienz" nicht automatisch garantiert. Die DSN-Forschungsgruppe versucht die tatsächlichen Auswirkungen sichtbar zu machen und erweiterte zu diesem Zweck zusammen mit der in Karlsruhe ansässigen PTV AG und der Technischen Universität München den Verkehrssimulator VISSIM um Kommunikationselemente. Während in kleinen Szenarien, die nur einige hundert Fahrzeuge umfassen, noch eine Synchronisation von ereignis-diskreten Verkehrs- und Kommunikationssimulatoren möglich ist, sind größere Szenarien aufgrund ihres Rechenaufwands nicht mehr in akzeptablen Zeiträumen zu berechnen. Aus diesem Grund wurde ein hybrider Simulationsansatz gewählt: durch Kopplung des ereignis-diskreten Verkehrssimulators mit einem statistisch gewonnenen Kommunikationsmodell wurden Laufzeit-Gewinne in zwei bis drei Größenordnungen erreicht, ohne dabei die Simulationsergebnisse zu verfälschen.