Wissenschaftliche Mitglieder

Professor
Dr. Winfried Lamersdorf

Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Marko Boger (seit Okt. 96); Frank Griffel (seit Jan. 97); Dr. Michael Merz (Jan. 96 - Dez. 96); Kay Müller-Jones (bis März 96); Malte Münke (seit Sept. 96); Mark Tuan Tu (seit Mai 96)

Allgemeiner Überblick

Für eine arbeitsteilige Kooperation von Menschen und Rechnern an unterschiedlichen Orten unter Einsatz moderner Informations- und Kommunikationssysteme wird die integrierte Nutzung von Daten und Diensten in anwendungsnahen offenen verteilten Umgebungen immer wichtiger. Deshalb befassen sich die Arbeiten der Arbeitsgruppe Verteilte Systeme (VSYS) in Lehre und Forschung ganz allgemein mit offenen verteilten Rechneranwendungen und speziell z.Zt. insbesondere mit Fragen der Unterstützung des Zugangs zu sowie mit der Verwaltung von Daten und Diensten in offenen verteilten Systemen durch dafür geeignete möglichst "generische" (d.h. vielseitig verwendbare) Software auf der Basis weltweit integrierter Rechnernetze. Hauptgegenstand dieser Arbeiten sind das Kennenlernen und Verstehen, der Entwurf, die Implementierung sowie die Erprobung und Anwendung von neuartiger, mit ingenieurmäßigen Methoden der Informatik konzipierter und realisierter (System-) Softwareunterstützung für verteilte Rechneranwendungen in heterogenen offenen Systemumgebungen.

Forschungsschwerpunkte

Wichtigste technische Grundlage für die integrierte Nutzung von Daten und Diensten in offenen verteilten Umgebungen sind neuartige Netztechnologien - z.B. im Bereich der LANs, WANs, MANs, Hochgeschwindigkeitsnetze etc. - die nicht nur immer schnellere und zuverlässigere Datenkommunikationstechniken realisieren, sondern darüberhinaus die Nutzung von entfernten Diensten in heterogenen verteilten Umgebungen erst effizient ermöglichen. Dadurch entsteht ein offener elektronischer Markt von Diensten, in dem Diensterbringer (Server) dedizierte Funktionen (wie z.B. Datenbankdienste) über wohldefinierte Schnittstellen einer Vielzahl von externen Dienstnehmern (Clients) zur Verfügung stellen. In einem derartigen Markt spielen verschiedenartige Dienste, anwendungsspezifische Kommunikationsunterstützung (wie z.B. ,Remote Database Access, RDA) sowie generische Systemplattformen und -funktionen zur Unterstützung von Dienstauswahl, -vermittlung und -verwaltung (wie z.B. der ODP 'Trader' oder OMG CORBA) sowie zur Dienstintegration und -koordination (im Sinne eines ,Workflow Managements`) eine wichtige Rolle.
Um in derartig verteilten Umgebungen nun aber auch beliebige entfernte Dienste effizient für die Realisierung arbeitsteilig organisierter verteilter Anwendungsprogramme nutzen zu können, müssen Client/Server-Kooperationen von geeigneten generischen verteilten Systemdiensten angemessen unterstützt werden. Die Komplexität der dabei anfallenden Probleme beruht u.a. auf der Heterogenität und Offenheit der verwendeten Netze und Diensterbringer sowie der Diskrepanz zwischen möglichst parallel zu unterstützenden Integrations- und Autonomieanforderungen der beteiligten Knoten.
Angestrebt werden dementsprechend Unterstützungsmechanismen, die einerseits möglichst hohe lokale Autonomie erlauben andrerseits aber auch die Integration von Diensten in heterogene und offene verteilte Umgebungen ermöglichen - zwei komplementäre Ziele, die häufig nicht gleichzeitig zu erreichen sind. Eine wesentliche Basis dafür bilden - oft noch zu entwickelnde - einheitliche ("generische") Systemfunktionen und -schnittstellen, Kommunikationsprotokolle sowie anwendungsspezifische systemtechnische Werkzeuge. Einerseits müssen dabei Dienste und Protokolle so weit vereinheitlicht sein, daß ein hoher Grad an Wiederverwendbarkeit und Interoperabilität erreicht werden kann; andererseits soll aber auch die Individualität innovativer Dienste gewährleistet bleiben, die ja oft einen wichtigen Anreiz darstellt, diese in offenen Märkten (vor allem kommerziell!) anzubieten. Daher läßt sich für den Entwurf einer systemtechnischen Unterstützung zur Integration von verteilten Diensten in offenen Informationssystemen sowohl die Forderung nach anwendungsnahen (z.B. interaktiven, dynamischen) Systemkomponenten zur Unterstützung des Zugangs zu beliebigen Diensten in offenen Dienstemärkten als auch die nach einer weitgehend automatisierten Systemunterstützung zur Spezifikation, Verwaltung, Vermittlung und Kontrolle von Dienstangeboten mit bereits bekannten ("standardisierten") Dienstarten in derartigen Umgebungen ableiten.
Zunächst wurden bisher u.a. anwendungsnahe Kommunikationsfunktionen für verteilte (Dienst-) Gruppen und deren Kooperationsbedürfnisse, geeignete Repräsentationsformen für die Dienstspezifikationen, ergänzende Notariats-, Sicherheits- und Abrechnungsfunktionen sowie eine gemeinsame Plattform für Systemkomponenten zur Unterstützung des Zugangs zu entfernten Diensten in offenen verteilten Umgebungen entworfen und prototypisch realisiert. Daneben wurde ein erweiterter Trader unter Verwendung eines speziellen Dienstmodells konzipiert und zunächst auf Basis des 'Distributed Computing Environment' (DCE) der 'Open Software Foundation' (OSF), dann auch im Rahmen der 'Common Object Request Broker Architecture' (CORBA) der 'Object Management Group' (OMG) implementiert. Der Zugang zu bereits bekannten Diensten in elektronischen Märkten wird dabei durch spezielle Systemfunktionen zur Spezifikation, Speicherung und Kontrolle von Dienstangeboten auf der Grundlage standardisierter Schnittstellen und Protokolle unterstützt. Zur Beschreibung und Verwaltung von beliebigen (d.h. auch bisher noch unbekannten) Dienstangeboten in heterogenen Netzen sowie zum Zugang zu derartigen Diensten werden zudem z.B. 'Generische Client'-, 'Repository'- und 'Browser'-Komponenten entworfen und implementiert. Diese unterstützen Dienstnehmer (Clients) beim Zugriff auf beliebige entfernte Diensterbringer (Server) in offenen Umgebungen entweder automatisch oder interaktiv.
Zunehmende Bedeutung bekommt schließlich die Koordination und Kontrolle komplexer verteilter Dienste und Anwendungsvorgänge (d.h. die Dienstkoordination und -kontrolle im Sinne eines verteilten Activity bzw. Workflow Management) sowie die eine generelle Steuerung ganz unterschiedlicher Charakteristika verteilt ablaufender Funktionen und Anwendungen durch möglichst einheitliche Mechanismen und Systemfunktionen einer in weiten Teilen noch zu entwerfenden und prototypisch zu realisierenden ("generischen") Policy Management-Komponente.
Allen praxisnahen Forschungsarbeiten zur systemtechnischen Unterstützung offener verteilter (Informations-) Systeme liegen - soweit vorhanden und relevant - aktuelle Standards (wie z.B. OSF DCE, OMG CORBA, ISO ODP etc.) zugrunde, an deren Weiterentwicklung laufend auch aktiv mitgearbeitet wird.

Wissenschaftliche Zusammenarbeit

• Industrie & industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland
  ACS Systemberatung, Hamburg; DITEC Informationstechnik, München; Fraunhofer Gesellschft. IML, Dortmund; GMD Forschungszentrum Informationstechnik, Birlinghoven / Forschungsinstitut für Offene Kommunikationssysteme (FOKUS), Berlin, Hapag-Lloyd AG, Hamburg; IBM Europäisches Zentrum für Netzwerkforschung der IBM Deutschland GmbH, Heidelberg u.a.
• Universitäten und Technische Hochschulen in Deutschland
  Humbold-Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Universität Frankfurt, Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, Universität Mannheim, Universität Stuttgart, Universität Ulm u.a.
• Kooperationspartner im Ausland
  Research Center for Distributed Systems Technology (DSTC), University of Queensland, Brisbane/Australien; AIE, Amsterdam/Niederlande; Imperial College, London/Großbritannien; Inesc, Lissabon/Portugal; Ingenia, Paris/Frankreich; iHM, Paris/Frankreich; Trialog, Paris/Frankreich; CIE, Paris/Frankreich; Iona, Dublin/Irland; OMG - Object Management Group, USA u.a.

Anwendung in der Praxis

• Internet-Anwendungen (z.B. intern, für die Lehre, extren für die Kooperation in Projekten);
• Übertragung der Systemplattform für elektronische Dienstmärkte in realistische Praxisszenarien (inkl. Anwendungstest) im Rahmen des EU/ACTS-Projektzes "OSM" (s.o.);
• Beiträge zu verschiedenen internationalen Standardisierungsprojekte (s.o.) auf dem Gebiet offener verteilter Systeme

Weiterbildungsangebote

• TrendForum 'Information Highway Europe - 96', DITEC Informationstechnologie & Meta Group, München (September 1996)
• W. Lamersdorf, M. Merz: "Kommunikationstechnologien zur Realisierung offener Client/Server-Architekturen", 19. Europäische Congressmesse für Technische Kommunikation (Online'96), Kongress VIII, Hamburg (Februar 1996)
• M. Merz: "Elektronische Märkte im Internet", IIR-Seminarvortrag, München (September 1996)

Technische Ausstattung

Als experimentelle Systemumgebung dient ein heterogenes lokales Netz aus IBM PCs unter Linux, Windows und Windows/NT sowie aus IBM RISC-Arbeitsstationen mit einer offenen AIX-Betriebssystemumgebung, das auch einzelne SUN-Worksstations und -Server integriert und an die weltweiten Wissenschaftsnetze angeschlossen ist. Zusätzlich sind auf diesem Netz die wichtigsten akademisch oder industriell verfügbaren Komponenten aktueller verteilter Systemplattformen (wie z.B. OSF DCE oder OMG CORBA) installiert. Auf diese Weise steht exemplarisch eine realitätsnahe heterogene Netzumgebung sowohl für praktisch ausgerichtete Lehrveranstaltungen als auch für möglichst anwendungsnahe Experimente der Forschung zur Verfügung. Im Rahmen der Forschung werden dabei insbesondere neuartige Kooperations- und Kommunikationsmechanismen zur Integration verschiedenartiger Dienste und offener verteilter Anwendungen prototypisch implementiert und erprobt. Mit dem Ziel einer möglichst realitätsnahen Lehre und Forschung wird dabei mit relativ großem Aufwand versucht, stets weitgehend aktuelle - auch kommerzielle - (System-) Software-Installationen zur Unterstützung offener verteilter Anwendungen einzusetzten und diese nach Möglichkeit laufend zu aktualisieren.

Ausstattungsmängel

Aktuelle Lehre und Forschung auf einem in wesentlichen Teilen experimentell arbeitenden Teilgebiet der Praktischen Informatik erfordert stets eine angemessene und aktuelle Hard- und Softwareausstattung. Auf einem so schnellebigen, für die Praxis hochrelevanten Arbeitsgebiet wie dem der Verteilten Systeme ist hier laufend größerer Aktualisierungsbedarf für eine entsprechende Laborausstattung vorhanden. In diesem Bereich sind gravierende Defizite vor allem bzgl. der über "Kleingeräte" hinausgehenden Hardware-Ausstattung sowie im Bereich komplexer, industrieller Software-Pakete vorhanden.
Zudem erfordert eine solche experimentelle Hard- und Software-Ausstattung als Voraussetzung für entsprechend aktuelle und praxisrelavante Lehre und Forschungs laufend sehr intensive Wartung, Aktualisierung und Betreuung durch entsprechend qualifizierte Mitarbeiter. Gerade auf diesem Gebiet haben die aktuellen Sparbemühungen im Bereich der wiss. Mitarbeiter sehr große Lücken gerissen, die sehr bald zu eine Arbeitsunfähigkeit der entsprechenden Fachbereichseinrichtungen gerade auf praxisnahen und -relevanten Arbeitsgebieten führen. (Zum Vergleich: An der TU Harburg werden - sinnvollerweise - vergleichsweise arbeitende Gruppen nicht nur durch wesentlich mehr wiss. Mitarbeiter, sondern zusätzlich auch durch alleine 3 Techniker/Programmierer-Stellen unterstützt!)

Drittmittel 1996

Fördereinrichtung	Betrag
BMBF	31.000
EU	160.000
GMD	45.000
Gesamtförderung	236.000

Forschungsprojekte