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Unterstützung virtueller Arbeitsumgebung durch replizierte Kooperationsanwendungen

Spezifikation eines vektorzeitbasierten Replikationsverfahrens für den Einsatz im Internet
 
: Horstmann, T.

Sankt Augustin: GMD Forschungszentrum Informationstechnik, 1999, 179 pp.
GMD research series, 1999,14
ISBN: 3-88457-363-2
German
Book
Fraunhofer FIT ()
BSCW; CSCW; Internet; Intranet; Replikation; Vektorzeit; WWW; groupware; replication; Vector Time

Abstract
Mit dem Erfolg des World Wide Web (W3) in den letzten Jahren hat das Internet als Plattform zur Entwicklung von CSCW-Systemen stark an Bedeutung gewonnen. So finden wir heute bereits zahlreiche Anwendungen, die zur Unterstützung organisationsübergreifender Kooperationsaufgaben eingesetzt werden. Sie sind oftmals durch eine zentrale Architektur gekennzeichnet, so daß bereits der Ausfall des zentralen Systems zum Ausfall der gesamten Anwendung führt. Ebenfalls können sich die langen Antwortzeiten negativ bemerkbar machen, wenn auf das zentrale System über weit entfernte Netzwerke zugegriffen werden muß. Um diese Nachteile zu umgehen, wird in der Arbeit ein asynchrones Replikationsverfahren vorgestellt, das speziell für den Einsatz im Internet entworfen wurde. Durch dieses Verfahren können Rechnersysteme hinter einer Firewall, und Knoten, die zeitweise durch etwaige Netzwerkausfälle nicht erreichbar sind, in den Replikationsmechanismus einbezogen werden. Damit ist es insbesondere auch zur Anbindung mobiler Systeme (Laptops, PDAs) geeignet. Es gewährleistet eine hohe Autonomie der einzelnen Knoten, ohne strikte Sperrverfahren zu verwenden. Der Replikationsalgorithmus basiert auf einem Vektorzeitmodell zur Erhaltung der kausalen Ordnung der Sende- und Empfangsereignisse in einem verteilten System. Die Spezifikation wird anhand gefärbter Petri-Netze (CPN) formal angegeben. In der Dissertation wird anhand einer Fallstudie untersucht, inwieweit die Vermeidung von strikten Sperrverfahren in einer W3-basierten Kooperationsanwendung sinnvoll ist. Dazu wurde die Datenbank einer Kooperationsanwendung ausgewertet, die von über 5000 Benutzern aus verschiedenen Arbeitsgruppen über ein Erhebungszeitraum von ca. 2 Jahren über das Internet verwendet wurde. Es zeigte sich, daß nebenläufige Schreibzugriffe auf die gemeinsam bearbeiteten Dokumente nur selten auftraten und damit die Verwendung von Replikationsverfahren nahelegt, die auf strikte Sperrverfahren verzichten. Es wird weiter aufgezeigt, wie durch die Verwendung von objektorientierten oder strukturierten Dokumentarchitekturen die Wahrscheinlichkeit nebenläufiger Zugriffe auf gemeinsam bearbeitete Dokumente verringert werden kann. Am Ende der Arbeit wird von der Fallstudie abstrahiert und der Einsatz des vorgestellte Replikationsverfahren in anderen Anwendungsfeldern (Electronic Commerce, Verteiltes Web-Site-Management) diskutiert.

 

The success of the World Wide Web (W3) in recent years has contributed significantly to the role of the Internet as a platform for developing CSCW systems. Today, a large number of applications are available for supporting cooperative tasks across an organization. Most of these systems have a centralized architecture, by virtue of which the entire application becomes unavailable when the central system crashes. Accessing the central system via remote networks can also lead to long response times. This study presents a new asynchronous replication procedure designed specially for use in the Internet, which goes a long way towards eliminating these problems. This procedure enables the replication mechanism to include computer systems located behind a firewall and nodes that are sometimes inaccessible due to network unavailability. The procedure is thus particularly useful in linking mobile systems (laptops, PDAs). A high level of autonomy is retained for the individual nodes without the use of strict locking procedures. The replication algorithm is based on a vector time model used to retain the causal sequence of transmission and reception events in a distributed system. The specification is effected formally using Colored Petri Nets. Based on a case study, the dissertation examines the extent to which it is advisable to avoid strict locking procedures in a W3-based cooperation application. This involves evaluating the database of a cooperation application which was used from the Internet by over 5000 users over a survey period of approximately 2 years. The result of the observation was that concurrent write accesses to the shared documents was not common, so that it seems advisable to use replication procedures that do not use strict locking procedures. The study also demonstrates that the use of object-oriented or structured document architectures can reduce the probability of incidental access to shared documents. In conclusion, the dissertation moves away from the case study to discuss the use of the replication procedure described in other fields (electronic commerce, distributed web site management).

: http://publica.fraunhofer.de/documents/B-73073.html