Replikationskonzept für ein verteiltes Diskurssystem im Internet

Neue Organisations- und Kooperationsformen in Politik und Wirtschaft führen zu Diskursen mit einer hohen Anzahl von räumlich und zeitlich verteilten Akteuren. In einem solchen Umfeld bieten sich verteilte Diskurssysteme an, die sachbezogene Kommunikation zwischen den Akteuren zu unterstützen. Das Internet ist auf Grund seiner weiten Verbreitung und kostengünstigen Verwendbarkeit als Kommunikationsmedium für diese Systeme prädestiniert. Die hohe Anzahl zu bedienender Akteure eines Diskurssystems erfordert den Einsatz von Replikationstechniken, um einen Dienst mit hoher Verfügbarkeit und Performanz zu erbringen. Dabei ist auch die Gruppe mobiler Akteure zur Erschließung neuer Anwendungsfelder für Diskurssysteme zu unterstützen. Replikationskonzepte zur Realisierung dieser Anforderungen bilden den thematischen Rahmen dieser Arbeit. In einer problemorientierten Analyse des Standes der Kunst werden auf der Basis einer klaren Anforderungsmodellierung die verwendbaren und die unzulänglichen Teile existierender Replikationskonzepte identifiziert. Es wird gezeigt, daß bei Verwendung des Internets als Kommunikationsmedium Replikationskonzepte mit schwacher Konsistenz zu bevorzugen sind. Diese werden in den untersuchten Publikationen jedoch nur in Ausschnitten eines jeweiligen Gesamtkonzepts betrachtet. Damit wird die Ausarbeitung eines Gesamtkonzepts zur vorrangigen Aufgabe und die Identifikation seiner signifikanten Aspekte samt ihren Interdependenzen rückt in das Zentrum dieser Arbeit. Das Ergebnis ist eine Darstellung des entworfenen Replikationskonzepts aus unterschiedlichen Perspektiven: Das Systemmodell beschreibt die Systemarchitektur und liefert einen Überblick über die Ideen und Teilkonzepte, die dem Replikationskonzept zugrunde liegen. Im Konsistenzmodell werden die Konsistenzbeziehungen zwischen den verteilten Replikatbeständen, ihren Veränderungen und den nebenläufig erteilten Änderungsaufträgen unter Verwendung der Prädikatenlogik 1. Stufe formal spezifiziert. In der zugehörigen Konfliktbehandlung wird der Konflikt-Begriff um die Kontextdiskrepanz erweitert. Im Abgleichmodell wird ein Verfahren entwickelt, welches mit partieller Replikation auch mobile Replikatverwalter unterstützt. Mit einem Algorithmus für Zusammenfassung Neue Organisations- und Kooperationsformen in Politik und Wirtschaft führen zu Diskursen mit einer hohen Anzahl von räumlich und zeitlich verteilten Akteuren. In einem solchen Umfeld bieten sich verteilte Diskurssysteme an, die sachbezogene Kommunikation zwischen den Akteuren zu unterstützen. Das Internet ist auf Grund seiner weiten Verbreitung und kostengünstigen Verwendbarkeit als Kommunikationsmedium für diese Systeme prädestiniert. Die hohe Anzahl zu bedienender Akteure eines Diskurssystems erfordert den Einsatz von Replikationstechniken, um einen Dienst mit hoher Verfügbarkeit und Performanz zu erbringen. Dabei ist auch die Gruppe mobiler Akteure zur Erschließung neuer Anwendungsfelder für Diskurssysteme zu unterstützen. Replikationskonzepte zur Realisierung dieser Anforderungen bilden den thematischen Rahmen dieser Arbeit. In einer problemorientierten Analyse des Standes der Kunst werden auf der Basis einer klaren Anforderungsmodellierung die verwendbaren und die unzulänglichen Teile existierender Replikationskonzepte identifiziert. Es wird gezeigt, daß bei Verwendung des Internets als Kommunikationsmedium Replikationskonzepte mit schwacher Konsistenz zu bevorzugen sind. Diese werden in den untersuchten Publikationen jedoch nur in Ausschnitten eines jeweiligen Gesamtkonzepts betrachtet. Damit wird die Ausarbeitung eines Gesamtkonzepts zur vorrangigen Aufgabe und die Identifikation seiner signifikanten Aspekte samt ihren Interdependenzen rückt in das Zentrum dieser Arbeit. Das Ergebnis ist eine Darstellung des entworfenen Replikationskonzepts aus unterschiedlichen Perspektiven: Das Systemmodell beschreibt die Systemarchitektur und liefert einen Überblick über die Ideen und Teilkonzepte, die dem Replikationskonzept zugrunde liegen. Im Konsistenzmodell werden die Konsistenzbeziehungen zwischen den verteilten Replikatbeständen, ihren Veränderungen und den nebenläufig erteilten Änderungsaufträgen unter Verwendung der Prädikatenlogik 1. Stufe formal spezifiziert. In der zugehörigen Konfliktbehandlung wird der Konflikt-Begriff um die Kontextdiskrepanz erweitert. Im Abgleichmodell wird ein Verfahren entwickelt, welches mit partieller Replikation auch mobile Replikatverwalter unterstützt. Mit einem Algorithmus für die Auswahl von Abgleichpartnern realisiert es einen zeitoptimierten Abgleichprozeß. Im Fehlermodell wird dargelegt, daß auf dem entwickelten Replikationskonzept basierende Systeme durch eine zunehmende Anzahl von Fehlern nur allmählich in ihrer Funktionalität reduziert werden, ohne abrupt auszufallen. Aspekte der Mobilität, die über die im Konsistenz- und Abgleichmodell behandelten Gesichtspunkte hinausgehen, sind Gegenstand des Mobilitätsmodells. Schließlich werden im Nebenläufigkeitsmodell die im Replikationskonzept erfüllten Anforderungen an die Nebenläufigkeit der Systemkomponenten für hohe Performanz dargestellt. Im letzten Kapitel wird eine Realisierung des Gesamtmodells unter Verwendung der Specification and Description Language (SDL) vorgestellt.

New forms of cooperation in politics and economics lead to discourses with a high number of spatially and temporally distributed actors. In such an environment, distributed discourse systems offer an excellent way to support goal-directed communication between such actors. The Internet has evolved due its wide dissemination and low-cost usability and therefore provides a natural communication medium for these systems. The high number of actors to be served by a discourse system requires the use of replication techniques that can provide a service with high availability and performance. Supporting mobile actors will open up new areas of application for distributed discourse systems. Replication concepts suitable to our requirements form the thematic background of this work. In a problem-oriented analysis of the start of the art, the applicable parts of existing replication concepts are identified on the basis of our requirements. It is shown that, in case of using the Internet as the communication medium, replication concepts with weak consistency are to be preferred. In the examined publications, however, only some aspects of these concepts are treated without relating them to an overall concept. Therefore the creation of an overall concept becomes the major task and the identification of its significant aspects along with their interdependencies moves into the foreground of this work. As a result, the developed replication concept is presented from different perspectives: The system model describes the system architecture and provides an overview of the main ideas of the replication concept. In the consistency model the consistency relationships between the distributed replica bases, their modifications and concurrently issued update requests are specified formally with first-order predicate logic. In the corresponding conflict detection and resolution procedure the notion of conflict is expanded to include the notion of context discrepancy. In the reconciliation model a procedure is developed which also supports mobile replica managers with partial replication. It realizes a time-optimized reconciliation process with an algorithm for the selection of reconciliation partners. In the error model it is demonstrated that the functionality of systems based on the replication concept is reduced incrementally by an increasing numbers of errors without breaking down abruptly. Aspects of mobility that go beyond the issues dealt with in the consistency and reconciliation model are addressed in the mobility model. Finally the concurrency requirements placed on the system components in order to achieve high performance are described in the concurrency model. In the last chapter a realization of the overall model is introduced using the Specification and Description Language (SDL).