Fehlererkennende Inbetriebnahme fehlertoleranter verteilter Systeme:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| adam_text | Titel: Fehlererkennende Inbetriebnahme fehlertoleranter verteilter Systeme
Autor: Leu, Martin
Jahr: 1995
Inhalt V Inhalt Verzeichnis wichtiger Symbole.............................................................................................................VIII Kapitel 1 - Einführung.............................................................................................................................1 1.1 Motivation............................................................................................................................................1 1.2 Aufgabenstellung................................................................................................................................4 1.3 Vorgehensweise...................................................................................................................................8 1.3.1 Erstellung verläßlicher Netzsichten....................................................................................8 1.3.2 Initiale Uhrensynchronisation und Byzantinische Übereinstimmung....................13 1.4 Leseanleitung.....................................................................................................................................13 Kapitel 2 - Grundbegriffe und Definitionen......................................................................................14 2.1 Systemmodell.....................................................................................................................................14 2.1.1 Das zugrundeliegende Netz.................................................................................................14 2.1.2 Der Konfigurationsverwalter..............................................................................................16 2.1.3 Betriebsbereite Netzkomponenten....................................................................................17 2.1.4 Nachrichtenübertragungszeiten.........................................................................................17 2.2
Fehlermodell......................................................................................................................................18 2.2.1 Einzelfehlerbereiche..............................................................................................................18 2.2.2 Fehlfunktionen von Knoten...............................................................................................19 2.2.3 Fehlfunktionen von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen..................................................21 2.2.4 Fehlfunktionen von Bussen...............................................................................................21 2.3 Netzsichten.........................................................................................................................................24 2.3.1 Eigenschaften der enthaltenen Knotenmenge................................................................24 2.3.2 Eigenschaften der enthaltenen Menge der Punkt-zu-Punkt-Verbindungen...........25 2.3.3 Eigenschaften der enthaltenen Menge der Busse...........................................................25 2.3.4 Plausibilität von lokalen Netzsichten...............................................................................27 2.4 Darstellung von Protokollen..........................................................................................................28 2.4.1 Datentypen...............................................................................................................................28 2.4.2 Prozeduren, Parameter und Variablen.............................................................................29 2.4.3 Steuerflußanweisungen.......................................................................................................29 2.4.4 Zeit und lokale Uhren..........................................................................................................30 2.4.5 Nachrichten und
Kommunikationsoperatoren.............................................................30 Kapitel 3 - Relative Signaturen............................................................................................................32 3.1 Einführung.........................................................................................................................................32 3.2 Absolute Signaturen.........................................................................................................................36 3.3 Relative Signaturen..........................................................................................................................37 3.4 Komprimierung von Nachrichteninhalten...............................................................................40 3.5 Implementierungsalternativen für relative Signaturen..........................................................40 3.5.1 Bestimmung gültiger Signaturidentifikatoren...............................................................41 3.5.2 Multiplikation modulo p.....................................................................................................41 3.5.3 Multiplikation modulo 29....................................................................................................42 3.5.4 Exponentiation modulo 29...................................................................................................44 3.6 Praktische Anwendungen...............................................................................................................51 3.7 Die Programmierschnittstelle.........................................................................................................53 3.8 Sicherstellen der Aktualität............................................................................................................53
VI Kapitel 4 - Generieren lokaler Netzsichten.......................................................................................54 4.1 Punkt-zu-Punkt-V erbindungen.....................................................................................................55 4.1.1 Die Grundtechnik der Identitätsabfrage............................................................................56 4.1.2 Aufhebung der Zeithomogenität.......................................................................................60 4.1.3 Validität von Punkt-zu-Punkt-Identitätsabfrageprotokollen......................................61 4.2 Bus-Verbindungen............................................................................................................................63 4.2.1 Lösungskonzept......................................................................................................................64 4.2.2 Ein Eruierungsprotokoll.......................................................................................................65 4.2.3 Busreservierung.....................................................................................................................71 4.2.4 Das l:l-Validierungsprotokoll............................................................................................81 4.2.5 l:m-Validierungsprotokolle................................................................................................84 4.2.6 Das lmv.l-Validierungsprotokoll.......................................................................................89 4.2.7 Validität von Bus-Identitätsabfrageprotokollen.............................................................92 Kapitel 5 - Netzmitgliedschaftsprotokolle.........................................................................................96 5.1
Punkt-zu-Punkt-Netze.....................................................................................................................97 5.1.1 Der Echo-Algorithmus..........................................................................................................97 5.1.2 Das GLV-Protokoll.................................................................................................................99 5.1.3 Das GNL-Protokoll...............................................................................................................108 5.1.4 Bewertung und Vergleich der Protokolle GLV und GNL..........................................116 5.2 Allgemeine Netze...........................................................................................................................126 5.2.1 Das GLV-II-Protokoll...........................................................................................................126 5.2.2 Korrektheit des GLV-II-Protokolls...................................................................................129 5.2.3 Robustheit des GLV-II-Protokolls.....................................................................................130 5.2.4 Optimierung des GLV-II-Protokolls.................................................................................130 Kapitel 6 - Generieren globaler Netzsichten...................................................................................132 6.1 Punkt-zu-Punkt-Netze...................................................................................................................133 6.1.1 Die zugrundeliegenden gesammelten lokalen Netzsichten......................................133 6.1.2 Die resultierende globale Netzsicht.................................................................................134 6.2
Bus-Netze..........................................................................................................................................135 6.2.1 Die zugrundeliegenden gesammelten lokalen Netzsichten......................................135 6.2.2 Die resultierende globale Netzsicht.................................................................................137 6.3 Allgemeine Netze...........................................................................................................................145 6.4 Genauigkeit globaler Netzsichten................................................................................................146 6.4.1 Verläßlichkeit und Anschlußvollständigkeit globaler Netzsichten........................147 6.4.2 Fehlertolerante Kommunikation über disjunkte Pfade.............................................149 Kapitel 7 - Initiale Uhrensynchronisation.......................................................................................152 7.1 Definitionen.....................................................................................................................................152 7.2 Bekannte Lösungsansätze..............................................................................................................154 7.2.1 Initiale Uhrensynchronisation nach Srikanth und Toueg.........................................154 7.2.2 Initiale Uhrensynchronisation nach Lundelius-Welch und Lynch.........................156 7.2.3 Initiale Uhrensynchronisation in MAFT.......................................................................157 7.2.4 Vorschläge von Ramanathan, Kandlur und Shin.......................................................157 7.3 Das Protokoll Init_Sync.................................................................................................................158 7.3.1 Detaillierte
Protokolldarstellung......................................................................................159 7.3.2 Korrektheit des Init_Sync-Protokolls..............................................................................162 7.3.3 Robustheit des Init_Sync-Protokolls...............................................................................165 7.3.4 Aufwand des Init_Sync-Protokolls..................................................................................167
Inhalt VII Kapitel 8 - Übereinstimmung.............................................................................................................168 8.1 Übereinstimmungsprotokolle im Überblick.............................................................................168 8.1.1 Vollständige Byzantinische Übereinstimmung............................................................168 8.1.2 Eingeschränkte Byzantinische Übereinstimmung.......................................................169 8.2 Auswahl geeigneter Übereinstimmungsprotokolle................................................................169 8.3 Übereinstimmung über globale Netzsichten............................................................................170 8.3.1 Übereinstimmung über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen..........................................171 8.3.2 Übereinstimmung über Busse..........................................................................................171 Kapitel 9 - Zusammenfassung und Ausblick..................................................................................179 9.1 Ergebnisse dieser Arbeit.................................................................................................................180 9.2 Zukünftige Forschungsthemen...................................................................................................182 Literaturrefefenzen ....................................................................................................................................184
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