Forschungsbericht 2009



SelfWISE - Ein Rahmenwerk zur Entwicklung selbststabilisierender Algorithmen

Institut: Telematik
Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Volker Turau
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Volker Turau
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Inform. Christoph Weyer
Projektnummer: E.4-10.021
Laufzeit: 01.01.2008 - 31.12.2011
Finanzierung: TUHH


 

Fehlertoleranz ist eine wichtige Eigenschaft die hoch verteilte Systeme besitzen sollten. Das Konzept der Selbststabilisierung bietet dabei eine inhärente Toleranz gegenüber temporären Störungen, wie z.B. Veränderung von Nachrichten oder des Speichers. Häufig beschränkt sich die Betrachtung von selbststabilisierenden Algorithmen auf theoretische Problemstellungen. Eine Umsetzung oder Untersuchung unter realen Bedingen, wie z.B. in drahtlosen Netzen, wird nur selten betrachtet.

Das Rahmenwerk SelfWISE ermöglicht die Programmierung von drahtlosen Netzen in selbststabilisierender Weise. Durch die Verwendung von SelfWISE werden die Entwicklung, die Evaluierung und das Debuggen von selbststabilisierenden Algorithmen erheblich vereinfacht. SelfWISE besteht aus einer Sprache die es erlaubt selbststabilisierende Algorithmen zu beschreiben, einer Laufzeitumgebung zur Simulation der Algorithmen und Werkzeugen für die Auswertung.

Durch die Verwendung einer formalen Spezifikationssprache für die Beschreibung der Algorithmen werden systemnahe Einzelheiten abstrahiert, wie die Eigenschaften des drahtlosen Kanals oder andere hardwarespezifische Beschränkungen. Dadurch sind die Details des drahtlosen Netzes versteckt und der Entwickler kann sich auf die Entwicklung von selbststabilisierenden Algorithmen konzentrieren. Da viele solcher Algorithmen für eine serielle Ausführung entwickelt wurden, sind diese nicht direkt ausführbar in einem drahtlosen Netz. Um solche Algorithmen auch in einer verteilten Umgebung zu testen existieren Transformatoren, die die Algorithmen in eine verteilte Version transformieren unter der Beibehaltung ihrer selbststabilisierenden Eigenschaften. SelfWISE bietet eine einfache Schnittstelle solche Transformatoren zu entwickeln und das Verhalten dieser in verschiedenen Szenarien für unterschiedliche Algorithmen zu untersuchen.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 

Publikationen
  • 4-10.097V

    Andreas Lagemann, Jörg Nolte, Christoph Weyer and Volker Turau. Mission Statement: Applying Self-Stabilization to Wireless Sensor Networks. In Proceedings of the 8th GI/ITG KuVS Fachgespräch "Drahtlose Sensornetze" (FGSN'09), August 2009, pp. 47-49. Hamburg, Germany.

  • 4-10.098V

    Christoph Weyer and Volker Turau. SelfWISE: A Framework for Developing Self-Stabilizing Algorithms. In Proceedings of the 16th ITG/GI - Fachtagung Kommunikation in Verteilten Systemen (KiVS'09), March 2009, pp. 67-78. Kassel, Germany.

  • 4-10.101V

    Christoph Weyer, Volker Turau, Andreas Lagemann and Jörg Nolte. Programming Wireless Sensor Networks in a Self-Stabilizing Style. In Proceedings of the Third International Conference on Sensor Technologies and Applications (SENSORCOMM'09), June 2009. Athens, Greece.


Stichwörter

  • Drahtlose Sensornetze
  • Guarded Command Language
  • Programmierabstraktion
  • Selbststabilisierung