Kommunikations- und Interaktions-Plattform

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Lars Christian Wolf
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206480214

In Phase 1 von CCC haben wir in diesem Projekt primär an zwei Bereichen gearbeitet:Zunächst haben wir eine generische Kommunikationsplattform basierend auf dem Stream Control Transmission Protocol (SCTP) umgesetzt. Diese ermöglicht unterschiedlichste Konfigurationen, u. a. die Nutzung mehrerer Kanäle zur Ausfallsicherung oder aber für Concurrent Multipath Transfer (CMT). Für CMT wurde zunächst eine qualitative Evaluation vorgenommen, die durch eine quantitative Analyse in mobilen Szenarien ergänzt werden wird. Das Verfahren mit der besten mobilen Performanz wird zum Ende der Phase 1 implementiert.Zudem haben wir in weiteren Projekten an Kontrakten gearbeitet: Wir entwickelten eine umfassende Spezifikation, die alle betrachteten nicht-funktionalen Sichten abdeckt. Ebenfalls wurde der Prozess zur Kontraktaushandlung zwischen System und SW-Komponenten sowie Implikationen für die Architektur des Multi-Change Control Layers (MCCL) definiert.In Phase 2 von CCC wird der Fokus auf offene, verteilte Umgebungen verlagert, mit kooperierenden Systemen, die über offene Netze kommunizieren. Dabei werden verteilt operierende, sicherheitskritische Komponenten (z. B. im MCCL) strenge Anforderungen an ihre Kommunikation stellen, etwa an Verzögerungen oder Redundanz. Wir werden die Kommunikationsplattform entsprechend erweitern. Einigungsprotokolle für byzantinische Fehlertoleranz sowie Komponenten verteilter Multi-Change Controller (MCC) bauen direkt auf diesen Erweiterungen auf. Ergänzt wird dies durch eine dynamische Gruppenverwaltung, die das Detektieren und Verwalten von Gruppen verteilter Systeme erlaubt.Außerdem soll die Zuverlässigkeit der Plattform weiter erhöht werden, indem (1) dichte, mehrschichtige Kontextinformationen zu den Kommunikationskanälen sowie (2) Kontrakte für die Kommunikation genutzt werden.Für (1) werden wir das Konzept einer Konnektivitätskarte auf alle Kommunikationskanäle von CCC-Systemen übertragen. Hierzu werden deren Charakteristika kartiert, so dass für eine gegebene Trajektorie eines Systems deren Eigenschaften prognostiziert werden können. Zusätzlich können diese Informationen genutzt werden, bspw. zur Verbesserung des Selbstbilds der Fähigkeiten eines Fahrzeugs. Zusammen mit B1 werden wir erweiterte Strategien untersuchen, um die Nutzung von Kommunikationskanälen unter verschiedenen Zielsetzungen, z. B. bzgl. Kosten (Energie, Gebühren) oder Zuverlässigkeit, zu optimieren.Zu (2) werden wir die bisher relativ statischen Kontrakte an die hohe Dynamik mobiler Systeme anpassen, indem wir diese um mehrschichtige Kommunikationskontrakte für Softwarekomponenten erweitern basierend auf theoretischen Arbeiten.Mit diesem Projekt werden wir zwei Evalationsumgebungen aus der Anwendungsdomäne aufbauen: (1) eine reale Testumgebung bestehend aus Fahrzeugrechnern und (2) eine Simulationsumgebung basierend auf einem Simulator für Fahrzeugnetze für größere Szenarien.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1800: Überwachung und Steuerung nebenläufiger Funktionsänderungen in kritischen Systemen