Parallele Komplexe Ereignisverarbeitung zur probabilistischen Einhaltung von Latenzschranken II

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Sukanya Bhowmik; Professor Dr. Kurt Rothermel
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268797282

Die Einhaltung von Latenzschranken in der Komplexen Ereignisverarbeitung (Complex Event Processing, CEP) in konsistenter und kosteneffizienter Weise stellt eine große Herausforderung dar. Operatoren müssen Ereignisse zu sehr hohen Datenraten und unter variablen Arbeitslasten verarbeiten können. Dies erfordert Methoden, voneinander abhängige Operatoren zu parallelisieren und dynamisch deren Konfiguration zu verändern, beispielsweise durch Änderung des Parallelisierungsgrades oder der einem Operator zugeordneten Ressourcen. Deshalb haben wir in der ersten Phase des Projektes (Precept I) Methoden für feingranulare Parallelisierung von CEP-Operatoren entwickelt, mit denen Latenzschranken trotz fluktuierende Arbeitslast eingehalten werden können. Die in Precept I entwickelten Methoden basieren auf der Annahme, dass Ressourcen in praktisch unbegrenztem Umfang zur Verfügung stehen, was in beispielsweise in Cloud-Umgebungen gegeben ist. In Precept II lassen wir diese Annahme fallen, um auch Szenarien unterstützen zu können, in denen die Ressourcen begrenzt sind (z.B. in Fog-Umgebungen) bzw. das zur Verfügung stehende Budget Begrenzungen auferlegt. In der zweiten Phase des Projektes befassen wir uns deshalb mit Methoden der Lastreduzierung (Load Shedding) für CEP-Operatoren, mit denen Latenzschranken trotz begrenzter Ressourcen eingehalten werden können. Das Verwerfen von Ereignissen zur Reduzierung der Last kann zu einer substantiellen Degradierung der Qualität von CEP führen. Aus diesem Grund zielen wir auf Methoden ab, die für eine vorgegebene Latenzschranke die CEP-Qualität maximieren. Die zu entwickelnden Methoden zur Lastreduzierung sollten ein breites Spektrum von CEP-Operatoren unterstützen. Darüber hinaus ist geplant, die Methoden zur Parallelisierung aus der ersten Projektphase mit den Verfahren zur Lastreduktion zu kombinieren. Die entwickelten Methoden werden auf der Grundlage von realen Lastdaten aus den Bereichen Kameranetze und Verkehrsüberwachung evaluiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen