Forschungs- und Lehreinheit Informatik LRZ:
Rechnernetze

Prof. Dr. Heinz-Gerhard Hegering, Ordinarius (Ordinarius der LMU München und Mitglied des Lehrkörpers der TU München, Vorsitzender des Direktoriums des LRZ)
Tel.: +49-89-289-28702
Fax.: -280-9460
Email: hegering@lrz.de
WWW: http://wwwhegering.informatik.tu-muenchen.de

Schwerpunkte in Forschung und Lehre

Kommunikationssysteme, Protokolle
Planung und Management von Rechnernetzen
Systemprogrammierung, Betriebssysteme
DV-Versorgungsstrukturen
Systemanforderungen von Client/Server-Strukturen
Systemanforderungen objekt-orientierter Ansätze
Systemanforderungen durch Daten-, Funktions- und Lastverbund-Management

Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Klassische Mainframe-basierte Rechenkapazitätsbereitstellung rückt immer mehr in den Hintergrund zugunsten einer Dienstbereitstellung auf der Basis verteilter Systemverbunde mit Client-Server-Konzepten. Die Entwicklung von Betriebsstrategien für derartige neuere DV-Versorgungsstrukturen wie auch die Einbindung von massiv-parallelen Rechensystemen in eine Vielbenutzerumgebung mit offener Population bedeuten nicht nur betriebliches, sondern weitgehend auch wissenschaftliches Neuland.
Die Forschungsaktivitäten des von Prof. Hegering geleiteten Münchner Netzmanagement Teams, das sich aus wissenschaftlichen Mitarbeitern der Technischen Universität München, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Leibniz-Rechenzentrums der Bayerischen Akademie der Wissenschaften zusammensetzt, konzentrieren sich deshalb auf sämtliche den Betrieb derartiger DV-Versorgungsstrukturen sichernde Managementaufgaben und die damit verbundenen Fragestellungen.
Die besondere Herausforderung besteht im Entwurf von integrierten Managementlösungen für heterogene Netz- und Systemumgebungen in einer Weise, daß "offenes", d. h herstellerunabhängiges und produktübergreifendes Management möglich wird. (Abb. 1 zeigt die einem integrierten Management zugrundeliegenden Dimensionen.)

Abb. 1 Dimensionen des integrierten Managements

Offenes Management muß auf genormten Managementarchitekturen aufbauen, an deren Entwicklung die Forschungsgruppe mitarbeitet. Zur Realisierung der oben genannten Strategien in heterogener Umgebung ist ein integriertes Management essentiell, das alle Management-Ebenen (siehe Abb. 2) einschließt. Die folgenden Projekte werden u. a in enger Kooperation mit verschiedenen Industrieunternehmen (z. B Siemens, SNI, HP, IBM, BMW, Genias, ICS, Stadtwerke München, Cabletron) durchgeführt:

Projekt Netzmanagement

Beim Betrieb umfangreicher, heterogener Corporate Networks fallen derzeit Aufgaben an, denen die von vorhandenen Netzmanagementwerkzeugen bereitgestellte Funktionalität nicht gerecht wird. Ein Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Managementdienste, die in offener, heterogener Umgebung verwendbar sind. Weiterhin wird eine Methode entwickelt, die es erlaubt, die notwendige Funktionalität in einer Form zu strukturieren, die dem jeweiligen Problembereich angepaßt ist. Dies gilt besonders für den Bereich der Eventkorrelation, da die unzureichende Behandlung von Ereignissen in der Praxis ein wichtiges Problem darstellt: Tritt ein Fehler in einem zu managenden System auf, wird der Administrator mit zahlreichen mehr oder weniger aussagekräftigen Ereignissen überschüttet, sog. "event storms", die Symptome des Problems melden. Einfache Filterung von Ereignissen kann dies nicht effektiv beheben. Ziel des zu entwickelnden Eventkorrelators ist, die Anzahl der gemeldeten Ereignisse zu verringern und ihren Informationsgehalt zu erhöhen. Im Idealfall kann der Eventkorrelator einen Ereignissturm zu einem einzigen Ereignis verdichten, das unmittelbar auf das Problem deutet. Wir konzentrieren uns darauf, einen Abhängigkeitsgraphen aus existierenden Informationsquellen zu gewinnen und diesen für Eventkorrelation zu nutzen.

Abb. 2 Ebenen des integrierten Managements

Virtuelle Netze sind logische Einteilungen physischer Netze, die anhand der Organisationsstruktur von Unternehmen definiert werden. Dieses Projekt untersucht, welche Anforderungen sich aus dem Einsatz virtueller Netze für ein integriertes Management dieser Netze ergeben und versucht, hierfür möglichst generische Managementlösungen anzubieten. Teilfragestellungen befassen sich mit der Modellierung managementrelevanter Teile der Unternehmensorganisation, logischer und physischer Netze. Weiterhin sind Abbildungsfunktionen von Organisationsstrukturen auf logische Netze und dann auf physische Netze notwendig. Hierfür werden geeignete Managementdienste spezifiziert.

Projekt Systemmanagement

Die Entwicklung von Betriebsstrategien und Unterstützungskomponenten für Client/Server-Systeme mit zunehmend mobilen Benutzern ist eine der zentralen und bisher ungelösten Aufgaben des Systemmanagements. Gleichzeitig steigen damit natürlich die Anforderungen an die Verfügbarkeit derartiger Umgebungen, was neuartige Herausforderungen für das Management von Endsystemen mit sich bringt.
Es muß deshalb das Ziel sein, das Systemmanagement in ein Management der gesamten DV-Infrastruktur einzubetten. Integriertes Management von Endsystemen ist ein Forschungsgebiet, das bis heute noch weitestgehend unbeachtet geblieben ist. Dies gilt insbesondere für mobile Endsysteme wie Notebooks oder Personal Digital Assistants, deren Zahl und Bedeutung ständig zunimmt. Von gegenwärtig besonderer Wichtigkeit ist die Untersuchung von Fragestellungen, die sich aus der Mobilität (genauer: Nomadizität) von portablen Endsystemen bzw. deren Benutzern in Datennetzen ergeben. Existierende Managementsysteme für Datennetze berücksichtigen dies bisher kaum, vielmehr erscheint Nomadizität als "Störung" im Managementsystem. Ebenso müssen Lösungen für das Management der Infrastruktur, die nomadische Systeme bei ihrer Bewegung unterstützt, gefunden werden.
Die Betrachtungen dieses Umfelds sind eng verknüpft mit der oben angesprochenen Eventkorrelation, dem Management virtueller Netze sowie inbesondere mit Aufgaben im integrierten Sicherheitsmanagement.
Ein weiterer Schwerpunkt befaßt sich mit dem Einsatz von flexiblen, kooperierenden Agenten mit dem Ziel, die dynamische Delegierung von Managementfunktionalität zu ermöglichen. Das Konzept basiert auf dem Paradigma der Intelligenten Agenten, dessen Anwendung im Bereich Netz- und Systemmanagement eine Reihe von Fragestellungen aufwirft. Hierunter fallen die Spezifizierung von Delegierungsdiensten und Kooperationsmechanismen zwischen den Agenten, die Identifizierung und Beschreibung von delegierbaren Managementfunktionen sowie die Festlegung der Architektur von flexiblen Agenten. In diesem Projekt wurde einerseits ein Rahmenwerk erstellt, das die aus der Dezentralisierung von Managementfunktionalität resultierenden Fragestellungen umfaßt, und andererseits eine neue Agentenarchitektur konzipiert, die die entsprechenden Anforderungen erfüllt. Ziel ist hierbei, die verteilte Realisierung von komplexen Managementaufgaben zu ermöglichen. Eine prototypische Implementierung des Konzepts auf der Basis der Java Agent Template (JAT) Agentenarchitektur ist bereits vorhanden. Sie wird momentan um Managementfunktionen für ausgewählte Fehlermanagementszenarien ergänzt. Als Kommunikations- und Kooperationsprotokoll zwischen den Agenten wird das Knowledge Query Manipulation Language (KQML)-Protokoll angewendet.
Das Projekt wird im Rahmen des Graduiertenkollegs "Kooperation und Ressourcenmanagement in verteilten Systemen" durchgeführt.

Projekt Enterprise- und Anwendungsmanagement

Integriertes Management für ein ganzes Unternehmen muß sich sowohl mit den Netzkomponenten und Endsystemen als auch mit unternehmensweiten Datenbeständen und den in verteilter Umgebung ablaufenden Anwendungen befassen. Die Existenz unterschiedlicher Managementarchitekturen erschwert dies zusätzlich. Für ein auf diesen Architekturen aufsetzendes sogenanntes "Umbrella"-Management fehlen heute noch adäquate Managementmodelle für verteilte Anwendungen, Managementdienste und Konzepte für Management-Gateways, also Übergänge zwischen den Architekturen.
Im Rahmen dieses Projekts werden deshalb Modelle entwickelt, mit denen integriertes Management unterschiedlichster Anwendungen in heterogener Umgebung erleichtert bzw. erst ermöglicht wird. Sie sind semantisch reich genug, um die Anforderungen des Enterprise Management zu erfüllen, andererseits aber auch hinreichend flexibel, um für verschiedenste Anwendungen auf unterschiedlichen Betriebssystemen oder Managementarchitekturen einsetzbar zu sein. Diese Abstraktion von den Spezifika einzelner Systemplattformen wird durch die Verwendung neuer Middleware-Architekturen wie z.B. CORBA unterstützt. Gegenstand des Projekts ist unter anderem die Erprobung und Bewertung von CORBA für den Einsatz im Systemmanagement, die Einbindung in Managementplattformen und die Nutzung objektorientierter Analyse- und Designmethoden für die Top-Down-Entwicklung betreibergerechter Managementsysteme. Integriertes, architekturübergreifendes Anwendungsmanagement erfordert neben der Erprobung neuer Konzepte auch die Gewährleistung von Interoperabilität mit bereits existierenden Lösungen, wie zum Beispiel SNMP-basierten Managementagenten. Hierzu wurden Konzepte und Prototypen entwickelt, die gegenwärtig von den Herstellern zu Produkten verfeinert werden.

Projekt Pilotieren von Management-Plattformen und neuen Netztechnologien

Für die umfangreichen heterogenen Netze des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ) und seine vielfältigen Systeme muß ein integriertes Management für Produktionsumgebungen entwickelt werden. Prototypentwicklungen, Pilotinstallationen und Beta-Tests von Management- und Netzprodukten bieten Ansätze für viele "Feasibility-Studies". Zu erwähnen ist insbesondere das Projekt "Customer Network Management" (CNM), das die Entwicklung von Konzepten zur kontrollierten Weitergabe von Informationen durch die Anbieter eines Kommunikationsdienstes an dessen Kunden zum Ziel hat. CNM ermöglicht es den Kunden, den sie betreffenden Teil eines öffentlichen Netzes (repräsentiert durch Managementinformationen) logisch in die eigene Netzinfrastruktur zu integrieren. Der DFN-Verein betreibt ein bundesweites Forschungsnetz, das sog. "Breitband- Wissenschaftsnetz" (B-WiN), das den Kunden (vor allem wissenschaftlichen Einrichtungen) Kommunikationsdienste (IP, ATM und X.25) zur Verfügung stellt und auf einem von der DeTeSystem bereitgestellten ATM-Netz basiert.
Für die angebotenen Kommunikationsdienste sollen nun entsprechende CNM-Dienste aus den Bereichen Fehler-, Leistungs-, Konfigurations-, Abrechnungs- und Sicherheitsmanagement realisiert werden, die den am B-WiN angeschlossenen Einrichtungen diejenigen Informationen und Funktionalitäten bereitstellen, die sie in Bezug auf ihren Anschluß und die abonnierten Dienste benötigen. Darüber hinaus kann der DFN-Verein (der seinerseits gegenüber der DeTeSystem als Kunde auftritt) mittels des CNM-Dienstes seine Qualitätskontrolle für den ATM-Dienst abwickeln.
Kunden und DFN-Verein werden somit angemessene und aussagekräftige Informationen über den Status der angebotenen Dienste bereitgestellt; durch die Abfrage der aktuellen Dienstqualitäten seitens der Kunden können ansonsten notwendige Rückfragen vermieden werden. Die dafür benötigte Dienstmanagement-Plattform wird im Rahmen eines dreijährigen Projekts am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) entwickelt. Der in der Aufgabenstellung enthaltenen Verteiltheitsproblematik wird durch eine objektorientierte Entwicklungsmethodik und einer Client/Server-Architektur Rechnung getragen. Aufgrund des heterogenen Umfelds bei den Kunden erfolgt die Implementierung auf Basis der Technologien CORBA und Java.

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