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Parallelität in Protokollen
Dabei werden mehrere Formen der Parallelität vorgestellt, die sich durch die Aufteilung des
Gesamtsystems in parallel ausführbare Einheiten unterscheiden [113], [116]. Dabei haben sich
die folgenden Parallelitätsmodelle herausgebildet:
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Schichtenbezogene Parallelität
Verbindungsbezogene Parallelität
Richtungsbezogene Parallelität
Nachrichten- (PDU)- bezogene Parallelität
Funktionsbezogene Parallelität
Bei schichtenbezogener Parallelität bilden die Protokollschichten gemäß des ISO/OSI-Modells
die parallel ausführbaren Einheiten, während bei verbindungsbezogener Parallelität jede Verbindung
als parallel ausführbare Einheit angesehen wird. Dabei kann schichtenübergreifend parallelisiert
werden. Außerdem ist die letztere Form an die Existenz einer logischen Verbindung
geknüpft. Bei richtungsbezogener Parallelität wird die Bearbeitung von Sende- und Empfangs-
PDUs (protocol data units) durch getrennte Einheiten vorgenommen.
Bei nachrichtenbezogener Parallelität existieren eine Reihe von (identischen) Einheiten, die eingehende
Nachrichten unabhängig von ihrer Zugehörigkeit zu bestimmten Verbindungen, bearbeiten
können. Diese Form der Parallelisierung eignet sich besonders gut für Datagram-Dienste
wie zum Beispiel IP, da zwischen je zwei Nachrichten keinerlei Bezug existiert.
Die aufwendigste Form der Parallelisierung, die aber auch den größten Performance-Gewinn
verspricht, stellt die funktionsbezogene Parallelisierung dar. Hierbei werden für alle benötigten
Protokollfunktionen spezialisierte Einheiten bereitgestellt, die diese Funktionalitäten allen Verbindungen
und Schichten zur Verfügung stellen. Davon verspricht man sich vor allem, daß unabhängige
Aufgaben, z.B. die Funktionen Prüfsummenberechnung und Ermittlung des
Nachfolgeknotens in einer Instanz der Netzwerkschicht, parallel ausgeführt werden können.
Außerdem kann mit diesem Ansatz die Ausführung gleicher Funktionen in unterschiedlichen
Schichten vermieden werden [116]. Funktionsbezogene Zerlegung von Protokollen ist in der
Regel nicht trivial, da sich keine allgemeingültigen Ableitungsregeln angeben lassen. Statt dessen
sollen parallele Strukturen bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden [113].
Für die oben vorgestellten Parallelisierungsansätze werden nun im folgenden QSDL-Bausteine
entwickelt, mit deren Hilfe die Auswirkungen auf die Performance der Protokollausführung
untersucht werden können.
Alle potentiell nebenläufig ausführbaren Einheiten müssen auf ebensolche QSDL-Einheiten
abgebildet werden. Daher ist darauf zu achten, daß diese Einheiten oder Instanzen auf einen
(Q)SDL-Prozeß oder eine Menge von (Q)SDL-Prozessen abgebildet werden, da nur diese in
einem (Q)SDL-System parallel fortschreiten können. Damit ist ein Grad maximaler Parallelität
möglich, der durch die Zuordnung von (Q)SDL-Prozessen zu QSDL-Maschinen entsprechend
der Implementierungsentscheidungen eingeschränkt werden kann.
4.3.1 Modelle für schichtenbezogene Parallelität
Implementierung vollständiger Parallelität
Damit Parallelisierung in vollem Umfang möglich ist, müssen alle potentiell parallelen Aktionen
in unterschiedlichen SDL-Prozessen spezifiziert werden. Andernfalls schränkt man bereits durch