Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

2 Grundlagen und Techniken
2.3 Ansätze zur Benutzung und Steuerung entfernter Knoten
In diesem Abschnitt werden Techniken und Ansätze vorgestellt, wie entfernte Knoten genutzt werden
oder wie verteilte Knoten in Kooperation zusammenarbeiten können.
2.3.1 Fernaufruf
Ein grundlegender Mechanismus, um Dienste auf einem entfernten Rechner zu nutzen, ist der Fernaufruf,
auch als Remote Procedure Call (RPC) oder bei objektorientierter Programmierung als Remote
Methode Invocation (RMI) bezeichnet [TS03, Sun04]. Dabei wird auf dem Client eine Funktion aufgerufen,
die dann auf dem Server ausgeführt wird. Für den Softwareentwickler sieht ein Fernaufruf
fast wie ein normaler Funktionsaufruf aus. Dazu ist auf dem Client ein Fernaufrufsystem vorhanden,
welches einen Stellvertreter, einen sogenannten Stub, für die Funktion bereitstellt. Dieser Stellvertreter
wird anstelle der eigentlichen Funktion aufgerufen und bekommt somit die Parameter des Aufrufs. Er
veranlasst dann das Erstellen und Absenden der Nachricht an den Server und wartet auf ein Ergebnis.
Die Nachricht enthält neben den Parametern mindestens noch eine Identifikation der aufzurufenden
Funktion. Diese Nachricht wird von einem Fernaufrufsystem am Server empfangen. Dort wird ein
stellvertretender Aufrufer der Funktion bereitgestellt, ein sogenannter Skeleton. Dieser bekommt
die Parameter aus der Nachricht, ruft die eigentliche Funktion auf und leitet den Rückgabewert an
das Fernaufrufsystem weiter, welches ihn zurück zum aufrufenden System schickt. Dort wird der
Rückgabewert dem entsprechenden Stellvertreter zugeordnet, der ihn dem ursprünglichen Aufrufer
zurückgibt.
Da verschiedene Systeme unterschiedliche Repräsentationen der Daten haben können, muss bei der
Realisierung eines Fernaufrufsystems festgelegt werden, wie die Parameter serialisiert und codiert werden
(Marshalling). Bei der Verwendung eines Fernaufrufs ist zu beachten, dass dieser zwar verwendet
werden kann wie ein normaler Funktionsaufruf, jedoch ein anderes Verhalten beinhaltet. Zum einen
sind Fernaufrufe um ein Vielfaches langsamer als lokale Aufrufe, zum anderen können durch das zwischengeschaltete
Kommunikationssystem Fehler auftreten, die bei einem lokalen Funktionsaufruf nicht
möglich sind. Fehlerquellen sind Nachrichtenverlust, -verdopplung oder -veränderung. Im Rahmen
eines Fernaufrufsystems gibt es Möglichkeiten einige Fehler zu bearbeiten und damit der Semantik
eines lokalen Aufrufs möglichst nahe zu kommen. Die sogenannte exactly-once Semantik [Nel81]
eines lokalen Funktionsaufrufs ist jedoch nicht immer erreichbar.
2.3.2 Verschieben von Anwendungskomponenten
Im Bereich der mobilen Agenten werden Programme oder Programmteile von einem Rechner auf einen
anderen verschoben [Omg00]. Dabei wird zunächst die Anwendung angehalten. Danach werden die
Daten, die transferiert werden sollen, identifiziert und serialisiert. Nach der Übertragung werden die
Daten auf dem Zielknoten deserialisiert, um anschließend die Ausführung der Anwendung fortzusetzen.
Bei der Migration unterscheidet man zwischen schwacher und starker Migration [TS03]. Die
schwache Migration ist die einfachere Variante. Charakteristisch für sie ist, dass die übertragene
Anwendung auf dem Zielknoten immer in ihrem Ausgangszustand gestartet wird. Es ist daher nur die
Übertragung des Codes und der initialen Daten nötig. Der aktuelle Laufzeitzustand der Anwendung
geht bei der Migration verloren.
Bei der starken Migration hingegen wird zusätzlich der Laufzeitzustand serialisiert und auf dem
Zielknoten wieder hergestellt. Hierdurch kann eine starke Migration transparent für die Anwendung
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