Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

3.2 Architektur und Aufgaben eines verwalteten Knotens
werden, welche ohne die Unterstützung durch einen Verwalter gar nicht auf dem entsprechenden
Knoten realisiert werden können, da die vorhandenen Ressourcen nicht ausreichen.
3.2 Architektur und Aufgaben eines verwalteten Knotens
Ein verwalteter Knoten muss eine Softwarekomponente besitzen, um die Verwaltung von einem anderen
Knoten aus zu ermöglichen. Bevor wir die Aufgaben dieser Komponente genauer betrachten, soll
jedoch zunächst der allgemeine Aufbau der Software auf einem Mikrocontroller beleuchtet werden.
Auf dieser Grundlage kann die hier benötigte Komponente besser eingeordnet werden. Außerdem wird
dadurch deutlicher, welcher Teil der Software hauptsächliches Ziel der Verwaltungsoperationen ist.
3.2.1 Software auf einem Mikrocontroller
Die Software auf einem Mikrocontroller kann, ähnlich wie die Software auf einem Personalcomputer,
konzeptionell in zwei Schichten aufgeteilt werden: die Anwendungs- und die Systemschicht. Die Anwendungsschicht
enthält die vom Benutzer gewünschte Programmlogik und setzt auf der Systemschicht
auf. Die Systemschicht, welche bei Desktop-Computern meist das Betriebssystem darstellt, kann bei
Mikrocontrollern sehr unterschiedlich ausfallen.
Im einfachsten Fall ist die Systemschicht für die Initialisierung der Hardware zuständig und bietet
eine Schnittstelle an, um die vorhandenen Peripheriegeräte anzusteuern. Ist der verwaltete Knoten
größer, sodass auf dem Knoten mehr als eine Anwendung gleichzeitig ausgeführt werden kann, so
wird eine komplexere Systemschicht benötigt, deren Aufgabe auch die Verwaltung der vorhandenen
Ressourcen einschließt. In diesem Fall kann man schon von einem Betriebssystem reden, welches sich
um die Zuteilung der globalen Ressourcen kümmert und, soweit möglich, Schutzmechanismen anbietet,
um die Anwendungen voneinander zu isolieren. Soll das nötige Wissen über die Details der Hardware
bei der Anwendungsentwicklung weiter verringert werden, so müssen Systemschichten weitergehende
Dienste und Abstraktionen anbieten. Beispiel hierfür ist die automatische Verwaltung der Ressourcen
innerhalb einer Anwendung oder die Abstraktion der Hardware und des Systems durch generische
Schnittstellen. In dieser Arbeit fassen wir alle Arten von Systemschichten, die eine gewisse Abstraktion
für die Anwendungsentwicklung bereitstellen, unter dem Oberbegriff Laufzeitumgebung zusammen.
3.2.2 Softwarearchitektur eines verwalteten Knotens
Um Unterstützung von einem Verwalter zu bekommen, muss ein verwalteter Knoten in der Lage sein,
mit dem Verwalter zu kommunizieren. Hierzu wird eine Kommunikationsverbindung benötigt und
eine Software zur Steuerung der Kommunikation, die auf dem Knoten installiert sein muss. Zu den
generellen Aufgaben dieser Komponente zählt das Weiterleiten von Anfragen der Anwendung an den
Verwalter und das Umsetzen der Kommandos des Verwalters sowie die Koordination der Operationen
mit dem laufenden System.
Die Anwendung wird sich an den Verwalter wenden, wenn beispielsweise eine Funktionalität
benötigt wird, die nicht lokal ausgeführt werden kann. Zur Koordination mit dem laufenden System
überträgt der Knoten Informationen über den aktuellen Systemzustand an den Verwalter, sodass dieser
seine Sicht auf das System aktualisieren kann, bevor er eine Aktion, wie zum Beispiel das Installieren
eines Moduls, ausführt. Führt der Verwalter eine Aktion durch, so sendet er Kommandos an den
Knoten, der sie umsetzt. Um den Knoten möglichst wenig zu belasten, sind die Kommandos sehr
einfach gehalten und beschränken sich meist auf das Auslesen oder Beschreiben einer Speicherstelle.
Abbildung 3.1 zeigt die schematische Darstellung der Software auf einem verwalteten Knoten.
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