Ein Ansatz für semantisches Selbstmanagement von verteilten Anwendungen im privaten Lebensumfeld

Die Anreicherung des privaten Lebensumfelds mit intelligenten technischen Assistenzsystemen wird in den nächsten Jahrzehnten stark zunehmen. Als Teil dieser Entwicklung wird die Nutzung von externen und hauseigenen IT-Diensten steigen, wodurch sich auch die Komplexität der entstehenden Gesamtsysteme erhöht. Hier sind Ansätze gefordert, diese Systeme auch für technisch nicht versierte Benutzer produktiv nutzbar und beherrschbar zu gestalten, um eine Überforderung zu vermeiden. Im Umfeld häuslicher Dienstplattformen, die eine zentrale Rolle in solchen Systemen übernehmen, nimmt seit ein paar Jahren die Bedeutung der semantischen Modellierung von Diensten stark zu. Diese dient zum einen der formalen Repräsentation von zugehörigen Kontextinformationen, die durch Interaktion mit Sensoren und Aktoren entstehen, und zum anderen der Verbesserung der Interoperabilität zwischen Systemen unterschiedlicher Hersteller. Bisherige Ansätze beschränken sich jedoch auf den Einsatz eines zentralen Rechenknotens zur Ausführung der Dienstplattform und nutzen Semantik – wenn überhaupt – nur zur Verarbeitung von Kontextinformationen. Ein technisches Management des Gesamtsystems findet i.d.R. nicht statt. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Ansatzes für semantisches Selbstmanagement von verteilten dienstbasierten Anwendungen speziell im Umfeld häuslicher Dienstplattformen. Die vorliegende Arbeit definiert zunächst formale Ontologien für Dienste, Dienstgütemanagement, Selbstmanagement und zugehörige Managementregeln, die zur Laufzeit mit konkreten Diensten und deren erfassten Leistungskenngrößen integriert werden. Durch einen modellgetriebenen Architekturansatz (Model Driven Architecture, MDA) wird ein technologieunabhängiges Management auf abstrakter Ebene ermöglicht, das die Wiederverwendbarkeit von Managementregeln in anderen Szenarien erlaubt. Dieser Ansatz wird zunächst in eine Architektur für einen hochverfügbaren autonomen Manager überführt, der die Überwachung und Steuerung von Diensten und zugehörigen Dienstplattformen übernehmen kann und auf der aus dem Autonomic Computing bekannten MAPE-K-Kontrollschleife (Monitor, Analyze, Plan, Execute, Knowledge) basiert. Den Abschluss der Arbeit bildet eine qualitative und quantitative Evaluation (mittels einer OSGi-basierten prototypischen Umsetzung) der erreichten Ergebnisse, die einen Einsatz über die Grenzen des privaten Lebensumfelds hinaus nahelegen