Dezentrale Anwendungen : Operationen auf verteilten Daten

Samorukov, Dimitri

Dezentrale Anwendungen werden, im Gegensatz zu zentralisierten Ansätzen, durch eine Unterstützergemeinschaft betrieben. Diese unterliegen keiner zentralen, kontrollierenden, eventuell sogar bösartigen Instanz. Viele Anwendungsgebiete werden durch dezentrale Ansätze abgedeckt. Beispiele hierfür sind dezentrale soziale Netzwerke, Währungen, Logbücher (engl. distributed ledger, i.e. blockchain). Durch eine breite Unterstützung sind die dezentralen Ansätze in der Lage, die marktbeherrschende Stellung einiger weniger Anbieter aufzubrechen und eine echte neutrale, offene Alternative anzubieten. Betrachtet man die Komponenten einer dezentralen Anwendung so trifft man auf der untersten Ebene auf die Hardwareebene, einzelne Peers die durch ein Netzwerk miteinander kommunizieren können und durch einen Operator verwaltet werden. Auf der höheren Anwendungsebene trifft man auf Benutzer, die auf die Dienste der Anwendung mit Hilfe von Operationen zugreifen und auf Daten der Anwendung, sogn. Verwaltungsstruktur. Die Hardwareebene stellt Ressourcen bereit, die durch die Anwendungsebene konsumiert werden. Leider leidet die Akzeptanz der dezentralen Anwendungen an Performanz der Operationen. Die Ursachen hierfür liegt in den unzureichenden Ressourcen der Hardware-Ebene oder ungünstiger Platzierung der Verwaltungsstruktur bezüglich ausgeführter Operationen. Die Ursache der unzureichenden Ressourcen in der Hardware-Ebene liegt u. A. an der absichtlichen Abwanderung der einzelnen Peers, aufgrund der dauerhaften Überlastung. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die günstige Platzierung der Verwaltungsstruktur bei gleichzeitig strikter Einhaltung der durch den Operator bereitgestellten Ressourcen dazu genutzt werden kann die Performanz der Operationen zu erhöhen. Damit werden die Bedürfnisse der Operatoren und Benutzer berücksichtigt, was auch zur verbesserten Akzeptanz der dezentralen Ansätze führt. Die Ergebnisse der gewählten Lösung zeigen, dass wenn ein einzelner Peer die ihm bekannten Teile der Verwaltungsstruktur optimal innerhalb seiner Nachbarschaft verschiebt, dies die Ausführungszeiten der Operationen reduziert. Somit wird ihre Performance deutlich verbessert.

Decentralized applications, in contrast to centralized approaches, are operated by a community of supporters. These are not subject to a central, controlling, possibly even malicious authority. Many application areas are covered by decentralized approaches. Examples are decentralized social networks, currencies, logbooks (distributed ledger, i.e. block-chain). With broad support, decentralized approaches are able to break the market-dominating position of a few providers and offer a real neutral, open alternative. When looking at the components of a decentralised application, the hardware level is at the lowest level, individual peers that can communicate with each other through a network and are managed by an operator. At the higher application level, there are users who access the services of the application with the help of operations and the data of the application, the so-called administrative structure. The hardware level provides resources that are consumed by the application level. Unfortunately, the acceptance of decentralized applications suffers from the performance of the operations. The reasons for this are insufficient resources at the hardware level or unfavorable placement of the administrative structure with regard to executed operations. The reason for the insufficient resources at the hardware level is, among other things, the deliberate migration of the individual peers, due to the permanent overload. In this thesis it is shown, that the favorable placement of the administrative structure can be used to increase the performance of operations while strictly adhering to the resources provided by the operator. Thus, the needs of operators and users are taken into account, which also leads to an improved acceptance of decentralized approaches. The results of the chosen solution show that if a single peer places the parts of the administrative structure known to him optimally within his neighbourhood, this reduces the execution times of the operations. Thus their performance is significantly improved.

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Samorukov, Dimitri: Dezentrale Anwendungen. Operationen auf verteilten Daten. Hagen 2021. Feruniversität Hagen.

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