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In this diploma thesis an efficient protocol with very small latency
for group communication in Distributed Time Virtualized Emulation
Environment (DTVEE) is designed and developed. DTVEE is a PC cluster
and provides a distributed network emulation environment for
large-scale distributed applications and network protocols. It
allows to emulate network scenarios with thousands of nodes running
unmodified software implementations. DTVEE uses node and time
virtualization in order to support very large network topologies, to
maximize hardware utilization and to minimize the time needed for
network experiments. DTVEE can run an experiment with a factor
(called time dilation factor, TDF) slower or faster than real-time
and, therefore, emulate more CPU and network resources. It is better
to adapt TDF to the current load in order to achieve best resource
utilization and to shorten the runtime of an experiment. Therefore,
continuous adaptation of TDF is required because the demand on the
CPU and network resources changes during an experiment. The period
of time between two TDF changes is called epoch. In this work, a
protocol, that switches all nodes belonging to an experiment to a
new epoch, shall be developed and evaluated. Since running nodes
with a different TDF in the same experiment adulterates emulation
results, the protocol has to change the TDF simultaneously.
Diese Diplomarbeit hat den Entwurf und die Entwicklung eines
effizienten Protokolls mit sehr kleiner Latenzzeit zur
Gruppenkommunikation in Distributed Time Virtualized Environment
(DTVEE) zum Ziel. DTVEE ist ein PC-Cluster and stellt eine verteilte
Netzwerkemulationsumgebung für umfangreiche verteilte Anwendungen
und Netzwerkprotokolle zur Verfügung. Es erlaubt uns
Netzwerkszenarien mit tausenden von Knoten, die unmodifizierte
Softwareimplementierungen ausführen, zu evaluieren. DTVEE verwendet
Knoten- und Zeitvirtualisierung, um sehr große Netzwerktopologien
zu unterstützen, Ausnutzung von Harware zu maximieren und die Zeit
für Experimente zu minimieren. DTVEE kann ein Experiment um eine
Konstante (TDF, time dilation factor) schneller oder langsamer
laufen lassen und so mehr CPU- und Netzwerk-Ressourcen zu emulieren.
Es ist besser TDF an die aktuelle Last anzupassen, um die beste
Ausnutzung von Ressourcen zu erreichen und die Laufzeit eines
Experimentes zu verkürzen. Deswegen is eine ständige Adaptation
von TDF is notwendig, weil die Nachfrage nach CPU- und
Netzwerk-Ressourcen sich während eines Experiments verändert. Die
Zeitperiode zwischen zwei Änderungen von TDF wird Epoche genannt.
In dieser Arbeit soll ein Protokoll entwickelt und evaluiert werden,
das alle Klusterknoten, die zu einem Experiment gehören, in eine
neue Epoche umschlatet. Weil zu einem Experiment gehörende
Klusterknoten mit unterschiedlichen TDF die Ergebnisse des
Experiments verfälschen können, soll das Protokoll TDF auf den
Klusterknoten gleichzeitig umschalten.
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