Distributed applications: Operations on decentralized data

Abstract

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.