Vikasietoinen moni-isäntä-replikointi johtamisjärjestelmäympäristössä
Salminen, Jukka (2016)
2016
Tietotekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-05-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201604043772
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201604043772
Tiivistelmä
Hajautettujen johtamisjärjestelmien tiedonhallintamekanismien suunnittelussa keskeinen vaatimus on, että järjestelmää käyttävän joukon toimintakyky ei vaarannu, vaikka yhteys muihin joukkoihin ei olisi jatkuvaa. Tämä on tärkeää, koska johtamisjärjestelmien toimintaympäristössä on yleistä, että hajautusverkko ei ole aina täydellisen toimintakykyinen esimerkiksi vihollisen toimista johtuen. Toisaalta tiedon jakaminen ja yhtenäisen tilannekuvan muodostaminen joukkojen kesken on tehokkaan yhteistoiminnan keskeisimpiä edellytyksiä.
Tämän työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa replikointiratkaisu, joka vastaa näihin tiedonhallintaan kohdistuviin haasteisiin. Ratkaisu toteutettiin osaksi Insta DefSec Oy:n kehittämää laajempaa yleiskäyttöistä ohjelmistoalustaa. Työssä määriteltiin ensin mitä toiminnallisia vaatimuksia replikointiratkaisuun kohdistuu. Tämän jälkeen käytiin lävitse replikoinnin laajaa teoreettista taustaa ja koottiin yhteen erilaisia replikointiratkaisun suunnittelussa hyödyllisiä käsitteitä, suunnitteluperiaatteita ja tekniikoita.
Replikoinnin toteutustavaksi valittiin optimistinen moni-isäntä-ratkaisu. Moni-isäntä-replikointi täyttää hyvin toimintaympäristön asettamat vaatimukset, mutta tuo mukanaan omat tekniset haasteensa, kuten rinnakkaisten päivitysoperaatioiden välisten konfliktien havaitsemisen. Näihin rinnakkaisuuden hallinnan ongelmiin kiinnitettiin työssä erityistä huomiota. Lopputuloksena saatiin suunniteltua ja kehitettyä käytännön tasolla pääpiirteissään toimiva replikointiratkaisu. Ongelma-alueen haastavuudesta johtuen suunniteltu ratkaisu omaa kuitenkin myös heikkouksia, joita eroteltiin työn lopuksi. Lisäksi esiteltiin vaihtoehtoinen arkkitehtuuri, joka ratkaisee osan näistä ongelmista.
Tämän työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa replikointiratkaisu, joka vastaa näihin tiedonhallintaan kohdistuviin haasteisiin. Ratkaisu toteutettiin osaksi Insta DefSec Oy:n kehittämää laajempaa yleiskäyttöistä ohjelmistoalustaa. Työssä määriteltiin ensin mitä toiminnallisia vaatimuksia replikointiratkaisuun kohdistuu. Tämän jälkeen käytiin lävitse replikoinnin laajaa teoreettista taustaa ja koottiin yhteen erilaisia replikointiratkaisun suunnittelussa hyödyllisiä käsitteitä, suunnitteluperiaatteita ja tekniikoita.
Replikoinnin toteutustavaksi valittiin optimistinen moni-isäntä-ratkaisu. Moni-isäntä-replikointi täyttää hyvin toimintaympäristön asettamat vaatimukset, mutta tuo mukanaan omat tekniset haasteensa, kuten rinnakkaisten päivitysoperaatioiden välisten konfliktien havaitsemisen. Näihin rinnakkaisuuden hallinnan ongelmiin kiinnitettiin työssä erityistä huomiota. Lopputuloksena saatiin suunniteltua ja kehitettyä käytännön tasolla pääpiirteissään toimiva replikointiratkaisu. Ongelma-alueen haastavuudesta johtuen suunniteltu ratkaisu omaa kuitenkin myös heikkouksia, joita eroteltiin työn lopuksi. Lisäksi esiteltiin vaihtoehtoinen arkkitehtuuri, joka ratkaisee osan näistä ongelmista.