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Entwicklung eines Systems zur Erfassung und Untersuchung von Certificate Transparency Logs
No full textAngesichts der zentralen Rolle der Root-Zertifizierungsstellen als Vertrauensanker der Web PKI und der in der Vergangenheit aufgetretenen Vorfälle mit unberechtigt oder inkorrekt ausgestellten Zertifikaten, ist die Transparenz und Verantwortlichkeit dieser Root CAs von großer Bedeutung. Seit der Einführung von Certificate Transparency Logs werden alle von Certificate Authorities ausgestellten Zertifikate in diese öffentlichen Logs eingetragen.
Die Arbeit stellt die Problematik der eingeschränkten Zugänglichkeit dieser Daten für die Wissenschaft dar und entwickelt ein Werkzeug, dass eine unabhängige Aufzeichnung und Auswertung von Certificate Transparency Logs ermöglicht. Das entwickelte System nutzt eine containerbasierte Architektur und Elasticsearch zur effizienten Speicherung und Analyse der Daten. Es bewältigt ein hohes Datenaufkommen von durchschnittlich 25 Millionen Log-Einträgen pro Tag und ermöglicht eine anpassbare Datenverarbeitung und -auswertung. Die Vorverarbeitung und Indexierung sowie die Auswertung der Daten erfolgte mit Python, was eine flexible Anpassung des Systems an unterschiedliche Forschungsfragen erlaubt.
Über einen Zeitraum von 42 Tagen wurden insgesamt 645 Millionen CT Log-Einträge aufgezeichnet und analysiert. Aus den Auswertungen geht hervor, wie verschiedene CAs und deren Root-Zertifikate genutzt werden und wie stark die unterschiedlichen CT Logs von CAs verwendet werden.
Die Arbeit identifiziert jedoch auch Herausforderungen, wie den hohen Speicherbedarf und notwendige Optimierungen in der Datenindexierung.:1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielstellung
2 Grundlagen
2.1 X509-Zertifikate
2.1.1 Felder
2.1.2 Erweiterungen
2.2 Certificate Transparency
2.2.1 Certificate Transparency Log
2.2.2 Überprüfung durch User Agents
2.2.3 Überprüfung durch Monitors
2.2.4 Eintragung durch Certificate Authorities
3 Konzeptionierung
3.1 Abfrage der CT Logs
3.2 Verarbeitung der Zertifikate
3.3 Speicherung & Auswertung der Daten
3.4 Überwachung
3.5 Docker
4 Implementierung
4.1 Plattform
4.2 Überwachung
4.3 certstream-server
4.4 Verarbeitung
4.4.1 Pufferung (stream-to-queue-publisher)
4.4.2 Vorverarbeitung (cert-indexer)
4.5 Elasticsearch
4.5.1 Speicherverbrauch
4.5.2 Field Mappings
5 Auswertung
5.1 Logs & Log-Betreiber
5.2 Certificate Authorites
5.3 Zertifikats-Größe
5.4 Gültigkeitsdauer
6 Schluss
6.1 Fazit
6.2 Ausblick
A Beispiel X509 Leaf-Zertifikat
B Beispiel X509 Root-Zertifikat
C Beispiele Elasticsearch Abfragen
Literatur
Abbildungsverzeichnis
TabellenverzeichnisIn view of the central role of the root certification authorities as trust anchors of the Web PKI and the incidents that have occurred in the past with unauthorised or incorrectly issued certificates, the transparency and accountability of these root CAs is of great importance. With the introduction of Certificate Transparency Logs, all certificates issued by Certificate Authorities are now entered in public logs.
The work presents the problem of the limited accessibility of this data for science and develops a tool that enables an independent recording and evaluation of Certificate Transparency Logs. The developed system uses a container-based architecture and Elasticsearch to efficiently store and analyse the data. It can handle a high volume of data, averaging 25 million log entries per day, and enables customisable data processing and analysis. Python was used to pre-process, index and analyse the data, allowing the system to be flexibly adapted to different research questions.
A total of 645 million CT log entries were recorded and analysed over a period of 42 days. The analyses show how different CAs and their root certificates are used and how much the different CT logs are used by CAs.
However, the work also identifies challenges, such as the high memory requirements and necessary optimisations in data indexing.:1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielstellung
2 Grundlagen
2.1 X509-Zertifikate
2.1.1 Felder
2.1.2 Erweiterungen
2.2 Certificate Transparency
2.2.1 Certificate Transparency Log
2.2.2 Überprüfung durch User Agents
2.2.3 Überprüfung durch Monitors
2.2.4 Eintragung durch Certificate Authorities
3 Konzeptionierung
3.1 Abfrage der CT Logs
3.2 Verarbeitung der Zertifikate
3.3 Speicherung & Auswertung der Daten
3.4 Überwachung
3.5 Docker
4 Implementierung
4.1 Plattform
4.2 Überwachung
4.3 certstream-server
4.4 Verarbeitung
4.4.1 Pufferung (stream-to-queue-publisher)
4.4.2 Vorverarbeitung (cert-indexer)
4.5 Elasticsearch
4.5.1 Speicherverbrauch
4.5.2 Field Mappings
5 Auswertung
5.1 Logs & Log-Betreiber
5.2 Certificate Authorites
5.3 Zertifikats-Größe
5.4 Gültigkeitsdauer
6 Schluss
6.1 Fazit
6.2 Ausblick
A Beispiel X509 Leaf-Zertifikat
B Beispiel X509 Root-Zertifikat
C Beispiele Elasticsearch Abfragen
Literatur
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichni
Die Einmann–GmbH und Still als Steuergestaltungsobjekt
No full textDie Zielsetzung dieser Untersuchung bestand in der Evaluierung der Eignung der
Einmann-GmbH und der stillen Gesellschaft als Instrument der Steuergestaltung. Des
Weiteren sollte erörtert werden, welche Faktoren dazu führen, dass die stille Gesellschaft
als Rechtsform für Familienunternehmen eine hohe Attraktivität aufweist. Um der
Fragestellung in adäquater Weise nachzukommen, wurde das Thema in drei Teilgebiete
untergliedert. Im ersten Teil wurde die zivilrechtliche und steuerliche Anerkennung
thematisiert. Im zweiten Teil wurde die Besteuerung dargestellt, woraufhin im dritten Teil
Steuervorteile und Gestaltungsmöglichkeiten erarbeitet wurden.:Abkürzungsverzeichnis V
1 Einleitung 1
2 Das zivilrechtliche Wesen der stillen Gesellschaft 6
2.1 Die Beteiligung an einem Handelsgewerbe eines anderen 8
2.2 Vermögenseinlage 8
2.3 Gewinnbeteiligung 10
2.4 Zivilrechtliche Erfordernisse 12
3 Steuerliche Anerkennung 15
3.1 Unterscheidung der typisch und atypisch stillen Gesellschaft 16
3.2 Anerkennungsgrundsätze nach der Abgabenordnung 20
3.3 Die Anerkennung bei beherrschenden Gesellschaftern 22
4 Die Besteuerung der Gesellschaft 32
4.1 Die Gründung 33
4.2 Die Einkommensteuer 37
4.3 Körperschaftsteuer 49
4.4 Gewerbesteuer 50
4.5 Umsatzsteuer 55
4.6 Erbschafts- und Schenkungssteuer 56
4.7 Beendigung 59
5 Steuergestaltungsmöglichkeiten 65
5.1 Gestaltungen mit der Gründung einer Personengesellschaft 66
5.2 Durch die stille Gesellschaft Steuervorteile erzielen 76
6 Zusammenfassung 91
Anlagenverzeichnis V
Anlage 1: Beispiel Angemessenheitsprüfung V
Anlage 2: Besteuerungsvergleich der GmbH und der Kommanditgesellschaft VI
Anlage 3: Vergleich der Gesellschaftsformen VIII
Anlage 4: Vollthesaurierung Personengesellschaft gem. § 34a EStG IX
Anlage 5: Vergleich Abgeltungsteuer und Teileinkünfteverfahren X
Anlage 6: Besteuerung einer Einmann-GmbH und atypisch Still XI
Literaturverzeichnis XIII
Verzeichnis der Verwaltungsvorschriften XXVIII
Verzeichnis der Richtlinien XXX
Verzeichnis der Rechtsprechungen XXXI
Verzeichnis der Rechtsvorschriften XXXIV
Internetquellen-Verzeichnis XXXVI
Ehrenwörtliche Erklärung XXXVII
Skalierung des nationalen, satellitendatenbasierten UFZ-Waldzustandsmonitors auf kontinentale Ebene mittels der Cloudumgebung „Google Earth Engine“
No full textWälder stehen im Kontext des Klimawandels durch Umweltfaktoren wie Dürre und Hitze unter erhöhtem Stress und werden so zunehmend anfälliger für Schadereignisse wie Brände oder Stürme. Zur Planung von Anpassungsstrategien an die veränderten Klimabedingungen und der Entwicklung von Maßnahmen werden in der Forstverwaltung großflächig abdeckende und zeitlich hochauflösende Daten benötigt. Die Fernerkundung befasst sich unter anderem mit Methoden zur Auswertung von Reflektanzen der Erdoberfläche zur Überwachung von Vegetation. Die Google Earth Engine (GEE) ist eine Cloud-Plattform zur Verarbeitung von Geodaten und bietet über APIs Zugang zu einem mehrere Petabyte großen Datenkatalog. Zusammen mit bereitgestellten Rechenkapazitäten wird so maßgeblich der Prozess der Beschaffung und Verarbeitung von Geodaten erleichtert. Über die GEE können Methoden der Fernerkundung effizient in eine Cloud-Umgebung übertragen und hochskaliert werden. Die Implementierung des Waldzustandsanomalie-Index (FCA) aus dem UFZ-Waldzustandsmonitor des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung auf der GEE wurde im Rahmen dieser Arbeit auf eine europäische Skala erweitert, lokal validiert und anschließend in Form einer Webanwendung bereitgestellt. Dafür wurden die genutzten Datenstrukturen zur Speicherung statistisch erhobener Informationen in einen GEE-nativen Datentyp umgewandelt und die entsprechenden Algorithmen für eine pixelbasierte Verarbeitung angepasst. Dadurch wurde die Berechnung interaktiver FCA-Karten von März 2017 bis Dezember 2023 auf europäischer Ebene ermöglicht. Anschließend wurden die mit der neuen Methodik erhobenen Daten mit verschiedenen gängigen Produkten des Umweltmonitorings verglichen und validiert, wobei in der Erkennung von Waldbedeckungsverlust innerhalb eines Zeitraums von fünf Jahren eine Präzision von über 73% und eine Sensitivität von über 74% erreicht wurden. Mit den bereitgestellten Funktionalitäten der GEE wurde eine Web-Applikation zur Verfügung gestellt, mit der Endnutzer interaktiv Ergebnisse betrachten können.:Zusammenfassung . . . 1
Abkürzungsverzeichnis . . . 4
1 Einleitung
1.1 Vegetationsfernerkundung vor dem Kontext des Klimawandels . . . 5
1.2 Überwachung des Waldzustandes . . . 5
1.3 Einordnung in den UFZ-Waldzustandsmonitor . . . 6
1.4 Nutzung von Cloud-Infrastrukturen zur Skalierung von Berechnungen . . . 7
1.5 Zielstellungen der Arbeit . . . 8
2 Daten und Methoden
2.1 Untersuchungs- und Demonstrationsgebiete . . . 10
2.2 Geodaten . . . 11
2.3 Google Earth Engine . . . 14
2.4 Ableitung von Referenzdaten durch statistische Analyse von Satellitenbildern ...20
2.5 Berechnung des Forest Condition Anomaly Index . . . 25
2.6 Vergleichsdaten und Validierungsmethoden. . . 26
3 Ergebnisse
3.1 Ableitung des Waldzustandes auf kontinentaler Ebene . . . 28
3.2 Exemplarische Karten zu Waldschäden . . . 29
3.3 Validierung der Ergebnisse anhand von sechs Beispielen . . . 32
3.4 Beschreibung der Webanwendung . . . 37
4 Diskussion
4.1 Performancebewertung der Methodik . . . 39
4.2 Einordnung in bestehende Produkte . . . 41
4.3 Anwendbarkeit und Praxisrelevanz . . . 43
4.4 Probleme und Einschränkungen . . . 44
4.5 Methodische Verbesserungen und Ungenauigkeiten . . . 46
4.6 Wahl der Cloudumgebung . . . 48
4.7 Erweiterungsmöglichkeiten . . .51
5 Zusammenfassung und Ausblick
6 Literatu
Mentale Gesundheit im Betrieblichen Gesundheitsmanagement von Universitätsbibliotheken
No full textDas Ziel der vorliegenden Arbeit ist es Einblicke zu erhalten, welche Rolle die mentale Gesundheit im Betrieblichen Gesundheitsmanagement von Universitätsbibliotheken derzeit spielt. Dazu wurden die folgenden Forschungsfragen gestellt: Wie viel Berücksichtigung erfährt die psychische Gesundheit im BGM von Universitätsbibliotheken? Mit welchen Belastungsfaktoren für die Psyche sind Bibliotheksmitarbeitende am Arbeitsplatz gegenwärtig konfrontiert? Welche Maßnahmen ergreifen UBs (im Rahmen ihres BGM), um die mentale Gesundheit ihrer Beschäftigten zu schützen und zu fördern? Um diese zu beantworten,
wurden leitfadengestützte Interviews mit Universitätsbibliotheken durchgeführt und
anschließend mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Bewusstsein für die Relevanz der Thematik mentale Gesundheit vorhanden ist, eine konsequente Auseinandersetzung damit und Implementierung in Prozesse des BGM jedoch noch am Anfang stehen. Die meisten UBs sind an das BGM ihrer Universitäten angeschlossen und in unterschiedlichem Umfang selbst an dessen Aktivitäten beteiligt. Es konnte eine Vielzahl von Belastungsfaktoren identifiziert werden, einige davon spezifisch für die Arbeit in Bibliotheken, andere resultieren aus der Arbeitsorganisation oder externen Einflüssen. Bei den ergriffenen Maßnahmen handelt es sich überwiegend um verhaltens-bezogene, wie bspw. Weiterbildungen. Die Bibliotheken ergreifen aber auch verhältnis-bezogene Maßnahmen. Insgesamt besteht ein hoher Handlungsbedarf für die Bibliotheken, das Thema mentale Gesundheit als Teil ihres BGM zu etablieren. Neben den identifizierten Belastungsfaktoren für die Psyche von Bibliotheksmitarbeitenden, stellt auch die Entwicklung der Arbeitswelt sowie die gesellschaftliche Sensibilisierung hinsichtlich des Themas mentale Gesundheit einen Anlass dafür dar.:1. Einleitung
2. Begrifflichkeiten
2.1 BGM
2.2 (Psychische) Gesundheit und psychische Störung
2.3 Psychische Belastung und Beanspruchung
3. Literaturlage und Forschungsstand
4. Universitätsbibliotheken als Untersuchungsgegenstand
5. Theoretische Grundlagen zum Betrieblichen Gesundheitsmanagement
5.1 Was umfasst ein BGM?
5.1.1 Definitionen
5.1.2 BGF
5.1.3 Gefährdungsbeurteilung
5.2 Gesetzliche Grundlagen für den Schutz der psychischen Gesundheit bei der Arbeit
5.2.1 Gesetze und Verordnungen
5.2.2 Gemeinsame Deutsche Arbeitsschutzstrategie
5.2.3 Weitere Akteure im BGM
5.2.4 Fazit: Gesetzliche Grundlagen des BGM
5.3 Die Notwendigkeit eines BGM und der Berücksichtigung der mentalen Gesundheit darin
6. Theoretische Grundlagen zum Thema psychische Belastung am Arbeitsplatz
6.1 Psychische Belastungsfaktoren am Arbeitsplatz
6.2 Ermittlung der psychischen Belastung am Arbeitsplatz: GBpsych
7. Befragung: Mentale Gesundheit im BGM von UBs
7.1 Forschungsdesign
7.1.1 Die Befragten
7.1.2 Erhebungsmethode
7.1.3 Durchführung der Interviews
7.1.4 Auswertungsmethode
7.2 Ergebnisse der Auswertung
7.2.1 BGM in den Bibliotheken
7.2.2 Erhebung der psychischen Belastung
7.2.3 Konkrete Belastungsfaktoren
7.2.4 Maßnahmen für die psychische Gesundheit
7.2.5 Wirksamkeitskontrolle
7.2.6 Einschätzung der Situation in den Bibliotheken
7.2.6.1 Herausforderungen
7.2.6.2 Interesse und Kommunikation
7.2.6.3 Aufmerksamkeit für das Thema psychische Gesundheit
7.2.6.4 Erkenntnisse und Wünsche
7.2.7 Wahrnehmung der Thematik im Berufsfeld
8. Beantwortung der Forschungsfragen
8.1 Wie viel Berücksichtigung erfährt die mentale Gesundheit im BGM von
Universitätsbibliotheken?
8.2 Mit welchen Belastungsfaktoren für die Psyche sind Bibliotheksmitarbeitende am
Arbeitsplatz gegenwärtig konfrontiert?
8.3 Welche Maßnahmen ergreifen UBs (im Rahmen ihres BGM), um die mentale
Gesundheit ihrer Beschäftigten zu schützen und zu fördern?
8.4 Zusammenfassung
9. Reflexion der Forschungsmethodik
10. Fazit und Ausblick
Literatu
Intuitive Roboterprogrammierung durch Augmented Reality
No full textIn diesem Artikel wird ein innovativer Ansatz zur intuitiven, kraftgesteuerten Bahnplanung bei kollaborativen
Robotern mithilfe von Augmented Reality (AR)-Technologie vorgestellt. Eine benutzerfreundliche
Schnittstelle gewährt dem Bediener die volle Kontrolle über den Roboterarm. Durch die
Verwendung eines Mixed-Reality-Head-Mounted Displays (HMD), wird virtueller Inhalt überlagert,
was eine nahtlose Interaktion mit dem Robotersystem ermöglicht. Die Schnittstelle liefert umfassende
Daten zum Roboterstatus, einschließlich Gelenkpositionen, Geschwindigkeiten und auf den
Flansch wirkende Kräfte. Der Bediener kann Bewegungsbefehle im Gelenk- und im kartesischen
Raum erteilen, intuitiv Pfade planen und kraftgesteuerte Bewegungen ausführen, indem Kontrollpunkte
um ein Objekt festgelegt werden. Visuelles Feedback in Form von Schiebereglern ermöglicht
die Anpassung der auf das Objekt wirkenden Kräfte. Diese Schieberegler erlauben eine dynamische
und intuitive Kraftregulierung im kartesischen Raum und minimieren die Notwendigkeit umfangreicher
Programmierung. Ein virtuelles Robotermodell in der Arbeitsumgebung bietet zudem eine
Bewegungsvorschau. Die Schnittstelle zwischen Mensch und Roboter sowie der virtuelle Inhalt werden
mithilfe von Unity3D erstellt, während die Datenübertragung durch das Robot Operating System
(ROS) erfolgt. Dieser Ansatz bietet eine intuitive und sichere Methode zur Steuerung kollaborativer
Roboter. Der vorgeschlagene Ansatz hat Potenzial, die Roboterprogrammierung zu vereinfachen,
deren Effizienz zu steigern und die Sicherheit in verschiedenen Anwendungen mit kollaborativen
Robotern zu verbessern
Lesekompetenz von Grundschulkindern nach der COVID-19-Pandemie: Untersuchung zur Veränderung der Leseförderung in Öffentlichen Bibliotheken durch deutschlandweite Experteninterviews
No full textDie vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Thema der Lesekompetenz von
Grundschulkindern nach der Covid-19-Pandemie. Ziel ist es, nach Betrachtung der aktuellen Schulleistungsstudien zur Leseleistung von Schülerinnen und Schülern und den daraus gestellten Forderungen nach einer systematischen, flächendeckenden und professionellen Leseförderung, die Leseförderungsangebote Öffentlicher Bibliotheken nach der Pandemie zu untersuchen. Hierbei sollte sich damit auseinandergesetzt werden, inwieweit gesellschaftliche Entwicklungen, besonders die Herausforderungen der Pandemie und die damit zusammenhängenden Bildungsdefizite aus den Schulleistungsstudien dazu geführt haben, dass Kinder- und Jugendbibliotheken ihre Angebote zur Leseförderung verändern mussten. Um dies zu erreichen, wurde nach dem Darlegen theoretischer Grundlagen eine leitfadengestützte Expertenbefragung durchgeführt. Anhand eines strukturierten Interviewleitfadens wurde je eine Öffentliche Bibliothek aus jedem der 16 deutschen Bundesländer zu ihren Leseförderungsangeboten für Grundschulkinder befragt. Mit Hilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse wurden die Daten ausgewertet und interpretiert. Die Ergebnisse zeigen eine Veränderung der Leseförderungsangebote, die sich durch den Einfluss der Studien und die Entwicklung der Lesekompetenzen der Grundschulkinder ergibt. Die Pandemie hat den Fokus auf die Angebote teilweise verstärkt, zeigt aber darüber hinaus keine Auswirkungen auf die Veränderung von Angeboten zur Leseförderung. Durch die Studien und die aufgestellten Forderungen nach einer verstärkten Leseförderung, wird die Bedeutung der Öffentlichen Bibliotheken in der außerschulischen Leseförderung deutlich. Es werden das Interesse, die Aktualität und die Bedeutung für die bibliothekarische Arbeit hervorgehoben sowie die hohe Bereitschaft der Bibliotheken, sich laufend an die Bedürfnisse der Kinder und die Veränderungen der Lesekompetenz anzupassen.:Abkürzungsverzeichnis 5
1. Einleitung 6
2. Lesekompetenz von Grundschulkindern nach der Pandemie 10
2.1 Bedeutung der Lesekompetenz in der Grundschulzeit 10
2.2 Aktuelle Leseleistung von Grundschulkindern 13
2.2.1 Derzeitige Studienlage 13
2.2.2 Reaktionen, Initiativen und einhergehende Forderungen 19
2.3 Auswirkungen von Defiziten in der Lesekompetenz 21
3. Bedeutung von Bibliotheken in der Förderung der Lesekompetenz 25
3.1 Spezifik und Rolle bibliothekarischer Leseförderung 25
3.2 Aktuelle Schwerpunktthemen in der Veranstaltungsarbeit mit Grundschulkindern 29
3.3 Herausforderungen durch die Pandemie 33
4. Expertenbefragung zur Veränderung der Leseförderung 37
4.1 Methodisches Vorgehen 37
4.2 Vorbereitung und Durchführung der Datenerhebung 39
4.3 Ergebnissicherung und Auswertungsverfahren 43
4.4 Methodenkritik 45
5. Darstellung und Diskussion der Ergebnisse 46
5.1 Einblick in das allgemeine Veranstaltungsprogramm Öffentlicher Bibliotheken 46
5.1.1 regelmäßige Veranstaltungen und offene Angebote 46
5.1.2 Zuständige für die Veranstaltungen 51
5.1.3 Anteil der Leseförderung im gesamten Programm 52
5.1.3.1 Bewertung der Trenn- bzw. Messbarkeit von Leseförderung 52
5.1.3.2 subjektive Einschätzungen des Anteils in Prozent 54
5.1.4 Haltung gegenüber der Leseförderung 54
5.2 Angebotsstruktur nach der COVID-19-Pandemie 57
5.2.1 Gesamtsituation durch die Pandemie 57
5.2.2 Auswirkungen der Pandemie auf die Bibliotheksangebote 58
5.2.2.1 Entwicklung digitaler Angebote nach der Pandemie 60
5.2.2.2 Die Phase nach der Wiedereröffnung 62
5.2.3 Einfluss auf die Leseförderung im Veranstaltungsangebot 63
5.3 Bedeutung der Studien zur Lesekompetenz von Grundschulkindern 65
5.3.1 Wahrnehmungen der Expertinnen und Experten 65
5.3.2 Einfluss auf die zukünftige Veranstaltungsarbeit 69
5.4 Zusammenfassende Diskussion 71
6. Fazit 76
Literaturverzeichnis 79
Interviewverzeichnis 93
Anhang
Flexible data architecture for enabling AI applications in production environments
No full textWe present a flexible data architecture that combines RDF knowledge
graphs for semantic descriptions with tailored data formats and APIs for time
series data to create digital representations of production systems with related
products, processes, and machines. We show that this data architecture can provide
a base for different machine learning and analytics use cases while also allowing
the integration of existing standards like OPC UA
Performanceuntersuchungen von JVM–Implementierungen in containerisierten Umgebungen am Beispiel von Podman
No full textDie Bachelorarbeit konzentriert sich auf die Untersuchung der Leistung der Java Virtual Machi-
ne (JVM), insbesondere in containerisierten Umgebungen. Die Motivation für diese Arbeit sowie
die Zielsetzung und das methodische Vorgehen, einschlieSSlich der verwendeten Werkzeuge und
Methoden, werden in Kapitel 1 dargelegt.
Kapitel 2 erläutert die theoretischen Grundlagen, die für das Verständnis der Performanceun-
tersuchungen in dieser Arbeit erforderlich sind. Dazu gehört eine Einführung in die Performance
von Programmen und deren Messung, die Grundlagen von Containertechnologien sowie eine detail-
lierte Untersuchung der Struktur der Java Virtual Machine und der in dieser Arbeit verwendeten
JVM–Implementierungen. Zudem werden die eingesetzten Werkzeuge und Methoden sowie der
aktuelle Forschungsstand in diesem Bereich vorgestellt.
Das Experiment wird umfassend in Kapitel 3 beschrieben. Es wird ein detaillierter Einblick
in die Forschungs– und Entscheidungsprozesse gegeben, die zur Durchführung der Performan-
ceuntersuchungen führten, einschlieSSlich der Entwicklung und Prognosen der Benchmarks. Die
Implementierung der Anwendung, die Containerisierung der JVMs und die notwendigen Schritte
zur Ausführung und Messung der Benchmarks werden ebenfalls erläutert.
In Kapitel 4 werden die Messergebnisse der Container–ImagegröSSen und Startzeiten sowie
die Resultate der implementierten Benchmarks präsentiert. Die Daten werden analysiert und in
Bezug auf verschiedene Performanceaspekte interpretiert. Es wird versucht, die Vor– und Nach-
teile der unterschiedlichen JVM–Implementierungen darzustellen und Designentscheidungen zu
unterstützen.
AbschlieSSend werden die Ergebnisse der Arbeit in Kapitel 5 zusammengefasst. Es wird auf
die Gültigkeit der Ergebnisse unter bestimmten Bedingungen eingegangen und mögliche Grenzen
der Untersuchung aufgezeigt. AuSSerdem wird ein Ausblick auf potenzielle zukünftige Forschungs-
arbeiten gegeben.:Abbildungsverzeichnis III
Tabellenverzeichnis V
Listings VII
1 Einleitung 1
1.1 Motivation 1
1.2 Zielsetzung 1
1.3 Methodisches Vorgehen 2
2 Theoretische Grundlagen 3
2.1 Performance von Programmen 3
2.2 Container und Podman 5
2.3 JVM und ihre Struktur 6
2.3.1 Runtime Data Areas 6
2.3.2 Execution Engine 8
2.4 Unterschiede der JVM–Implementationen 9
2.4.1 HotSpot 9
2.4.2 GraalVM 10
2.4.3 Zulu 10
2.4.4 OpenJ9 10
2.5 Werkzeuge und Methoden 11
2.6 State of the Art 11
3 Experiment 13
3.1 Planung 13
3.1.1 Grundlegende Recherche 13
3.1.2 Entwurf der Benchmarks 14
3.1.3 Erwartungshaltung 15
3.2 Implementierung 15
3.3 Durchführung und Messung 21
4 Auswertung und Vergleich 23
5 Fazit 33
Literaturverzeichnis 35
A Quellcode und Ergebnisse der Benchmarks 39
A.1 Elektronischer Datenträger 39
A.2 Quellcode der Matrixmultiplikation 40
A.3 Ausschnitte des Quellcodes der GC–Benchmarks 41
A.4 Ausschnitte des Quellcodes des Quicksort–Benchmarks 4