Hintergrund

Odysseus ist ein an der Universität Oldenburg entwickeltes System zur Verarbeitung kontinuierlicher Datenströme. Mithilfe von Odysseus können beispielsweise Sensordaten, Messwerte oder Ereignisse aus verteilten Systemen in Echtzeit verarbeitet und ausgewertet werden.

Das WebStudio stellt eine webbasierte Benutzeroberfläche zur Verwaltung und Nutzung von Odysseus bereit. Benutzerinnen und Benutzer können dort unter anderem Queries erstellen, ausführen und deren Ergebnisse betrachten. Für die dauerhafte und übersichtliche Beobachtung mehrerer Ergebnisströme fehlt bislang jedoch eine flexible Dashboard-Funktion, wie sie beispielsweise aus Systemen wie Grafana bekannt ist.

Ziel der Arbeit

Ziel der Bachelorarbeit ist die Konzeption und prototypische Implementierung eines konfigurierbaren Echtzeit-Dashboards für das Odysseus WebStudio.

Benutzerinnen und Benutzer sollen eigene Dashboards erstellen und darin unterschiedliche Visualisierungen anordnen können. Die einzelnen Dashboard-Elemente werden mit den Ergebnissen laufender Odysseus-Queries verbunden und kontinuierlich aktualisiert. Position, Größe, Datenquelle und Darstellung der Elemente sollen konfigurierbar und dauerhaft speicherbar sein.

Der Fokus liegt nicht auf der vollständigen Nachbildung von Grafana, sondern auf einer in Odysseus integrierten und auf Datenströme spezialisierten Lösung.

Aufgabenstellung

Im Rahmen der Arbeit sollen insbesondere die folgenden Aufgaben bearbeitet werden:

• Analyse bestehender Dashboard- und Visualisierungslösungen
• Ermittlung der Anforderungen an ein Dashboard für kontinuierliche Ergebnisströme
• Entwurf eines geeigneten Komponenten- und Datenmodells
• Konzeption einer persistenten Dashboard-Beschreibung
• Integration des Dashboards in das Angular-basierte Odysseus WebStudio
• Anbindung der Visualisierungen an laufende Odysseus-Queries
• Implementierung konfigurierbarer Dashboard-Elemente
• Unterstützung verschiebbarer und skalierbarer Elemente
• Begrenzung und geeignete Aufbereitung kontinuierlich eintreffender Daten
• Behandlung von Verbindungsabbrüchen und nicht verfügbaren Datenquellen
• Evaluation des entwickelten Prototyps anhand geeigneter Beispielszenarien

Als mögliche technische Grundlagen können beispielsweise Gridstack.js für die Dashboard-Anordnung und Apache ECharts für die Visualisierung untersucht werden. Die endgültige Auswahl geeigneter Bibliotheken ist Teil der Arbeit.

Mögliche Dashboard-Elemente

Der Prototyp soll eine Auswahl unterschiedlicher Darstellungsformen unterstützen. Dazu können beispielsweise gehören:

• Zeitreihendiagramme
• Balken- oder Kreisdiagramme
• Anzeige eines aktuellen Einzelwertes
• Tabellen mit den zuletzt empfangenen Tupeln
• Status- oder Schwellwertanzeigen

Für jedes Element sollen unter anderem die Datenquelle, die darzustellenden Attribute und visualisierungsspezifische Einstellungen konfiguriert werden können.

Fragestellungen

Die Arbeit soll unter anderem folgende Fragen untersuchen:

• Wie können kontinuierliche Ergebnisströme einheitlich an unterschiedliche Visualisierungen angebunden werden?
• Wie lässt sich verhindern, dass hohe Ereignisraten den Browser oder die Darstellung überlasten?
• Wie können Dashboard-Konfigurationen unabhängig von einer konkreten Visualisierungsbibliothek beschrieben werden?
• Welche Informationen des Ergebnisschemas können für die Konfiguration der Visualisierung genutzt werden?
• Wie verhält sich der Prototyp bei mehreren gleichzeitig aktiven Datenströmen und Dashboard-Elementen?

Abgrenzung

Nicht Bestandteil der Arbeit ist die vollständige Umsetzung einer allgemeinen Monitoringplattform. Insbesondere Funktionen wie Alarmierung, umfangreiche Benutzer- und Rechteverwaltung, Reporting oder ein Plug-in-System für beliebige externe Datenquellen sind nicht erforderlich.

Im Mittelpunkt stehen die Integration in Odysseus, die Visualisierung kontinuierlicher Queryergebnisse und die technische Evaluation des entwickelten Ansatzes.

Erwartete Ergebnisse

Am Ende der Arbeit sollen vorliegen:

• eine Analyse bestehender Ansätze und geeigneter Bibliotheken
• ein fachliches und technisches Konzept für Odysseus-Dashboards
• ein in das WebStudio integrierter Prototyp
• mehrere exemplarische Dashboard-Elemente
• eine persistente Beschreibung von Dashboards und deren Konfiguration
• eine Evaluation hinsichtlich Funktionalität, Aktualisierungslatenz und Ressourcenverbrauch
• eine Dokumentation der Architektur, Implementierung und Verwendung

Voraussetzungen

Hilfreich sind Kenntnisse oder Interesse in folgenden Bereichen:

• Webentwicklung mit TypeScript und Angular
• REST- und WebSocket-basierte Kommunikation
• Visualisierung von Daten
• grundlegende Kenntnisse in Datenstromverarbeitung oder die Bereitschaft, sich in das Thema einzuarbeiten
• selbstständiges Arbeiten mit einem bestehenden Softwaresystem

Kenntnisse über Odysseus werden nicht vorausgesetzt und können im Rahmen der Arbeit erworben werden.