Echtzeitdiensten

Echtzeitdiensten bezeichnet man IT-Dienste, die darauf ausgelegt sind, Anfragen innerhalb festgelegter Fristen zu verarbeiten und dabei ein vorhersehbares Timing zu gewährleisten. Sie kommen in Systemen zum Einsatz, in denen Verzögerungen oder Ausfälle ernsthafte Folgen haben, etwa in der industriellen Automatisierung, in der Fahrzeug- und Luftfahrttechnik, in medizinischen Geräten, im Finanzhandel oder in sicherheitskritischer Kommunikation.

Zu den Kernmerkmalen gehören deterministisches Timing, niedrige Latenz, geringe Jitter, die Einhaltung festgelegter Deadlines sowie hohe Verfügbarkeit. Real-Time-Services lassen sich grob in hard real-time, bei dem Deadlines zwingend eingehalten werden müssen, und soft real-time (Deadlines angestrebt, aber nicht zwingend erfüllt) unterscheiden. Die Planung erfolgt über spezialisierte Scheduling-Methoden und Ressourcenreservierung in Echtzeitbetriebssystemen (RTOS) oder in spezialisierten Middleware-Lösungen.

Technologien und Standards umfassen RTOS wie QNX, VxWorks oder FreeRTOS, POSIX Real-Time Extensions, Time-Sensitive Networking (TSN) für deterministische Netzwerke, DDS (Data Distribution Service) für Echtzeitausbreitung sowie industrielle Standards wie OPC UA mit Real-Time Profiles. In der Architektur spielen Vorhersagbarkeit, QoS, Reservierung von CPU-, Speicher- und Netzwerkressourcen sowie Redundanz eine zentrale Rolle.

Herausforderungen sind unter anderem die Gewährleistung von Vorhersagbarkeit in komplexen Systemen, Latenz- und Jitter-Begrenzung, der Overhead von Virtualisierung, Skalierung, Fehlertoleranz und Sicherheitsaspekte. Real-Time-Dienste finden sich oft an der Edge oder in spezialisierten Rechenzentren, während Cloud-Only-Lösungen regelmäßig zusätzliche Maßnahmen erfordern, um deterministische Eigenschaften zu erreichen.