Echtzeitsynchronisation

EchtzeitSynchronisation bezeichnet die zeitnahe Angleichung von Zuständen oder Daten in verteilten Systemen, sodass mehrere Komponenten innerhalb enger Grenzwerte für Aktualität und Konsistenz auf demselben Informationsstand arbeiten. Ziel ist eine konsistente Sicht auf Ereignisse und eine möglichst geringe Verzögerung bei der Übermittlung von Änderungen.

Zur Realisierung werden Uhrzeiten synchronisiert und Änderungsströme verbreitet. Techniken umfassen Zeitprotokolle wie NTP (Network Time Protocol) oder PTP (Precision Time Protocol) zur Synchronisation der Systemuhren, logische Uhren (Lamport-Timestamps, Vector Clocks) zur Reihenfolge von Ereignissen und konfliktfreie Replikation (CRDTs) oder Operations Transformation zur Bearbeitung von gleichzeitigen Änderungen. In Datenbanken kommt oft synchrone Replikation oder Near-Real-Time Streaming zum Einsatz (Change-Data-Capture, Publish-Subscribe).

Die Architektur muss Anforderungen an Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz berücksichtigen. Echtzeit erfordert meist geringe Latenz, deterministische Reaktion und geeignete Konfliktlösungen. Typische Herausforderungen sind Netzwerklatenz, Jitter, Clock-Drift und Partitionen.

Anwendungsfelder umfassen kollaborative Bearbeitung, verteilte Dateisysteme, Live-Dashboards, IoT-Überwachung, industrielle Automatisierung, vernetzte Fahrzeuge und Multimedia-Synchronisation (Lipsync, synchrones Streaming).