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Page 1: Uli Raffel Mobile Middleware 1/22 Mobile Middleware Context Awareness vs. Transparenz Vortrag im Seminar „Informationsverwaltung in Netzen“ Uli Raffel.

Uli Raffel Mobile Middleware 1/22

Mobile MiddlewareContext Awareness vs. Transparenz

Vortrag im Seminar„Informationsverwaltung in Netzen“

Uli Raffel19.06.2003

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Gliederung

Mobile Systeme Anwendungen für Mobile Systeme Zum Vergleich: Middleware f. Verteilte Systeme Bei Middleware f. Mobile Systeme:

Entscheidung: Transparenz vs. Context Awareness Context Awareness bei Mobilen Systemen:

Anwendungsspezifische Strategien zum Datenabgleich replizierter Daten (data reconciliation)

Beispiel: verteilter Einkaufswagen Metadaten Reflection

Beispiel: Route Aggegation

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Mobile Geräte

Laptop Handy PDA Chips (ohne GUI) ...

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Mobile Ad-hoc-Netze

Mobile Geräte... haben begrenzte Reichweite bilden Ad-Hoc-Netze sind hochgradig mobil betreten und verlassen das Netz häufig haben knappe Ressourcen:

Batterie, CPU, Speicher, Bandbreite Jeder Knoten ist zugleich Endpunkt und Router Keine Infrastruktur, die Routing unterstütz i.a. Broadcast nötig

=> Ähnlichkeiten zu Peer-to-Peer-Netzen

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Anwendungen für Mobile Systeme

Verkehrswarnsystem Spiele Militär Tauschbörsen Tierbeobachtung Katastrophenschutz Touristeninformationssystem:

mobile Teilnehmer in begrenzter Umgebung (Stadt, Museum, Messe)

Informationsanfrage zu Gegenständen (Gebäude, etc.) bei Näherung

Direkte oder indirekte Antwort(en) von Teilnehmer(n) im räumlichen Umfeld

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Middleware für Mobile Systeme

soll helfen, mobile Anwendungen zu entwickeln muss leichtgewichtig sein soll asynchrone Kommunikation unterstützen soll technische Aspekte für die Anwendung

transparent machen (?)

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Middleware für Verteilte Systeme

Zum Vergleich:

Middleware für Verteilte Systeme soll helfen, verteilte Anwendungen zu entwickeln versteckt technische Aspekte vor der Anwendung

Heterogenität Fehlertoleranz Ressourcenverteilung

bietet dem Anwendungsentwickler das Bild eines großen zentralen Systems(-> Verteilungstransparenz)

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Verteilungstransparenz für Mobile Systeme (?)

Middleware wäre dann schwergewichtig Middleware müsste stabile Verbindung voraussetzen Middleware müsste dann Verteilungsentscheidungen für

die Anwendung treffen hat aber keine applikationsspezifischen Informationen,

wann wo welche Daten benötigt werden Anwendung könnte aber entscheidende Informationen

haben

Lösung: Context Awareness

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Context Awareness

Es gibt keine sinnvolle statische Strategie, die eine Anwendung der Middleware mitteilen kann

Anwendung muss also mit Middleware kommunizieren

z.B. kann die Anwendung besser wissen, auf welchem Host Daten zu replizieren sind, damit sie nicht verloren gehen

Anwendung kann wissen, wie mit Inkonsistenzen bei replizierten Daten umzugehen ist(siehe nachfolgendes Beispiel)

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Verteilter Einkaufswagen

3-Personen-Familie mit 1 PC und 3 PDAs PC enthält Produktpalette eines Shops und einen

Einkaufswagen (Datenaustausch übers Internet) Daten werden auf PDAs repliziert Bei Verbindung PC <-> PDA oder PDA <-> PDA

werden Daten abgeglichen (data reconciliation)

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Verteilter Einkaufswagen (2)

Daten auf PDA A Daten auf PDA C

Daten auf PDA A nach lokalem Update des Einkaufswagens

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Verteilter Einkaufswagen (3)

Bspl. 1: Auf PC wird durchs Internet Preis für Käse aktualisiert

(nur noch 3,25) PDA B übernimmt neuen Preis PDA A hat noch alten Preis (3,50) PDA A und PDA B begegnen sich Sinnvolles Verhalten beim Abgleich: Preis 3,25

Bspl. 2: Auf PDA A wird 1 Milch in den Einkaufswagen gelegt Auf PDA C werden 2 Milch in den Einkaufswagen gelegt PDA A und PDA C begegnen sich Sinnvolles Verhalten beim Abgleich: 3 Milch im

Einkaufswagen

=> Abgleich von Daten vom Kontext abhängig

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Abgleich von replizierten Daten

... am Beispiel XMIDDLE

bei Begegnung zweier Geräte: gemeinsam genutzte Daten werden ermittelt letzte gemeinsame Version dieser Daten wird

ermittelt Änderungen seit dieser Version werden ermittelt Änderungen, die keinen Konflikt erzeugen, werden

jeweils übernommen bei Änderungen, die Konflikt erzeugen (Änderung der

gleichen Elemente/Attribute) wird Konflikt aufgelöst

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Abgleich von replizierten Daten (2)

Konfliktauflösung

Anwendung kann Auflösungsstrategien vorgeben: add, last, random, first, greatest

beide Anwendungen haben gleiche Strategie vorgegeben:sie wird verwendet

beide Anwendungen haben unterschiedliche Strategien vorgegeben:dominante Strategie wird verwendet

Anwendungen haben keine Strategie vorgegeben:Default-Strategie: last

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Metadaten

Anwendung gibt der Middleware Informationen, wie sie sich zu verhalten hat

Passive Information Middleware soll auf Veränderungen im Ausführungskontext

reagieren z.B. Verbindung trennen bei niedrigem Batteriestand

Aktive Information Middleware soll für jeden Dienst, den sie erbringt,

bestimmte Policy verfolgen. z.B. bei viel verfügbarem Speicherplatz eine lokale Kopie

von Daten anlegen, bei wenig Speicherplatz und guter Verbindung nicht.

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Reflection

Reflection erlaubt es einem Programm, auf seine eigene Interpretation zuzugreifen, über sie nachzudenken und sie zu verändern.

Reflection hier: Verbreitung von Umweltinformationen an Applikationsschicht

erreichbare Hosts/Dienste Batteriestand Speicherplatz CPU-Auslastung Ort Relativer Ort zu Diensterbringern (z.B. Drucker) Bandbreite

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Route Aggregation

Netzwerk wird in Gruppen organisiert Gruppen werden von Aggregation Point (AP) verwaltet Anfragen gehen an AP AP kann cachen

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Route Aggregation (2)

Voraussetzung: Jeder Peer kann jeden (über mehrere Hops) erreichen (Multihop-Konnektivität) bei mehr als N Nachbarn: Wahl eines AP Knoten neu im Netz: Auswahl eines geeigneten AP-> hier kann Reflection verwendet werden

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Route Aggregation (3)

Anfrage an AP, AP liefert Adresse des Zielknotens Content direkt vom Zielknoten reguläre Abmeldung an AP Ausschluss bei Ausfall durch Heartbeat-Nachrichten

Rücktritt eines AP bei zu vielen Knoten(-> Group Splitting) zu wenigen Knoten(-> Group Merging) „persönlichen Gründen“(z.B. Batterie knapp, CPU-Überlastung)

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Route Aggregation - Kritik

Multihop-Konnektivität unrealistisch Rücktritt des AP bei Group Splitting unintuitiv problematisch bei homogenen Netzen bei hoher Dynamik/Mobilität ungeeignet AP selbst sollte nicht mobil sein

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Zusammenfassung

Middleware für Mobile Systeme Entscheidung: Transparenz vs. Context Awareness Bei Verteilten Systemen: Transparenz Bei Mobilen Systemen: Context Awareness Context Awareness:

Anwendungsspezifische Strategien zum Datenabgleich replizierter Daten (data reconciliation)

Beispiel: verteilter Einkaufswagen Metadaten Reflection

Beispiel: Route Aggegation


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