Konzeption und Realisierung eines kontextsensitiven Routingverfahrens

Debes, Maik

Communication and information services both depend on the individual needs of the users and on the possibilities of the used network techniques. To provide an optimal service level adapted to the user, his context must be considered. Thereby, service access should be carried out as flexibly and independently from the network as possible. Infrastructure networks, due to their topology, cannot give mobile access to such services everywhere. Mobile ad hoc networks are not bound to any infrastructure and are therefore very flexibly applicable. As a result of their dynamic topology, there are special requirements to routing and service discovery compared to conventional networks. Conventional methods usually are neither usable in ad hoc networks, nor suitable in heterogeneous environments. Especially because of the progressive convergence of the networks a network-wide solution is inevitable. This work therefore is concerned with the topics of ad hoc networks as well as routing protocols and procedures which are used for these. Possibilities for service discovery are described and compared. Based on this, an architectural concept is developed, which permits service discovery both in ad hoc networks and in conventional infrastructure networks. Service discovery is combined with a routing protocol especially extended for this purpose. Why this kind of service discovery on network level is advantageous is described and well founded. Principal components of the developed architecture are the so-called context-routers, which support service discovery independently of the address of a service provider. Thus, the user does not need to know such an address. Service discovery is, therefore, depending on the service itself and on the available information about the context of the user. Hence, a service optimally adapted to the user is selected. The concept supports rerouting data messages to an alternative server, if the original server breaks down, and offers the possibility for the provider to control service discovery and communication. A verification of the presented concept is carried out with practical implementations. The demonstrator network developed for this is used for a set of tests to verify the functions and the efficiency of the architecture. The results prove that the concept can meet the requirements. Finally, suggestions for future advancements conclude this dissertation.

Das Angebot von Kommunikations- und Informationsdiensten richtet sich einerseits nach den individuellen Bedürfnissen der Nutzer andererseits aber auch nach den Möglichkeiten der verwendeten Netztechniken. Um einen optimal auf den Nutzer angepassten Dienst bereitstellen zu können, muss dessen Kontext berücksichtigt werden. Ein Dienstzugriff soll dabei möglichst flexibel und unabhängig vom Netz erfolgen. Den mobilen Zugriff auf solche Dienste können Infrastrukturnetze, durch ihre Topologie bedingt, nicht überall bedienen. Mobile Ad-hoc-Netze sind dagegen an keine Infrastruktur gebunden und deshalb sehr flexibel einsetzbar. Durch deren dynamische Topologie ergeben sich jedoch gegenüber den herkömmlichen Netzen auch spezielle Anforderungen an die Routen- und Dienstsuche. Konventionelle Verfahren sind hierbei in der Regel weder nutzbar, noch für einen Einsatz in heterogenen Umgebungen geeignet. Gerade mit der fortschreitenden Konvergenz der Netze ist aber eine netzübergreifende Lösung unumgänglich. Die vorliegende Arbeit befasst sich deshalb mit den Themen Ad-hoc-Netze sowie den hierbei eingesetzten Routingprotokollen und -verfahren. Es werden Möglichkeiten zur Dienstsuche erläutert und gegenübergestellt. Mit den Erkenntnissen daraus wird ein Architekturkonzept entwickelt, das die Dienstsuche sowohl in Ad-hoc- als auch in herkömmlichen Infrastrukturnetzen erlaubt. Die Dienstsuche erfolgt dabei in Verbindung mit einem für diesen Zweck erweiterten Routingverfahren. Warum diese Art einer Dienstsuche auf Netzwerkebene vorteilhaft ist, wird erläutert und begründet. Kernstück der entwickelten Architektur bilden die so genannten Kontextrouter, die eine Dienstsuche unabhängig von der Adresse eines Dienstanbieters unterstützen. Auch der Nutzer benötigt keine Kenntnis über eine solche Adresse. Eine Suche erfolgt lediglich über den Dienst und den zur Verfügung stehenden Informationen über den Kontext des Nutzers. Damit wird ein auf den Nutzer optimal angepasster Dienst ausgewählt. Das Konzept unterstützt die Weiterleitung von Daten zu einem alternativen Server, sofern der ursprüngliche Server ausfällt, und bietet Providern die Möglichkeit, steuernd auf die Dienstsuche und -kommunikation einzuwirken. Das Verifizieren des vorgestellten Konzeptes erfolgt auf Basis praktischer Realisierungen. Das dazu aufgebaute Demonstratornetzwerk dient für eine Reihe von Tests zum Nachweis der Funktionen und der Leistungsfähigkeit der Architektur. Die daraus resultierenden Ergebnisse beweisen, dass das Konzept den gestellten Anforderungen genügen kann. Abschließend werden in der Arbeit Vorschläge für zukünftige Weiterentwicklungen unterbreitet.

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Debes, Maik: Konzeption und Realisierung eines kontextsensitiven Routingverfahrens. 2008.

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