Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verbreitung von Informationen in mobilen Ad-hoc-Netzwerken. Dabei handelt es sich um spontane Vernetzung zwischen mobilen Nutzern, die mit Hilfe mobiler Geräte Daten – in diesem Fall MP3-codierte Musikdaten – suchen bzw. verbreiten können. Das Netzwerk nutzt Peer-to-Peer Technologie, läuft also vollständig dezentral und serverunabhängig. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein prototypisches Programm entwickelt, mit dem die Machbarkeit solcher Netzwerke mit heute verfügbarer Hardware überprüft wurden. Außer der reinen Funktionalität dieses Programms wurde im weiteren Verlauf der Arbeit die Leistungsfähigkeit bezüglich verschiedener Faktoren wie Entfernung, Geschwindigkeit
und Stabilität überprüft und bewertet.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 iClouds
1.2 Verwandte Arbeiten
1.2.1 Peer-to-Peer auf Personal Computern
1.2.2 Weitere Projekte
2 Ziele der Arbeit
2.1 Entwicklung eines Prototypen
2.2 Performance-Tests
3 Grundlagen
3.1 IP-Netzwerke
3.1.1 IP Auto-Configuration
3.2 Wireless LAN
3.2.1 Netzwerkmodi
3.2.2 802.11 Medium Access Control
3.3 Personal Digital Assistants
3.4 Peer-to-Peer
3.5 MP3 und ID3
3.6 Java 2 Micro Edition
4 Verwendung und Design des Prototypen
5 Technische Umsetzung
5.1 Das Netzwerk
5.1.1 Netzwerkebene - OSI Ebene 3
5.1.2 Verbindungsebene - OSI Ebene 4
5.2 Das Kommunikationsprotokoll - OSI Ebene 7
5.2.1 Type
5.2.2 PeerName
5.2.3 FileName
5.2.4 Size
5.2.5 Info
5.2.6 ID
5.2.7 Title, Artist, Album, Rating, Comment, Genre
5.3 Teilnehmererkennung und Time-Outs
5.4 Dateiubertragung
5.5 Textnachrichten
5.6 Das User-Interface
5.6.1 Thinlets
5.7 Der Simulator
5.8 Logging mit log4j
6 Programm-Struktur
6.1 Beschreibung der Klassen
6.1.1 Die Klasse FileHandler
6.1.2 Die Klasse PeerHandler
6.1.3 Die Klasse Sender
6.1.4 Die Klassen RequestListener und FileTransferThread
6.1.5 Die Klasse MessageHandler
6.1.6 Die Klasse Timer
6.1.7 Die Klasse Listener
6.2 Der Nachrichtenfluss
7 Performance-Tests
7.1 Die verwendete Hardware
7.2 Szenario 1: Zwei Peers
7.2.1 Zwei Peers im Client-Server-Modell
7.2.2 Zwei Peers im Peer-to-Peer-Modell
7.3 Szenario 2: Vier Peers
7.3.1 Ein Peer als Server
7.3.2 Jeder Peer stellt eine andere Datei
7.4 Szenario 3: 'Information-Sprinkler'
7.4.1 Information-Sprinkler mit bewegten Clients
7.5 Szenario 4: 'Fußgänger-Test'
8 Evaluation
8.1 Auswertung der Testläufe
8.2 Probleme bei den Testläufen
8.3 Verwendete Hardware
9 Zusammenfassung und Ausblick
A Konfiguration
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Machbarkeit und Leistungsfähigkeit der Verbreitung von Informationen in mobilen Ad-hoc-Netzwerken unter Verwendung von Peer-to-Peer-Technologie. Das primäre Ziel ist die Entwicklung eines prototypischen Programms für mobile Endgeräte (PDAs) und dessen praxisnahe Evaluation in verschiedenen Szenarien.
- Entwicklung einer dezentralen Peer-to-Peer-Software für mobile Ad-hoc-Netze.
- Konzeption einer effizienten Suchstrategie mittels automatisch abgeglichener Profile (iWish/iHave).
- Anpassung der Mensch-Maschine-Schnittstelle an mobile Endgeräte wie PDAs.
- Leistungsbewertung bezüglich Netzwerklast, Übertragungsstabilität und Reichweite.
- Untersuchung des Verhaltens bei mobilen Clients und praxisnahe Tests.
Auszug aus dem Buch
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle bei mobilen Endgeräten
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle bedeutet bei der Software-Entwicklung für mobile Endgeräte eine besondere Herausforderung: Im Gegensatz zum PC ist die Anzeige solcher Geräte wesentlich kleiner, außerdem besteht fast nie die Möglichkeit einer (beidhändigen) Interaktion durch die Tastatur bzw. mittels der Kombination Tastatur und Maus. Diese Einschränkungen bedeuten für die zu entwickelnde Software, dass sie die Steuerungsoptionen auf kleinstem Raum anbieten muss, ohne den Anwender zu verwirren oder zu überfordern. Es muss genau ausgewählt werden, welche Informationen über den Status des Programms dargestellt werden, um keinen Platz auf dem User-Interface zu verschwenden.
So ließe sich zum Beispiel darüber streiten, ob der Anwender Informationen über einen von seinem Gerät ausgehenden Upload wirklich sehen sollte oder ob ihm dieser Vorgang eher egal sein wird, solange er Informationen über auf seinem Gerät neu eintreffende Daten erhält. Die Bedienung mittels des bei PDAs üblichen Stiftes in Kombination mit dem berührungssensitiven Display (Touchscreen) legt eine Steuerung durch grafische Elemente nahe. Durch diese kann eine direkte Interaktion erfolgen, während die Häufigkeit der Benutzung der virtuellen Tastatur möglichst gering gehalten werden sollte. Diese ist nur langsam und umständlich zu bedienen. Obwohl Verbesserungen im Bereich der Texteingabe (z.B. Handschrifterkennung) gemacht werden, sollte diese nicht häufiger als unbedingt nötig – z.B. zur Eingabe des Suchbegriffs – verwendet werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt den Trend zur Mobilität und die Motivation, Peer-to-Peer-Technologie auf mobile Plattformen zu übertragen, sowie die Projektziele.
2 Ziele der Arbeit: Definiert die Anforderungen an den Prototypen für mobiles MP3-Sharing und die Kriterien für die Performance-Tests.
3 Grundlagen: Erläutert die notwendigen technischen Basiskenntnisse zu IP-Netzwerken, WLAN, PDAs, Peer-to-Peer-Systemen, MP3/ID3 und der Java 2 Micro Edition.
4 Verwendung und Design des Prototypen: Beschreibt das Konzept, die One-Hop-Kommunikation und die Strategien zur automatischen Suche und Datenverbreitung.
5 Technische Umsetzung: Detailansicht der Netzwerkkonfiguration, der Protokoll-Ebenen, des User-Interface mittels Thinlets, des Simulators und des Loggings.
6 Programm-Struktur: Erläutert das Klassendesign des Prototypen, die spezifischen Aufgaben der Hauptklassen und den Nachrichtenfluss.
7 Performance-Tests: Dokumentiert die Durchführung und Ergebnisse verschiedener Szenarien, von statischen bis hin zu mobilen Testszenarien.
8 Evaluation: Bewertet die Testergebnisse, diskutiert auftretende Probleme wie Paketverluste und zieht Schlussfolgerungen zur Nutzbarkeit auf mobiler Hardware.
9 Zusammenfassung und Ausblick: Fasst die erreichten Ziele zusammen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung mobiler Ad-hoc-Netzwerke.
A Konfiguration: Listet die variablen Parameter für die Konfigurationsdatei des Prototypen auf.
Schlüsselwörter
Mobile Ad-hoc-Netzwerke, MANETs, Peer-to-Peer, P2P, MP3-Sharing, PDA, Wireless LAN, One-Hop-Kommunikation, Java 2 Micro Edition, J2ME, iClouds, Performance-Tests, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Thinlets.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der automatisierten Verbreitung von Informationen in mobilen Ad-hoc-Netzwerken mittels Peer-to-Peer-Technologie.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Untersuchung?
Die Themen umfassen die spontane Vernetzung mobiler Geräte, den effizienten Datenaustausch, die Entwicklung für PDAs unter Berücksichtigung begrenzter Hardware-Ressourcen sowie die Performance-Evaluierung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel ist die Entwicklung eines prototypischen, auf PDAs lauffähigen Programms zum Austausch von MP3-Dateien und die anschließende Beurteilung seiner Machbarkeit in der Praxis.
Welche wissenschaftliche Methode wurde für den praktischen Teil verwendet?
Es wurde ein prototypischer Software-Entwicklungsansatz gewählt, der durch systematische Performance-Tests in unterschiedlichen Szenarien (von Zwei-Peer- bis Vier-Peer-Szenarien, einschließlich Fußgänger-Tests) evaluiert wurde.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in technische Grundlagen, die Design-Entscheidungen des Prototypen, die detaillierte technische Umsetzung (inklusive Protokoll-Design und GUI) sowie die ausführliche Evaluation der Testergebnisse.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie mobile Ad-hoc-Netzwerke, Peer-to-Peer, MP3-Sharing, PDAs und mobile Performance-Analyse beschreiben.
Warum wurde für die Kommunikation im Prototypen eine One-Hop-Strategie gewählt?
Die Entscheidung basiert auf der geografischen Nähe der Nutzer, dem Ziel, menschliche Interaktion zu fördern, und dem Umstand, dass Ressourcen für Routing auf mobilen Geräten zu begrenzt sind.
Welche Rolle spielt die Java 2 Micro Edition (J2ME) für das Projekt?
J2ME wurde gewählt, da es plattformunabhängige Programmierung ermöglicht und mit den beschränkten Leistungs- und Speicherressourcen von PDAs kompatibel ist.
- Quote paper
- Marcus Hock (Author), 2004, Verbreitung von Informationen in mobilen Ad-hoc Netzwerken, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/25768
