Design und Leistungsbewertung von Protokollen für P2P-Dienste in Mobilfunknetzen
Final Report Abstract
P2P-Systeme wurden in den letzten Jahren verstärkt zum dezentralen Verwalten und Verteilen von Ressourcen und Inhalten eingesetzt, wobei eine Vielfalt der angebotenen P2P Applikationen und Diensten wie Dateiaustausch oder Videostreaming von einer breiten Nutzerbasis akzeptiert ist. Die Nutzer solcher Dienste werden jedoch immer mobiler und benutzen verschiedenste Mobilfunktechnologien, um Zugang zum Internet zu bekommen. Mit der Leistungssteigerung der mobilen Endgeräte und der Integration von verschiedenen Mobilfunktechnologien in einem Gerät, bieten sich neue Möglichkeiten zur Kombination von P2P-Techniken und Mobilkommunikation. Ein mobiler Nutzer hat die Möglichkeit, sich durch verschiedene infrastrukturbasierte Drahtlosnetzwerke wie UMTS, WLAN oder WiMAX zu bewegen, wobei ein vertikaler Handover zwischen den Technologien stattfinden kann. In Zukunft werden auch Multihoming-Technologien eingesetzt, bei denen ein Nutzer über mehrere Technologien parallel Zugang zum Internet hat. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Mobilfunktechnologien und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für das Nutzerverhalten müssen bei der Implementierung von P2P-Mechanismen in diesem Umfeld berücksichtigt werden. Ein Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die für den Einsatz in mobilen Umgebungen geeigneten P2P-Systeme so zu modifizieren, dass ihre Leistungsfähigkeit erhalten bleibt und verbessert werden kann. Die erzielten Ergebnisse innerhalb des Projektes lassen sich thematisch in fünf unterschiedliche Bereiche aufteilen: I. Modellierung und Kartografie von P2P und mobilen Netzen, II. Kooperationsstrategien für die Verteilung von Inhalten in zellularen Netzen, III. Erreichung der besten Konnektivität im Overlay, IV. die Fusion von Netzen und V. die Unterstützung der Mobilität von Endgeräten mittels P2P Mechanismen. Der erste Themenkomplex erlaubt die Modellierung von P2P-Systemen in mobilen Netzen und beinhaltet Modelle für das Teilnehmerverhalten und die Mobilität, die Betreiberinfrastruktur, sowie die Luftschnittstelle des Drahtloszugangs als auch die zugrunde liegenden P2P-Architekturen. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Interaktion von Mobilfunknetzen und P2P-Netzen wurden in einer Kartographie zusammengetragen und die innerhalb des Projekts weiterentwickelten P2P Protokolle wurden entsprechend klassifiziert. Neben simulativer oder analytischer Leistungsbewertung der Weiterentwicklungen wurden ausgewählte P2P Systeme in einer Testumgebung untersucht, so dass sowohl Skalierbarkeit und Effizienz als auch die Machbarkeit der entwickelten Lösungen in echten Mobilfunknetzen überprüft werden konnten. Insbesondere untersuchen die beiden Themenkomplexe II. und III. P2P-Applikationen und Dienste im mobilen Umfeld und verbessern deren Performanz durch geeignete Kooperationsstrategien zwischen Nutzern und Architekturkonzepte, die auf die Charakteristika der mobilen Umgebung optimiert sind. Der Schwerpunkt der letzten beidenPunkte liegt hingegen auf der Benutzung von P2P-Overlays zur Verbesserung bestehender Mobilfunksysteme, bzw. der Fusion und Integration von Mobilfunknetzen mit dem Internet. In diesem Zusammenhang wurde die Virtualisierung als verallgemeinerter Lösungsansatz für Mobile P2P-spezifische Probleme identifiziert und untersucht.
