Valutazione sperimentale di middleware pub/sub per reti wireless!

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1 tesi di laurea! Valutazione sperimentale di middleware pub/sub per reti wireless! Anno Accademico 2009/2010! relatore! Ch.mo prof. Domenico Cotroneo! correlatore! Ing. Christiancarmine Esposito! candidato! Fernando Messano! Matr !

2 CARATTERISTICHE DEI DISPOSITIVI MOBILI! Bassa capacità computazionale! Piccola capacità di archiviazione! Vita della batteria limitata! Difficoltà di trasmissione in presenza di ostacoli! Mobilità del dispositivo! Utilizzo di tecnologie di rete wireless!!! Perdite di Messaggi! Lunghi periodi di disconnessione!! Scopo: adottare unʼopportuna strategia di disseminazione delle informazioni che tolleri gli effetti negativi delle caratteristiche dei dispositivi mobili e poterne valutare la qualità in maniera sperimentale.!

3 MIDDLEWARE PUBLISH/SUBSCRIBE (1/2)! La soluzione multicast più utilizzata per la disseminazione di informazioni in ambienti mobili si basa sul modello di interazione publish/subscribe.! Event Service! publish! Archiviazione e gestione sottoscrizioni! Notify()! Subscribe()! Unsubscribe()! subscribe! unsubscribe! notify! Subscriber! Subscriber! Subscriber! Publisher:! 1. Recupera informazioni dal mondo circostante! 2. Pubblica tali informazioni attraverso lʼevent Service! Subscriber:! 1. Sottomette presso lʼevent Service le sottoscrizioni agli eventi a cui è interessato! 2. Riceve notifiche ogni qual volta almeno una delle sottoscrizioni sottomesse è verificata! 3. Consuma gli eventi ricevuti dallʼevent Service! Event Service: Gestisce lʼistradamento degli eventi e memorizza le sottoscrizioni!

4 MIDDLEWARE PUBLISH/SUBSCRIBE (2/2)! Il successo delle soluzioni publish/subscribe dipende dalle tre proprietà di disaccoppiamento offerte:! Space decoupling! Syncronization decoupling! Event Service! Time decoupling! Event Service! Notify()! subscriber! subscriber! Event Service! Notify()! subscriber! Notify()! subscriber! subscriber! Time! I subscriber non conoscono lʼidentità dei publisher, e viceversa! Non esiste sincronizzazione tra publisher e subscriber! La pubblicazione e la relativa ricezione di un evento possono avvenire in istanti temporali anche molto distanti tra loro! Lʼaspetto chiave per lʼefficacia di una soluzione publish/subscribe è costituito dalla soluzione architetturale adottata per lʼimplementazione dellʼevent Service.!

5 IMPLEMENTAZIONE PER MEZZO DI RETI AD-HOC! LʼEvent Service è costituito da una serie di processi, detti brokers, ognuno in esecuzione su un dispositivo mobile.! Tecnica utile in assenza di infrastrutture! Vantaggi:! Non è richiesta unʼinfrastruttura -> facilità di messa in esercizio.! Svantaggi:! LʼEvent Service può essere indisponibile per lʼesaurirsi della batteria, o prolungate disconnessioni della rete wireless.!

6 IMPLEMENTAZIONE PER MEZZO DI UNʼINFRASTRUTTURA DEDICATA! Ogni broker è in esecuzione su un apposito server. Tutti i brokers sono connessi da reti wired, mentre i dispositivi mobili sono connessi ad un dato broker da una rete wireless.! PUBLISHER! PUBLISHER!! PUBLISHER! EventService! Broker! Broker! c2! Broker! Broker! Broker! cn! c1! SUBSCRIBER! SUBSCRIBER!! SUBSCRIBER! Vantaggi:! I broker hanno migliore capacità computazionale e di archiviazione.! In caso di guasto di un Broker, il sistema continua a funzionare.! Svantaggi:! Necessità di messa in esercizio dellʼinfrastruttura di brokers.! Gestione dellʼhand-over di un dispositivo mobile da un broker ad un altro.!!

7 VALUTAZIONE PER MEZZO DI SIMULAZIONE! Creazione di modelli verosimili delle caratteristiche dei dispositivi mobili.! Implementazione della strategia di data dissemination da valutare.! Valutazione sperimentale della qualità di una! soluzione middleware publish/subscribe in ambiente mobile! Data la presenza di molti modelli per reti wireless e la disponibilità di modelli per le caratteristiche dei dispositivi mobili, abbiamo scelto di impiegare il simulator OMNet++!

8 SPERIMENTAZIONE (1/2)! Mobility Model: Random vs Circle! Scopo della simulazione: confrontare la disseminazione di informazioni tra dispositivi mobili che ruotano attorno ad un punto fisso o che si muovono liberamente in maniera casuale, adottando una soluzione publish/subscribe chiamata Scribe e Event Service con implementazione ad-hoc.!

9 SPERIMENTAZIONE (2/2)! Si noti che il modello di mobilità ha forti ripercussioni sulla qualità del servizio offerta da Scribe, e anche il numero di dispositivi incide in maniera differente in base al modello adottato.!

10 CONCLUSIONI! Il presente lavoro di tesi ha affrontato la problematica di valutare sperimentalmente una soluzione publish/subscribe in ambienti mobili.!! La soluzione scelta è quella di adottare dei modelli simulativi, sia delle caratteristiche dei dispositivi mobili (ciclo di vita della batteria o mobilità) sia della strategia di data dissemination adottata.! SVILUPPI FUTURI! Questa tesi si è focalizzata sui modelli di mobilità, in futuro si studieranno anche altri modelli, per es. la batteria, o crash del dispositivo.!! Si implementeranno le maggiori soluzioni publish/subscribe per ambienti mobili, come Rebeca o Padres.!