Переход относится к парадигме информатики в контексте систем связи, которая описывает изменение механизмов связи, то есть функций системы связи, в частности, компонентов служб и протоколов . При переходе механизмы связи в системе заменяются функционально сопоставимыми механизмами с целью обеспечения максимально возможного качества, например, в соответствии с качеством обслуживания .
Идея и принцип действия
Переходы позволяют системам связи адаптироваться к изменяющимся условиям во время выполнения. Это изменение условий может, например, быть быстрым увеличением нагрузки на определенный сервис, что может быть вызвано, например, большим скоплением людей с мобильными устройствами. Переход часто влияет на несколько механизмов на разных уровнях связи многоуровневой архитектуры .
Механизмы представлены как концептуальные элементы сетевой системы связи и связаны с конкретными функциональными блоками, например, как компонент службы или протокола. В некоторых случаях механизм может также включать целый протокол. Например, на уровне передачи LTE можно рассматривать как такой механизм. Следуя этому определению, существует множество механизмов связи, которые частично эквивалентны по своей базовой функциональности, такие как Wi-Fi , Bluetooth и ZigBee для локальных беспроводных сетей и UMTS и LTE для широкополосных беспроводных соединений. Например, LTE и Wi-Fi имеют эквивалентную базовую функциональность, но технологически они существенно различаются по своей конструкции и работе. Механизмы, на которые влияют переходы, часто являются компонентами протокола или службы. Например, в случае потоковой передачи / передачи видеоданных, использование различного кодирования видеоданных может выполняться в зависимости от доступной скорости передачи данных. Эти изменения контролируются и реализуются переходами; Примером исследования является контекстно-зависимая служба видеоадаптации для поддержки мобильных видеоприложений. [1] Анализируя текущие процессы в системе связи, можно определить, какие переходы необходимо выполнить на каком уровне связи, чтобы соответствовать требованиям качества. Чтобы коммуникационные системы могли адаптироваться к соответствующим рамочным условиям, могут использоваться архитектурные подходы самоорганизации, адаптивные системы, такие как цикл MAPE [2] (Monitor-Analyze-Plan-Execute). Эта центральная концепция автономных вычислений может использоваться для определения состояния системы связи, анализа данных мониторинга, а также для планирования и выполнения необходимых переходов. Основная цель состоит в том, чтобы пользователи не воспринимали сознательно переход во время работы приложений и чтобы функциональность используемых служб воспринималась как плавная и плавная.
Недавние исследования
Изучение новых и фундаментальных методов, моделей и методов проектирования, которые обеспечивают автоматические, скоординированные и межуровневые переходы между функционально подобными механизмами в системе связи, является основной целью совместного исследовательского центра, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG). Центр совместных исследований DFG 1053 MAKI - Мульти-механическая адаптация для Интернета будущего - фокусируется на исследовательских вопросах в следующих областях: (i) фундаментальные исследования методов перехода, (ii) методы адаптации систем связи с возможностью перехода на основе достигнутое и целевое качество, и (iii) конкретные и образцовые переходы в системах связи, рассматриваемые с различных технических точек зрения.
Формализация концепции переходов, которая фиксирует функции и отношения в системе связи для выражения и оптимизации процесса принятия решений, связанного с такой системой, дается в [3] . Связанные строительные блоки включают (i) Динамический программный продукт Линии , (ii) Марковские процессы принятия решений и (iii) Утилитарный дизайн. В то время как динамические программные продукты предоставляют метод для краткого захвата большого конфигурационного пространства и определения изменчивости во время выполнения адаптивных систем, марковские процессы принятия решений предоставляют математический инструмент для определения и планирования переходов между доступными механизмами связи. Наконец, служебные функции количественно определяют производительность отдельных конфигураций системы связи на основе переходов и предоставляют средства для оптимизации производительности в такой системе.
Применение идеи переходов нашло свой путь к беспроводным сенсорным сетям [4] и мобильным сетям, [5] распределенному реактивному программированию, [6] [7] модификации прошивки WiFi, [8] планированию автономных вычислительных систем, [9] анализ CDN , [10] гибкие расширения стека ISO OSI , [11] автомобильная связь 5G mmWave , [12] [13] анализ параллельных систем, подобных MapReduce , [14] планирование Multipath TCP , [15] адаптивность для обучения лучей в 802.11ad , [16] размещения оператора в динамических пользовательских средах, [17] анализа видеопроигрывателя DASH , [18] адаптивной потоковой передачи битрейта [19] и сложной обработки событий на мобильных устройствах. [20]
Рекомендации
- ^ S. Wilk, D. Stohr и W. Effelsberg. 2016. Контент-ориентированный сервис видеоадаптации для поддержки мобильного видео. ACM Trans. Мультимедийный компьютер. Commun. Прил. 12, 5, статья 82 (ноябрь 2016 г.)
- ^ JO Кепхарт и DM шахматы. Видение автономных вычислений. IEEE Computer, 1, стр. 41-50, 2003.
- ^ Альт, Бастиан; Векессер, Маркус; и другие. (2019). «Переходы: независимый от протокола взгляд на будущее Интернета». Труды IEEE . 107 (4): 835–846. DOI : 10.1109 / JPROC.2019.2895964 . ISSN 0018-9219 .
- ^ Клюге, Роланд; Штейн, Майкл; Гиссинг, Дэвид; Шюрр, Энди; Мюльхойзер, Макс (2017). Анджорин, Энтони; Эспиноза, Уаскар (ред.). «cMoflon: создание на основе модели встроенного кода на языке C для беспроводных сенсорных сетей». Основы моделирования и приложения . Конспект лекций по информатике. Издательство Springer International. 10376 : 109–125. DOI : 10.1007 / 978-3-319-61482-3_7 . ISBN 9783319614823.
- ^ Richerzhagen, N .; Richerzhagen, B .; Hark, R .; Stingl, D .; Стейнмец, Р. (2016). «Ограничение следа мониторинга в динамических сценариях посредством многомерной разгрузки». 2016 25-я Международная конференция по компьютерным коммуникациям и сетям (ICCCN) : 1–9. DOI : 10.1109 / ICCCN.2016.7568539 . ISBN 978-1-5090-2279-3.
- ^ Могк, Рагнар; Баумгертнер, Ларс; Сальванески, Гвидо; Фрайслебен, Бернд; Мезини, Мира (2018). «Отказоустойчивое распределенное реактивное программирование» . Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik GMBH, Вадерн / Саарбрюккен, Германия . DOI : 10.4230 / lipics.ecoop.2018.1 .
- ^ Маргара, А .; Сальванески, Г. (2018). «О семантике распределенного реактивного программирования: цена согласованности». IEEE Transactions по разработке программного обеспечения . 44 (7): 689–711. DOI : 10.1109 / TSE.2018.2833109 . ISSN 0098-5589 .
- ^ Шульц, Матиас; Вегемер, Даниэль; Холлик, Матиас (2018-09-01). «Система анализа и модификации прошивки Nexmon: расширение возможностей исследователей для улучшения устройств Wi-Fi». Компьютерные коммуникации . 129 : 269–285. DOI : 10.1016 / j.comcom.2018.05.015 . ISSN 0140-3664 .
- ^ Pfannemueller, M .; Krupitzer, C .; Weckesser, M .; Беккер, К. (2017). «Подход динамической линейки программных продуктов для планирования адаптации в автономных вычислительных системах». Международная конференция IEEE по автономным вычислениям (ICAC) 2017: 247–254. DOI : 10.1109 / ICAC.2017.18 . ISBN 978-1-5386-1762-5.
- ^ Jeremias Blendin, Фабрис Bendfeldt, Ингмар Poese, Борис Koldehofe, и Оливер Hohlfeld. 2018. Вскрытие мета-CDN Apple во время обновления iOS. В материалах конференции Internet Measurement Conference 2018 (IMC '18). ACM
- ^ Heuschkel, J .; Wang, L .; Fleckstein, E .; Ofenloch, M .; Blöcher, M .; Crowcroft, J .; Мюльхойзер, М. (2018). «VirtualStack: гибкая межуровневая оптимизация с помощью виртуализации сетевого протокола». 43-я конференция IEEE по локальным компьютерным сетям (LCN) 2018: 519–526. DOI : 10,1109 / LCN.2018.8638106 . ISBN 978-1-5386-4413-3.
- ^ Асади, А .; Müller, S .; Sim, GH; Klein, A .; Холлик, М. (2018). «FML: быстрое машинное обучение для автомобильной связи 5G mmWave». IEEE INFOCOM 2018 - Конференция IEEE по компьютерным коммуникациям : 1961–1969. DOI : 10.1109 / INFOCOM.2018.8485876 . ISBN 978-1-5386-4128-6.
- ^ Sim, GH; Klos, S .; Асади, А .; Klein, A .; Холлик, М. (2018). «Онлайн-контекстно-зависимый алгоритм машинного обучения для автомобильной связи 5G mmWave». Транзакции IEEE / ACM в сети . 26 (6): 2487–2500. DOI : 10.1109 / TNET.2018.2869244 . ISSN 1063-6692 .
- ^ ХудаБухш, З.Р .; Ризк, А .; Frömmgen, A .; Кеппл, Х. (2017). «Оптимизация стохастического планирования в моделях организации очереди fork-join: границы и приложения». IEEE INFOCOM 2017 - Конференция IEEE по компьютерным коммуникациям : 1–9. arXiv : 1612.05486 . DOI : 10.1109 / INFOCOM.2017.8057013 . ISBN 978-1-5090-5336-0.
- ^ Фрёммген, Александр; Ризк, Амр; Эрбшойсер, Тобиас; Веллер, Макс; Колдехофе, Борис; Бухманн, Алехандро; Стейнмец, Ральф (2017). «Модель программирования для расписания многопутевого TCP, определяемого приложением». Материалы 18-й конференции по промежуточному программному обеспечению ACM / IFIP / USENIX . Промежуточное ПО '17. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 134–146. DOI : 10.1145 / 3135974.3135979 . ISBN 9781450347204.
- ^ Паласиос, Жанна; Штейнметцер, Даниэль; Лох, Адриан; Холлик, Матиас; Видмер, Йорг (2018). «Адаптивная оптимизация кодовой книги для обучения луча на готовых устройствах IEEE 802.11Ad». Материалы 24-й ежегодной международной конференции по мобильным вычислениям и сетям . MobiCom '18. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 241–255. DOI : 10.1145 / 3241539.3241576 . ISBN 9781450359030.
- ^ Лутра, Маниша; Колдехофе, Борис; Вайзенбургер, Паскаль; Сальванески, Гвидо; Ариф, Рахил (2018). «ТСЭП». Материалы 12-й Международной конференции ACM по распределенным и событийным системам - DEBS '18 . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM Press: 136–147. DOI : 10.1145 / 3210284.3210292 . ISBN 9781450357821.
- ^ Stohr, Денни; Фрёммген, Александр; Ризк, Амр; Зинк, Майкл; Стейнмец, Ральф; Эффельсберг, Вольфганг (2017). «Где сладкие пятна?: Систематический подход к воспроизводимым сравнениям игроков DASH». Материалы 25-й Международной конференции ACM по мультимедиа . ММ '17. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 1113–1121. DOI : 10.1145 / 3123266.3123426 . ISBN 9781450349062.
- ^ Ризк, Амр; Koeppl, Heinz; Стейнмец, Ральф; Баллард, Тревор; Альт, Бастиан (17 января 2019). «CBA: контекстная адаптация качества для потоковой передачи видео с адаптивной скоростью передачи данных (расширенная версия)». arXiv : 1901.05712 [ cs.MM ].
- ^ Граубнер, Пабло; Телен, Кристоф; Кёрбер, Михаэль; Стерц, Артур; Сальванески, Гвидо; Мезини, Мира; Сигер, Бернхард; Фрайслебен, Бернд (2018). «Мультимодальная комплексная обработка событий на мобильных устройствах». Материалы 12-й Международной конференции ACM по распределенным и событийным системам . DEBS '18. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 112–123. DOI : 10.1145 / 3210284.3210289 . ISBN 9781450357821.
Внешние ссылки
- МАКИ