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Dienstorientierung in mobilen Ad-hoc Netzwerken

Jan-Peter Tutzschke

Sommersemester 2007

Anwendung 1

Agenda

Szenario

Mobile Ad-hoc Netzwerke

Dienstorientiertes Rechnen

Anforderungen an das Szenario

Dienste und Dienstbeschreibungen Stand der Technik

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

29.05.2007 2Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Szenario / Vision

Dienstangebot

Beleuchtung

Dienstangebot

Dienstanfrage

- Licht dimmen

- Fenster

verdunkeln

- Präsentation

anzeigen

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Eigenschaften

Selbstorganisierende und selbstkonfigurierende Netzwerke

Drahtlose Kommunikation

Spontane Netzbildung

Benötigt keine Infrastruktur

Teilnehmer sind gleichberechtigt

Begrenzte Ressourcen auf mobilen Geräten

Steigende Anzahl von mobilen Geräten erhöht die Netzstabilität und die -Robustheit

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Eigenschaften

Bereitstellung und Nutzung von

Funktionalitäten in Form von Diensten

Lose Kopplung

Dienste werden zur Laufzeit abhängig von

Gegebenheiten automatisch gefunden,

konfiguriert und aufgerufen

Dynamischer Austausch von Dienstgebern

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Szenario / Vision

Anforderungen

Automatisierter Dienstnutzungsprozess

Dienstsuche

Dienstauswahl

Dienstkonfiguration

Dienstausführung

Basis ist ausdrucksstarke Dienstbeschreibungssprache für

Vergleich/Auswahl

Konfiguration/Aufruf

29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 10

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Funktionalität die im

Internet veröffentlicht,

gefunden und

ausgeführt werden

Webdienste

Dienstverzeichnis

DienstnutzerDienstanbieter

4. Abfrage der Beschreibung

5. Nutzung

[DJMZ05]

Web Services Description Language

(WSDL)

Offizielle Beschreibungssprache für Webdienste

Standardisiert vom W3C

XML-basierend

Bestandteile

Datentypen

Nachrichten

Operationen

Nachrichtenbasierte Beschreibung

DienstEingehende Nachrichten Ausgehende Nachrichten

[KKM05]

WSDL , dienstorientiertes Rechnen und

mobile Ad-hoc Netzwerke

Einschränkungen

Keine vollständige Automatisierung angedacht Manuelle Suche von Diensten

Manuelle Auswahl aus dem Dienstverzeichnis

Statische Dienstbindung

Probleme beim Vergleichen von Dienstangebot und Dienstnachfrage Kein Vorteil gegenüber einfacher

Schnittstellenbeschreibung

Semantik nicht eindeutig

Strikte Nachrichtenübereinstimmung

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Semantisches Web

Verarbeitung von Ressourcen aus dem Internet durch Rechner ermöglichen

Ansätze

Dokumentenbeschreibung mit Metadaten

Annotationen nur sinnvoll wenn Bezug der

Sachverhalte zur realen Welt existiert

Ontologien

Ontologien

Überbrückt semantische Lücke zwischen der realen Welt und Informationssystemen

Aufgabe ist die Einigung auf Konzepte und deren Bedeutung in der Anwendergruppe, um sich durch Bezug auf die Konzepte semantisch eindeutig austauschen zu können

Bestandteile Computerverarbeitbare Syntax

Ordnungsmechanismus

Vordefinierte Konstrukte

Schlussfolgerungsoperationen

Einfache Arten von Ontologien Kontrolliertes Vokabular

Thesaurus

Taxonomie

~~ ~~~~ ~~~~ ~~

~~ ~~~~ ~~

bezieht sich auf

MetadatenDokument

beschreibt

repräsentiert

Reale WeltOntologie

hat Bezug zu

[KLE06]

Web Ontology Language (OWL)

Spezifikation des W3C

Beschreibungssprache zum Erstellen, Publizieren und Verteilen von formal beschriebenen Ontologien

Erweiterung des Resource Description Frameworks (RDF)

Definierte Klassen OWL Full

Voller Sprachumfang

Maximale Ausdruckskraft

OWL DL Maximale Ausdruckskraft solange endlich berechenbar

OWL Lite Weniger Ausdrucksstark

Effizient zu verarbeiten

Einfach zu verstehen

Web Ontology Language (OWL)

Beispiel

<owl:Class rdf:ID="Wine">

<rdfs:subClassOf rdf:resource="&food;PortableLiquid„/>

<rdfs:subClassOf>

<owl:Restriction>

<owl:onProperty rdf:resource="#madeFromGrape"/>

<owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">

</owl:cardinality>

</owl:Restriction>

</rdfs:subClassOf>

</owl:Class>

Web Ontology Language-Service (OWL-S)

Ontologie auf Basis von OWL, um Webdienste semantisch zu beschreiben

Ziel Werkzeuge und Technologien bereitstellen, um die

Dienstnutzung im semantischen Web zu automatisieren

Im Wesentlichen Erweiterungen zur WSDL Ideen des semantischen Web

Dienstbeschreibungen werden von allgemeinem Weltwissen befreit durch Auslagerung in Ontologie

Ideen aspektorientierter Softwareentwicklung Dienstbeschreibung aus drei orthogonalen Sichtweisen

Beschreibung der Funktionalität im ServiceProfil

Beschreibung der Choreographie im ServiceModel

Technischer Zugangsweg im ServiceGrounding

Ideen aus dem Bereich der Agententechnologie Zustandsübergang bei Informationsfluss

Web Ontology Language-Service (OWL-S)

Obere Dienstontologie

Funktionale Beschreibung im

ServiceProfile

ServiceGrounding

ServiceModel

ServiceProfile

Servicedescribes

Was tut der Dienst?

Wie läuft die Kommunikation

mit dem Dienst ab?

Wie wird der Dienst

Technisch angesprochen?

[KLE06]

Start-Zustand

End-Zustand

DienstEingehende Nachrichten Ausgehende Nachrichten

[KKM05]

OWL-S, dienstorientiertes Rechnen und

Stärken Neben Informationsfluss auch Beschreibung von

Zustandsübergängen möglich (Vorbedingungen und Ergebnisse)

Beziehungen zwischen den Beschreibungen durch Regeln definierbar

Kompatibel zu WSDL

Einschränkungen Einbinden von Diensten in Applikationen möglich, aber

aufgrund des Dienstfundaments müssen angebotener und benötigter Dienst eine strukturell gleiche Signatur aufweisen

Mangel an anspruchsvollen Vergleichern

Web Service Modeling Ontology (WSMO)

Europäische Konkurrenz zu OWL-S

Ziel Semantische Dienstnutzung automatisieren

Drei Arbeitsgruppen WSMO Working Group

Bereitstellung eines abstrakten, konzeptionellen Modells zur Beschreibung von Diensten

WSML Working Group Schaffung einer formalen Sprache als geeignete

Repräsentation des konzeptionellen Modells

WSMX Working Group Schaffung einer Ausführungsumgebung

Web Service Modeling Ontology (WSMO)

Konzeptionelles Modell

nonFunctionalProperties

webService goal mediatorontology

WSMO Element

has source*

has target

has mediation

service

has mediation service

imports ontology

[WSMO05]

WSMO, dienstorientiertes Rechnen und

Stärken Trennung der Beschreibung von angebotenen

und benötigten Diensten

Zusammenarbeit von Teilsystemen in offenen heterogenen Umgebungen wird durch Mediatoren ermöglicht

Einschränkungen Konzept der Mediatoren nicht ausgereift

Es kann nicht beschrieben werden, bis wann ein Dienst noch den gewünschten Effekt erbringen kann, wenn der angebotene und der benötigte Dienst sich unterscheiden

Projekt Friedrich-Schiller-

Universität Jena

Universität Karlsruhe (TH)

Ansatz Eigene Dienst-

beschreibungsspracheDSD

Dienstbeschreibung stellt nicht nur eine weitere Dienstontologie dar, sondern passt die zugrunde liegende Ontologie an

Dienste in Ad-hoc Netzwerken (DIANE)

Dienstontologie

DienstspezifischeOntologiesprache

GenerischeOntologiesprache

Schichtung von Ontologien

Operationale, aggregierende,selektierende und bewertende Elemente zur Erfassung der CharakteristikaVon Diensten

Metaeigenschaften undModellierungsrichtlinienzur Trennung in zentrale undlokale Ontologien

[KLE06]

Dienste in Ad-hoc Netzwerken (DIANE)

Zustandsorientierte Beschreibung

Ermöglicht Integration persönlicher (unscharfer) Präferenzen in

Anfragebeschreibung

Persönliche Vergleicher, die nicht auf Heuristiken angewiesen sind

Automatische Dienstausführung

Start-zustand

End-zustand

Dienst

[KKM05]

Variablen Variablen

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Zusammenfassung

Dienstorientierung in mobilen Ad-hoc

Netzwerken

Vollständige Automatisierung des

Dienstnutzungsprozesses bisher durch

Mangel adäquater Dienstbeschreibungen

nicht oder nur eingeschränkt möglich

Dienstbeschreibungssprache aus dem DIANE

Projekt stellt einen weiteren Ansatz dar

Aktuelles Forschungsgebiet

Agenda

Szenario

Stand der Forschung

Zusammenfassung

Ausblick

Vorgestellte Beschreibungssprachen auf praktischen Einsatz hin überprüfen

DIANE Middleware im Rahmen des Projektes einsetzen und untersuchen

Vertiefungsgebiet suchen wie z.B. Beschreibungssprachen vertiefen

Dienstkomposition

Dienstausführung

Anreizmechanismen

Kontextbeachtende Dienstnutzung

Literatur

[BPK06] BAUMUNG, Peter ; PENZ, Stefan ; KLEIN, Michael: P2PBased Semantic Service Management in Mobile Ad-hoc Networks. In: Seventh International Conference on Mobile Data Management (MDM’06). Nara, Japan, 2006. – URL http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/MDM06_P2PSSM.pdf

[CDHSZ05] CONRAD, Michael ; DINGER, Jochen ; HARTENSTEIN, Hannes ; SCHÖLLER, Marcus ; ZITTERBART, Martina: CombiningService-Orientation and Peer-to-Peer Networks, 2005

[DJMZ05] DOSTAL, Wolfgang ; JECKLE, Mario ; MELZER, Ingo ; ZENGLER, Barbara: Service-orientierte Architekturen mit Web Services: Konzepte, Standards, Praxis. Elsevier GmbH, Spektrum Akademischer Verlag, 2005

[HK06] HAMDY, Mohamed ; KÖNIG-RIES, Birgitta: Service-Orientation in Mobile Computing – An Overview. In: Workshop on Tools and Applications for Mobile Contents (TAMC2006) in Conjunction with the 7th International Conference on Mobile Data Management (MDM’06). Nara, Japan, 2006. – URL http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/HK06.pdf

[KLA06] KLAN, Friederike: Context-aware service discovery, selection and usage, URL http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/GvD06.pdf, June 2006

[KLE05] KLEIN, Michael: Handbuch zur DIANE Service Description. Institute for Programme Structures and Data Organisation, Universitat Karlsruhe, 76128 Karlsruhe, Germany. ’Institute of Computer Science, Friedrich-Schiller-Universitat Jena, 07743 Jena, Germany.’ Institute for Programme Structures and Data Organisation, Universitat Karlsruhe, 76128 Karlsruhe, Germany, 2005, S. 328–364

[KLE06] KLEIN, Michael: Automatisierung dienstorientierten Rechnens durch semantische Dienstbeschreibungen, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Dissertation, 2006 11

[KKM05] KLEIN, Michael ; KÖNIG-RIES, Birgitta ; MÜSSIG, Michael: What is needed for semantic service descriptions?, URL http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/DSD-Cookbook.pdf, 2005

[PEN05] PENZ, Stefan: SLP-based Service Management for Dynamic Ad-hoc Networks. Grenoble, Frankreich, November 2005. – URL http://middleware05.objectweb.org/WSProceedings/MPAC05/a18-penz.pdf

[ROT05] ROTH, Jörg: Mobile Computing: Grundlagen, Technik, Konzepte. 2. aktualisierte Auflage. dpunkt.verlag GmbH, 2005

[W3C01] (W3C), World Wide Web C.: Web Services Description Language (WSDL). 2001. – URL http://www.w3.org/TR/wsdl

[WSMO] (WSMO), Web Service Modeling Ontology – URL http://www.wsmo.org/

[ZAH06] ZAHN, Thomas: Strukturierte Peer-to-Peer-Dienste für mobile Ad-hoc-Netze, Freie Universität Berlin, Dissertation, 2006

[OWLS] DAML Services: Web Service Ontology Language (OWL-s) – URL http://www.daml.org/services/owl-s/

Und zum Abschluss…

Danke für Eure Aufmerksamkeit

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