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
Mobile Ad-hoc Netzwerke
Dienstorientiertes Rechnen
Anforderungen an das Szenario
Dienste und Dienstbeschreibungen Stand der Technik
Stand der Forschung
Zusammenfassung
Ausblick
29.05.2007 3Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Szenario / Vision
29.05.2007 4Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Dienstangebot
Beleuchtung
Dienstangebot
Anzeige
Dienstanfrage
- Licht dimmen
- Fenster
verdunkeln
- Präsentation
anzeigen
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 5Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Mobile Ad-hoc Netzwerke
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
29.05.2007 6Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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 7Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Dienstorientiertes Rechnen
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
29.05.2007 8Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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 9Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
Mobile Ad-hoc Netzwerke
Dienstorientiertes Rechnen
Anforderungen an das Szenario
Dienste und Dienstbeschreibungen Stand der Technik
Stand der Forschung
Zusammenfassung
Ausblick
29.05.2007 11Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Funktionalität die im
Internet veröffentlicht,
gefunden und
ausgeführt werden
kann
29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 12
Webdienste
Dienstverzeichnis
DienstnutzerDienstanbieter
4. Abfrage der Beschreibung
5. Nutzung
SOAP
UDDI
[DJMZ05]
Web Services Description Language
(WSDL)
Offizielle Beschreibungssprache für Webdienste
Standardisiert vom W3C
XML-basierend
Bestandteile
Datentypen
Nachrichten
Operationen
Nachrichtenbasierte Beschreibung
29.05.2007 13Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
29.05.2007 14Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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 15Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Semantisches Web
Ziel
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
29.05.2007 16Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
<META name="CREATOR" content="Jan-Peter Tutzschke">
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
29.05.2007 17Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
~~ ~~~~ ~~~~ ~~
~~ ~~~~ ~~
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
29.05.2007 18Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Web Ontology Language (OWL)
Beispiel
29.05.2007 19Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
<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">
1
</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
29.05.2007 20Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Web Ontology Language-Service (OWL-S)
Obere Dienstontologie
Funktionale Beschreibung im
ServiceProfile
29.05.2007 21Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
mobile Ad-hoc Netzwerke
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
…
29.05.2007 22Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
29.05.2007 23Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Web Service Modeling Ontology (WSMO)
Konzeptionelles Modell
29.05.2007 24Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
nonFunctionalProperties
webService goal mediatorontology
WSMO Element
has *
has source*
*
*
*
*
has target
has mediation
service
has mediation service
imports ontology
[WSMO05]
WSMO, dienstorientiertes Rechnen und
mobile Ad-hoc Netzwerke
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
29.05.2007 25Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 26
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
29.05.2007 27Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
Start-zustand
End-zustand
Dienst
[KKM05]
Variablen Variablen
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 28Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 29
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 30Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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
Etc.
29.05.2007 31Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007
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/
…
29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 32
Und zum Abschluss…
Danke für Eure Aufmerksamkeit
29.05.2007 Jan-Peter Tutzschke AW1 SS2007 33