Service-Oriented Computing mit drahtlosen Teilnehmern - Adaptionsmechanismen und Entscheidungsunterstützung für leichtgewichtigen Web Service Konsum

An der Schnittstelle zweier aktueller Trends in der Informationstechnik -Serviceorientierung und mobilem Computing- ergeben sich sowohl große Potentiale als auch Herausforderungen. Die Kombination dieser beiden Technologien bietet sowohl funktionale als auch nicht-funktionale Vorteile. Sie ermöglicht u.a. die Umschichtung daten- und verarbeitungsintensiver Software von mobilen auf performantere Hardware und die schnelle Entwicklung von Mobilanwendungen durch die Nutzung existierender Software Services, die nur schwer auf den mobilen Endgeräten implementiert werden können. Allerdings verwenden serviceorientierte Systeme zur Erreichung ihrer Ziele, darunter Interoperabilität und Plattformunabhängigkeit, in der Regel selbstbeschreibende und somit schwergewichtige Nachrichten- und Beschreibungsformate. Die Verwendung dieser Technologien auf mobilen, drahtlosen, in ihrer Leistung beschränkten Endgeräten, stellt sich somit als schwierig dar. Zukünftig wird eine große Zahl heterogener Endgeräte in serviceorientierten Systemen Anwendung finden. Daher wird in der Forschung verstärkt die Entwicklung passender Adaptionsmechanismen betrachtet. Diese Mechanismen sollen es einem System erlauben, dynamisch und nahtlos zwischen verschiedenen Konfigurationen umzuschalten, welche auf die Anforderungen der jeweiligen Endgeräte zugeschnitten sind. Im Hinblick auf den wichtigsten Standard im Umfeld serviceorientierter Systeme, d.h. Web Services, besteht eine solche Adaption häufig in der Erreichung einer leichtgewichtigeren Kommunikation, die sich an den Vorgaben des aktuellen Systemkontexts orientiert. Ausgangspunkt der Forschung zu Verbesserungen im Hinblick auf Web-Service-Adaptionsmechanismen für drahtlose Endgeräte sind drei grundlegende Fragen: Welche spezifischen Adaptionsmechanismen können verwendet werden und welche Charateristika besitzen diese? Kann die Entwicklung neuer Mechanismen weitere prinzipielle Möglichkeiten der Adaption eröffnen? Welcher Adaptionsmechanismus sollte in welchem mobilen/drahtlosen Systemkontext verwendet werden? Die systematische, wissenschaftliche Untersuchung dieser drei Fragestellungen führt zu den drei wesentlichen Beiträgen dieser Arbeit. Erstens enthält diese Arbeit eine Erhebung und einen Vergleich verschiedener Adaptionsmechanismen. Erstmalig wird in diesem Zusammenhang der Nutzen aller Mechanismen unter gegebenen Kontexten mobiler und drahtloser Systeme untersucht. Diese Untersuchung bildet die Grundlage zur Betrachtung der weiteren Fragestellungen. Zweitens wird ein neuer, Caching-basierter Adaptionsmechanismus für Web Services vorgestellt. Der Mechanismus ermöglicht erstmals die Verwendung von im Cache zwischengespeicherten Antwortnachrichten für externe -d.h., durch Dritte bereitgestellte- Web Services bei gleichzeitiger Sicherstellung von 100% Freshness in einer automatisierten und generischen Weise. Die Freshness von zwischengespeicherten Objekten bezieht sich auf die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Inhalte aktuell sind. Im Rahmen einer Evaluation wird die Möglichkeit von Performanzverbesserungen beim mobilen Aufruf von Web Services im Vergleich zu anderen Ansätzen, die die Freshness garantieren können, nachgewiesen. Drittens wird -beruhend auf der Feststellung, dass kein Adaptionsmechanismus über alle Systemkontexte hinweg grundsätzlich die beste Performanz liefert- die Möglichkeit der Unterstützung bei der Auswahl von Adaptionsmechanismen untersucht. Entsprechende Entscheidungsalgorithmen werden auf der Grundlage einer vorhergehenden Erhebung entwickelt. In der hierauf aufbauenden Evaluation wird schwerpunktmäßig der bedeutsame, aber bislang unzureichend betrachtete Aspekt der Unvollständigkeit der den Systemkontext beschreibenden Daten untersucht. Aus den Ergebnissen ergeben sich Empfehlungen hinsichtlich der Wahl einer geeigneten Imputationsstrategie für das untersuchte Szenario. Die Arbeit betrachtet ein wohldefiniertes, künftiges Szenario der Web Service-Nutzung über eine Vermittlungsschicht. In diesem Rahmen enthält die Arbeit weitere Beiträge, darunter Architektur- und Entwicklungsansätze sowie Problemformalisierungen. Die vorliegende Dissertation stellt somit einen wichtigen Beitrag für künftige Arbeiten im Umfeld der Forschung von mobilen Services dar