| Ralph Lange
| creator |
Lange, Ralph
| | date |
2005-01-14
| | | | description |
85 pages
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In ubiquitous computing - the third era of the electronic data
processing - energy efficient algorithms play an important role,
since the corresponding computer systems have limited energy
supplies. Many tasks are mastered through cooperation in ubiquitous
computer systems. The computers communicate via wireless networks
with each other. The network interface of such a computer consumes a
lot of energy. Energy can be saved by deactivating this interface,
but then the computer becomes unreachable for others.
Today there are a lot of energy efficient algorithms for media
access control and routing. These algorithms save energy by
deactivating the network interface during regular intervals and try
to compensate the unreachability.
In this work energy efficient algorithms, which use knowledge on the
applications and services of a computer, are examined. Using this
knowledge potentially most of all energy can be saved. At the same
time negative effects of the deactivation of the network interfaces
can be minimized. Here, especially variants or extensions of
SANDMAN, an algorithm for energy efficient service discovery, are
examined. SANDMAN divides a wireless network in clusters and uses a
clusterhead per cluster as service directory. In the approach
discussed here, not only the service discovery but also the use of
the service occurs via the clusterhead. The real service is hidden
behind the clusterhead.
In the first part of this work advantages and disadvantages of this
approach are examined. One result among others is how services and
computers have to look like to be suitable for this approach. After
the discussion of some existing energy efficient algorithms, LATE
RISER, a concrete algorithm according to the described approach, is
developed and its implementation is described. Data of the analysis
of LATE RISER through simulation are presented and discussed.
The conclusion is that using the described approach a lot of energy
can be saved, but it can only be used under suitable circumstances.
In der dritten Ära der elektronischen Datenverarbeitung - dem
Ubiquitous Computing - spielen energieeffizente Algorithmen eine
wichtige Rolle, da die entsprechenden Rechnersysteme über nur
begrenzte Energievorräte verfügen. Viele Aufgaben werden in
ubiquitären Rechnersystemen durch Kooperation bewältigt. Die
Kommunikation zwischen den Rechnern erfolgt in der Regel über
drahtlose Netze. Die dazu notwendigen Schnittstellen gehören zu den
großen Energieverbrauchern solcher Rechner. Deaktiviert man die
Schnittstelle, so wird zwar viel Energie gespart, gleichzeitig aber
der Rechner im Netz unerreichbar.
Für Media Access Control und Routing existieren heute eine Reihe
energieeffizienter Algorithmen, die durch regelmäßiges
Deaktivieren der Netzwerkschnittstelle Energie sparen und die
vorübergehende Unerreichbarkeit eines Rechners zu kompensieren
versuchen.
In dieser Arbeit werden energieeffiziente Algorithmen untersucht,
die Wissen über die Anwendungen und Dienste eines Rechners
verwenden. Mit diesem Ansatz kann potentiell am meisten Energie
gespart und gleichzeitig negative Effekte durch das Deaktivieren der
Netzwerkschnittstellen minimiert werden. Speziell werden Algorithmen
untersucht, die Varianten oder Erweiterungen von SANDMAN darstellen,
einem Verfahren für energieeffiziente Diensterkennung. SANDMAN
teilt ein drahtloses Netz in Cluster ein und verwendet je Cluster
einen dedizierten Rechner, den Clusterhead, für ein
Dienstverzeichnis. Bei den hier diskutierten Varianten und
Erweiterungen von SANDMAN soll nicht nur die Diensterkennung sondern
auch die Dienstnutzung über den Clusterhead als Stellvertreter
erfolgen. Der Clusterhead versteckt die eigentlichen Dienste vor den
Klienten.
Dieser Ansatz verspricht eine Reihe von Vorteilen, die zusammen mit
Nachteilen im ersten Teil dieser Arbeit untersucht und bewertet
werden. Ergebnis ist unter anderem, wie für diesen Ansatz geeignete
Dienste und Rechner auszusehen haben. Nach der Diskussion einiger
existierender energieeffzienter Algorithmen wird im zweiten Teil
LATE RISER, ein konkreter Algorithmus der energieeffiziente
Dienstnutzung über einen Clusterhead ermöglicht, entwickelt und
dessen Implementierung beschrieben. Anschließend werden
Simulationsergebnisse aus der Analyse von LATE RISER präsentiert
und bewertet.
Ergebnis dieser Bewertung ist, dass Dienstnutzung mit dem
Clusterhead als Stellvertreter prinzipiell ein gut geeignetes Mittel
zum Energiesparen ist, aber nur unter gewissen Umständen wirklich
sinnvoll eingesetzt werden kann.
| | format |
application/pdf
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