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Eine Vielzahl neuer Anwendungsgebiete des Internets basiert auf der
effizienten Übertragung einer Nachricht an eine Gruppe von
Empfängern, der so genannten Gruppenkommunikation. Beispiele für
derartige Anwendungen sind Nachrichten- und Softwareverteilung,
verteilte Berechnungen, Videokonferenzen, Fernunterricht sowie
Spiele. Die Netzwerkressourcen werden durch Gruppenkommunikation
sehr effizient genutzt, denn das einmalige Senden einer Nachricht
reicht aus, um von allen Teilnehmern einer Gruppe empfangen zu
werden.
Einige Einschränkungen der Dienstqualität derzeitiger
Gruppenkommunikationslösungen im Internet behindern jedoch ihre
generelle Nutzung. Hiervon betroffen ist unter anderem die Fairness
bezüglich der Verzögerung der Nachrichtenauslieferung. Dieser
spezielle Parameter der Gruppenkommunikation bezeichnet die
Zeitspanne zwischen dem ersten und letzten Eintreffen einer
Nachricht bei einer Gruppe von Empfängern. Messungen mittels eines
dafür entwickelten passiven Verfahrens zeigen für einige
Anwendungen nicht tolerierbare Verzögerungsunterschiede auf. Das
Ziel der Arbeit besteht darin, die Verzögerungsunterschiede zu
minimieren, um einen fairen Dienst für nicht kooperative
Anwendungen der Gruppenkommunikation im Internet, wie z. B.
Informationsdienste und elektronische Märkte bereitzustellen.
Zur Lösung des Problems wurden drei Ansätze erarbeitet. Durch den
Einsatz von Servern konnten Verzögerungsunterschiede der
Nachrichten ausgeglichen werden. Die in der Anwendungsschicht
angesiedelten Ansätze stellen keine besonderen Anforderungen an die
Netzkomponenten und können daher schrittweise eingeführt werden.
Darüber hinaus berücksichtigen sie die aktuelle Netzwerklast und
sind so in der Lage, die Gesamtverzögerung der
Nachrichtenauslieferung gering zu halten.
In einem der Ansätze überwacht sichere Hardware in Form von Smart
Cards direkt bei den Empfängern den Auslieferungszeitpunkt der
Nachrichten. Hierfür wurden drei Protokolle entwickelt, die die
Synchronisation der Smart-Card-Uhren, die Auslieferung der Daten und
eine Rückmeldung der tatsächlichen Verzögerung ermöglichen.
Mittels Analyse und Simulationen wurde eine signifikante Reduktion
der Verzögerungsunterschiede der Nachrichten zwischen den
Empfängern nachgewiesen. Ein Prototyp wurde implementiert, um die
mit gegenwärtiger Smart-Card-Hardware erreichbare Reduktion von
Verzögerungsunterschieden zu ermitteln und die Tragfähigkeit des
Ansatzes zu demonstrieren.
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