Переход (информатика)
Переход относится к парадигме информатики в контексте систем связи , которая описывает изменение механизмов связи, т.е. функций системы связи, в частности, компонентов служб и протоколов . При переходе механизмы связи внутри системы заменяются функционально сопоставимыми механизмами с целью обеспечения максимально возможного качества, например, определяемого качеством обслуживания .
Переходы позволяют системам связи адаптироваться к изменяющимся условиям во время работы. Таким изменением условий может быть, например, резкое увеличение нагрузки на определенный сервис, вызванное, например, большим скоплением людей с мобильными устройствами. Переход часто влияет на несколько механизмов на разных уровнях связи многоуровневой архитектуры .
Механизмы даны как концептуальные элементы сетевой системы связи и связаны с конкретными функциональными блоками, например, как сервисный или протокольный компонент. В некоторых случаях механизм может также включать целый протокол. Например, на уровне передачи таким механизмом можно считать LTE. Следуя этому определению, существуют многочисленные механизмы связи, которые частично эквивалентны по своим основным функциям, такие как Wi-Fi , Bluetooth и Zigbee для локальных беспроводных сетей, а также UMTS и LTE для широкополосных беспроводных соединений. Например, LTE и Wi-Fi имеют эквивалентный базовый функционал, но технологически существенно отличаются по своей конструкции и работе. Механизмы, на которые влияют переходы, часто являются компонентами протокола или службы. Например, в случае потоковой передачи/передачи видео можно использовать различное кодирование видеоданных в зависимости от доступной скорости передачи данных. Эти изменения контролируются и реализуются переходами; Примером исследования является услуга контекстно-зависимой адаптации видео для поддержки мобильных видеоприложений. [1] Анализируя текущие процессы в системе связи, можно определить, какие переходы на каком уровне связи необходимо выполнить, чтобы удовлетворить требованиям качества. Чтобы системы связи могли адаптироваться к соответствующим рамочным условиям, можно использовать архитектурные подходы самоорганизующихся адаптивных систем, такие как цикл MAPE. [2] (Мониторинг-Анализ-Планирование-Выполнение). Эта центральная концепция автономных вычислений может использоваться для определения состояния системы связи, для анализа данных мониторинга, а также для планирования и выполнения необходимых переходов. Основная цель состоит в том, чтобы пользователи сознательно не воспринимали переход во время запуска приложений и чтобы функциональность используемых сервисов воспринималась как плавная и плавная.
Недавние исследования
[ редактировать ]Изучение новых и фундаментальных методов проектирования, моделей и технологий, которые обеспечивают автоматизированные, скоординированные и межуровневые переходы между функционально схожими механизмами в системе связи, является основной целью совместного исследовательского центра, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG). Совместный исследовательский центр DFG 1053 MAKI – Мультимеханическая адаптация к будущему Интернета – фокусируется на исследовательских вопросах в следующих областях: (i) Фундаментальные исследования методов перехода, (ii) Методы адаптации способных к переходу коммуникационных систем на основе достигнутое и запланированное качество, и (iii) конкретные и образцовые изменения в системах связи, рассматриваемые с различных технических точек зрения.
Приведена формализация концепции переходов, которая фиксирует особенности и отношения внутри системы связи для выражения и оптимизации процесса принятия решений, связанного с такой системой. [3] Соответствующие строительные блоки включают в себя (i) динамические линейки программных продуктов , (ii) марковские процессы принятия решений и (iii) проектирование утилит . В то время как динамические линейки программных продуктов предоставляют метод, позволяющий кратко охватить большое пространство конфигурации и указать изменчивость адаптивных систем во время работы, процессы принятия решений Маркова предоставляют математический инструмент для определения и планирования переходов между доступными механизмами связи. Наконец, функции полезности количественно определяют производительность отдельных конфигураций системы связи на основе переходов и предоставляют средства для оптимизации производительности в такой системе.
Приложения идеи переходов нашли свое применение в беспроводных сенсорных сетях. [4] и мобильные сети, [5] распределенное реактивное программирование, [6] [7] Модификация прошивки Wi-Fi, [8] планирование автономных вычислительных систем, [9] анализ CDN , [10] гибкие расширения стека ISO OSI , [11] 5G mmWave , автомобильная связь [12] [13] анализ MapReduce -подобных параллельных систем, [14] планирование Multipath TCP , [15] адаптивность для обучения лучу в 802.11ad , [16] размещение оператора в динамичной пользовательской среде, [17] DASH , Анализ видеоплеера [18] потоковая передача с адаптивным битрейтом [19] и сложная обработка событий на мобильных устройствах. [20]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ С. Уилк, Д. Стор и В. Эффельсберг. 2016. Служба контентной адаптации видео для поддержки мобильного видео. АКМ Транс. Мультимедийный компьютер. Коммун. Прил. 12, 5с, статья 82 (ноябрь 2016 г.)
- ^ Джо Кефарт и DM Chess. Видение автономных вычислений. IEEE Computer, 1, стр. 41–50, 2003 г.
- ^ Альт, Бастиан; Векессер, Маркус; и др. (2019). «Переходы: независимый от протокола взгляд на будущий Интернет». Труды IEEE . 107 (4): 835–846. дои : 10.1109/JPROC.2019.2895964 . ISSN 0018-9219 . S2CID 86852058 .
- ^ Клюге, Роланд; Штейн, Майкл; Гиссинг, Дэвид; Шюрр, Энди; Мюльхойзер, Макс (2017). «cMoflon: генерация встроенного кода C на основе моделей для беспроводных сенсорных сетей». В Анджорине, Энтони; Эспиноза, Уаскар (ред.). Основы моделирования и приложения . Конспекты лекций по информатике. Том. 10376. Международное издательство Springer. стр. 109–125. дои : 10.1007/978-3-319-61482-3_7 . ISBN 9783319614823 .
- ^ Ришерцхаген, Н.; Ришерцхаген, Б.; Харк, Р.; Стингл, Д.; Штайнмец, Р. (2016). «Ограничение воздействия мониторинга в динамических сценариях посредством многомерной разгрузки». 2016 25-я Международная конференция по компьютерным коммуникациям и сетям (ICCCN) . стр. 1–9. дои : 10.1109/ICCCN.2016.7568539 . ISBN 978-1-5090-2279-3 . S2CID 15754246 .
- ^ Могк, Рагнар; Баумгертнер, Ларс; Сальванески, Гвидо; Фрейслебен, Бернд; Мезини, Мира (2018). «Отказоустойчивое распределенное реактивное программирование» . Замок Дагштуль — Центр компьютерных наук Лейбница GMBH, Вадерн/Саарбрюккен, Германия . Международные труды Лейбница по информатике (LIPIcs). 109 : 1:1–1:26. дои : 10.4230/lipics.ecoop.2018.1 . ISBN 9783959770798 .
- ^ Маргара, А.; Сальванески, Г. (2018). «О семантике распределенного реактивного программирования: цена согласованности». Транзакции IEEE по разработке программного обеспечения . 44 (7): 689–711. дои : 10.1109/TSE.2018.2833109 . hdl : 11311/1059154 . ISSN 0098-5589 . S2CID 49867276 .
- ^ Шульц, Матиас; Вегемер, Дэниел; Холлик, Матиас (01 сентября 2018 г.). «Среда анализа и модификации встроенного ПО Nexmon: расширение возможностей исследователей для улучшения устройств Wi-Fi». Компьютерные коммуникации . 129 : 269–285. дои : 10.1016/j.comcom.2018.05.015 . ISSN 0140-3664 . S2CID 52825311 .
- ^ Пфаннемюллер, М.; Крупицер, К.; Векессер, М.; Беккер, К. (2017). «Подход к динамической линейке программных продуктов для планирования адаптации в автономных вычислительных системах». Международная конференция IEEE по автономным вычислениям (ICAC) , 2017 г. стр. 247–254. дои : 10.1109/ICAC.2017.18 . ISBN 978-1-5386-1762-5 . S2CID 20100894 .
- ^ Иеремиас Блендин, Фабрис Бендфельдт, Ингмар Поезе, Борис Колдехоф и Оливер Холфельд. 2018. Анализ мета-CDN Apple во время обновления iOS. В материалах конференции по интернет-измерениям 2018 (IMC '18). АКМ
- ^ Хойшкель, Дж.; Ван, Л.; Флекштейн, Э.; Офенлох, М.; Блёхер, М.; Кроукрофт, Дж.; Мюльхойзер, М. (2018). «VirtualStack: гибкая межуровневая оптимизация посредством виртуализации сетевых протоколов». 43-я конференция IEEE по локальным компьютерным сетям (LCN) , 2018 г. стр. 519–526. дои : 10.1109/LCN.2018.8638106 . ISBN 978-1-5386-4413-3 . S2CID 61805288 .
- ^ Асади, А.; Мюллер, С.; Сим, GH; Кляйн, А.; Холлик, М. (2018). «FML: быстрое машинное обучение для автомобильной связи 5G в миллиметровом диапазоне». IEEE INFOCOM 2018 — Конференция IEEE по компьютерным коммуникациям . стр. 1961–1969. дои : 10.1109/INFOCOM.2018.8485876 . ISBN 978-1-5386-4128-6 . S2CID 52966369 .
- ^ Сим, GH; Клос, С.; Асади, А.; Кляйн, А.; Холлик, М. (2018). «Онлайн-алгоритм контекстно-зависимого машинного обучения для автомобильной связи 5G в миллиметровом диапазоне». Транзакции IEEE/ACM в сети . 26 (6): 2487–2500. дои : 10.1109/TNET.2018.2869244 . ISSN 1063-6692 . S2CID 56594979 .
- ^ ХудаБухш, WR; Ризк, А.; Фрёммген, А.; Кеппл, Х. (2017). «Оптимизация стохастического планирования в моделях очередей с разветвлением: границы и приложения». IEEE INFOCOM 2017 — Конференция IEEE по компьютерным коммуникациям . стр. 1–9. arXiv : 1612.05486 . дои : 10.1109/INFOCOM.2017.8057013 . ISBN 978-1-5090-5336-0 . S2CID 16247069 .
- ^ Фрёммген, Александр; Ризк, Амр; Эрбшойсер, Тобиас; Веллер, Макс; Кольдехоф, Борис; Бухманн, Алехандро; Штайнмец, Ральф (2017). «Модель программирования для определяемого приложением многопутевого планирования TCP». Материалы 18-й конференции ACM/IFIP/USENIX Middleware . Промежуточное ПО '17. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр. 134–146. дои : 10.1145/3135974.3135979 . ISBN 9781450347204 . S2CID 35419356 .
- ^ Паласиос, Джоан; Штайнметцер, Дэниел; Лох, Адриан; Холлик, Матиас; Видмер, Йорг (2018). «Адаптивная оптимизация кодовой книги для лучевого обучения на стандартных устройствах IEEE 802.11ad». Материалы 24-й ежегодной международной конференции по мобильным вычислениям и сетям . МобиКом '18. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр. 241–255. дои : 10.1145/3241539.3241576 . ISBN 9781450359030 . S2CID 52978545 .
- ^ Лутра, Маниша; Кольдехоф, Борис; Вайзенбургер, Паскаль; Сальванески, Гвидо; Ариф, Рахил (2018). «ТЦЭП» (PDF) . Материалы 12-й Международной конференции ACM по распределенным и событийным системам (PDF) . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM Press. стр. 136–147. дои : 10.1145/3210284.3210292 . ISBN 9781450357821 . S2CID 49337957 .
- ^ Штор, Денни; Фрёммген, Александр; Ризк, Амр; Цинк, Майкл; Штайнмец, Ральф; Эффельсберг, Вольфганг (2017). «Где лучшие места?». Материалы 25-й международной конференции ACM по мультимедиа . ММ '17. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр. 1113–1121. дои : 10.1145/3123266.3123426 . ISBN 9781450349062 . S2CID 2217682 .
- ^ Ризк, Амр; Кеппл, Хайнц; Штайнмец, Ральф; Баллард, Тревор; Альт, Бастиан (17 января 2019 г.). «CBA: Контекстная адаптация качества для потоковой передачи видео с адаптивным битрейтом (расширенная версия)». arXiv : 1901.05712 [ cs.MM ].
- ^ Граубнер, Пабло; Телен, Кристоф; Кербер, Майкл; Стерц, Артур; Сальванески, Гвидо; Мезини, Мира; Сигер, Бернхард; Фрейслебен, Бернд (2018). «Мультимодальная сложная обработка событий на мобильных устройствах». Материалы 12-й Международной конференции ACM по распределенным и событийным системам . ДЕБС '18. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр. 112–123. дои : 10.1145/3210284.3210289 . ISBN 9781450357821 . S2CID 49330557 .