Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE)

Mobility Application for WLAN

„Auswirkungen des Peer 2 Peer Paradigmenwechsels im Bereich von Wireless

Netzen“

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Program andSystem EngineeringPSE

Picture of the Future

Quelle: Siemens Corporate Technologie

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Program andSystem EngineeringPSE

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze & Applikationen

Prognose

Agenda

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Program andSystem EngineeringPSE

Historische Entwicklungsschritte im Bereich Kommunikation

Zusammenschluss und Vernetzung Entwicklung verschiedenster Netzwerk-Topologien

Uneingeschränkter Datenaustausch Entwicklung des Internets

Unabhängigkeit und Mobilität Entwicklung von Funknetzen (GSM, WLAN, ..)

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Zusammenschluss und Vernetzung

Die Entwicklung verschiedenster Netzwerk-Topologien bietet:

Vernetzung mehrerer Knoten innerhalb eines Unternehmens,

selbst bei Ausfall eines Knoten volle Funktionstüchtigkeit des verbleibendenen Netzes,

verschiedenste Arten von Netzen, die je nach Anforderung Verwendung finden,

uneingeschränkte Kommunikation zwischen verschiedenen Arten von Netzen;

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Uneingeschränkter Datenaustausch

Die Entwicklung des Internets bietet:

die Möglichkeit, einzelne Städte und Militärbasen miteinander zu verbinden,

allen beteiligten Rechner den gleichen Status(keine zentrale Leitstellen,...),

uneingeschränkten Datenaustausch(ortsunabhängig, beliebige Datentypen,...);

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Unabhängigkeit und Mobilität

Die Entwicklung des WLANs bietet:

Breitbandkommunikation mit reduziertem Vernetzungsaufwand,

Uneingeschränkten und mobilen Datenaustausch innerhalb der Empfangsreichweite,

vermehrt Zugang für mobile Endgeräte (PDA, Handy,...)

Neue Arten von Diensten(LBS, VoWLAN,...)

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Die Entwicklung von WLAN

90er Jahre: erste Entwicklungen für den IndustriebereichNetze bis 100 MBit / sec (60 GHz)

erst 1997: 2,4 GHz und 5 GHz Frequenzbereich

Entwicklung neuer Standards zur Verbesserung der Technologie:

•IEEE 802.11a 54 MBit / 5GHz 1999•IEEE 802.11b 11 MBit / 2,4GHz 1999•IEEE 802.11e QoS und Streaming•IEEE 802.11f Roaming 2003•IEEE 802.11g 54 MBit / 2,4GHz 2003•IEEE 802.11h 54 MBit / 5GHz (DFS, TPC) 2003•IEEE 802.11i Authentifizierung / Verschlüsselung

Evolution der Mobilität

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

WLAN Marktstrukturen

• Wessen Geschäft ist eigentlich das WLAN ?• Mobilfunkbetreiber• Festnetzbetreiber• Unternehmen• Internet Service Provider

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Global Players (Hotspots weltweit, Stand: 11/03)

ca. 5000

ca. 4000

ca. 2000

34

12

223

Quelle: www.wi-finder.com

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Global Players (Hotspots weltweit, Prognose für 2007)

530.000

800.000

> 1.000.000

Quelle: Tempe, Arizona

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Top 8 WLAN Operatoren

Unternehmen Markt Anzahl der

HotspotsT-Mobile USA US 2095

Wayport US 570Metronet(T-Mobile) AT 229

BT Openzone GB 160

Azure Wireless AU 124

Hotspotzz US 110Swisscom Eurospot CH 108

Swisscom Mobile CH 104

Stand: 11/03

Quelle: www.hotspot-locations.com

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Arten der Mobilität

Jetzige Kommunikationsformen sind an nach wie vor an Infrastruktur gebunden & daher auch abhängig („Scheinmobilität“). Es entsteht der Wunsch nach infrastrukturloser Kommunikation (Mobilität mit Peer-to-Peer)

Infrastrukturgebunde Netze Keine Mobilität Begrenzte Mobilität

Infrastrukturlose Netze Unbegrenzte Mobilität

Wired Networks

Hotspots, GSM

Ad-Hoc, P2P

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Infrastrukturlose Mobilität

WLAN ermöglicht Mobilität Infrastrukturgebundene Mobilität Infrastrukturlose Mobilität (ad-hoc)

Aufgrund der neuesten Entwicklungen im Bereich von Ad-hocNetzwerken entsteht auch der Wunsch nach infra-strukturloser Kommunikation.

Einerseits gewinnt die Mobilität im Geschäftsleben immer mehr an Stellenwert, andererseits wurden in Vergangenheit hohe Investitionen in Client-Server-Architekturen getätigt.

Die Herausforderung, die sich nun stellt, sind vermehrt Peer-to-Peer-Applikationen im Bereich der infrastrukturlosen Mobilität zu schaffen.

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Treiber und Hemmnisse für infrastrukturlose Mobilität

Treiber HemmnisseKostengünstige Technologie

Mangelnde Nutzerfreundlichkeit

Portabilität Roaming und BillingNachfrage nach Breitbandigkeit Sicherheit

Lizenzfreiheit Kosten für BackboneVerfügbarkeit von Anwendungen

Steigende Umsätze durch Neukunden

Quelle: Wissenschaftliches Institut für Kommunikationsdienste

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Peer-to-Peer Netze

Entwicklung Peer-to-Peer Netze

Die ursprüngliche Konzepierung des Internets der späten 60er Jahre war ein P2P-System

Sinn des ARPANETS war die gemeinsame Nutzung von Computern in einem USA weiten Netzwerk

Jeder Host war gleichberechtigt

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Wandel von P2P zu Client-Server-Systemen

Mit zunehmender Verbreitung wuchs das Internet rasant an.

Es gab immer mehr Nutzer, die jedoch nur Informationen konsumierten.

Die Zahl der Netzteilnehmer, die Ressourcen bereitstellten wurde immer geringer.

Aufgrund geringer Bandbreite war es vielen Netzteilnehmern nicht möglich Daten dem Netz bereitzustellen.

Folge: Das anfängliche „P2P-Internet“ entwickelte sich

zu einem Client-Server-System

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Program andSystem EngineeringPSE

Peer-to-Peer Netzwerke wieder auf dem Vormarsch

Mitte der 90er Jahre rückte der Wunsch der Clients, Daten untereinander auszutauschen wieder in der Vordergrund, auch wenn der Inhalt nun nicht mehr zu wissenschaftlichen Zwecken diente.

Nachdem zunächst nur Instant Messaging (ICQ) betrieben wurde, stieg mit zunehmender Leistungsfähigkeit der Clients der Wunsch Musik, Bilder und Videos untereinander auszutauschen.

P2P-Systeme machen sich diese Ressourcen zu Nutze, um das Bedürfnis der Nutzer nach Kommunikation und Datenaustausch zu befriedigen.

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Peer-to-Peer Netzwerk Modelle

Quelle: www.zdnet.de

Pure P2P Hybrid P2P Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Sicherstellung der Datenverfügbarkeit Hoher Lokalisierungsaufwand von Daten

spezielle Software wird benötigt (Software muss P2P-Paradigma unterstützen)

Schlecht skalierbar (Performance)

Sicherheit (Group-Authentication)

Mangelnde Standardisierung

Nachteile des P2P

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Vorteile des P2P

Kostenersparnis durch Nutzung bereits vorhandenerRessourcen (Kein zusätzlicher Server)

Ausfallsicherheit (kein single point-of-failure)

Selbst Organisation

Leicht skalierbar (Teilnehmer)

Daten können sich sehr schnell verbreiten

Hohe Speicherkapazität

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Applikationen im Bereich Peer-to-Peer

File Sharing Instant Messaging

CollaborationGrid Computing

SAP Oracle E-Business Suite E-Design Lösungen SETI@home

OpenScape Lotus Notes Novell GroupWise Microsoft Exchange

Napster Gnutella KaZaA Freenet

ICQ Yahoo! Messenger Microsoft MSN AOL IM

Austausch von Daten aller Art,Dezentrale Datenspeicherung

Online-Kommunikation,

Direkter Nachrichten-Austausch

Optimale Nutzung von verteilten Ressourcen,Ortsunabhängig und Uneingeschränkt

TeamübergreifendeZusammenarbeit,

Spontane Formierung undAdministrierung,

Kommunikation – Kooperation– Koordination

P2P

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Technische Herausforderungen von Peer-to-Peer 1

Interoperabilität Fähigkeit einer Entität (Device oder Applikation), mit

anderen Entitäten zu kommunizieren und Daten auszutauschen

Direkter Austausch zwischen Peers Austausch von Daten in Echtzeit bzw.

Echtzeitkommunikation Kommunikation ohne zentrale Stelle

Autonomie P2P-Teilnehmer unterliegen keiner zentralen

Kontrollstelle, sondern haben vollkommene Autonomie P2P-Teilnehmer kontrollieren ihre Aktivitäten selbst

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Technische Herausforderungen von Peer-to-Peer 2

Sicherheit Authentifizierung Autorisierung Integrität und Vertraulichkeit von Daten

Reputation Information über das bisherige Verhalten eines

Benutzers Wichtiges Element für die Bildung von Vertrauen Sammlung und Auswertung von Informationen über

vergangene Transaktionen

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Prognose (des Paradigmenwechsels)

Einsatz von Peer-to-Peer-Architekturen erfolgt parallel zu herkömmlichen Client-Server-Systemen

Peer-to-Peer-Applikationen werden mittelfristig gesehen bestehende Client-Server-Applikationen nicht ablösen sondern ergänzen

Vermehrte Implementierung von Applikationen im Bereich von Peer-to-Peer

Folge:

Entwicklung von Hybrid-Systemen (P2P-C/S)

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Auswirkungen des Paradigmenwechsels

In den Unternehmen wird die Bedeutung der Mobilität zunehmen.

Aufgrund neuer Sicherheitsstandards können kommerzielle Dienste (E-Commerce) im Bereich Peer-to-Peer und WLAN abgewickelt werden.

Eine erhöhte Verbreitung der Technologie WLAN.

Weiter Fortschritte und Verbesserungen im Bereich von kabellosen Netzen.

Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netze

Prognose

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Historische Entwicklung

Evolution der Mobilität

Peer-to-Peer Netzwerke

Prognose

Quelle: Siemens Corporate Technologie

Autonomous robots and intelligent objects

• All objects of daily life and all living spaces will become communication enabled to improve user convenience and to comply with fashion needs and emotions.

E-business: Total networking • Business customers will

require real-time availability of information and security end-to-end over business processes and all media.

Communication en route• Applications will be

accessible from anywhere at any time through portable devices with natural user interfaces.

Leisure and entertainment• Entertainment and

communication will converge.Globalization, individualization, mobility and self-organization

will be driving forces in information and communications.

Picture of the FutureSummary 2003

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