Optimization of DEECo gossip-based communication

Abstract

Rozšiřování velkého počtu bezdrátových zařízení dalo podnět ke vzniku komponentového modelu DEECo určeného pro aplikace, jejichž neoddělitelnou součástí je mobilita a dynamická kompozice s architekturou vytvářenou za běhu. Velkou výzvou při realizaci takového systému je návrh komunikačního systému založeném na gossip protokolu. Takové řešení je zvlášť vhodné pro sítě typu MANET a jeho účelem je zvýšení spolehlivosti. V této práci jsme navrhli optimalizaci protokolu s využitím vlastností sítě s vlastní infrastrukturou. Zachovali jsme při tom gossip způsob komunikace bez zavedení centralizovaného prvku. Navrhované zlepšení spočívá ve vytvoření komunikačních skupin zformovaných na úrovni návrhu. Experimenty ukázaly podstatný pokles počtu odeslaných zpráv a celkově snížený čas doručení. Problematiku časování jsme pak zvlášť zpracovali pro MANET sítě a implementovali jsme mechanizmus pullování, který významně snížil latenci. Část této práce je věnována formální specifikaci sémantiky za účelem přesného zdůvodnění vlastností systému, čímž jsme také položili základ pro další rozšíření protokolu a budoucí výzkum v oblasti distribuovaných systémů. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

The spread of wireless devices inspired the creation of a DEECo component model suitable for designing applications with immanent mobility and dynamic composition where the system architecture emerges at runtime. A great challenge in implementation of such a system is the underlying communication mechanism based on gossip protocol in order to achieve resilience and suitability for MANET networks. In this thesis we propose an optimization of the protocol exploiting infrastructure networks, but still preserving the gossip-like communication without a centralized element. The improvement is based on forming communication groups introduced at the design level. The experiments show a substantial decrease in the number of sent messages and a decrease in time of data delivery. The timing aspect of data delivery is further elaborated for MANET networks by implementing a pulling mechanism with significant improvement of the latency. Part of this thesis is dedicated to a formal specification of the system semantic to provide a precise rationale about its properties and laying the ground for further extensions and research. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)