Scalable Proxy Architecture for Mobile and Peer-to-Peer Networks

The growth of wireless telecommunications has stipulated the interest for anywhere-anytime computing. The synergy between networking and mobility will engender new collaborative applications with mobile devices on heterogeneous platforms. One such middleware is “SYSTEM ON MOBILE DEVICES”, SYD developed by the Yamacraw Embedded Systems research team. This type of middleware is an opening step towards Peer-to-Peer mobile networks. This project envisioned collaborative applications among mobile devices and PDAs were used as servers. This thesis studies various existing architectures in mobile computing and their scalability issues. We also proposed new scalable flexible thick client proxy system FTCPS, an architecture suitable for mobile Peer-to-Peer networks. Our empirical study showed that FTCPS has low response time compared to other architectures

Improving the Routing Layer of Ad Hoc Networks Through Prediction Techniques

Cada dia és més evident el paper clau que juguen la informàtica/computació mòbil i les tecnologies sense fils a les nostres activitats diàries. Estar sempre connectat, en qualsevol moment i lloc, és actualment més una necessitat que un luxe. Els escenaris de computació ubics creats en base a aquests avenços tecnològics, permeten a les persones proporcionar i consumir informació compartida. En aquests escenaris, les xarxes que donen suport a aquestes comunicacions són típicament sense fils i ad hoc. Les característiques dinàmiques i canviants de les xarxes ad hoc, fan que el treball realitzat per la capa d'enrutament tingui un gran impacte en el rendiment d'aquestes xarxes. És molt important que la capa d'enrutament reaccioni ràpidament als canvis que es produeixen, i fins i tot s'avanci als que es produiran en un futur proper, mitjançant l'aplicació de tècniques de predicció. Aquesta tesi investiga si les tècniques de predicció poden millorar la capa d'enrutament de les xarxes ad hoc. Com a primer pas en aquesta direcció, explorem la potencialitat d'una estratègia de Predictor-Basat-en-Història (HBP) per predir la Informació de Control Topològic (TCI) generada pels protocols d'enrutament. Demostrem que hi ha una gran oportunitat per predir TCI, i aquesta predicció pot centrar-se en un petit subconjunt de missatges. En base a les nostres troballes, implementem el predictor OLSR-HBP i l'avaluem respecte al protocol Optimized Link State Routing (OLSR). OLSR-HBP aconsegueix disminucions importants de TCI (sobrecàrrega de senyalització), sense afectar el funcionament de la xarxa i necessita una quantitat de recursos petita i assequible. Finalment, en referència a l'impacte de la predicció en les dades d'enrutament tant de la informació de Qualitat d'Enllaç como de Ruta (o Extrem-a-Extrem), demostrem que l'Anàlisi de Sèries Temporals és un enfocament prometedor per predir amb precisió, tant la Qualitat d'Enllaç como la Qualitat d'Extrem a Extrem en Xarxes Comunitàries.Cada día es más evidente el papel clave que juegan la informática/computación móvil y las tecnologías inalámbricas en nuestras actividades diarias. Estar siempre conectado, en cualquier momento y lugar, es actualmente más una necesidad que un lujo. Los escenarios de computación ubicuos creados en base a estos avances tecnológicos, permiten a las personas proporcionar y consumir información compartida. En estos escenarios, las redes que dan soporte a estas comunicaciones son típicamente inalámbricas y ad hoc. Las características dinámicas y cambiantes de las redes ad hoc, hacen que el trabajo realizado por la capa de enrutamiento tenga un gran impacto en el rendimiento de estas redes. Es muy importante que la capa de enrutamiento reaccione rápidamente a los cambios que se producen, e incluso se adelante a los que sucederán en un futuro cercano, mediante la aplicación de técnicas de predicción. Esta tesis investiga si las técnicas de predicción pueden mejorar la capa de enrutamiento de las redes ad hoc. Como primer paso en esta dirección, exploramos la potencialidad de una estrategia de Predictor-Basado-en-Historia (HBP) para predecir la Información de Control Topológico (TCI) generada por los protocolos de enrutamiento. Demostramos que hay una gran oportunidad para predecir TCI, y esta predicción puede centrarse en un pequeño subconjunto de mensajes. En base a nuestros hallazgos, implementamos el predictor OLSR-HBP y lo evaluamos con respecto al protocolo Optimized Link State Routing (OLSR). OLSR-HBP consigue disminuciones importantes de TCI (sobrecarga de señalización), sin afectar al funcionamiento de la red, y necesita una cantidad de recursos pequeña y asequible. Finalmente, en referencia al impacto de la predicción en los datos de enrutamiento tanto de la información de Calidad de Enlace como de Ruta (o Extremo-a-Extremo), demostramos que el Análisis de Series Temporales es un enfoque prometedor para predecir con precisión, tanto la Calidad de Enlace como la Calidad de Extremo a Extremo en Redes Comunitarias.Everyday becomes more evident the key role that mobile computing and wireless technologies play in our daily activities. Being always connected, anytime, and anywhere is today more a necessity than a luxury. The ubiquitous computing scenarios created based on these technology advances allow people to provide and consume shared information. In these scenarios, the supporting communication networks are typically wireless and ad hoc. The dynamic and changing characteristics of the ad hoc networks, makes the work done by the routing layer to have a high impact on the performance of these networks. It is very important for the routing layer to quickly react to changes that happen, and even be advanced to what will happen in the near future, by applying prediction techniques. This thesis investigates whether prediction techniques can improve the routing layer of ad hoc networks. As a first step in this direction, in this thesis we explored the potentiality of a History-Based Predictor (HBP) strategy to predict the Topology Control Information (TCI) generated by routing protocols. We demonstrated that there is a high opportunity for predicting theTCI, and this prediction can be just focused on a small subset of messages. Based on our findings we implemented the OLSR-HBP predictor and evaluated it with regard to the Optimized Link State Routing (OLSR) protocol. OLSR History-Based Predictor (OLSR-HBP) achieved important decreases of TCI (signaling overhead), without disturbing the network operation, and requiring a small and affordable amount of resources. Finally, regarding the impact of Prediction on the routing data for both Link and Path (or End-to-End) Quality information, we demonstrated that Time-series analysis is a promising approach to accurately predict both Link and End-to-End Quality in Community Networks

Managing cache for efficient query processing

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Efficient prediction of web accesses on a proxy server

Web access prediction is an active research topic with many applications. Various approaches have been proposed for Web access prediction in the domain of individual Web servers but they have to be tailored to the domain of proxy servers to satisfy its special requirements in prediction efficiency and scalability. In this paper, the design and implementation of proxy-based prediction service (PPS) is presented. For prediction efficiency, PPS applies a new prediction scheme which employs a two-layer navigation model to capture both inter-site and intra-site access patterns, incorporated with a bottom-up prediction mechanism that exploits reference locality in proxy logs. For system scalability, PPS manages the navigation model in disk database and adopts a predictive cache replacement strategy for data shipping between the model database and cache. We show the superiority of our prediction scheme over existing approaches and validate our model management and caching strategies, with a detailed performance study using real-world data

Efficient prediction of web accesses on a proxy server

Web access prediction is an active research topic with many applications. Various approaches have been proposed for Web access prediction in the domain of individual Web servers but they have to be tailored to the domain of proxy servers to satisfy its special requirements in prediction efficiency and scalability. In this paper, the design and implementation of proxy-based prediction service (PPS) is presented. For prediction efficiency, PPS applies a new prediction scheme which employs a two-layer navigation model to capture both inter-site and intra-site access patterns, incorporated with a bottom-up prediction mechanism that exploits reference locality in proxy logs. For system scalability, PPS manages the navigation model in disk database and adopts a predictive cache replacement strategy for data shipping between the model database and cache. We show the superiority of our prediction scheme over existing approaches and validate our model management and caching strategies, with a detailed performance study using real-world data

Prefetchingverfahren für verteilte hypermediale Lernanwendungen

Verteilte hypermediale Lernanwendungen sind Echtzeitanwendungen. Im Anwendungsablauf, insbesondere während der Navigation, sind nachladebedingte zeitliche Verzögerungen zu vermeiden. Prefetching stellt eine Möglichkeit der Reduktion zeitlicher Verzögerungen dar. Die vorgelegte Arbeit entwickelt ein speziell auf verteilte hypermediale Lernanwendungen zugeschnittenes Prefetchingkonzept. Es werden kombinatorische Optimierungsprobleme dargestellt sowie deren algorithmische Lösbarkeit untersucht. Die Probleme werden komplexitätstheoretisch eingeordnet, effiziente Lösungsverfahren dargestellt sowie die Integration der Optimierungsergebnisse in Entwurf und Betrieb einer Lernanwendung aufgezeigt