Mit der zunehmenden mobilen Nutzung des Internets steigt auch die Zahl
von Anwendungen in mobilen Umgebungen. Diese sind neben ihren spezifischen Anforderungen oft durch eine enge Kooperation ihrer Nutzer gekennzeichnet. Werden mobile verteilte Entscheidungsprozesse modelliert, welche der Bewertung von Sachverhalten oder der Lösung von Aufgaben dienen, so nennt man diese Klasse von Anwendungen mobile kollaborative Anwendungen. Sie werden in dieser Arbeit eingeführt. Ihre Eigenschaften und Besonderheiten werden diskutiert. Die Teilnehmer solcher Anwendungen kollaborieren innerhalb einer geschlossenen Gruppe und bauen ein gemeinsames Wissen auf. Auf dessen
Basis kann die Anwendung lokale Entscheidungen treffen, über die in der Gruppe Konsens besteht. Die instabile Kommunikation in mobilen Umgebungen stellt jedoch an die Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens besondere Anforderungen. Da klassische Verfahren zur Konsistenzsicherung in gruppenorientierten Systemen nicht genutzt werden können, ist die Sicherung der Konsistenz des globalen Wissens in mobilen Umgebungen das Leitthema dieser Arbeit. Es wird ein gruppenorientierter Kommunikationsdienst – Moversight genannt –
für mobile kollaborative Anwendungen vorgestellt, welcher ihnen ein konsistentes globales Wissen trotz instabilen Kommunikationsumfeldes bereitstellt. Hinzu kommt, dass neben der Konsistenzsicherung die Diensterbringung in einer ressourcenschonenden Art und Weise bei gleichzeitiger kontinuierlicher Adaption der Gruppe an sich ändernde Bedingungen einschließlich der Wartung ihrer Kommunikationsstrukturen
gesichert werden müssen. Der Protokollentwurf für Moversight
wird in dieser Arbeit vorgestellt. Für Moversight wurden neuartige Funktionen zur Behandlung der Nutzermobilität entwickelt, welche mit den notwendigen Mechanismen zur Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens interagieren. Ohne Gegenmaßnahmen würden häufige Verbindungsunterbrechungen das gemeinsame Wissen der Gruppe
zerstören, wodurch diese logisch partitioniert und letztlich die Kollaboration der Nutzer verhindert wird. Grundlage der Sicherung des gemeinsamen Wissens ist die mobile optimistische virtuelle Synchronität (MOVS), welche das übliche gruppenorientierte Modell
der Wissenssicherung um eine Behandlung der Nutzermobilität und variierender Verbindungseigenschaften der Gruppenteilnehmer erweitert. Dadurch können Teilnehmer bei Verbindungsproblemen zeitnah in die Gruppe zurückzukehren und ihr Wissen mit dieser abzugleichen.
Das vorgestellte Konzept zur Erkennung und Behandlung von Fehlersituationen mit anschließendem Gruppenwiedereintritt ist deutlich leistungsfähiger als das üblicherweise verwendete Verfahren. Dies wird erreicht durch eine leichtgewichtige Fehlerdetektion unter Nutzung einer neuartigen verteilten Latenzschätzung sowie
einer kontinuierlichen Adaption der verwendeten Kommunikationstopologie an die sich permanent ändernden Kommunikationsbedingungen. Die entwickelte Optimierung der clusterbasierten Kommunikationstopologie eignet sich für alle
gruppenorientierten clusterbasierten Anwendungsszenarien.
Darüber hinaus verfügt Moversight über kollaborative Dienste für das Teilen und Vereinigen von Gruppen, wie sie bisher in keinem gruppenorientierten Kommunikationsdienst zu finden sind. Beide Dienste ermöglichen eine anwendungsgetriebene Neustrukturierung der kollaborativen Gruppe bei gleichzeitiger Sicherung des globalen Wissens.With the increasing mobile use of the Internet, the number of applications in mobile environments is increased as well. In addition to their specific requirements, these applications often have a close group-oriented collaboration among their users. If mobile distributed decision processes are modeled that serve to assess issues or
solve tasks this class of applications is called mobile collaborative applications. We introduce this class in this work and discuss their characteristics and special features. The participants of such applications collaborate within a closed group and build a global knowledge. On this basis, the application can make local decisions that enable consensus within the group. However, the unstable communication in mobile environments puts special demands on securing the consistency of the global knowledge. Since it is not possible to use the traditional methods for consistency assurance in group-oriented systems, securing the consistency of global knowledge in mobile environments is the guiding theme of this work. With Moversight, we introduce a group-oriented communication service for
mobile collaborative applications, which assures a consistent global knowledge despite an unstable communications environment. In addition to consistency assurance, the resource-efficient provisioning of services is essential for mobile applications. Moreover, the group must continually adapted to the changing conditions including the maintenance of its communication structures. We developed for Moversight novel mobility features, which interact with the
mechanisms to ensure the consistency of the global knowledge. Without countermeasures, frequent disconnections would destroy the group’s global knowledge, logically partitioning it and ultimately preventing users from collaborating. The basis for securing the global knowledge is Mobile Optimistic Virtual Synchrony (MOVS), which extends the usual group-centric consistency assurance model to include user mobility and handling of different connection properties of the group participants. Thus, in case of connection problems participants can quickly return to the group and synchronize their knowledge with this. The presented concept for the detection and treatment of error situations with
subsequent group re-entry is much more efficient than commonly used methods. We accomplish this by a lightweight error detection using a novel distributed latency estimation and continuous adaptation of the communication topology to ever-changing communication conditions. The developed optimization of the cluster-based communication topology is suitable for all group-oriented, clusterbased application scenarios.
Furthermore, Moversight provides collaborative services for application-driven splitting and merging of groups as they have yet not been found in any group-based communications service. Both services enable application-driven restructuring of the collaborative group while preserving global knowledge