Mobile peer model : a mobile peer-to-peer communication and coordination framework - with focus on mobile design constraints

Abstract

In den letzten 20 Jahren wurden diverse Peer-to-Peer-Koordinationsmodelle und Frameworks entwickelt, die Designer und Entwickler von Applikationen beim Koordinieren von komplexen Datenflüssen unterstützen. Keine der bisherigen Lösungen wurde jedoch speziell für mobile Geräte in einem verteilten Netzwerk konzipiert und behandelt typische Einschränkungen wie z.B. limitierte Akkulaufzeit, schwächere Prozessorgeschwindigkeit und begrenzte Netzwerkverfügbarkeit. Heutzutage können mobile Endgeräte, aufgrund immer stärker werdender Hardware und ausgereifter Betriebssysteme, allerdings bereits komplizierte Aufgaben in einem P2P-Netzwerk übernehmen. Aus diesem Grund wurde im Zuge dieser Arbeit ein speziell für mobile Geräte optimiertes Koordinations-Framework entwickelt. Als zugrundeliegendes Koordinationsmodell wurde das an der TU Wien entwickelte Peer Model ausgewählt, für welches auch ein reduziertes und für ein mobiles Umfeld optimiertes Feature-Set ausgearbeitet wurde. Mit Hilfe des bereitgestellten Frameworks werden Entwickler und Designer, die eine P2P-Kommunikationsarchitektur benötigen und außerdem den Datenfluss zwischen verschiedenen Peers im verteilten Netzwerk koordinieren möchten, beim Entwurf und der Implementierung von mobilen Applikationen unterstützt. Einerseits wird die Entwicklungszeit verringert und andererseits können sich Entwickler auf die Applikationslogik konzentrieren. Das Framework steht für die Android-Plattform zur Verfügung, plattformübergreifende Aspekte wurden jedoch von Beginn des Softwareentwicklungsprozesses an beachtet. Das Framework wurde neben einer Proof-of-Concept Messenger Applikation für Android Geräte auch mit Benchmark-Tests evaluiert.

Various peer-to-peer coordination models and frameworks have evolved in the last 20 years, facilitating the design and implementation of complex coordination and collaboration tasks in highly distributed systems. However, none of them were specifically designed for mobile environments and they do not cope with typical constraints, like battery consumption, limited processing power and discontinuous availability. Nowadays, a mobile device can act as an autonomous node in such a distributed network and is also capable of performing complicated tasks due to increasing capabilities in hardware and software. Therefore, in the course of this work, a coordination framework has been implemented which is particularly tailored for mobile devices. The Peer Model developed at the TU Wien has been chosen as the underlying coordination model, for which also a reduced feature set has been elaborated as part of this work. By using the provided framework, application developers are supported in terms of P2P communication and coordination logic and can hence focus on the application logic only. The framework is implemented for the Android platform, but is developed with cross-platform considerations in mind. In addition to a proof-of-concept Android messenger application, the framework has been evaluated with performance benchmark tests.