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“

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 2 Picture of the Future Quelle: Siemens Corporate Technologie

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 3  Historische Entwicklung  Evolution der Mobilität  Peer-to-Peer Netze & Applikationen  Prognose Agenda

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 4 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 5 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 6 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 7 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 8 Die Entwicklung von WLAN 90er Jahre:erste Entwicklungen für den Industriebereich Netze bis 100 MBit / sec (60 GHz) erst 1997:2,4 GHz und 5 GHz Frequenzbereich Entwicklung neuer Standards zur Verbesserung der Technologie: IEEE a54 MBit / 5GHz 1999 IEEE b11 MBit / 2,4GHz 1999 IEEE eQoS und Streaming IEEE fRoaming 2003 IEEE g54 MBit / 2,4GHz 2003 IEEE h54 MBit / 5GHz (DFS, TPC) 2003 IEEE iAuthentifizierung / Verschlüsselung Evolution der Mobilität Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 9 WLAN Marktstrukturen Wessen Geschäft ist eigentlich das WLAN ? Mobilfunkbetreiber Festnetzbetreiber Unternehmen Internet Service Provider Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 10 Global Players (Hotspots weltweit, Stand: 11/03) ca ca ca Quelle: Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 11 Global Players (Hotspots weltweit, Prognose für 2007) > Quelle: Tempe, Arizona Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 12 Top 8 WLAN Operatoren UnternehmenMarkt Anzahl der Hotspots T-Mobile USAUS2095 WayportUS570 Metronet (T-Mobile) AT229 BT OpenzoneGB160 Azure WirelessAU124 HotspotzzUS110 Swisscom Eurospot CH108 Swisscom Mobile CH104 Stand: 11/03 Quelle: Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 13 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 14 Infrastrukturlose Mobilität  WLAN ermöglicht Mobilität  Infrastrukturgebundene Mobilität  Infrastrukturlose Mobilität (ad-hoc)  Aufgrund der neuesten Entwicklungen im Bereich von Ad-hoc Netzwerken 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 15 Treiber und Hemmnisse für infrastrukturlose Mobilität TreiberHemmnisse  Kostengünstige Technologie  Mangelnde Nutzerfreundlichkeit  Portabilität  Roaming und Billing  Nachfrage nach Breitbandigkeit  Sicherheit  Lizenzfreiheit  Kosten für Backbone  Verfügbarkeit von Anwendungen  Steigende Umsätze durch Neukunden Quelle: Wissenschaftliches Institut für Kommunikationsdienste Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 16 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 17 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 18 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 19 Peer-to-Peer Netzwerk Modelle Quelle: Pure P2P Hybrid P2P Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 20  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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 21 Vorteile des P2P  Kostenersparnis durch Nutzung bereits vorhandener Ressourcen (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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 22 Applikationen im Bereich Peer-to-Peer File SharingInstant Messaging Collaboration Grid Computing  SAP  Oracle E-Business Suite  E-Design Lösungen   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 Teamübergreifende Zusammenarbeit, Spontane Formierung und Administrierung, Kommunikation – Kooperation – Koordination P2P Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 23 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 24 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 25 Beispiele für Peer-to-Peer Netzwerke 1 Gnutella  Dezentral operierendes Netzwerk  Suchanfragen nach Daten werden von Benutzer zu Benutzer weitergereicht (z.B. Morpheus, BearShare,...) FastTrack  Teilweise dezentrale Funktionsweise  Suchanfragen an zentralen Server, Datendownload direkt vom Benutzer (z.B. KaZaA, Grokster,...) Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 26 Beispiele für Peer-to-Peer Netzwerke 2 OpenNap  Direkte Verbindung zwischen einzelnen Rechnern (zentrales Peer-to-Peer)  Anzahl der Benutzer abhängig von der Stabilität des Betriebssystems und der Schnelligkeit der Internetanbindung eDonkey  Verwendung vorwiegend zum Download großer Datenmengen  Basiert auf dem Multisource File Transfer Protokoll (MFTP) Historische Entwicklung Evolution der Mobilität Peer-to-Peer Netze Prognose

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 27 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 28 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

Program and System Engineering PSE Mai 2004 DI Ploninger (TU Wien), Ing. Aschauer (Siemens PSE) 29 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 Future Summary 2003

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