Σχεδιασμός και ανάπτυξη πλατφόρμας συστήματος για την υποστήριξη μιας σύγχρονης πολυχρηστικής εικονικής αίθουσας διάθεσης και αξιοποίησης υπηρεσιών δικτύου
Authors: Κουμούτσος Ιωάννης 
Published: January 2014

Η χρήση ασύρματων συσκευών και δικτύων γνωρίζει μεγάλη εξάπλωση στις μέρες μας λόγο των μεγάλων πλεονεκτημάτων που προσφέρει στους τελικούς χρήστες. Ωστόσο οι κινητοί χρήστες περιορίζονται από την παρεχόμενη κάλυψη δικτύου του εκάστοτε παρόχου, τις χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες πρόσβασης και τις δυνατότητες της κινητής συσκευής που χρησιμοποιούν. Επιπλέον, οι κινητοί χρήστες είναι αναγκασμένοι να συμμετάσχουν σε χρονοβόρες, μη ευέλικτες διαδικασίες προκειμένου να υπογράψουν ανελαστικά, μακράς διάρκειας συμβόλαια παροχής υπηρεσιών. Η πλειοψηφία των διατιθέμενων υπηρεσιών πρόσβασης καθορίζει συγκεκριμένες παραμέτρους στην ποιότητα της υπηρεσίας και προϋποθέτει την ύπαρξη συμφωνίας με τον πάροχο υπηρεσιών. Αυτό είχε ως συνέπεια την εξάπλωση πολλαπλών πρωτοκόλλων, τεχνολογιών και μεθόδων πρόσβασης με ανεξάρτητους μηχανισμούς κοστολόγησης κάτι που αποτελεί τροχοπέδη στην εξάπλωση των επιχειρήσεων παροχής υπηρεσιών διαδικτύου. Σε αυτή τη διατριβή προτείνεται ένα πρωτότυπο πλαίσιο το οποίο απελευθερώνει τους κινητούς χρήστες από προκαθορισμένα, μακράς διάρκειας συμβόλαια. Το πλαίσιο αυτό επιτρέπει στους χρήστες να αποκτήσουν κάθε υπηρεσία του διαδικτύου ανεξάρτητα από την τοποθεσία τους και την κινητή συσκευή που χρησιμοποιούν. Ο κύριος στόχος μας ήταν η δημιουργία ενός ενοποιημένου πλαισίου το οποίο θα μπορεί να ενταχθεί στα υπάρχοντα δίκτυα και τεχνολογίες παρέχοντας μια ολοκληρωμένη λύση για την αυτοματοποιημένη απόκτηση υπηρεσιών διαδικτύου. Στην κατεύθυνση αυτή διακρίνονται τρία βασικά θέματα διαδικτύωσης: η ταυτοποίηση του τελικού χρήστη, η διαπραγμάτευση για το επίπεδο υπηρεσίας μεταξύ του χρήστη και του προμηθευτή και η συνεργασία μεταξύ των παρόχων υπηρεσιών του διαδικτύου. Με τον όρο ταυτοποίηση χρήστη αναφερόμαστε συνολικά στις διαδικασίες που απαιτούνται για την αναγνώριση ενός χρήστη και τις δυνατότητές του σε κάθε είδος δικτυακού περιβάλοντος. Η παρούσα διατριβή εστιάζει στα δύο επόμενα θέματα διαδικτύωσης που είναι η διαπραγμάτευση και η συνεργασία μεταξύ των παρόχων στοχεύοντας σε μια πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία απόκτησης υπηρεσίας πρόσβασης που είναι το πρώτο βήμα για την χρήση των υπηρεσιών του διαδικτύου. Δίνοντας έμφαση στον αυτοματισμό έχει σχεδιαστεί και υλοποιηθεί ένα εξελιγμένο πλαίσιο για την απόκτηση υπηρεσίας που επιτρέπει στους τελικούς χρήστες, ακόμα και σε αυτούς που έχουν ελάχιστες γνώσεις για την λειτουργία του διαδικτύου, να αναζητήσουν προσβάσιμες υπηρεσίες, δίκτυα και παρόχους που βρίσκονται στην γεωγραφική τους θέση και να διεξάγουν αυτοματοποιημένες διαπραγματεύσεις με τους παρόχους. Η διαδικασία διαπραγμάτευσης μπορεί να διεξαχθεί είτε άμεσα με κάθε πάροχο που ανιχνεύεται στην γεωγραφική θέση του χρήστη, είτε μέσω ενός μεσολαβητή υπηρεσιών. Μέσω αυτού του πλαισίου οι πάροχοι μπορούν να δεχθούν αιτήματα από νέους πελάτες χωρίς να έχουν ένα προκαθορισμένο συμβόλαιο με αυτούς. Ένα εξίσου σημαντικό ζήτημα σχετικά με την παροχή υπηρεσίας στους τελικούς χρήστες είναι η συνεργασία μεταξύ των παρόχων. Με τον όρο πάροχος αναφερόμαστε και στους παρόχους δικτυακής πρόσβασης (Internet Access Providers - IAPs) και στους παρόχους υπηρεσιών διαδικτύου (Internet Service Providers - ISPs). Οι IAPs παρέχουν μια απλή σύνδεση με το διαδίκτυο, όπως για παράδειγμα μια καφετέρια με την χρήση ενός WiFi. Οι ISPs προσφέρουν επιπλέον υπηρεσίες διαδικτύου όπως βίντεο κατά απαίτηση (Video on Demand - VoD), τηλεφωνίας πάνω από IP (Voice over IP – VoIP) κ.α. Οι IAP είναι συνδεδεμένοι αποκλειστικά με έναν ISP στην υπάρχουσα δομή του δικτύου πρόσβασης και περιορίζονται από ένα στατικό συμβόλαιο παροχής υπηρεσιών (Service Level Agreement - SLA) με τον ίδιο τρόπο που περιορίζονται και οι τελικοί χρήστες. Το προτεινόμενο πλαίσιο διαπραγμάτευσης παρέχει την απαραίτητη υποδομή για την συνεργασία μεταξύ των IAPs και των ISPs ώστε να παρέχουν αυτήν την διαφάνεια στον τελικό χρήστη. Επιπλέον το πλαίσιο περιλαμβάνει έναν μεσολαβητή (Internet Service Request Broker – ISRB) που σχεδιάστηκε έτσι ώστε να ενορχηστρώσει την συνεργασία και την διαπραγμάτευση μεταξύ των ISPs, δεδομένου ότι αυτή η συνεργασία απαιτεί ειδικό χειρισμό λόγο των απόρρητων πληροφοριών που διαχειρίζονται οι ISPs. Ο ISRB χρησιμοποιείται για να εντοπίσει και να προτείνει εναλλακτικές προς την κατεύθυνση της συνεργασία μεταξύ των ISPs. Χρησιμοποιεί πληροφορίες που οι ISPs είναι πρόθυμοι να μοιραστούν σχετικά με την τοπολογία διασύνδεσης τους, τους δικτυακούς πόρους που διαθέτουν και τις υπηρεσίες που φιλοξενούν. Στην κατεύθυνση της επίλυσης σημαντικών προβλημάτων, προκειμένου να είναι εφικτή η δυναμική απόκτηση υπηρεσίας από κινητούς χρήστες, σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε ένα γνωσιοκεντρικό πλαίσιο διαπραγματεύσεων που βασίζεται: 1. σε μια βαθμωτή αρχιτεκτονική που διαχωρίζει τις βασικές έννοιες των ηλεκτρονικών διαπραγματεύσεων που είναι: το πρωτόκολλο επικοινωνίας, το πρωτόκολλο διαπραγμάτευσης, η στρατηγική και οι προτιμήσεις του χρήστη. 2. στην μοντελοποίηση με την χρήση σημασιολογικού προσδιορισμού που παρέχει μια ευδιάκριτη και κατανοητή περιγραφή της περιοχής των η-Διαπραγματεύσεων. 3. στις ανοιχτές διεπαφές επικοινωνίας που βασίζονται στις υπηρεσίες ιστού (Web Services) 4. στον δηλωτικό λογικό προγραμματισμό που συνδυάζεται με τον λογικό συμπερασμό για να προσδώσει ευελιξία στην δημιουργία και διαχείριση των πρακτόρων διαπραγμάτευσης. Με βάση τα παραπάνω για το διαπραγματευτικό πλαίσιο παρουσιάζεται μια πρωτότυπη προσέγγιση για τον προσδιορισμό και την εκτέλεση του πρωτοκόλλου διαπραγμάτευσης σε συνδυασμό με την στρατηγική και τις προτιμήσεις του χρήστη. Ο σχεδιασμός και η λειτουργία του συστήματος διαπραγμάτευσης βασίζεται στον συνδυασμό του πρόσθιου με τον οπίσθια κινούμενο συμπερασματικό λογισμό (forward and backward reasoning). Το ευέλικτο πλαίσιο διαπραγμάτευσης και επικοινωνίας που υλοποιήθηκε επιτρέπει τις αυτοματοποιημένες διαπραγματεύσεις μεταξύ όλων των συμμετεχόντων στην διαδικασία απόκτησης υπηρεσίας πρόσβασης. Επιπλέον περιγράφεται μια πρότυπη υλοποίηση του πλαισίου δυναμικής απόκτησης υπηρεσίας πρόσβασης που βασίζεται στο προτεινόμενο πλαίσιο η-Διαπραγματεύσεων. Το πρωτότυπο αυτό σύστημα χρησιμοποιήθηκε για την διενέργεια μετρήσεων, σε πραγματικές συνθήκες, του χρόνου που απαιτείται για την ολοκλήρωση των διαπραγματεύσεων και την απόκτηση της υπηρεσίας πρόσβασης. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται και αναλύονται αποδεικνύουν την δυνατότητα εφαρμογής του προτεινόμενου πλαισίου απόκτησης υπηρεσίας και τα πλεονεκτήματα του σε σχέση με υπάρχουσες λύσεις.