Dynamic adaptive networks and service provision
Authors: Γλεντής Αριστοτέλης 
Published: September 2021

Στα σημερινά δίκτυα δεδομένων το τοπίο σχετικά με τον διαμoιρασμό περιεχομένου αλλάζει. Η εξέλιξη των κινητών συσκευών με αυξανόμενες δυνατότητες τόσο σε επεξεργαστική ισχύ, μνήμη, αποθηκευτικό χώρο, όσο και σε δυνατότητες αναπαραγωγής, επιφέρει αλλαγές στις εναλλακτικές δυνατότητες αποθήκευσης περιεχόμενου. Πλέον το περιεχόμενο δεν είναι περιορισμένο σε κεντρικοποιημένες δομές, αλλά μεγάλο κομμάτι του βρίσκεται στις κινητές συσκευές, από τις οποίες και διαμοιράζεται. Επιπλέον, η εξέλιξη των κινητών συσκευών έχει οδηγήσει στην εξάπλωση περιεχόμενου που δημιουργείται από τους ίδιους τους χρήστες. Ο διαχωρισμός των ρόλων μεταξύ παραγωγού, διακινητή και καταναλωτή περιεχομένου έχει γίνει αρκετά δυσδιάκριτος,καθώς οι χρήστες μπορούν να αναλάβουν περισσότερους από ένα από αυτούς τους ρόλους. Για τη διακίνηση του συνεχώς αυξανόμενου περιεχομένου οι δύο κύριες προσεγγίσεις είναι η χρήση των δικτύων ομότιμων κόμβων, καθώς και η χρήση των κοινωνικών δικτύων. Η διακίνηση περιεχομένου με δίκτυα ομότιμων κόμβων χρησιμοποιείται κυρίως για υλικό μεγάλου όγκου, το οποίο είναι και σε υψηλή ποιότητα. Πέρα από την παραδοσιακή χρήση τέτοιων δικτύων για μαζική μεταφορά, πλέον έχουν παρουσιαστεί και δίκτυα ομότιμων κόμβων για υπηρεσίες συνεχούς ροής για παρουσίαση περιεχομένου στους χρήστες τους. Από την άλλη πλευρά, τα κοινωνικά δίκτυα αποτελούν το βασικό ίσως μέσο διαμοιρασμό περιεχομένου. Έχοντας ξεφύγει από το απλό μέσο δικτύωσης μεταξύ φίλων και γνωστών, αποτελούν τις πλατφόρμες ενημέρωσης και διασκέδασης.Επιπλέον, είναι ο χώρος που δημιουργούνται ομάδες με σκοπό την ανταλλαγή απόψεων σε θέματα κοινού ενδιαφέροντος. Το μεγαλύτερο ποσοστό της κίνησης στο παγκόσμιο ιστό πηγάζει από τα κοινωνικά δίκτυα. Αυτό έχει μεγάλο αντίκτυπο στο δίκτυο για να μπορέσει να προσφέρει την κατάλληλη υποδομή και τις ανάλογες υπηρεσίες για να υποστηρίξει τον διαρκώς αυξανόμενο όγκο δεδομένων που δημιουργούνται από το διαμοιρασμό περιεχομένου.Οι δύο κυριότερες αρχιτεκτονικές για διαδικτυακές εφαρμογές (εξυπηρετητή-πελάτη, και ομότιμων κόμβων) υποθέτουν ότι ο κάθε κόμβος λειτουργεί σε απομόνωση, ακόμη και σε περιπτώσεις που οι κόμβοι είναι σε κοντινή απόσταση. Υπάρχουν αρκετές περιπτώσεις που χρήστες θέλουν να ανακτήσουν ή να διαμοιράσουν πληροφορίες ή περιεχόμενο (ακόμη και σε πραγματικό χρόνο) με κοντινούς προς αυτούς χρήστες, αλλά η επικοινωνία θα πρέπει να περιλάβει κεντρικοποιημένες απομακρυσμένες υποδομές. Η διατριβή αυτή στοχεύει στην εισαγωγή μιας αρχιτεκτονικής η οποία συνδυάζει τα εναλλακτικά αυτά μοντέλα, και επιπλέον εκμεταλλεύεται ικανότητες αυτό-οργάνωσης σε κόμβους κοντινής απόστασης στα δίκτυα νέας γενιάς. Οι συμμετέχοντες κόμβοι δημιουργούν κοινότητες, με χαλαρή σύνδεση των μελών τους, οι οποίες προωθούν την συνεργασία οδηγώντας σε καλύτερη απόδοση του διαμοιρασμού περιεχομένου. Κάθε κόμβος αναζητά πρώτα το περιεχόμενο στην κοινότητα που συμμετέχει και σε περίπτωση αστοχίας το ανακτά μέσω των κεντρικοποιημένων υποδομών. Η παροχή του περιεχομένου από κάποιον κόμβο σε κάποιον άλλο αμείβεται με τη δυνατότητα χρήσης επιπλέον πόρων του δικτύου . Η συνεργασία των κόμβων στην αρχιτεκτονική εξασφαλίζεται με χρήση συγκεκριμένων κινήτρων που ενισχύουν τη σύμπραξη, ενώ παράλληλα υπάρχουν αποτρεπτικά μέτρα που αναστέλλουν την εγωιστική/κακόβουλη συμπεριφορά. Στη διατριβή αυτή η αρχιτεκτονική που προτείνεται αναλύεται διαδοχικά στη βάση μιας κεντρικοποιημένης προσέγγισης, κατόπιν μια κατανεμημένης προσέγγισης και καταλήγει στη χρήση μιας λύσης βασισμένης σε δίκτυα ορισμένα από λογισμικό(SDN networks) καθώς και υπηρεσίες κινητού νέφους (mobile cloud). Οι μηχανισμοί απόφασης για την αυτό-οργάνωση των κόμβων βασίζονται σε ένα θεωρητικό μοντέλο που χρησιμοποιεί θεωρία παιγνίων.Το κεντρικό αποτέλεσμα της μελέτης αυτής είναι πως στα δίκτυα νέας γενιάς αναμένονται μεγάλα κέρδη στο συνολικό φόρτο του δικτύου με εκμετάλλευση της εγγύτητας και συνεργασίας των κόμβων. Επιπλέον, υπάρχει και κέρδος από την πλευρά των κόμβων σε θέματα καθυστέρησης για την απόκτηση περιεχομένου.