Decentralized broker for context management and distribution using unstructured P2P networks in a service oriented architecture

Abstract

Context information is present in many application types nowadays. For instance, it may consist of the information or activity related to a user who is registered in a shopping website. With this, the website is able to suggest items based on previous purchases or even on the user country. Another example may correspond to data gathered by humidity sensors in a crop, providing an insight into irrigation problems. Context information is the basis for the interaction between users and computing systems and may comprise a significant amount of data. Thus, this demands the proposal of efficient mechanisms for distribution and management of information. This work proposes a decentralized platform for context management and distribution called Context Broker using unstructured peer-to-peer networks. The platform consists in a set of Brokers that act as context servers, providing storage and retrieval of data to consumers and providers. The design and implementation decisions were taken considering simplicity and performance goals. First, the theoretical foundation that substantiates the development of the platform will be presented. The main concepts related to context-aware systems will be indicated, as well as examples of related work. Next, a description and justification of the design decisions will be given, covering aspects such as the system architecture and the message protocol. Following that, implementation details will be presented and the experimental evaluation will be described. Finally, the results will be presented and discussed.

Informações de contexto estão presentes em muitos tipos de aplicação atualmente. Como exemplo, estas podem consistir nas informações ou na atividade relacionada a um usuário que está registado em um website de compras. Com isso, o website é capaz de sugerir items baseado em compras prévias ou até mesmo no país do usuário. Outro exemplo pode corresponder aos dados obtidos por sensores de umidade em uma plantação, fornecendo uma visão sobre possíveis problemas de irrigação. Informações de contexto são a base para a interação entre usuários e sistemas de computação e podem compreender um grande volume de dados. Dessa forma, isso demanda a proposta de mecanismos eficientes para a distribuição e gerenciamento dessas informações. Este trabalho propõe uma plataforma descentralizada para gerenciamento e distribuição de contexto denominada Context Broker utilizando redes peer-to-peer não-estruturadas. A plataforma consiste em um conjunto de Brokers que agem como servidores de contexto, fornecendo armazenamento e obtenção de dados para consumidores e provedores. As decisões de projeto e implementação foram tomadas considerando objetivos de performance e simplicidade. Primeiramente, a base teórica que fundamenta o desenvolvimento da plataforma será apresentada. Os principais conceitos relacionados a sistemas cientes de contexto serão indicados, bem como exemplos de trabalhos relacionados. Posteriormente, uma descrição e justificativas das decisões de projeto serão dadas, abrangendo aspectos tais como a arquitetura do sistema e o protocolo de mensagens. Seguindo, os detalhes da implementação serão apresentados e a avaliação experimental será descrita. Finalmente, os resultados serão apresentados e discutidos.