Mikroprotokoll-basierte Restrukturierung, toolgestützte Dokumentation und Evaluation von MacZ

D. Christmann

Bachelorarbeit, Fachbereich Informatik, Technische Universität Kaiserslautern, 2008

Abstract

Diese Bachelorarbeit behandelt die Restrukturierung und Evaluation von MacZ, einem MAC-Layer für mobile Ad-Hoc-Netzwerke im Bereich der Ambient Intelligence. Das Ziel der Restrukturierung war die Identifikation und Spezifikation von Komponenten als Mikroprotokolle und deren toolgenerierte Dokumentation. Mikroprotokolle sind besondere Komponenten mit einer einzelnen, verteilten Funktion. Zur Spezifikation wurde die Specification and Description Language (SDL) verwendet. Mit Mikroprotokollen wird Wiederverwendbarkeit gefördert und die Qualität von Protokollspezifikationen verbessert. Sie helfen insbesondere auch bei der Strukturierung eines Systems, da sie die Einteilung in abgeschlossene Komponenten erzwingen.
Teile von MacZ wurden bereits vor dieser Arbeit mit dem mikroprotokollbasierten Ansatz entworfen. Daher betrafen die Änderungen der Restrukturierung (hauptsächlich) den Service-Layer, ein Sub-Layer von MacZ, der für die wettbewerbsbasierte und wettbewerbsfreie Übertragung von Rahmen zuständig ist. Durch die Vergabe von Prioritäten bei wettbewerbsbasiertem Zugriff auf das Medium und durch reservierungsbasierte Übertragungen bei wettbewerbsfreiem Zugriff bietet MacZ Unterstützung für Dienstgüte. Diese Möglichkeiten sorgen für eine komplexe Spezifikation. Mikroprotokolle können dabei helfen, die Spezifikation übersichtlich und wohlstrukturiert zu halten.
Nach der Restrukturierung wurde MacZ evaluiert und die Ergebnisse wurden mit früheren Ergebnissen verglichen. Dadurch wurde gezeigt, dass die Funktionalität von MacZ nicht geändert wurde.

In this thesis, the restructuring of MacZ, a MAC-Layer for mobile ad-hoc networks in the domain of Ambient Intelligence, is presented. The intent of the restructuring was the identification and specification of components as micro protocols with a tool generated documentation. Micro protocols are special components with a single and distributed functionality. The Specification and Description Language (SDL) was used to specify them. With micro protocols, one can enhance reuse and improve the quality of protocol specifications. They also give implicit help with the structuring of a system, because they force the classification of self-contained components.
Parts of MacZ were already designed with the micro protocol-based approach before this work. Thus, the modifications of the restructuring affected (mainly) the Service-Layer, a sublayer of MacZ, which is responsible for the contention-based and contention-free sending of frames. With the assignment of priorities in a contention-based medium access and the reservation-based transmission in a contention-free medium access, MacZ provides capabilities for quality of service (QoS). These capabilities make the specification complex. Micro procotols can help to keep the specification clear and well-structed.
After the restructuring, MacZ was evaluated, and the results were compared to prior results. Thus, it was demonstrated that the functionality of MacZ remains unchanged.

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