ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟ∆ΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ

ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Αυτόνοµη Λήψη Αποφάσεων Βασισµένη σε Πολιτικές για Ασύρµατα ∆ίκτυα

Νίκη Ε. Γκαζώνη

Ξενοφών Α. Φαφούτης

Επιβλέποντες: Λάζαρος Μεράκος, Καθηγητής ΕΚΠΑ

Αθανασία Αλωνιστιώτη, Επιστηµονικός Συνεργάτης ΕΚΠΑ

Αντώνιος Λιλής, Ερευνητής ΕΚΠΑ

ΑΘΗΝΑ

ΙΟΥΛΙΟΣ 2007

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Αυτόνοµη Λήψη Αποφάσεων Βασισµένη σε Πολιτικές για Ασύρµατα ∆ίκτυα

Νίκη Ε. Γκαζώνη

Α.Μ.: 1115200200024

Ξενοφών Α. Φαφούτης

Α.Μ.:1115200200135

ΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤΕΣ: Λάζαρος Μεράκος, Καθηγητής ΕΚΠΑ

Αθανασία Αλωνιστιώτη, Επιστηµονικός Συνεργάτης ΕΚΠΑ

Αντώνιος Λιλής, Ερευνητής ΕΚΠΑ

Αυτόνοµη Λήψη Αποφάσεων Βασισµένη σε Πολιτικές για Ασύρµατα ∆ίκτυα

Ν. Γκαζώνη, Ξ. Φαφούτης 3

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Με την ανάπτυξη ασύρµατων δικτύων που έχουν επίγνωση του περιβάλλοντος και

αντλούν τις απαραίτητες πληροφορίες από αυτό για την προσαρµογή και τη λειτουργία

τους προκύπτει το πρόβληµα της διαχείρισης τους. Απαιτείται η ανάπτυξη τεχνολογιών

αυτοδιαχείρισης, αυτογνωσίας και λήψης αποφάσεων για την προσαρµογή και ρύθµιση

της λειτουργίας τους. Ένα αυτόνοµο σύστηµα µπορεί να συλλέγει και να επεξεργάζεται

πληροφορίες από το περιβάλλον του ώστε να προσαρµόζει και να βελτιστοποιεί τη

δοµή και τις ρυθµίσεις του ανάλογα µε τις συνθήκες. Αυτό επιτυγχάνεται µε βάση

κανόνες εκφρασµένους στην κατάλληλη γλώσσα και σενάρια που προσοµοιώνουν τις

διάφορες δυνατές καταστάσεις στις οποίες θα πρέπει να προσαρµοστεί το σύστηµα. Οι

τρόποι δράσης του συστήµατος σε κάθε κατάσταση καθορίζονται από πολιτικές. Η

αναπαράσταση του «κόσµου» στον οποίο αλληλεπιδρούν τα αυτόνοµα ασύρµατα

δίκτυα γίνεται µε ένα σύνολο οντολογιών που υποδηλώνει την ιεραρχία µεταξύ των

στοιχείων της οντολογίας και τις σχέσεις µεταξύ των στοιχείων αυτών, παρόµοια µε ένα

µοντέλο οντοτήτων – συσχετίσεων.

Στα πλαίσια αυτής της εργασίας µοντελοποιούµε ένα τηλεπικοινωνιακό κόσµο σε µία

οντολογία, εκφράζουµε πολιτικές αυτοδιαχείρισης και παρουσιάζουµε παραδείγµατα

δυναµικής λήψης αποφάσεων που υλοποιούν την προσαρµογή και ρύθµιση της

λειτουργίας του συστήµατος στις αλλαγές του περιβάλλοντος του, σύµφωνα µε τις

ιδιότητες των αυτόνοµων συστηµάτων.

ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ: Ασύρµατα ∆ίκτυα

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙ∆ΙΑ: αυτόνοµο σύστηµα, πολιτική, αυτοδιαχείριση, λήψη αποφάσεων,

οντολογία

Αυτόνοµη Λήψη Αποφάσεων Βασισµένη σε Πολιτικές για Ασύρµατα ∆ίκτυα

Ν. Γκαζώνη, Ξ. Φαφούτης 4

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ.................................................................................................5 1.1 Εισαγωγή ...............................................................................................................5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ .......................................................................7 2.1 Αυτόνοµα Συστήµατα .............................................................................................7 2.2 Υλοποίηση του ελέγχου και των βρόγχων ελέγχου ................................................9

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ Η ΓΛΩΣΣΑ OWL.......................................................12 3.1 Τεχνολογίες Σηµασιολογικού Ιστού ......................................................................12 3.2 Οντολογίες ...........................................................................................................13 3.3 Η γλώσσα OWL ...................................................................................................16 3.4 ∆οµικά στοιχεία της οντολογίας σε OWL.............................................................17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΚΑΙ Η ΓΛΩΣΣΑ SWRL.........................................................21 4.1 Πολιτικές ..............................................................................................................21 4.2 «∆ιύλιση» των πολιτικών .....................................................................................21 4.3 Η γλώσσα SWRL .................................................................................................24

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΕ ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ..............27 5.1 Σενάριο: Γενική παρουσίαση................................................................................27 5.2 Σκοποί και ∆υσκολίες...........................................................................................31

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΕΝΟΣ ΑΣΥΡΜΑΤΟΥ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ........................................................................................................32

6.1 Protégé ................................................................................................................32 6.2 Οντότητες.............................................................................................................32 6.3 Ιδιότητες ...............................................................................................................36

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΚΦΡΑΣΜΕΝΕΣ ΣΕ SWRL ΚΑΝΟΝΕΣ..............................45 7.1 Protégé και SWRL Κανόνες .................................................................................45 7.2 Στόχος 1: ∆υνατότητα Επιλογής του Καταλληλότερου ∆ικτύου............................45 7.3 Στόχος 2: ∆υνατότητα Μετάβασης από ∆ίκτυο σε ∆ίκτυο ....................................51 7.4 Στόχος 3: Αυτοµατοποιηµένες ∆ιαδικασίες ..........................................................53

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ............................................56 8.1 Jess, Η µηχανή κανόνων .....................................................................................56 8.2 Ο Τηλεπικοινωνιακός Κόσµος..............................................................................57 8.3 Το Σενάριο του Κώστα .........................................................................................62 8.4 Το Σενάριο της Μαρίας.........................................................................................70

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ...........................................................................................79 9.1 Εισαγωγή .............................................................................................................79 9.2 Περιγραφή............................................................................................................81 9.3 Η Βιβλιοθήκη Protégé – OWL ..............................................................................85 9.4 Η Βιβλιοθήκη SWRLRuleEngineBridge................................................................87

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ .........................