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netzspannung.org - Systemarchitektur und Plattformtechnologie |
Für die Vernetzung und Bündelung von örtlich und organisatorisch verteilten Interessensgemeinschaften aus Kunst, Kultur und Technik wurde im Rahmen des Projektes CAT mit netzspannung.org ein verteiltes Internet-Anwendungssystem aufgebaut. Es wurde speziell für die adaptive Bildung von Open Communities konzipiert, in dem die Mitglieder nicht nur ein bereits definiertes Netzwerk von vorhandenen Resourcen nutzen, sondern aktiv an dessen Weitergestaltung und Ausbau teilnehmen. Dazu zählen neben der Integration von verteilten Komponenten in eine plattformübergreifende Anwendungsumgebung auch die Vernetzung von heterogenen Resourcen sowie die Unterstützung von migrierenden Desktop-Anwendungen.
› Wissenschaftliche Papers zur Plattformtechnologie
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Das Konzept
Ausgehend von einer zentralen Internetplattform netzspannung.org wird ein verteiltes Internet-Anwendungssystem aufgebaut. Im Vordergrund stehen die Integration, Vernetzung, Verteilung und Visualisierung von Inhalten und Anwendungen sowie die Personalisierung der jeweiligen Anwendungsumgebung anhand von Nutzerprofilen wie in Abb. 1 hervorgehoben.
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| Ein plattformübergreifendes Anwendungssystem stellt hierzu Schnittstellen für die dynamische Erweiterung bereit, über die neue Inhalte integriert sowie externe Dienste über Web Services angedockt werden können. Parallel zur Visualisierung mittels eines Web-Browsers werden besondere Interfaces und weitergehende Interaktionsformen durch Web Applications wie z.B. die Timeline oder Semantic Map angeboten, die auf den lokalen Rechner dynamisch heruntergeladen und ausgeführt werden.
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Die Systemarchitektur
Das Anwendungssystem von netzspannung.org ist in Java implementiert und basiert auf einer offenen Systemarchitektur, die mit spezifischen Modulen und Komponenten dynamisch erweitert werden kann. Im laufenden Betrieb können neue Dienste und Anwendungen auf Anforderung in das System geladen und ausgeführt werden. Eine besondere Datenbankschnittstelle (Distributed Storage System) sorgt dafür, dass heterogene Datenquellen einheitlich objektorientiert angesprochen werden können und ermöglicht damit eine davon unabhängige Anwendungsentwicklung wie in Abb. 2 skizziert.
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| Neue Datenquellen können mit spezifischen Plug-ins eingebunden und verlinkt werden. Auf der anderen Seite bietet netzspannung.org über verschiedene Kommunikationsschnittstellen (Open Network Architecture) unterschiedliche Zugänge zu den Archiven, Anwendungen und Diensten wie z.B. die Verlinkung mit externen Diensten über Web Services oder die Anbindung von clientseitigen Tools in Flash oder Java wie die Timeline und Semantic Map. Darüber hinaus können Inhalte in Form von dynamischen Webseiten, die von Java Servlets aufbereitet werden, abgefragt und auf konventionellen Internet-Browsern angezeigt werden. Multimediale Inhalte werden dagegen mit einem Streaming-Server ins Internet übertragen. So können archivierte Beiträge, z.B. in den Tele-Lectures jederzeit wieder abgerufen werden und Veranstaltungen wie z.B. "Iconic Turn" in Echtzeit mitverfolgt werden.
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Plattformübergreifende Anwendungsumgebung
Ein wesentliches Ziel der technischen Entwicklung war die plattformübergreifende Anwendungsumgebung für die Einbindung und Integration von heterogenen Ressourcen wie Anwendungsbausteinen, Datenbanken als auch externen Internet-Portalen sowie Suchmaschinen.
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| Zu diesem Zweck können Mitglieder selbst entwickelte Module und Datenbeständen in die Community einbringen, die dann im Netzwerk verteilt oder auf eigenen Rechner zur Verfügung gestellt und ausgeführt werden können (vgl. Abb. 3). Entwickler legen neue Anwendungsmodule zusammen mit einer Modulbeschreibung (module description) in Modul Repositories ab. Sie können dann von dort dynamisch auf einen angeschlossenen Rechner herunter geladen und zu einer Anwendung zusammengestellt werden. Dazu werden die Anwendungsbeschreibung (application description) als auch die Plattformbeschreibung (platform description) ausgewertet und die entsprechende Ausführungsumgebung auf dem Zielrechner eingestellt. Sämtlich Anwendungen und Dienste auf netzspannung.org, wie der Workspace, der netzkollektor oder der Suchdienst sowie das digital-sparks Konferenzsystem, werden aus einzelnen Modulen geladen und komponiert. Dabei werden verschiedene Versionsstände und Abhängigkeiten berücksichtigt und durch eine entsprechend konfigurierte Anwendungsumgebung automatisch aufgelöst. Erst diese Dekomposition des Systems ermöglicht die parallele und verteilte Entwicklung von netzspannung.org mit diversen Partnern wie der Universität Siegen.
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Die Vernetzung von heterogenen Ressourcen und Anwendungen
In einem weiteren Entwicklungsschritt wird die Vernetzung mit vorhandenen Ressourcen wie Suchmaschinen ermöglicht, die nicht direkt in die Anwendungsumgebung eingebunden werden können. Hierzu werden vorhandene Technologien aus dem Bereich Web Services für die serviceorientierte Anbindung von existierenden Anwendungen, externer Suchmaschinen und Internet-Portalen genutzt sowie die Publizierung eigener Inhalte und Dienste, wie in Abb. 4 illustriert.
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| Die Anbindung geschieht über spezifische Web-Service-Adapter, die jeweils für die entsprechende Ressource zur Verfügung gestellt werden müssen und als Plug-in in netzspannung.org eingebunden werden. Dadurch sind auch heterogene Ressourcen über eine homogene Schnittstelle zugreifbar und können in besonderen Diensten, wie der plattformübergreifenden Suche, der semantischen Textanalyse und der Vernetzung von Archiven, genutzt werden. Ein Beispiel für diese Vernetzung ist die Integration des Wissensmanagement-Systems AWAKE in netzspannung.org. Über Web Services werden zum einen die Inhalte von netzspannung.org für die semantische Auswertung und Verarbeitung in Wissenskarten bereitgestellt, zum anderen fließen diese Ergebnisse über Web Services wieder zurück in netzspannung, wo sie mit dem Tool Semantic Map visualisiert werden.
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Nomadic Desktop Computing
Das verteilte Internet-Anwendungssystem netzspannung.org ist nicht alleine für die webbasierte Nutzung mit einem Web-Browsern ausgelegt, sondern bietet weitergehende Interaktionsformen, die durch heruntergeladene Anwendungen und Werkzeuge auf dem Desktop-Rechner des Nutzers bereitgestellt werden. Ein nächstes Ziel ist dabei die Schaffung einer plattformübergreifenden Anwendungsumgebung, wie sie vor allem von wandernden Nutzern gewünscht wird. Im Szenario des "nomadic desktop computing" bedient sich ein Nutzer dabei verschiedener stationärer Desktop-Systeme, wie in Abb. 5 dargestellt.
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| Der Nutzer erhält eine migrierende Anwendungsumgebung, die seine Anwendungen in der gleichen Konfiguration und Konstellation auf jedem angeschlossenen Desktop-System bereitstellt. Die zugrunde liegende Architektur und Implementierung von netzspannung.org bietet die Basis für die nächste Ausbaustufe, die nach der Integration und Vernetzung nun auch die Verteilung von Diensten und Anwendungen ermöglichen wird. Ein besonderes Augenmerk wird hierbei die Fortführung der Personalisierung einnehmen, die die erweiterten Konfigurations- und Interaktionsmöglichkeiten der clientseitigen Anwendungen abdecken soll. So werden die Plattform, die Timeline als auch die Semantic Map weiter ausgebaut, um dem Anwender von jedem Desktop-System aus den einheitlichen Zugriff auf seine Daten, wie den Workspace und die Wissenskarten, zu ermöglichen. Die dafür erforderliche Verteilung der Anwendung und der Zugriff auf die persönlichen Einstellungen geschehen transparent und unbemerkt vom Anwender im Hintergrund.
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Zusammenfassung
Die verteilte Internetplattform netzspannung.org basiert nicht auf einer vorhandenen Implementierung, sondern wächst mit den konzeptuellen und inhaltlichen Anforderungen, die sich durch verändernde Anwendungsszenarien ergeben. Ausgehend von einem Informationsportal (content provider) für die Kulturvermittlung mit dem Fokus auf den Aufbau eines Web-Portals hat sich die Plattform zu einem Dienstleister (service provider) auf der Basis von Web Services weiterentwickelt und wird für besondere Zwecke wie der Wissenserschließung oder e-Learning-Anwendungen eingesetzt. In zukünftigen Anwendungsszenarien wird die Bereitstellung neuer Werkzeuge (tool provider) mittels migrierender Web-Applikationen und die Unterstützung von wechselnden Desktop-Systemen an Bedeutung gewinnen. Die vorgestellte Systemarchitektur sowie die entwickelten Techniken werden sicherstellen, dass netzspannung.org mit den Anforderungen mitwachsen wird und Nutzer weiterhin die Gelegenheit haben, die Plattform mitzugestalten.
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Wissenschaftliche Papers zur Plattformtechnologie von netzspannung.org
PAAL, Stefan; KAMMÜLLER, Reiner; FREISLEBEN, Bernd: Adaptable Web Interfaces for Heterogeneous Data Sources. In: Proceedings of the 2nd Conference on Internet Computing (IC 2001). Las Vegas, USA. CSREA 2001. S. 827-834.
› Download [PDF | 140 KB]
PAAL, Stefan; KAMMÜLLER, Reiner; FREISLEBEN, Bernd: Customizable Deployment, Composition and Hosting of Distributed Java Applications. Distributed Objects and Applications (DOA 2002). LNCS 2519. Irvine, USA: Springer, 2002, S. 845-865.
› Download [PDF | 377 KB]
PAAL, Stefan; KAMMÜLLER, Reiner; FREISLEBEN, Bernd: Java Remote Object Binding with Method Streaming. Proceedings of the 4th International Conference for Objects, Components, Architectures, Services and Applications for a Networked World (NODE 2003). Erfurt, Germany. 2003, S. 230-244.
› Download [PDF | 300 KB]
PAAL, Stefan; KAMMÜLLER, Reiner; FREISLEBEN, Bernd: Separating the Concerns of Distributed Deployment and Dynamic Composition in Internet Application Systems. Distributed Objects and Applications (DOA 2003). LNCS 2888. Catania, Italy: Springer, 2003, S. 1292-1311.
› Download [PDF | 300 KB]
PAAL, Stefan; KAMMÜLLER, Reiner; FREISLEBEN, Bernd: A Cross-Platform Application Environment for Nomadic Desktop Computing. Proceedings of the 5th International Conference for Objects, Components, Architectures, Services and Applications for a Networked World (NODE 2004). Erfurt, Germany. 2004. (to be published).
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netzspannung.org
23.06.2004
