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Design and Performance Studies of an Adaptive Scheme for Serving Dynamic Web Content in a Mobile Computing Environment

報告者：劉芸如Date ：2010/6/7

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INTRODUCTION RELATED WORK SYSTEM FRAMEWORK SYSTEM IMPLEMENTATION EXPERIMENTAL DESIGN PERFORMANCE STUDIES CONCLUSIONS

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在移動計算環境中，為了讓移動用戶真正享受到方便和易於瀏覽的動態內容，仍然存在著一些障礙要跨越。

可以歸因於三個因素對移動設備的限制： 有限的網路頻寬 一個小銀幕會降低內容的可讀性 薄的計算能力 (thin computing capacity) 將進

一步提高移動用戶瀏覽的延遲

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1. 網站內容修改 此文章發展新的可行的方法，以

提高內容適應動態網頁內容的可讀性，增強用戶之間的互動。

提出了一種基於視覺的網頁分割（ vision-based page segmentation;VIPS ）是依照使用功能佈局頁面，如字體，顏色和大小等，可以有效地保持在一個頁面相關的內容一起，即便是從每個分開不同的語義塊。

Fig. 1. (a) Screenshot of Yahoo! Page. (b) Original display on a Pocket PC. (c) Thumbnail presentation on a Pocket PC device.

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RELATED WORK(2) 2. 動態內容緩存

緩存策略已被廣泛用於減少頻寬使用，加快在移動計算環境中動態內容瀏覽。

Rabinovich et al. 提出了著名的 well-known ESI 分段計劃，最終無線網路邊緣 (edge) 的移動客戶端和實驗結果表明反應時間可大大加速。

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1. 集成的 Web 內容修改和緩存 請求的內容是動態產生一個遠程 Web 服務器，然

後通過無線網路傳輸達到移動客戶端。 內容是在小型顯示器顯示 Web 內容。這個過程既

包括適應網路傳輸和網頁，為移動客戶大大提高瀏覽延遲。

本文章將兩個功能於一體，提出了一個 MobiDNA計劃，利用廣泛可用片段信息的動態內容。

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SYSTEM FRAMEWORK(2)

Fig. 2. (a) Two-step dynamic content adaptation process: Three semantic blocks are identified according to the fragment information. (b) The detected semantic blocks are further partitioned to generate tailored blocks that fit into the small screens.

2. 一種改進的 Web 內容自適應算法 敘述修改演算法內容的兩個步驟，即語義塊檢測和語義塊劃分。

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SYSTEM FRAMEWORK(3)

Fig. 3. The semantic block detection algorithm.

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SYSTEM FRAMEWORK(4)

Fig. 4. The semantic block partition algorithm.

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SYSTEM FRAMEWORK(5)

Fig. 5. (a) Tailored blocks acquired from the homepage of IBuySpy application. (b) Tailored representation of the IBuySpy homepage on a smallscreen Pocket PC device.

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SYSTEM FRAMEWORK(6) 3. 一種改進的片段緩存策略

為了減少客戶瀏覽動態內容的等待時間，我們設計了一個增強的片段緩存策略，特點是保存修改內容，而不是原來的內容緩存。

Fig. 6. An example for the cached content labeled with markups.(a) Template fragment. (b) Tailored block.

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1.Deployment Options 部屬選項 最常見的方法是部署在 Web 服務器系統。在這種

情況下， Web 服務器回應一個改編版本的動態內容到移動客戶。然而，對外傳輸從 Web 服務器到移動客戶並沒有減少，因為整個網路內容要通過無線網路傳輸。

第二種可能是部署在網路邊緣 MobiDNA 系統服務器駐留靠近客戶端。這個計劃可以節省的頻寬使用情況的鏈接從 Web 服務器到邊緣服務器，也可以減輕 Web 服務器的負載。

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SYSTEM IMPLEMENTATION(2) 部署 MobiDNA 計劃在移動客戶端可以實現至

少有三個主要優點： 1. 無線頻寬和移動客戶端延遲可大大減少，因為較

少的 Web 數據傳輸的最後一英里的無線網路。

2. 緩存可以有效避免爆炸，因為改編的內容緩存在一個移動設備的版本總是固定的，網頁內容相同。

3. 邊緣服務器通常用於加快動態內容傳輸不是一個必需的設施，明顯造成降低網路部署的複雜性。

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2. 客戶端的實現

Fig. 7. The workflow of the MobiDNA system on the mobile client side.

SYSTEM IMPLEMENTATION(3)

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EXPERIMENTAL DESIGN(1)

為了提供類似的網路條件在無線環境中，我們使用網路模擬器來限制瀏覽的頻寬和網路延遲指定為客戶機。

雲 (Cloud) 是一個小而有效的軟件來控制頻寬限制和網路延遲，這是部署在一台邊緣服務器，並只增加額外較小的負擔。

TABLE 2 The Configurations of the Simulated Client Machine in the Testbed

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評估成效的 MobiDNA 計劃，我們進行了實驗，對兩種典型的無線網路（ 25kpbs 和 56kpbs ）在三個延遲期組合雲 (Cloud)（ 500 ， 2000 ，和 5000 毫秒）。從客戶端每次啟動一個請求，它穿過延遲環節的反應也是如此。因此，影響時間總是由網路延遲所導致的。

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PERFORMANCE STUDIES(2) 實際行為的控制方案是由一個測試腳本。在每次測試，程序重複以下步驟，直到測試時間已經結束。 1. 打開一個持久 HTTP 連接到 Web 服務器。 2. 啟動一個請求的動態內容的 Web 服務器。 3. 在收到的回覆和適應一個定制頁面顯示，它等待

一段思考的時間（ 60 毫秒在我們的測試），並選擇下一個請求。如果程序選擇退出，將停止發送請求和關閉連接。

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PERFORMANCE STUDIES(3) 2. 延遲期的最佳化

比較三種方法在客戶等待時間。 1 ）普通案件中，沒有保存為 Web 內容緩存（普通）

2 ）片段緩存策略，部署在移動客戶端（緩存）

3 ）在 MobiDNA 修改內容緩存系統的做法，（ MobiDNA ）。

圖 10 顯示了移動客戶端瀏覽延遲期在56Kbps 和 25kpbs 下各 FCHR 值。

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PERFORMANCE STUDIES(4)

Fig. 10. The mobile browsing latency under two networks: (a)-(c) 25kbps and (d)-(f) 56kbps. (a) Network latency = 500ms. (b) Network latency =2,000ms. (c) Network latency = 5,000ms. (d) Network latency = 500ms. (e) Network latency = 2,000ms. (f) Network latency = 5,000ms.

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基於移動設備的普及程度和容易獲得的動態內容的網站，在移動計算環境中，我們提出MobiDNA 的動態 Web 內容服務。

首先，動態內容改編為小型螢幕顯示畫面通過修改後的內容改編算法利用片段的信息。

第二，調整的內容保存到移動客戶端的緩存減少網路傳輸和網路內容編寫時間。

實驗表明，我們的方法可以提高在小型顯示器上與增加動態內容的可讀性，減少瀏覽得延遲，並減少無線網路傳輸時間。