Webbasierte Anwendungen als Lösungsansatz für die Heterogenität im mobilen Internet V30

79 Pages·2010·6.15 MB·German

Arbeitsbericht Nr. 3/2010
Hrsg.: Matthias Schumann
Stefan Christmann / Svenja Hagenhoff / Thorsten Caus
Webbasierte Anwendungen als
Lösungsansatz für die Heterogenität
im mobilen Internet
Arbeitsbericht
des Instituts für Wirtschaftsinformatik
Professur für Anwendungssysteme und E-Business
Georg-August-Universität Göttingen
Platz der Göttinger Sieben 5
37073 Göttingen
Working Paper
Institute of Information Systems
Chair of Application Systems and E-Business
University of Goettingen
Platz der Goettinger Sieben 5
37073 Goettingen, Germany
Tel. +49 (0) 551 / 39-4442
Fax +49 (0) 551 / 39-9735
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Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis

Abstract .................................................................................................................................................. III
Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................................ IV
Tabellenverzeichnis .............................................................................................................................. V
Abkürzungsverzeichnis ....................................................................................................................... VI
1 Einleitung ........................................................................................................................................... 1
2 Herausforderungen des mobilen Internets ..................................................................................... 3
3 Heterogenität bei mobilen Endgeräten ........................................................................................... 5
3.1 Ebenenmodell .............................................................................................................................. 6
3.2 Perspektivische Entwicklung ....................................................................................................... 9
3.3 Herausforderungen durch Heterogenität ...................................................................................11
4 Softwarearchitekturen für Anwendungssysteme ........................................................................13
4.1 Basisarchitekturen .....................................................................................................................14
4.2 Architekturdetails .......................................................................................................................18
4.2.1 Anwendungsverteilung .....................................................................................................18
4.2.2 Lastverteilung....................................................................................................................20
4.2.3 Netzwerkverbindung .........................................................................................................22
4.3 Zusammenfassung ....................................................................................................................23
5 Lastverteilung bei Anwendungen auf mobilen Endgeräten .......................................................24
5.1 Thin-Client-Anwendungen .........................................................................................................25
5.2 Web-Client-Anwendungen .........................................................................................................27
5.3 Fat-Client-Anwendungen ...........................................................................................................31
5.4 Vergleich ....................................................................................................................................34
6 Webbasierte Anwendungen auf mobilen Endgeräten .................................................................37
6.1 Beitrag von Webtechnologien zum Umgang mit Heterogenität.................................................39
Inhaltsverzeichnis II
6.2 Bestehende Problemfelder ........................................................................................................41
6.3 Mögliche Lösungsansätze nach Problemfeldern .......................................................................44
6.3.1 Abbruch der Verbindung ...................................................................................................44
6.3.2 Einbettung in das Betriebssystem ....................................................................................46
6.3.3 Zugriff auf Geräte-APIs .....................................................................................................48
6.3.4 Usability von Web-Anwendungen .....................................................................................49
6.3.5 Komplexität der Anwendungserstellung ...........................................................................51
6.3.6 Anpassung von Webseiten ...............................................................................................53
6.3.7 Zusammenfassung ...........................................................................................................55
7 Zusammenfassung und Fazit .........................................................................................................57
Literaturverzeichnis .............................................................................................................................60
Abstract III
Abstract
In addition to mobility, heterogeneity is one of the root causes for challenges of the mobile
Internet. At all levels heterogeneity can be found: For handsets, networks and software. This
diversity leads to negative consequences, both technological and economic, for stakeholders
of the value chain in the mobile sector. A partial solution for this could be the choice of
software architecture: Web-based applications have proven to be a good basis for cross-
platform applications in stationary web. Therefore, possible software architectures for
applications used on mobile devices are examined and three archetypes of load distribution
are identified and assessed: Thin client, web client and fat client. Based on the review of the
potentials of web-based applications to deal with the heterogeneity in the mobile Internet
problem areas and possible solutions for them are identified. The result: Web-based
applications on the mobile Internet are a viable basis for cross-platform applications in both:
the private as well as the business sector.
Abbildungsverzeichnis IV
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Exemplarische Aspekte der Herausforderungen des mobilen Internets ............................ 5
Abbildung 2: Ebenen der Heterogenität bei Betriebssystemen für mobile Endgeräte ............................ 7
Abbildung 3: Heterogenität beeinflussende Faktoren ........................................................................... 10
Abbildung 4: Wertschöpfungskette für das mobile Internet ................................................................... 11
Abbildung 5: Vergleich von zentralistischen und verteilten Systemen .................................................. 15
Abbildung 6: Typische Aufteilung einer Anwendung in Layer ............................................................... 18
Abbildung 7: Beispielhafte n-Tier-Architekturen .................................................................................... 19
Abbildung 8: Komponentenverteilung im 2-Tier-Modell ........................................................................ 21
Abbildung 9: Mögliche Ausprägungen der Netzwerkverbindung .......................................................... 22
Abbildung 10: Softwarearchitekturen und Parameter ........................................................................... 23
Abbildung 11: Auslöser für die Besonderheiten des mobilen Internets ................................................ 24
Abbildung 12: Einschränkungen bei der Auswahl einer Lastverteilungsvariante .................................. 25
Abbildung 13: Komponenten eines Thin-Client-Anwendungssystems ................................................. 26
Abbildung 14: Komponenten eines Web-Client-Anwendungssystems ................................................. 28
Abbildung 15: Komponenten eines Fat-Client-Anwendungssystems ................................................... 31
Abbildung 16: Vergleich der Laufzeitumgebungen bei verschiedenen Lastverteilungen ..................... 35
Abbildung 17: Klassifizierung von Anforderungen aufgrund von Anwendung und Umfeld ................... 36
Abbildung 18: Webbasierte Anwendungen auf mobilen Endgeräten im B2B-Bereich ......................... 38
Abbildung 19: Abstraktion durch Nutzung eines Webbrowsers als Laufzeitumgebung ........................ 39
Abbildung 20: Bestehende Problemfelder bei Webanwendungen auf mobilen Endgeräten ................ 41
Abbildung 21: Darstellung einer nativen und einer webbasierten Anwendung ..................................... 42
Abbildung 22: Das Göttinger Content-Management-System als Adobe-AIR-Anwendung ................... 47
Abbildung 23: Komponenten des Technologiebündels AJAX ............................................................... 50
Abbildung 24: Beispiel eines Auto-Complete-Steuerelementes ............................................................ 51
Abbildung 25: Anpassungsbedarf bei Webanwendungen für mobile Endgeräte .................................. 53
Abbildung 26: Taxonomie der Optimierungsverfahren .......................................................................... 54
Tabellenverzeichnis
Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Weltweite Verbreitung ausgewählter Produkte ...................................................................... 1
Tabelle 2: Zugrundeliegende Forschungsfragen .................................................................................... 2
Tabelle 3: Basisarchitekturen für Anwendungssysteme (1/2) ............................................................... 16
Tabelle 4: Basisarchitekturen für Anwendungssysteme (2/2) ............................................................... 17
Tabelle 5: Tendenzielle Bewertung von Lastverteilungsvarianten ........................................................ 36
Tabelle 6: Zuordnung von Problemfeldern zu Endgerätekomponenten ............................................... 43
Tabelle 7: Bewertung der Problemfelder webbasierter Anwendungen für mobile Endgeräte .............. 56
Abkürzungsverzeichnis VI
Abkürzungsverzeichnis
AIR Adobe Integrated Runtime
AJAX Asynchronous JavaScript and XML
API Application Programming Interface
BASIC Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code
BDSG Bundesdatenschutzgesetz
CDMA Code Division Multiple Access
CGI Common Gateway Interface
CRM Customer Relationship Management
CSS Cascading Style Sheets
DHTML Dynamic HTML
DMZ Demilitarisierte Zone
DOM Document Object Model
EDA Event-Driven Architecture
GPS Global Positioning System
GSM Global System for Mobile Communications
HTML HyperText Markup Language
HTTP Hypertext Transfer Protocol
HTTPS Hypertext Transfer Protocol Secure
IIS Internet Information Services
IP Internet Protocol
IrDA Infrared Data Association
ISO International Organization for Standardization
J2ME Java 2 Micro Edition
JSR Java Specification Request
LZX László
MAC Media Access Control
MDM Mobile Device Management
ME (Java) Micro Edition
NFC Near Field Communication
OAK Object Application Kernel
ObjC Objective-C
P2P Peer-to-Peer
PHP PHP Hypertext Preprocessor
Abkürzungsverzeichnis VII
RFID Radio-Frequency Identification
RIA Rich Internet Application
RIM Research In Motion
ROR Ruby-on-Rails
RTE Runtime Environment
SMS Short Message Service
SOA Service-Oriented Architecture
SDK Software Development Kit
SQL Structured Query Language
TCO Total Cost of Ownership
TCP Transmission Control Protcol
UAprof User Agent Profile
VM Virtual Machine
VPN Virtual Private Network
W3C World Wide Web Consortium
WHATWG Web Hypertext Application Technology Working Group
WLAN Wireless Local Area Network
WURFL Wireless Universal Resource File
WWW World Wide Web
XHTML Extensible HyperText Markup Language
XML Extensible Markup Language
1 Einleitung 1

1 Einleitung
Mobile Endgeräte wie Handys, Smartphones, PDA oder E-Book-Reader werden sowohl für
Privatnutzer als auch im Geschäftsbereich mit fortschreitender Entwicklung des mobilen
Internets immer wichtiger. Alleine das Mobiltelefon hat gegenüber anderen Investitionsgütern
eine enorme Verbreitung erreicht (vgl. Tabelle 1). Diese Geräte zeichnen sich im Gegensatz
zu stationären PC oder Laptops allerdings durch ein hohes Maß an Heterogenität aus. Dieses
betrifft sowohl die offensichtlichen Differenzen zwischen Geräteklassen (Handy vs. E-Book-
Reader vs. iPod), aber auch einzelne Instanzen einer Geräteklasse (Handy vs. Handy).
Unterschiede finden sich sowohl auf der Hardwareebene (z. B. verschiedene
Schnittstellentechnologien, unterschiedliche Möglichkeiten der Mensch-Maschine-Interaktion)
als auch auf der Softwareebene (unterschiedliche Java-Versionen, verschiedene
Betriebssysteme, Laufzeitumgebungen und Anzeigeprogramme).

Tabelle 1: Weltweite Verbreitung ausgewählter Produkte1
Produkt Verbreitung Produkt Verbreitung
Automobil 900 Millionen Internetzugang 1700 Millionen
Computer 1100 Millionen Kreditkarte 1800 Millionen
Festnetztelefon 1200 Millionen Radioempfänger 3900 Millionen
Fernseher 1500 Millionen Mobiltelefon 4600 Millionen

Mit der Heterogenität müssen sowohl Anbieter (Applikationsentwickler, Content-Provider) von
mobilen Diensten als auch deren Nutzer umgehen. So werden Applikationen z. B. in
endgerätespezifischen Versionen vorgehalten (z. B. E-Book in mehreren Dateiformaten für
den Privatnutzer) oder aber so spezifisch realisiert, dass keine kritischen Massen erreicht
werden können. Ein Ansatz dieses Problem zu überwinden ist die Nutzung von
Webtechnologien zur Realisierung von Anwendungen. Durch die Nutzung des Webbrowsers
als Laufzeitumgebung können Anwendungen geschaffen werden, die auf allen mobilen
Endgeräten mit einer solchen Anzeigesoftware ablauffähig sind. Die Betrachtung und

1 Vgl. Ahonen 2009.