Una metodología basada en XML para la configuración y despliegue de aplicaciones DDS

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1 Una metodología basada en XML para la configuración y despliegue de aplicaciones DDS Dirigido por Juan M. López Soler Departamento de Teoría de la Señal, Telemática Y Comunicaciones E.T.S. Ingenierías Informáticas y de Telecomunicación Universidad de Granada

2 ÍNDICE 1.Motivación del problema y objetivos 2. Solución propuesta 3. Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador Implementación 4. Ejemplo de despliegue de un escenario 5. Resultados y conclusiones 6. Trabajo futuro 2

3 1. Motivación del problema y objetivos Qué es el servicio de distribución de datos (DDS)? Middleware de comunicación para sistemas distribuidos Paradigma de publicación-subscripción centrado en los datos 3

4 1. Motivación del problema y objetivos DDS sobre redes de área amplia (WAN): Cientos o miles de entidades DDS repartidas en decenas o cientos de nodos No hay experimentación previa Experimentación => describir y coordinar (muchas veces) un escenario WAN Se necesitan mecanismos de prototipado rápido y despliegue de sistemas DDS! 4

5 1. Motivación del problema y objetivos Objetivos Proporcionar una manera flexible de describir escenarios DDS Aplicaciones y entidades Comportamiento del sistema Metodología de desarrollo rápido Proporcionar mecanismos de control: Distribución de la descripción del escenario Ciclo de vida de entidades 5

6 ÍNDICE 1. Motivación del problema y objetivos 2.Solución propuesta 3. Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador Implementación 4. Ejemplo de despliegue de un escenario 5. Resultados y conclusiones 6. Trabajo futuro 6

7 2. Solución propuesta Cómo describir el escenario de prueba? Modelo Estático Descripción XML de las entidades DDS Modelo Dinámico Descripción del comportamiento (ej. leer y escribir) Espacio global de datos DDS Nodo de red que ejecuta una aplicación DDS Aplicación DDS Modelo Estático Aplicación DDS Modelo Estático Aplicación DDS Modelo Estático Modelo Dinámico Modelo Dinámico Modelo Dinámico 7

8 2. Solución propuesta Cómo sincronizar los nodos? Nodo Command Master Nodos Command Slave Cómo interaccionar con el escenario? Lenguaje semi-natural Espacio global de datos DDS create stop Command Master Publica instrucciones bajo un tema DDS start Command Slaves 8

9 ÍNDICE 1. Motivación del problema y objetivos 2. Solución propuesta 3.Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador Implementación 4. Ejemplo de despliegue de un escenario 5. Resultados y conclusiones 6. Trabajo futuro 9

10 Partes del Modelo Estático: 3.1 Módulos: el Modelo Estático Un analizador sintáctico o parser XML desarrollado sobre la biblioteca Expat Fichero de definición del tipo de documento (DTD, Document Type Definition) y modelo de objetos (DOM, Document Object Model) El objeto DOM lo componen varios objetos llamados DDS XML Entities: Gestionan información para crear entidades y controlar su comportamiento Parámetros de configuración DDS: id del dominio, nombre del tema, número de entidades DDS... Referencia a un comportamiento definido en el Modelo Dinámico 10

11 3.1 Módulos: el Modelo Estático Partes del Modelo Estático: El DOM está compuesto de objetos DDS XML Entity DOM e interfaz de navegación dds get_first_publisher() DDS XML Application DDS XML DomainParticipant DDS XML Publisher DDS XML DataWriter DDS XML Topic DDS XML Subscriber DDS XML DataReader get_xml_subcriber() DDS XML DataReader get_xml_topic() get_next_datareader() 11

12 3.1 Módulos: el Modelo Estático Las entidades DDS XML: En conjunto, proporcionan un API flexible para manejar el escenario Envuelven a la interfaz de navegación por el árbol DOM xmldatareader.get_xml_publisher() acceso a la información XML xmldatareader.get_topicname() creación y destrucción de instancias de entidades DDS xmlentity.create_dds_entity(index, recursive) inicio & parada de la actividad de las entidades xmlentity.start_behavior(index, recursive) La aplicación de operaciones puede hacerse: explícitamente, recorriendo el árbol implícitamente, propagando operaciones 12

13 3.2 Módulos: el Modelo Dinámico El Modelo Dinámico describe el comportamiento de las entidades DDS definidas en el Modelo Estático La descripción se hace programando: Un método de actividad y Configurando oyentes o listeners de las entidades El diseño minimiza el conocimiento del API de DDS necesario Externamente, se ve como un conjunto de tablas de las que buscar y extraer métodos y listeners desde el Modelo Estático Conexión entre modelos: <entidad-dds> --- <behavior>write_helloloop</behavior>... </entidad-dds> 13

14 3.3 Módulos: Coordinador Todo junto: cmdmaster CommandPublisher La coordinación (difusión del fichero XML y órdenes) se delega en DDS La interacción con el usuario: lenguaje semi-natural El despliegue: ejecutar una aplicación en cada nodo El desarrollo: traducir órdenes a llamadas al API de los Modelos Espacio global de datos DDS control topic data > load scenario.xml >... >create writer_a 1 >start writer_a 1 Nodo1 App_radar Nodo2 App_radar test topic data Nodo3 App_traffic_ctr Participant writer_a:1 writer_a:1 reader_a:1 Pub Sub DW DW DR writer_a:2 writer_a:2 CommandSubscriber CommandSubscriber CommandSubscriber 14

15 3.3 Módulos: implementación 15

16 ÍNDICE 1. Motivación del problema y objetivos 2. Solución propuesta 3. Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador Implementación 4.Ejemplo de despliegue de un escenario 5. Resultados y conclusiones 6. Trabajo futuro 16

17 4. Ejemplo de despliegue de un escenario Demostración cmdmaster CommandPublisher control topic data DDS datos DDS Nodo Aplicación DataWriter saluda DataWriter sensores datos DDS Nodo Visualización de datos DataReader CommandSubscriber CommandSubscriber 17

18 ÍNDICE 1. Motivación del problema y objetivos 2. Solución propuesta 3. Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador 4. Ejemplo de despliegue de un escenario 5.Resultados y conclusiones 6. Trabajo futuro 18

19 Resultados de este proyecto: 5. Resultados y conclusiones Arquitectura para el desarrollo y despliegue de escenarios DDS Interfaz de programación (API) flexible Herramientas de sincronización de aplicaciones distribuidas Lenguaje de órdenes flexible y extensible que permite: Medir los tiempos de creación de entidades DDS y de descubrimiento entre ellas Realizar pruebas de incremento gradual de la carga de red y actividad en los nodos Metodología de desarrollo de aplicaciones DDS La división entre Modelo Estático y Dinámico minimiza la tarea de programación 19

20 5. Resultados y conclusiones La descripción mediante XML facilita: Rediseño de pruebas modificando unas líneas de un fichero Introducir puntos de control en cualquier nodo La implementación sobre DDS de la coordinación y distribución del escenario: Libera al desarrollador de distribuir y sincronizar ficheros XML Evitan dependencias de mecanismos externos de sincronización, como NFS o SSH Se facilita el desarrollo en redes WAN Facilita la integración en sistemas de tiempo-real Los resultados del desarrollo de este proyecto han sido presentados en julio de 2008 en el IX Workshop on Distributed Object Computing for Real-time and Embedded Systems, celebrado en Washington (DC, USA) 20

21 ÍNDICE 1. Motivación del problema y objetivos 2. Solución propuesta 3. Módulos El Modelo Estático El Modelo Dinámico El Coordinador 4. Ejemplo de despliegue de un escenario 5. Resultados y conclusiones 6.Trabajo futuro 21

22 Ampliar el Modelo Estático para soportar: 6. Trabajo futuro Perfiles de calidad de servicio (QoS), definición de tipos de datos y configuración de la capa de transporte. Sistema de autovalidación del escenario para detección de errores Establecer una API para la creación de plugins o extensiones del Modelo Dinámico Inclusión de un sistema de gestión de la seguridad Realimentación de la experimentación con la herramienta 22

23 Preguntas? Gracias por la atención 23

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