Sistemas Ubicuos 4. Descubrimiento de servicios

Transcripción

1 Sistemas Ubicuos 4. Descubrimiento de servicios Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1

2 Descubrimiento de servicios 1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 2

3 Descubrimiento de servicios Metodologías Herramientas y plataformas Interfaces de usuario Servicios Aplicaciones inteligentes Infraestructuras software Infraestructuras hardware Seguridad e integridad Aspectos éticos y sociales Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 3

4 Descubrimiento de servicios 1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 4

5 Por qué un servicio de descubrimiento de servicios Los recursos son de naturaleza dinámica Pueden estar disponibles o no. Pueden estar en el radio de acción del usuario o no. El usuario cambia de entorno y las aplicaciones descubren nuevos dispositivos. La aplicación debe adaptarse en tiempo de ejecución (no se instalan drivers explícitamente). Se requieren mecanismos de Publicación o registro de recursos y servicios. Descubrimiento de esos servicios por las aplicaciones. Control de acceso, seguridad, privacidad... Los recursos pueden ser heterogéneos Integración Se requieren estándares Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 5

6 Cuestiones a considerar Naturaleza de los recursos Disponibilidad (total, puntual, temporal) Grado de persistencia del estado Características de los dispositivos de acceso Privados o compartidos Tamaño y capacidad (de cómputo, comunicación, energía) Características de los usuarios Derechos de acceso a los recursos Se requiere autenticación Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 6

7 Descubrimiento de servicios 1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 7

8 Protocolos de descubrimiento Numerosos desarrollos: Jini (Sun Microsystems) Universal Plug and Play, UPnP (Microsoft) DEAPspace (IBM Research) Bonjour (Apple) Ninja (University of California and Berkeley) International Naming System, INS (MIT) Service Location Protocol, SLP (IETF) SDP (Bluetooth SIG) Salutation... Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 8

9 Protocolos de descubrimiento Aspectos del diseño (Zhu, 2005) Identificación del servicio y los atributos Método de comunicación inicial Método de registro y descubrimiento Infraestructura del servicio de descubrimiento Validez de la información sobre el servicio Ámbito del descubrimiento Selección del servicio Método de invocación del servicio Control del uso del servicio Comunicación del estado del servicio Mecanismos de seguridad Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 9

10 Identificación del servicio y los atributos Cómo el cliente especifica el servicio que quiere usar. Exclusivamente basado en plantillas Bonjour, SLP Adicionalmente, de forma predefinida Jini, UPnP, Salutation, SDP Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 10

11 Método de comunicación inicial Patrones de comunicación utilizados entre clientes y servicios en el registro y el descubrimiento: unicast, multicast o broadcast. Se suelen combinar varios patrones. Unicast + multicast INS, Jini, UPnP, Bonjour Unicast + broadcast Unicast + multicast + broadcast Broadcast Salutation, SDP Ninja, SLP DEAPspace Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 11

12 Método de registro y descubrimiento Se basan en anuncio o interrogación. Anuncio DEAPspace Interrogación Bonjour, SDP Anuncio + interrogación INS, Ninja, Jini, UPnP, Salutation, SLP Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 12

13 Infraestructura del servicio de descubrimiento Si no existe una infraestructura específica, clientes y servicios se comunican directamente durante el descubrimiento. Adecuado para entornos restringidos. El sistema puede incluir un servicio de directorio donde los servicios se registran y sobre el que clientes ejecutan el descubrimiento. Sin directorio DEAPSpace, UPnP, SDP Con directorio plano Salutation, SLP Con directorio jerárquico INS, Ninja, Jini, Bonjour Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 13

14 Validez de la información sobre el servicio Cómo se valida la información sobre el estado del servicio. Puede dejarse a iniciativa del cliente (hard state) o proporcionar mecanismos de validación (soft state). Soft state INS, Ninja, DEAPspace, Jini, UPnP, Bonjour, SLP, SDP Hard state Salutation Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 14

15 Ambito del descubrimiento La mayoría de los protocolos restringen el ámbito a parámetros muy ligados a la red subyacente. Restringido a LAN UPnP, Salutation Topología (# hops) Dominio administrativo Contexto (ubicación) DEAPspace, SDP INS, Ninja, Jini, SLP Ninja, Jini Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 15

16 Selección del servicio El descubrimiento puede dar lugar a una lista de servicios que cumplen la especificación de los atributos de la búsqueda. Se requiere seleccionar uno de los servicios de la lista. Normalmente, la selección se deja en manos del cliente, aunque el servicio de descubrimiento podría hacer una selección automática. Selección automática INS Selección manual Ninja, DEAPspace, Jini, UPnP, Bonjour, Salutation, SLP, SDP Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 16

17 Método de invocación del servicio Tres posibles niveles: Ubicación del servicio (URL, dirección IP...) Mecanismo de comunicación Operaciones de la aplicación Cuando el protocolo no especifica los niveles superiores, la aplicación es responsable de definirlos. Sólo ubicación del servicio Mecanismo de comunicación Operaciones de la aplicación Bonjour, SLP, SDP Jini (Java-RMI) UPnP (XML-SOAP-HTTP) Salutation (RPC) UPnP, Salutation Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 17

18 Control del uso del servicio Se proporciona un mecanismo de leasing o bien cliente puede liberar explícitamente el servicio. Liberación explícita UPnP, Salutation, SLP Basado en leasing Jini Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 18

19 Comunicación del estado del servicio El cliente puede conocer los cambios en el estado del servicio bien por encuesta, bien por notificación del servidor mediante eventos, cuando el protocolo proporciona este mecanismo. Encuesta UPnP Notificación mediante eventos Jini, Salutation, UpnP Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 19

20 Mecanismos de seguridad Integrados Ninja, Jini, Salutation, SLP, SDP Mediante extensiones UPnP, Bonjour (DNS) Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 20

21 Autenticación De los usuarios Ninja, Jini, UPnP, Salutation De los dispositivos UPnP, SDP De los servicios Ninja, Jini, UPnP, Bonjour, SLP Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 21

22 Descubrimiento de servicios 1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 22

23 Modelos de arquitecturas para el descubrimiento de servicios (Dabrowski & Mills, 2002) Componentes básicos: Cliente: Service User (SU) Servidor: Service Manager (SM) Esquemas de comunicación: Multicast Unicast Descripciones del servicio (SD): Identificación Tipo Atributos Interfaz del servicio Interfaz de usuario Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 23

24 Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en dos partes SU SU SM SM Un SM se da a conocer mediante multicast. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 24

25 Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en dos partes SU SU SM SM Un SU descubre servicios mediante multicast. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 25

26 Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en dos partes SU SU SM SM El SU obtiene el SD. El SU accede al servicio. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 26

27 Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en tres partes SU SU SM SM SCM SCM SCM: Service Cache Manager. Proporciona persistencia Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 27

28 Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en tres partes SU SU SM SM SCM SCM Los servicios se registran en los SCMs. Los SU descubren los servicios registrados. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 28

29 Descubrimiento de servicios 1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 29

30 Integración de servicios Dispositivos heterogéneos Muchos protocolos Cómo integrarlos para ofrecer una interfaz común a las aplicaciones? Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 30

31 Integración de servicios Enfoques Soluciones ad-hoc Pasarelas específicas entre protocolos. Hay que integrar específicamente cada dispositivo. Plataforma común Todos los servicios se representan bajo una interfaz específica lo suficientemente general (p. ej., JINI). Un marco estándar de especificación lo más universal posible OSGi Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 31

32 Integración de servicios Jini como plataforma base LUS Jini Service 1 Jini Service 2 UPnP Gateway 1 UPNP Gateway 2 X10 Gateway EIB Gateway Jini Client Jini Client Jini Client Discovery / Registry Service invocation UPnP Gateway 1 UPnP Gateway 2 X10 Gateway EIB Gateway Jini Service 1 Jini Service 2 Gateway creation UPnP Gateway factory X10 Gateway factory EIB Gateway factory Other Gateway factories UPnP Control point Discovery / Registry UPnP commands Power line EIB bus UPnP resource 1 UPnP resource 2 X10 resource X10 resource EIB resource EIB resource Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 32

33 Integración de servicios OSGi Open Services Gateway Initiative (1999). Orientado a entornos domésticos. Arquitectura centralizada. Proporciona soporte para instalar dinámicamente servicios Java (bundles) La implementación de los bundles compete a los desarrolladores del sistema Los desarrolladores de aplicaciones se limitan a especificar interfaces. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 33

34 Integración de servicios OSGi: registro y descubrimiento Registro y descubrimiento de servicios en OSGi. Tomado de (Lee, 2003) Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 34

35 Integración de servicios OSGi: un ejemplo Ejemplo Hello World, tomado de (Lee, 2003). (a) Definición de la interfaz, (b) implementación del servicio Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 35

36 Integración de servicios OSGi: un ejemplo (cont) Ejemplo Hello World, tomado de (Lee, 2003). (c) Registro del servicio. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 36

37 Integración de servicios OSGi: un ejemplo (cont) Ejemplo Hello World, tomado de (Lee, 2003). (d) Descubrimiento e invocación. Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 37