UPV / EHU Sistemas Ubicuos · (no se instalan drivers explícitamente). • Se requieren mecanismos...

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Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1

Sistemas Ubicuos

4. Descubrimiento de

servicios

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Descubrimiento de servicios

1. Introducción 2. Protocolos de descubrimiento de servicios 3. Estructura del mecanismo de

descubrimiento 4. Integración de servicios heterogéneos

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Interfaces de usuario

Infraestructuras hardware

Infraestructuras software

Aplicaciones inteligentes

Servicios

Seg

urid

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inte

grid

ad

Asp

ecto

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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

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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

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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 – ...

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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

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Identificación del servicio y los atributos

• Cómo el cliente especifica el servicio que quiere usar.

Exclusivamente basado en plantillas

Adicionalmente, de forma predefinida

Jini, UPnP, Salutation, SDP

Bonjour, SLP

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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

Unicast + broadcast Salutation, SDP

INS, Jini, UPnP, Bonjour

Unicast + multicast + broadcast

Ninja, SLP

Broadcast DEAPspace

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Método de registro y descubrimiento

• Se basan en anuncio o interrogación.

Anuncio

Interrogación Bonjour, SDP

DEAPspace

Anuncio + interrogación

INS, Ninja, Jini, UPnP, Salutation, SLP

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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

Con directorio plano Salutation, SLP

DEAPSpace, UPnP, SDP

Con directorio jerárquico

INS, Ninja, Jini, Bonjour

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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

Hard state Salutation

INS, Ninja, DEAPspace, Jini, UPnP, Bonjour, SLP,

SDP

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Ambito del descubrimiento

• La mayoría de los protocolos restringen el ámbito a parámetros muy ligados a la red subyacente.

Restringido a LAN

Topología (# hops) DEAPspace, SDP

UPnP, Salutation

Dominio administrativo

INS, Ninja, Jini, SLP

Contexto (ubicación) Ninja, Jini

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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

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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

Jini (Java-RMI) UPnP (XML-SOAP-HTTP)

Salutation (RPC)

Bonjour, SLP, SDP

Operaciones de la aplicación

UPnP, Salutation

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Control del uso del servicio

• Se proporciona un mecanismo de leasing o bien cliente puede liberar explícitamente el servicio.

Liberación explícita

Basado en leasing Jini

UPnP, Salutation, SLP

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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

Notificación mediante eventos

Jini, Salutation, UpnP

UPnP

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Mecanismos de seguridad

Integrados

Mediante extensiones

UPnP, Bonjour (DNS)

Ninja, Jini, Salutation, SLP, SDP

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Autenticación

De los usuarios

De los dispositivos UPnP, SDP

Ninja, Jini, UPnP, Salutation

De los servicios Ninja, Jini, UPnP, Bonjour, SLP

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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

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Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en dos partes

• Un SM se da a conocer mediante multicast.

SU SU SU SU SM SM SM SM

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• Un SU descubre servicios mediante multicast.


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• El SU obtiene el SD.


• El SU accede al servicio.

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Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en tres partes

• SCM: Service Cache Manager. Proporciona persistencia


SCM SCM SCM SCM

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Arquitecturas para el descubrimiento de servicios: Arquitectura en tres partes

• Los servicios se registran en los SCMs.

SU SU SU SM SM SM SM

SCM SCM SCM

SU

SCM

• Los SU descubren los servicios registrados.

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Integración de servicios

• Dispositivos heterogéneos • Muchos protocolos • ¿Cómo integrarlos para ofrecer una interfaz

común a las aplicaciones?

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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

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X10 resource

X10 resource

Power line

• Jini Service 1 • Jini Service 2 • UPnP Gateway 1 • UPNP Gateway 2 • X10 Gateway • EIB Gateway

EIB resource

EIB resource

EIB bus

UPnP resource 1

UPnP resource 2

UPnP Gateway

2

EIB Gateway

Jini Service 2

Jini Service 1

LUS

Jini Client

UPnP Gateway factory

Other Gateway factories

X10 Gateway factory

EIB Gateway factory

UPnP Control point

Gateway creation

UPnP commands

Service invocation Discovery / Registry

Discovery / Registry

UPnP Gateway

1

X10 Gateway

Jini Client

Jini Client

Integración de servicios Jini como plataforma base

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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.

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Integración de servicios OSGi: registro y descubrimiento

Registro y descubrimiento de servicios en OSGi. Tomado de (Lee, 2003)

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Integración de servicios OSGi: un ejemplo

Ejemplo “Hello World”, tomado de (Lee, 2003). (a) Definición de la interfaz, (b) implementación del servicio

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Integración de servicios OSGi: un ejemplo (cont)

Ejemplo “Hello World”, tomado de (Lee, 2003). (c) Registro del servicio.

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Integración de servicios OSGi: un ejemplo (cont)

Ejemplo “Hello World”, tomado de (Lee, 2003). (d) Descubrimiento e invocación.

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