Explorando a conectividade da plataforma Java ME

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1 Explorando a conectividade da plataforma Java ME Roberto Rigolin Ferreira Lopes robertorigolin@gmail.com São Paulo, 04 de outubro de /86

2 Objetivo da palestra i) Fornecer uma visão geral da plataforma Java ME com foco no desenvolvimento de aplicações que utilizam serviços em uma rede TCP/IP. ii) Discutir o presente e futuro da Computação Móvel. The first step to getting the things you want out of life is this: Decide what you want. (Ben Stein) 2/86

3 Agenda Java Micro Edition Java ME CLDC Connected Limited Device Configuration CDC Connected Device Configuration Conectividade Passado, Presente e Futuro Computação Móvel Tecnologias de comunicação Suporte ao desenvolvimento Talk low, talk slow, and don't talk too much. (John Wayne) 3/86

4 Java Micro Edition Java ME 4/86

5 A Plataforma Java ME São dois SDKs: um para CLDC e outro para CDC 5/86

6 CLDC Connected Limited Device Configuration Dispositivos com: Processadores de 16-bit ou 32-bit e clock de 16MHz ou superior 160 KB de memória para bibliotecas e JVM 192 KB de memória disponível para a plataforma Java Baixo consumo de energia Conectividade por meio de tecnologias de comunicação sem fio de baixa largura de banda 6/86

7 Sun Java Toolkit 2.5 for CLDC Conjunto de ferramentas para compilar, empacotar e simular. 7/86

8 CDC Connected Device Configuration 8/86

9 Sun Java Toolkit 1.0 for CDC 9/86

10 SwingSet 10/86

11 Tratamento de eventos Os eventos na interface são tratados de forma distinta: CLDC: commandaction() CDC: java.awt.event.* 11/86

12 CommadAction() - CLDC 12/86

13 Command Action - CLDC public void commandaction(command command, Displayable displayable) { if (displayable == helloform) { if (command == saircommand) { exitmidlet(); } else if (command == segundocommand) { Lazy Instantiation getdisplay().setcurrent(get_segundoform()); } } else if (displayable == segundoform) { Lazy Instantiation if (command == voltarcommand) { getdisplay().setcurrent(get_alomundoform()); } } } 13/86

14 Lazy Instatiation Técnica de conservação de memória Só instancia o objeto quando o mesmo for ser utilizado; Se já estiver na memória não cria outra instância. public Form get_alomundoform() { if (alomundoform == null) { alomundoform = new Form(null, new Item[]); alomundoform.addcommand(get_saircommand()); alomundoform.addcommand(get_segundocommand()); alomundoform.setcommandlistener(this); } } return alomundoform; 14/86

15 Tratamento de eventos - CDC 15/86

16 Tratamento de eventos - CDC public static void main(string args[]) { java.awt.eventqueue.invokelater(new Runnable() { public void run() { new Main().setVisible(true); } }); } Fala para o SO que os eventos desta aplicação serão tratados por ela mesma. 16/86

17 Tratamento de eventos - CDC public static void main(string args[]) { java.awt.eventqueue.invokelater(new Runnable() { public void run() { new Main().setVisible(true); } }); } // Iniciando o botão um (1) um.settext("1"); um.addmouselistener(new java.awt.event.mouseadapter() { public void mouseclicked(java.awt.event.mouseevent evt) { ummouseclicked(evt); } }); Adiciona um listener ao botão e chama um método para trata o evento. 17/86

18 Tratamento de eventos - CDC public static void main(string args[]) { java.awt.eventqueue.invokelater(new Runnable() { public void run() { new Main().setVisible(true); } }); } // Iniciando o botão um (1) um.settext("1"); um.addmouselistener(new java.awt.event.mouseadapter() { public void mouseclicked(java.awt.event.mouseevent evt) { ummouseclicked(evt); } }); private void ummouseclicked(java.awt.event.mouseevent evt) { // TODO add your handling code here: } Método que trata o evento. 18/86

19 Java ME SDKs para desenvolvimento de software para dispositivos móveis Telefones celulares, smartphones, PDAs e etc Tipicamente, tais dispositivos possuem mais de uma interface de comunicação sem fio Dispositivos + Redes sem fio + Aplicações = Computação Móvel 19/86

20 A New Way to look at Networking Google Tech Talks Van Jacobson - Research Fellow at PARC (Xerox) - Was Chief Scientist at Cisco Busque no video.google.com por: Van Jacobson 20/86

21 A New Way to look at Networking Jacobson aborda: O início da telefonia O nascimento da comutação de pacotes (TCP/IP) As futuras redes de disseminação (centradas em conteúdo) 21/86

22 Conectividade - Passado Telefonia Necessidade de cabos ubíquos Diversas tentativas de transmissão de dados A necessidade de chaveamento de canais físicos não atendiam as exigências militares Não era tolerante a falhas 22/86

23 Conectividade - Passado Telefonia Chaveamento de circuito Os militares queriam tolerância a falhas. 23/86

24 Conectividade - Presente Comutação de pacotes IP Cada pacote carrega as informações necessárias para sua entrega Mecanismos de roteamento são empregados 24/86

25 Conectividade - Presente 25/86

26 Conectividade - Presente Sistema tolerante a falhas! 26/86

27 Pilha TCP/IP Aplicação Transporte Rede SOAP HTTP SMTP FTP TCP UDP SSL IP 27/86

28 Conectividade - Presente O endereço IP indicava localização física A pilha TCP/IP foi projetada e implementada neste contexto ARPANET no início de /86

29 Conectividade - Futuro O problema mudou! Projetos: FIND (USA) FIRE (Europa) 29/86

30 Conectividade - Futuro Pocket Switched Networks - PSNs 30/86

31 Conectividade - Futuro Pocket Switched Networks - PSNs 31/86

32 Conectividade - Futuro Pocket Switched Networks - PSNs Conexões oportunisticas Olhar o cache do navegador Pedir para alguém encaminhar um 32/86

33 Haggle Arquitetura para permitir a criação de PSNs. Objetivo: permitir a comunicação por meio de e web browsing em ambientes sem infra-estrutura ou que não necessitam de infra-estrutura. Protocolos: HTTP, POP e SMTP Implementação em Java disponível no SourceForge 33/86

34 Haggle Permite comunicação sem infra-estrutura Em momentos oportunos as mensagens podem ser encaminhadas para Internet 34/86

35 Conectividade - Futuro Redes centradas em conteúdo Também chamadas redes de disseminação Não é necessário saber o IP da máquina onde o conteúdo está disponível REQ RESP <NameMAC 2fde...> <DataMAC 31a2...> <html>... </html> 35/86

36 Conectividade Em suma, Passado: alocação de um canal físico Atualmente: comutação de pacotes Futuro: redes centradas em conteúdo A conectividade tende a se tornar ubíqua. Colocar vídeo: JavaOne 2007 Open Possibilities 36/86

37 Computação Móvel Universo da Computação Ubíqua Computação Móvel Nothing shocks me. I'm a scientist. Harrison Ford ( ), as Indiana Jones 37/86

38 Computação Ubíqua Segundo Mark Weiser: Facilidades computacionais incorporadas aos ambientes de modo a auxiliar as atividades humanas, mudando minimamente a forma como as tarefas são realizadas. Paradigma: Muitos computadores por usuário. Mostrar vídeo do projeto Cooltown - Breakdown 38/86

39 Computação Móvel Tem o objetivo de atender a necessidade de computação e comunicação de usuários nômades, enquanto eles se movem de um lugar para outro de forma: Transparente; Integrada; Conveniente. Paradigma parcialmente implementado. 39/86

40 Exemplo de Mobilidade Imaginemos um CIO (Chief Information Officer) que tem as seguintes atividades programadas: i) reunião com a diretoria da empresa; ii) visita a um cliente. 40/86

41 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões 41/86

42 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório 42/86

43 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito 43/86

44 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito > Empresa do cliente 44/86

45 Tecnologias de Comunicação GSM/GPRS CDMA 45/86

46 Serviços de Dados na Telefonia Celular GSM (Global System for Mobile Communications) GPRS Vazão: 172,2 Kbps (40) [2.5 G] EDGE Vazão: 473,6 Kbps (236,8) [2.75 G] CDMA (Code Division Multiple Access) Vazão: 2,4 Mbps Aplicações móveis podem acessar a Internet 46/86

47 Wi-Fi e WiMax IEEE (Wi-Fi) b, 11 Mbps g, 54 Mbps n, 200 Mbps Maioria dos dispositivos móveis IEEE (WiMax) Vazão: 70 Mbps Área de cobertura: até 50 Km (raio) 47/86

48 Suporte para Desenvolvimento TCP/IP CLDC: Generic Connection Framework GCF CDC: java.net.*, java.io.* Nothing shocks me. I'm a scientist. Harrison Ford ( ), as Indiana Jones 48/86

49 Generic Connection Framework - GCF TCP/IP - CLDC Permite a utilização de vários protocolos (TCP, UDP, HTTP e etc...). 49/86

50 Exemplos de uso do GCF TCP/IP - CLDC Socket TCP //... String url = "socket://sohand.icmc.usp.br:1000"; SocketConnection c = (SocketConnection)Connector.open(url); //... HTTP //... String url = " HttpConnection c = (HttpConnection)Connector.open(url); //... 50/86

51 Suporte para desenvolvimento TCP/IP CDC disponibiliza um subset do SDK Java SE java.net.* Socket, ServerSocket, HttpURLConnector, DatagramPacket, etc... java.io.* BufferedInputStream, BufferedOutputStream, BufferedReader, BufferedWriter, etc... 51/86

52 Enviando dados com UDP - CDC Exatamente igual ao Java SE! public static void send(inetaddress dst, int port, byte[] outbuf, int len) { try { DatagramPacket request = new DatagramPacket(outbuf, len, dst, port); DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); socket.send(request); } } catch (SocketException e) { } catch (IOException e) { } Example source: 52/86

53 IEEE Bluetooth Rede Sem Fio Pessoal (WPAN Wireless Personal Area Network). Freqüência de operação: 2.4 GHz. Modulação: FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Bluetooth 1.1 Compliance Taxa de transmissão nominal de 1 Mbps Até 100 metros de alcance; 53/86

54 Pilha de Protocolos Bluetooth (1) TCP/IP over PPP (Point-to-Point Protocol) (2) Sockets na L2CAP e RFCOMM (1) (2) 54/86

55 Bluetooth (javax.bluetooth.*) Passos para conexão: i) Inquiry Fare o espectro para descobrir os vizinhos ou pega dispositivos no cache ou pega dispositivos confiáveis // Recupera a interface local LocalDevice local = LocalDevice.getLocalDevice(); // Instancia um agente de descoberta DiscoveryAgent agent = local.getdiscoveryagent(); // Coloca o dispositivo em modo inquiry boolean complete = agent.startinquiry(); 55/86

56 Bluetooth (javax.bluetooth.*) Passos para conexão: i) Inquiry ii) Service Discovery Uma vez escolhido o dispositivo alvo, recupera os serviços disponíveis // Recupera os serviços disponiveis agent.searchservices(attrset, uuidset, device[x],this); 56/86

57 Bluetooth (javax.bluetooth.*) Passos para conexão: i) Inquiry ii) Service Discovery iii) Connection Se conecta ao serviço // Recupera a URL do servico url = services.getconnectionurl(noencrypt,false); // Conecta connection = (StreamConnection)Connector.open(url); 57/86

58 Bluetooth (javax.bluetooth.*) Conexões L2CAP e RFCOMM foram implementadas com GCF // Conexao na L2CAP con = (L2CAPConnection)Connector.open(url); //Conexao na RFCOMM con = (RFCOMMStreamConnection)Connector.open(url); 58/86

59 Cenários 59/86

60 Resultados na rede Bluetooth 8% O tamanho do buffer tem pequena influencia no consumo Zire 35 % Potências maiores para os buffers grandes Consumo maior ou igual no ponto mais distante 60/86

61 Resultados na rede Wi-Fi Infra-estruturada 29 % O tamanho do buffer influencia a vazão e o consumo Zire 22 % Potências menores no ponto mais distante Consumo maior para buffers menores 61/86

62 Quais são as formas de implementar uma aplicação para dispositivos móveis? 62/86

63 Quais são as formas de implementar uma aplicação para dispositivos móveis? Browser e/ou Web Services PDAs sempre estão conectados a rede Servidor Web 63/86

64 Quais são as formas de implementar uma aplicação para dispositivos móveis? Interface, dados Dispositivos não estão sempre conectados a rede Proxi 64/86

65 Uma aplicação simples When your work speaks for itself, don't interrupt. Henry J. Kaiser ( ) 65/86

66 Computação Móvel Este paradigma está mudando nosso dia-a-dia, devido a possibilidade de acesso à serviços de rede em qualquer lugar e a qualquer hora. Viabilizado pela disponibilidade de: Dispositivos portáteis; Redes de acesso sem fio. 66/86

67 Computação Móvel Atualmente, dispositivos móveis apresentam diferentes características de: Display; Entrada de dados; Possuem diferentes capacidades de: Processamento; Armazenamento; Bateria; E, geralmente, implementam mais de uma tecnologia de acesso sem fio. 67/86

68 Fragmentação da plataforma Java ME 68/86

69 Causas da fragmentação 69/86

70 Impacto da Fragmentação 70/86

71 Solução para Fragmentação MSA Mobile Service Architecture 71/86

72 Mobile Service Architecture - MSA Versão Final - 21/12/ /86

73 Computação Móvel - Visão do futuro Achiving Together Membros de uma empresa de arquitetura trabalhando em um projeto competitivo realizam uma video conferência e realizam apresentações conectados a uma rede sem fio. Colocar o vídeo. 73/86

74 74/86

75 Next Generation Networking - NGN A próxima geração de redes sem fio, provavelmente, será um complexo sistema heterogêneo Permitir que seus usuários permaneçam sempre conectados à melhor rede disponível (ABC - Always Best Connected). 75/86

76 Always Best Connected - ABC Objetivo de manter o usuário nômade conectado à rede que ofereça as melhores condições em termos de: Custo Consumo de energia QoS (Quality of Service) Segurança Preferências do usuário De forma transparente e conveniente. 76/86

77 Next Generation Networking - NGN Solução para diversidade de tecnologias de comunicação: Software Defined Radio - SDR IP 77/86

78 Next Generation Networking - NGN Solução para homogenizar o sistema: Internet Protocol IP Criando as chamadas All-IP Networks IP 78/86

79 Java ME Foi concebido para suportar conectividade! 79/86

80 Competições para desenvolvedores Nokia Developers Competition Travel Entertainment Productivity 80/86

81 Mercado de trabalho 81/86

82 Links Úteis Sun Developer Network Forum Nokia Mobile & Embedded Community 82/86

83 Sun Developer Network 83/86

84 Forum.Nokia.com 84/86

85 Mobile & Embedded Community 85/86

86 Obrigado pela atenção! Roberto Rigolin Ferreira Lopes Our imagination is the only limit to what we can hope to have in the future. Charles F. Kettering ( ) 86/86

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