FRAMEWORK PARA INTEGRAÇÃO DE SERVIÇOS MÓVEIS BASEADO EM REDE SOCIAL Renan Shin Iti Matsushita 1 Prof. Dr. Desiré Nguessan 2 Resumo: A popularização dos dispositivos móveis é cada vez mais evidente, tornando-se um recurso quase indispensável para as pessoas, independentemente de classe social ou idade. Percebe-se, nesta área, um vasto campo a ser pesquisado e evoluído, para que um dia possa-se alcançar o objetivo da computação ubíqua. Diante deste desafio, este artigo aborda um framework seguro e confiável que está sendo desenvolvido para serviços de computação móvel, cujo objetivo principal é oferecer um conjunto de serviços integrados baseado em redes sociais. Palavras-chave: Computação ubíqua; integração de serviços; redes sociais; Android; NoSQL. Abstract: The popularization of mobile devices is increasingly evident, becoming an almost indispensable resource for people, regardless their social class or age. Thus, there is a vast field to be researched and developed, so that one day the goal of ubiquitous computing can be achieved. Facing this challenge, this article discusses a secure and reliable framework that is being developed for mobile computing services, whose main objective is to offer an integrated set of services based on social networks. Keywords: Ubiquitous computing; Service Integration; Social networks; Android; NoSQL. 1. Introdução A computação móvel (nômade e ubíqua) ainda está longe de atingir seu objetivo, que consiste em permitir ao grande público beneficiar-se das Novas Tecnologias de 1 Aluno de Iniciação Científica do Curso de Bacharelado em Análise de Sistemas e Tecnologia da Informação da FATEC-São Caetano do Sul. 2 Professor da FATEC-São Caetano do Sul (Orientador do Trabalho).
Informação e Comunicação (NTIC), conforme definido pelo seu precursor Mark Weiser (1991). O paradigma proposto por Weiser é o acesso à informação de qualquer lugar a todo instante. O avanço e popularização dos dispositivos móveis crescem com extrema rapidez. Afirma Lecheta (2010), com base em pesquisa do Open Handset Alliance, que quase metade da população mundial possui um aparelho celular, sendo duas vezes mais populares que aparelhos televisores e três vezes mais populares que a internet. Com isso, é evidente a importância de ser pesquisada e melhorada a área de computação móvel. Ao se desenvolver aplicações móveis, o número crescente das tecnologias disponíveis aumenta; consequentemente, a complexidade dos recursos também é ampliada, devendo ser repassada aos usuários de forma transparente. Aponta Fiorese (2005), que alguns fatores devem ter atenção especial, entre eles, a facilidade de utilização. A tendência do uso das redes sociais, não apenas no âmbito pessoal, mas também em questões empresariais, faz-se uma nova realidade ao contexto atual. Cross e Thomas (2009) relatam a importância e o poder das redes sociais, além de seu impacto positivo na questão da melhoria de desempenho profissional. Um diferencial de atuais redes sociais é a disponibilidade de serviços úteis que pode-se oferecer aos usuários. Apesar de diariamente serem criadas novas tecnologias e recursos modernos para usuários de dispositivos móveis, não há uma disponibilização integrada desses serviços em um único framework. A tecnologia evolui, mas não há o cuidado devido para que os serviços criados sejam disponibilizados de forma integrada. Kalakota (2002) descreve o investimento para a integração de serviços como excessivamente alto, e, talvez, este seja um motivo de não haver um nível satisfatório desta integração.
A partir dos fatores citados, como a integração de serviços, redes sociais e tecnologias móveis em alta ascensão, este trabalho descreve uma solução que está sendo implementada: um framework para serviços móveis que reunirá diversos serviços, como o envio de mensagens SMS sem tarifação, geolocalização de usuários, integração entre clientes e empresas, todos disponibilizados num estilo de rede social. Para a implementação, foi escolhida inicialmente a plataforma Google Android, que, além de ser aberta, facilita o desenvolvimento e disponibilização de softwares em questões legais, sendo uma plataforma que está em extremo crescimento no mercado. 2. Plataforma Android O Google Android, segundo Lecheta (2008), é uma plataforma aberta e livre baseada em Linux. Envolvido no seu desenvolvimento também está o Open Handset Alliance (OHA), que é constituído por grandes empresas do mercado de dispositivos móveis, como Motorola, Samsung, LG, Sony Ericsson, entre outras. O OHA ainda constitui-se de empresas de outros ramos da tecnologia, como ASUS, Intel e Garmin. Lecheta ainda menciona que o objetivo inicial do OHA era criar uma plataforma aberta e única, para satisfazer os consumidores finais, permitindo flexibilidade e modernidade de aplicações empresariais. O Android possui uma linguagem de programação semelhante à linguagem Java, que é bastante conhecida e utilizada pelos programadores. Possui uma diferença principal em relação ao Java tradicional, pois, enquanto o Java produz um bytecode para ser executado pela máquina virtual Java (JVM), a plataforma Android converte esse bytecode num arquivo de extensão.dex (Dalvik Executable), que é executado pela máquina virtual Dalvik, customizada para dispositivos móveis.
Depois de obtido o arquivo.dex compilado, cria-se o arquivo que de fato é uma aplicação Android, com a extensão.apk (Android Package File), que possui compactados o arquivo.dex, arquivos XML de leiaute e configurações, arquivos de imagens, bibliotecas e qualquer outro arquivo que seja necessário para a execução do programa, como, por exemplo, um arquivo.java de um serviço específico a ser instanciado pela aplicação (MEIER, 2009). A utilização da plataforma Android foi selecionada para este trabalho pela disponibilidade e suporte às novas tecnologias, como acesso à tecnologia 3G, suporte a geolocalização GPS (Global) e aplicações multimídia. Possui suporte também a todas aplicações mais tradicionais para celulares, como envio de torpedos SMS, realização de chamadas telefônicas, modificação da agenda de contatos. O diferencial é que todas as aplicações podem ser integradas à sua aplicação, abrindo inúmeras possibilidades para que desenvolvedores criem aplicações personalizadas: por exemplo, pode-se criar discagem para contatos específicos através de gestos realizados por toque na tela do dispositivo. O crescimento da utilização de dispositivos com a plataforma Android está em notável destaque em relação às outras plataformas. Pode-se explicar esse fenômeno pelas suas particularidades, que possibilitam que até mesmo os usuários modifiquem o sistema do celular, como excluir ou adicionar elementos da tela ou até mesmo modificar configurações de hardware, como aplicação de overclock no processador do dispositivo e customização de utilização da memória interna. Para o desenvolvimento das aplicações, os programadores podem contar com o SDK (Software Development Kit) Android, que contém as APIs para dar apoio à implementação, e também um emulador para possibilitar ao programador testar seu software sem possuir um dispositivo com Android.
A facilidade de publicação de aplicativos também é um forte atrativo para os desenvolvedores e para os usuários de Android. Os desenvolvedores podem facilmente publicar no Android Market, que é uma loja virtual livre, com aplicativos pagos e gratuitos. Existem também outras lojas de aplicações Android disponíveis, como Amazon App Store, SHOP4APPS etc. Os usuários têm uma grande vantagem com esta facilidade de publicação, pois, quanto mais os desenvolvedores produzem aplicações, maior é a variedade de serviços que podem ser adquiridos sem custo ou por uma pequena cobrança. 3. Neo4J Neo4J é um banco de dados do tipo NoSQL (Not only SQL) baseado em grafos. Possui uma estrutura extremamente abstrusa, mas, com isso, ganha em performance e requer menor poder de processamento para requisições complexas. Quando se trata de redes sociais, há diversas vantagens para a utilização de NoSQL em relação aos bancos de dados relacionais. Especificamente, os banco de dados NoSQL baseados em grafos possuem um desempenho significativamente melhor para executar buscas de relacionamentos entre dados cadastrados, diminuindo o número de requisições e comandos para encontrar dados relacionados. Para realizar buscas, em um banco de dados relacional, deve-se navegar em diversas tabelas, muitas delas desnecessariamente, para encontrar todos os que são desejados. Já no Neo4J, a busca realizada percorre apenas as entidades relacionadas, definida previamente a profundidade da busca realizada, economizando processamento e melhorando a performance do tempo de resposta. A mobilidade da estrutura dos registros também é um fator positivo no banco de dados Neo4J. Os dados são registrados no formato de chave-valor, ou seja, pode-se acrescentar propriedades aos dados registrados sem que haja a necessidade de modificar
tabelas, como acontece nos bancos de dados relacionais. Por exemplo, para acrescentar uma propriedade idade em um banco de dados relacional, deve-se adicionar uma coluna à tabela, modificando assim a estrutura do banco de dados, ocupando talvez, espaços desnecessários e aumentando o tempo de resposta das requisições. Para a mesma situação, utilizando-se o Neo4J, apenas seria adicionada a chave idade ao registro que solicitar com o valor desejado, como, por exemplo, idade = 30. Outro fator relevante em relação ao Neo4J é a possibilidade de acesso através de HTTP, podendo integrar diversas tecnologias diferentes para acesso ao banco, permitindo assim uma maior liberdade de escolha da tecnologia utilizada para o cliente. Uma vantagem de utilização do Neo4J em relação a outros bancos de dados, inclusive NoSQL, é a garantia de atender as propriedades do ACID (Atomicidade, Consistência, Integridade e Durabilidade), fator altamente analisado na escolha de um banco de dados. Apesar de aparentar em primeiro momento uma solução ideal para todos os problemas relacionados à persistência de dados, os bancos NoSQL também possuem suas desvantagens. Uma delas é a complexidade com que os dados ficam armazenados. Do ponto de vista dos usuários, isso é transparente. Porém, exige um conhecimento mais amplo por parte do desenvolvedor. Sua estrutura também fica pouco legível para monitoramento quando os dados precisam ser visualizados como um todo, pois, com o grande número de nós e relacionamentos entre si, a visualização da estrutura aparenta uma enorme teia de aranha. Para solucionar isso, é preciso realizar buscas pontuais. Outro ponto que pode-se considerar negativo é o número de requisições suportadas. Na versão estável atual (1.4), o Neo4J suporta até um bilhão de requisições simultâneas. Tratando-se de uma pequena rede social, esse número é mais do que o suficiente. Mas se acontecer de a rede crescer em uma enorme proporção, esse fator deve ser levado em conta, podendo ser solucionado integrando-se com outros bancos de dados, por exemplo.
3. Framework iti Como proposta de integração, decidiu-se criar um framework para dispositivos móveis que possibilite a integração de serviços móveis modernos e de forma segura, baseada em rede social. Este framework, denominado iti (Integração da Tecnologia da Informação), propõe disponibilizar diversos serviços numa só plataforma, como o de envio de torpedos SMS através da internet, geolocalização de usuários, criação de perfis pessoais e profissionais virtualmente, oferecimento de produtos e serviços aos usuários e interconexão destes por meio de rede social. Por exigir diversos recursos tecnológicos modernos, escolheu-se inicialmente o desenvolvimento do framework na plataforma Android. A partir disso, a plataforma iti foi dividida em três fases de desenvolvimento: Análise, Projeto e Implementação/ Testes. Na fase de análise, foram definidos estudo de viabilidade, abstração de requisitos funcionais e não funcionais e o cronograma do projeto. Foram documentados os artefatos para serem utilizados nas etapas posteriores. Durante a fase de projeto, estipulou-se a estrutura dos dados, a arquitetura e detalhes do software e a caracterização da interface. A diagramação do projeto foi realizada nesta fase do projeto com auxílio da ferramenta CASE Microsoft Visio 2007. Na atual fase, implementação/testes, está em andamento a codificação do projeto. Para auxiliar nesta etapa, estão sendo utilizados a IDE Eclipse HELIOS, o plugin ADT (Android Development Tools) versão 12.0.0 e o SDK (Software Development Kit) r12 para Android. Os testes estão sendo realizados em um dispositivo Samsung Galaxy 5 com a versão de Android 2.3.5 (GingerBread) desenvolvido pela MadTeam.
O framework iti pretende disponibilizar uma variedade de serviços tecnológicos integrados, que possam ser agregados ao cotidiano das pessoas, sem exigir do usuários um conhecimento avançado de tecnologia. Há o intuito de facilitar a disponibilidade, usabilidade e a instalação do iti para que haja uma maior aceitação dos usuários e possibilite a qualquer pessoa que tenha um pouco de noção de tecnologia utilizá-lo. 5.1 Detalhes do funcionamento da plataforma iti A plataforma iti possui três partes distintas para serem implementadas: Cliente, Servidor de autenticação e controle e o Servidor de dados dos usuários. No cliente, a implementação está sendo realizada através de um aplicativo (apk) desenvolvido que pode ser instalado em dispositivos com o sistema Android. Este aplicativo contém as telas para o usuário acessar a plataforma e suas funcionalidades. Também há a tela de login, onde deve ser inserido o usuário e senha cadastrados para que sejam autenticados no servidor, possibilitando o acesso à plataforma e aos dados permitidos dos usuários. Primeiramente foi implementada uma estrutura básica para o cliente, e ao longo do tempo serão adicionadas as funcionalidades criadas para a plataforma. Deste modo, pode-se disponibilizar o aplicativo aos usuários em um menor prazo, e, conforme forem desenvolvidas as funcionalidades, estas serão disponibilizadas por meio de atualizações, como acontecem na maioria das aplicações para Android. Na parte do Servidor de autenticação e controle, há um dispositivo para que os usuários acessem apenas o conteúdo para o qual possuem permissões, para que a privacidade seja mantida. Foi instalado um servidor Apache na versão 7.0, onde fica a lógica de segurança do framework. Nele, serão instalados arquivos desenvolvidos em JSP (Java Server Pages), que serão responsáveis pela busca de usuários cadastrados e validação da senha dos mesmos. Os dados de autenticação dos usuários (login e senha)
estão armazenados em um banco de dados criado em MySQL, que também está instalado na mesma máquina do servidor de autenticação, porém, sendo executado pelo WampServer. Se as informações enviadas pelo cliente para a autenticação de usuário forem validadas, é criada uma sessão para acesso à plataforma e as requisições poderão ser feitas a partir do motor de acesso de informações, que acessará os dados permitidos registrados no Servidor de dados dos usuários. Este motor é uma aplicação Java, que também será executada no servidor Apache. O Servidor de dados dos usuários está instalado em outra máquina, executando o banco de dados Neo4J versão 1.4, que é atualmente a versão mais estável disponibilizada. Ele armazena apenas as informações registradas dos usuários, grupos e relacionamentos entre si e fica em uma rede local, podendo ser acessado exclusivamente pelo motor de acesso instalado no servidor de controle, preservando as informações cadastradas dos usuários. O acesso é realizado através de requisições HTTP baseadas em uma arquitetura REST, isolando o banco de dados e apenas permitindo o acesso às informações por meio de ações GET, PUT e DELETE. Com esta arquitetura, é preservada a estrutura dos dados dos usuários, partindo da premissa de que a visualização da estrutura dos dados torna-se restrita. A figura 1 ilustra como é realizada a segurança dos dados dos usuários na arquitetura do framework, com as setas numerando a ordem que os dados percorrem.
Figura 1. Segurança do framework iti A complexidade da arquitetura da plataforma foi elaborada com o intuito de restringir ao máximo o acesso indevido de informações e possibilitar a preservação da privacidade dos dados dos usuários. 6. Resultados
O projeto está em fase de implementação, com a estrutura da plataforma na parte do cliente concluída, servidor de dados dos usuários em execução e autenticação dos usuários, restando apenas concluir o motor de busca dos dados destes e adição de funcionalidades na aplicação cliente. A figura a seguir mostra a interface do framework iti. As capturas da tela foram realizadas em um celular Samsung Galaxy 5 com a versão 2.3: Figura 2. Imagens do framework no dispositivo cliente
A funcionalidade de envio de torpedos SMS gratuitos via internet também já está implementada, uma vez que não possui dependência de dados do usuário para que fosse adicionada. 7. Conclusão As perspectivas da plataforma iti são de agregar valor aos usuários como uma ferramenta disponível no cotidiano, por se tratar de uma tecnologia para computação móvel, e também, disponibilizar uma aplicação efetivamente usual, sem exigir muito conhecimento tecnológico dos usuários. Assim, este trabalho contribui para que novas perspectivas do uso da tecnologia sejam criadas e para evidenciar os benefícios que ela pode oferecer aos usuários. Espera-se colocar, até o final do ano de 2011, a plataforma em funcionamento, para que seja disponibilizada e aperfeiçoada de acordo com as necessidades e oportunidades de funcionalidades a serem agregadas. Referências: CROSS, R.; THOMAS, R. J. Redes Sociais: como empresários e executivos de vanguarda utilizam para obtenção de resultados. Traduzido por Carlos Szlak. São Paulo: Editora Gente, 2009. FIORESE, V. Wireless - Introdução Às Redes De Telecomunicação Móveis Celulares. Rio de Janeiro: Brasport, 2005. KALAKOTA, R.; ROBINSON, M. E-BUSINESS: Estratégias para alcançar o sucesso no mundo digital. 2ª edição. Porto Alegre: Bookman, 2002. LECHETA, R. R. Google Android : Aprenda a criar aplicações para dispositivos móveis com o Android SDK. 2ª Edição. São Paulo: Novatec Editora, 2010. MEIER, R. Professional Android Application Development. Indianapolis: Wiley Publishing Inc., 2009.
OPEN HANDSET ALLIANCE. Industry Leaders Announce Open Platform for Mobile Devices. Disponível em http://www.openhandsetalliance.com/press_110507.html. Acessado em 22/08/2011 às 2:20 horas. WEISER, M. The computer for the 21st century. Scientific American. Califórnia: Palo Alto Research Center, 1991, p.94-104.