PROFILI Un sistema distribuito e decentralizzato di profile-matching Lorenzo Moretti Maggio 2004

Profile-Matching Realizzazione di un sistema di profile-matching  Dispositivo: entità fisica mobile con capacità di calcolo (anche ridotta) e capacità di formare reti spontanee  Profilo: coppia attributo valore in cui si esplicita una qualità attuale del dispositivo ed una qualità attesa in un dispositivo col quale fare coppia Proprietà P1 AttualeAtteso Val_AVal_B Proprietà P1 AttualeAtteso Val_BVal_A Match

Applicazioni Moltissime possibili applicazioni, per lo più inesplorate  Applicazioni di intrattenimento, come chat, incontri di persone con gusti affini...  Ricerca di servizi in ambienti “nomadic user”  Ricerca di risorse in ambienti ostili ... Tutto in un contesto di massimo dinamismo! Enfasi più sull’infrastruttura necessaria per creare il servizio che sui possibili servizi (aspetti algoritmici ed implementativi)

L’infrastruttura necessaria Necessità di un supporto base per la creazione dell’infrastruttura necessaria  Inquiry: possibilità di ricercare dispositivi nei paraggi  Discovery: capacità di rilevare l’applicazione/servizio di profiling su un dispositivo  Send: capacità di iviare dati  Receive: capacità di ricevere dati  Naming Service: dispositivi con identificativi univoci Sopra questa struttura, costruzione del supporto per il routing e per il broadcast. Sopra supporto per il profile- matching.

Routing Il primo servizio di cui abbiamo bisogno è il servizio di routing. Ogni dispositivo deve avere la propria tabella Possibilità di raggiungere dispositivi passando attraverso altri dispositivi Necessità di fare fronte ad una rete dinamica

Ogni dispositivo come router Ogni dispositivo deve contenere una tabella di routing che consenta di determinare il percorso per raggiungere un altro dispositivo. Tabella aggiornata dinamicamente grazie al meccanismo di inquiry/discovery. Struttura tabella: ROUTINGTABLE ::= [DEVICES] DEVICE ::= {ID ROUTINGTABLE} DEVICES ::= DEVICE, DEVICES | empty Struttura ricorsiva

Creazione/Aggiornamento RT Ogni oggetto conosce i propri vicini (inquery/discovery)... Ma non conosce le loro routing table! Le routing-table dei vicini vengono richieste e inviate (serializzate in testo e ricostruite). Aggiornamento periodico per mantenere aggiornato il sistema (fare fronte all’arrivo e alla partenza di dispositivi).

Calcolo dei percorsi Ogni dispositivo conosce così tutti i dispositivi raggiungibili. Possibilità calcolare a priori il percorso per raggiungere un destinatario. Percorso allegato al messaggio ed utilizzato ad ogni hop nel raggiungimento del destinatario. Il percorso è calcolato una sola volta dal mittente.

Broadcast Operazione utile a livelli superiori (non utilizzata nel routing). Realizzata con TTL (Time To Live). Possibilità di dimensionare il TTL opportunamente osservando le routing-table. Possibilità di creare sottogruppi (locali) dimensionando opportunamente il TTL. Algoritmo:  se viene ricevuto un messaggio broadcast con TTL > 0 lo si propaga a tutti i vicini (eventualmente non al mittente) dopo avere decrementato TTL.  se TTL = 0 non lo si propaga.

Il sistema di profile-matching Necessità di esaminare i profili e di segnalare le affinità alla coppia di dispositivi che fanno match Scelta di un solo gestore, eletto tra i partecipanti alla rete:  Limitazione dei messaggi per il coordinamento  Limitazioni dei conflitti nella gestione dei match

L’algoritmo di elezione del gestore/1 Algoritmo decentralizzato, pessimista-reattivo Algoritmo:  ognuno aspetta richieste di profilo dal gestore alle quali risponde inviando il proprio profilo.  se un nodo non riceve richieste per più di un certo periodo, il nodo si auto-proclama gestore.  se il dispositivo è un gestore, invia ogni intervallo di tempo predefinito un broadcast di richiesta del profilo (si noti che è possibile, giocando sul time-to-live del messaggio, dimensionare l'area di influenza del gestore).  se un gestore ottiene una richiesta di profilo da un'altro gestore (caso di conflitto), la periferica corrente si disattiva dallo stato di gestore solo se l'id del gestore in conflitto è lessicograficamente maggiore della propria.

L’algoritmo di elezione del gestore/2

Test su J2SE Per testare gli algoritmi è stata implementata un ambiente di simulazione in J2SE:  Possibilità di testare il routing  Possibilità di testare l’algoritmo di elezione

Implementazione J2ME Il sistema è stato realizzato per funzionare su dispositivi telefoni cellulari che supportino Java (micro edition) e Bluetooth. Il supporto di rete Bluetooth è stato sfruttato tramite le API JSR-82:  Sistema non proprietario per Java  Necessita implementazioni sui telefoni dei produttori Il sistema è stato sviluppato per sistemi Nokia (con SDK Nokia), ma dovrebbe essere compatibile con qualsiasi altra implementazione JSR-82 di altri produttori.

BasicService Astrazione dei servizi di base per implementare il sistema di profile-matching Dov’è necessaria implementazione specifica per una tecnologia di rete, si sono definite solo le interfaccie

Cenni sulla tecnologia Bluetooth Struttura a stack, in gran parte implementata on-chip Comunicazione radio nella frequenza 2.4GH ISM (Industriale- Scientifica-Medica), a 1MB Studiata per bassi consumi e dispositivi a basso potenza computazionale Supporto integrato per inquiry e discovery, per favorire la nascita di PAN (personal area network) Possibilità di creare reti spontanee secondo il modello PICONET e SCATTERNET Fornisce sia protocolli a basso livello (L2CAP) sia protocolli evoluti come RFCOMM (emulazione di comunicazione seriale)

Utilizzo del Bluetooth Implementazione di BasicService basata sulla tecnologia Bluetooh:  Supporto built-in per inquiry e discovery.  Utilizzo di L2CAP, protocollo di comunicazione leggerissimo.  Sfruttato per funzionare senza connessione: una connessione viene stabilita sono quando è necessaria una comunicazione, dopodichè viene chiusa per non occupare risorse, evitando così le limitazioni di PICONET e SCATTERNET.

J2MEBasicService Struttura basata sulle API JSR-82 Il componente è un direttore dei lavori che incapsula al suo interno il funzionamento di JSR-82, offrendo una nuova semantica:  Send e receive con un delegato, non più semantica bloccante  Inquiry/Discovery secondo un modello non più publish-subscribe (JSR- 82) ma non bloccante in polling. Funzionamento del tutto trasparente all’esterno, politiche interne nascoste Modello ad oggetto-attivo

Inquiry/Discovery

Invio e ricezione dei messaggi Vari tipi di messaggi supportati:  BCAST, RT_REQ, RT_SEND, USER Il sistema di base fornisce il supporto per la comunicazione delle routing-table alle altre periferiche

Trasferimento degli oggetti Necessità di trasferire le routing-table dei vari dispositivi per formarne ricorsivamente di nuove. Necessità di una semantica di riferimento remoto non fornita dal sistema. Si è ovviato al problema creando copie locali delle tabelle dei dispositivi, sfruttando un meccanismo di serializzazione/deserializzazione creato ad-hoc. Si ovvia al problema della desincronizzazione con un oggiornamento periodico continuo (un errore è comunque tollerabile, in quanto il sistema offre una semantica di invio may-be).