Università degli Studi di Bologna Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione Università degli Studi.

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1 Università degli Studi di Bologna Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione Università degli Studi di Bologna Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione Progetto e Implementazione di una Architettura per il Downloading di File Musicali da Terminale Mobile Relatore: Chiar.mo Prof. Marco Roccetti Correlatori: Chiar.ma Prof. Paola Salomoni Dott. Vittorio Ghini Presentata da: Presentata da: Salsi Daniela Tesi di Laurea in Sistemi per l’Elaborazione dell’Informazione I Sistemi per l’Elaborazione dell’Informazione I Sessione II Anno accademico 2000/2001

2  Introduzione  Presentazione della parte sviluppata  Fase di progettazione  Conclusioni e sviluppi futuri  Applicazione

3  Obiettivo cinque entità Servizio per il downloading di audio on-demand da un terminale UMTS che soddisfi i requisiti di reliability e responsiveness  Architettura del sistema Parte wired: Download Manager, Discovery e Server replicati Parte wireless: Terminale Mobile e Gateway Web server replica 1  Web server replica 2  Web server replica 3  I n t e r n e t Discovery Data collector S D I Download manager Rete UMTS U M T S   Terminale mobile G A T E W A Y

4 Web server replica 1  Web server replica 2  Web server replica 3  I n t e r n e t Discovery Data collector S D I Download manager  Obiettivo  Architettura del sistema Rete UMTS U M T S   Terminale mobile G A T E W A Y Gatewaystack protocolli Terminale Mobile Download Manager Gateway e gli stack di protocolli che realizzano le comunicazioni con il Terminale Mobile e il Download Manager

5 IL GATEWAY Gateway Rappresenta l’anello di congiunzione tra la rete UMTS e Internet Riceve le richieste dal Terminale Mobile e le inoltra al Download Manager Interfaccia wireless (UMTS) verso il Terminale Mobile Interfaccia wired (Internet) verso il Download Manager Rete UMTS Internet  Terminale Mobile Download Manager TCP/IP Architettura su base IP

6 LIMITI RETI WIRELESS Instabilità della connessione Instabilità della connessione zone prive di copertura zone prive di copertura ostacoli lungo il percorso radio ostacoli lungo il percorso radio Variabilità della larghezza di banda disponibile Variabilità della larghezza di banda disponibile traffico di sottofondo traffico di sottofondo mobilità utente mobilità utente Gestione delle sessioni classe di QoS UMTS: Background classe di QoS UMTS: Background Protocollo di trasporto che non appesantisca il carico di trasmissione

7 SOLUZIONI PROPOSTE 1.Basata su tecnologie WAP L’ambiente di trasporto WAP si fa carico di gestire eventuali interruzioni di transazioni in corso Ambiente di trasporto WAP Costruita a partire dall’ultimo strato della rete UMTS: il livello rete IP   Poco adatto allo sviluppo di applicazioni diverse dal semplice Web browsing   Limiti sulle dimensioni dei pacchetti trasferibili LIMITAZIONI: IP UMTS protocol stack

8 2.Basata sul modello TCP/IP Costruita a partire dall’ultimo strato della rete UMTS: il livello rete IP Recenti studi in letteratura hanno dimostrato che il protocollo TCP si integra bene con il sottostante stack di protocolli per la trasmissione wireless   Non è pensato per reti wireless e il suo “puro” utilizzo potrebbe risultare scadente senza la presenza di uno strato di sessione LIMITAZIONI: TCP IP UMTS protocol stack SOLUZIONI PROPOSTE (2)

9 2.Basata sul modello TCP/IP TCP APPL. Strato di SESSIONE Protocollo di applicazione con gestione delle sessioni Soluzione ALL-IP proposta: IP UMTS protocol stack Costruita a partire dall’ultimo strato della rete UMTS: il livello rete IP Recenti studi in letteratura hanno dimostrato che il protocollo TCP si integra bene con il sottostante stack di protocolli per la trasmissione wireless

10 Architettura Logica Download Manager Interfaccia WIRED TCP APPL. IP GATEWAY TCP APPL. IP Trasporto Rete Appl. Terminale Mobile Interfaccia WIRELESS TCP APPL. Strato di SESSIONE IP TCP APPL. Strato di SESSIONE IP Trasporto Rete Appl. Sessione

11 La gestione delle sessioni sessione Con il termine sessione si fa riferimento ad un’operazione di fruizione del servizio da parte di un Terminale Mobile Parte dello strato di applicazione che si fa carico di riprendere una sessione precedentemente sospesa ed esattamente dal punto in cui si era interrotta sessionesospesa durante il download di un brano Una sessione può ritenersi sospesa tutte le volte che si interrompe la comunicazione tra il Terminale Mobile e il Gateway durante il download di un brano fault del canale Garantisce il recupero delle trasmissioni in caso di fault del canale e non in caso di fault del Terminale Mobile o del Gateway

12 La gestione delle sessioni (2) Gateway identificativo di sessione Terminale Mobile All’inizio della fruizione del servizio il Gateway definisce un identificativo di sessione e lo invia al Terminale Mobile ID di SESSIONE File Mp3 Richiesta File Mp3 Gateway Se si interrompe la comunicazione durante un’operazione di download di uno o più File Mp3… Gateway  Terminale Mobile Gateway  Terminale Mobile Sessione interrotta  Terminale Mobile

13 La gestione delle sessioni (3) Il Gateway si mette in attesa di una eventuale riconnessione da parte del Terminale Mobile e salva lo stato di avanzamento dell’operazione in corso ID di SESSIONE Parte del File Mp3 non ricevuta Quando il Terminale Mobile riprende la comunicazione inoltra al Gateway l’identificativo della sessione interrotta Gateway  Terminale Mobile Gateway  Terminale Mobile Il Gateway si avvale di tale identificativo per risalire alla parte di file Mp3 non ancora ricevuta dal Terminale Mobile e riprende la fruizione del servizio

14 L’APPLICAZIONE Il protocollo di applicazione supporta tutte le funzionalità del servizio a carico dell’entità Gateway Accettare e soddisfare diversi tipi di richieste provenienti dal Terminale Mobile:   richieste per titolo   per autore   per titolo e autore   per una compilation   per la Top_20 della settimana Dualmente è in grado di inoltrare tutti questi tipi di richieste al Download Manager e accettare la risposta da questi formulata

15 Messaggio di errore Qualora vi sia un problema nella parte wired del sistema è impossibile continuare nella fruizione del servizio Viene interrotta l’intera operazione messaggio fuori banda al Terminale Mobile Il Gateway invia un messaggio fuori banda al Terminale Mobile Gateway Download Manager Parte WIRED  Terminale Mobile Parte WIRELESS Messaggio FUORI BANDA BANDA

16 Messaggio di errore Gateway Download Manager Parte WIRED Messaggio FUORI BANDA BANDA  Terminale Mobile Parte WIRELESS E’ sufficiente ad informare il Terminale Mobile E’ necessario in quanto interrompendo semplicemente la comunicazione con il Terminale Mobile, questi potrebbe interpretarla come un fault del canale wireless e decidere in seguito di riprendere la sessione

17 Conclusioni Progettazione, implementazione e valutazione sperimentale di un Gateway di collegamento tra le reti UMTS e Internet per un’applicazione di audio on-demand Il Gateway fornisce un’interfaccia wired (Internet) con il Download Manager e un’interfaccia wireless (UMTS) con il Terminale Mobile Studio e analisi di due possibili architetture di comunicazione per le reti wireless: ALL-IP vs. WAP Si è definito per la parte wireless un protocollo di sessione, intermedio tra il livello di trasporto (TCP) e il livello applicazione

18 Sviluppi futuri streaming Servizio di streaming effettuando una ricodifica dei dati a livello Gateway per diminuire la larghezza di banda necessaria nella porzione di rete UMTS Trasferire altri tipi di file, che necessitano comunque di una trasmissione fedele e affidabile, come ad esempio filmati Servizi di pagine gialle (per richiedere l’elenco dei ristoranti, dei cinema della zona, delle farmacie o per una guida turistica in linea)