La Elaborazione Pervasiva

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1 La Elaborazione Pervasiva Dott. Marcello CASTELLANO Politecnico di Bari Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica a.a. 2005/2006 Corso di Griglie Computazionali, 2 anno Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica Introduzione Internet trova le radici negli anni 60 quando si volle implementare una rete di calcolatori che continuasse a funzionare anche qualora parti di essa fossero entrate in crisi. L idea risolutiva di base era che tale funzionalità potesse trovare riscontro in una rete che fosse realizzata attraverso connessioni di reti diverse tra loro in modo da poter aver garantiti diversi percorsi alternativi da sorgente a destinazione dal punto di vista di circuito fisico. Contemporaneamente, la funzionalità richiesta poteva trovare massima prestazione allorquando il concetto di unico circuito dedicato ad una sessione di comunicazione dati si evolvesse verso una modalità più flessibile di trasporto [1].

2 Internet è una infrastruttura di trasporto (hw e sw) che è costruita sulla base di alcuni standard, gli standard Internet, i quali devono essere utilizzati da tutti i partecipanti per collegarsi l uno con l altro. La specifica del protocollo Internet (IP) non indica quali tipi di informazioni, servizi o prodotti debbano essere scambiati bensì stabilisce come il flusso di informazioni deve essere organizzato per il trasporto, mentre le specifiche applicative si posizionano sopra a Internet. Le applicazioni che sono costruite sopra Internet, ossia che vedono la rete Internet come scenario di base applicativo sono: World Wide Web (Hyper-Text Transfer Protocol); posta elettronica (POP3, SMTP, IMAP); chiacchierare online (IRC); partecipazione a newsgroup.

3 HTTP, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS, Livello applicazioni SSH, IRC, SNMP, SIP, RSYNC, Telnet... Livello di trasporto TCP, UDP, SCTP, RTP, DCCP... Livello di rete Livello di collegamento Livello fisico IPv4, IPv6, ARP, ICMP, BGP, OSPF, RIP, IGMP... Ethernet, WiFi, PPP, Token ring, ATM, FDDI... Doppino, Fibra ottica, Cavo coassiale, Codifica Manchester, Codifica 4B/5B,... Il Web, tramite http, permette lo scambio di documenti che sono per la maggior parte in formato HTML il che permette ai browser di mostrare il contenuto in modo corretto. Il World Wide Web è solo uno dei numerosi servizi forniti in Internet. Si tratta di un servizio caratterizzato da una interfaccia particolarmente semplice che viene esposta all utente; questo permette anche a persone con pochissima conoscenza dei computer di accedere a tutti i servizi presenti in Internet. Questi servizi Web hanno un contenuto. Il contenuto può specificare prodotti che possono essere visti oppure servizi che possono essere richiesti attraverso l uso dei browser.

4 Il browser Web è un sinonimo della prima generazione dell Internet commerciale. Esso permette ai clienti di servirsi da sé in rete. La seconda generazione dell Internet commerciale passerà dal fai da te al fallo tu per me. Questo nuovo paradigma meglio noto come elaborazione pervasiva, automatizzerà molti dei processi per cui si usano attualmente i browser. L elaborazione pervasiva è ancora solo un idea lontana e servirà un bel po di tempo affinché diventi realtà. Di conseguenza, i browser resteranno di primaria importanza ancora per qualche anno.

5 Elaborazione Pervasiva ed e-business Internet si è evoluta da una rete a carattere scientifico a una piattaforma che consente la nascita di una nuova generazione di attività a carattere commerciale su vasta scala nota come e- business. L e-business consiste nell avvalersi della convenienza,dell accessibilità e della diffusione global di Internet per rafforzare atività economiche già esistenti. L e-business prima di Internet era di carattere privato, rivolto alle grandi aziende e organizzazioni. L e-business può essere suddiviso in tre aree in funzione del tipo di attività: 1) intranet: protocolli di Internet utilizzati per uso specifico e privato di una organizzazione; 2) extranet: due intranet collegate via Internet in modo sicuro per attività business-to-business; 3) Business-to-Consumer per vendite al dettaglio, negozi e vetrine on-line. Una categoria di e-business è definita dal tipo di business e non dalla tecnologia impiegata per attuarla. Affinché una categoria

6 possa aver successo, deve interagire con le altre. Ad esempio il commercio si deve avvalere del marketing e della comunicazione. Internet offre molte possibilità di integrare le categorie e di automatizzare l interazione tra processi. Per alcune categorie di e-business vedi [10]. La tecnologia Internet si è sviluppata su standard aperti di comunicazione. Ogni strumento che ne entra a far parte deve condividere questo approccio. Questo ha permesso a strumenti (computer) dapprima incompatibili, attraverso la condivisione di una tecnologia di comunicazione comune, di stabilire una lingua comune che consente lo scambio di prodotti e l integrazione di processi. Diversi tipi di tecnologie come le stampanti, i computer, le macchine fotografiche ed i telefoni cellulari si stanno sempre più avvicinando per cooperare al fine di fornire, tutti insieme, nuovi servizi all utente finale. Ad esempio, è già possibile attraverso, un telefonino, una stampante ed una macchina fotografica sviluppare

7 un nuovo servizio di stampa fotografica. L integrazione è resa possibile ancora una volta attraverso Internet. La rete Internet estesa è una rete universale che mette in discussione l elaborazione basata su personal computer pensando che in molti preferirebbero accedere ad Internet attraverso il telefono cellulare o la TV. Il concetto di elaborazione pervasiva oltre che basarsi sull accesso ubiquo ad Internet, attraverso funzionalità di PC embedded in dispositivi diversi, fa riferimento anche a servizi offerti mediante gli stessi strumenti ad altre entità in Internet. La prima generazione di dispositivi embedded era di tipo passivo, nel senso che consentiva l utilizzo di servizi già esistenti con altri mezzi, come la TV. La seconda generazione è più intelligente e consente di cercare servizi in Internet, prelevarli ed organizzarli in un meta-servizio. Per far ciò, tutti i livelli di servizio devono essere integrati: mentre Internet ha consentito la comunicazione tra i diversi servizi e HTML/XML lo scambio di dati, occorre aggiungere un nuovo livello sopra a questi per abilitare i servizi all accettazione della connessione di altri servizi ed alla creazione di nuovi meta-servizi

8 I nternet Servizio 1 Servizio 2 Servizio n Meta Servizio Diverse aziende propongono la propria visione della elaborazione pervasiva e propongono tecnologie: Sun Jini; HP; IBM; Microsoft; Lucent Technologies.

9 Verso l Elaborazione Pervasiva Standard dei Servizi Internet Il successo dei servizi Internet dipende dalla diffusione degli standard di interoperabilità tra gli stessi come HTML. Le funzionalità primarie dei servizi che gli standard devono supportare sono: -) descrizione e visualizzazione del servizio Internet. -) virtualizzazione di oggetti Web come cataloghi, icone, file e pagine intere i nomi dei servizi per un utente non corrispondono ai nomi fisici in modo tale da renderli indipendenti dal sito. -) supporto del controllo e del monitoraggio. -) sicurezza e dovuta privacy di abilitazione del servizio. Monitorando e adattando la qualità del servizio è possibile adempiere ad accordi di Service Level Agreement

10 Le Applicazioni nel Web Spostare applicazioni nel web è un passo dell elaborazione pervasiva. Infatti un qualsiasi dispositivo con browser Web può essere utilizzato per accedere all applicazione in modo ubiquo. Alcuni esempi di servizi offerti on-line (servizi web) già fruibili sono la posta elettronica, lo spazio disco virtuale; alcune applicazioni diffuse come la videoscrittura non trovano ancora ampia sistemazione in tal senso. Servizi Internet Aperti Lo sviluppo di soluzioni di servizi Internet su base standard ed aperti permetterà: a) ai clienti di sperimentare un servizio più apprezzabile e più personalizzato,; b) alle aziende di essere in grado di fornire ai loro clienti servizi più efficienti e adeguati al loro compito; c) ai fornitori di servizi di creare nuovi servizi molto più velocemente, potendo già disporre delle funzionalità centrali. È questo un obiettivo ultimo dell elaborazione pervasiva, ossia di rendere i servizi la risorsa primaria di Internet, ampliandoli per raggiungere anche i dispositivi non ancora connessi.

11 LA COMUNICAZIONE TRA DISPOSITIVI LO SCAMBIO DI INFORMAZIONI TRASMISSIONE DEI SERVIZI Approfondimenti [1] Negli anni '60, con i fondi dell'advanced Research Projects Agency (ARPA), dipendente dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, vennero sperimentate tecnologie innovative per collegare alcuni computer fra loro attraverso le linee telefoniche mediante la cosiddetta "commutazione di pacchetto". Questa tecnologia comportava che i dati in transito su una linea telefonica fossero divisi in piccole parti, ognuna con il proprio "indirizzo di destinazione". La tecnologia a commutazione di pacchetto, permette a diversi utenti di usare e condividere la stessa linea di comunicazione. Inoltre - particolare molto importante - poichè ogni pacchetto ha un proprio "indirizzo" di recapito (i fattorini dell'esempio nel riquadro), il sistema permette la creazione di reti che possono automaticamente dirottare i dati evitando computer e linee fuori uso. Ciò permise (v. figura sotto) lo sviluppo di una rete capace di continuare a funzionare anche in caso di attacco nucleare (ricordiamo che si era in piena guerra fredda). [2] il TCP/IP è indipendente dal modo in cui la rete è fisicamente realizzata: una rete TCP/IP può appoggiarsi indifferentemente su una rete locale Ethernet, su una linea telefonica, su un cavo in fibra ottica, su una rete di trasmissione satellitare... e così via. È anzi progettata esplicitamente per integrare facilmente diverse tecnologie hardware in un'unica struttura logica di comunicazione. Esistono dunque una serie di specifiche che descrivono in che modo ogni singola architettura fisica di rete possa interfacciarsi con il TCP/IP: ad esempio per la rete Ethernet, il tipo di rete locale più diffusa al mondo, ci sono l'address Resolution Protocol (ARP) e lo Standard for the Transmission

12 of IP Datagrams over Ethernet Networks. Le implementazioni software dei protocolli TCP/IP normalmente integrano queste tecnologie, e dunque permettono di creare reti Internet/Intranet su qualsiasi tipo di cavo. [2] Definizione di servizio Il concetto di servizio riguarda due entità il richiedente o cliente o fruitore e chi lo eroga secondo lo schema seguente: richiesta Erogatore del Servizio risposta Chi eroga il servizio espone l interfaccia (sezione di front-end del servizio) ed implementa la logica del servizio (sezione di back-end del servizio). Richiesta e Risposta sono dette Primitive di Servizio La comunicazione tra utente ed erogatore affinché possa essere efficace deve avvenire attraverso l uso di regole note da ambo le parti note come protocollo di comunicazione. Ad esempio, affinché un cliente di una banca possa richiedere una ricarica telefonica attraverso uno sportello bancomat, dovrà scegliere nella giusta sequenza una serie di opzioni ed inserire in alcuni momenti dei dati quali il numero telefonico. Questa sequenza, predisposta dalla sezione front-end del servizio e nota al cliente è un esempio di protocollo di comunicazione. E da osservare il fatto che durante la sequenza, per ogni schermata del servizio bancomat, l utente invia le scelte parziali al sistema attraverso i tasti di conferma. E questo il momento in cui la completa richiesta dell utente viene segmentata in operazioni elementari e le risposte a tali operazioni inviate al sistema di volta in volta: si è in presenza di un protocollo di trasporto che viene attivato dall utente ogni qualvolta da conferma parziale e attuato dal sistema affinché tale scelta possa arrivare al sistema il quale dovrà rispondere con l opportuna richiesta successiva sino al completamento della richiesta di servizio. Con questa considerazione si vuol far notare come un protocollo di comunicazione si servirà al di sotto più volte di un protocollo di trasporto.

13 Protocollo di Comunicazione Protocollo di Trasmissione Il concetto di servizio informatico è mutuato da quello espresso nelle organizzazioni sociali, li dove gli attori hanno messo a punto questa forma di attività al fine di soddisfare dei bisogni necessari per il conseguimento di un altro obiettivo. Questi bisogni vengono soddisfati da un sistema organizzato di persone e mezzi, normalmente ricompensati per tale lavoro. Chi richiede il servizio ha il vantaggio di demandare un attività a lui non consona, mentre chi contribuisce all esecuzione del compito ha un vantaggio economico. Nel sistema sociale complesso su larga scala del mondo informatico e creato da Internet, il concetto di servizio gioca un ruolo equivalente, ossia quello in ultima analisi di creare un valore aggiunto al sistema sociale attraverso la creazione di ordine, economia di scala e fattore di crescita. [3] Definizione di servizio Internet: è un servizio che si attiene al protocollo TCP/IP per il solo trasporto delle informazioni (richiesta,risposta) e che quindi Qualsiasi protocollo di comunicazione (ossia per il trasferimento dell informazione) su Internet, ad eccezione del protocollo HTTP. Il nome del protocollo costituisce la prima parte dell'url completo di una risorsa. Alcuni esempi di servizi Internet sono Gopher, Telnet, WAIS, NNTP e FTP. Ad es.: TipoServizio : // Indirizzo del Front-End / ServizioBancomat : // Sportello_Bari_ViaKing77 / Il gopher è essenzialmente uno strumento di organizzazione dell'informazione presente su Internet. Il principio su cui si fonda questa organizzazione è quello della struttura gerarchica. L'obiettivo del protocollo TELNET è fornire un supporto per le comunicazioni sufficientemente generalizzato, bidirezionale ed orientato ai byte (otto bit). E` solitamente utilizzato per fornire all'utente sessioni di login remoto di tipo linea di comando tra host su Internet. Per estensione, telnet è anche il nome di un programma che un utente può usare per avviare una sessione telnet ad un host remoto; il programma telnet implementa la parte client del protocollo.

14 [4] Definizione di servizio web Secondo la definizione data dal W3C un Web service (servizio web) è un sistema software progettato per supportare l'interoperabilità tra diversi elaboratori su di una medesima rete; caratteristica fondamentale di un Web Service è quella di offrire un'interfaccia software (descritta in un formato automaticamente elaborabile quale, ad esempio, il WSDL) utilizzando la quale altri sistemi possono interagire con il Web Service stesso attivando le operazioni descritte nell'interfaccia tramite appositi "messaggi" inclusi in una "busta" SOAP: tali messaggi sono, solitamente, trasportati tramite il protocollo HTTP e formattati secondo lo standard XML. Tramite un'architettura basata sui Web Service (chiamata, con terminologia inglese, Service oriented Architecture - SOA) applicazioni software scritte in diversi linguaggi di programmazione e implementate su diverse piattaforme hardware possono quindi essere utilizzate, tramite le interfacce che queste "espongono" pubblicamente e mediante l'utilizzo delle funzioni che sono in grado di effettuare (i "servizi" che mettono a disposizione) per lo scambio di informazioni e l'effettuazione di operazioni complesse (quali, ad esempio, la realizzazione di processi di business che coinvolgono più aree di una medesima azienda) sia su reti aziendali come anche su Internet: la possibilità dell'interoperabilità fra diversi software (ad esempio, tra Java e Python) e diverse piattaforme hardware (come Windows e Linux) è resa possibile dall'uso di standard "aperti" (per un concetto assimiliabile cfr. la voce "open source"). [5] Uniform Resource Locator: rappresenta l indirizzo del front-end del servizio Struttura Ogni Uniform Resource Locator è composto dalle seguenti parti principali: lo schema o protocollo, utilizzato per indirizzare la risorsa il nome dell'host o server, oppure un nome di dominio (FQDN) il path o nome file della risorsa Esempi dove: http schema o protocollo (HTTP) it.wikipedia.org nome del server (it), completo di dominio (wikipedia.org) w/index.php pathname completo della risorsa (una pagina Web) In Pagine Attive (ASP o PHP) gli URL possono anche contenere una query-string, preceduta dal carattere '?' e che serve per trasmettere ulteriori informazioni al server

15 (es.: ). [10] Alcune categorie di e-business e-auctioning: asta elettronica; e-banking: accesso elettronico bancario da parte dei clienti; e-commerce: commercio elettronico per la compravendita di prodotti e servizi. e-directory: elenchi elettronici utili per trovare un prodotto o servizio; e-engineering: progettazione elettronica per una collaborazione tra le varie componenti e attori distribuita. e-franchising, e-learning, ing, e-marketing; e-orm: gestione delle risorse operative oltre ai prodotti che sono necessary per la produzione, le aziende devono acquistare risorse operative in termini di beni e servizi che non servono direttamente alla produzione ma che sono necessary e utilizzati ogni giorno per gestire le attività quotidiane. Le aree delle risorse operative includono l equipaggiamento iniziale, la manutenzione, la riparazione, i rifornimenti, i viaggi e lo svago. e-supply: organizzazione informatica dell evasione dell ordine e della distribuzione dei prodotti.