Capitolo 2. Tecnologie wireless WAP: standardizzazione e Internet. Capitolo 2 Tecnologie wireless: WAP, standardizzazione e Internet

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1 Capitolo 2 Tecnologie wireless: WAP, standardizzazione e Internet Capitolo 2 Tecnologie wireless 2.1. WAP: standardizzazione e Internet Una delle tecnologie più interessanti oggi disponibile per implementare servizi mobili è WAP, acronimo che sta per Wireless Application Protocol : essa permette al telefonino di trasformarsi in un browser ipertestuale, ottimizzando il linguaggio a marcatori, il linguaggio di scripting e i protocolli di trasmissione per l uso wireless (i protocolli così ottimizzati sono tradotti nei normali protocolli Internet dal cosiddetto WAP gateway ). Con la realizzazione di applicazioni WAP, un intera generazione di dispositivi wireless, includendo in essa i telefoni cellulari, i telefoni con Smartcard, i PDA (Personal Digital Assistant) e i laptop, ha a disposizione un metodo comune per accedere a una grande quantità di informazioni. Inoltre WAP rappresenta un importante sviluppo nell industria del wireless, essendo un tentativo di creare uno standard aperto per i protocolli wireless, che risulti indipendente dai venditori e dai fornitori di servizi mobili: infatti l obiettivo di tutti gli sforzi che si stanno compiendo non è limitato alla semplice creazione di un microbrowser in grado di garantire ottime prestazioni sul display dei cellulari, ma la creazione di una completa architettura a strati, simile a quella dell ISO-OSI, oppure a quella del TCP-IP, che permetta, a chi realizza un servizio ad alto livello, di disinteressarsi completamente di come a livelli sottostanti le cose vengano poi effettivamente realizzate, di come vengano gestiti gli errori, le connessioni, le trasmissioni, le sessioni, le differenze tra fornitori del collegamento mobile, ecc. Un tale obiettivo si è rivelato irraggiungibile persino per l onnipresente Microsoft che, pur essendo un colosso finanziario dell informatica, non è riuscita ad imporre un proprio sistema e ha dovuto accodarsi ad altre aziende all interno di un gruppo di standardizzazione per WAP chiamato WAP Forum (http://www.wapforum.org). Il WAP Forum è un consorzio creato dai principali costruttori di dispositivi wireless, fornitori di servizio, fornitori di infrastrutture e sviluppatori di software che, invece di limitarsi alla concorrenza sui prodotti, hanno deciso di accordarsi sugli standard, rincorrendosi l un l altro per mezzo mondo (una volta terminate le guerre sulla copertura del territorio, sui prezzi, sulle funzioni sempre più intelligenti dei cellulari), con lo scopo di definire un insieme di specifiche e protocolli (a livello di trasporto, sicurezza, transazione, sessione e applicazione) che diano loro la possibilità di affrontare le sfide del futuro, in termini di servizi avanzati, differenziazione e creazione di servizi veloci e flessibili. La domanda essenziale era: come creare ulteriore valore aggiunto all offerta? e la risposta si è sussurrata da sola: Internet, un campo ancora tutto da conquistare, con affluenza di pubblico e disponibilità di servizi di dimensioni mastodontiche, come solo la rete delle reti è in grado di assicurare. La prima azienda a lanciarsi in questa impresa è stata Unwired Planet (compagnia americana che sviluppa anche software, ora Phone.com), pensando ad un micro-navigatore in grado di utilizzare l ipertestualità ed Internet senza l ausilio di alcun ulteriore dispositivo. Quasi 1

2 Capitolo 2 Tecnologie wireless: WAP, standardizzazione e Internet contemporaneamente Nokia metteva a punto SmartMessage, un protocollo in grado di interconnettersi ad Internet grazie al servizio SMS della rete GSM. In particolare il WAP Forum si formò dopo che un operatore della rete americana (Omnipoint) fece un offerta per fornire ai suoi clienti un servizio di informazioni mobili nei primi mesi del 1997: Omnipoint ricevette molte risposte da diversi fornitori, che usavano tecniche proprietarie per recapitare le informazioni (appunto come Smart Messaging di Nokia e HDML di Unwired Planet). Omnipoint informò queste aziende che non avrebbe accettato un approccio proprietario e raccomandò che i vari venditori si trovassero insieme per esplorare e definire uno standard comune. Dopo tutto, non c era, tra gli approcci proposti, una differenza tale da non poter essere compensata ed estesa per formare uno standard potente. La chiave di volta è quindi la standardizzazione e la mancanza di protocolli proprietari. Così è stato che Motorola, Nokia, Ericsson e Unwired Planet (il 75% del mercato della telefonia mobile mondiale) nel giugno del 1997 si unirono nel WAP Forum, con l intento di creare uno standard utilizzabile da tutti, assicurandone la facilità di diffusione, l uniformità di tecnologie e la compatibilità tra sistemi, dribblando i costi delle licenze miliardarie che avrebbero dovuto pagare se un protocollo proprietario avesse avuto la meglio sugli altri. WAP Forum, i cui membri sono oggi circa 400, è piaciuto subito e tutta quanta l industria dell Information & Communication Technology si è accodata, fiutando la genialità della mossa. Una sola eccezione: Microsoft. Il gigante statunitense non è entrato subito nel forum anche a causa di Windows CE, il sistema operativo Microsoft per dispositivi portatili, mentre Ericsson, Motorola e Nokia erano uniti da una seconda esperienza di ricerca (la joint venture Symbian) che li portò a preferire a quest ultimo il sistema operativo di Psion, chiamato Epoc, più affidabile e più leggero. L azienda di Gates è poi tornata precipitosamente sui suoi passi, ha rinunciato a sogni di egemonia ed è finalmente entrata nel forum, pienamente convinta della validità del WAP (investendo, cinque giorni dopo il suo ingresso, 600 milioni di dollari, equivalenti a più di 1000 miliardi di lire, in Nextel, l operatore radiomobile con la rete digitale più estesa negli USA). Le aziende inizialmente associate in WAP Forum (Nokia, Ericsson, Motorola e Phone.com) formarono inizialmente una piccola compagnia, chiamata WAP Forum Limited, per amministrare il processo globale di definizione del Wireless Application Protocol e per coinvolgere nuove aziende nello sviluppo del protocollo. Nell Agosto del 1999, il WAP Forum aveva già più di 120 membri, che comprendevano i maggiori produttori di telefoni mobili, operatori di rete mobile, fornitori di Centri SMS e relativo software. I più importanti membri del WAP Forum includono: Produttori di hardware per telecomunicazioni: Alcatel, Ericsson, Matsushita Communication Industrial, Motorola, Nokia, Nortel, Philips Consumer Communications, Qualcomm, Samsung Electronics, Uniden Corporation, Bosch Telecom, Intel, NEC, Siemens; Produttori di software per telecomunicazioni: APiON, Fujitsu Software Corporation, Geoworks, IBM, MD-Co, Psion Software, Sema Group Telecom, Sendit, Scandinavian Softline Technology, Spyglass, Starfish, Phone.com, VTT Information Technology, CCI, CMG, Comverse Network Systems, CTC, Logica Aldiscon, Puma Technology, Tegic, TWS; Operatori per reti di telefonia mobile: AT&T Wireless Services, BellSouth Cellular Corporation, DDI Corporation, Hongkong Telecom, SBC Communications, SFR, Sonera Corporation, Telecom Italia Mobile, Telenor, Telstra, T-Mobil, Vodafone, BT Cellnet, Dolphin, IDO, NTT DoCoMo, Rogers Cantel, Sprint PCS, Swisscom, Telia Mobile; Fornitori di Smartcard e di algoritmi crittografici: Certicom, RSA Data Security, De La Rue Card Systems, Gemplus, Schlumberger. Si può trovare una lista completa all indirizzo: Il WAP è dunque uno standard non proprietario utilizzabile da chiunque, molto flessibile e con un futuro tecnologico in perfetta sintonia con quello di Internet. Gli addetti ai lavori hanno fatto in modo che il futuro linguaggio in cui verrà scritto il Web (Dhtm) sia integralmente compatibile con il Wml, il linguaggio su cui è basato il WAP. 2

3 Capitolo 2 Tecnologie wireless: WAP, standardizzazione e Internet Le specifiche WAP emesse dal WAP Forum nel corso del tempo sono: WAP 1.0, Maggio 1998 WAP 1.1, Giugno 1999 WAP 1.2, Dicembre 1999 Le specifiche 1.0 non furono implementate sui telefoni cellulari, poiché le prime ad essere implementate sui dispositivi pubblicamente disponibili furono direttamente le 1.1. Da allora sono comparsi sempre nuovi raffinamenti delle specifiche, che aggiungono nuove caratteristiche, pur mantenendo la compatibilità verso il passato Statistiche e potenzialità: l e-commerce Un sito Web sicuro può fornire al business grandi vantaggi in termini di competitività, specie se include vendite on-line e moderne applicazioni come assicurazioni, rateizzazioni e acquisti con carta di credito (si tratta del cosiddetto commercio elettronico, electronic commerce o più brevemente e-commerce): in particolare il pagamento con carta di credito sta diventando particolarmente lucrativo. Ascoltando il parere di diversi analisti, le transazioni su Internet sembra abbiano raggiunto i 9 miliardi di dollari nel 2000 e si prevede che arriveranno a 30 miliardi entro il 2005: nessun commerciante può permettersi il lusso di ignorare un mercato così vasto. Per avere successo, comunque, è stato necessario diventare completamente consapevoli dei rischi che minacciano la sicurezza su Internet avvantaggiandosi della tecnologia che li neutralizza, conquistando così la fiducia dei clienti. Offrendo i propri prodotti sul Web, gli affari possono ricavarne grandi benefici: presenza a livello mondiale: il Web rappresenta una grande sorgente di clienti. Chiunque sia dotato di una connessione ad Internet è un potenziale cliente e più di 50 milioni di persone nel mondo stanno utilizzando Internet per effettuare transazioni; negozio virtuale aperto 24 ore su 24, senza alcun investimento edilizio né di personale alla vendita; allargamento della propria quota di mercato: secondo uno studio del 1998, l 85% degli utenti del Web intervistati riportava che la mancanza di sicurezza sul Web li rendeva insicuri nell inviare il proprio numero di carta di credito su Internet. I commercianti che fossero stati in grado di guadagnarsi la fiducia di questo 85% si sarebbero anche trovati tra le mani una enorme opportunità di espandere la propria quota di mercato; canale di consegna diretto tra produttore e consumatore: molti prodotti e servizi, come anche software e informazioni, possono essere distribuiti attraverso il Web direttamente ai clienti, facendo loro risparmiare tempo e denaro. In questo modo si aumenta l attrattiva e il profitto, eliminando i costi fissi e di trasporto associati con il completamento di un ordine; operazioni burocratiche più veloci ed efficienti: il flusso di lavoro legato alle operazioni burocratiche su carta è pieno di ritardi; le applicazioni per le assicurazioni o le rateizzazioni, per esempio, possono essere gestite in modo tradizionale, ma una volta ricevute devono essere portate in formato digitale e questo significa lavoro intensivo, potenzialmente foriero di errori. Utilizzando, invece, i servizi di un Web server sicuro, si può velocizzare il processing delle applicazioni, riducendo così i costi e i rischi di errore, migliorando sensibilmente il servizio fornito all utente finale; marketing migliore attraverso una migliore conoscenza del cliente: creare un negozio virtuale sul Web aiuta a realizzare una vendita uno-a-uno. Non è più necessario indirizzare il prodotto a larghi segmenti di mercato, ma lo si può personalizzare, perché il Web aiuta a catturare informazioni sulle abitudini di acquisto e le preferenze demografiche e personali. Analizzando queste informazioni, si può piazzare la propria merce e fare promozioni per raggiungere il massimo impatto, confezionando la propria pagina Web per renderla 3

4 Capitolo 2 Tecnologie wireless: statistiche e potenzialità, il mobile commerce appetibile allo specifico cliente che la sta visitando e conducendo una campagna commerciale strettamente focalizzata. Nelle transazioni tra persone, la sicurezza è basata sull interazione fisica. I consumatori hanno finito per accettare il rischio di usare le carte di credito, perché possono comunque vedere e toccare la merce ed esprimere un giudizio sul negozio; su Internet, invece, è molto più difficile accertare la sicurezza di un affare. Inoltre sono emersi dei seri rischi sulla sicurezza, ma ci sono soluzioni per risolvere i seguenti problemi: imbrogli: il basso costo legato alla creazione di siti Web e la facilità di copiare le pagine Web esistenti rende banale creare siti illegittimi, che sembrano essere stati pubblicati da organizzazioni affermate e ben conosciute. Con questo metodo, artisti della contraffazione hanno ottenuto illegalmente numeri di carte di credito, mettendo in piedi negozi virtuali con un aspetto professionale, che imitavano business legittimi; letture non autorizzate: quando una informazione viene trasmessa in chiaro, gli hacker possono intercettare la trasmissione per ottenere le informazioni private dei clienti; azioni non autorizzate: un concorrente o un cliente scontento possono alterare un sito Web in modo tale che questo rifiuti il sevizio a potenziali clienti o funzioni male; alterazione di dati: il contenuto di una transazione può essere intercettato e alterato strada facendo, maliziosamente o accidentalmente. Gli user name, i numeri di carte di credito e l ammontare delle transazioni inviati in chiaro sono tutte informazioni alterabili; Rendere sicuro il proprio sito Web è un azione che protegge sia la propria azienda sia i propri clienti. Figura 2.1: previsioni sulla diffusione del WAP 4

5 Capitolo 2 Tecnologie wireless: statistiche e potenzialità, il mobile commerce WAP e il mobile commerce Strategy Analitics ha calcolato che nel 2003 il 95% dei dispositivi wireless includeranno il supporto per WAP (vedi Figura 2.1); inoltre, secondo Strategis Group, ci sarebbero nel mercato USA attuale più di 32 milioni di utenti di informazioni mobili di tipo professionale e la domanda in questo segmento continuerà a crescere. Con l espansione della base degli abbonati e della domanda per la realizzazione di nuovi servizi per telefoni cellulari, gli operatori e i costruttori si aspettano nuove fonti di guadagno dalla vendita di servizi e dispositivi per il wireless Internet. Gli analisti si aspettano una enorme crescita dinamica del mercato, in questo settore, pronosticando che, entro i prossimi tre o quattro anni, saranno in circolazione più di un miliardo di telefoni mobili. Secondo Gartner Group, entro il 2005 i telefoni cellulari diventeranno il dispositivo client più comune per accedere ad Internet nel mondo: tutte queste statistiche mostrano quali e quante speranze vengano riposte dagli esperti nella diffusione dei servizi e delle applicazioni orientate al wireless Internet. WAP permette di sviluppare rapidamente le applicazioni e fornisce accesso alla più vasta e diffusa base di utenti, perché in origine era stato progettato per operare su una qualsiasi rete dati wireless. Mentre gli operatori di rete stanno affinando soluzioni per la trasmissione dati (come CDMA, CDPD, GPRS, GSM, iden, PDC, TDMA), gli sviluppatori di applicazioni possono Figura 2.2: fusione delle tecnologie wired e wireless. raggiungere gli utenti attraverso una molteplicità di operatori di rete, senza preoccuparsi di quale operatore stiano utilizzando. Avendo alle spalle un protocollo aperto e ricalcato su quello del Web, gli operatori di rete, i costruttori di dispositivi mobili e gli sviluppatori di contenuti hanno implementato soluzioni che hanno permesso di avere oggi un supporto ben distribuito per la realizzazione di applicazioni WAP nel mondo. Di fronte a questi dati sconcertanti (si veda in proposito la Figura 2.2), i fornitori di contenuto stanno ora orientandosi verso possibili soluzioni per la realizzazione della controparte wireless della più moderna e nuova opportunità di Internet: il wireless e-commerce o, più semplicemente, m- commerce (mobile-commerce). Recentemente, ad esempio, Ameritrade (azienda americana per il trading on-line) ha reso il suo servizio compatibile con WAP per gli utenti americani di telefoni cellulari, sottolineando il fatto che l aggiunta dell accesso wireless al Web è un altro passo nel continuo sforzo di estendere la possibilità dei clienti di investire quando e come preferiscono. Il mobile commerce è stato definito come la prossima più grande opportunità di crescita: si provi a immaginare di portare avanti affari con i propri clienti in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo e, soprattutto, di poter raggiungere chi non si sarebbe mai avvicinato ad un computer, perché non lo possiede o semplicemente perché è troppo impegnato per usarne uno: tutte queste persone sono le stesse che usano tutti i giorni i telefoni cellulari e, se ognuno di questi dispositivi si potesse trasformare in un punto di accesso a Internet, la selezione dei prodotti ne risulterebbe enormemente semplificata e porterebbe al confronto dei prezzi, al tracciamento degli ordini e infine all acquisto. 5

6 Capitolo 2 Tecnologie wireless: statistiche e potenzialità, il mobile commerce Già da tempo, strategicamente, le aziende hanno cominciato a muoversi verso la parte più appetibile della rete wired, l e-commerce, grazie ai sistemi di sicurezza, veramente a prova di pirati informatici, che tutelano i dati spediti dagli utenti. Infatti, alla metà degli anni novanta, fu data una grossa spinta alla ricerca di algoritmi di crittografia seri, nella speranza di rafforzare la sicurezza del commercio elettronico; per anni la paura aveva circondato questo settore e finché SSL (Secure Sockets Layer) e la crittografia a doppia chiave non diventarono standard de facto estremamente diffusi, il commercio elettronico era solo una curiosità, non un opportunità per il mercato di massa. A partire dal 1998, l infrastruttura per la sicurezza è stata resa operativa, portando a uno straordinario incremento nelle transazioni di commercio elettronico: il 1998 divenne l anno dell ecommerce. Ora l industria deve fare il suo prossimo passo avanti, ma nel mondo wireless: anche WAP prevede sistemi di sicurezza ricalcati su quelli utilizzati da Internet: non è un caso, quindi, che le cinque maggiori banche francesi abbiano stretto con SFR (la seconda società francese di telefonia cellulare) un accordo per la realizzazione di applicativi sicuri su rete wireless; sulla stessa lunghezza d onda si è mossa Deutsche Bank con Nokia e Mannesmann con Ericsson. Nel giugno 1999 il WAP Forum ha approvato formalmente la versione 1.1 di WAP, che, in particolare, include le specifiche del Wireless Transport Layer Security (WTLS), che definiscono come sia possibile estendere la sicurezza di Internet al wireless Internet; WTLS dovrà svolgere per il wireless Internet la funzione che SSL ricopre in Internet, aprendo così immensi nuovi mercati alle opportunità dell e-commerce. Situazione in tempo reale del traffico sulle tangenziali e sulle autostrade, condizioni meteorologiche, continui aggiornamenti con le news, e poi commercio on line, prenotazione dei posti al cinema, pagamento con carta di credito, trasmissione di dati sensibili e privati on the air: questi sono solo alcuni dei tanti possibili servizi via WAP che presto si potranno utilizzare con il cellulare. Almeno per il momento, però, il successo di WAP è legato all operatore di telefonia mobile, perché la tariffa per la chiamata dati e la navigazione su Internet, è quella offerta dall operatore e adesso i costi sono ancora troppo elevati Problemi tecnici ed economici Questa sezione presenta i problemi che emergono nella progettazione e nella implementazione dei servizi per dispositivi mobili. Esistono due tipi di problemi: tecnici (come realizzare il tutto) ed economici (come guadagnare con questa attività, nel breve e nel lungo periodo) Problemi tecnici Per essere resi utilizzabili dai loro utenti, i telefoni cellulari devono essere piccoli e leggeri; questi requisiti fissano precisi e restrittivi vincoli sul loro progetto e producono una serie di problemi: una batteria piccola e leggera ha una capacità di erogazione di potenza molto limitata, se confrontata con quella di un computer portatile, il che porta a dover limitare il più possibile il consumo di potenza in ogni parte del telefonino; gli schermi e le tastiere sono piccoli, il che porta ad avere funzionalità di input/output molto limitate e una interfaccia utente poco maneggevole; i processori sono lenti e la memoria è poca, il che porta ad una capacità computazionale molto ridotta. Alcune di queste limitazioni sono applicabili solo ai telefoni cellulari, mentre altri dispositivi mobili si comportano meglio: per esempio, la dimensione dello schermo di un dispositivo palmare (ad esempio il Palm o lo Psion) è tale da poter eseguire elementari funzioni di text processing, ma comunque, per forza di cose, qualsiasi dispositivo mobile è sottoposto alle limitazioni elencate 6

7 Capitolo 2 Tecnologie wireless: problemi tecnici ed economici sopra, in qualche misura; non sarà mai realmente possibile portare a spasso in modo confortevole una tastiera di dimensioni normali, un mouse e un monitor! WAP ha un approccio client/server grazie al quale riesce ad ovviare, in una certa misura, agli inconvenienti di cui sopra, perché sposta gran parte del peso computazionale e dell occupazione di memoria sui WAP Gateway (che fanno da intermediari tra la rete wireless e wired) aggiungendo solo il microbrowser ai telefoni mobili: incorporare un microbrowser relativamente semplice nel telefono mobile richiede su di esso l impiego di risorse limitate e questo rende WAP adatto sia a client deboli sia a telefoni con Smartcard (schede che permetteranno di potenziare le risorse computazionali e di memoria dei telefoni). I servizi e le applicazioni basati sul microbrowser risiedono temporaneamente sui server e non permanentemente sui telefoni. Uno degli obiettivi di WAP è proprio quello di veicolare il mercato di massa del telefono mobile verso un mercato basato su servizi di rete, come si può evincere dalle parole di un rappresentante di Phone.com che ha commentato, dai banchi del WAP Forum: La filosofia che sta dietro l approccio del Wireless Application Protocol è quella di utilizzare risorse povere come quelle disponibili sui telefoni cellulari e compensare i loro limiti arricchendo le funzionalità della rete. (di questo si era già sentito parlare in passato, a proposito di Internet, immaginando una rete talmente potente da poter essere acceduta da semplici terminali grafici). Il WAP viene considerato un protocollo esauriente e scalabile designato per l uso con: qualsiasi telefono mobile, a partire da quelli con un display con una sola riga per arrivare a quelli con Smartcard; qualsiasi servizio wireless, esistente o pianificato, di trasmissione dati, come Short Message Service (SMS), Circuit Switched Data (CSD), Unstructured Supplementary Services Data (USSD) e General Packet Radio Service (GPRS): WAP fornisce una occasione rivoluzionaria agli sviluppatori di applicazioni e agli operatori di rete di offrire i loro servizi su differenti tipologie di rete, portatori e capacità computazionali dei terminali, in quanto separa gli elementi applicativi dai portatori che vengono usati, permettendo, ad esempio, la migrazione di alcune applicazioni da SMS o CSD verso GPRS; qualsiasi standard di rete mobile, come Code Division Multiple Access (CDMA), Global System for Mobile (GSM), o Universal Mobile Telephone System (UMTS): WAP è stato progettato per lavorare con tutti gli standard per cellulari ed è supportato dai maggiori leader nel wireless del mondo, come l americana AT&T Wireless e la giapponese NTT DoCoMo. Oltre alle limitazioni classiche a cui si è accennato, che riguardano essenzialmente i dispositivi mobili, la rete wireless stessa ha grossi limiti, sia in termini di stabilità della connessione sia di predicibilità della disponibilità del servizio, se confrontata con una rete locale wired. Il totale ammontare della banda condivisibile da tutti gli utenti wireless in una determinata area geografica è limitato: con i cavi è sempre possibile espandere la larghezza di banda, installandone di più, ma lo spettro delle onde radio disponibile per il collegamento mobile è limitato, sia dalla fisica del mezzo, sia dal modo in cui è stato allocato a vari e diversi scopi dai governi. Le onde radio sono esse stesse intrinsecamente fragili e soggette ad errori, per il fatto di essere sottoposte a tutta una serie di disturbi e rumori: gli altri dispositivi elettromagnetici e il sole causano interferenze; le costruzioni, le case, le montagne ed altre entità geografiche distorcono ed in alcuni casi impediscono alle onde radio di raggiungere la loro destinazione. Poi, anche se tutto questo non rappresentasse un problema, la distanza stessa tra la più vicina stazione trasmittente/ricevente e il dispositivo wireless potrebbe essere molto grande, senza parlare, poi, del fatto che l utente potrebbe essere in movimento (roaming)! Mettendo insieme tutti questi problemi, ne risulta una rete con banda limitata e con un alta percentuale di errore. I normali protocolli di rete, come TCP/IP, sono stati pensati per un ambiente con bassa percentuale di errore e una confortevole larghezza di banda, il che li rende parzialmente inadatti ad una rete mobile: infatti i vari protocolli usati in Internet (che rappresenta, come si diceva prima, anche per gli utenti wireless l unica rete globale di interesse) su TCP/IP sono basati sulla 7

8 Capitolo 2 Tecnologie wireless: problemi tecnici ed economici trasmissione di dati testuali e questo, se da una parte li rende più facili da specificare e da comprendere e molto più facili da implementare e da controllare, dall altra li rende molto prolissi e, essendo la banda wireless molto limitata, tali protocolli la sprecherebbero Problemi economici I problemi tecnici precedentemente presentati si possono risolvere, ma, per essere interessante dal punto di vista commerciale, la scelta di determinate soluzioni tecniche deve essere guidata dalle necessità del business. La richiesta basilare a cui deve rispondere un operatore di rete mobile è che la costruzione di un sistema per servizi mobili deve creare profitto: il costo di costruzione del sistema deve essere minore, nel lungo periodo, dei profitti provenienti dagli utenti. Le reti di telefoni mobili supportano già la connessione dati (cioè di tipo digitale, non analogico), perciò il problema fondamentale di far viaggiare i dati (e non voce o suoni) da e verso i dispositivi mobili è già risolto. La soluzione corrente non è quella ottimale, ma è abbastanza buona, per ora: sarà posto rimedio alla povertà di connessioni dati nelle attuali reti dalla nuova generazione di tecnologie di rete mobili, come GPRS e UMTS. Emerge però un ulteriore problema: il lavoro che viene faticosamente portato avanti per implementare servizi sulle reti attuali non dovrà essere buttato via, quando le nuove reti saranno costruite: per questo le soluzioni di oggi devono essere pensate in modo da funzionare anche in futuro, con minimi adattamenti. Le attrezzature per le telecomunicazioni devono poter interoperare, cioè i dispositivi provenienti da diversi costruttori devono essere in grado di dialogare tra loro senza problemi; il requisito di interoperabilità ha come conseguenza la necessità di seguire uno standard comune per l implementazione dei servizi, che può essere uno standard internazionale formale (WAP, in questo caso), oppure uno standard industriale de facto, aperto e affidabile. Lo standard deve essere anche applicabile in modo il più possibile diffuso nel mondo, in modo da raggiungere una grande massa di utenti: così diventa più facile produrre dispositivi e tenerne basso il costo, permettendo a più utenti di comprare e accedere al servizio (si crea un circolo virtuoso, allargando il bacino d utenza); inoltre, un dispositivo mobile è più attraente, se rende possibile l interazione con molti altri utenti. Raggiungere una grande massa di persone è impossibile, se i dispositivi o i servizi sono difficili da usare: per questo, qualsiasi soluzione si scelga, deve avere un interfaccia utente facile da imparare e da usare. Il business ha bisogno, infine, che gli utenti paghino per i servizi che ricevono. Per il mercato di massa, la gestione dei costi deve essere efficiente e semplice, sia per il fornitore del servizio sia per l utente: essa può essere gestita in diversi modi, come quella delle card prepagate, con il pagamento tramite bolletta telefonica o carta di credito. Riassumendo, il modo giusto di implementare i servizi mobili deve seguire le seguenti linee guida: deve appoggiarsi alle preesistenti reti di telefonia mobile deve essere adattabile alle future reti mobili deve seguire gli standard, per garantire l interoperabilità e raggiungere un mercato di massa a livello mondiale deve presentare interfacce utente semplici e facili da usare deve gestire i pagamenti in modo semplice sia per l utente sia per il fornitore Servizi wireless di trasmissione dati Short Message Service (SMS) Le attuali reti GSM hanno due modalità per implementare i servizi per i telefoni mobili: normali chiamate vocali (campionate e trasmesse in formato digitale) piccoli messaggi testuali (SMS = Short Message Service). 8

9 Capitolo 2 Tecnologie wireless: servizi wireless di trasmissione dati Un telefono mobile può essere anche usato per chiamate vocali ad un particolare numero di servizio, al quale solitamente risponde un computer: il computer trasmette messaggi vocali registrati e l utente può interagire premendo i bottoni numerici sul tastierino; questo approccio è poco maneggevole e lento, e se ci fosse bisogno di fare annotazioni per poterle consultare in futuro, l utente dovrebbe usare carta e penna. I messaggi SMS, invece, sono piccoli messaggi testuali (massimo 160 caratteri), che sono inviati da/a telefoni GSM, ma esistono anche siti Internet che permettono, gratuitamente o meno, di inviare SMS, specificando un particolare numero di telefono. I messaggi possono essere inviati al numero di telefono di un altro utente, ma possono anche essere processati da un computer: il computer può quindi inviare un messaggio di risposta; questa funzionalità permette di realizzare molti semplici servizi: per esempio, se ne può implementare uno per cui, se un utente dovesse inviare le parole MILANO METEO ad un dato numero, riceverebbe come risposta l attuale situazione meteorologica di Milano, oppure un altro per cui, digitando uno username, un numero di conto corrente, un codice ABI, un codice CAB e una password, l utente potrebbe ricevere l informazione riguardante l ammontare del conto corrente specificato. I servizi basati su SMS risolvono molti dei problemi commerciali di cui si parlava prima: essi si appoggiano alle reti attualmente disponibili ed esiste già una struttura per la gestione dei costi, ma resta il fatto che non sono molto user friendly, poiché i messaggi sono corti ed è difficile memorizzare una lunga lista di parole chiave, comandi ed argomenti collegati ad uno o più servizi, senza parlare poi dei possibili errori di digitazione e di sintassi che sono sempre in agguato. Per quanto riguarda WAP, data l esigua lunghezza per ogni messaggio, SMS non è un portatore adeguato, a causa del peso del protocollo; l overhead legato al protocollo WAP provocherebbe un appesantimento tale che, anche per trasmettere la più semplice delle transazioni, sarebbero necessari molti messaggi SMS: questo significa che usare SMS come portatore potrebbe risultare una operazione dispendiosa. Si conosce solo un operatore di rete (SBC negli USA) che sviluppi servizi WAP basati su SMS Connessione dial-up Un altra opzione addizionale attualmente disponibile è quella di stabilire una connessione dialup verso Internet (su una chiamata dati GSM) grazie alla quale il telefono potrebbe usare il protocollo HTTP per caricare normali pagine HTML; questo è possibile già oggi e richiede di apportare solo alcune modifiche al telefono, mentre la rete mobile e i servizi rimarrebbero esattamente come sono. Il problema principale è che, trattandosi di pagine HTML, esse richiedono connessioni e processori veloci, memorie capienti, grandi schermi, output audio e molte potrebbero anche richiedere un efficiente meccanismo di input. Questo significa che sono adatte per gli utenti dei computer e delle reti tradizionali, mentre i telefoni cellulari hanno processori troppo lenti, piccolissime memorie, ridotta larghezza di banda (e intermittente) e meccanismi di input estremamente scomodi. La maggior parte delle pagine HTML semplicemente non potrebbero funzionare sui poveri telefonini, e non potranno mai riuscirci: anche una semplice pagina HTML, con la quantità minima indispensabile di marcatori, sarebbe difficile da usare su un display con solamente poche righe di testo contenenti poche parole ognuna. Il contenuto deve essere creato su misura per questi piccoli schermi. Inoltre, anche se il contenuto fosse fatto su misura, il normale protocollo HTTP è molto prolisso per essere usato in una rete mobile dalla banda ristretta: una richiesta HTTP consiste di dozzine di linee di testo (circa 200 byte in media), mentre potrebbe essere resa molto più efficiente usando protocolli ottimizzati. Le parole d ordine sono: risparmiare, ottimizzare, semplificare e, da un certo punto di vista, questo rappresenta un ottimo esercizio intellettuale; non di rado, parlando con persone dotate di esperienza decennale in campo informatico, si coglie nelle loro parole una certa nostalgia per quei vecchi computer con 512K di RAM, processori a 8 MHz e senza dischi fissi, in cui il sistema operativo veniva caricato ogni volta da un dischetto; nonostante questi enormi limiti, le loro 9

10 Capitolo 2 Tecnologie wireless: servizi wireless di trasmissione dati prestazioni erano più che decorose, con tempi di avvio brevissimi ed applicativi leggeri e veloci. Confrontandoli con gli attuali pachidermici software, appesantiti appositamente per costringere ad aggiornare l hardware e per nulla ottimizzati, divoratori di RAM, spazio su disco e potenza computazionale, non si può fare altro che pensare a quanto potrebbero essere veloci ed efficienti se nella loro progettazione fosse stata usata la medesima cura nel limare tutto il superfluo che, per forza di cose, si era costretti a fare nel passato. Certo è che, forse, non sarebbe più così facile: i linguaggi di programmazione moderni, specie quelli orientati agli oggetti, sono per definizione più pesanti e non sono certo paragonabili ad un codice assembler, all interno del quale si potevano scovare tutti i trucchi per risparmiare spazio e tempo: tutto il peso grava oggi sui compilatori e, si sa, costruire un buon compilatore non è facile Circuit Switched Data (CSD) La maggior parte dei servizi basati su WAP usano CSD come portatore sottostante; grazie al fatto che CSD, ora come ora, ha relativamente pochi utenti, WAP potrebbe dare una spinta al suo utilizzo ed aumentare il traffico generato da questo portatore. Il problema principale è che CSD manca di immediatezza: serve un dial-up di circa 10 secondi per connettere il WAP client al WAP Gateway e questo è lo scenario più favorevole, cioè quando è presente una chiamata end-to-end completamente digitale; se dovesse servire un handshaking con modem analogico, ad esempio perché il telefono WAP non supporta la V.110 del protocollo digitale, oppure il WAP Gateway non possiede una connessione digitale diretta alla rete mobile, come una ISDN, il tempo di connessione raggiungerebbe i 30 secondi Unstructured Supplementary Services Data (USSD) Unstructured Supplementary Services Data (USSD) è una modalità di trasmissione di informazioni o istruzioni su una rete GSM: i messaggi di testo USSD possono raggiungere la lunghezza di 182 caratteri. USSD ha alcune similitudini con SMS, in quanto entrambi usano la modalità di segnalazione della rete GSM, ma, diversamente da SMS, non è un servizio store and forward ed è orientato alla sessione, in modo tale che, quando un utente accede ad un servizio USSD, viene stabilita una sessione e la connessione radio permane finché l utente, l applicazione o il time out non la rilascia: questo approccio è più simile a quello di CSD piuttosto che a quello di SMS. USSD ha, come servizio di trasmissione dati wireless, vantaggi e svantaggi: i tempi di risposta causati dal turnaround per le applicazioni interattive sono minori per USSD piuttosto che per SMS, a causa del fatto che USSD è orientato alla sessione e non è un servizio store and forward : secondo Nokia, USSD può essere più di sette volte più veloce di SMS, nel portare avanti la medesima transazione a due vie; gli utenti non devono accedere a nessun particolare protocollo per ottenere i servizi USSD: possono semplicemente inserire il comando USSD direttamente dalla schermata iniziale del telefono mobile; poiché i comandi USSD sono reinstradati verso l Home Location Register (HLR) della rete mobile, i servizi basati su USSD lavorano esattamente nello stesso modo anche quando gli utenti sono in roaming. USSD funziona su tutti i telefoni mobili GSM esistenti; sia SIM Application Toolkit sia WAP supportano USSD. SIM Application Toolkit è un altro protocollo wireless che abilita funzionalità simili a quelle di WAP; è presente da più tempo di WAP e rappresenta una fase successiva nello sviluppo e nella diffusione del supporto per più piattaforme, rispetto a WAP, ma è una tecnologia esclusivamente GSM che non è stata largamente adottata dai maggiori venditori di telefoni mobili come Nokia e Ericsson. SIM Application Toolkit è supportato da circa un quarto della base di installato dei telefoni GSM e per questo potrebbe succedere che gli sviluppatori di applicazioni dovranno supportare ENTRAMBI gli standard SMS (WAP e SIM Application Toolkit) nei loro Gateway. In 10

11 Capitolo 2 Tecnologie wireless: servizi wireless di trasmissione dati questo modo le applicazioni e i servizi potranno essere offerti a TUTTI gli utenti di telefoni mobili, piuttosto che solamente ad un sottoinsieme. Il raggiungimento di una larga diffusione è ovviamente un ingrediente essenziale per massimizzare l utilizzo dei servizi e per aiutare a costruire un portale per il wireless Internet conosciuto e utilizzato da tutti gli utenti. USSD Stage 2 è stato incorporato nello standard GSM; mentre prima USSD era un portatore a una via utile per compiti amministrativi (trasferimenti di chiamata, ad esempio), la Stage 2 è più avanzata e interattiva: inviando un comando USSD2, l utente può ricevere un menù di servizi informativi. Come tale, USSD Stage 2 fornisce funzioni simil-wap su telefonini ESISTENTI. Le stringhe USSD sono generalmente complicate da ricordare, comprendendo l uso dei caratteri * e # per denotarne l inizio e la fine; comunque le stringhe usate regolarmente possono essere memorizzate nel phonebook, riducendo la necessità di ricordarle a memoria e di ridigitarle. Per quanto si è visto, USSD potrebbe essere il portatore ideale per WAP su reti GSM General Packet Radio Service (GPRS) Il General Packet Radio Service (GPRS) è un nuovo portatore orientato al pacchetto che è in via di introduzione su molte reti mobili GSM e TDMA (Time Division Multiple Access) dall anno 2000 in avanti. É un portatore molto interessante, perché è immediato (non serve una connessione dial-up), relativamente veloce (arriva a kbps nella migliore delle ipotesi teoriche, contro i 9600 bps attuali di WAP) e supporta le connessioni virtuali, permettendo il transito di rilevanti quantità di informazioni sulla rete. I due obiettivi essenziali da raggiungere affinché GPRS possa soppiantare gli attuali portatori sono la possibilità di far migrare applicazioni provenienti dagli altri portatori non vocali e la disponibilità di traffico MT (Mobile Terminated), ovvero la possibilità di ricevere direttamente i pacchetti GPRS sul telefono mobile senza averli chiesti, ad esempio per ricevere le news. Ci sono due modi efficienti di inviare contenuti ad un telefono mobile in modo preventivo, cioè in modalità push (invio di contenuti all utente senza sua specifica richiesta): lo Short Message Service, uno dei portatori WAP, oppure inserendosi all interno di una sessione GPRS che l utente ha originato di sua iniziativa e che mantiene per un certo periodo; è essenziale che il traffico MT permetta la modalità push, ma con una opportuna regolamentazione e con la possibilità, per l utente, di disabilitare il servizio in modo selettivo. Un possibile scenario di caso peggiore potrebbe essere quello in cui gli utenti si ritrovino addirittura a pagare per la ricezione di paccottiglia non richiesta: questa potrebbe essere potenzialmente una ragione, per un venditore, per non supportare MT sul terminale GPRS. Comunque, quando gli utenti stessi originano una sessione dal proprio dispositivo, confermano il loro assenso nel pagare per la ricezione di contenuti da quel servizio. La modalità push di invio delle informazioni fa parte delle specifiche WAP 1.2, che non sono ancora state implementate nella pratica: per la realizzazione del push bisognerà aspettare che GPRS prenda piede, oppure usare gli SMS, come si è costretti a fare oggi. Per il tipo di scambio di informazione interattivo e basato sui menù che il WAP propone, CSD non è sufficientemente immediato, a causa della necessità di fare il dial-up: per questo i primi prototipi di servizi WAP basati su CSD furono dichiarati inutilizzabili. SMS, d altra parte, è immediato, ma sempre del tipo store and forward, per cui anche quando un abbonato ha richiesto solamente una informazione dal proprio microbrowser, vengono usate le risorse del centro SMS nell immagazzinamento e nel successivo trasferimento delle informazioni, con ovvi rallentamenti. Di fronte alle diverse problematiche presentate, GPRS si presenta come uno dei migliori portatori per WAP, anche perché WAP incorpora due differenti modalità di connessione, all interno del protocollo WSP (connection oriented e connectionless), che sono direttamente mappabili su GPRS. WAP certamente sarà importante per lo sviluppo di applicazioni basate su GPRS: poiché nello stack di protocolli WAP il livello del portatore è separato dal livello dell applicazione, WAP 11

12 Capitolo 2 Tecnologie wireless: servizi wireless di trasmissione dati fornisce il mezzo ideale, definito e standardizzato, per portare le medesime applicazioni su differenti portatori. Per questo, molti sviluppatori di applicazioni useranno WAP per facilitare la migrazione delle loro applicazioni attraverso i portatori, una volta che saranno supportati protocolli WAP basati su GPRS Cenni sull architettura WAP L architettura WAP è molto simile a quella utilizzata per il Web, con un tipico schema client/server: il client è rappresentato da un cellulare o PDA che dispone di un microbrowser, ovvero di una applicazione in grado di interpretare un codice che segue le regole dell XML (extensible Markup Language) e che viene scritto in un linguaggio che si chiama WML (Wireless Markup Language). É stato scelto di creare un nuovo linguaggio, WML, per la descrizione delle card (schermate) visibili da un dispositivo WAP, in quanto la limitata velocità di trasmissione (9600 bps) non poteva sopportare linguaggi ormai troppo evoluti come l HTML (o addirittura il DHTML, Dynamic HTML), basati su effetti che un display di ridotte dimensioni non è in grado di visualizzare. La struttura di una pagina WML è analoga ad un mazzo di carte, o deck of card : viene visualizzata una card alla volta, ma è possibile passare velocemente da una card all altra dello stesso deck, poiché l intero deck è scaricato tutto in una volta; una applicazione WAP potrebbe riuscire a stare in una singola card, ma il più delle volte dovrà essere suddivisa in tante card, dipendentemente dalla sua dimensione e dalla dimensione del deck che il telefono cellulare supporta: generalmente la dimensione di un deck si aggira sui 1400K. Per accedere ad una risorsa bisogna prima identificarla: come per il Web, anche per il WAP le sorgenti sono identificate da un URL (Uniform Resource Locator). All atto della richiesta il client esegue, in modo trasparente al programmatore e all utente, una request ad una particolare applicazione, il WAP Gateway, attraversando i vari livelli di protocollo descritti nelle specifiche WAP; i vari livelli del protocollo sono semanticamente equivalenti a quelli del Web (si veda in proposito la Figura 2.2), ma, essendo le richieste e le risposte codificate in formato binario e compresso, viene ridotto l overhead di protocollo a pochi byte per richiesta, invece delle centinaia necessarie sul Web. La richiesta del client, dunque, giunge al Gateway codificata in modo da sfruttare al massimo la limitata larghezza di banda disponibile. Il Gateway dispone quindi degli strumenti di codifica e decodifica della richiesta: una volta decodificata, la richiesta viene trasformata nel protocollo comprensibile allo stack HTTP-TCP/IP e quindi inviata ad un server che contiene i file WML con i contenuti; questi contenuti possono essere anche generati in modo automatico attraverso l utilizzo di CGI, delle servlet Java ecc. Il Gateway, in altre parole, dialoga con il telefono usando lo stack di protocolli WAP e dialoga con il server traducendo il protocollo WAP nel protocollo TCP/IP e le richieste che riceve in normale HTTP, dopo averle decodificate. Grazie a questa caratteristica del Gateway, i fornitori di contenuto possono usare qualsiasi server HTTP e continuare a sfruttare il know-how dell implementazione e dell amministrazione del servizio HTTP. Il server, da parte sua, risponde utilizzando i protocolli dello stack HTTP-TCP/IP, facendo pervenire i dati nuovamente al Gateway, che li codifica compattandoli e li rispedisce al client; nel caso questi dati siano una pagina WML, essi vengono semplicemente convertiti in codici esadecimali (è questo che ne riduce le dimensioni), mentre se si tratta di programmi WMLScript, essi vengono compilati e trasformati in formato bytecode (una pagina WML è generalmente fornita dal server nella sua forma testuale, mentre il codice WMLScript è fornito come codice sorgente). La creazione del linguaggio WMLScript è perfettamente in linea con gli obiettivi del WAP Forum, perché permette di limitare il traffico di banda fornendo capacità elaborative al client e permettendo così di inviare i dati solamente quando sia strettamente necessario. WMLScript è un semplice linguaggio di programmazione basato su ECMAScript e JavaScript, che sono spesso, ma non sempre, compatibili con i browser WWW; al contrario, un browser WAP deve obbligatoriamente essere compatibile con WMLScript, che è usato per rendere le pagine WAP più 12

13 Capitolo 2 Tecnologie wireless: cenni sull architettura WAP dinamiche: infatti spesso non è sufficiente fornire solamente una pagina statica; l applicazione potrebbe, per esempio, usare WMLScript per permettere all utente di inserire solamente valori validi all interno di un form. La validazione potrebbe essere fatta sul server, ma sarebbe necessario inviare i dati al server e poi aspettare i risultati. Questo approccio è, nello stesso tempo, lento e potenzialmente costoso. WMLScript definisce anche un certo numero di librerie per il controllo delle funzionalità del telefono, ad esempio per implementare meglio la gestione dell agenda telefonica. Uno degli obiettivi principali che il WAP Forum si era posto, come si è detto più sopra, era quello di riutilizzare il più possibile le architetture già esistenti e una struttura a livelli come quella di WAP permette di soddisfare il più possibile questa esigenza I componenti dell architettura WAP L architettura WAP si basa, come detto, su una struttura a livelli in cui ciascun livello offre servizi, in modo trasparente, al livello superiore utilizzando servizi dei livelli sottostanti. Il microbrowser utilizzerà i servizi del livello applicativo, così come il browser Web utilizza i servizi applicativi dello stack relativo a TCP/IP. Vediamo quindi le caratteristiche principali dei vari livelli, con l aiuto anche della Figura 2.3. Application Layer e Wireless Application Environment (WAE): WAE è un ambiente per applicazioni general purpose basato su una combinazione di tecnologie WWW e Mobile Telephony. L obiettivo è quello di stabilire un ambiente di interoperabilità che consenta sia agli operatori sia ai fornitori del servizio di costruire applicazioni e servizi in grado di raggiungere più piattaforme wireless in modo efficiente e semplice. L ambiente WAE include diverse funzionalità attraverso il microbrowser: WML e WMLScript; Wireless Telephony Application (WTA) e Wireless Telephony Application Interface (WTAI), servizi telefonici ed interfacce di programmazione; Content Formats, insieme di formati di dati ben definiti, che includono immagini (WBMB o Wireless Bitmap), rubrica telefonica e calendario. Session Layer e Wireless Session Protocol (WSP): WSP è lo strato che provvede a fornire una interfaccia consistente per due modalità di servizi di rete: il primo è connection oriented ed opera al di sopra dello strato WTP; il secondo è connectionless, ed opera al di sopra dello strato datagram WDP. I servizi a cui ci si riferisce sono quelli offerti da un livello a quello superiore attraverso il dialogo di entità di pari livello (peer to peer) all interno di una rete. Il WSP consiste di diversi servizi che includono altrettante funzionalità: funzionalità e semantica HTTP/1.1 codificate in modo compatto; sessione che può essere sospesa e riabilitata attraverso migrazione di sessioni; caratteristiche comuni di data push; caratteristiche di negoziazione. WSP si prende cura di gestire le richieste di pagine e le sessioni sono usate per ottimizzare l utilizzo della banda. Il telefono apre una sessione, usando WSP, dopodiché negozia con il Gateway i particolari del protocollo e gli header HTTP da usare nelle richieste che il Gateway fa nei confronti del telefono. Il telefono invia un URL per la pagina che l utente ha configurato come propria home page e il Gateway porta avanti la richiesta HTTP con gli header negoziati in precedenza, aspetta la risposta del server (a meno che non possieda tale pagina in cache) poi la codifica in un formato binario e la invia al telefono. Solamente quando l utente disattiva il browser la sessione viene chiusa. Transaction Layer e Wireless Transaction Protocol (WTP): WTP opera al di sopra del servizio datagram, provvedendo in modo efficiente alla realizzazione delle seguenti funzionalità: tre classi di servizio della transazione; richieste unidirezionali non affidabili; affidabilità user to user (viene inviata una conferma di qualsiasi messaggio ricevuto); transazioni asincrone; dati fuori banda per gli acknowledgement; concatenazioni di Protocol Data Unit (PDU) e acknowledgement ritardati per ridurre il numero di messaggi inviati. Più in particolare, implementa una singola coppia richiesta/risposta tra un telefono e un 13

14 Capitolo 2 Tecnologie wireless: cenni sull architettura WAP Gateway: la richiesta potrebbe essere di una nuova pagina, o semplicemente di qualcosa legato a protocolli di più alto livello. Figura 2.3: confronto tra modelli OSI, WAP e HTTP-TCP/IP. Security Layer e Wireless Transport Layer Security (WTLS): WTLS è un protocollo sicuro basato sul protocollo standard Transport Layer Security (TLS), più conosciuto con il nome di Secure Sockets Layer (SSL). Il WTLS è stato ottimizzato per l uso su canali di commutazione a banda limitata. Le caratteristiche salienti sono: integrità dei dati (il dato spedito tra il terminale e il server non viene modificato o corrotto); privacy (il dato spedito tra il terminale e il server è provato e non può essere compreso da un qualunque intermediario che intercetti il flusso di dati); autenticazione (il protocollo stabilisce l autenticità del terminale e dell applicazione server); protezione alla negazione del servizio (il WTLS possiede meccanismi per individuare e respingere dati ripetuti o non verificati, in modo da proteggere gli strati di protocollo superiore da attacchi indesiderati). Il WTLS viene utilizzato per stabilire connessioni sicure tra terminali, lasciando alle applicazioni il compito di selezionare o no l utilizzo di comunicazioni sicure. Transport Layer e Wireless Datagram Protocol (WDP): WDP rappresenta lo strato di trasporto dell architettura WAP, quello che muove i singoli pacchetti da/al telefono, ed opera al di sopra dei servizi di trasporto dei portatori supportati dalle diverse tipologie di reti wireless. Questo è il più basso livello definito da WAP ed è pensato per funzionare su qualsiasi meccanismo sia disponibile sulla rete mobile sottostante. Configurandosi come servizio di trasporto a carattere generale, il WDP offre un servizio consistente agli strati superiori del protocollo WAP, completamente trasparente, fornendo così la possibilità agli strati Security, Transaction, Session e Application di lavorare in maniera indipendente dalla rete wireless. Il comportamento di ogni estremo di una connessione WAP è definito da un insieme di macchine a stati specifiche per ogni livello, che definiscono anche la gestione dei timeout e di altri errori. Portatori: il protocollo WAP è progettato per lavorare su una gran quantità di portatori di servizio, compresi i servizi SMS, CSD e GPRS. Le tecnologie di trasmissione offrono diversi livelli di qualità di servizio, con diversi valori dei parametri quali il throughput, l error rate e il ritardo. Il WAP è stato proprio pensato per compensare o tollerare queste variazioni di livello di servizio. 14

15 Capitolo 2 Tecnologie wireless: il WAP Gateway Il WAP Gateway Il compito fondamentale del Gateway è quello di implementare lo stack di protocolli di WAP, in modo tale che l utente possa usare senza ulteriori preoccupazioni il servizio. Compiti aggiuntivi potrebbero includere, a seconda di come il WAP Gateway viene usato, l autenticazione dell utente e la gestione dei pagamenti. Il Gateway può generalmente identificare l utente che in quel momento sta utilizzando il servizio: per esempio se il portatore usato è il servizio SMS della rete GSM, il numero di telefono dell utente è noto al Gateway ed esso può quindi inviare questa informazione ai servizi che si occupano di trasmettere il contenuto. Questo è utile quando si può utilizzare questa informazione per fornire personalizzazioni: si potrebbero, per esempio, ricordare i settaggi preferiti dell utente, oppure gli si potrebbe permettere di accedere alla posta elettronica senza costringerlo a riempire ad ogni nuovo accesso i campi di un form di login. Un utente identificabile può anche essere tracciato per tener conto dei suoi movimenti; i contenuti WAP possono essere valutati in vari modi, ma per poter fissare il pagamento è necessario poter identificare l utente, perciò qualcosa nel sistema WAP deve tener traccia di tutto e il Gateway è il posto giusto per portare avanti tutte queste operazioni. Il Gateway in sé fornisce informazioni sull utente e sui dati da esso consultati e potrebbe inviare questi dati al sistema di conteggio dell operatore. Dal punto di vista dell utente, il Gateway è anche responsabile dell ottimizzazione dell uso di WAP: infatti dovrebbe ridurre al minimo, compattandoli, il numero di pacchetti, per mantenere bassi i costi e fare un miglior uso della banda disponibile. Di tutti i membri del WAP Forum ce n è circa una dozzina che si occupa anche della realizzazione di WAP Gateway: essi stanno tutti cercando di identificare gli operatori di rete mobile interessati a servizi WAP di tipo dimostrativo, per avere un qualche feedback dal mercato. I fornitori di WAP Gateway includono CMG, Nokia, Ericsson, Phone.com, SST, Dr. Materna, APiON, MD-Co, Akumiitti e Oracle. I fornitori di piattaforme SMS Server come Sendit e Tecnomen non hanno sviluppato WAP Gateway specializzati per le loro piattaforme. Ci sono alcuni punti fondamentali da chiarire, in relazione ai WAP Gateway: Apertura: denota l estensione della diffusione e del supporto che il WAP Gateway garantisce ai diversi operatori mobili. CMG ha annunciato supporto per cinque operatori, per il suo Wireless Content Broker; APiON per 10 operatori GSM; Dr. Materna è in procinto di annunciare gli operatori che sarà in grado di supportare; entrambi Nokia e Ericsson sono stati usati da una dozzina di operatori mobili; Phone.com vanta circa 35 operatori di rete mobile che dichiarano di usare la piattaforma UP.Server. Supporto di portatori WAP: denota i portatori supportati dal WAP Gateway. La maggioranza dei WAP Gateway sono stati progettati come semplici Gateway standalone solo per WAP, anche se esistono venditori che supportano altri protocolli e piattaforme non-wap. Dr. Materna supporta solo CSD come portatore, anche se sta pianificando di inserire SMS; APiON supporta entrambi CSD e SMS, e anche USSD, se si usa SMPP come protocollo per il server USSD (come, per esempio, nel caso del server USSD di Logica Aldiscon); Nokia e CMG supportano entrambi sia SMS sia CSD; UP.Server di Phone.com supporta la più vasta gamma di portatori, da GSM ai molti altri standard; il WAP Gateway di Ericsson supporta CSD, SMS e USSD. Supporto di portatori non-wap: denota quali portatori addizionali, oltre a quelli WAP, come SIM Application Toolkit, gli standard SMS e così via, vengono supportati dal WAP Gateway. APiON è una azienda focalizzata esclusivamente su WAP (sembra che Phone.com voglia inglobarla); Dr. Materna supporta altri portatori, come Cell Broadcast e SMS sulle altre piattaforme, ma non sul suo WAP Gateway; il WAP Gateway della Nokia supporta anche Nokia Smart Messaging, un protocollo wireless proprietario e poco usato; anche CMG supporta gli SMS standard e questo è importante, perché la maggior parte della base di installato dei telefoni mobili supporta questo servizio non vocale, così come sarà per tutti i 15

16 Capitolo 2 Tecnologie wireless: il WAP Gateway nuovi telefoni che saranno messi in commercio; il WAP Gateway di Ericsson non supporta SIM. Aderenza agli standard WAP: denota la vicinanza e la conformità del WAP Gateway agli standard stabiliti dal WAP Forum. UP.Server della Phone.com offre funzionalità migliorative che NON sono attualmente incorporate nelle specifiche del WAP Forum (come risultato, gli utenti finali devono avere un telefono abilitato all UP.Browser, per utilizzare pienamente le opportunità offerte da Phone.com); Nokia supporta gli standard WAP con un alto grado di conformità: il Nokia 7110 incorpora anche la nuovissima funzionalità degli Use Numbers, comune agli SMS e che fa parte di WTA, standardizzata solo da poco. APiON ha dimostrato grande cura nell implementare gli standard WAP 1.1, anche se li ha velocemente estesi a WAP 1.2 per poter includere la funzionalità di push dei contenuti, appena incorporata negli standard WAP. Ericsson supporta WAP 1.1 e promette di implementare altre caratteristiche e funzionalità come il Push e WTA, che fanno, appunto, parte di WAP 1.2. Hardware: denota il tipo di piattaforme hardware sulle quali il WAP Gateway può funzionare. La maggior parte degli operatori di rete preferiscono una piattaforma Unix, che è considerata più matura e stabile, rispetto ad altri sistemi operativi come Windows NT. La piattaforma WAP di Nokia è basata su Windows NT, anche se vengono sviluppate varianti per Unix; anche il WAP Gateway di Ericsson è basato su Windows NT; APiON, Dr. Materna e CMG sviluppano tutti il loro WAP Gateway su piattaforma Unix. Gestione dei costi: denota l estensione con cui il WAP Gateway incorpora un gestore dei costi, importante per il fatto che WAP è stato pensato come un mezzo attraverso il quale le compagnie con contenuto pubblicizzato su Internet o servizi non mobili possono rendere mobili queste loro offerte. L obiettivo è quello di estendere il mercato mobile su segmenti verticali come le agenzie di viaggi, la finanza, gli hotel, la vendita al dettaglio e l intrattenimento. Un motore per la gestione dei costi permetterebbe a queste entità di guadagnare dalle loro offerte basate su WAP. Riconoscendo l importanza della capacità di gestire i costi, CMG, Dr. Materna e Nokia hanno tutte introdotto un motore per i costi all interno dello loro WAP Gateway; il WAP Gateway della Nokia include persino delle Server Extension API per lo sviluppo di una interfaccia di presentazione di un sistema di gestione dei costi. Abbiamo dunque presentato una veloce carrellata delle caratteristiche dei diversi WAP Gateway: ognuno di questi ha pregi e difetti, perciò la selezione di uno in particolare dipenderà essenzialmente dall uso che se ne vuole fare Critiche e punti irrisolti WAP ha anche i suoi detrattori e le sue controversie, riassunti nei seguenti punti. É molto difficile configurare i telefoni per nuovi servizi WAP, con molti parametri diversi da inserire in input, per allacciare l accesso ad un servizio. Sono pochi i telefoni mobili in grado di supportare il WAP ed un supporto diffuso si farà aspettare ancora per un po ; inoltre l accesso alle informazioni è estremamente lento: per ricevere l informazione relativa ad un volo, ad esempio, si farebbe prima a telefonare direttamente all operatore dell aeroporto. WAP è un protocollo che opera sfruttando portatori GSM (SMS, USSD, CSD) nessuno dei quali è ottimizzato per WAP. Ci sono molti venditori di WAP Gateway in competizione tra loro con prodotti molto simili gli uni agli altri. Altri protocolli sono largamente supportati o progettati per diventare successori di WAP. 16

17 Capitolo 2 Tecnologie wireless: critiche e punti irrisolti in WAP I sevizi WAP sono costosi da usare, sia perché la tendenza dell utente è quella di stare a lungo on-line, per l utilizzo di servizi interattivi e per la selezione di molte informazioni, sia perché si paga per il tempo di connessione e non per i contenuti ricevuti e trasmessi. Senza iniziative specifiche sulla tariffazione, ci saranno parecchi utenti WAP piuttosto sorpresi nel vedere l ammontare della prima bolletta. Inoltre l implementazione dello standard WAP è incompleto, con elementi chiave irrisolti o appena adesso standardizzati, di cui gli sviluppatori di applicazioni dovrebbero essere consapevoli; vediamone alcuni. Mancanza di supporto per push: le specifiche WSP di WAP definiscono l operazione di push, che, però, non è specificata per il protocollo HTTP, usato dal WAP Gateway per fare da intermediario tra gli host e i server. Per supportare il push, il server deve fornire un interfaccia applicativa che permetta alle applicazioni server based di generare una operazione di push verso un client mobile. Il supporto alle push dal lato client dipende dalla capacità del dispositivo di gestire i contenuti inviati tramite push: la proposta di configurazione OTA (On-The-Air) della Nokia presso il WAP Forum descrive l uso di una push connectionless su portatore SMS, per trasferire i dati di configurazione sul dispositivo. Mancanza di definizione completa di WTA: la cosiddetta Wireless Telephony Application è stata presa in considerazione e discussa dal WAP Forum, ma non è stata ancora del tutto definita: WTA fornisce al WAP alcune delle caratteristiche che il SIM Application Toolkit incorpora già, così come l accesso ai phone report e la gestione delle chiamate. Mancanza dei cookies per la gestione della sessione: il server non può inviare al client i cookies per la gestione della sessione, meccanismo che permette di identificare e tener traccia di un particolare utente nel corso di un certo periodo di tempo (una sessione inizia all apertura del browser e finisce alla sua chiusura). I cookies sono usati sul wired Internet per identificare il Web browser, perciò in un certo senso aiutano nel fornire servizi trasparenti e personalizzati. L informazione del cookies viene trasmessa tramite header HTTP: poiché WSP è basato sugli header HTTP, può essere possibile trasmettere le informazioni dei cookies ai client. Il problema può essere rappresentato dal client stesso, che può non correntemente supportare le informazioni contenute negli header HTTP o non essere in grado di salvare queste informazioni in una memoria persistente sul telefono mobile. Per ora, quindi, si usa il tracciamento dell URL (URL tracking). Gateway come punto debole per la crittografia e la sicurezza: il Wireless Transport Layer Security (WTLS) definisce il tipo di crittografia da usare tra il dispositivo mobile e il WAP Gateway, ma in questo modo fa sì che quest ultimo diventi anche un punto intermedio per dati in chiaro. Infatti, per avere una connessione sicura ad un host (ad esempio un server per il trading on line) il Gateway deve stabilire con esso una connessione sicura (https) e in questo modo riceve dal client dati crittografati secondo la modalità WTLS; però, dovendo tradurli nella modalità SSL/TSL, deve decrittografarli e ricrittografarli nuovamente, avendo così accesso a dati in chiaro: per questo il WAP Gateway rappresenta un anello debole nella catena della sicurezza. Naturalmente, nello scambio di dati tra i protocolli SSL e WTLS, l insieme di dati trasmessi tra il dispositivo mobile e il Web server viene decriptato per un momento estremamente breve all interno del WAP Gateway e questo è certamente un fatto positivo, ma, nonostante ciò, non è una brutta abitudine prende ulteriori precauzioni per rendere estremamente difficile accedere ai messaggi mentre sono tradotti. Qui di seguito si hanno una serie di misure aggiuntive che un WAP Gateway può fornire per aumentare la sicurezza: Gli algoritmi di crittografia/decrittografia possono operare in un singolo processo Unix (se si parla di sicurezza, obiettivamente, non si può che pensare ad un sistema Unix), garantendo così che i dati decrittografati non abbandonino mai il server che sta processando la transazione e, persino all interno di qual particolare server, che i dati non verranno 17

18 Capitolo 2 Tecnologie wireless: critiche e punti irrisolti in WAP passati attraverso un insicuro meccanismo di Inter Process Communication (IPC) tra processi. L algoritmo può essere ottimizzato per minimizzare il tempo in cui i dati decrittografati sono memorizzati in memoria; inoltre esso può distruggere esplicitamente i contenuti dalla memoria quando la traduzione è stata completata. Solamente all account Unix di root può essere dato il permesso di leggere un messaggio decrittografato; la password di root, inoltre, deve poter essere usata solamente da una precisa console fisica, in quanto non devono essere permessi login remoti. Per tentare di catturare i dati decrittografati serve un robusto background nell amministrazione di sistemi Unix e nelle tecniche di amministrazione della memoria; si potrebbe evitare di includere tool di amministrazione della memoria nel WAP Gateway che potrebbero essere usati per leggere più facilmente i dati decrittografati. È estremamente difficile trovare i dati decrittografati sulla memoria: per vedere il contenuto della memoria, anche nel caso in cui fossero presenti speciali tool Unix (posseduti rigorosamente solo dall account di root!), sarebbe necessario setacciare a lungo i dati per riuscire a scoprire quando e dove una data transazione ha avuto luogo: poiché queste transazioni risiedono in memoria per un periodo di tempo estremamente ridotto, questo approccio risulta, in ogni caso, particolarmente difficoltoso. L accesso alle trasmissioni WTLS richiede una conoscenza molto ampia dell implementazione del WAP Gateway: si potrebbe evitare di fornire alcune delle informazioni necessarie e indispensabili per penetrare nel WAP Gateway, non inserendole in nessuna documentazione data agli operatori. Anche se qualcuno riuscisse a superare queste sei barriere di protezione, riuscire ad iniettare una transazione fraudolenta nel WAP Gateway attraverso la console centrale sarebbe ancora meno verosimilmente realizzabile, adottando una struttura di vigilanza aggiuntiva per la sede fisica della strumentazione informatica. Piccola dimensione dell unità scaricabile: WAP non incorpora nessuna tecnica di compressione per contenuti testuali, anche se comprime i marcatori del WML. Inoltre, il deck (la più piccola unità di informazione scaricabile del Wireless Markup Language) è limitato ad un massimo di 1400 byte. Ciò significa che le applicazioni hanno bisogno di essere specificamente disegnate per avere un codice veramente efficiente, usando i template e le variabili, conservando l informazione sul server e usando la cache sul telefono. La conversione del bytecode WML definisce una tecnica di compressione (forse inefficiente) tramite tabelle di stringhe: con questa tecnica si evita di avere stringhe duplicate nel bytecode WMLC (WML Compiled) e questo riduce la dimensione dei dati da trasferire al client mobile. La dimensione del WSP SDU (Session Data Unit, 1400 byte) è un valore di default, ma può essere negoziata una dimensione più grande da un client mobile, all interno delle capacità di WSP. Il WAP transport layer (WTP) può gestire delle dimensioni di SDU più grandi di 1400 byte, usando SAR (Segmentation and Re-assembly = Segmentazione e Riassemblamento). Versione 1.2 di WAP: la versione 1.2 delle specifiche di WAP dovrebbe supportare i servizi di Push, gli User Profile, il tunneling WDP, WMLScript, le CryptoLibrary, la Wireless 18

19 Capitolo 2 Tecnologie wireless: critiche e punti irrisolti in WAP Telephony Application, miglioramenti nel Wireless Application Environment e altre caratteristiche. In quanto tale, la versione 1.2 dovrebbe rappresentare la prima versione del protocollo veramente applicabile in termini di facilità d uso e di servizi non vocali mobili. Chiaramente, man mano che le applicazioni WAP evolvono, alcuni di questi punti troveranno la giusta soluzione, ma comunque i programmatori hanno bisogno di essere consapevoli di essi, durante il progetto di applicazioni WAP. Esistono alcuni tool di sviluppo disponibili per i progettisti software e adatti per assisterli nello sviluppo celere di servizi basati su WAP, forniti da: Dynamical Systems Research (DSR, Ericsson (che offre un WAP IDE free all indirizzo Nokia (il cui WAP Toolkit può essere scaricato da Phone.com (si può scaricare l UP.SDK all indirizzo Motorola (il cui Mobile Application Development Kit o Mobile ADK è scaricabile al sito Applicazioni WAP è stato usato per sviluppare un approccio differente ad applicazioni esistenti e a nuove versioni di applicazioni attuali. I fornitori di software e hardware per la diffusione di dati mobili stanno aggiungendo il supporto WAP alle loro offerte, sia sviluppando una propria interfaccia WAP o, più generalmente, facendo coppia con uno dei fornitori di WAP Gateway indicati sopra. WAP sta dando anche nuova spinta per l aggiunta dell approccio mobile come un nuovo canale di distribuzione di prodotti e servizi; per esempio, CNN e Nokia si sono uniti per offrire agli utenti un servizio chiamato CNN Mobile, mentre Reuters e Ericsson si sono uniti per creare Reuters Wireless Services. WAP permetterà agli utenti di rispondere alle nuove informazioni giunte al telefono cellulare permettendo l accesso tramite menù a nuovi servizi mobili: questo fa parte dell operazione di mercato portata avanti dagli operatori delle reti mobili, per rendere i servizi a valore aggiunto più semplici da gestire (appunto usando un menù al posto di parole chiave difficili da ricordare), sfruttando WAP per generare traffico addizionale sulla rete e, grazie a questo, guadagno. All inizio, gli sviluppatori di applicazioni creavano applicazioni software proprietarie ed erano poi costretti a fare il porting verso differenti tipi di rete e portatori, all interno della stessa piattaforma. Separando il portatore dall applicazione, WAP facilita la semplice migrazione delle applicazioni. In un certo senso, WAP è simile a Java, rendendo le applicazioni indipendenti dagli strati sottostanti e, quindi, semplificando lo sviluppo di applicazioni: questo approccio riduce il costo delle applicazioni wireless e, per questo, incoraggia l ingresso nella industria del mobile da parte degli sviluppatori di software. Vediamo ora una veloce carrellata delle possibili applicazioni che sono state migliorate e abilitate dall utilizzo di WAP. Applicazioni aziendali: punti di vendita (POS) remoti, servizi per i clienti, monitoraggio remoto (lettura dei contatori), determinazione della posizione dei veicoli, aziendale, accesso remoto alla LAN, trasferimento dei file, browsing sul Web, condivisione dei documenti, lavoro in collaborazione, audio, immagini statiche e dinamiche, automazione; Applicazioni consumer: gestione dei messaggi semplificato da persona a persona, notifiche delle di tipo vocale o per fax, gestione dei messaggi unificato, Internet, anticipo di pagamenti, commercio mobile, programmi di affinità, banking mobile, chat, informazioni di servizio. Attualmente i gestori di telefonia mobile stanno completando la fase di sperimentazione e questo significa che anche un qualsiasi provider Internet può implementare connessioni WAP allo stesso modo di una connessione Internet/Intranet. 19

20 Capitolo 2 Tecnologie wireless: applicazioni di WAP Per comprendere il potenziale business che fa pendere l ago della bilancia a favore di WAP, basta osservare le caratteristiche salienti del terminale mobile, in grado di utilizzare servizi a valore aggiunto; come terminale di accesso esso presenta quattro attributi: il telefono cellulare è un dispositivo personale che consente un completo controllo da parte del possessore: l utente sceglie dove, come e quando utilizzare il dispositivo e questo gioca un ruolo determinante quando si offrono servizi personalizzati; consente all utente di comunicare in ogni momento indipendentemente dal luogo in cui si trova e, per il suo alto grado di fiducia, si può identificarlo con la piattaforma naturale per le applicazioni sicure; il telefono cellulare è un terminale ad alta utilizzabilità, sempre a portata di mano, pronto all uso, istantaneamente connesso, senza bisogno di altri dispositivi e/o connessioni fisiche; l usabilità è confortata dalla rapida penetrazione a tutte le età e segmenti professionali e sociali; si vuole arrivare a una completa indipendenza dal portatore e dal fornitore del servizio di telefonia mobile. 20

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