Implementazione di un servizio VoIP in ambienti SOA per mobile computing

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1 tesi di laurea Implementazione di un servizio VoIP in ambienti SOA per mobile computing Anno Accademico 2006/2007 relatore Ch.mo prof. Domenico Cotroneo correlatore ing. Marcello Cinque candidato Vittorio Alfieri Matr. 534/1974

2 Mobile Computing SOA Integrazione di servizi Sistemi di Mobile Computing: sistemi distribuiti che prevedono la mobilità dell hardware e la presenza di tecnologie wireless. Tre categorie: 1)Nomadici. 2)Ad-Hoc. 3)Pervasive ed Ubliquitus. SOA: architettura di sistemi informatici per applicazioni composte dalla combinazione di servizi debolmente accoppiati ed interoperabili. I servizi possono essere integrati e quindi interoperare secondo un protocollo indipendente dalla piattaforma e dalle tecnologie usate.

3 Obiettivo e Contributi Progettazione e sviluppo della parte Core di un framework di servizi per sistemi mobili (progetto Wi-Fi People CRONOS). Studio e valutazione delle tecnologie di integrazione al fine di individuare quella più indicata per essere adottata. Progettazione della struttura relativa al nucleo del framework. Implementazione ed integrazione dello specifico servizio VoIP basato sul modello del Core. Misure di prestazioni del servizio VoIP riguardante la memoria occupata e i ritardi presenti nella comunicazione.

4 Framework di servizi Precedenti lavori di tesi hanno già contribuito a tracciare le linee guida fondamentali per la progettazione del framework di servizi complessivo: Requisiti non Maggiore rilievo è stato dato alla progettazione del Framework Core, intermediario tra le applicazioni client e i servizi, tra i quali si è scelto di implementare il VoIP. Requisiti non funzionali: 1) Trasparenza del linguaggio e del S.O. 2) Load-balancing, 3) Strumenti open-source, 4) Manutenibilità 5) Portabilità,

5 Possibili soluzioni e sistemi concorrenti Tra le tecnologie analizzate, quelle che, almeno in linea teorica, si sarebbero potute prendere in considerazione per implementare il Core dei servizi sono: 1) Wireless CORBA: Impossibilità di utilizzarlo su sistemi Windows Mobile. 2) WebServices : Impossibilità ad oggi di esporre servizi da un mobile device. 3) WebServer : Impossibilità ad oggi di installare su un mobile device le runtime Java 5 EE necessarie alle web-application. 4) Protocollo Proprietario (Socket) : Maggiore sforzo di implementazione ma reale possibilità di deployment sugli attuali dispositivi. Si sono anche presi in considerazione alcuni sistemi concorrenti al framework stesso, quali sono Jini ed Android.

6 Confronti tra le soluzioni implementate Obiettivo: avere un riscontro delle possibili prestazioni relative alle tre architetture utilizzabili per implementare il Framework Core. Metodo: analisi dei tempi di risposta al crescere del payload. La soluzione del protocollo proprietario basato su socket è risultata la più efficiente.

7 Architettura del Framework Si è scelto di utilizzare il protocollo proprietario, strutturando il framework secondo il Pattern Proxy. Livello Core diviso due parti: 1) Lato client: con lo scopo di fornire all utente la possibilità di richiedere l esecuzione di determinate funzionalità. 2) Lato server, con lo scopo di inoltrare tali richieste ai componenti dei servizi.

8 Componenti del Framework Core Il livello del Framework Core risulta composto da quattro entità fondamentali: Stub: fornisce al client un interfaccia con i metodi invocabili sul componente del Core, Connector: fornisce agli Stub la possibilità di effettuare la risoluzione del porto sul quale si trova in ascolto un qualsiasi servizio. Acceptor: soddisfa le richieste di risoluzione del Connector e si fa carico di attivare i servizi richiesti (se presenti) fornendo un interfaccia per aggiungerne o rimuoverne altri in maniera dinamica. Skeleton: riceve le richieste dello Stub e si fa carico di effettuare l up-call dei metodi invocati sul suo componente (Servant). Si è anche implementato un sistema di Callback remote per consentire l implementazione di notifiche asincrone dai servizi verso i clienti.

9 1) Risoluzione del servizio VoIP Servizio VoIP Collaboration Diagram 2) Esecuzione del metodo LogIn() 3) Ricezione di una notifica asincrona

10 Servizio VoIP Misure di Prestazioni Si è effettuato un profiling prestazionale dell applicativo VoIP per metterne in evidenza i limiti in termini di memoria occupata e di ritardo nella conversazione. Profiling della memoria: si è analizzata l occupazione ed il rilascio della stessa durante le fasi di Log-In e Log-Out. Sono state usate due JVM: 1) MySaifu: cattiva gestione della memoria, richiesti 128 Mb di RAM 2) IBM J9: migliore gestione della RAM rispetto alla precedente e funzionamento garantito anche con 64 Mb di RAM. Profiling temporale: misurazione dei ritardi dovuti alla rete e quella relativa alla fase di registrazione e riproduzione dei pacchetti audio. 1) La rete: 6-7 ms, non influenza il ritardo complessivo 2) I pacchetti: 850 ms, colpa della particolare implementazione della libreria audio sul dispositivo.

11 Conclusioni Tecnologia per implementare il Framework Core allo stato attuale: Protocollo proprietario: unica direzione percorribile in termini di velocità di elaborazione e di fattibilità in ambiente puramente mobile. Considerazioni scaturite dall analisi prestazionale: Questione hardware non di grande rilievo: tutti i nuovi dispositivi tendono ad avere prestazioni sempre più simili a quelle ricercate. Questione ritardo: risolvibile solo nella scelta di una JVM proprietaria, quindi non gratuita e non open-source.

12 GRAZIE PER LA VOSTRA CORTESE ATTENZIONE