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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA
COMPUTAÇÃO
Dílson Lucala da Costa
Fernando Franquini
Protocolos de sincronização em ambiente wireless
Trabalho de Conclusão de Curso
Prof. Mário A. R. Dantas, Dr. Orientador
Florianópolis, Junho de 2004.
Protocolos de sincronização em ambiente wireless
Dílson Lucala da Costa
Fernando Franquini
Este trabalho de conclusão de curso foi aprovado em sua forma final pelo Curso de
Ciências da Computação da Universidade Federal de Santa Catarina
_____________________________________
Prof. José Mazzuco Jr., Dr.
Coordenador do Curso
Banca Examinadora
_____________________________________
Prof. Mário A. R. Dantas, Dr.
Orientador
_____________________________________
Prof. Fernando Augusto da Silva Cruz
_____________________________________
Prof. Roberto Wilrich, Dr.
_____________________________________
Prof. Vitório Mazzola, Dr.
Palavras-Chave: protocolos, sincronização, dispositivo móvel, redes sem fio
iii
Aos nossos pais, irmãos e amigos de todas as horas.
iv
Agradecimentos
Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, que me acompanhou dia e noite
durante esta trajetória.
Aos meus Pais e irmãos pelo incentivo, confiança, amizade e compreensão, “Vos
Amo”.
A comunidade Africana em Florianópolis, pelo convívio e amizade criada.
Ao departamento de Informática e Estatística, em especial ao curso de Ciências da
Computação, pelo encorajamento e apoio sempre presente.
Aos mestres que tudo procuraram fazer para repassar os conhecimentos da melhor
maneira possível, visando sempre o melhor preparo para lidar com as tecnologias de
informação e a sociedade no geral.
Por último gostaria de agradecer a Universidade Federal de Santa Catarina pela
oportunidade.
Dilson
Gostaria de agradecer primeiramente a Deus e aos meus pais, responsáveis pela
minha existência, claro que não posso deixar de comentar sobre todos os familiares,
principalmente meus irmãos, os quais pagaram algumas vezes pelo meu mal-humor.
Aos professores desta instituição, os quais me passaram o conhecimento
necessário para chegar até a etapa final da faculdade com o máximo de conhecimento
para encarar a vida profissional, citar alguns pode acabar desmerecendo outros pelo
esquecimento, todos vocês foram fundamentais.
Aos amigos? Precisa? Mas é claro que precisa, são fundamentais, não posso
deixar de agradecer aos credeanos por toda a força, aos capinzalenses, também aos
quelonianos, que amigos, os quais eu sempre pude contar e nunca vou esquecer, também
a todos os outros amigos que passaram, que ainda estão no meu dia-a-dia ou que passarão
na minha vida.
v
A instituição Universidade Federal de Santa Catarina e muito ao Departamento de
Informática e Estatística, com certeza lembrando dela, a Beth, nossa mãe durante pelo
menos quatro anos.
Por último, ao meu grande professor, amigo e orientador Mario Dantas.
Fernando
vi
Sumário
AGRADECIMENTOS IV
SUMÁRIO VI
LISTA DE ABREVIATURAS IX
LISTA DE FIGURAS XI
LISTA DE TABELAS XIII
RESUMO XIV
ABSTRACT XV
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 16
CAPÍTULO 2 REDES DE COMPUTADORES 18
2.1 Modelos de Referência 20
2.2 Modelo de Referência OSI 21 2.2.1 Camada Física 22 2.2.2 Camada de Enlace 22 2.2.3 Camada de Rede 22 2.2.4 Camada de Transporte 22 2.2.5 Camada de Sessão 23 2.2.6 Camada de Apresentação 23 2.2.7 Camada de Aplicação 23
2.3 Modelo de Referência TCP/IP 24 2.3.1 Interface de Rede 25 2.3.2 Inter – Rede 25 2.3.3 Transporte 25 2.3.4 Aplicação 26
2.4 Comparação entre os modelos de referência OSI e TCP/IP 27
2.5 Classificação das Redes de Computadores 29 2.5.1 Local Area Network (LAN) 29
vii
2.5.2 Metropolitan Area Network (MAN) 30 2.5.3 Wide Area Network (WAN) 31
2.6 Redes de Computadores de Alta Velocidade 32
2.7 Redes de Computadores Sem Fio 33 2.7.1 WPAN (Wireless Personal Area Network) 34 2.7.2 WLAN (Wireless Local Area Network) 35 2.7.3 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) 35 2.7.4 WWAN (Wireless Wide Area Network) 36
CAPÍTULO 3 INTRODUÇÃO AO AMBIENTE WIRELESS 37
3.1 Ambiente Wireless 37
3.2 Tecnologias 38
3.3 Introdução WLANs (802.11) 39 3.3.1 Família 802.11 39
3.4 Introdução WPANs (802.15) 41 3.4.1 UWB 42 3.4.2 ZIGBEE 42
3.5 Introdução a WMANs (802.16) 42
3.6 Introdução a WWANs (802.20) 43
3.7 Tecnologias de Sincronização 45 3.7.1 ONE WAY 45 3.7.2 TWO WAY 46
3.8 Protocolos de Sincronização 46 3.8.1 HOTSYNC 49 3.8.2 INTELLISYNC 51 3.8.3 CPISYNC 52 3.8.4 SYNCML 52
CAPÍTULO 4 AMBIENTE EXPERIMENTAL 58
CAPÍTULO 5 ANÁLISE DOS RESULTADOS 63
5.1 Estudo de Caso 1 63
5.2 Estudo de Caso 2 66
5.3 Avaliação dos resultados 70 5.3.1 Volume de dados transmitidos 71 5.3.2 Tamanho da Rede 71 5.3.3 Memória 71
5.4 Erros Apresentados 71 5.4.1 Fatal Exception 72
viii
5.4.2 MEMORY MGR (SYNCML) 72 5.4.3 Outros Erros 73
CAPÍTULO 6 CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS 74
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 75
ix
Lista de Abreviaturas ADSL: Assymetrical Digital Subscriber Line
AD-HOC: Redes Temporárias
AMPS: Advanced Mobile Phone System
ARPANET: Advanced Research Projects Agency Network
ATM: Asynchronous Transfer Mode
BIT: Binary Digit
BYTE: Binary Term
CDMA: code-division multiple access
CIO: Chief Information Officers
CoS: Class of Service
EDGE: Enhanced Data rates for Global Evolution
ENIAC: Eletronic Numerical Integartor And Calculator
FDDI : Fiber Distributed Data Interface
FTP: File Transfer Protocol
GHz: Giga Hertz
GPRS: General Packet Radio Service
GPS: Global Positioning Satellite
GSM: Global System for Mobile communication
HTTP: Hyper Text Transfer Protocol
ISO: International Organization for Standardization
IMAP: Internet Messsage Access Protocol
IAP: Inter Acess Point
ISDN :Integrated Services Digital Network
IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers
IP: Internet Protocol
Kbps: Kilo bits por segundo
LAN: Local Area Network
Link: Abreviç]ão de hiperlink
x
LLC: Logical Link Control
MAC: Medium Access Unit
MAN: Metropolitan Area Network
Mbps: Mega bits por segundo
NFS: Network File System
OBEX: Object Exchange
OSI: Open System Interconnection
PDA: Personal Digital Assistant
PHY: Physical
POP3: Post Office Protocol
QoS: Quality of Service
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
SIG: Special Interest Group
SNMP :Simple Network Management Protocol
TI: Tecnolologia de Informação
TCP/IP: Transmision Control Protocol/Internt Protocol
Telnet: Protocolo de Acesso Entre Computadores na Internet
USB Universal Serial Bus
VPN: Virtual Private Network
WAN: Wide Area Network
WAP: Wireless Application Protocol
WEP: Wired Equivalent Privacy
WLAN: Wireless Local Area Network
WMAN: Wireless Metropolitan Area Network
WPAN: Wireless Personal Area Network
WWAN: Wireless Wide Area Network
Wireless: Redes Sem Fio
WI-FI: Wireless Fidelity
WBXML: WAP Binary XML
WSP: Wireless Session Protocol
3G: Terceira Geração
xi
Lista de Figuras Figura 1: Processos de Aplicação, Conexões e Sistemas.
Figura 2: Modelo OSI
Figura 3: Modelo TCP/IP
Figura 4: Comparação entre os Modelos OSI e TCP/IP
Figura 5: LAN
Figura 6: MAN
Figura 7: Rede ATM
Figura 8: Rede Wireless LAN
Figura 9: Componentes para Redes Wireless
Figura 10: Pentágono da Sincronização em Ambientes Móveis.
Figura 11: Solução de Sincronização em Diferentes Dispositivos.
Figura 12: Comparação entre os Modos de Operação do Hotsync: FastSync e SlowSync
Figura 13: Servidor IntelliSync.
Figura 14: Tipos Diferentes de Transporte para Diversos Aplicativos de Sincronização
Compartilharem Informações.
Figura 15: Ambiente Experimental.
Gráfico 16: HotSync – SlowSync
Figura 17: SyncML – SlowSync
Figura 18: Comparativo entre HotSync e SyncML – SlowSync
Figura 19: HotSync – FastSync
Figura 20: SyncML – FastSync
Figura 21: Comparativo entre HotSync e SyncML - FastSync
Figura 22: HotSync - SlowSync
Figura 23: SyncML - SlowSync
Figura 24: Comparação entre as duas Amostras do HotSync no Modo SlowSync
Figura 25: Comparação entre as duas amostras do SyncML no Modo SlowSync
Figura 26: HotSync – FastSync
xii
Figura 27: SyncML – FastSync
Figura 28: Comparação entre as duas Amostras do HotSync no Modo FastSync
Figura 29: Comparação entre as duas Amostras do SyncML no Modo FastSync
Figura 30: Erro Dispositivo Móvel.
Figura 31: Erro Dispositivo Móvel – SyncML.
xiii
Lista de Tabelas Tabela 1: Hardwares
Tabela 2 : Softwares
xiv
Resumo
Redes Locais sem fio podem ser consideradas ambientes interessantes para prover
aos usuários de dispositivos móveis acesso a agregados de alto desempenho e
conseqüentemente executar uma gama de aplicações.
Entretanto, problemas intrínsecos relacionados com as redes sem fio e
dispositivos móveis (exemplos são: ruídos e tamanho de memória) podem reduzir a
vantagem desta abordagem. Neste trabalho, apresentamos uma avaliação de alguns
protocolos de sincronização que são usualmente utilizados em redes wireless
convencionais.
Este trabalho de pesquisa é interessante, pois o mesmo pode indicar os requisitos
de desempenho e recursos dos protocolos para acessar ambientes de agregados de alto
desempenho.
Nossos resultados experimentais mostram que os protocolos de sincronização têm
um desempenho diferente para transferir a mesma quantidade de dados.
xv
Abstract
Wireless LANs can be considered interesting environments to prove mobile users
to access high performance clusters to execute several class of applications.
However, intrinsic problems related to wireless networks and mobile devices (e.g.
noise and memory size) can reduze the advantage of this approach. In this work, we
present an evaluation of some synchronization protocols used in ordinary wireless
networks.
The research work is important because it can indicate the performance and
resource requirements of these protocols to access high performance cluster
environments.
Our experimentals show that these synchronization protocls have diferent
behaviour to transfer the same amount of data.
16
Capítulo 1 Introdução
As tecnologias de informação cada dia que passa buscam progressivamente
prover maior facilidades ao usuário final. Atualmente com a proliferação das redes
wireless e o uso de protocolos de sincronização, temos conseguido solucionar tarefas,
acessar dados contidos em nosso computador pessoal, por meio de dispositivos móveis
fazendo assim nossa imaginação entrar vez ou outra no mundo da ficção cientifica.
Podemos começar a imaginar situações onde nossos dispositivos nos ajudariam e
agilizariam procedimentos ainda hoje demorados e trabalhosos. Uma viagem de férias,
por exemplo, ao chegar ao aeroporto nossos dispositivos moveis se conectam as redes
wireless do aeroporto e da companhia aérea, automaticamente e dada a sincronização,
nossos dados são transmitidos, a reserva é confirmada e é feito o chek–in. Ao mesmo
tempo recebemos através do nosso PDA todas as informações do vôo, numero da
poltrona, portão de embarque, horário previsto de partida e de chegada juntamente com
as condições do tempo na cidade destino.
Imagine agora um grande empresário indo para uma importante reunião de
negócios em outro país. A caminho do aeroporto, ele se lembra de que não anotou o
telefone do hotel no qual ficará hospedado.
Rapidamente, ele acessa o banco de dados de seu computador pessoal por meio de
um dispositivo móvel, e obtém o telefone procurado, por meio da sincronização entre o
dispositivo móvel e o computador pessoal, teclando somente alguns dados.
Neste trabalho iremos apresentar as tecnologias para comunicação sem fio e os
diversos protocolos de sincronização disponíveis atualmente no mercado. Nosso estudo
se concentrou especificamente nos protocolos de sincronização HotSync e SyncML.
17
Esta monografia esta organizada de um modo que já no capitulo 2 apresentamos
uma visão geral das redes de computadores e dos modelos de referência OSI da iso e
TCP/IP.
No capitulo 3 abordaremos o ambiente wireless e sobre os protocolos de
sincronização. No 4 mostramos o ambiente experimental. Já o capitulo 5 aborda os
resultados obtidos com os protocolos de sincronização escolhidos para nosso objeto de
estudo.
Finalmente no capitulo 6 falamos de possíveis trabalhos futuros envolvendo redes
wireless e protocolos de sincronização.
18
Capítulo 2
Redes de Computadores A história da computação aponta o Ábaco e o quadrante como sendo os
dispositivos de auxilio a cálculos mais antigos de que se tem noticia. O Ábaco é capaz de
resolver as quatro operações básicas da matemática e já existia na babilônia a cerca de
3000 A.C Ele foi o principal instrumento de cálculo até o século XVII quando Blaise
Pascal, em 1642 inventou a primeira calculadora mecânica capaz de efetuar adições,
ficando assim conhecida como Pascalina.
Já o quadrante é um instrumento para cálculo astronômico que existiu por
centenas de anos antes de passar por inúmeros aperfeiçoamentos que iniciaram a partir do
século XVI.[BOL84]
Os primeiros computadores começaram a ser desenvolvidos por volta de 1930 e
1940 época considerada moderna. Porém os trabalhos desenvolvidos por Charles
Babbage e Josheph Marie Jaquard no século XIX são conhecidos como máquinas
precursoras dos computadores que conhecemos. Em 1945 John Von Neumann
formalizou o projeto lógico de um computador sugerindo que as informações que até
então eram lidas de cartões perfurados e executadas uma a uma fossem armazenadas na
memória do computador. Von Neumann em 1945, ingressou como consultor da equipe de
projetos da universidade da Pensilvânia, estabelecendo o paradigma de projeto de
computadores para varias gerações seguintes. Esta arquitetura ficou então conhecida
como “Arquitetura de Von Neumann”. Nos Estados Unidos durante a segunda guerra
mundial, Eckert e Mauchly desenvolveram, o ENIAC. Este mais tarde já sob a
responsabilidade da empresa Remington torna-se o primeiro computador vendido
comercialmente com o nome de Univac. Portanto já no inicio da década de 50, várias
máquinas foram construídas e por mais diferentes que fossem, todas seguiam a chamada
arquitetura Von Neumann.[WIL97]
Um grande erro ao se começar a estudar redes é a falta de preocupação em
entender da melhor maneira possível as arquiteturas dos computadores. Conhecendo a
19
história e as arquiteturas, o futuro profissional tende a estar mais apto para decisões que
envolvam tecnologias no geral.[DAN02]
A indústria de informática é considerada iniciante, se comparada a outros ramos
industriais (como por exemplo, a de automóveis); porém o crescimento mostrado pela
microeletrônica num espaço de tempo considerado curto foi e tem sido até os dias de hoje
espetacular. No que concerne a utilização de redes de computadores, podemos dizer que
hoje em dia já faz parte da cultura geral. Muito por causa do grande numero de usuários
que fazem uso da facilidade de serviços providos pela Internet.
A técnica de interligar os computadores e recursos geograficamente dispersos era
denominada de teleprocessamento (na época palavra exclusiva da IBM). Todos os
fabricantes de computadores rapidamente entenderam que as redes de computadores eram
o caminho a ser trilhado para a obtenção de um valor computacional agregado. Tal
compreensão deveu-se muito ao esforço de interligação de computadores com
arquiteturas distintas.
Redes de computadores são um conjunto de computadores interligados entre si,
independente do meio de conexão, não sendo necessariamente por fios de cobre, mas
também através de fibras, microondas, infravermelho e satélites de comunicação.
Segundo [DAN02], as redes de computadores podem ser observadas sob dois
pontos de vista: comercial e doméstico. Redes de computadores com fins comerciais
geralmente são utilizados para ligar vários computadores de uma mesma sala ou até
mesmo de centenas de km de distancia, transformando em uma rede onde todos parecem
que estão bem próximos um do outro, trocando informações, acessando as mesmas bases
de dados e fazendo mais algumas operações, conhecidas como cliente/servidor. Já as
redes de computadores com fins domésticos são utilizados para acessar informações
remotas, facilitar a comunicação entre pessoas, entretenimento e comércio eletrônico, que
vem crescendo em grande escala. Com o crescimento das tecnologias começou a surgir
mais uma gama de usuários, os usuários móveis, que são pessoas que utilizam notebooks
e dispositivos móveis para fazer o acesso a redes de computadores.
Vamos citar algumas facilidades das redes sem fio, algumas delas serão colocadas
mais à frente, explicando mais detalhadamente. Um grande exemplo muito comum é o
escritório portátil. Muitas pessoas quando viajam querem utilizar os equipamentos
20
portáteis para enviar e receber ligações, fax e correio eletrônico, sem contar ainda que
querem se conectar a computadores remotos sem se preocupar em que lugar do planeta se
encontra.
O advento das redes de computadores tem provido inúmeras facilidades aos
usuários comuns e aos especialistas no assunto. Segundo [TAN04] a segunda grande
categoria de utilização de redes é a comunicação entre pessoas, basicamente a resposta do
século XXI ao telefone do século XIX. O correio eletrônico (e-mail) já é usado
diariamente por milhões de pessoas em todo mundo e seu uso está crescendo
rapidamente. Em geral ele já contém áudio e vídeo, além de texto e imagens. O odor
talvez demore um pouco mais.
Sem duvida a diversidade de uso das redes de computadores crescerá rapidamente
no futuro, e é provável que esse crescimento se dê por caminhos que ninguém é capaz de
prever agora. Afinal quantas pessoas em 1990 previram que o fato de adolescentes
digitarem tediosamente pequenas mensagens de texto em telefones celulares enquanto
viajavam de ônibus seria uma imensa fabrica de dinheiro para as empresas de telefonia 10
anos depois? No entanto o serviço de short message (mensagens curtas) é muito
lucrativo. E desencadeou jogos, vídeo, áudio no celular fazendo com que os aparelhos
evoluíssem para o que são hoje em dia.
2.1 Modelos de Referência
Segundo [DAN02] um dos fatos verificados ao longo de vários anos na área de
redes de computadores foi à falta de modelos de referência padronizados sobre as
especificações detalhadas e claras das funções dos protocolos e seu inter-relacionamento.
Embora os protocolos associados ao modelo OSI sejam raramente utilizados nos dias de
hoje, o modelo em si é bastante geral e muito válido atualmente e com certeza por muito
mais tempo, visto que o que esta em constante mudança é a tecnologia e não as
referências. Já o protocolo TCP/IP tem características opostas, ou seja, o modelo
propriamente dito também não é muito usado, porém, os protocolos têm uso geral.
Portanto es a razão para examinarmos ambos minuciosamente.
21
2.2 Modelo de Referência OSI
A arquitetura OSI foi desenvolvida a partir de três elementos básicos:
• Os processos de aplicação existentes no ambiente OSI
• As conexões que ligam os processos de aplicação e que lhes permitem
trocar informações.
• Os sistemas.
FIGURA 1: Processos de Aplicação, Conexões e Sistemas.
22
O modelo de referência RM-OSI subdivide-se em sete camadas:
2.2.1 Camada Física
É a primeira camada do modelo, seu objetivo é a identificação elétrica e mecânica
da interface de rede. O projeto da rede deve garantir que quando um lado enviar um bit 1
o outro lado o receberá como um bit 1 e não como um bit 0.
Portanto o projeto da camada física pode ser considerado como de domínio do
engenheiro eletrônico.
2.2.2 Camada de Enlace
Detecta, e possivelmente corrige erros na camada de meios físicos. Sua principal
missão é transformar um canal de transmissão bruto em uma linha que pareça livre de
erros de transmissão não detectados para acamada de rede.
A camada de enlace é responsável pelo reconhecimento do inicio e final dos
quadros, pelo controle de fluxo entre remetente e destinatário e ainda pela forma de
acesso ao meio.
2.2.3 Camada de Rede
Esta camada agrupa protocolos de operação da rede, tais como algoritmos de
roteamento e de controle de congestionamento. Alguns dos serviços oferecidos por esta
camada são: a conexão com outros sistemas computacionais, roteamento dos datagramas
entre uma determinada origem e seu destino e ainda o estabelecimento/manutenção e
fechamento das conexões.
2.2.4 Camada de Transporte
A função básica da camada de transporte é aceitar dados da camada acima dela,
dividi-los em unidades menores caso necessário, repassar essas unidades à camada de
rede e assegurar que todos os fragmentos chegarão corretamente a outra extremidade. Se
23
a conexão oferecida na camada de rede for confiável, e econômica, as funções
necessárias na camada de transporte serão proporcionalmente reduzidas.
2.2.5 Camada de Sessão
A camada de sessão foi projetada para permitir a comunicação com sucesso entre
aplicações. Permitindo que os usuários de diferentes máquinas estabeleçam sessões entre
eles. As funções clássicas deste nível são o estabelecimento, o gerenciamento e o termino
de sessões.
2.2.6 Camada de Apresentação
A camada de apresentação relaciona-se com a preservação do significado das
informações transportadas, resolvendo problemas de diferença de sintaxe e semântica
entre sistemas abertos comunicantes.
2.2.7 Camada de Aplicação
Contém uma série de protocolos que auxiliam os processos dos usuários. Todas as
outras camadas existem para dar suporte a esta. Como exemplos temos a conexão de
terminais entre diferentes ambientes computacionais, transferência de arquivos e gerência
de nomes e endereços na rede. É a janela entre usuários comunicantes no ambiente OSI,
através do qual ocorre toda troca de informações significativa para estes usuários.
24
FIGURA 2: Modelo OSI
2.3 Modelo de Referência TCP/IP
Segundo [DAN02], o modelo de referência mais conhecido (e um dos mais
antigos) é o TCP/IP (Transmision Control Protocol/Internt Protocol). Este modelo surgiu
da rede Arpanet, que foi uma rede de pesquisa criada pelo departamento de defesa do
governo Norte Americano, visando a conexão de inúmeras redes. Como cada rede tinha
sua conexão á Arpanet, feita através de diferentes tipos de enlaces (exemplos são os
enlaces de rádio e satélites), vários problemas começaram a surgir e a necessidade de um
modelo ficou patente. O modelo de referência concebido foi o TCP/IP.
Diante da preocupação do Departamento de Defesa Norte-Americano de que seus
preciosos hosts, roteadores e gateways de interconexão de redes fossem destruídos de
uma hora para outra, definiu então que as redes deveriam ser capazes de sobreviver à
perda de hardware de sub-redes, com as conversações existentes sendo mantidas em
25
atividade. Ou seja, o departamento de defesa dos Estados Unidos queria que as conexões
permanecessem intactas enquanto as maquinas de origem e de destino estivessem
funcionando, mesmo que algumas máquinas ou linhas de transmissão intermediárias
deixassem de operar repentinamente [TAN04].
O modelo de referência TCP/IP subdividiu-se em quatro camadas:
2.3.1 Interface de Rede
Atribui a função de suporte à camada de rede, que é a camada imediatamente
superior a camada um do modelo TCP/IP.
2.3.2 Inter – Rede
Responsável pelo envio dos datagramas de um computador qualquer para outro
computador, independentemente de suas localizações na rede. Podendo até mesmo chegar
em uma ordem diferente daquela em que foram enviados. Obrigando assim que as
camadas superiores reorganizem caso seja fundamental a entrega em ordem.
2.3.3 Transporte
A finalidade desta camada no modelo TCP/IP é permitir que as entidades pares
dos hosts de origem e de destino mantenham uma conversação, exatamente como ocorre
na camada de transporte OSI. Portanto podemos afirmar que a camada de transporte deve
oferecer um serviço de qualidade mesmo que as camadas 1 e 2 não ofereçam tal serviço.
26
2.3.4 Aplicação
Nesta camada estão os protocolos que dão suporte as aplicações dos usuários. Ela
contém todos os protocolos de nível mais alto. Dentre eles estão o protocolo de terminal
virtual (Telnet), o de transferência de arquivo (FTP) e o de correio eletrônico (SMTP).
FIGURA 3: Modelo TCP/IP
A seguir, estão algumas das características mais comuns do TCP/IP:
• Transferência de arquivo - O protocolo de transferência de arquivo
(aplicações FTP e cópia distante (RCP)) permitem usuários transferir
arquivos entre os sistemas.
• Emulação de terminal - Telnet e rlogin provêem um método para
estabelecer uma conexão interativa entre sistemas de computador.
• Transparente acesso e compartilhamento de arquivo distribuído - O
Sistema de Arquivo em Rede (NFS) usa o protocolo de IP para estender o
27
sistema de arquivo suportando acesso aos diretórios e disco em outros
sistemas de computador.
• Execução de comando distante - Usando o shell remoto (rsh) e
programas execução remota (rexec), os usuários podem rodar programas
em computadores distantes e podem ver os resultados no próprio
computador. Isto deixa usuários de computadores lentos tirar proveito de
computadores mais rápidos correndo os programas no computador distante
mais rápido.
• Impressão distante - O comando UNIX lpr provê serviços de impressão
distantes.
2.4 Comparação entre os modelos de referência OSI e TCP/IP
O modelo criado pela ISO ou modelo de referência OSI é bem parecido com o
funcionamento do modelo de referência TCP/IP. O modelo OSI tem três conceitos
fundamentais: Serviços, Interfaces e Protocolos. Porém o modelo TCP/IP não faz a
distinção com clareza entre tais conceitos embora muito se tenha feito para tentar adaptá-
lo ao modelo OSI. Devido à utilização dos conceitos citados acima os protocolos do
modelo OSI são mais bem encapsulados que os do modelo TCP/IP e conseqüentemente
permitem ser substituídos muito mais facilmente conforme o andamento das mudanças
tecnológicas. Isto significa que o modelo não foi desenvolvido com base em um
determinado conjunto de protocolos, o que lhe deixou bem mais flexível e genérico.
No modelo TCP/IP verificamos o inverso. Consulte [TAN04] para mais detalhes.
Segue abaixo uma comparação entre os dois modelos:
28
FIGURA 4: Comparação entre os Modelos OSI e TCP/IP
A diferença mais marcante entre os dois modelos refere-se a quantidade de
camadas presentes em cada modelo: o modelo OSI tem sete camadas e o TCP/IP tem
quatro. Ambos possuem a camada (inter-) rede, transporte e aplicação, mas as demais são
diferentes.
O TCP/IP combina os aspectos da camada de sessão e apresentação dentro da sua
camada de aplicação.
Outra diferença sonante é na área de comunicação sem conexão e da comunicação
orientada a conexão reside no fato de que na camada de rede o modelo OSI é compatível
com a comunicação sem conexão e com a comunicação orientada a conexões. O modelo
TCP/IP tem apenas um modo de operação na camada de rede (sem conexão), mas aceita
ambos os modos na camada de transporte, oferecendo aos usuários a possibilidade de
escolha. No TCP/IP, faz-se a combinação das camadas física e de enlace do ISO em uma
camada.
O protocolo TCP/IP é o padrão no qual o desenvolvimento da Internet se baseou.
Portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por causa dos seus protocolos.
Em contraste nenhuma rede foi desenvolvida em torno de protocolos específicos
relacionados ao OSI, embora todos usarem o modelo de referência OSI como grande
guia de raciocínio.
29
2.5 Classificação das Redes de Computadores
Em termos gerais temos dois tipos de tecnologias de transmissão: links de difusão
e links ponto a ponto. As redes de difusão possuem um canal de comunicação
compartilhado por toda as máquinas da rede, podemos enviar ou receber pacotes a um ou
mais destinatários. Todo pacote enviado vai ter um endereço do destinatário. Eles vão ser
recebidos por todos, mas somente quem é o interessado pelo pacote é que vai receber o
conteúdo, o restante vai descartar o pacote.
As redes ponto a ponto consistem em muitas conexões entre pares de máquinas
individuais. Nesse caso o pacote para chegar no destino pode passar por uma ou mais
máquinas intermediárias. Sendo que estas rotas podem mudar, melhorando ou não a
transmissão, são utilizados alguns algoritmos de roteamento para tal. Tradicionalmente
classificamos as redes de computadores em: redes locais (LANs – Local Area Network),
redes metropolitanas (MANs – Metropolitan Area Network) e redes geograficamente
distribuídas (WANs – Wide Area Network). Abaixo uma breve descrição sobre cada
uma delas.
2.5.1 Local Area Network (LAN)
As redes locais LANs funcionam a uma velocidade de 10 Mbps a 100 Mbps, tem
um baixo retardo no envio e recebimento de pacotes, geram pouquíssimos erros e não
ocorre roteamento de informação. A principio elas são vistas como redes ideais para o
compartilhamento de recursos computacionais, tais como impressoras, discos rígidos,
scanners etc, e ainda a possibilidade de compartilhamento de softwares. A abrangência de
uma rede deste tipo pode ser de alguns metros até alguns quilômetros, juntando
computadores de uma mesma sala, prédio ou até mesmo interligando mais de um prédio,
como por exemplo, os campi de uma universidade.
Elas admitem diversos tipos de topologias. As duas topologias mais encontradas
são: a topologia em anel (um exemplo clássico desta rede é a Token Ring desenvolvida
pela IBM) e a de barramento (um exemplo clássico deste tipo de rede é a Ethernet,
30
idealizada por Robert Metacalf e desenvolvida em conjunto pelas empresas Xerox,
Digital e Intel) e estrela.
FIGURA 5: LAN
2.5.2 Metropolitan Area Network (MAN)
Nas redes metropolitanas MANs, a velocidade não é tão alta quanto as locais,
chega a ser cerca de 1 Mbps até 10 Mbps (utilizando fibra ótica) são redes que tem a
cobertura de uma cidade toda, no máximo 200 quilômetros, às vezes é necessário à
interferência de algumas operadoras publicas para que elas sejam todas interligadas. Elas
geralmente são administradas por alguma empresa de telecomunicação que fornece o
serviço.
Este tipo de rede possui as mesmas topologias que as redes locais (LANs). É uma
rede relativamente simples, uma vez que existe um ou mais barramentos onde os
computadores são interligados e a comunicação é feita por difusão. A IEEE estabeleceu
um padrão para este tipo de rede, que é caracterizado por dois cabos que constituem os
dois barramentos da configuração, os computadores estão conectados nestes dois
barramentos. O primeiro efetua a transmissão em um sentido e o segundo em um sentido
contrario.
As MANs são comuns em universidades hospitais e em organizações com várias
delegações espalhadas ao longo de espaço metropolitano.
31
Conforme mostra a figura abaixo, uma rede metropolitana é uma versão ampliada
de uma LAN, pois utilizam tecnologias semelhantes.
FIGURA 6: MAN
2.5.3 Wide Area Network (WAN)
As redes geograficamente distribuídas WANs englobam uma vasta região, desde
um estado, a paises ou até mesmo continentes. Por serem de custos bem elevados, devido
às comunicações utilizarem satélites ou microondas, elas são geralmente públicas. São
interligadas a várias sub-redes de comunicação que podem ser públicas ou privadas.
Comparadas com as redes locais LANs, a taxa de transmissão é dezenas de vezes
menores, por motivos de custo, chegando na casa do Kbps. Sem contar também que
possui uma taxa elevadíssima de erros e ocorre o roteamento das informações. Pela
questão de confiabilidade se algum desses roteadores precisar falar com um que não
esteja ligado diretamente a ele, precisam utilizar outros roteadores para que se
comuniquem, conseguindo assim executar a tarefa solicitada.
Na maioria da WANs, conforme mostra a figura abaixo, a sub-rede consiste em
dois componentes distintos: linhas de transmissão e elementos de comutação. As linhas
32
de transmissão, também chamadas de circuitos, canais ou troncos, transportam os bits
entre as máquinas. Os elementos de comutação são equipamentos especializados usados
para conectar duas ou mais linhas de transmissão. O termo mais conhecido para
identificar estes elementos de comutação é o roteador.
2.6 Redes de Computadores de Alta Velocidade
As redes de computadores de alta velocidade, conhecidas como ATM
(Asynchronous Transfer Mode), como o nome já diz, são assíncronas. ATM é uma
tecnologia baseada na transmissão de pequenas unidades de informação de tamanho fixo
e formato padronizado, denominada células. As células são transmitidas de conexões com
circuitos virtuais, sendo seu encaminhamento baseado em informação de um cabeçalho
contido em cada uma delas [SOA95].
Essa tecnologia é capaz de suportar diferentes serviços, diferentes tipos de tráfego
e altas taxas de transmissão.
O desenvolvimento da tecnologia ATM é observado nos segmentos desktop
(placas e conexões), LAN, backbone e WAN [DAN02].
Sobre esse tipo de redes trafegam dados, voz e imagens, sobre ela são aplicadas
técnicas de CoS (Class of Service) e QoS (Quality of Service).
A figura a seguir representa uma rede ATM:
33
FIGURA 7: Rede ATM
2.7 Redes de Computadores Sem Fio
Podemos dizer que as redes sem fio já vinham desde 1901, com o físico italiano
Guglielmo Marconi, aonde ele mostrou como funcionava um telegrafo sem fio que
transmitia informações dos navios para a costa, utilizando o código morse. Os modernos
sistemas digitais sem fio têm um desempenho melhor, mas é basicamente a mesma idéia
[TAN04].
Com toda a tecnologia disponível no mercado em relação a redes e comunicação,
temos todos os nossos dispositivos móveis pessoais como notebooks, celulares, entrando
e saindo de redes ad-hoc a todo instante.
Através das redes sem fio, podemos fazer com que todos os fios que interligam os
nossos computadores e outros dispositivos possam ficar conectados sem os mesmos.
As redes sem fio podem ser dividas em três categorias:
• A interconexão de sistemas é uma delas. Seria basicamente a conexão dos
periféricos de computadores, como mouses, teclados, impressoras,
câmeras digitais etc, fazendo assim que não seja mais necessária aquela
complicação, para muitos, de conectar todos os cabos nos seus devidos
34
lugares. Essas conexões seriam através da tecnologia Bluetooth, a qual
falaremos posteriormente.
• Uma outra categoria seria as LANs sem fio, onde vários equipamentos
poderiam ser colocados em rede através de um ponto de acesso que seria
conectado a Internet, através de cabos normais ou por outros meios. São
redes que estão se tornando mais comum em lugares no qual as instalações
Ethernet são consideradas trabalhosas demais, tanto residências ou
empresariais. Existe um padrão para essas redes que é o 802.11 que serão
abordados com mais detalhes no próximo capitulo. Podem chegar a 50
Mbps.
• Um terceiro tipo de redes sem fio, é usado nas WANs. Podemos citar
como um exemplo dessas redes, a terceira geração dos sistemas de
celulares, que podemos comparar com o funcionamento das LANs sem fio
sendo que a taxa de transferência é muito mais baixa, chegando a menos
de 1 Mbps, pela transferência ser a quilômetros e não metros. Também
existe um padrão para essas redes que é o 802.16.
Todas as redes sem fio têm que se conectar em algum ponto de rede de fiação,
para que possam acessar arquivos, acessar internet, acessar bancos de dados etc.
2.7.1 WPAN (Wireless Personal Area Network)
As redes pessoais sem fio (WPANs) são redes de tamanho limitado que permitem
a troca de informações num raio de até 10 m (ou num raio pequeno de cobertura). Essas
redes são voltadas principalmente para conexão de um computador a dispositivos
portáteis ou móveis tais como impressoras, telefones celulares, pagers e eletrodomésticos.
35
2.7.2 WLAN (Wireless Local Area Network)
As redes locais sem fio (WLANs) constituem-se uma alternativa ou mesmo uma
extensão às redes convencionais cabeadas. Fornecem as mesmas funcionalidades, mas de
forma flexível, de fácil configuração e com boa conectividade em áreas prediais ou de
campus. Além de redes locais, esta tecnologia pode ser utilizada para redes de acesso à
Internet, que nestes casos são denominadas redes WI-FI (Wireless Fidelity). As
WLANS utilizam sinais de rádio freqüência ou infravermelho para a transmissão de
dados, minimizando a necessidade de cabos de conexão dos usuários à rede.
Desta forma, uma WLAN combina comunicação de dados com mobilidade dos
usuários dentro da área de cobertura da rede, que pode atingir algumas centenas de
metros. Segue abaixo o exemplo de uma WLAN:
FIGURA 8: Rede Wireless LAN
2.7.3 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)
Rede metropolitana sem fio (WMANs) oferece uma cobertura geográfica maior
que as WLAN’s e altas taxas de transmissão.A crescente popularização dos hotsposts tem
ocasionado um grande aumento na procura de redes metropolitanas sem fio (WMANs),
tal constatação foi feita pela companhia portuguesa de pesquisa Datacomm especializada
36
em análises de mercado. De acordo com o estudo, as WMANs permitem aos
fornecedores de equipamentos conectarem os seus hotspots a Internet de maneira mais
fácil. Sem esquecer do fato que o acesso sem fio é mais econômico para usuários
distantes da rede central.
A segunda aplicação mais importante para WMANs é a conhecida Ethernet infra-
estrutura capaz de conectar as redes locais das empresas em diversas reuniões e em
muitas outras aplicações. Com o constante crescimento da tecnologia, o próximo passo
segundo a pesquisa será prover acesso em alta velocidade para usuários em áreas rurais.
de pesquisa Datacomm especializada em análises de mercado.De acordo com o
estudo, as WMANs permitem aos fornecedores de equipamentos conectarem os seus
hotspots a Internet de maneira mais fácil. Sem esquecer do fato que o acesso sem fio é
mais econômico para usuários distantes da rede central.
A segunda aplicação mais importante para WMANs é a conhecida Ethernet infra-
estrutura capaz de conectar as redes locais das empresas em diversas reuniões e em
muitas outras aplicações. Com o constante crescimento da tecnologia, o próximo passo
segundo a pesquisa será prover acesso em alta velocidade para usuários em áreas rurais.
2.7.4 WWAN (Wireless Wide Area Network)
As redes distribuídas sem fio são redes com grande dispersão geográfica, voltadas
para aplicações móveis que fazem uso de dispositivos móveis.
A rede é disponibilizada pelas operadoras de celular, podendo ser utilizada para
transmitir voz e dados.
37
Capítulo 3
Introdução ao Ambiente Wireless
Talvez o grande diferencial dos equipamentos wireless (redes sem fio) para os
outros equipamentos interligados na mesma rede seja mesmo a infra-estrutura. Algumas
vantagens que ela possui sobre as redes convencionais é a eficiência, a precisão e o baixo
custo das soluções [DAN02].
A largura de banda das redes wireless não chega nem perto das redes de fios de
cobre e fibra ótica suficientes para transmitir dezenas de milhões de bits por segundo para
computadores ou laptops em rede.
3.1 Ambiente Wireless
Atualmente estamos vivenciando o limiar de uma nova revolução que poucos
pensadores, tecnocratas e visionários algum dia imaginaram. Ou seja, estamos assistindo
e felizmente participando da revolução das redes wireless. Decidiu-se utilizar o nome
wireless e não redes sem fio devido ser uma notação utilizada internacionalmente.Vendo
que algumas pessoas que estão em constante deslocamento, se deparam com a já
constante necessidade de acessar dados, aplicativos a grandes distâncias, ter uma certa
facilidade nas respostas para as solicitações isto é um grande diferencial para
determinados ambientes de rede.
Daqui para frente e cada vez mais, as redes wireless farão parte do nosso dia-a-
dia. Muito além das redes celulares que hoje cobrem países inteiros, com o sistema global
de localização via satélite (Global Positioning Satellite System, ou GPS), surge uma
nova rede de banda larga que ameaça dominar o cenário mundial.Estamos falando da
rede Wi-Fi.
38
O ambiente wireless tem trazido grandes vantagens a todos usuários de laptops,
computadores de mão ou da internet. Onde você estiver, nas grandes cidades, haverá
sempre uma rede wireless à sua volta, seja num aeroporto, hotel, centro de convenções,
supermercado, shopping center ou estádio. Para quê? Para mil aplicações, por meio das
estradas invisíveis dos sinais de rádio, você pode aproveitar o tempo precioso em que
espera o embarque no aeroporto para acessar a internet em alta velocidade, entrar num
site de comércio eletrônico, pesquisar informações em bancos de dados econômicos,
preparar relatórios com informações remotas, transmitir todas as mensagens que quiser,
baixar fotos digitais ou simplesmente ficar jogando a última versão de seu videogame
predileto.
Portanto afirmamos uma vez mais que as redes wireless chegarão para ficar e
estão revolucionando o mercado das redes de telecomunicações e computadores. tanto na
comunicação de voz, no acesso a Internet, comercio eletrônico, entretenimento,
videoconferência móvel e até mesmo na localização de pessoas em qualquer ponto do
planeta, via celular GPS, ou outro dispositivo móvel.
3.2 Tecnologias
Algumas tecnologias de transmissão utilizadas existentes são: à rádio,
infravermelho e a laser.
• Rádio: é uma das mais utilizadas hoje em dia para comunicação sem fio,
são de fácil geração, percorrem grandes distâncias e podem atravessar até
paredes.
• Infravermelho: utilizado geralmente em casas, conectando pequenos
dispositivos a pequenas distâncias, por exemplo, controle remoto das
televisões.
• Laser: uma aplicação típica para esta tecnologia é a interligação entre
prédios, seu raio é muito estreito, cerca de 1mm e o seu maior problema é
que sofre fácil interferência externa, chuva, fumaça e neblina [SAS02].
39
3.3 Introdução WLANs (802.11)
As inúmeras vantagens que as redes locais wireless oferecem sempre enfrentaram
alguns problemas com a falta de padronização, isto era um grande obstáculo para o
crescimento destas redes.
O grupo de trabalho para o desenvolvimento do protocolo 802.11 foi criado em
1990. O objetivo era criar um padrão para redes WLANs. Sendo especificado para operar
na freqüência de 2.4 Ghz.
Passados sete anos (1997), o grupo aprovou o padrão IEEE 802.11 como o
primeiro padrão mundial para WLANs.
O 802.11 é a padronização de arquitetura para redes wireless pertencente à
padronização 802 da IEEE para redes locais e metropolitanas [SAS02].
Em 1999 o grupo de trabalho aprovou duas extensões para o 802.11:
• 802.11 a - (U –NII band – Unlicensed National Information Infrastructure)
5 GHz. Para operar a 54Mbps e somente permitir acesso para usuários em
um de raio de até 15 metros.
• 802.11 b – que possui 2.4GHz, opera a 11Mbps e permite acesso para
usuários em um raio de 300 metros.
Com essa padronização as empresas puderam começar a utilizar todos os serviços
de redes wireless baseando-se em um sistema aberto, as redes locais (um clássico
exemplo é o da Ethernet), este padrão fez com que aumentasse o número de fabricantes e
com isso, os custos de placas e dispositivos foram reduzidos.
As redes 802.11 podem operar em dois modos:
• Ad-hoc: redes temporárias
• Infrastructure: controlada por pontos de acesso
O modelo de protocolo do padrão 802.11 é basicamente divido em três camadas:
LLC (Logical Link Control), MAC (Médium Access Unit) e PHY (Physical).
3.3.1 Família 802.11
A família 802.11 é grande, segue abaixo a descrição da família como um todo:
40
• 802.11a – 54 Mbps em um raio de 15 metros.
• 802.11b – 11 Mbps em um raio de 300 metros.
• 802.11c – Especificação para operar com IEEE 802.11 MACs
(Machintosh).
• 802.11d – Especificação para telecomunicações e troca de informações
entre dois sistemas.
• 802.11e – Suporte para aplicações que precisam de QoS (qualidade de
serviço).
• 802.11f – Recomendação para redes ponto a ponto sob protocolo IAP
(Inter Acess Point).
• 802.11g – Padrão para tráfego maior que 20 Mbps em freqüência de 2.4
Ghz.
• 802.11h – Gerenciamento do espectro 802.11a – Requer equipamentos
para verificar as freqüências utilizadas na transmissão.
• 802.11i – Melhoria na segurança do padrão 802.11 MAC.
Demos maior destaque à família 802.11, pelo fato de a base do desenvolvimento
do nosso trabalho se concentrar nas WLANs. Especificamente na 802.11b. As WLANs
oferecem e oferecerão cada vez mais recursos úteis. O simples fato de poder utilizar a
rede ou a Internet em qualquer ponto ou local, sem a necessidade de conectar cabos já
representa uma grande vantagem.
Muitas empresas já conseguiram verificar um aumento de produtividade devido à
mobilidade que os funcionários têm com seus dispositivos de acesso (notebooks, entre
outros dispositivos móveis). Ainda há de se considerar que não é preciso realizar
nenhuma alteração na estrutura do prédio para instalar uma rede sem fio, o que poupa
gastos e impede o inter-rompimento das atividades.
Apesar de haver problemas de segurança, nada impede que as WLANs sejam
cada vez mais usadas. Mesmo porque novas soluções de proteção estão sendo
pesquisadas e serão disponibilizadas tão logo quanto possível.
41
3.4 Introdução WPANs (802.15)
Nos anos noventa, iniciaram os esforços para desenvolver uma classe diferente de
conexão entre dispositivos pessoais, periféricos de computador e similares, com isto
surgiu a necessidade de desenvolver-se aplicações que estivessem inseridas a alguns
metros de uma pessoa. Nascendo assim o conceito de rede pessoal sem fio (WPAN).
O IEEE 802.15 é o grupo de trabalho do IEEE para as redes de áreas pessoais sem
fio (WPANs). Estas redes são de curto alcance, variando entre 10 e 100 metros
dependendo da potência dos equipamentos utilizados.
O Bluetooth que é o padrão IEEE 802.15.1 é o filho mais famoso deste grupo.
Foi criado por um consórcio de algumas grandes empresas como 3COM, Agere,
IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba entre outras, para ser um padrão de
comunicação via rádio, entre computadores, telefones e dispositivos móveis. Sendo
chamado de Bluetooth SIG (Special Interest Group). Utilizado para transmissão de voz
em tempo real e comunicação de dados em redes wireless.
A operação do Bluetooth é efetuada em uma banda de freqüência entre 2402 e
2480 Ghz que está globalmente disponível e tem compatibilidade mundial, sendo assim
um padrão global para conectividade wireless [DAN02]. Juntamente com essa facilidade
e ter um custo relativamente baixo, torna a tecnologia um padrão para este tipo de
comunicação.
Para evitar a interceptação na comunicação através de Bluetooth, é utilizada uma
tecnologia chamada de “frequency hopping spread spectrum" fazendo com que a
freqüência alterne 1600 vezes por segundo, além de possuir controles de software e um
código de identificação em cada chip asseguram que somente equipamentos previamente
determinados possam fazer acesso a rede [SAS02].
Dentro da família 802.15 do IEEE, temos ainda os dois irmãos do Bluetooth. Um
é o ZigBee e o outro é o UWB.
42
3.4.1 UWB
É o padrão IEEE 802.15.3 com alta taxa de transmissão de dados.
3.4.2 ZIGBEE
É o padrão IEEE 802.15.4, WPAN de baixa taxa de transmissão de dados.
Segundo o instituto West Technology Research Solution o potencial global para ZigBee
em mercados de baixa taxa de transmissão não tem diminuído e sua demanda está sendo
construída. Num futuro não muito distante, não será difícil contar pelo menos 50 chips de
ZigBee numa residência.
Eles serão encontrados nos interruptores de lâmpadas, em detectores de fogo e
fumaça, termostatos, eletrodomésticos na cozinha, e em controle remotos de vídeo e
áudio. Os mesmos princípios se aplicarão para redes nos mercados industrial, de
automação e outros.
3.5 Introdução a WMANs (802.16)
Com a privatização do sistema de telefonia em muitos países, os concorrentes que
disputam as empresas de telefonia com freqüência têm permissão para oferecer serviços
locais de voz e Internet de alta velocidade. Sem duvida, há uma grande demanda por
esses serviços. O problema é que estender cabos de fibra coaxias ou mesmo de par
trançado da categoria cinco até milhões de residenciais e escritórios é algo
proibitivamente dispendioso. O que uma empresa concorrente deve fazer?
A resposta é a rede wireless de banda larga. Erguer uma grande antena em uma
colina fora da cidade e instalar antenas orientadas nos telhados dos clientes é muito mais
fácil e econômico do que cavar valas e estender cabos [TAN04].
Com a crescente expansão das redes wireless e percepção dos especialistas,
pesquisadores e acadêmicos que tais redes dominariam o mercado surgiu à necessidade
43
de se criar um padrão de banda larga wireless. Foi assim que o IEEE com ajuda de
acadêmicos e principalmente de CIO’S de empresas importantes de tecnologia da
informação elaboraram o padrão 802.16. Chamado oficialmente de “Air Interface for
Fixed Broadband Wireless Acess Systems” (interface aérea para sistemas fixos de
acesso sem fio de banda larga) e batizado de WIMAX.
Este padrão irá trazer ao mercado de redes sem fio MAN todas as vantagens que o
IEEE 802.11b trouxe para as redes LAN.
Realçamos que como alguns dos outros padrões 802, o 802.16 também é
fortemente influenciado pelo modelo RM_OSI.
O padrão 802.16 usa freqüências de 2 GHz a 11 GHz para criação das redes
metropolitanas sem fio e funciona como uma extensão de tecnologias de acesso à Internet
em banda larga, como ADSL ou cabo.
O IEEE 802.16 oferece conexões de até 70 Mbps cerca de 270 vezes mais rápido
do que uma conexão de 256 Kbps em distâncias que chegam a até 50 quilômetros.
Com este alcance e velocidade os enlaces 802.16 podem ser considerados
concorrentes diretos de algumas aplicações das fibras ópticas, cable modems e
comunicação ADSL.
O Brasil está à margem desta tecnologia. O Banco Santos e o Banco do Brasil
anunciaram recentemente o início de estudos para expansão de sua rede de atendimento
utilizando o padrão 802.16. O objetivo destas instituições é aumentar a flexibilidade no
fornecimento de serviços a seus clientes, além da redução de custo com a infra-estrutura
de TI (Tecnologia de Informação).
3.6 Introdução a WWANs (802.20)
As WWANs são links de longo alcance que conectam usuários móveis a redes
corporativas e à Internet, por meio de redes públicas de telefonia celular. No Brasil, as
tecnologias mais avançadas nessa categoria são o CDMA 1xRTT e o GSM/GPRS, com
taxas médias de transmissão variando entre 30 Kbps e 40 Kbps.
44
O país já conta com padrões mais avançados, como CDMA 1xEV-DO, com
transmissão de dados de 2,4 Mbps; e GSM/EDGE, (que atinge 384 Kbps).
Há no mercado uma discussão sobre se as WLANs e WWANs complementam-se
ou se concorrem entre si, e se os padrões Wi-Fi tomarão mercado das tecnologias 3G
(Terceira Geração).
Segundo, [Blois da Nortel]: “Na verdade, os dois tipos de redes se
complementam, embora às vezes possam competir”. “Em um aeroporto, por exemplo, o
usuário pode deixar de se conectar a rede celular e optar pelo uso de hotspot, por ser mais
barato”.
O principal apelo das WWANs é a sua cobertura nacional e até mundial, embora
com largura de banda mais reduzida.
A desvantagem mais mencionada pelos especialistas é o custo de uso, uma vez
que envolve contrato com operadoras de celular. Mas, pelo menos enquanto a tecnologia
Wi-Fi não evolui em termos de alcance, as WWANs continuarão sendo as únicas opções
de conexão “em qualquer lugar, a qualquer hora”, servindo principalmente executivos
que se deslocam constantemente e precisam conectar sistemas corporativos ou acessar e-
mails.
Terminando explicações sobres tipos de redes sem fio, abaixo mostramos uma
figura com alguns componentes utilizados em redes wireless:
45
FIGURA 9: Componentes para Redes Wireless
3.7 Tecnologias de Sincronização
Segundo [BAD95] a sincronização em ambientes móveis pode ser definida como
o ato de estabelecer equivalência entre duas coleções de dados, entre cliente e servidor,
apôs a ocorrência de alteração nos registros armazenados.
Depois de sincronização de dados cada elemento de dados em uma coleção é
mapeado por um elemento de dados em outra, sendo que seus dados são equivalentes,
entretanto não necessariamente idênticos.
A seguir serão apresentados os tipos de sincronização existentes:
3.7.1 ONE WAY
A sincronização ONE WAY compreende a transferência de atualizações de dados
em sentido único [PAL00]. Logo após um dispositivo estabelecer conexão com outro ele
indica todas as alterações realizadas localmente. Uma vez transmitidos, os dados são
aplicados no banco de dados do receptor.
46
O dispositivo receptor não recebe nenhuma mensagem de aceite ou erro na
efetivação das requisições ao banco de dados.
A sincronização ONE WAY, pode ser aplicado de duas formas: no sentido
cliente/servidor como no sentido servidor/cliente.
a) One way Cliente/Servidor
Neste tipo de sincronização o cliente é responsável por iniciá-la e submeter todas
as modificações ao servidor, mas o servidor não retorna o resultado final das ações
realizadas no banco de dados.
b) One way Servidor/Cliente
O servidor inicia a transmissão, que se conecta com o cliente e submete todos os
dados atualizados no banco de dados consolidado. Após terminar a transferência, o
cliente possui a versão atualizada de todos os registros do banco de dados do servidor. O
servidor não captura nenhuma alteração feita pelo cliente.
3.7.2 TWO WAY
A transmissão das modificações ocorre nos dois sentidos, tanto do cliente como
do servidor. A sincronização começa pelo cliente. O servidor identifica e trata os
conflitos existentes retornando ao cliente os dados corretos. No final, o cliente e o
servidor possuem os mesmos dados.
3.8 Protocolos de Sincronização
Para podermos enviar e receber informações instantaneamente dependemos dos
nossos dispositivos de computação e de comunicações móveis. Esses dados podem
47
depois ser modificados e atualizados em vários locais, para depois serem sincronizados
com aplicações compatíveis no escritório ou em casa. Contudo, a possibilidade de
sincronização de dados tem sido limitada por vários conjuntos de protocolos
proprietários, cada qual funcionando apenas com específicos dispositivos, sistemas e
tipos de dados. As limitações que estas tecnologias não interoperáveis colocaram no
acesso e envio de dados, restringiram a verdadeira mobilidade dos utilizadores de redes
móveis.
Um protocolo de sincronização define o fluxo de trabalho para comunicação,
durante uma secção de sincronização de dados quando o dispositivo móvel é conectado a
rede fixa.
Segundo [BRE99], um protocolo de sincronização deve dar suporte a
identificação de registros, comandos de protocolos comuns para sincronização de dados
local e de rede, e poder apoiar a identificação e resolução de conflitos de sincronização.
O objetivo dos protocolos de sincronização de dados é o de rapidamente
identificar possíveis mudanças, resolver conflitos e propagar novidades aos vários
aparelhos de sincronização.
A falta de um protocolo de sincronização de dados comum impede o crescimento
do uso de dispositivos móveis, restringindo a habilidade de usuários para ter acesso a
dados e limitando a entrega de operações realizadas sobre dados móveis.
Neste trabalho abordamos alguns dos mais populares protocolos de sincronização
nomeadamente: HotSync, IntelliSync, CpiSync e o SyncML.
Nosso estudo específico concentrou-se sobre os protocolos de sincronização
HotSync e SyncML, nos próximos Capitulos estaremos apresentando o ambiente
experimental e os resultados obtidos.
Antes de começarmos a descrever os protocolos acima, convém dizer que todos
os protocolos tendem a alcançar o pentágono da sincronização em ambientes móveis,
apresentado a baixo. Uma vez que o mesmo contém todos os fatores que garantem uma
boa sincronização. Mas nenhum dos protocolos citados alcança tal objetivo
48
FIGURA 10: Pentágono da Sincronização em Ambientes Móveis.
A sincronização entre dispositivos móveis é determinada por uma série de fatores
incluindo a latência da sincronização, a quantidade de bateria utilizada, o custo monetário
envolvido, a robustez e a confiabilidade da rotina de sincronização.
Sendo assim, um bom protocolo de sincronização é aquele que tende a atender
tais direções.
Os dispositivos móveis são limitados na comunicação devido às limitações na
cpu, memória e bateria. São incapazes de rapidamente processar ou transferir grandes
somas de dados.
O mercado de sincronização atual consiste em soluções proprietárias múltiplas.
Muitas organizações não estão dispostas a desenvolver múltiplos canais e a implementar
varias soluções de sincronização para permitir o acesso de múltiplos dispositivos a um
único banco de dados devido à complexidade e o custo de manutenção.
Apresentamos a baixo uma figura demonstrativa para a solução de sincronização
em diferentes dispositivos:
49
FIGURA 11: Solução de Sincronização em Diferentes Dispositivos.
3.8.1 HOTSYNC
Os dispositivos móveis, como são popularmente chamados, administram o
sistema de operação. Este sistema operando, providencia uma implementação do
protocolo de sincronização HotSync, como interface middleware para dados que os
programas precisam para ser sincronizado com outro aparelho ou computadores.
O HotSync opera em dois modos: SlowSync e FastSync.
O FastSync é aplicado quando o dispositivo é sincronizado com o mesmo
computador que sincronizou pela ultima vez. Neste caso o dispositivo móvel usa o status
bandeira que determina que as mudanças já ocorreram desde a ultima sincronização.
O status bandeira mantém cada arquivo numa aplicação de banco de dados, e são
seguras quando o dado é colocado, excluído ou modificado, dentro de um pedido de
sincronização do usuário.
O dispositivo transmite para o computador todos os arquivos do status bandeira
que já foram trocados. O computador compara este arquivo com a própria base de dados,
com os seguintes resultados:
• Inserção: o arquivo é adicionado ao desktop (base de dados).
• Alteração: o arquivo é trocado com a versão do desktop (base de dados).
• Exclusão: o arquivo do desktop (base de dados) é excluído.
50
• Armazenado: o arquivo é salvo dentro do computador desktop (base de
dados).
O FastSync é a melhor opção quando a sincronização ocorre somente entre dois
dispositivos, sendo que o dispositivo poderá recordar flags de status somente de um
computador.
O SlowSync ocorre quando a condição principal do FastSync não é encontrada.
Podemos dizer que o SlowSync ocorre quando o dispositivo sincroniza o último
aparelho com diferentes desktop.
A figura abaixo mostra as diferenças entre o SlowSync e FastSync:
FIGURA 12: Comparação entre os Modos de Operação do Hotsync: FastSync e
SlowSync
No FastSync o tempo de comunicação entre o computador e o dispositivo móvel é
reduzido porque apenas as modificações antigas são enviadas de um dispositivo móvel
para o computador. Por esta razão o FastSync, é mais eficiente que o SlowSync no que
diz respeito à latência e ao manuseio da largura de banda.
Uma inconveniente propriedade do SlowSync é que a comunicação e a
complexidade do tempo aumenta linearmente como número de arquivos guardados
dentro do parelho, independentemente do número de arquivos modificados.
51
Podemos dizer que com o avanço de tecnologias de conexão dos dispositivos
móveis com os computadores e as redes sem fio, se tornarão cada vez mais rápidas, com
isso a latência do SlowSync se transforma em um assunto tratável.
3.8.2 INTELLISYNC
O IntelliSync, produto fabricado pela PumaTech, faz sempre a sincronização do
tipo “FastSync Enabled” em ordem para minimizar o tempo de conexão. Utiliza um
servidor central com o qual os dispositivos móveis sincronizam sempre.
O IntelliSync fica periodicamente sincronizanado qualquer fonte de dados com o
Microsoft Exchange, cuja a fonte está conectada a um aparelho fixo.
O período entre duas consecutivas sincronizações é controlado pelo administrador
do servidor e reflete uma Trade–Off entre a precisão da informação do usuário e a
comunicação overhead que se precisa para uma freqüente sincronização.
FIGURA 13: Servidor IntelliSync
52
3.8.3 CPISYNC
Segundo [TRA01] e [TRA02], é uma abreviação de “Characteristic polynomial
interpolation syncronization”, faz a complexidade do tempo da sincronização quase
independente do tamanho do conjunto de dados a ser sincronizado, e somente dependente
do número de diferenças entre os dois conjuntos de dados.
O mesmo é baseado em uma solução algébrica ao problema de reconcialização;
[MIN00]. É escalável com o número de dispositivos na rede e o tamanho do banco de
dados a ser sincronizado.
Portanto o CpiSync tem um contraste no modo SlowSync, o qual utiliza uma
transferência de dados inteira entre os hosts enquanto sincroniza os dados, fazendo com
que a sincronização dos dados em tempo linear com relação ao número de registros
armazenados no banco de dados.
O volume de dados transferidos, para esta sincronização, depende das diferenças
entre as bases de dados, para todas as intenções e independentes propósitos.
Em contraste a outros protocolos, o CpiSync não precisa manter algum estado de
informação sobre outro dispositivo dentro da rede.
O CpiSync pode na verdade operar como uma interface middleware para qualquer
protocolo que mantém consistente a informação distribuída.
3.8.4 SYNCML
O SyncML foi concebido para ser um protocolo de sincronização comum com
três finalidades principais:
• permitir que dispositivos eletrônicos de comunicação acessassem outros
tipos de informações em rede.
• criar novos serviços de sincronização para os consumidores.
• expandir as opções de produtos de sincronização de dados interoperáveis.
O SyncML é uma iniciativa que está sendo gerenciada pela Nokia em cooperação
com a IBM, Lotus, Ericsson, Motorola, Openwave, Symbian e Starfish Software.
53
Pode sincronizar dados, independentemente das linguagens de programação ou
dos aplicativos de sincronização utilizados por cada dispositivo. Isso permite a
comunicação entre aplicativos executados em linguagens diferentes em dispositivos
diferentes. Além disso, ao reduzir a implementação do protocolo, o SyncML é a escolha
ideal para a computação móvel, pois deixa livre memória para outros aplicativos.
Devido à grande variedade de dispositivos de computação e de comunicação
existentes atualmente - por exemplo, dispositivos móveis e calendários baseados na web,
torna-se cada vez mais importante à possibilidade de sincronizá-los visto que a maioria
dos dispositivos compartilha aplicativos semelhantes.
Ele possibilita a sincronização universal entre todos os dispositivos compatíveis,
permitindo o acesso atualizado em tempo real a calendários, listas de tarefas e contatos,
independentemente do dispositivo que o usuário leve consigo ou dos aplicativos
utilizados. E ainda que diferentes aplicativos de sincronização compartilhem
informações, utilizando praticamente qualquer tipo de transporte. Exemplo na figura
abaixo:
FIGURA 14: Tipos Diferentes de Transporte para Diversos Aplicativos de
Sincronização Compartilharem Informações
54
Características do protocolo SYNCML:
Pode-se destacar as seguintes características:
• Opera eficientemente sobre redes wireless e com fios
• Suporta uma grande variedade de protocolos de aplicação, como o HTTP,
WSP, OBEX, SMTP, POP3, IMAP e protocolos proprietários.
• Acesso a dados de uma variedade de aplicações.
Vantagens do SYNCML
Os fabricantes de dispositivos que por ventura desejarem trabalhar com
tecnologias que atendam às necessidades de acesso a dados de todos os usuários e
provedores de serviços, terão inúmeros entraves visto que na prática um dispositivo
aceita apenas uma tecnologia de sincronização de dados. Isso se deve às restrições de
espaço de armazenamento, memória, consumo de energia e custos. Um protocolo comum
- que torne os dispositivos compatíveis com uma ampla gama de aplicativos, serviços e
tecnologias de transmissão - trará inúmeras vantagens para os fabricantes de dispositivos.
Assim sendo, O SyncML lhes permitirá comercializar dispositivos com mais recursos e
mais fáceis de configurar e de utilizar.
Os provedores de serviços, que entram na área de hospedagem de aplicativos
estão preocupados com as tecnologias de sincronização, o que poderá tornar inviável dar
suporte aos seus clientes de uma maneira econômica. Para que os mesmos possam
oferecer suporte a toda a gama de tipos de dados e de dispositivos em uso, precisam
instalar e configurar diversas infra-estruturas de servidor, bem como mantê-las e atualizá-
las para preservar a compatibilidade e o desempenho. O uso do SyncML, como solução
única para a conectividade de dados, pode resolver todos esses problemas e, ao mesmo
tempo, reduzir os riscos financeiros da adoção de uma solução única.
O SyncML também trás vantagens para os desenvolvedores, visto que os mesmos
podem criar aplicativos para conexão com um conjunto mais amplo de dispositivos e
dados em rede. Além disso, a utilização de um protocolo comum de sincronização de
dados reduz os custos que seriam necessários para dar suporte a várias tecnologias de
sincronização, além de oferecer aos desenvolvedores a flexibilidade necessária para que
55
desenvolvam o repositório de dados em rede e, ao mesmo tempo, mantenham a
compatibilidade com as versões anteriores. Essa flexibilidade facilita a instalação,
tornando os aplicativos mais atraentes para os provedores de serviços.
Funcionamento
Para atingir o objetivo de estabelecer um protocolo de sincronização comum que
conecte qualquer dispositivo compatível por diversas redes, o SyncML deve superar as
exigências da comunicação sem fio. Determinados recursos das redes sem fio como alta
latência da rede, largura de banda limitada e custos de transmissão relativamente
elevados impõem um alto nível de exigência ao protocolo de sincronização.
Por exemplo, com o objetivo de neutralizar os efeitos de ambientes com largura
de banda limitada, o SyncML utiliza o WBXML (WAP Binary XML), para reduzir ao
máximo os pacotes de dados transmitidos. Para minimizar os custos de transmissão,
também reduz o número de interações de dados de solicitação/resposta entre dispositivos.
O SyncML também consegue manter uma comunicação consistente com os dispositivos,
mesmo quando ocorrem interrupções momentâneas na conexão.
O SyncML pode ainda sincronizar dados nos diversos protocolos utilizados por
aplicativos em rede e dispositivos sem fio. Ele pode funcionar de forma simples e eficaz
com a Internet (HTTP); OBEX (Bluetooth, infravermelho etc); padrões de e-mail (SMTP,
POP3 e IMAP); redes TCP/IP; e outros protocolos de comunicação sem fio.
Existe sete diferentes tipos de sincronização definidos pelo SyncML,
nomeadamente:
TWO WAY SYNC
É a mais normal e largamente usada. O cliente e o servidor trocam os dados
modificados somente no final.
O cliente começa sempre a sincronização, mandando primeiramente as
modificações.
56
SLOWSYNC
Pode ser considerada como uma sincronização two way, porém aqui o cliente
envia o banco de dados inteiro ao invés de somente as modificações.
Pede ao servidor para preparar a analise da sincronização para os dados entre
cliente e servidor. O servidor retorna sempre as modificações requeridas pelo cliente.
ONE WAY SYNC FROM CLIENT ONLY
Somente neste tipo de sincronização, o cliente envia todas as modificações para o
servidor, mas não espera nenhuma modificação do servidor.
REFRESH SYNC FROM CLIENT ONLY
É um tipo especial ONE WAY SYNC FROM CLIENT, onde o cliente exporta
todos os dados do banco de dados para o servidor.
Ao servidor é esperado, repor os dados existentes com o banco de dados recebido
do cliente.
ONE WAY SYNC FROM SERVER ONLY
Este tipo de sincronização envia todos os dados modificados do servidor para o
cliente e não espera qualquer modificação do cliente.
REFRESH SYNC FROM SERVER ONLY
É um tipo especial do ONE WAY SYNC FROM SERVER, onde o servidor
exporta todos os dados do banco de dados para o cliente. Ao cliente é esperado repor os
dados existentes como banco de dados recebido do servidor.
57
SERVER ALERTED SYNC
O servidor alerta o cliente para preparar uma sincronização, dizendo também ao
cliente qual dos tipos de sincronização acima há de ser usado entre eles.
Sendo o primeiro protocolo de sincronização universal, o SyncML oferece total
liberdade aos usuários de dispositivos móveis.
Nenhum dos protocolos de sincronização existentes hoje oferece esse tipo de
conectividade universal. Portanto, com aplicativos compatíveis com SyncML, os usuários
poderão acessar informações como e-mails, calendários, listas de tarefas, informações de
contato e outros dados essenciais, independente da plataforma, do fabricante ou do
aplicativo.
Concluindo, achamos interessante ressaltar que o SyncML não se limita apenas
aos usuários de celulares. Também permite a sincronização por outros canais de
transmissão como redes fixas, infravermelho, cabo ou Bluetooth.
Na verdade, o SyncML permite até mesmo que os usuários sincronizem
informações armazenadas em aplicativos compatíveis baseados na Web. Essa
flexibilidade, junto com o design avançado e aberto, ajuda a torná-lo a mais moderna
padrão de sincronização para qualquer aplicativo ou dispositivo compatível do mundo
móvel.
58
Capítulo 4 Ambiente Experimental
Foi construído um ambiente experimental utilizado para realizar todos os testes do
trabalho, gerando assim uma série de resultados aonde serão analisados e comentados no
próximo capitulo.
Dividimos o ambiente experimental em duas partes, à parte dos hardwares e a
parte dos softwares utilizados, abaixo estarão duas tabelas montadas com cada um deles.
Tipo do
Dispositivo
Modelo/Fabricante Memória Processador Sistema
Operacional
Velocidade/
Família
Móvel Tungsten C (Wi-Fi)
/ Palm
64 MB 400 MHz
Intel
PXA255
Palm OS
5.2.1
–
Móvel Tungsten C (Wi-Fi)
/ Palm
64 MB 400 MHz
Intel
PXA255
Palm OS
5.2.1
–
Desktop Intel 256 MB Intel Celeron
1700 MHz
Windows
2000 Pro
Service Spck
4
–
Access
Point
DWL-900AP+ / D-
Link
– – – 2.4 GHz /
802.11b
TABELA 1: Hardwares
59
Fabricante Programa Dispositivo
Instalado
Versão Objetivo
Palm Powered Palm Desktop Desktop 4.1 Acessar os dados
Palm Powered Gerenciador
HotSync
Desktop 4.1.0 Gerenciar o
protocolo de
sincronização
Politecnico Di
Torino
TrafMeter Desktop 3.40.95 Monitorar
tráfego da rede
D-Link Wireless Access
Point
Configuration
Utility
Desktop 3.06 Configurar o
Acess Point para
acessos
Synthesis Synthesis Sync
Server - Demo
Desktop 2.0 Servidor do
SuncML
Palm Powered HotSync Móvel v.5.1P Cliente HotSync
Synthesis SyncML Client
Pro for PalmOS
Móvel V2.4.4.4 Cliente SyncML
Palm Powered Contatos Móvel v.4.5.1P Lista de contatos
TABELA 2: Softwares
O ambiente experimental foi montado da seguinte forma, instalamos e
configuramos todos os softwares necessários listados acima, aonde cada um deles tem
uma configuração específica para o nosso trabalho.
Montamos uma rede local (LAN) entre o computador Desktop com o Acess Point,
essa rede trafegou a 100 Mbps que é a limitação da placa de rede do Desktop. O ambiente
experimental ficou disposto da seguinte forma, como mostra a figura abaixo:
60
FIGURA 17: Ambiente Experimental
Com a rede local Ethernet funcionando, conseguimos nos conectar a rede sem fio
local (WLAN), com os dois dispositivos móveis acessando a base de endereços do
Desktop.
Conseguimos com um departamento da UFSC uma base de endereços de ex-
alunos da UFSC. Essa base possui um total de aproximadamente 70 mil registros. Esses
foram divididos em cinco arquivos para ser utilizados nos nossos testes; um de 1000
registros, um de 2000 registros, um de 3000 registros, um de 4000 registros e um de 8000
registros. Utilizamos as amostras para realizarmos os testes e com os resultados fazer as
devidas analises, que serão mostradas no próximo capítulo.
Com as cinco amostras prontas, começamos a realizar os testes. Os teste
procederam da seguinte forma:
• Inicializamos o programa Palm Desktop;
• Importamos uma das amostras, o arquivo com os endereços, para o Palm
Desktop;
• Executamos o Gerenciador de HotSync, o qual já está pronto para as
transferências, aguardando a chamada do dispositivo móvel;
61
• Essa chamada é realizada através do programa HotSync, que é usado para
iniciar a sincronização dos dados; os contatos do Palm Desktop com os
contatos do dispositivo móvel; o dispositivo móvel não tinha nenhum
endereço cadastrado, está vazio no inicio de todas as amostras;
• Quando iniciamos a importação, executamos o programa TrafMeter,
monitoramento da transferência de bytes na rede, para sabermos quantos
bytes foram transferidos, entre o Desktop e dispositivo móvel;
• Anotamos os tempos de inicio e fim da transferência e o total de bytes que
foram transferidos, para fazer as futuras analises.
• Após a sincronização entre o Desktop e o dispositivo móvel, através do
HotSync. Executamos o SyncServer, para que pudéssemos enviar os
contatos, novamente, para o Desktop através do SyncML Client do
dispositivo móvel; lembrando que não são armazenados no mesmo local
aonde estavam o anteriormente carregado; utilizando o TrafMeter
novamente para controlar os bytes recebidos; em todas as execuções
anotávamos os tempos e os bytes;
• Essas transferências foram realizadas em um modo de sincronização
“lento”, modo SlowSync;
• Realizamos algumas alterações nos contatos para podermos fazer uma
atualização, um modo “rápido”, modo FastSync, utilizando os dois
sincronizadores;
• As alterações foram: atualizamos dez contatos (cinco pares); um par com
um byte de informação, um par com dois bytes, um par com três bytes, um
par com quatro bytes e o último par com cinco bytes;
• Após as atualizações executadas nos endereços, começamos a realizar as
atualizações, seguindo os mesmos procedimentos iniciais; executando o
TrafMeter para controlar os bytes transferidos, HotSync e o SyncML
Client;
• Anotamos os tempos e bytes transferidos, assim finalizamos o processo
para uma amostra.
62
Após realizar os mesmo procedimentos para todas as cinco amostras,
conseguimos todos os dados necessários para executar a analise dos resultados
Como alguns resultados foram um pouco diferente uns dos outros, não ficando
muito satisfeito isso, resolvemos fazer um segundo estudo de caso, com o mesmo número
de registros e com as mesmas atualizações, não podendo afirmar que foram nos mesmos
campos, somente coletamos novamente os tempos e as quantidades de bytes transferidos.
63
Capítulo 5 Análise dos Resultados
Neste capítulo mostramos todos os nossos resultados, explicamos como cada um
dos estudos de caso se comportou e os motivos de algumas diferenças entre os mesmos.
5.1 Estudo de Caso 1
Para uma melhor analise e compreensão dos resultados, criamos alguns gráficos
que mostram mais claramente o que aconteceu em cada uma das amostras.
Abaixo mostramos os bytes e o tempo que levou para que cada uma das amostras
fossem transferidas do Desktop para o dispositivo móvel, no modo de sincronização
SlowSync, lento, utilizando HotSync:
HotSync - SlowSync
289143503015
716512930709
1786660
0
500000
1000000
1500000
2000000
00:00:05 00:00:10 00:00:13 00:00:20 00:00:38
Tempo
Byt
es
00:00:0500:00:1000:00:1300:00:2000:00:38
FIGURA 16: HotSync – SlowSync
Abaixo um outro gráfico, o qual mostra os bytes e o tempo, no modo de
sincronização SlowSync, lento, mas desta vez utilizando SyncML:
64
SyncML - SlowSync
335664663982
9958551326929
2664499
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
00:01:47 00:03:37 00:05:30 00:07:00 00:15:24
Tempo
Byt
es00:01:47
00:03:37
00:05:30
00:07:00
00:15:24
FIGURA 17: SyncML – SlowSync
Olhando os dois gráficos acima conseguimos notar que o HotSync é bem mais
rápido que o SyncML e o tráfego na rede nesse modo é menor.
Abaixo temos um gráfico mostrando muito mais clara a diferença entre ambos os
protocolos. A comparação feita entre os dois protocolos no modo de sincronização
SlowSync:
FIGURA 18: Comparativo entre HotSync e SyncML – SlowSync
65
Através do gráfico acima, mostramos claramente as diferenças de tempo entre os
dois protocolos de sincronização. Com isso, podemos afirmar que o protocolo mais lento,
HotSync, no modo SlowSync ainda é menor que o protocolo mais rápido que o SyncML.
Os gráficos abaixo mostram o outro modo de sincronização, o FastSync, que é
utilizado nas atualizações para ambos os protocolos e também mostram os tempos e bytes
transferidos.
O gráfico abaixo mostra os resultados do protocolo HotSync:
HotSync - FastSync
146807103299
271231
137716
312341
050000100000150000200000250000300000350000
00:00:02 00:00:03 00:00:04 00:00:04 00:00:11
Tempo
Byt
es
FIGURA 19: HotSync – FastSync
Este outro gráfico mostra os resultados do protocolo SyncML:
SyncML - FastSync
11213
11721
1117811105
11458
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
00:00:03 00:00:02 00:00:03 00:00:07 00:00:14
Tempo
Byt
es
00:00:0300:00:0200:00:0300:00:0700:00:14
FIGURA 20: SyncML - FastSync
66
Conseguimos analisar que neste modo de sincronização, o SyncML transfere
muito menos bytes na rede, cerca de 10 a 30 vezes, que o HotSync.
Os tempos entre eles, o SyncML demora alguns segundos a mais, pois checa um
arquivo de índices e atualiza somente o campo que o registro foi alterado.
Abaixo mostramos um gráfico comparando os dois protocolos de sincronização
no modo FastSync, conseguimos visualizar melhor as informações dadas acima:
FIGURA 21: Comparativo entre HotSync e SyncML – FastSync
5.2 Estudo de Caso 2
Neste estudo de caso 2, foi realizado somente para ter certeza de alguns
resultados, mostramos todos os gráficos que citamos e comentamos acima, no final
fizemos umas comparações entre as amostras para verificar o grau de confiabilidade da
mesma, podendo assim afirmar que realizando um terceiro estudo de caso, não sairia
muito desses resultados.
Abaixo os gráficos do estudo de caso 2, realizamos com os mesmos requisitos que
a primeira:
67
HotSync - SlowSync
288530503733
717203933322
1785063
0
500000
1000000
1500000
2000000
00:00:05 00:00:10 00:00:15 00:00:22 00:00:38
Tempo
Byt
es00:00:05
00:00:10
00:00:15
00:00:22
00:00:38
FIGURA 22: HotSync – SlowSync
SyncML - SlowSync
334782664032
9964241328728
2666621
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
00:01:45 00:03:37 00:05:24 00:07:19 00:15:11
Tempo
Byt
es
00:01:4500:03:3700:05:2400:07:1900:15:11
FIGURA 23: SyncML – SlowSync
Podemos ver e analisar que algumas diferenças ocorreram entre as amostras,
mostradas nos dois gráficos abaixo.
Esses problemas podem ter ocorrido nos dispositivos móveis, memória, ou no
computador Desktop, alguns processos rodando em background; podemos afirmar que
não foram problemas de tráfego na rede e distância entre os dispositivos móveis e o ponto
de acesso, porque sempre foram realizados em uma pequena distância.
Abaixo um gráfico mostrando os dois estudos de caso, comparando as amostras;
para o modo de sincronização SlowSync do protocolo HotSync:
68
Comparação HotSync - SlowSync
288530 289143503733 503015
717203 716512933322 930709
17866601785063
0
500000
1000000
1500000
2000000
00:00:05
00:00:05
00:00:10
00:00:10
00:00:15
00:00:13
00:00:22
00:00:20
00:00:38
00:00:38
Tempo
Byt
es
00:00:0500:00:0500:00:1000:00:1000:00:1500:00:1300:00:2200:00:2000:00:3800:00:38
FIGURA 24: Comparação entre as duas Amostras do HotSync no modo SlowSync
Abaixo um outro gráfico mostrando os dois estudos de caso, comparando as
amostras; para o modo de sincronização SlowSync do protocolo SyncML:
Comparação SynML - SlowSync
334782 335664664032 663982
996424 9958551328728 1326929
2666621 2664499
050000010000001500000200000025000003000000
00:01:45
00:01:47
00:03:37
00:03:37
00:05:24
00:05:30
00:07:19
00:07:00
00:15:11
00:15:24
Tempo
Byt
es
00:01:4500:01:4700:03:3700:03:3700:05:2400:05:3000:07:1900:07:0000:15:1100:15:24
FIGURA 25: Comparação entre as duas amostras do SyncML no Modo SlowSync
Podemos observar que as diferenças não foram tão grandes, como se podia
imaginar, com certeza um terceiro estudo de caso, não sairia muito destes resultados, por
isso, não foi realizado.
Abaixo as duas amostras, agora no outro modo de sincronização, o FastSync.
69
HotSync - FastSync
127127 137726
272742
146306
314038
050000100000150000200000250000300000350000
00:00:02 00:00:04 00:00:07 00:00:04 00:00:19
Tempo
Byt
es00:00:02
00:00:04
00:00:07
00:00:04
00:00:19
FIGURA 26: HotSync – FastSync
SyncML - FastSync
11135 11138
11226 11261
11438
10900
11000
11100
11200
11300
11400
11500
00:00:02 00:00:03 00:00:04 00:00:05 00:00:09
Tempo
Byt
es
00:00:02
00:00:03
00:00:04
00:00:05
00:00:09
FIGURA 27: SyncML – FastSync
Os dois próximos gráficos também mostram algumas diferenças entre as
amostras, as quais foram explicadas anteriormente.
Abaixo dois gráficos comparativos entre as amostras dos dois protocolos de
sincronização no modo FastSync:
70
Comparação HotSync - FastSync
127127 146807 137726 103299
272742 271231
146306 137716
314038 312341
050000100000150000200000250000300000350000
00:00:02
00:00:02
00:00:04
00:00:03
00:00:07
00:00:04
00:00:04
00:00:04
00:00:19
00:00:11
Tempo
Byt
es
00:00:0200:00:0200:00:0400:00:0300:00:0700:00:0400:00:0400:00:0400:00:1900:00:11
FIGURA 28: Comparação entre as duas Amostras do HotSync no Modo FastSync
Comparação SyncML - FastSync
11135 11213 11138
11721
11226 11178 1126111105
11438 11458
10600108001100011200114001160011800
00:00:02
00:00:03
00:00:03
00:00:02
00:00:04
00:00:03
00:00:05
00:00:07
00:00:09
00:00:14
Tempo
Byt
es
00:00:0200:00:0300:00:0300:00:0200:00:0400:00:0300:00:0500:00:0700:00:0900:00:14
FIGURA 29: Comparação entre as duas Amostras do SyncML no Modo FastSync
5.3 Avaliação dos resultados
Os requisitos que decidimos analisar foram: o volume de dados que os protocolos
de sincronização trafegaram na rede, o tamanho da rede e o consumo/utilização da
memória do dispositivo móvel.
71
5.3.1 Volume de dados transmitidos
O SyncML transmitiu um volume de bytes consideravelmente maior que o
HotSync para o mesmo volume de dados no modo SlowSync, como pode ser visto no
Figura 18. Utilizando o modo FastSync, o SyncML transmitiu um volume
consideravelmente menor que o HotSync, como pode ser visto no Figura 21.
Considerando-se ambientes wireless, estas características são muito importantes,
já que a comunicação pode ser fraca.
5.3.2 Tamanho da Rede
Essa característica indica se, com o aumento de dispositivos na rede, o protocolo
continua funcionando normalmente.
Nesta categoria o FastSync torna-se mais fraco, pois sincroniza com apenas dois
nodos na rede, isso ocorre para os dois protocolos, HotSync e SyncML.
O protocolo SyncML é inadequado para grandes redes porque cada dispositivo
tem que manter a informação de sincronização com todos os outros dispositivos da rede.
5.3.3 Memória
Na utilização dos protocolos estudados verificou-se que o SyncML é o que
consome mais memória do dispositivo e do servidor para fazer a sincronização.
Dispositivos com pouca memória não são indicados para sincronizar via SyncML.
O HotSync consome menos memória, logo, para dispositivos com pouca memória
é o mais indicado.
5.4 Erros Apresentados
72
No processo de execução dos testes, nos deparamos com alguns erros,
principalmente no dispositivo móvel, relacionado com o SyncML, abaixo uma descrição
de como o erro aconteceu, qual o erro e a solução do mesmo.
5.4.1 Fatal Exception
Ao tentarmos sincronizar o dispositivo móvel ao computador desktop, o qual não
estava na rede, gerou o seguinte erro:
FIGURA 30: Erro Dispositivo Móvel
O erro aconteceu quando entramos em Configuração de Wi-Fi do dispositivo
móvel, clicamos em Avança, “Pesquisando Rede”, Cancelar e Cancelar novamente, gerou
o erro.
Para solucionar este erro, precisamos reinicializar o dispositivo móvel, após
iniciar novamente, executamos os mesmos passos e o erro não aconteceu mais, este erro
ocorreu somente uma vez.
5.4.2 MEMORY MGR (SYNCML)
Aconteceu após fazermos alguns testes, apagando uma amostra e carregando
outra, não conseguimos descobrir o motivo, o porque isso aconteceu, achamos que pôr
ser uma versão demo deste protocolo de sincronização ele tenha este “bug”.
O erro que aconteceu foi:
73
FIGURA 31: Erro Dispositivo Móvel – SyncML
Para arrumar este erro e continuarmos com os testes, tivemos que reinicilizar o
dispositivo móvel, desinstalar o protocolo de sincronização que estava gerando o erro
(SyncML) e instala-lo novamente, com isso não deu mais problemas no momento,
conseguimos retomar os testes.
Mas ao executarmos mais alguns testes ele ocorreu novamente.
5.4.3 Outros Erros
Alguns outros erros aconteceram, a maioria deles foram por não inicializar o
servidor no Desktop; tomar cuidado, somente descuidos não afeta nada nos resultados
dos testes.
Deixar o “log” do HotSync ou qualquer propriedade do aplicativo Desktop Palm
aberto acarretava erro na sincronização.
Alguns problemas eram somente detalhes, os quais eram observados e
“corrigidos” rapidamente.
74
Capítulo 6 Conclusão e trabalhos futuros
O rápido crescimento do mercado da telefonia celular e o aumento do acesso à
Internet através de dispositivos móveis têm criado um novo mercado para os
programadores de aplicativos wireless. Nos últimos anos temos verificado uma crescente
expansão das tecnologias que empregam computação móvel. Portanto é justamente em
cima deste fator que os protocolos de sincronização se apóiam na perspectiva de se criar
um protocolo que possa sincronizar-se como maior número de dispositivos disponíveis
atualmente no mercado, ou de preferência um protocolo que simplesmente sincroniza-se
com os mais variados dispositivos o que se chamaria de protocolo universal.
A escolha sobre que protocolo usar, depende muito dos recursos disponíveis pelo
usuário, principalmente no que se refere ao hardware disponível, depende também do
critério a ser analisado visto que dependendo do critério escolhido (volume de dados
transmitidos, tamanho da rede, memória e de um dos modos de operação do HotSync),
pelos testes realizados podemos apontar que protocolo (HotSync ou SyncML) terá um
melhor ou menor desempenho.
Finalizando acreditamos que a nossa contribuição é importante uma vez que com
base no levantamento bibliográfico feito para este trabalho podemos observar que à
pouca literatura falando sobre protocolos de sincronização e que nem todos eles tem a
disponibilidade acesso total, pois são de empresas privadas, código fechado.
Deixamos as seguintes sugestões para trabalhos futuros:
• Desenvolver uma versão do protocolo SyncML otimizada;
• Desenvolver uma aplicação com acesso a Banco de Dados utilizando os
dois protocolos;
• Estudo comparativo entre resultados obtidos utilizando os dispositivos
móveis e emuladores [5];
• Estudo comparativo utilizando outras aplicações;
75
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Protocolos de Sincronização em Ambiente Wireless
Fernando Franquini, Dilson Lucala da Costa, Mario Antonio Dantas UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina INE – Departamento de Informática e Estatística
{capin, dilson, mario}@inf.ufsc.br
Resumo
Este trabalho tem o objetivo de mostrar os tipos de
redes wireless à que estamos expostos em nosso dia a dia, como elas funcionam e um tipo de serviço que está sendo cada vez mais utilizado, acesso a banco de dados de clientes móveis.
Criamos um ambiente experimental modelando uma rede WLAN, com dois dispositivos móveis acessando uma base de dados em um servidor.
Analisamos os resultados mostrando as eficiências e deficiências de dois protocolos de sincronização (HotSync e SyncML) dentre muitos existentes. 1. Introdução
Com o rápido crescimento na área de redes wireless, serviços e dispositivos, e a grande necessidade de conectar-se a bases de dados, constantemente, resolvemos analisar os protocolos de sincronização (HotSync e SyncML) para essas aplicações e em quais ambientes de redes wireless podem ser aplicados.
Vamos mostrar as eficiências e/ou deficiências de cada um dos dois protocolos sobre uma rede wireless WLAN, acessando uma base de dados em um servidor através de dois dispositivos móveis. 2. Ambiente Wireless
Atualmente estamos vivenciando uma revolução que poucos pensadores e tecnocratas imaginaram, estamos assistindo e felizmente participando da revolução das redes de computadores sem fio, conhecidas pela notação mundial de redes wireless.
Vendo que muitas pessoas estão em constante deslocamento se deparando com a necessidade de receber e transmitir informações, acessar dados e aplicativos a grandes distâncias tendo facilidade nas respostas das suas solicitações, isto tudo é um grande diferencial sobre outros tipos de redes.
A largura de banda das redes wireless nem chegam perto das redes de fios de cobre e de fibra óptica que
transmitem dezenas de milhões de bits por segundo de informação.
As redes wireless têm tudo para dar certo, tanto que, muitas empresas de grande porte estão sempre investindo para que a tecnologia cresça e melhore cada vez mais. Portanto existem grandes possibilidades de em um futuro próximo as redes wireless estarão sendo utilizadas para coisas que nunca imaginamos ou suponhamos, como comunicação de voz, comércio eletrônico, entretenimento, videoconferência móvel e até mesmo a localização de uma pessoa em qualquer ponto da terra, via celular GPS (Global Positioning Satélite).
Sobre essas redes algumas tecnologias de transmissão se destacam:
• A transmissão à rádio é uma das mais utilizadas hoje em dia, são de fácil geração e percorrem grandes distâncias e podem atravessar até paredes.
• A transmissão por infravermelho é utilizada geralmente em casas, conectando pequenos dispositivos a pequenas distancias, por exemplo, controle remoto.
• A transmissão por laser é utilizada na interligação de prédios, o seu raio é muito estreito, cerca de 1mm e o seu maior problema é que sofre fácil interferência externa como chuva, fumaça e neblina.
3. Tipos de Redes Wireless
Podemos classificar as redes wireless basicamente em quatro grandes tipos de redes, abaixo uma breve descrição de cada uma delas.
3.1. WPANs (Wireless Personal Area Network)
Os estudos das WPANs foram iniciados nos anos 90,
para estas redes foi designado o padrão da IEEE 802.15 sendo que o mais conhecido deles é o 802.15.1, (Bluetooth – grupos envolvidos na criação 3COM, Agere, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba e outras). Essas redes são de curto alcance, cerca de 10 a 100 metros aproximadamente, dependendo da potência dos equipamentos. Além do 802.15.1 temos como
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exemplos deste tipo de redes os padrões o 802.15.3 (Uwb – Intel e Motorola) e o 802.15.4 (ZigBee). Operam nas freqüências 2402 e 2480 GHz, tornando-se assim um padrão global para as conexões wireless. 3.2. WLANs (Wireless Local Area Network)
Os estudos desta tecnologia como das WPANS,
também, iniciou em meados dos anos 90, como principal filho deste tipo de redes, temos o padrão IEEE 802.11, ela opera na freqüência de 2.4 GHz. A família dos 802.11 é consideravelmente grande, podemos citar como exemplos dela o 802.11a, o 802.11b e o 802.11g dentre outros.
O 802.11b tem uma taxa de transferência de aproximadamente 11 Mbps e um raio de abrangência de 300 metros.
Cada novo filho segue algumas especificações do anterior e vai melhorando em alguns detalhes, para que fique cada vez mais completo.
Essas redes podem operar em dois modos, o modo Ad-Hoc que é em uma rede temporária e infrastructure que é controlada por pontos de acessos pré-configurados.
3.3. WMANs (Wireless Metropolitan Network)
As redes WMANs sugiram como padrão 802.16 da
IEEE, operam em freqüências de 2 GHz a 11 GHz. Funcionam como uma extensão de tecnologias de acesso à Internet em banda larga, como ADSL ou cabo.
Este padrão trouxe para o mercado de redes WMANs todas as vantagens que a tecnologia 802.11b tem para as redes WLANs.
O padrão 802.16 oferece conexões de até 70 Mbps cerca de 270 vezes mais rápido que as conexões de 256 Kbps de uma conexão ADSL.
3.4. WWANs (Wireless Wide Area Network)
As WWANs têm a padronização da IEEE como
802.20, foi criada para conectar clientes moveis a redes corporativas e à Internet, por meio de redes públicas de telefonia celular.
Algumas tecnologias que podemos citar são o CDMA 1xRTT e o GSM/GPRS que possuem uma taxa média de transmissão é de aproximadamente 30 Kbps e 40 Kbps. 4. Tecnologias de Sincronização
A sincronização em ambientes móveis pode ser definida como o ato de estabelecer equivalência entre duas coleções de dados, entre o cliente e o servidor, após as ocorrências de alterações dos registros armazenados. Depois da sincronização de dados, cada elemento de dados em uma coleção é mapeado por um outro elemento
de dados em outra, sendo que seus dados equivalentes, entretanto não necessariamente idênticos. [2]
Podemos citar alguns tipos de sincronização, alguns dos mais conhecidos são:
• One-Way: é a transferência de dados ou atualizações entre dois dispositivos em um único sentido.
• One-Way Cliente/Servidor: neste tipo de sincronização o cliente é responsável por inicia-la e submeter todas as modificações ao servidor, mas não recebe retorno dos resultados finais das ações realizadas no banco de dados.
• One-Way Servidor/Cliente: o servidor inicia a transmissão que se conecta com o cliente e submete todos os dados atualizados no banco de dados consolidado. Após terminar a transferência, o cliente possui uma versão atualizada de todos os dados do servidor. O servidor não captura nenhuma alteração feita pelo cliente.
• Two-Way: é a transmissão das modificações que ocorrem nos dois sentidos, tanto do cliente como do servidor. A sincronização inicia no cliente, o servidor identifica e trata os conflitos existentes retornando dados corretos ao cliente, no final, os dois possuem os mesmo dados [2].
5. Protocolos de Sincronização
Para [4] a sincronização em ambientes móveis pode ser definida como o ato de estabelecer equivalência entre duas coleções de dados, entre cliente e servidor, após a ocorrência de alteração nos registros armazenados.
Depois de sincronização de dados cada elemento de dados em uma coleção é mapeado por um elemento de dados em outra, sendo que seus dados são equivalentes, entretanto não necessariamente idênticos.
5.1. HotSync
O protocolo de sincronização HotSync opera em dois modos, são eles:
SlowSync: ocorre quando o FastSync, que é a condição principal, não é encontrada, podemos dizer que o SlowSync ocorre quando vai transferir para um computador diferente que ainda não possui a base de dados. Um problema deste modo é que a comunicação e a complexidade do tempo aumenta linearmente como número de arquivos armazenados dentro do aparelho, independente do número de arquivos alterados. Com o
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avanço das tecnologias dos dispositivos e das conexões este problema pode perfeitamente ser tratado.
FastSync: ocorre quando o dispositivo móvel é sincronizado com o mesmo computador que foi sincronizado pela última vez. Neste caso o dispositivo usa o status bandeira, que determinam quais as mudanças já ocorreram desde a última sincronização. O status bandeira mantém cada arquivo em uma aplicação de banco de dados e são segurados quando ocorre uma inserção, exclusão ou alteração em um pedido de sincronização feita pelo usuário. O FastSync é a melhor opção quando a sincronização ocorre entre dois dispositivos, pois o dispositivo só consegue recordar flags somente de um computador.
5.2. Sync ML
SyncML, segundo [7] é uma iniciativa aberta da
indústria suportada por muitas companhias, incluindo Ericsson, IBM, Lótus, Matsushita, Motorola, Nokia, OpenWare e Starfish. Pode ser considerada como uma linguagem padrão para sincronizar diferentes dispositivos e aplicações sobre qualquer rede.
Com o SyncML qualquer tipo de informação pode ser sincronizada para mantê-la consistente e atualizada, não importando a localização do dispositivo e da rede. O protocolo possui as seguintes características:
• Opera eficientemente sobre redes wireless e com fios.
• Suporta uma variedade de protocolos de transporte, como HTTP, WSP, OBEX, redes TCP/IP, SMTP, POP3, IMAP, e protocolos proprietários.
• Acesso a dados de uma variedade de aplicações.
Usando a representação de protocolo, SyncML é um protocolo de sincronização que define como inicializar, sincronizar e encerrar a sincronização incluindo a troca de dados entre os dispositivos sincronizados. SyncML é programado considerando ele como um protocolo de sincronização comum, tendo cuidado nos casos onde os serviços de rede e os dispositivos de armazenamento de dados que estão começando a ser sincronizados estão em formatos diferentes ou sendo usados por diferentes programas. Há sete tipos diferentes de sincronização definidas pelo SyncML, dependendo de como a sincronização é inicializada pelo cliente eu servidor e a transferência de informação entre eles:
1. Two-Way Sync 2. Slow Sync 3. One-Way Sync from Client only 4. Refresh Sync from Client only 5. One-Way Sync from Server only 6. Refresh Sync from Server only 7. Server Alertd Sync
SyncML tenta conseguir potencialidades do Fastsync, requerendo que todos os dispositivos da rede possuam flags de status para cada registro. Isso pode causar uma demanda de memória muito grande. Onde a complexidade aumenta conforme o número de dispositivos em rede. Isso não é sustentável em redes com vários dispositivos. 6. Ambiente Experimental
O ambiente sem fio foi criado no laboratório LabWeb pertencente ao Centro Tecnológico (CTC) da Universidade Federal de Santa Catarina. Abaixo duas tabelas mostrando os hardwares e softwares utilizados nos experimentos.
Dispositivo Descrição Móvel Tungsten C com Wi-Fi, 64 MB,
processador 400 MHz da Intel, modelo PXA255 e sistema operacional Palm OS
Móvel Tungsten C com Wi-Fi, 64 MB, processador 400 MHz da Intel, modelo PXA255 e sistema operacional Palm OS
Desktop Intel, com 256 MB, processador Intel Celeron 1700 MHz e sistema operacional Windows 200 Pro Service Spack 4
Acess Point DWL 900AP+ da D-Link da família 802.11b e com velocidade de 2.4 GHz
1. Tabela de Hardwares
Fabricante Dispositivo Instalado
Descrição Palm Powered Desktop Palm Desktop. Versão 4.1 Palm Powered Desktop Gerenciador HotSync.
Versão 4.1.0 Politecnico Di Torino
Desktop TrafMeter. Versão 3.40.95
Synthesis Desktop Synthesis Sync Server – Demo. Versão 2.0
Palm Powered Móvel HotSync. Versão v.5.1P Synthesis Móvel SyncML Client Pro for
PalmOS. Versão V2.4.4.4 Palm Powered Móvel Contatos. Versão v.4.5.1P D-Link Desktop Wireless Access Point
Configuration Utility Versão 3.06
2. Tabela de Softwares O nosso ambiente experimental foi montado da
seguinte forma, instalamos e configuramos todos os softwares necessários listados acima, aonde cada um deles tem uma configuração específica para o nosso trabalho. Fizemos uma rede local entre o computador Desktop, funcionando como base, e o Access Point funcionando a 100 Mbps, que era a limitação da placa de rede do Desktop.
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Figura 1: Ambiente Experimental
Com a rede local Ethernet funcionando, conseguimos
nos conectar a rede sem fio local (WLAN) através dos dois dispositivos móveis acessando a base de endereços do Desktop. Conseguimos uma base de endereços com um total de aproximadamente 70 mil registros Eles foram divididos em cinco amostras: de 1000 mil registros, de 2000 registros, de 3000 registros, de 4000 mil registros e 8000 mil registros, para que pudéssemos fazer os testes e as devidas análises que serão mostradas no capitulo seguinte.
7. Resultados
Analisamos dois protocolos, citados e explicados acima. Realizamos os testes para ambos os modos: SlowSync e FastSync. Abaixo dois gráficos aonde são mostrados o tempo e os bytes transferidos em cada uma das amostras citadas no capitulo anterior.
Figura 2: Tabela Comparativa SlowSync
Figura 3: Tabela Comparativa FastSync
7.1. Volume de dados transmitidos
O SyncML transmitiu um volume de bytes
consideravelmente maior que o HotSync para o mesmo volume de dados no modo SlowSync, como pode ser visto na Figura 2. Utilizando o modo FastSync, o SyncML transmitiu um volume consideravelmente menor que o HotSync, como pode ser visto na Figura 3. Considerando-se ambientes wireless, estas características são muito importantes, já que a comunicação pode ser fraca.
7.2. Tamanho da Rede
Essa característica indica se, com o aumento de
dispositivos na rede, o protocolo continua funcionando normalmente. Nesta categoria o FastSync torna-se mais fraco, pois sincroniza apenas dois nodos na rede. O SyncML é inadequado para grandes redes porque cada dispositivo tem que manter a informação de sincronização para todos os outros dispositivos da rede.
7.3. Memória
Na utilização dos protocolos estudados verificou-se
que o SyncML é o que consome mais memória do dispositivo e do servidor para fazer a sincronização. Dispositivos com pouca memória não são indicados para sincronizar via SyncML.
8. Referências [1] DANTAS, M. A. R. Tecnologias de Redes de Comunicação e Computadores. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2002. [2] PALAZZO, S.; PULIOFITO, A.; SCARPA, M. Design and Evaluation of a Replicated Database for Mobile Systems. Wireless Networks 6, p.131-133, 2000 [3] TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. Editora Campus, 4ª Edição 2004. [4] PHATAK, S.; BADRINATH, B. R. Bounded Locking for Optimistic Concurrency Control.
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[5] FORMAN, G. H.; ZAHORJAN, J. The challenges of mobile computing. 1993. Relatório TécnicoTR-93-11-03. [6] BARBARA, D. Mobile computing and databases - a survey. Knowledge and Data Engineering, [S.l.],v.11, n.1, p.108 à 117, 1999. [7] SYNCML. SyncML. Disponível em http://www.syncml.org - Acesso em: Jun
