Apxитeктypныe решения беспроводного Интернета
Полный объем работ по созданию архитектуры должен учитывать каждый аспект системы. С точки зрения разработчика приложений на J2ME системный контекст является не просто платформой J2ME, но также целой средой беспроводного Интернета, включая интернет-портал и среды беспроводных сетей.
В частности, разработчики MIDP-приложений должны знать о том, как системные качества среды интернет-портал а и среды беспроводных сетей влияют на разработку приложений MIDP. В то время как совершенно ясно, как присутствие программных интерфейсов приложений, протоколов уровня приложений, языков разметки, форматов данных и так далее влияет на функциональную разработку системы, менее очевидным является то, как системные качества этих сред воздействуют на разработку приложений MIDP. Хотя построение архитектуры и проектирование интернет-порталов и служб порталов лежит за пределами сферы деятельности разработчиков приложений на MIDP, - a частично и области интернет-проектирования, - характеристики этих систем влияют на разработку приложений MIDP и должны быть понятны разработчику приложений на MIDP.
Основной задачей данного раздела является повышение вашей осведомленности об архитектурном взгляде на среду беспроводного Интернета: чем она отличается от сред проводных сетевых комплексов и как она влияет на разработку приложений на J2ME. Примите во внимание, однако, что темы, которые я здесь описываю, никоим образом не представляют собой полный список вопросов построения архитектуры.
Проблемы, на которые мы обращаем здесь особое внимание, сконцентрированы на влиянии, которое характеристики сред беспроводного Интернета оказывают на системные качества архитектуры. Хотя небезопасно уделять первостепенное внимание системным качествам без определения конкретных требований, вероятно, можно с уверенностью сказать, что, в общем, производительность, расширяемость, доступность и безопасность являются важнейшими из понятий разработки, если не больше - из всех системных качеств. Эти системные качества, в частности, подчеркивают некоторые из различий между средами беспроводного и проводного Интернета.
Например, распределенные приложения MIDP формируют запросы для отправки и получения данных по беспроводным соединениям. Хотя многие уровни набора протоколов беспроводного Интернета и структура общих соединений MIDP извлекают архитектурные подробности беспроводной сети из вашего приложения, характеристики производительности сети влияют на разработку вашего приложения.
Двумя основными категориями беспроводных сетей являются сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов. Сети с коммутацией каналов тратят больше времени на установление соединения, чем сети с коммутацией пакетов. Более длительное время установления соединения вызывает задержку начала обмена данными, что влияет на время ожидания и пропускную способность. Теоретически приложения MIDP должны, вероятно, проектироваться с учетом запроса большего объема данных на каждое соединение и ограничения количества соединений, устанавливаемых с удаленными серверами, особенно в сетях с коммутацией каналов. Действительные же измерения производительности, доступные на время написания этой книги, однако, показывали, что относительно новые сети, основанные на коммутации пакетов, еще пока недостаточно хорошо налажены, чтобы снизить время ожидания и увеличить пропускную способность настолько, насколько ожидалось первоначально. Поэтому неплохим решением может стать ограничение общего количества запросов соединения.
Повышение производительности может быть также достигнуто посредством использования дейтаграмм для определенных сетевых коммуникаций. Если приложения могут быть к нему приспособлены, использование UDP вместо HTTP или сокетов (то есть, даже если реализация MIDP поддерживает сокеты) может привести к резкому повышению сетевой производительности, поскольку реализации UDP не создают соединений на транспортном уровне.
Другой проблемой является стоимость соединений передачи данных в беспроводных сетях. В сетях с коммутацией каналов оплачивается время соединения. В пакетных сетях оплачиваются отправленные и принятые байты. Тип сети, на основе которого работает ваше приложение MIDP, и разработка, которую вы выбрали для осуществления коммуникаций вашим приложением, могут повлиять на стоимость для конечного пользователя. Кроме того, тип сети может повлиять на расширяемость, нагрузку и пропускную способность сети.
В сетях с коммутацией пакетов вы, возможно, захотите закрыть соединения везде, где только можно, чтобы избежать монополизации полосы пропускания в те моменты, когда она не используется. Конечно, вы должны согласовать альтернативы выбора между денежными затратами, вызванными поддерживанием соединений открытыми с непроизводительными издержками, и временем ожидания, вызванным частым открыванием и закрыванием соединений.
Извлечение данных является другой проблемой, которая влияет на производительность. Вы не можете ничего сделать с производительностью уровня данных, лежащим глубоко в архитектуре портала. Однако вы можете уменьшить влияние частых запросов данных. Получение большего объема данных при каждом запросе и кэширование их локально на устройстве либо в памяти, либо в RMS может повысить производительность. И, как мы уже говорили, эта стратегия может также повысить производительность в беспроводной сети.
Производительность также является проблемой на самой платформе MIDP. Приложения MIDP должны учитывать свою модель доступа к локальным данным. Это нагляд-
но иллюстрирует выгодность создания прототипов приложения до загрузки полной реализации. Вы можете обнаружить, что при кэшировании RMS-записей в памяти у вас повышается производительность по сравнению с ситуацией, когда RMS получает доступ к каждому прочтению или записи. В некоторых реализациях MIDP производительность повышается при удалении всего хранилища записей, его повторном создании, а затем внесении всех записей за один раз вместо создания отдельных записей.
Расширяемость близко связана с производительностью. Вы должны учитывать, поддерживает ли разработка, поддерживающая высокую производительность, также массовую расширяемость. Приложения MIDP должны быть прототипированы и протестированы для большого масштаба, поскольку приложения беспроводного Интернета могут подвергаться одновременному доступу большого количества пользователей. В зависимости от вашего приложения и среды Интернета, к которой ваше приложение получает доступ, иногда возможно получить доступ к децентрализованным службам Интернета, таким образом уменьшая влияние узких мест, появление которых вызвано доступом отдельного сервера.
Поддержка определяющих местонахождение служб является другой областью, которая может повлиять на разработку приложений для телефонов. Как вы уже узнали ранее, среды беспроводного Интернета могут поддерживать один из трех типов технологий местоопределения, на основе которых строятся службы, определяющие местонахождение. Системы, базирующиеся на GPS, еще пока не очень доступны в реальных сетях. Во время написания данной книги службы, базирующиеся на сети, были превалирующими. Полуавтоматические системы GPS все еще находятся на стадии эксперимента, но подают надежды. На разработку вашего приложения влияет в большей степени доступная системная поддержка. Однако независимо от технологии вы можете выбирать альтернативные варианты разработки, повышающие производительность и расширяемость. Суть в том, что вы должны оценивать всю систему - а не только программное обеспечение, неотъемлемое от устройства - в соответствии с критериями, определяемыми системными качествами.
Безопасность также является важным системным качеством. Беспроводные сети, как и корпоративные сети, сталкиваются с серьезными проблемами при поддержке безопасных сред. Как и большинство корпоративных сетей, они используют такие схемы, как динамическое конфигурирование адресов, преобразование сетевого адреса, брандмауэры и так далее для того, чтобы скрыть подробности сетевых адресов и служб от внешних объектов.
Другой причиной реализации этих схем является ограниченность адресного пространства сети. Беспроводные сети часто преобразуют IP-адреса в собственные адресные схемы, чтобы получить возможность работать с большим количеством телефонных трубок. Для того чтобы поддерживать обмен данными между равноправными узлами - телефонными трубками, беспроводной сети приходится предоставлять схему пересылки телефонных адресов, основываясь на некоторой форме внутренней адресации. Модель централизованной службы может повлиять на производительность и расширяемость.
Это некоторые из причин, почему беспроводные сети имеют более ограниченную среду сетевой передачи данных, чем среды проводных сетевых комплексов. Разработчики MIDP должны учитывать ограничения сети при разработке приложений. С принятием IPv6 будет достаточно адресов для того, чтобы присвоить каждой телефонной трубке статический IP-адрес. Тем не менее, безопасность, производительность и расширяемость останутся важными вопросами.
