Evolución Internet Móvilgrasia.fdi.ucm.es/jpavon/docencia/dso/wap.pdf · las tecnologías de Internet no cumplen los requisitos 01/03/2001 Terra Mobile 24 Introducción (II) •

Evolución de los Servicios y

Aplicaciones en Internet Móvil

Pablo Bibiano GilDepartamento de Tecnología Estratégica

01/03/2001 Terra Mobile 2

Índice

• Introducción a Internet Móvil• Entornos de Aplicaciones y Servicios• Wireless Application Protocol (WAP)• Java 2 Micro Edition (J2ME)• Servicios de Mensajería• Preguntas


Introducción a Internet Móvil


Concepto de Internet Móvil

Internet Móvil

Telefonía móvil:•Carácter Personal•Movilidad•Mensajería

Red global de datos (Internet):•Acceso a Contenidos•Comunicaciones interpersonales•Comercio electrónico•Ocio y entretenimiento

ProcesoConvergencia


Elementos de la cadena de valor

ContenidosServicios y

AplicacionesPortalesProveedores

de AccesoWireless

OperadoresRed Móvil

Cliente delServicio Móvil


Clasificación de los Servicios de Internet Móvil

• Servicios de transaccionales y de datos:• Comunicaciones Personales (Mensajería...)• Contenidos (Información, Noticias...)• Entretenimiento (Juegos, Ocio, Viajes...)• Finanzas• Comercio electrónico

• Servicios Multimedia• Voz• Difusión de audio y vídeo• Videoconferencia


Panorama de las Tecnologías Wireless

Sistemas de Soporte Operacionales y de Negocio(Provisión, facturación, atención al cliente...)

Herramientas de Desarrollo y Soporte

Dispositivosde Acceso

(Tarjetas de identidad, Agentes de usuario,

MiniBrowsers,Entornos de ejecución

de aplicaciones...)

Redes de AccesoRadio

(Multiplexación, Gestión de recursos...)

Núcleo de

Red

(Conmutaciónpaquetes y circuitos, Calidad de servicio...)

Redes de suministro Servicios

(Autenticación, Autorización,

Contabilizaciónpersonalización,

privacidad...)

Contenidosy

Aplicaciones

(Serv. de contenidos,Serv. de directorioAlmacenamiento,

XML, Java)


Escenario de Evolución de las Tecnologías de Red

• GSM (Global System for Mobile Communications):• Telefonía Móvil digital• Servicio de Mensajes cortos• Canal de datos (9,6 Kbps normalmente)

• GPRS (General Packet Radio Service):• Conmutación de paquetes sobre red GSM• Concepto de “Always-on”• Velocidades de hasta 170,4 Kbps

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System):• Más y mejores servicios (interfaces abiertos...)• Mejora servicios de datos (hasta 2 Mbps)• Tendencia a todo IP (“All IP”)

GSM GPRS UMTS1999 2000 2001 2002 2003


Tipología de las Tecnologías de Terminales

Handset Smartphone PDA HandheldPC

Laptop

• Orientados a Voz

• SMS

• Orientados a Voz

• SMS• Microbrowser

• Orientado a Datos

• Gran Pantalla• Entrada mejorada

• Sistemas Operativos abiertos

• Orientado a Datos

• Gran Pantalla • Teclado completo

• Sistemas Operativos abiertos

• Orientado a Datos• Optimizados para la gestión de datos• Gran Pantalla • Teclado completo• Sistemas Operativos abiertos


Entornos de Servicios y Aplicaciones


Servicios básicos ofrecidos por el entorno móvil

• Interfaces externos que el núcleo de red proporciona para la creación de servicios.

• Existencia de estándares: • OSA (Open Service Architecture – http://www.3gpp.org)• Parlay (http://www.parlay.org) • JAIN (http://java.sun.com/products/jain)...

• Marco que ofrece:• Autenticación• Descubrimiento de servicios básicos• Seguridad

• Servicios contemplados: • Control de llamada• Presencia• Movilidad• Mensajería• Facturación• Perfiles de usuario


MExE (Mobile Execution Enviroment)

• Estándar del 3GPP (3er Generation PartnershipProject - Organismo de estandarización de la telefonía móvil de 3ª Generación para Europa y Japón).

• Proporciona un entorno estandarizado para los servicios y aplicaciones ofrecidos a través de terminales móviles de 2G avanzados y 3G

• Tiene en cuenta la heterogeneidad de terminales• MExE no es una nueva tecnología, se apoya en

tecnologías abiertas, robustas y maduras.• Plantea un modelo de seguridad que permita a los

usuarios proteger sus datos y sus recursos de servicios fraudulentos.


MExE ClassMarks

• Especifica un entorno de aplicación basado en una tecnología existente y madura como WAP o Java.

• Actualmente hay tres Classmarks definidas en la especificación de MExE:• MExE Classmark 1: Entorno WAP.• MExE Classmark 2: Entorno PersonalJava.• MExE Classmark 3: Entorno Java 2 Micro Edition

CLDC/MIDP.

• Existen propuestas como la propugnada por Microsoft de incorporar CLI (Common Languaje Infraestructure) y C# como un nuevo Classmark.


Aspectos genéricos de MExE (I)

• Arquitectura de Alto Nivel: Modelo de cómo los mecanismos estandarizados de transporte y ejecución son usados para crear servicios MExE teniendo en cuenta los

terminales móviles y el entorno de servicio.

Red deAcceso Internet

TerminalMóvilMExE

TerminalMóvilMExE

Gateways y proxys

Servidores deMensajeríaMultimedia

ServidoresInternet

Entorno de Servicio MExEServidoresRed Móvil


Aspectos genéricos de MExE (II)

• Negociación de capacidades y contenidos: Optimizar los contenidos teniendo en cuenta las capacidades de los dispositivos cliente.

• Servicios de Provisión: Capacidad de forma estandarizada de descubrimiento e instalación aplicaciones.

• Servicios de Gestión: control sobre la configuración, ejecución y las capacidades de terminar, suspender y borrar.


Aspectos genéricos de MExE (III)

• Control de usuario de las conexión de aplicación. El usuario podrá listar, terminar o suspender las conexiones activas asociadas a cualquier aplicación en el entorno MExE.

• Auditoria de los eventos de red. El terminal móvil MExE mantendrá una lista de los eventos de red iniciados por las aplicaciones que potencialmente sean facturables:• Envío de SMS (Short Message Service)• Envío de mensajes USSD (Unstructured Supplementary

Service Data)• Conexiones de paquetes y de circuitos• Envío de paquetes


Seguridad en MExE

• Certificación y autorización basada en el uso de cadenas de certificaciones y criptografía de clave pública.

• Autenticación de los ejecutables dentro de diferentes dominios:• Dominio de Operador• Dominio de Fabricante• Dominio de Terceras Partes• Dominio no autenticado

• Permisos de Usuario ante acciones comprometidas:• Para siempre• Para una sesión• Para una acción individual


Escenarios de Acceso a Servicios MExE (I)

• Servicios Ejecutados en Servidor Remoto: El Cliente establece una conexión con un servidor remoto, éste ejecuta y provisiona el servicio y, finalmente, devuelve contenidos al usuario

• Ejemplo: Servicio accedido por un browser WAP


TerminalMóvilMExE

Servicio

Servicio


Escenarios de Acceso a Servicios MExE(II)

• Descarga de la Aplicación en el Cliente: El Cliente establece una conexión con un servidor remoto, se descarga una aplicación que actúa como cliente local, el servidor remoto ejecuta y provisiona el servicio y, finalmente, devuelve contenidos a la aplicación de cliente

• Ejemplo: Cliente de correo electrónico


TerminalMóvilMExE

Servicio

Servicio

AplicaciónCliente


Escenarios de Acceso a Servicios MExE(III)

• Descarga del Servicio en el Cliente: El Cliente establece una conexión con un servidor remoto, se descarga el servicio a local y, finalmente, el servicio local se ejecuta y provisiona sin ningún tipo de interacción con los servidores remotos.

• Ejemplo: Un juego


TerminalMóvilMExE

Servicio

Servicio

Servicio


Escenarios de Acceso a Servicios MExE(IV)

• Servicios directos entre terminales: Se establece la interacción entre los servicios residentes en los clientes de forma directa. La descarga de los servicios ha podido realizarse previamente mediante la conexión con algún servidor remoto

• Ejemplo: Juegos interactivos

Red deAcceso

TerminalMóvilMExE

Servicio

TerminalMóvilMExE

Servicio


Wireless Application Protocol (WAP)


Introducción (I)

• WAP (Wireless Application Protocol) es un conjunto de especificaciones elaboradas por el WAP Forum

• El WAP Forum (http://www.wapforum.org) se estableció con el objetivo de desarrollar el estándar de facto para la información wireless y los servicios telefónicos sobre terminales móviles digitales

• WAP utiliza los protocolos de Internet siempre que sea posible

• Se opta por optimizaciones o alternativas cuando las tecnologías de Internet no cumplen los requisitos


Introducción (II)

• El WAP Forum se establece en 1997

• WAP Versión 1.0 se publica en Abril de 1998 (pre-WAP, no hay dispositivos)

• WAP Versión 1.1 se publica en Junio de 1999 y los primeros dispositivos se lanzan a finales de 1999

• WAP 1.2.1 se publica en Junio de 2000 y los primeros dispositivos están comenzando a surgir

• Se prevé que WAP 2.0 se publique en Junio/Julio de 2001

WAP 2.0Establecimiento

WAP Forum WAP 1.2.1

1997 1998 1999 2000 2001

WAP 1.1WAP 1.0


Situación Actual (I)

• Arquitectura. Definen una arquitectura evolucionada a partir del modelo de Internet (World-Wide Web).

• Entorno de aplicación. El WAE (Wireless Application Environment) es un entorno genérico que intenta combinar los entornos Web con las tecnologías de telefonía móvil.

• Torre de Protocolos. Especifica los protocolos a nivel de trasporte (WDP, WCMP), seguridad (WTLS), transacción (WTP), sesión (WSP) y aplicación (WML, WMLScript y WTAI).

• Marco de Aplicaciones de Telefonía Inalámbrica. El WTA (Wireless Telephony API) es un entorno de desarrollo de aplicaciones que utilizan los servicios y las funcionalidades dela red móvil subyacente.


Situación Actual (II)

• Funciones de telefonía específicas. El entorno de aplicaciones de telefonía antes comentado (WTA) es general a todas las tecnologías de red utilizadas. Por tanto, dicha especificación se complementa con las funcionalidades particulares de cada una de las redes consideradas (GSM, IS136 y PDC).

• Modelo de Caching. La especificación define el modelo de caché utilizado por los agentes de usuario para los contenidos previamente obtenidos de la red.

• Formato binario de Contenidos XML (WBXML). Esta especificación define una representación binaria compacta de XML con objeto de reducir el tama ño de los documentos en dicho formato.


Modelo de programación

• WAP utiliza la figura del Gateway para realizar la interconexión entre los dominios WAP y Web.

• El Gateway WAP soporta las siguientes funcionalidades:• Adaptación de Protocolos. Este elemento es el encargado

hacer interoperar los protocolos de ambos mundos.• Codificación y decodificación de contenidos. Los contenidos

son optimizados dentro del dominio WAP, es decir, codificados en binario con objeto de disminuir su tamaño.

Cliente Gateway Servidor Origen

AgenteUsuario(WAE)

Codificadores yDecodificadores

CGI,Servlets ...

Contenidos

PeticiónCodificada Petición

RespuestaCodificada

Respuesta


Modelo de capas de protocolos

• El stack de protocolos WAP está totalmente inspirado y hereda mucha de sus características del modelo de referencia ISO OSI [ISO7498]

Capa de Transporte(WDP – Wireless Datagram Protocol

Capa de Transporte Seguro(WTLS – Wireless Transport Layer Security)

Capa de Transacción(WTP – Wireless Transaction Protocol

Capa de Sesión(WSP – Wireless Session Protocol

Capa de Aplicación(WAE – Wireless Application Environment)

CDPDCDMAGSM IS-136 PDC-P iDEN FLEX ETC...

Otros Serviciosy Aplicaciones

Portadoras


Evolución a corto-medio plazoWAP 1.2.1

• Wireless Identity Module (WIM). Módulo utilizado para almacenar parámetros específicos del usuario relacionados con su identificación y su autenticación (en general, para implementar soluciones de seguridad). Las implementaciones deben ser resistentes a sabotaje (“tamper-resistant”): Debe utilizarse algún tipo de protección física tipo tarjeta SIM

• User Agent Profile (UAProf). Concepto que permite advertir de las capacidades de los terminales a los servidores de aplicaciones yotras entidades con objeto de adaptar los contenidos a dichas capacidades.

• Push. Permite a los servidores autorizados iniciar la transmisión de contenidos a los dispositivos WAP sin ser previamente solicitados. Esto es especialmente útil en redes de paquetes, como GPRS, en las cuales los usuarios siempre estarán conectados (“always-on”).


WAP Push (I)

• Service Loading. El agente de usuario carga y ejecuta un servicio identificado por una URL (Uniform Resource Identifier) sin ningún tipo de intervención del usuario. Existe tres tipos de nivel de acción:• Interrupción de las actividades del usuario si éste está utilizando otro

tipo de servicio.• No interrupción de las actividades del usuario.• Introducción el contenido en la caché del dispositivo móvil si existe

espacio disponible.• Service Indication. Se trata de un servicio de notificación de

eventos asíncrono al estilo de SMS que utiliza básicamente un mensaje de texto que contiene un enlace hacia cierta URL.

Wireless Internet

Push-Over-the-Air(OTA) Protocol

Push AccessProtocol (PAP)

Push Proxy Gateway Push Initiator

TerminalMóvil


WAP Push (II)

• Funcionalidades adicionales:• Relacionada con la calidad de servicio (prioridad, métodos

de entrega –confirmado, preferentemente confirmado, sin confirmación o no especificado -, especificación del tipo de red o del tipo de portadora)

• Estado de las verificaciones• Posibilidad de cancelación

• Posibles aplicaciones de las tecnologías Push:• Notificaciones en lo referente a correos electrónicos,

mensajes de voz...• Mensajería instantánea y servicios de chat• Noticias, resultados deportivos, predicciones del tiempo

información financiera...• Publicidad y m-commerce• Juegos interactivos...


Evolución a medio-largo plazoWAP 2.0

• Probablemente será el entorno que implementen los primeros terminales de 3G que vayan a lanzarse ya ha comienzos del 2002.

• NTT DoCoMo está fuertemente involucrado en este proceso con objeto de encontrar una solución de convergencia con su servicio iMode basado c-HTML, el protocolo TCP/IP y una red de paquetes similar a GPRS.


Evolución de los contenidos

• Motivado por convergencia con:• Protocolos de Internet• Servicio i-Mode de NTT DoCoMo (Japón)

• Adopción de XHTML (estándar del W3C, World-Wide Web Consortium, que aplica las reglas de XML al HTML 4).

HTML

XML

cHTML

XHTML

WMLWAP 2.0


Arquitectura y elementos de red (I)

• Los clientes WAP se pueden comunican con los servidores a través de diferentes proxys o de forma directa.

Internet

RedWireless

Servidoresde Soporte

Proxy Pull

Proxy Push

Servidor WTA

Servidores deAplicaciones

Proxy SeguroServidor de

Aplicaciones

Servidor deAplicaciones

RedSegura


Arquitectura y elementos de red (II)

• Pull Proxy (Gateway ó Proxy WAP). Elemento que actúa como enlace entre los dominios WAP y Web ante peticiones de contenidos por parte de los terminales móviles (Pull).

• Push Proxy Gateway. Elemento encargado de soportar la funcionalidad Push de contenidos hacia los terminales móviles.

• WTA Server. Servidor encargado de interoperar con los elementos de la red móvil para proporcionar funcionalidades de control y gestión del servicio de telefonía.

• Servidores de Soporte. Serán elementos que proporcionarán servicios a los dispositivos, a los elementos de proxy o a los servidores de aplicaciones. Algunos de los tipos de servidores de soporte identificados serían los siguiente: • Portales PKI que soporten las funcionalidades de seguridad,• Servidores UAProf que permitan a las aplicaciones obtener las capacidades y las

preferencias personales de los agentes de usuario y de los usuarios individuales• Servidores de Provisioning que permitirán la configuración automática del

agente de usuario

• Servidores de Aplicaciones. Elementos que soportarán directamente las aplicaciones ofrecidas a los usuarios

• Proxys de seguridad. Elementos que añadirán funciones de seguridad sobre contenidos que deben ser protegidos al pasar por redes públicas (Internet)


Arquitectura de los dispositivos

• La arquitectura de los dispositivos dispone de un entorno de aplicación que se apoya en una serie de funcionalidades básicas:• Protocolos de red• Visualizadores de contenidos• Persistencia• Sincronización• WIM• Interfaces con funcionalidades externas (EFI, External

Funtionality Interface ).

Entorno de Aplicación(WAE, Push Dispatcher, Cliente de Mensajería)

Protocolosde Red

Visualizadoresde contenidos

PersistenciaSincronización WIM

ExternalFuncionalInterface


Configuraciones de protocolos (I)

• Posibilidad de uso de diferentes protocolos a la hora de ofrecer un servicio, por tanto, son posibles diferentes configuraciones de stack de protocolos

• Se abandona la configuración única marcada por la utilización del Gateway WAP

Gateway WAP HTTP Proxy conTCP modificado

WAE

WSP

WTP

WTLS

WDP

WAE

HTTP

SSL

TCP

WSP

WTP

WTLS

WDP

HTTP

SSL

TCP

DispositivoWAP

ServidorWeb

WAP Gateway

Portadora IPIPPortadora

WAE

HTTP

TCP*

IP

WAE

HTTP

TCP

IP

HTTP

TCP*

IP

HTTP

TCP

IP

DispositivoWAP

ServidorWeb

WAP Proxy

Wireless WiredWiredWireless


Configuraciones de protocolos (II)

Proxy con entunelamientode seguridad

Acceso directo

WAE

HTTP

TCP

IP

WAE

TCP

DispositivoWAP

ServidorWeb

Router IP


HTTP

TCP

WAE

HTTP

TLS

TCP*

IP

WAE

IP

TCP*

IP

TCP

IP

DispositivoWAP

ServidorWeb

WAP Proxy


HTTP

TLS

TCP


Java 2 Micro Edition (J2ME)


¿Qué es Java?

• Java son dos conceptos relacionados pero muy distintos:• Un lenguaje de programación

• Lenguaje de alto nivel, simple, con arquitectura neutral, orientado a objetos, portable, interpretado...

• En el fondo es “otro método de crear software...”

• Una plataforma• Entorno hardware y software en el cual los programas

se ejecutan• Utiliza tecnología de Máquina Virtual con objeto de ser

independiente del sistema que lo soporta

• Para más información: http://java.sun.com


Introducción a J2ME

• Orientado a dispositivos con restricciones importantes en recursos (memoria, espacio de almacenamiento, capacidad de proceso...).

• Proporciona un conjunto de componentes tecnológicos para los pequeños dispositivos con capacidad de conectividad:• Control del ciclo de vida de las aplicaciones

• Características de entrada/salida• Modelo de seguridad• Instalación de código• Características reducidas de la Máquina Virtual...


La plataforma Java 2


La plataforma J2ME: Configuraciones y Perfiles

• Las Configuraciones definen las características del núcleo de la plataforma:• Características soportadas del leguaje Java• Modelo de seguridad• Capacidades de interconexión

• Los Perfiles están orientados a funcionalidades específicas de cierto tipo de aplicaciones o mercados verticales:• Interfaz de usuario• Funcionalidad de pagers, terminales móviles, TV...


Configuraciones

• CLDC (Connected Limited Device Configuration) para dispositivos con recursos muy reducidos• 160-512 KB disponibles para la plataforma• Conectividad con bajo ancho de banda• Tamaño fijo (VM + librerías) menor de 128 KB

• CDC (Connected Device Configuration) para dispositivos con recursos reducidos• Deben disponer de 2MB para albergar la plataforma


Seguridad de CLDC: Preverificación

• El procesamiento intensivo se realiza off-line: generación de mapas del stack...

• Pequeño incremento del tamaño (5%).

Hola.java

javac

preverificador

Estación de Desarrollo

Hola.class

Hola.class

Maquina Virtual (KVM)

verificador

Interprete


MIDP y Plataforma J2ME

• MIDP (Mobile Information Device Profile):• Temporizadores• Ciclo de Vida de las aplicaciones• Almacenamiento persistente• Interconectividad (HTTP)• Interfaz de Usuario

• Una plataforma J2ME queda definida por una configuración y uno o más perfiles.

• Ejemplo de plataforma J2ME: CLDC + MIDP


Aplicaciones MIDP

• Una aplicación MIDP, conocidas como MIDlet, usa el API definido por las especificaciones MIDP y CLDC.

• Los MIDlets son empaquetados en ficheros JARjunto a imágenes, logos... para formar una MIDletsuite.

• Cada JAR lleva asociado un JAD (Java Application Descriptor) que es utilizado para gestionar la instalación.

• El JAM (Java Application Manager) es el encargado de gestionar la descarga y la instalación de los MIDlets.


Proceso de instalación de un MIDlet

• Paso 1: El Cliente pide una el fichero JAD• Paso 2: El fichero JAD es descargado al Cliente• Paso 3: El JAM chequea el fichero JAD• Paso 4: Se descarga la MIDlet suite al Cliente

Cliente

JAD

JAR JAR JAR

JAR

JAD JADOK


Evolución de MIDP

• Probablemente el perfil de terminales móviles evolucionará para contemplar:• Envío de SMS• Utilización de USSD• Modelo de seguridad al estilo MExE• ...


Servicios de Mensajería


Introducción

• Actualmente las Redes Móviles permiten el envío de mensajes de texto asíncronos (SMS, Short Message Service) entre los terminales y entre los terminales y aplicaciones externas a través de interfaces ofrecidos por las operadoras.

• El servicio de mensajería multimedia (MMS, Multimedia Message Service) ofrecerá contenidos multimedia ricos en imágenes, sonidos, vídeo, datos y texto.

• Podría considerarse que MMS intenta trasladar el éxito de SMS a las redes 3G.


Características del SMS

• Es un estándar dentro GSM extendido en Europa, Asia, Africa y algunas partes de Norte América. Este concepto ha sido incorporado a otros estándares de redes móviles (CDMA, PDC, iDEN...).

• Un mensaje corto puede contener hasta 160 caracteres alfanuméricos.

• Es posible la concatenación y la compresión de SMS• Es un servicio de “store&forward” con características

avanzadas como confirmación y entrega retrasada.• Los mensajes cortos pueden ser enviados y recibidos a la vez

que se mantiene una llamada de voz o datos.


Servicios avanzados sobre SMS

• Reconocimiento de contenidos dentro de SMS. Algunos terminales avanzados son capaces de identificar enlaces dentro de los textos como URLs o números telefónicos.

• Smart Messaging. Concepto de Nokia que permite enviar y recibir tonos de llamada, imágenes, logos de operador, tarjetas de visita, eventos de calendario o la configuración de los parámetros de acceso a Internet.

• Enhanced Message Service (EMS). Parte añadida al propio estándar GSM con objeto de dotarle de contenidos mejorados como formatos de texto (tamaño de fuente, alineación, negrita y cursiva), audio, imágenes y animaciones.


Multimedia Message Service – MMS (I)

• Estándar del 3GPP• La misma filosofía que SMS de “Store&forward” con ricos

contenidos multimedia.• Convergencia con el correo electrónico de Internet.• Conexión mediante gateways con otros servicios de

mensajería (SMS, email, fax...)

RedAcceso

PSTN Voice Mail& Fax

EmailServer

Internet

Intranet EmailServer

Gateway

MMS Relay

UserDatabases(perfiles, HLR…)

AlmacenamientoMensajes

MMS Server

SMSC

MMSUser Agent


Multimedia Message Service – MMS (II)

• Se apoya en otras tecnologías como WAP y SMTP.• Las primeras pruebas se esperan para mediados del 2001.• Probablemente los primeros terminales estén disponibles a

comienzos del 2002.• Los mensajes MMS podrán incluir cualquier tipo de formato

sin restricción de tamaño:• Texto (ASCII, Unicode...)• Imágenes (JPEG...)• Audio (MP3, MIDI, WAV...)• Video (MPEG4, H.263, Quicktime ...)• Datos• Notificaciones...

• En concreto, podrán contener múltiples contenidos utilizando formatos MIME Multipart al estilo del correo electrónico


Preguntas


¡¡Gracias por vuestra asistencia!!

Pablo Bibiano GilDepartamento de Tecnología Estratégica

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