JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Bluetooth-yhteydenmuodostus InSitu-järjestelmässä Tietotekniikan pro gradu -seminaari Tuukka Puranen

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Johdanto  InSitu-projekti on yliopiston adaptiivisen opetuksen tutkimus- ja kehitysprojekti  Tavoitteena kehittää järjestelmä jossa oppilaat voivat osallistua luennon kulkuun päätelaitteella  Verkko toteutetaan Bluetooth-radioyhteydellä ja päätelaitteina toimivat pääosin oppilaiden kännykät  Seminaarissa tarkastellaan keinoja päätelaitteiden liittämiseksi Bluetooth-verkkoon

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Bluetooth-yhteydenmuodostus  Laitteiden kysely (inquiry) –Iteroidaan kyselykanavan taajuudet ja odotetaan vastauksia  Yhdistäminen laitteeseen (paging) –Iteroidaan yhdistämiskanavan taajuudet ja odotetaan vastausta  Palveluiden etsintä (service discovery) –Haetaan palvelun tyypin, tunnisteen ja/tai nimen perusteella  Sovellustason yhteydenmuodostus –Avataan varsinainen socket-yhteys kahden sovelluksen välille

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Kirjautumiselle asetetut vaatimukset  Radiotekniikka rajoittaa pikoverkkojen kokoa  Päätelaitteet radion kantaman sisällä  Liikenteen minimointi  Kirjautumisajan minimointi  Verkon muodostaminen dynaamisesti  Käyttäjäinteraktion pitäminen yksinkertaisena

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Kirjautumismenetelmät  Kyselypohjainen (Inquiry Based Connection, IBC )  Osoitepohjainen (Predefined Address Connection, PAC)  Ilmoitusmoduulipohjainen (Notify Module Connection, NMC)  Moduulikyselypohjainen (Module Discovery Connection, MDC)

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Yhteydenmuodostusaika  N m = ceiling( N d / (d pico – 1 ) )  d pico = 8  N d = laitteiden määrä Minimiaika (s)Keskimääräinen aika (s) Suurin aika (s) Haku (Inquiry)0,001255,1215,36 Yhdistäminen (Paging) 0,00250,647,68

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Kyselypohjainen yhteydenmuodostus  Periaate –Palvelin etsii lähistöllä olevat päätelaitteet Bluetooth protokollan mukaisella kyselyllä –Palvelin muodostaa yhteyden päätelaitteeseen  Vahvuudet –Helpoin käyttäjälle –Periaatteeltaan yksinkertainen  Heikkoudet –Hidas –Aiheuttaa ylimääräistä liikennettä –Tehokas implementaatio hankalaa

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Kyselypohjainen yhteydenmuodostus  T ibc = I avg * ( N d / N f ) + P avg * ( N d / N m ) + c  N f = yhdellä haulla löydettyjä laitteita

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Osoitepohjainen yhteydenmuodostus  Periaate –Palvelin muodostaa yhteyden annettuihin päätelaitteisiin niiden osoitteen perusteella  Vahvuudet –Nopea –Ei ylimääräistä liikennettä –Toteutuksesta helposti dynaaminen  Heikkoudet –Tieto laitteiden osoitteista (ja läsnäolosta) välttämätön

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Osoitepohjainen yhteydenmuodostus  T pac = P avg * ( N d / N m ) + c  T pac = P avg * ( d pico – 1 ) + c

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Ilmoitusmoduulipohjainen yhteydenmuodostus  Periaate –Päätelaite ilmoittaa olemassaolostaan palvelimelle ottamalla yhteyden tunnettuun radiomoduuliin –Palvelin katkaisee yhteyden ja muodostaa sen uudelleen toisen moduulin kautta  Vahvuudet –Soveltuu suurillekin verkoille –Dynaaminen  Heikkoudet –Hieman ylimääräistä liikennettä –Monimutkainen suhteessa muihin vaihtoehtoihin –Käyttäjän tulee tietää ilmoitusmoduulin osoite

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Ilmoitusmoduulipohjainen yhteydenmuodostus  N accept = N hp * ( d pico – 1 )  N accept = samanaikaisesti käsiteltävien ilmoitusten määrä  T nmc = N d / N accept * ( P avg + P add ) + P avg + c  N hp = ilmoitusmoduulien lukumäärä  P add = ilmoituksen jonotusaika

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Moduulikyselypohjainen yhteydenmuodostus  Periaate –Kuten edellä, mutta päätelaite etsii kirjautumismoduulin kyselyllä  Vahvuudet –Helppo käyttää –Dynaaminen  Heikkoudet –Tuntemattomia tekijöitä, kuten kyselyiden suuren määrän vaikutus –Mahdollisesti hidas –Ylimääräistä liikennettä

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Moduulikyselypohjainen yhteydenmuodostus  T mdc = I avg + N d / N accept * ( P avg + P add ) + P avg + c

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Yhteenveto  Ainakin neljä eri tapaa muodostaa yhteys  Eivät sulje toisiaan pois  Kyselyyn perustuvat helpoimpia käyttäjälle –Ongelmana liikenne ja heikko kattavuus  Verkon tunnettuja komponentteja voidaan käyttää helpottamaan yhteydenmuodostusta

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO 2007 Yhteenveto  Kyselypohjaisen tämänhetkinen implementaatio ei riittävän tehokas  Osoitepohjainen ollut testikäytössä ja toimii hyvin  Ilmoitusmoduulipohjainen tällä hetkellä testauksessa ”laboratorio-olosuhteissa”  Moduulikyselypohjaista toteutetaan tällä hetkellä