WWW - HTTP und Mobilität. Ansätze in Richtung Web für mobile Endgeräte. HTML und mobile Endgeräte

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1 WWW - HTTP und Mobilität Kapitel 2 Technische Grundlagen: Schicht 1 Verfahren zum Medienzugriff: Schicht 2 Kapitel 3 Drahtlose Netze: WLAN, Bluetooth, WirelessMAN, WirelessWAN Mobilfunknetze: GSM, GPRS, UMTS Satellitensysteme und Broadcastnetze Kapitel 4 Mobilität in der Netzwerkschicht Mobilität in der Transportschicht Mobilitätsunterstützung Auswirkungen auf die Anwendungsebene Mobile WWW WAP Eigenschaften Zustandslos, /, Anfrage/Antwort Erfordert verbindungsorientiertes Protokoll (TCP) Primitive Caching- und Sicherheitsmodelle Probleme Entworfen für große Bandbreiten und geringe Verzögerungen Große und redundante Protokollköpfe (lesbar für Menschen) Unkomprimierte Übertragung von en Dynamische Objekte können nicht im Cache abgelegt werden, Mobilität macht oft Caches unmöglich POST (d.h. Senden zum ) kann i.a. nicht gepuffert werden, damit problematisch falls gerade abgekoppelt Mit TCP: Großer Overhead pro Anfrage durch 3-Way-Handshake verglichen mit dem eigentlichen, Slow-start Problematik DNS-Lookup durch erzeugt zusätzlichen Verkehr 1 2 und mobile Endgeräte Ansätze in Richtung für mobile Endgeräte Entworfen für Endgeräte höherer Leistung, Farbdisplay, Maus Optimierung der Ästhetik, nicht des Kommunikationsaufwandes Mobile Endgeräte haben oft nur kleine Anzeigen niedriger Auflösung und sehr eingeschränkte Eingabemöglichkeiten weitere Features Animierte GIFs, Frames, ActiveX Controls, Filmclips, Audio,... Heute schon werden Echtfarbendarstellung, Multimedia-Unterstützung, hohe Auflösungen beim Entwurf von -Seiten vorausgesetzt Die Mehrzahl der -Seiten enthält Fehler; müssen sehr leistungsfähig sein, um diese Fehler auszugleichen Heterogenität der Endgeräte wird weitgehend ignoriert! Also werden z.b. auch große Bilder automatisch zum Mobiltelefon mit geringer Auflösung unter hohen Kosten übertragen! Anwendungs-Gateways, erweiterte Einfache s, Vorberechnungen im Festnetz Kompression, Filterung, sextraktion Automatische Anpassung an Netzwerkgegebenheiten Beispiele Skalierung von Grafiken, Farbreduktion, Änderung des Dokumentenformats (z.b. PS nach TXT) Detailbetrachtungen, Ausschnitte, Zoom Extraktion von Überschriften, Zusammenfassung des Textes HDML: einfache, -ähnliche Sprache mit speziellem HDTP: passendes Protokoll, entwickelt von Unwired Planet Probleme Proprietäre Ansätze, erfordern eine Menge spezieller Zusätze für Große Geräteheterogenität erschwert Ansätze 3 4

2 Systemunterstützung für mobiles WWW Systemunterstützung für mobiles WWW Erweiterte Pre-fetching, Caching und abgekoppelte Nutzung z.b. Internet Explorer Integrierte Erweiterung Pre-fetching, Caching und abgekoppelte Nutzung z.b. Caubweb, Tele, licator, Whacker, Ex, Mirror,... Zusätzliche, begleitende Anwendung Pre-fetching, Caching und abgekoppelte Nutzung z.b. ursprünglicher Whacker Begleitende Anwendung Netzwerk Adaptive stransformation bei schlechter Verbindung, pre-fetching, Caching z.b. TranSend, Digestor Netzwerk 5 6 Systemunterstützung für mobiles WWW WAP - Wireless Application Protocol und Netzwerk Kombination der Nutzen plus Protokollvereinfachungen z.b. MobiScape, Express Spezielles Netzwerk Subsystem Adaptive stransformation bei schlechter Verbindung, pre-fetching, Caching z.b. Mowgli Zusätzlich viele -Erweiterungen machbar Channels, saushandlung,... Netzwerk Netzwerk Ziele Internet-e und erweiterte Dienste sollen zu mobilen Endgeräten (Telefone, PDA,...) geliefert werden Unabhängigkeit von Standards drahtloser Netze Offen für alle, Vorschläge ( weltweite Protokollspezifikation ) werden Standardisierungsgremien vorgelegt Anwendungen sollen über aktuelle Transportmedien/Gerätetypen hinweg skalieren und auch auf zukünftige Entwicklungen anwendbar sein Plattformen beispielsweise GSM (900, 1800, 1900), CDMA IS-95, TDMA IS-136, Systeme der 3. Generation wie IMT-2000, UMTS, W-CDMA, cdma2000 1x EV-DO Forum Früher: WAP-Forum, mitgegründet von u.a. Ericsson, Motorola, Nokia, Unwired Planet Jetzt: Open Mobile Alliance 7 8

3 WAP - Standardisierungsinhalte WAP 1.x - Schichtenarchitektur und Protokolle Micro-, ähnlich den bekannten n im Internet Script-Sprache Ähnlich zu Java-Script, angepasst an das mobile Umfeld Internet, Java HTTP A-SAP Application Layer (WAE) S-SAP Session Layer (WSP) TR-SAP WAP Weitere Dienste und Anwendungen WTA/WTAI Wireless Telephony Application/Interface: Zugriff auf Telefonfunktionalitäten SSL/TLS SEC-SAP Transaction Layer (WTP) Security Layer (WTLS) sformate z.b. Visitenkarten (vcard), Kalenderereignisse (vcalender) Protokollstapel Transport-, Sicherheits- und Sitzungsschicht TCP/IP, UDP/IP, Medien T-SAP Transport Layer (WDP) Trägerdienste (GSM, UMTS,...) WAE beinhaltet z.b. WML (Wireless Markup Language), WML Script, WTAI WCMP 9 10 WAP - Protokolle WAP - Protokolle Wireless Datagram Protocol (WDP) Protokoll der Transportschicht der WAP-Architektur Liegt direkt auf den Übertragungsdiensten der verschiedenen Netzwerktechnologien (GSM [SMS, GPRS,...], DECT,...) auf Mit Hilfe von WDP, das nach unten entsprechend des Übertragungsdienstes angepasst ist, soll ein global interoperables Transportsystem geschaffen werden. Zusätzlich dient WCMP (Wireless Control Message Protocol) ähnlich wie ICMP der Steuerung/Fehleranzeige Wireless Transport Layer Security (WTLS) Datenintegrität, Privatheit, Authentifikation, Schutz vor Denial-of-Service Attacken WTLS basiert auf dem TLS (Transport Layer Security) - Protokoll (ehemals SSL, Secure Sockets Layer), hier optimiert für schmalbandige Kommunikationskanäle 11 Wireless Transaction Protocol (WTP) Leichtgewichtiges, transaktionsorientiertes Protokoll Speicherplatzschonend, Effizienz bezüglich der Luftschnittstelle Unterstützung verschiedener Kommunikationsformen, Anwendung bestimmt den Grad der Zuverlässigkeit: Klasse 0: unzuverlässiger Request (Beispiel: Push-Dienst) Klasse 1: zuverlässiger Request (Beispiel: Verlässlicher Push-Dienst) Klasse 2: zuverlässiger Request/Response (Mit/Ohne ACK, Beispiel: Typisches -Browsing) Es gibt keinen expliziten Verbindungsaufbau/-abbau! Wireless Session Protocol (WSP) HTTP 1.1 Funktionalität: Request/Reply, Verhandlung über stypen,... Unterstützung von /, Transaktionen (simultan, asynchron), Push- Technik Schlüsselverwaltung, Authentifikation, Internet-Sicherheitsdienste Verwaltung von Sitzungen (Unterbrechung, Wiederaufnahme,...) 12

4 WAE - Wireless Application Environment WAE - logisches Modell Ziele Netzwerkunabhängige Anwendungsumgebung für schmalbandige drahtlose Geräte Integriertes Internet/WWW-Programmiermodell hoher Interoperabilität Ursprungs- Gateway Anforderungen Geräte- und netzwerkunabhängig, internationale Unterstützung Herstellerbestimmbare Mensch-Maschine-Schnittstelle Beachtung von langsamen Verbindungen, geringem Speicher, begrenzter Rechenleistung, kleinem Bildschirm, einfache Eingabe Komponenten Architektur: Anwendungsmodell,, Gateway, WML: XML-Syntax, basiert auf Karteikartenmetapher, Variablen,... WMLScript: prozedural, Schleifen, Bedingungen,... (ähnlich JavaScript) WTA: Telefonanwendungen wie Rufsteuerung, Textnachrichten, Telefonbuch,... (von WML/WMLScript zugreifbar) sformate: vcard, vcalendar, Wireless Bitmap, WML,... andere Antwort mit push Anfrage Kodierer & Dekodierer kodierte Antwort mit kodierter push kodierte Anfrage WTA User Agent WML User Agent andere WAE User Agents Wireless Markup Language (WML) WAP - Netzwerkelemente WML folgt einer Stapel/Blatt (Skat) [deck] und Karten [card] Metapher WML-Dokumente bestehen aus vielen Karten, Karten werden zu Stapeln gruppiert Ein Stapel ist einer -Seite ähnlich und stellt eine Übertragungseinheit dar WML beschreibt nur die Absicht einer Interaktion in einer abstrakten Art Die Umsetzung/Präsentation hängt dann von den Gerätefähigkeiten ab Eigenschaften Texte, Bilder Benutzerinteraktion Navigation sverwaltung Internet Festnetz Filter Telefonnetz WML WML WAP Filter/ WAP WTA Binary WML Mobilnetz Binary WML Binary WML Weiterhin: WMLScript als Analogie zu JavaScript Binary WML: Binäres Datenformat für s 15 16

5 Wireless Telephony Application (WTA) Beispiele für WAP-Protokollstapel (WAP 1.x) Sammlung telefonspezifischer Erweiterungen Erweiterung des Standard-WAE-Anwendungsmodells Content Push Ein kann e direkt auf einen schieben Der kann nun evtl. bisher unbekannte Ereignisse verarbeiten Behandlung von Netzereignissen Eine Tabelle zeigt auf, wie auf bestimmte Ereignisse vom Netz zu reagieren ist Zugang zu Telefonfunktionen Jede Anwendung auf dem kann auf Telefonfunktionen zugreifen Beispiel Rufen einer Nummer (WML) wtai://wp/mc; Rufen einer Nummer (WMLScript) WTAPublic.makeCall(" "); WAE User Agent UDP WAE WSP WTP WTLS WDP IP non IP (GPRS,...) (SMS,...) Typische WAP- Anwendung mit komplettem Protokollstapel Transaktionsbasierte Anwendungen UDP WTP WTLS WDP IP non IP (GPRS,...) (SMS,...) UDP WAP-Standardisierung außerhalb WAP Datagrammbasierte Anwendungen WTLS WDP IP non IP (GPRS,...) (SMS,...) Reine Datenanwendungen evtl. ohne zusätzlich benötigte Sicherheit WAP 2.0 (Juli 2001) WAP 2.0 Architektur Neu für Entwickler X TCP mit Wireless Profile HTTP Externe Dienste EFI Anwendungsrahmenwerk Krypto- Bibliotheken Multimedia Messaging ( ) WAE/WTA User Agent (WML, X) sformate Push Dienstelokalisierung Sicherheitsdienste Neue Anwendungen Farbgrafik Animation Laden großer Dateien Ortsabhängige Dienste Synchronisation mit PIMs Pop-up/kontextsensitive Menüs Provisioning Navigation Discovery Service Lookup Authentisierung Identifikation PKI Gesicherter Transport Push OTA Datagramme (WDP, UDP) Capability Negotiation Hypermedia Transfer (WTP+WSP, HTTP) Synchronisation Streaming Verbindungen (TCP mit wireless profile) Cookies MMS Nachrichten Sitzung Transfer Transport Protokollrahmenwerk Ziel: Integration von WWW, Internet, WAP und alternativen Ansätzen, z.b. i-mode Gesicherte Träger IPv4 CSD USSD GUTS... IPv6 SMS FLEX MPAK... Träger 19 20

6 Java 2 Platform Micro Edition (J2ME) Mobile, tragbare Multimedia-Ausstattung Java-Boom erwartet (?) Desktop-Bereich: über 90% Standard-PC-Architektur, Intel-x86- kompatibel, meist MS-Windows-Systeme Was soll hier Plattformunabhängigkeit helfen? ABER: Heterogene, kleine Geräte Internet Appliances, Mobilfunktelefone, eingebettete Steuerungen, Autoradios,... Aus technischer Notwendigkeit (Temperatur, Platz, Leistungsaufnahme,...) und Kostengründen unterschiedliche Hardware benötigt J2ME Bereitstellung einer einheitlichen Plattform Teilweise eingeschränkter Funktionsumfang im Vergleich zu Standard- Java-Plattform Idee geht über WAP 1.x oder Ansätze wie i-mode hinaus Vollständige Anwendungen auf Mobiltelefonen, nicht nur Auch Systemaktualisierungen, Ende-zu-Ende-Verschlüsselung 21 22