Implementação Do JXTA Como Protocolo De Transporte Do JacORB JacORB Sobre JXTA Implementação Do JXTA Como Protocolo De Transporte Do JacORB Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Objetivo do trabalho Fazer o JacORB rodar sobre o JXTA, de modo a permitir que aquele “atravesse” possíveis firewalls presentes em aplicações distribuídas. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto O JacORB e o JXTA O JacORB: É um ORB Java; Open-source, etc. O JXTA: Protocolo P2P aberto; Escrito em Java e em C (mas pode ser implementado em outras linguagens); Independência de plataforma A idéia do JXTA é que ele seja independente de linguagens de programação, sistemas operacionais, tipo de rede, etc. Enfim, ele deve rodar em ambientes bastante heterogêneos (qualquer dispositivo pode ser um peer JXTA). Principal proposta do JXTA: * Encontrar peers e recursos na rede mesmo que estes estejam atrás de firewalls. E ele faz isso muito bem! Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto O JXTA Há uma série de protocolos definidos: Peer Resolver Protocol: enviar pedidos e receber respostas de outros peers. Peer Discovery Protocol: usado para publicar e encontrar recursos. Pipe Binding Protocol: usado para criar um canal de comunicação entre 2 peers. Etc... Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Mais JXTA Bastante diferente do modelo tradicional do TCP/IP. Funciona de maneira meio “mágica” (API simples). Não utiliza IPs nem portas, mas um ID e um grupo (na verdade um Advertisement) para cada recurso. Guarda as configurações iniciais num diretório “.jxta”. Comunicação entre peers ocorre por meio de Pipes. Não há noções de IP e porta. Cada recurso ou peer é identificado por um ID. A API é simples (pelo menos para se fazer o básico). Na tela de configuração do JXTA ele pede informações como: se o peer está ou não atrás de firewall, se aceita conexões TCP, se aceita conexões HTTP, um username/password (que serve para grupos seguros, mas ele exige mesmo que você não queira utilizar esse recurso), um possível relay peer, rendezvous peer, etc. Um pipe permite fluxo de dados em uma direção. Na documentação do JXTA eles citam um pipe bidirecional, mas que eu não encontrei. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Exemplo de Advertisement <?xml version=“1.0”?> <jxta:PipeAdvertisement> <Id>urn:jxta:uuid-DEAE73...106</Id> <Type>JxtaUnicast</Type> <Name>ExamplePipe</Name> </jxta:PipeAdvertisement> Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Publicando um InputPipe discoverySvc = netPeerGroup.getDiscoveryService(); pipeAdvertisement = (PipeAdvertisement) AdvertisementFactory.newAdvertisement( PipeAdvertisement.getAdvertisementType()); discoveryService.publish(pipeAdvertisement); discoveryService.remotePublish(pipeAdvertisement); Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Tipos de Peers Rendezvous: decide se propaga mensagens que ele recebe. Relay: faz requisições e recebe respostas em nome de outro peer. Peer “normal”. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Publicação/Busca de recursos Cada peer conhece algum(ns) rendezvous peer(s). Cada rendezvous peer conhece alguns outros rendezvous peers. Quando um peer publica seus recursos, ele manda informações ao seu rendezvous. A busca de recursos ocorre somente entre os redezvous, o que agiliza bastante a busca. Mas a comunicação entre peers é feita diretamente. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Um exemplo JXTA public static void main (String[] args) throws Exception { PeerGroup netPeerGroup = PeerGroupFactory.newNetPeerGroup(); DiscoveryService discovery = netPeerGroup.getDiscoveryService(); discovery.addDiscoveryListener(this); discovery.getRemoteAdvertisements(null, DiscoveryService.PEER, null, null, 5); } Sending a Discovery Message Got a Discovery Response [5 elements] from peer : unknown Peer name = suz Peer name = Frog@SF05 O método newNetPeerGroup() inicia a plataforma JXTA. Todos os peers fazem parte do grupo NetPeerGroup (eles precisam entrar nesse grupo para iniciar a plataforma JXTA e não podem sair dele, mas podem entrar em outros grupos além desse). Caso seja a primeira execução do programa, o configurador JXTA será aberto e irá gravar os dados num subdiretório “.jxta” (inclusive o peer ID gerado). Um advertisement contem um conjunto de dados e pode ser representado como um arquivo XML. Por exemplo, um peer advertisement possui o peer ID, o group ID, nome, etc. Com uma única linha você já está na rede P2P! E sem passar nenhum argumento! A partir do netPeerGroup você pode adquirir os serviços JXTA, criar outros grupos e mais coisas. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Comunicação entre peers O peer “servidor” cria um InputPipe e publica o ID deste na rede. O peer cliente obtém de algum modo o ID publicado (numa IOR, por exemplo), localiza o InputPipe e cria um OutputPipe. A conexão (unidirecional) está estabelecida. Peer cliente Para criar um pipe há o PipeService.createInputPipe(PipeAdvertisement, Listener) (que pode ser obtido através do netPeerGroup). Para publicar basta chamar discoveryService.remotePublish(Advertisement) – é muito simples! Depois e so criar o OutputPipe: PipeService.createOutputPipe(PipeAdvertisement) – O JXTA se vira para achar, mesmo que estiver atras de firewall / NAT! Voce so da o advertesement e esquece (mas tambem espera). Peer servidor Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Felizmente há o JXTASocket Mais alto nível. Muito parecido com sockets de Java. Permite comunicação nos dois sentidos. Precisa do grupo e PipeAdvertisement de onde vai conectar. Há um grande delay no estabelecimento da conexão (solucao: rendezvous peer em comum). Há também o P2PSocket (não vem junto com o JXTA). Criar um ServerSocket no servidor: new JxtaServerSocket(NetPeerGroupID, PipeAdvertisement). Criar um Socket para um servidor: new JxtaSocket(NetPeerGroupID, PipeAdvertisement). Ou seja, é só o cliente descobrir o PipeAdvertisement do servidor! Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto P2PSocket Substitui o Socket e ServerSocket do Java. Mas roda sobre JXTA. Seu uso é muito parecido com o de sockets normais. Usa componentes JXTA para simular uma rede TCP/IP. Mais intuitivo que o JXTASocket. Dá até pra usar sem saber que roda sobre JXTA. Exceto pelo desempenho, é claro. E ainda é beta, logo nem tudo deve estar funcionando perfeitamente. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Atravessando firewalls/NAT Se um peer está atrás de firewall ou NAT, é preciso que ele encontre um relay peer (o configurador do JXTA faz isso). O relay peer recebe/envia mensagens em nome do peer inacessível. De tempos em tempos, o peer inacessível se conecta ao seu relay peer e envia/pega suas mensagens pendentes. Logo, o firewall tem que estar aberto em pelo menos uma porta para conexões externas (geralmente 80). Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Travessia de firewall/NAT Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

A “ponte” entre o JacORB e o JXTA: a ETF A ETF (Extensible Transport Framework) é suportada pelo JacORB. Ela define (num arquivo IDL) uma série de interfaces que devem ser implementadas para adicionar um novo protocolo de transporte. Basta estender as classes da ETF que estão no “jacorb.jar”. A implementação do IIOP do JacORB é feita seguindo a especificação da ETF. Essas classes são: Connection, Profile, Listener, Factories, Handle. Ou seja, os arquivos gerados a partir da IDL da ETF estão já no “jacorb.jar”. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Interfaces da ETF Connection (ClientConnection e ServerConnection) Profile Listener Factories Handle (o JacORB já implementa) Como o JacORB implementa a interface Handle eu não sei muito sobre ela. Posso dizer que serve para se comunicar com o ORB (passagem de objetos Connection). Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto JacORB e a ETF Criação de um Listener server-side: ORB Plugin Factories::create_listener() Listener::set_handle() Listener::listen() Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto ETF Profile Contém toda informação relacionada a um endereço para um protocolo de transporte específico (no caso do JXTA, o PipeAdvertisement e o grupo) + versão GIOP + object key. Métodos Profile <-> CDROutputStream <-> IOR. Representa o alvo de uma conexão. A classe profile possui métodos para transformar um Profile em uma IOR e vice-versa. Na verdade voce escreve (ou le) tudo o que precisa num stream, e o JacORB gera a IOR. O objetivo é que com um profile na mão você sabe tudo o que precisa pra se comunicar com um objeto remoto. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

ETF Listener, Connection e Factories Listener: Provê um “transport endpoint” que pode ser conectado a partir de um cliente (que possui um profile). Factories: usado pelo ORB para criar Listeners, Connections e Profiles. Connection: define uma interface entre o ORB e a camada de transporte. A Factories é uma fábrica (design pattern) – meio óbvio. É na connection que estão métodos como read, write, flush, etc. O ORB chama esses métodos. Há também os métodos de criação/manipulação de sockets. O Listener usa o ServerJxtaConnection. Um ORB cliente usa o ClientJxtaConnection. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Juntando tudo isso JacORB rodando sobre JXTA. Mas fica lento. Bem lento mesmo! Solução: P2PSockets? Não. Solução2: criar grupos? Não. É o que o P2PSockets faz. O JXTA é lento mesmo. Afinal, ele é destinado a P2P, onde não respostas imediatas não são essenciais (ou possíveis). O que foi feito: configurado um rendezvous peer em comum. O P2PSocket usa grupos específicos, não o NetPeerGroup. Mas para um peer encontrar um grupo e entrar nele demora muito do mesmo jeito. Isso pode ser ruim: mais centralizado, ponto de falha, configuração de cada peer. Mas o desempenho melhora absurdamente. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto Próximos passos Testes de desempenho em vários ambientes. Problema com JxtaSocket: objetos muito grandes. Adicionar suporte a P2PSockets -- talvez. Ivan Bittencourt de A. e S. Neto

Ivan Bittencourt de A. e S. Neto É isso... Mais informações em: http://www.linux.ime.usp.br/~ivanneto/mac499/ Perguntas, sugestões? Ivan Bittencourt de A. e S. Neto