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Mobile Systeme und drahtlose Netzwerke Vorlesung VII.

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Präsentation zum Thema: "Mobile Systeme und drahtlose Netzwerke Vorlesung VII."—  Präsentation transkript:

1 Mobile Systeme und drahtlose Netzwerke Vorlesung VII

2 Gliederung

3 Ziele der Vorlesung Bluetooth-Details HCI, SDP und RFCOMM

4 SDP Gliederung 1.SDP Protokoll Setup 1.Überblick 2.PDU Format 3.Partial Responses und Continuation 4.Error Handling 2.SDP Services 1.Service Record 2.Service Attribute 3.Service Claas 3.Service Discovery 1.Searching for Services 2.Browsing for Services 4.Daten Repräsentation 1.Daten Element Header Feld 2.Daten Element Daten Feld 5.Hintergrund Information 1.Service Discovery 2.Bluetooth Service Discovery

5 Das Service Discovery-Protokoll The service discovery mechanism provides the means for client applications to discover the existence of services provided by server applications as well as the attributes of those services. The attributes of a service include the type or class of service offered and the mechanism or protocol information needed to utilize the service. SDP ist ein Protokoll, das es Anwendungen gestattet, –verfügbare Dienste (von Geräten) ausfindig zu machen und –Auch die Eigenschaften dieser Dienste Die Attribute der Dienste enthalten –den Typ oder die Klasse des Dienstes und –den notwendigen Mechanismus oder die Protokollinformationen zur Nutzung des Dienstes

6 Das Service Discovery-Protokoll Insbesondere wichtig für Ad-hoc-Netzwerke: –Geräte können zwar Verbindungen (auf Linkmanager-Ebene) zueinander aufbauen, erhalten jedoch keine Informationen darüber, welche Dienste verfügbar sind. Ist Drucker innerhalb der Richweite? –Nicht aus Bluetooth-Adresse ableitbar –Eine zentrale Verwaltung der Dienstleistungstabellen, würde den Gedanken des dynamischen Ad-hoc Netzwerkes widersprechen Gerät muss selbst Informationen über seine Dienste verwalten Aufgabe von SDP Die Menge der verfügbaren Dienste ändert sich dynamisch. –Hängt ab von der RF-Nähe der Geräte zueinander, die in Bewegung sind Hierin unterscheidet sich das Service Discovery in Ad-Hoc Netzen vom SD in traditionellen netzwerkbasierten Umgebungen.

7 SDP im Bluetooth Protokoll Stack SDP liegt oberhalb von L2CAP PSM (Protocol Service Multiplexer) = 0x0001 in L2CAP PDU´s (PSM=0x003 für RFCOMM) L2CAP HCI LMP SDP PSMLänge CID 0x0002 Nutzdaten (Payload) MSB LSB 16

8 L2CAP Paketformat Wiederholung CL connection less CO connection-oriented

9 Gelbe Seiten SDP stellt in einer Service-Datenbank die Dienste bereit Dienste können auf Anfrage einem dienstwilligen Gerät zur Verfügung gestellt werden Dienste werde kategorisiert, hierarchisch gegliedert Es sind Informationen verfügbar, wie die Dienste erreichbar sind –Ist folglich kein vermittelnder Dienst (wie D2VODAFONE-Auskunft) SDP benötigt Server und Client

10 SDP-Kommunikation SDP Client SDP Server SDP request SDP response Client Anwendung Server Anwendung

11 SDP Protocol Setup SDP verwendet ein request/response (client/server) Modell PDU Protocol Data Unit Jede Transaktion besteht aus einem Request PDU vom Clienten und einem Response PDU von einem Server –Ein SDP Client ist ein Bluetooth Gerät, das Dienste in seiner Umgebung sucht –Ein SDP Server ist ein Gerät, das Dienste anbietet –Informationen über Dienste sind in SDP Datenbank gespeichert SDP Client SDP Server SDP request SDP response Client Anwendung Server Anwendung

12 SDP Client und Server SDP-Client hat Schnittstelle zur Anwendung, die nach Services suchen will. Diese Anwendung stellt über den SDP-Client Anfragen an den SDP-Server des Remote-Gerätes. SDP-Server muss in der Lage sein, Service-Informationen von Anwendungen bereitzustellen und auf Anfrage, diese dem Client bereitstellen

13 Lokale Service-Description-Anwendung holt über den SDP-Client Dienstinformationen beim SDP-Server des Remote-Gerätes ab. Basisband ACL L2CAP layer CO SDP BT_module_Cntrl SrvDscApp LM Basisband ACL L2CAP layer CO SDP RemSrvApp LM Service- Records DB Lokales Gerät Remote-Gerät

14 Dienstanfrage – Service Discovery DB: i.d.R. Textdatei Service Informationen in Service Records. SR sind hierarchisch organisiert. Bei Eintreffen einer Anfrage, kann Service-Baum, über mehrere Telegramme verteilt, übertragen werden. Anhand der Service Attribute kann das lokale Gerät entscheiden, welche Dienste es nutzen kann bzw. nutzen darf. Mit den Einträgen in den SR kann das lokale Gerät nun eine Verbindung zu einem Dienst aufbauen. SDP wird dann nicht mehr benötigt.

15 SDP PDU Format Jedes SDP-PDU besteht aus einem PDU-Header und nachfolgenden PDU-spezifischen Parametern

16 Partial Responses und Continuation State Einige SDP Requests können Responses erfordern, die größer sind als eine einzelne Response PDU sein. In einem solchen Fall wird der SDP Server eine partielle Response gemeinsam mit einem Fortsetzungszustandparameter (continuation state) generieren. Der Fortsetzungszustandparameter kann vom Client in einem nachfolgenden Request verwendet werden, um die nächste Portion der Gesamtnachricht zu erhalten.

17 Fehlerbehandlung Jede Transaktion besteht aus einem Request PDU einem Response PDU. –Jeder Typ eines Request PDU besitz einen korrespondierenden Response PDU Wenn der Server feststellt, dass der Request PDU falsch ist, dann kann nicht der zugehörige Request PDU gesendet werden Server sendet dann einen Error-PDU (SDP_ErrorResponse)

18 SDP Services Jeder Eintrag, der Information bereitstellt, eine Aktion ausführt, oder eine Ressource steuert, im Auftrag eines anderen Eintrages Service kann in SW, HW oder SW/HW implementiert sein Service Records Service Attribute 1 Service Attribute 2 Service Attribute 3 … Service Attribute n Service Record

19 Service Records Definition von Service Records, um problemlosen Datenaustausch zu gewähren Diese repräsentieren die notwendigen Service-Informationen Dienstleistungen können frei definiert werden Nicht notwendig, diese an einer zentralen Stelle zu registrieren Service Attribute 1 Service Attribute 2 Service Attribute 3 … Service Attribute n Service Record

20 Service Records Service Record (SR) beschreibt genau einen Dienst, der zu einer Serviceklasse gehört Alle SR eines Servers in DB SR speichert seine Dienstinformationen in Dienstattributen Wichtigstes Dienstattribut ist SR-Handle, zur eindeutigen Adressierung des Dienstes in der DB Mit dem SR-Handle kann Client auf alle Attribute des SR zugreifen SR-Handle ist 32-Bit Wert Service Attribute 1 Service Attribute 2 Service Attribute 3 … Service Attribute n Service Record

21 Service Attribute Beschreiben die Eigenschaften eines Dienstes Jedes Serviceattribut beschreibt eine einzelne Eigenschaft eines Dienstes, wie z.B. ProviderName Attribut besteht aus –Attribut –ID Eine Attribut-ID (16bits) unterscheidet jedes Serviceattribut von anderen Serviceattributen innerhalb eines Servicerecords Sie identifiziert ebenfalls die Semantik des zugehörigen Attributwertes –Attribut –Werten (einzelner Wert oder Liste) Kann unterschiedliche Größe annnehmen Attribute ID Attribute Value Service Attribute 16 Bits Variable Länge

22 Service Attribute Jedes Service Attribut beschreibt eine einzelne Eigenschaft eines Services. Beispiele solcher Attribute sind:

23 Service Attribute - Kategorien 3 Kategorien 1.Standard Service Attribute –Beschreiben die Charakteristika von Serviceklassen, die einen Dienst in Form von Anwendungsprofilen bzw. Anwendungen unterstützen 2.Service –Klassen –Attribute des Service –Discovery –Servers –Beschreiben Eigenschaften des SDP-Servers (z.B. Versionsnummer, Statusinformationen) 3.Service –Klassen –Attribute des Browsergruppen-Descriptors –Ermöglichen hierarchische Strukturierung von Dienstgruppen

24 Allgemeine Service Attribute Einheitlich in allen Service Records 2 Attribute sind in jedem Service Record erforderlich –ServiceRecordHandle Identifiziert jeden Service auf einem SDP-Server Nur bedeutsam für den jeweiligen SDP-Server –ServiceClassIDList

25 Andere typische universelle Attribute ServiceID ProtocolDescriptorList –Ein oder mehrere Protokollstacks, die verwendet werden, um den Service zu errreichen BrowserGroupList –Browsergruppe, der der Service angehört BluetoothProfileDescriptorList –Repräsentiert Profile mit denen der Service konform ist ServiceName

26 Service-Klassen Jedem Dienst, der von einem Gerät angeboten wird, wird eine Serviceklasse zugeordnet Es finden sich Dienstklassen, die in Bluetooth-Profilen definiert sind Jedes SR ist als Instanz einer Service-Klasse zu verstehen Jede Serviceklasse hat einmaligen Identifier UUID (universal unique identifier) Dieser UUID ist enthalten im Attributwert für das ServiceClassIDList Attribut –UUID ist einmalig in Raum und Zeit –Keine zentrale Registry notwendig –UUID ist 128-Bit-Wert

27 Drucker-Beispiel Farbpostscript-Duplex-Drucker ist mit 4 ServiceClass- Definitionen konform, die mittels UUIDs repräsentiert werden –DuplexColorPostscriptPrinterServiceID –ColorPostscriptPrinterServiceID –PostscriptPrinterServiceID –PrinterServiceID

28 Beispiel-Bluetooth-Headset ServiceRecordHandle(Uint32) ID=0x0000 ServiceClassIDList ID=0x0001 –ServiceClass0 (UUID=headset) ID=0x1108 –ServiceClass1 (UUID=generic audio) ID=0x1203 ProtocolDescriptorList ID=0x0004 –Protocol0 (UUID=L2CAP) ID=0x100 –Protocol1 (UUID=RFCOMM) ID=0x003 ProtocolSpecificParameter0 (Unit8= server channel #) ServiceName (string=Headset)

29 Service Discovery Ermöglicht es einem BT-Gerät zu erfragen, welche Services andere BT-Geräte anbieten –Suche (Searching): Nach einem speziellen Dienst suchen. –Auflisten (Browsing): Nachsehen, welche Dienste gerade bereitgestellt werden Servicesuche: –Ermöglicht es einem Client an den SR-Handle für bestimmte SR zu gelangen. –Ein Dienstsuchmuster ist eine Liste von UUIDs (Serviceattributen), die verwendet wird um zugehörige Service Records zu lokalisieren Auflistung (Browsing): –Basiert auf einem Attribute, das von allen Serviceklassen genutzt wird: BrowseGroupList – Attribut – BrowseGroupList – Attribut enthält eine Liste von UUIDs. Jede Liste

30 Beispiel für die Verwendung von SDP Verbindung mittels L2CAP herstellen Nach Service fragen –Nach einer spezifischen Serviceklasse fragen –Services durchsuchen (browse) Aber SDP bietet keine Mechanismen, um gefundene Services auch nutzen zu können – dazu Protokolle höher in Hierachie notwendig

31 Daten Repräsentation

32 Datenelement Typendescriptor Type Descriptor und valid Size Descriptor

33 Data element size descriptor table

34 Beispiele für Daten Der 3-Buchstaben umfassenden String Hat Ein 16-bit Integer-Wert Null

35 Protocol description

36 PDU IDs Es sind nur 7 SDP PDU definiert –0x01: SDP_ErrorResponse –0x02: SDP_ServiceSearchRequest –0x03: SDP_ServiceSearchResponse –0x04: SDP_ServiceAttributRequest –0x05: SDP_ServiceAttributResponse –0x06: SDP_ServiceSearchAttributeRequest –0x07: SDP_ServiceSearchAttributeResponse

37 PDU Austausch Der Client initiiert einen Request Der Server antwortet mit einem Response Einige Responses werden in mehrere PDUs aufgeteilt –Alle PDUs haben eine ContinuationState als letzten Parameter (ausser SDP_ErrorResponse) SDP_XXXXRequest SDP_XXXXResponse oder SDP_ErrorResponse SDP Client SDP Server

38 1A. Service_Search_Request 2A. Service_Attribute_Request 1B. Service_Search_Response SDP Client SDP Server 2B. Service_Search_Response

39 Bluetooth Profile

40 Schematischer Aufbau der Datenpakete des Service- Discovery-Protokolls mit den einzelnen Basisklassen

41 Eine fiktive Service Browsing Hierarchie Zeigt Nutzung des Browse Group Descriptors Browse Group Descriptoren (G) Andere (S)

42 Eine Beispiel SDP-Session LMP Host Connection request LMP Accepted SDP Client SDP Server Inquiry Page L2CAP Connection request L2CAP Connection response SDP inquiries SDP responses Link Controller Setup Link Manager Setup L2Cap Setup SDP session

43 RFCOMM Serielle Port Emulation oberhalb Paketorientierter Verbindung –Ähnlich HDLC –Zur Unterstützung von Legacy Anwendungen Das RFCOMM-Protokoll unterstützt die Emulation der seriellen Ports über das L2CAP-Protokoll. Das Protokoll basiert auf dem ETSI standard TS Nur eine Untermenge des TS Strandards wird verwendet. Einige Bluetooth-spezifische Änderungen sind in der RFCOMM- Spezifikation festgelegt

44 RFCOMM - Gliederung 1.Überblick 1.Geräte Typen 2.Steuersignale 3.Null Modem Emulation 4.Mehrere emulierte serielle Ports 2.TS07.10 Adaption für RFCOMM 1.Media Adaption 2.TS Multiplexer Startup & Closedown Procedure 3.DLCI Allocation with RFCOMM Server Channels 4.Multiplexer Control Commands 3.Verwendete Methoden zur Flußkontrolle 1.L2CAP Flusskontrolle 2.Wired Serial Port Flow Control 3.RFCOMM Flow Control 4.Port Emulation Entity : Serial Flow Control 5.Credit Based Flow Control 4.Andere Entity Interaction 1.Port Emulation und Port Proxy Entities 2.Service Registration und Discovery 3.Zuverlässigkeit (Reliability) 4.Energiesparende Betriebsarten (Low Power Modes)


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