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1、嵌入式作業系統系列（五）WindPad - Mobile Linux 的新紀元普及式運算裝置的快速成長電腦運算效能不斷的快速演進，使得運算的世界已經從桌上跳脫，嵌入在無線手持裝置、車用通訊系統、家用家電、及商業移動環境之中，而許多報導和專家預測， 3G時代的來臨，不但會加快企業M化的腳步，更讓所謂的普及式運算(Pervasive Computing)理想臻於可能，普及式運算指得是無所不在的運算環境，主要因為無線通訊網路的發達，小型的普及式裝置的進步，使用者無須攜帶笨重的設備與繁雜的線路，就可以隨手取得想要的資料，成長趨勢與力道都遠遠超過桌上型電腦，成為下一波兵家必爭之地，這邊所謂的普及式裝置(
2、PvC devices)指的是PDA、行動電話或是螢幕電話等裝置，我們可以從圖一的成長趨勢圖窺見一番。普及式運算聽起來相當的理想，不過在這個理想的背後，究竟隱藏著什麼樣的困難與技術瓶頸呢？就目前的狀況來說，無線通訊網路存在著許多問題，包括網路頻寬不足、設備IP位址不足、安全性的問題、頻率干擾與鉅額的基地台投資等，讓現在的使用者使用起來就是有那麼一些不便，不是那麼信任，但是這只是表面上的問題，許多報導和專家更直言不諱的說：缺乏足夠的內容，會降低使用者的意願。支援普及運算的基礎建設現況無可置疑地人們的生活也因為網路而發生改變，同時電子商務也顛覆了傳統的商業模式，網路的商業交易帶給 我們方便而且無遠
3、弗屆的影響，而這一切又將在短短的這幾年內，因為普及式運算裝置的大量出現，使得我們朝向行動商務發展。因應這樣的商業模式，新的服務也 隨之興起，由於普及式裝置有著多種不同的面貌，不像桌上型電腦的操作介面全都長得一樣，服務提供者面臨了不同裝置形式就必須重新設計操作介面與傳遞內容的 窘境。現代的e-bussiness的架構還是以桌上型電腦為主角的設計理念，如圖二所示，所有的基礎建設是以有線網路為主，遵循HTTP over TCP/IP的標準，透過Web Server的形式和企業內部的資料伺服器溝通。進入行動商務時代後，代表著多樣性的固定式或移動式終端機，可能透過各類不同的通訊網路系統互相連結， 因而帶
4、給技術人員更大的挑戰，卻相對著是更大的發揮空間，更寬廣多采多姿的服務，這也就是普及式運算時代的魅力所在。除了多樣性的網通連接問題外，技術人 員更要面臨的是處理不同面貌的普及式裝置。然而在終端設備本身不一定具有強大的運算能力，以伺服器的觀點來作適應性內容提供則是比較理想可行的方式，因此 一個企業想將e-bussiness轉型成為m-bussiness的話，資料流程處理架構就必須要因為普及式裝置的特徵而作修改，如圖三所示。導入m-business這樣架構的企業，目前還僅僅是少數，其缺乏了完整的基礎建設的配套措施，造成即使有了足夠的內容，使用者欲透過各類行動終端如PDA或 手機，取得這些資訊的過程還
5、是非常複雜，以其他角度來看，還不如找個網咖上網還更簡單一些。普及運算的精神強調資訊無所不在與容易取得，我們需要在行動網 路上有效的管理與降低取得資訊的複雜度。在企業用途上，工作人員必須以更經濟的方式隨時取得所需要的資訊，而在日常生活中，我們需要更方便，更自由的方式 來交換資訊，這才是所謂的在任何地點，任何時間，取得所需的任何資訊。這些基礎建設的配套措施包括了使用者介面的操作與輸入、3G & 2.5G電信與無線網路功能、Java環 境、使用者資訊取得自動化、多媒體影音功能、與後端資料庫建設等，除了可以投資的方式，加速網路設備的更新之外，許多技術問題在於如何將這些功能，以合理 的方法整合於資源有限
6、的嵌入式手持式裝置之上。舉個最簡單的例子來說，利用語音操作的方式來代替使用者的操作，雖然在桌上型電腦上面已經有了初步的成果， 但是在手持式裝置上面，如何克服語音辨識所需要的大量CPU運算與語音資料比對的儲存空間，對於強調省電與低價的 手持式裝置來說，可說是很難兼得的目標。光是這樣的問題就足以讓一個研發團隊傷透腦筋，更何況欲將上述這些普及運算的技術整合在一起，這都必須要藉由一個 足夠深模遠慮與技術能力的公司才有可能達成的目標，由IBM與資策會合作研發的WindPad技術（圖四），就是為了因應這類需求，架構在Linux開放 平台上的一個解決方案！IBM WebSphere Everyplace的解
7、決方案WindPad在基礎建設工作方面，利用IBM WebSphere Everyplace Embedded Software來提供行動商務的整合解決方案。WebSphere Everyplace Suite本身只是一個中介層 (middleware) 軟體，提供安全可靠與彈性的架構，讓所有連網裝置可以經過這套中介層與企業伺服器溝通，其中的Embedded Edition則是整合其中重要的元件，讓連網裝置可以經由Internet存取加值服務，並進行可靠的交易，他架構在一個嵌入式的即時作業系統中，利用Java Virtual Machine (JVM)的環境，建構所有的應用程式，並透過一個框架
8、系統來管理這些服務與應用程式，此外，也包含了有線與無線網路管理所需要的各種功能，與整合了內容管理與傳遞技術，安全機制也當然包含在內，除了VPN與SSL，還有加解密與認證的機制。如圖五所示，下列為其相對應元件：Connectivity Everyplace Wireless Gateway: 提供一個具有Internet Protocol 及 Wireless Application Protocol (WAP)應用程式的平台，可以在無線環境上使用。 Everyplace Authentication Server: 進入Everyplace Suite 服務時必須提供的認證伺服器。 MQSer
9、ies Everyplace: 提供所有MQSeries 家族平台可靠的訊息傳遞能力。 Everyplace Synchronization Manager: 讓行動裝置連接到遠端的應用程式，例如Microsoft Exchange、Lotus Notes 或是 DB2 databases。Security Everyplace Wireless Gateway: 提供WAP或是非WAP網路存取使用者身份認證，資料加密。支援Internet Protocol 與 WAP transport layer security ，並且可以使用RADIUS server 來作組態。 Everyplace
10、 Authentication Server:確認使用者身份與存取權限。Subscriber and device management Tivoli Personalized Services Manager: 提供一個中央管理服務訂購與裝置的功能，允許不同群組的使用者建立。Content handling WebSphere Transcoding Publisher: 可以依據使用者的裝置與網路狀況來調整、格式變更與過濾資料的形式。 WebSphere Edge Server Caching Proxy (Web Traffic Express):當作Proxy或是Caching Ser
11、ver與內容過濾使用。Optimization WebSphere Edge Server Load Balancer (Network Dispatcher): 在每個伺服器之間平衡使用者的需求流量，已達到增加服務速度，降低存取負載。IBM的J9 Java虛擬機器被譽為目前效率最好的Java虛擬機器，在這整個解決方案中，所使用的正是J9 Java虛擬機器，無論移植性、功能面，都在在顯示出IBM強大的研發能力，其中的框架管理元件就是IBM Service Management Framework (SMF)，這是一個依據Open Services Gateway Initiative (OSG
12、i)標準所設計的架構，必須搭配IBM的J9 Java虛擬機器，SMF提供網路傳遞的應用程式作定期的管理功能。網路核心服務則包括HTTPServer/Proxy，DNS，與 SSL等。IBM Tivoli Personalized Services Manager在這套中介層平台之上，IBM則提供了許多的應用套件，可以依 據企業與使用者的需求來作搭配與調整，在WindPad中，一開始就定位在企業應用之中，而一個企業用途裡面，如何加速外派工作人員的工作分派與強化個人 化資料的傳遞功能，並且降低資訊取得所需要的成本，是相當重要的課題，於是選擇了Tivoli Personalized Services
13、 Manager這套應用套件當作主要的元件，如圖七所示，他是一種entry-level Internet services manager，允許服務提供者可以依據使用者的偏好來組織並且傳遞特別訂製的服務，可以彈性化調整服務功能，也可以依據每個企業的不同作調整，而且他可 以完全整合在WebSphere Everyplace裡，擴充WebSphere Everyplace Server與Service Provider Offering的功能，容易整合在既有的基礎建設中，可以傳遞與管理revenue-generating services，提供選單驅動功能將新的IP services傳遞給使用者，
14、並且設計成可以用來管理使用者的服務訂購，同時可以管理上百萬以上的服務訂購。除了在伺服器端的WebSphere Everyplace Server之外，在WindPad裡面搭配使用的是Tivoli Personalized Services Manager的Device Manager與Device Agent，讓使用者可以組織自己的偏好，向伺服器訂購所需服務，如圖八所示。Device Manager可以分成伺服器端與客戶端，主要透過瀏覽器的操作與Java的功能來達成，是Tivoli Personalized Services Manager裡面主要處理不同客戶端裝置的元件，伺服器端主要的成員包
15、含有： Device Manager database Device management server servlet Device plug-in Device Manager Console Subscription Manager而在客戶端的主要成員就是Device agent。在伺服器端的資料庫是最主要的核心，他儲存了所有裝置管理的訊息與工作。裝置相關訊息 Devices名稱 Device 類別 Device 參數 軟體訊息 軟體包裹發佈的 版本編號 工作相關訊息 工作類別 訂購的工作當WindPad連上Device Manager時，device management server servlet可以協調與處理裝置的工作排程，同時也開始依據使用者的偏好開始發佈軟體與工作給使用者，這些資訊全部都會記錄在Device Manager database之中。在客戶端的Device Agent安裝好之後，所有相關的plug-in資訊也會隨之設定完成，此時系統管理者可以透過Device Manager console來分派工作給客戶端的使用者，系統管理者也可以
