\"/
\"/ \"/    

Mobilní počítání

Luděk Matyska, Eva Hladká, CESNET, FI MU, PřF MU, ÚVT MU
Ročník XI - číslo 4, duben 2001
Citace: L. Matyska, E. Hladká. Mobilní počítání. Zpravodaj ÚVT MU. ISSN 1212-0901, 2001, roč. XI, č. 4, s. 1-3.
Tematické zařazení: Počítačové sítě obecně
 předchozí číslo | následující článek 

 
Počítače se stávají neodmyslitelnou součástí našeho profesního, a ve stále rostoucí míře i soukromého života. S tím roste potřeba prakticky neomezeného přístupu k nim, resp. aplikacím a datům, které jsme zvyklí používat. Podobný požadavek v oblasti mezilidské komunikace je v současné době uspokojován mobilními telefony, které umožňují komunikovat prakticky kdekoliv, kdykoliv, a dokonce i za pohybu.

Předchůdcem plně mobilního počítání je vzdálený přístup k počítačům. Vznik počítačových sítí byl motivován požadavkem spojení počítačů tak, aby si vzájemně mohly vyměňovat data, velmi rychle se však vytvořily protokoly a nástroje, které umožnily pracovat prostřednictvím lokálního počítače (tedy počítače, k němuž byl uživatel připojen nejčastěji přes terminál) s počítačem vzdáleným. Vznikla tak první forma podpory počítačové mobility: uživatel mohl odcestovat do místa, které bylo prostřednictvím počítačové sítě připojeno k jeho počítači a tam, přes místní terminál, se mohl připojit a pracovat v podstatě obdobným způsobem jako doma. Známé programy (a odpovídající protokoly) rlogintelnet, společně s programem přenosu dat ftp tvořily základní nástroje podpory této primitivní formy mobility.

Situace se poněkud zkomplikovala zavedením grafických terminálů a následně pak rozšířením osobních počítačů. Grafické rozhraní X Window, resp. odpovídající protokol sice umožňuje práci na dálku, ovšem vyžaduje přenos podstatně vyšších objemů dat, než které stačily na zajištění řádkového režimu protokolů rlogin či telnet, což většinou přesahovalo možnosti rozsáhlých počítačových sítí až do konce osmdesátých let minulého století. Skutečnou revoluci však přinesly osobní počítače. V první vlně okouzlení vytvořily iluzi, že připojení do sítě je něčím nadbytečným, potřebným pouze pro komunikační služby (elektronická pošta) a případný přenos souborů, veškerá bezprostřední komunikace s počítačem (spouštění aplikací, ukládání osobních dat, ...) se však odehrává výhradně lokálně. Relativně vysoká cena přitom zpočátku vedla k tomu, že spíše jeden počítač (přes přívlastek osobní) byl sdílen více uživateli než naopak, sdílení dat mezi nimi bylo triviální a neexistence vzdáleného přístupu nebyla pociťována.

S postupným poklesem ceny se tyto počítače staly skutečně osobními a uživatelé postupně začali v průběhu dne využívat více jak jeden stroj (např. proto, že jeden měli v práci a druhý doma). Velmi rychle si však začali uvědomovat důsledky absence podpory sdílení dat a aplikací. Tzv. kabelový přenos dat (tedy formou diskety či podobného média v kabeli) má často fatální důsledky: zapomenuté soubory, přemazání nových souborů starými kopiemi, nekompatibilita aplikací používaných na různých počítačích, při práci v týmu velmi složitá synchronizace práce nad jedním společným dokumentem apod. Opět se proto vynořil požadavek propojení počítačů, ovšem tentokrát s podstatně vyššími nároky na kvalitu a možnosti tohoto propojení.

Cílem již tentokrát byla první podpora skutečné mobility uživatelů. Počítače stále zůstávaly v převážné míře fixními jednotkami, kde bylo třeba zajistit shodné prostředí - tedy operační systém, aplikační programy a samozřejmě uživatelská data - při přechodu uživatele od jednoho počítače k druhému. Požadavek na toto prostředí je jednoduše řešitelný formou serveru, na němž jsou uložena všechna data a převážná většina aplikací a připojené počítače sdílí systém souborů serveru a umožňují tak přístup nezávisle na místě připojení. Aplikace jsou buď předinstalovány na každém počítači, nebo se (pokud to podporuje operační systém) spouští ze serveru, běží a využívají procesor lokálního počítače.

Tento přístup je jen velmi omezeným řešením mobility, vhodným prakticky pouze pro menší skupiny počítačů propojených dostatečně rychlou počítačovou sítí. Především není vhodný pro řešení mobility mezi různě propustnými sítěmi (v práci a doma), protože kapacita připojení se velmi výrazně liší a přístupy, které lze s úspěchem využívat při přechodu mezi dvěma počítači v práci jsou z domu prakticky nepoužitelné (to ostatně potvrdí každý, kdo se pokusil přes běžný analogový modem pracovat s dokumenty v MS Wordu, uloženými na vzdáleném počítači; a zkuste si představit, že byste stejnou linkou nejprve museli nahrát celý textový editor).

Vývoj osobních počítačů však paralelně s vývojem zmíněných prostředí pro podporu mobility přišel s dalším trumfem, v podobě přenosného počítače. Uvažujeme-li o dvou pracovních místech, pak většinou cena dvou počítačů se zhruba vyrovná (nebo převýší) cenu jednoho přenosného počítače. Na chvíli se proto zdálo, že problém mobility je vyřešen: uživatel opět pracuje pouze na jednom počítači (se všemi výhodami, které toto řešení přináší) a pokud se potřebuje přemístit, vezme si s sebou i celý počítač, s prostředím, aplikacemi i daty.

Velmi brzy se však vynořily nové problémy. Vzhledem k rozšíření počítačů uživatel již jen málokdy pracuje na konkrétní věci sám, většinou je členem týmu a potřebuje data často sdílet s ostatními. Přenosné počítače jsou rovněž poněkud náchylnější k poruchám, přitom uživatelé jen zřídka tyto počítače (resp. na nich uložená data) zálohují, což může vést až k nenahraditelným ztrátám (nehledě na to, že i když se jedná jen o banální poruchu, kterou servis za několik dní odstraní, může být několikadenní nedostupnost dat velmi nepříjemná). Samostatným problémem jsou ztráty a krádeže přenosných počítačů, při nichž hrozí i vyzrazení obchodních či jenom soukromých informací. Po dočasném okouzlení osobními počítači se proto data vrací zpět na centrální počítače (namísto mainframes se jim dnes říká servery), ovšem s požadavkem na podporu stylu práce, který by odpovídal lokální dostupnosti všech dat.

Dosažení tohoto cíle je v principu možné dvěma rozdílnými cestami. První z nich si bere příklad z mobilních telefonů a cílově počítá s trvalým bezdrátovým připojením počítačů na síť. Přes všechny potenciální výhody (a i při zanedbání cenových otázek) má tento přístup principiální nedostatek ve výrazně nižší kapacitě připojení ve srovnání s běžně dostupnou fixní sítí. Zatímco pevné připojení je dnes v převážné míře realizováno tzv. rychlým Ethernetem, tj. rychlostí 100Mb/s, běžný mobilní telefon nabízí 9,6kb/s, moderní dostupné technologie cca 44kb/s (ovšem pouze v jednom směru) a přes stále ještě na většině míst planety nedostupné GPRS se dostáváme k futuristickému UMTS, ovšem ani to nepočítá s rychlostmi nad jeden megabit za sekundu. Při rychlosti 384kb/s (v podstatě mezní rychlost GPRS) zpřístupnění souboru či aplikace o rozsahu pouhých 10MB bude trvat 3,5 minuty, zatímco při 100Mb/s rychlosti na to potřebujeme méně jak jednu sekundu. Trvalé připojení on-line samozřejmě má i své výhody a zcela jistě se bude velmi intenzivně rozvíjet - nakonec dnes v ČR dostupná rychlost 44kb/s je více než srovnatelná s přístupovou rychlostí běžného komutovaného připojení (to má obvykle 33,6kb/s) a snese srovnání i s ISDN přípojkou - nepředstavuje však kompletní řešení problému mobility.

Mobilitu je však možno podpořit i jiným způsobem, který využívá výkonu a úložných kapacit přenosných počítačů a vytváří iluzi trvalého připojení. Jen malá část práce s počítačem vyžaduje skutečně synchronní připojení k počítačové síti. Dobrým příkladem je práce s elektronickou poštou, kdy stáhneme poštu na lokální počítač, lokálně (nepřipojeni) ji zpracujeme a odešleme, ovšem skutečné odeslání nastane až po opětovném připojení k síti. Obdobně, pokud editujeme soubor, můžeme zcela bez problémů pracovat na lokální kopii a nejprve v okamžiku uložení je potřebná synchronizace se serverem. Pokud však lokální systém souborů bude implementován jako vyrovnávací paměť (cache, proxy) systému souborů na serveru, může nám vytvořit iluzi okamžité synchronizace (stejně jako v případě iluze okamžitého odeslání pošty) i v odpojeném režimu. Obdobným způsobem je možno pracovat s databázemi, webovými stránkami apod. - na lokálním počítači je dostatečně rozsáhlá vyrovnávací paměť, do níž se před odpojením nahrají data (soubory, databázové položky, webové stránky, ...), s nimiž může uživatel následně chtít pracovat. Veškeré změny na použitých souborech či v databázi jsou zaznamenány a na server přehrány teprve po opětném připojení. Přitom v závislosti na kvalitě a kapacitě tohoto připojení mohou být uložená data prioritizována a přednostně jsou přenesena (jedním nebo druhým směrem) nejdůležitější data (prioritní pošta, soubory, na něž čeká kolega, ...); zbývající data musí počkat. Je tak možno kombinovat rychlá i pomalejší připojení, systém se dokáže adaptovat, a přitom veškerá práce se provádí na lokálně uložených datech lokálně spouštěnými aplikacemi, tj. kvalita připojení bezprostředně neovlivňuje kvalitu (a způsob) práce.

Omezený rozsah tohoto příspěvku dovolil pouze úvodní navnadění, v příštím pokračování ukážeme, na jaké problémy tvorba iluze permanentního připojení naráží a jak ji lze, i s prostředky v současnosti dostupnými, alespoň částečně vytvořit.

Zpět na začátek
ÚVT MU, poslední změna 14.11.2011