Diringkas oleh : Kelompok 255
Anggota Kelompok : Ikhsan Putra Kurniawan - 1204000432 Mata Kuliah : Kelas Seminar (IKI140991)
Semester : Genap 2007/2008
Ringkasan Jurnal : Mengimplementasikan Layanan Terintegrasi dari Perabotan Elektronik Rumah Tangga Menggunakan Service Oriented Architecture.
Judul Asli : “Implementing Integrated Services of Networked Home Appliances Using Service Oriented Architecture”
Penulis : Masahide Nakamura, Hiroshi Igaki,
Haruaki Tamada, and Kenichi Matsumoto
Graduate School of Information Science, Nara Institute of Science and Technology 89165, Takayama, Ikoma, Nara 6300192, Japan
{masa-n, hiro-iga, harua-t, matumoto}@is.naist.jp
Publikasi : ICSOC’04, November 15–19, 2004, New York, New York, USA.
Copyright 2004 ACM 1581138717/04/0011 ...$5.00.
Implementing Integrated Services of Networked
Home Appliances Using Service Oriented
Architecture
ABSTRAK
Paper ini memperkenalkan metode untuk mengimplementasikan layanan terintegrasi dari jaringan perabotan elektronik rumah, yang menghadirkan kenyamanan dan kemudahan bagi orang-orang di rumah. Metode-metode konvensional biasanya menggunakan sebuah server di rumah untuk mengintegrasikan banyak layanan. Server mengontrol semua peralatan elektronik rumah tangga secara tersentralisasi. Akan tetapi seiring dengan bertambahnya peralatan rumah tangga, server yang tersentralisasi mengalami kesulitan karena banyaknya load, juga diperlukan adanya kehandalan dan interoperabilitas yang baik. Untuk menanggulangi masalah ini, para penulis paper mengadopsi service-oriented architecture untuk mengimplementasikan layanan terintegrasi ini. Dalam framework yang diusulkan, peralatan-peralatan tersebut mengirim fitur-fiturnya sendiri sebagai layanan, dan secara otonom mengeksekusi layanan yang didapat/diekspor dari layanan lain. Sehingga, peralatan-peralatan tersebut loosely coupled melalui layanan yang diekspor tanpa melalui home server yang tersentralisasi, sehingga lebih fleksibel, seimbang, dan handal. Para penulis paper pertama-tama akan mengusulkan framework untuk mendesain dan mengimplementasikan layanan terintegrasi yang berbasis SOA, dan selanjutnya mengilustrasikan sebuah prototipe sistem yang dikembangkan dengan web services. Para penulis paper juga mendefinisikan tiga jenis ukuran (seperti kehandalan, workload,
dan coupling), dan mendemokan perbandingan dari evaluasi yang diajukan oleh sistem sebelumnya.
KATA KUNCI
Home Network System, Service Oriented Architecture, Implementation, Reliability
1. INTRODUCTION
Kemajuan prosesor dan jaringan baru-baru ini membawa kemajuan dalam teknologi jaringan peralatan elektronik rumah tangga. Berbagai jenis peralatan rumah, seperti televisi, AC, pemutar DVD, lampu-lampu dan kulkas, dimana semuanya terhubung dengan jaringan di dalam rumah. Hal ini menyediakan berbagai peralatan dan layanan di rumah bagi penggunanya, misalnya, remote control, dll. Sistem yang terdiri dari peralatan rumah yang terhubung dengan jaringan disebut Home Network System (HNS). Beberapa jenis produk HNS sudah terdapat di pasar.
Salah satu aplikasi HNS yang utama adalah jaringan layanan peralatan rumah tangga yang terintegrasi. Jaringan layanan ini untuk mengatur berbagai peralatan rumah tangga melalui jaringan dengan tujuan untuk menyediakan kenyaman yang lebih dan hidup yang lebih baik bagi pengguna. Berbagai jenis layanan yang terintegrasi diantaranya:
Coming Home Service: Ketika pengguna sampai di rumah, lampu-lampu dan AC dinyalakan dengan iluminasi dan temperatur yang disesuaikan dengan keadaan.
DVD Theater Service: Ketika pengguna menyalakan DVD player, cahaya menjadi
gelap, speaker-speaker dipilih dan volume suaranya disesuaikan secara otomatis. Pendekatan konvensional untuk mengimplementasikan layanan terintegrasi mengadopsi Server Centralized Architecture (SCA), dimana sebuah server yang canggih berperan sebagai pemimpin. Home server mengontrol semua peralatan di dalam jaringan secara tersentralisasi, dengan mengirimkan perintah-perintah tertentu ke peralatan-peralatan. Karena server bertanggung jawab atas semua tugas kecerdasan dari pengaturan, maka struktur SCA cukup mudha dan intuitif.
Akan tetapi, seiring semakin canggih dan terdiversifikasinya peralatan-peralatan, SCA konvensional akan sangat terbebani dengan permasalahan-permasalahan berikut ini:
Reliability, Load Concentration: Dikarenakan peralatan-peralatan dikontrol oleh server yang tersentralisasi, suatu crash pada server dapat membuat semua layanan yang terintegrasi mejadi tidak tersedia. Juga, jumlah peralatan yang terkoneksi dengan peralatan-peralatan secara langsung merefleksikan beban yang berat terhadap server.
System Extension: Fitur-fitur dari berbagai peralatan yang tidak kompatibel dengan server tidak dapat digunakan dalam layanan terintegrasi. Keterbatasan ini dapat menjadi penghambat terhadap system pada peralatan-peralatan tambahan di kemudian hari.
Interoperability: Karena home server perlu tahu protokol yang digunakan untuk semua peralatan yang terhubung, implementasi dari server menjadi kompleks. Juga, server dan peralatan-peralatan memiliki ketergantungan yang tinggi. Sehingga, sulit untuk menjamin adanya interoperability diantara berbagai peralatan tersebut, khususnya yang berkaitan dengan versi dari protokol dan peralatan yang diupdate.
Untuk menyelesaikan masalah-masalah ini, pada paper ini diusulkan sebuah metode untuk mengimplementasikan layanan terintegrasi yang berbasis Service Oriented Architecture (SOA). Sistem arsitektur ini mengintegrasikan komponen-komponen
terdistribusi yang otonom. Komponen-komponen tersebut loosely coupled terhadap satu sama lainnya dengan tipe interface yang strict dan protokol komunikasi yang telah distandardisasi.
Dalam metode yang diusulkan, setiap peralatan dibagi menjadi dua layer: service layer dan device layer. Pada service layer, peralatan mengekspor tampilan kontrolnya sebagai sebuah layanan. Jika layanan tersebut dieksekusi, maka ia akan mengirimkan perintah kepada peralatan yang bersangkutan dengan protokol yang protokol yang proprietary. Secara simultan, layanan yang ada secara otonom mengeksekusi layanan-layanan yang diekspor oleh peralatan lainnya. Sehingga, peralatan-peralatan bersifat loosely coupled pada service layer tanpa adanya server yang tersentralisasi. Ini membuatnya menjadi lebih fleksibel, robust dan seimbang bebannya dalam layanan terintegrasi.
Pertama-tama, para penulis paper mendesain layanan terintegrasi berbasis SOA dengan skenario layanan yang konkret. Berdasarkan desain, lalu mereka mengajukan framework impelementasi, dan mengimplementasikan prototipe dari sistem dengan web services. Para penulis paper juga mengajukan metode evaluasi berbasiskan grafik untuk layanan terintegrasi ini. Dengan hal ini, selanjutnya dilakukan evaluasi komparatif terhadap arsitektur SOA dengan SCA yang sudah ada, dari sudut pandang reliability, workload, dan coupling.
2. PRELIMINARIES
SOA DAN LAYANAN TERINTEGRASI
SOA adalah sistem arsitektur untuk mengintegrasikan beberapa sistem terdistribusi yang berbeda dalam jaringan dengan prosedur yang standard. Setiap sistem mengekspor fitur-fiturnya sendiri pada jaringan sebagai sebuah unit layanan. Logika internal dan implementasi dari layanan terdapat pada masing-masing layanan dan terbungkus dalam sistem. Sistem hanya menampilkan tampilan dari layanan dalam bentuk tipe metode yang strict.
ASUMSI
Agar pengembangan layanan terintegrasi berdasarkan SOA, maka diasumsikan jaringan peralatan elektronik rumah tersebut sudah memenuhi kondisi berikut:
C1: Setiap peralatan memiliki antar muka kontrol alat dan dapat diakses oleh software (misalnya API).
C2: Setiap peralatan memiliki storage untuk menyimpan software aplikasi(server dan aplikasi kontrol alat), sebuah prosesor untuk mengeksekusi aplikasi, dan antarmuka jaringan.
SKENARIO LAYANAN TERINTEGRASI
Terdapat delapan skenario yang contohnya sebagai berikut:
SS1: Tingkat “keterangan” dari lampu diatur otomatis berdasarkan intensitas iluminasi dan intensitas
SS2: Jika pengguna memasuki ruangan, lampu nyala otomatis
SS3: Ketika pengguna menyalakan DVD player, lampu menjadi gelap. Lalu TV dan speaker diset pada mode DVD.
3. DESIGN OF INTEGRATED SERVICES
Gambar desain layanan terintegrasi menggunakan arsitektur SOA disadur dari paper asli.
Gambar desain layanan terintegrasi menggunakan arsitektur konvensional SCA disadur dari paper asli.
4. IMPLEMENTATION
Implementasi Framework untuk Service Layer
Gambar disadur dari paper asli.
DMI(Device Method Invocatoin): mengacu pada pemrosesan dari serveice layer untuk
mengirim perintah kontrol kepada device layer yang berkaitan. Terdapat sebuah DMI untuk setiap method yang dieksport.
SMI(Service Method Invocation): mengacu pada pemrosesan service layer untuk
melibatkan remote method yang dieksport oleh layanan lainnya. Beberapa SMI dijalankan sebelum/setelah DMI, bergantung pada skenario layanan saat itu.
Prototipe Sistem dengan Web Service
Berdasarkan pada implementasi framework, telah diimplementasikan prototipe sistem dengan memilih Web Services sebagai alatnya. Prototipe dikembangkan dengan spesifikasi sebagai berikut
Web Server: Jakarta Tomcat 4.1.18 SOAP library: Apache-AXIS 1.1 Language: Java2 SDK SE 1.4.1 02
Aturan-aturan pada Framework yang diusulkan
Diasumsikan bahwa setiap aplikasi layanan sudah disediakan atau dikembangkan oleh vendor masing-masing peralatan tersebut. Vendor tidak perlu memikirkan bagaimana peralatannya digunakan oleh peralatan lainnya. Vendor lebih memikirkan dan menjelaskan bagaimana peralatannya dapat diakses dan tipe akses seperti apa saja yang diizinkan. Dengan kata lain, vendor harus melakukan spesifikasi metode export yang strict, dan menggunakan framework SOA seperti Web services untuk implementasi layanan/pengiriman. Dengan hal ini peralatan akan bersifat loosely coupled, yang akan
menjadikan peralatan fleksibel dan mudah dilakukan modifikasi terhadap peralatan baru.
5. EVALUATION
Pada bagian ini, para penulis paper mengevaluasi HNS-SOA yang diajukan dari berbagai aspek arsitektural. Spesifiknya, ada tiga paramter: reliability, workload, dan coupling. Lalu dilakukan studi komparatif terhadap HNS-SCA konvensional.
RELIABILITY
Untuk menghitung n-realibilitas, para penulis paper mengaplikasikan pendekatan Sum of Disjoint Products (SDP).
Hasilnya adalah sebagai berikut:
Gambar disadur dari paper asli.
Arsitektur SOA dan SCA memiliki realibilitas yang hampir sama dan tidak jauh berbeda.
WORKLOAD
Para penulis paper mencoba untuk mengestimasi workload dari tiap komponen HNS pada layanan terintegrasi. Workload bervariasi bergantung pada perlatan yang terlibat dalam layaan terintegrasi dan skenario frekuensi penggunaan. Data diambil dari 12 pengguna yang diinterview.
Hasilnya menunjukkan, bahwa pada SOA workload-nya lebih terdistribusi merata, sedangkan pada SCA sebagian besar ada pada server. SOA terlihat lebih efisien karena cukup layanan yang berat saja yang perlu diperhatikan. Sedangkan pada SCA perlu dilakukan penyeimbangan pada server dengan menambahkan secondary server. Hal ini tentunya tidak efisien karena layanan yang tidak memberatkanpun juga dilakukan penyeimbangan.
COUPLING
Coupling adalah ukuran untuk mengestimasi seberapa kuat komponen HNS bergantung terhadap komponen-komponen lainnya. Semakin besar ketergantungan suatu node atau peralatan, maka semakin besar ia akan mempengaruhi keberhasilan maupun kegagalan dari peralatan tersebut.
Tabel disadur dari paper asli.
Terlihat dari tabel bahwa pada tabel bagian atas memperlihatkan coupling pada SOA terbagi secara merata. Artinya ketergantungan suatu peralatan terbagi merata dengan peralatan lainnya.
Dari tabel juga dapat dilihat bahwa tabel bagian bawah memperlihatkan coupling pda SCA bertumpu pada home server. Ini menunjukkan ketergantungan peralatan pada SCA sangat berpengaruh pada home server sehingga jika peralatan ini mengalami crash maka banyak sekali peralatan yang akan ikut crash atau tidak berfungsi sebagaimana mestinya.
6. DISCUSSION
KELEBIHAN
(1) Karena peralatan-peralatan tersebut bersifat loosely coupled dalam service layer pada SOA, interoperabilitas diantara berbagai peralatan menjadi meningkat. Ini memfasilitasi adanya penambahan maupun modifikasi pada peralatan nantinya.
(2) Karena layanan terintegrasi bersifat kolaborasi otonom diantara berbagai peralatan, framework yang diusulkan ini tidak membutuhkan server terpusat.
(3) Karena template implementasi yang diusulkan, implementasi dari service layer dan skenario layanan terpisah dengan baik. Sehingga mudah untuk pengguna untuk memodifikasi skenario layanan terintegrasi ini.
KETERBATASAN
Biaya Peralatan: Setiap peralatan haruslah cukup cerdas untuk memenuhi kondisi yang
ada., untuk merealisasikan service layer. Sehingga harganya menjadi lebih mahal.
Communication Overhead: Sudah diperkirakan komunikasi yang overhead
dibutuhkan untuk penyesuaian layanan. Karenanya, ketika mengimplementasikan layanan terintegrasi yang membutuhkan respon real time yang mantap ini, para penulis paper perlu membertimbangkan dengan baik-baik.
Global Mangement: Karena kontrol layanan terdistribusi, sulit untuk melakukan
manajemen semua peralatan dalam satu waktu. Karenanya, dibutuhkan mekanisme yang handal untuk pendeteksian kerusakan peralatan dan aplikasi dari aturan keamanan secara umum..
7. CONCLUSION
Pada paper ini, para penulis paper sudah mengusulkan sebuah framework untuk mendesain dan mengimplementasikan layanan terintegrasi untuk jaringan peralatan rumah tangga dengan arsitektur SOA. Mereka juga sudah melakukan evaluasi komparatif terhadap HNS-SOA dengan arsitektur konvensional HNS-SCA.
Penelitian mereka selanjutnya adalah, melakukan evaluasi terhadap keterbatasan dari HNS-SOA ini dari sudut pandang praktis. Untuk hal ini, mereka sedang melakukan penambahan perlatan sebagai perluasan layanan dari prototipe ini dan dengan berbagai skenario. Berdasarkan evaluasi, mereka merencanakan untuk menginvestigasi framework manajemen, dan skema keamanan yang cocok dengan SOA. Topik lainnya yang menarik adalah permasalahan fitur interaksi, dimana seperti diketahui konflik fungsi diantara berbagai layanan. Sudah diperkirakan bahwa adanya banyak interakasi potensial dalam HNS, karena berbagai pengguna dapat mengaktifkan berbagai layanan secara simultan. Oleh karena itu, deteksi dan resolusi dari fitur-fitur interaksi dalam framework SOA menjadi permasalahan penting.
