Prática com contêineres e sockets TCP/IP em Java

• Projeto de gerenciamento e atualização de dispositivos IoT desenvolvido em Java, utilizando comunicação em rede via TCP e Multicast.

• O sistema é composto por dois módulos principais:

• Dispositivo IoT: representa os dispositivos conectados à rede. Cada dispositivo possui uma versão de software e escuta anúncios multicast do gerenciador. Caso receba uma solicitação de atualização e sua versão seja inferior à do gerenciador, realiza a atualização via conexão TCP. Se o dispositivo já estiver em uma versão mais recente, a atualização é ignorada. Quando não é informada uma versão inicial, o dispositivo utiliza o último octeto do seu endereço IP como versão.

• Gerenciador de Atualizações: responsável por detectar dispositivos IoT ativos na rede, manter o controle das versões e coordenar o processo de atualização. O gerenciador envia anúncios via multicast e estabelece conexões TCP para atualizar dispositivos quando necessário, além de fornecer uma interface de comandos para o usuário.

Execução do cenário de teste

O cenário foi montado com 3 dispositivos IoT e 1 gerenciador.

Clonar o projeto e acessar o diretório raíz:

git clone https://github.com/STD29006-classroom/2025-02-lista-01-luizakuze
cd 2025-02-lista-01-luizakuze

Executar os comandos abaixo:

# Construir as imagens
docker compose build
# Iniciar os 3 dispositivos com versões aleatórias 
docker compose up --scale dispositivo-iot=3 dispositivo-iot
# Em outro terminal, iniciar a interação com o gerenciador
docker compose run --rm gerenciador

Demonstração

Lista de dispositivos IoT conectados

O gerenciador mantém uma lista atualizada dos dispositivos ativos de acordo com as mensagens via Multicast.

Incrementando a versão do gerenciador

O gerenciador inicia em v1. A cada ação, a versão é incrementada:

Exemplo: incrementado 2 vezes e está em v3

Atualizando dispositivos IoT

Existem alguns cenários possíveis durante a atualização:

Versão do dispositivo IoT	Comparação com gerenciador	Ação tomada
>= versão do gerenciador	Atualizado	Não atualiza
< versão do gerenciador e ativo	Desatualizado	Atualiza via TCP
< versão do gerenciador e inativo	Desatualizado	Remove da lista

Exemplo: o gerenciador está em v3, e entre os dispositivos, apenas o v2 foi atualizado para v3.

Note que o gerenciador enviou atualização apenas para o dispositivo conectado via TCP e ativo (à direita).

Remoção de dispositivo IoT inativo

Se um dispositivo é parado (contêiner encerrado), o gerenciador ainda tenta a atualização via TCP. Não obtendo resposta, o dispositivo é automaticamente removido da lista.

Primeiro parando o contêiner:

O cenário atual é: gerenciador em v5, apenas dois dispositivos continuam ativos.

Resultado após tentar atualizar todos:

O dispositivo desconectado não respondeu e foi corretamente removido.