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无线Internet的最新标准——无线应用协议（WAP）（张帆）
发布时间：2006-10-14 7:53:09		收集提供：gaoqian


无线Internet的最新标准——无线应用协议（WAP）（张帆）［摘要］作为信息产业中增长最快的两大领域，Internet和移动通信如何结合各自的技术优势，以统一的标准向用户提供无处不在的信息网络服务，是业界共同关注的问题。由全球多家大厂商合作开发的开放标准——无线应用协议（Wireless Application Proto- col，WAP），已于1998年推出第一版，代表着两大技术的融合。它定义了一个分层的、可伸缩的、可扩展的体系结构，为无线Internet提供全面解决方案。本文从WAP协议的开发原则出发，分析其应用模型和协议栈，并探讨WAP在GSM系统中的应用方案及发展前景。关键词：无线应用协议（WAP）Internet移动通信 1 引言近年来空前发展的Internet和移动通信，已经作为迈向信息社会的两个重要标志，分别支持对大量信息资源的有效访问和可以随处漫游的个人通信，将深刻地影响未来信息高速公路的发展。如何结合各自的技术优势，不受信息源的限制和用户访问对位置的限制，以统一的标准向用户提供无处不在的信息网络服务，成为网络界和电信业界共同关注的一个焦点问题。为此，一些参与手机制造的厂商从不同的角度出发，曾相继提出实现移动Internet访问的各种思路。1997年全球90多家大厂商合作成立了专门的论坛（WAP Forum），共同开发无线应用协议（WAP）。其第一版于1998年推出，已得到共拥有1 亿多用户的各网络运营者的支持。WAP旨在通过定义一个开放的全球无线应用框架和网络协议标准，将Internet和高级数据业务以智能信息传送的方式引入数字移动电话、寻呼机、PDA（个人数字助理）等无线终端，并实现兼容和互操作。本文根据WAP协议的总体开发原则和技术思路，研究WAP的应用模型，在此基础上分析WAP协议栈的结构及各层提供的服务，探讨WAP在GSM移动通信系统中的应用，并展望其发展前景。 2 WAP的开发原则 WAP协议开发遵循的原则是，基于Internet中广泛应用的标准（如 HTTP、TCP／IP、S- SL、XML等），提供一个对空中接口和无线设备独立的无线Internet全面解决方案，同时支持未来的开放标准。其中，独立于空中接口是指WAP应用（如对话音、传真和E－mail的统一消息处理等）能够运行于各种无线承载网络之上，如TDMA、CDMA、GSM、GPRS（通用分组无线系统）、CDPD（蜂窝数字分组数据网）、CSD（电路交换式数据网）、SMS（短消息服务）、 USSD等，而不必考虑它们之间的差异，从而最大程度地兼容现有的及未来的移动通信系统；独立于无线设备是指WAP应用能够运行于从手机到功能强大的PDA等多种无线设备之上，各厂商按照WAP而生产的不同设备，应具有一致的用户操作方式。将无线Internet与传统的Internet比较，可以发现两者在市场、网络和设备这三个方面上存在着根本的差异， WAP对此采取了相应的解决途径，如表1 所示。由表1的分析可见，WAP协议应实现以下主要目标：互操作能力——由不同厂商生产的移动终端能够在移动网络中互通；可伸缩性——能够根据用户需求对移动网络的服务进行定制；高效率——提供适于网络特点的服务质量（QOS）保证；可靠性——提供一致的和可靠的服务应用平台；安全性——即使在不具有保护能力的移动网络和设备上，仍能通过WAP提供服务并保持用户数据的完整性。 3 WAP应用模型 3.1 基本结构 WWW采用客户机／服务器结构，提供了一个十分灵活而强大的应用模型（又称为编程模型），并可以使用大量的应用开发工具。WAP在尽量利用这一成熟技术的基础上，按照无线环境的特点而定制应用模型，包括优化和扩充，如图1 所示。其中，为实现从移动终端到网络服务器之间的通信，WAP定义了一系列标准组元，包括：（l）标准的命名模型：使用WWW的标准URL来标识在原始服务器上的WAP内容，并用WWW 标准的URI来标识在一个设备上的本地资源，如呼叫控制功能；（2）具有类型定义的内容：对每个WAP内容，都定义了一个与WWW一致的特定类型，这使得WAP用户代理能够依据其类型而正确处理，其中 WAP用户代理是解释 WML、WMLScript、 WTAI等资源的软件，如文本浏览器、语音例览器和搜索引擎；（3）标准的内容格式：WAP内容格式按照WWW的定义，并可以包含显示、标记、日历信息、电子商务卡片对象、图像和脚本语言；（4）标准的通信协议：WAP通信协议将来自移动终端的创览器的请求传送至Web服务器。可见，WAP内容和应用都使用WWW的一系列流行的内容格式，WAP内容的传送也通过WWW 的一系列标准通信协议，包括推（push）信息方式。 3.2 代理机制 WAP的体系结构支持代理机制和CGI脚本等开发技术，保证移动终端能够浏览十分广泛的WAP内容和应用。WAP代理完成协议网关和内容编／解码器两项功能，其中协议网关将W- AP协议栈（WAP、WTP、WTS、WDP）的请求，翻译为WWW协议栈（HTTP和TCP／IP），内容编／解码器则在WAP内容的普通格式与紧缩二进制格式之间转换，以减少传送数据量。图2是一个WAP代理的典型应用实例，无线网络中的WAP客户机与两个服务器建立通信。 WAP代理将WAP请求翻译为WWW请求，从而允许WAP客户向Web服务器发送请求。在相反方向上， WAP代理还对来自Web服务器的响应进行编码，变成客户机所能理解的紧缩二进制格式。如果Web服务器能够提供WAP内容（如 WML），WAP代理将直接向Web服务器执行检索。但是，如果Web服务器提供WWW内容（如 HTML），WAP代理还需通过一个HTML过滤器来将WWW内容翻译为 WAP内容。图中 WTA（TelePhony）服务器用于提供到无线网络的WAP接入方式，它作为原始服务器或网关服务器，对来自WAP客户的请求直接作出响应。 4 WAP协议栈如图3所示，WAP定义了一个分层的体系结构，为移动通信设备上的应用开发提供了一个可伸缩的和可扩充的环境。此外，在WAP标准之外的业务和应用，可以直接使用会晤层。事务层、安全层和传送层所提供的服务，从而支持了在WAP中尚未标准化的电子邮件、日历、电话号码簿、记事本、电子商务等应用和服务。下面具体分析各协议层次所提供的服务。无线应用环境（WAE）是结合 WWW技术和移动电话技术，为网络运营者和服务提供商提供一个通用的应用平台，可以迅速方便地生成新的业务，并支持各种应用和服务之间的互操作。在WAE中包含一个微浏览器，它支持WML（无线标记语言，为Java的一个扩展的子集）、 WMLScriPt（WML脚本语言，为javascript语言的一个扩展的子集）、WTA（电话业务）。W- TAI（WTA的编程接口）、内容格式等特性。无线会晤协议（WSP）提供两类服务：面向连接的服务（工作于WTP之上）和无连接的服务（工作于WDP之上），还特别针对窄带和长时延的承载网络进行了优化。目前在WSP协议系列中，WSP／B（Browse）通过提供以下功能来支持浏览型的应用：（1）在空中接口的压缩编码下的HTTP／1.1 的功能和语义；（2）生存期长的会晤；（3）会晤挂起、恢复和迁移；（4）支持对数据的推操作，其中包括可靠的数据或不可靠的数据；（5）对协议特征的协商。无线事务协议（WTP）可工作于WTLS或WDP之上，提供面向事务的服务。其实现简单，适于如手机那样的“瘦”客户机。无线传送链路安全（WTLS）基于TLS（传送链路安全）协议，实现对移动终端与应用服务器的鉴权，保证在移动终端与应用服务器之间传送数据的完整性和保密性，并提供对拒绝服务的保护，可用于支持电子商务中的鉴权等应用。无线数据报协议（WDP）作为WAP的通用传送层，在不同的承载网络实现透明传送，对上层提供一致的服务。由于短消息服务、交换式数据服务和分组数据服务等各种承载网络提供不同的服务质量，包括带宽、吞吐量、误码率、时延等参数，WDP能够补偿这些差异的影响，并通过协议优化而提高服务质量。 5 WAP在GSM中的应用目前网络运营者开始向用户提供各种高级数据业务，如在GSM等移动通信系统中用短消息服务平台开展Internet信息搜索和电子邮件服务。当前，GSM正在向HSCSD（高速电路交换数据）、GPRS（通用分组无线系统）的目标迈进，数据速率不断提高，时延减小。如果采用WAP技术，将形成一个统一的消息处理平台，实现电信服务和Internet信息服务的集成，如图4所示。这里，WAP的应用不仅有利于提供未来的移动多媒体邮件、移动可视电话等业务，还有利于扩展电信服务的标准特性，并提供用户定制的人机界面。例如可以为呼叫转移功能设计一个用户界面，提示用户选择接通来话、转移至另一人或转移至一个语音信箱。其中，WAP在IP承载网络的支持下，除了对于有连接的协议采用无线TCP（正在与I－E- TF合作开发）外，一般尽量使用UDP／IP协议，并向高层的协议提供套接字（Socket）接口。 WAP甚至还可以工作于IP不能运行的SMS、USSD等承载网络上。在GSM-MS（短消息服务）中应用WAP协议的一种方案，如图5所示。其中．最古边的协议栈表示一个运行于整个WAP协议栈之上的WAP用户代理应用，由运行于SMS承载网上的移动网提供；中间的协议栈表示仅需要数据报服务的应用，由SMSC（短消息服务中心）提供并完成协议转换；最右边的协议栈由WAP代理服务器提供。 6 发展前景 WAP作为一个全球开放的工业标准的推出，代表了Internet和移动通信两大技术融合的发展方向。在众多大厂商积极研究开发的基础上，WAP论坛正在与IETF等组织合作，将在未来的版本中实现一系列新的目标，如将SIM卡和智能卡等技术与WAP的集成、可下载的应用、对多播数据的支持、在宽带承载网络下对多媒体数据流的支持等。可以预计，随着下一代 Internet的推进，同时第三代移动通信系统IMT－2000即将商用，WAP标准将进一步发展和完善，得到全球市场更广泛的支持，把人类带入无线Internet的21世纪。

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