无线应用协议

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无线应用协议(Wireless Application Protocol,WAP)

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无线应用协议的概述

  无线应用协议是一个开放式标准协议。WAP协议集的目标是让人们使用手机等移动通信终端设备,通过WAP协议接收各种信息,上网,浏览网页,收发电子邮件,甚至进行网上电子商务。向无线终端用户提供互联业务,必须要在移动和互联网两个网络之间建立一个桥梁,使得客户端(无线终端)和服务器之间的交互成为可能。WAP技术在互联网和移动通信网络之间建立了全球统一的开放标准。需要强调的是,在OSI(开放系统互连)模型7层协议中,所有WAP都是网络层以上的高层协议,它的目标是向下为各种承载方式提供接口。

  WAP协议最早于1998年提出。在WAP的制定过程中,互联网已经在全球获得了商业上还是技术上的成功。因此,WAP的制定借用和共享了万维网(WWW)的许多基本概念,参考了其成功的经验和技术手段。但是,由于固定通信网络在传输质量、带宽、上网终端的处理能力等方面具有移动通信网不可比拟的优势,因此在固定网络上获得成功的WWW技术标准并不能直接应用于移动网络上。

WAP的特点[1]

  1)WAP提供了一套开放、统一的技术平台,用户使用移动设备可以很容易地访问和获取以统一的内容格式表示的Internet或Intranet信息及各种服务。如综合新闻、天气预报、股市动态、商业报道、当前汇率商业信息等。随着WAP应用的深入,电子商务、网上银行将来也会在WAP上逐步实现。用户还可以通过WAP随时随地获得体育比赛结果、娱乐圈趣闻以及幽默故事等,为生活增添情趣;也可以利用WAP的网上预定功能,把生活安排得有条不紊。

  2)WAP支持目前常用的绝大多数无线电设备,包括移动电话、Flex寻呼机、双向无线电通信设备等。这些设备相对于台式个人计算机而言,其CPU功能较弱,内存较少,无线环境下电力供应有限,显示屏较小,输入功能有限。另外,在传输网络上,WAP支持目前的各种移动网络,如GSM、CDMA、PHS等,并可支持未来的第三代移动通信系统

  3)WAP还同时定义了一套软硬件的接口。通过这些接口的移动设备和网站服务器,人们可以像使用Pc一样,使用移动电话收发E—mail和浏览Internet。WAP是一种通信协议,它不仅提供了应用开发和运行环境,而且对当前流行的嵌入式操作系统Palmos、Epoc、Win—dows、Flexo、Javaos等提供了广泛的支持。

  4)WAP标准还定义了一种应用环境WAE(Wireless Application Environment),能够让设计人员开发独立于设备的用户界面,并可使用WML脚本WMLScript的WAP编程语言,把可执行的逻辑嵌入到移动终端中。这样,移动终端上就可以运行一种微型浏览器,供无线用户浏览信息。这种微型浏览器与Pc机上的IENetscape浏览器极为类似。

  无线标记语言(Wireless Markup Language,WML)用来显示各种文字、图像等数据。WML是一种基于扩展标记语言(ExtensionMarkupLanguage,XML)的语言,是XML的子集。

  而作为WML的脚本语言,WMLScript可以补充WML的一些限制,如实现对用户输入数据的有效性进行检查等,这一方面增强了WML的浏览和表示功能,另一方面对用户的操作也给予了更加灵活和智能的处理。

  WAP应用环境WAE是一种普遍意义上的应用开发框架,对在不同的无线电通信网络上开发和运行WAP应用服务提供了广泛支持。目前这一框架主要基于现有的Internet技术。

  5)WAP应用结构与Internet结构非常类似。

WAP的功能[2]

  WAP提供了一个通过手机访问互联网的途径。在WAP上实现了互联网能实现的功能,如收发电子邮件、浏览信息和股市行情、在线采购视频会议等。通过手机浏览器浏览WAP站点的服务,可享受新闻浏览、股票查询、邮件收发、在线游戏、聊天等多种应用服务。由于WAP能够随时、随地、随身地接入因特网,为用户提供了极大的便利性。

  WAP提供了一种应用开发和运行环境,支持当前最流行的嵌入式操作系统Pal—mOS、EPOC、WindowsMobile、FLEXO、JavaOS等。WAP可以支持目前使用的绝大多数无线设备,包括移动电话、FLEX寻呼机、双向无线电通信设备等。在传输网络上,WAP也可以支持目前的各种移动网络,如GSMCDMA、PHS等,它也可以支持第三代移动通信系统

WAP协议制定的准则[3]

  WAP协议制定的准则是:

  ①尽可能借鉴现有的WWW标准;

  ②采用分层的可扩展结构;

  ③由于无线网络带宽资源受限,WAP要发送尽可能少的数据,这个需求通过对数据进行压缩编码后,再通过无线网传输来实现;

  ④有效地使用有限的手机终端资源;

  ⑤更灵活的用户界面。

  此外,由于WAP的制定者考虑将WAP作为实现移动电子商务的手段,在WAP的分层协议中,也专门考虑了提高数据传输的安全性问题。WAP的分层模型如图所示。

  Image:WAP的分层模型.jpg

  WAP的最高层仍然是应用层,无线应用环境(wireless application environment,WAE)定义了一系列可以运行在WAP设备上的业务,而且保证这些业务能很好地适用于WAP模型并被WAP的其他部分所支持。WAE定义了一些技术,常用的是:无线标记语言(Wireless Markup Language,WMI。)和WML脚本,WML、WML脚本和WBMP(WBMP格式是用于优化移动设备图像的标准格式)的内容格式,WMI。的用户代理。WMI.和WML脚本分别对应于HTMI。和Java脚本,WBMP对应于固定网中常见的采用图像交换格式(graphics interchange format,GIF)的图像,GIF是一种优化了的图形格式。WML文件内容传到WAP设备上时被编成二进制码,WMI.的用户代理即WML的浏览器,它为WAP设备提供大部分设备用户接口,类似于web浏览器,另外它还可以用来解释WML内容。

  会话层采用无线会话协议(Wireless Session Protocol,WSP),使用已知的接口为WAE层提供两种会话服务。由于HTTP不能在无线网上有效地运行,因此WAP定义了新的无线会话协议(WSP),它是HTTP的修改版本。WSP的内核是HTTP1.1。无线网上没有充足的带宽,WSP力图减少数据的发送。HTTP基于文本信息,这在带宽很窄的无线网上效率不高。WSP执行HTTP的二进制形式,任何可以编码成压缩的二进制的数据都在传输前进行编码压缩,包含头的名字和值。由于WMI,的内容已经是二进制形式了,不用对它进行处理。由于TCP方式在无线网中效率不高,WSP会话不用TCP方式进行数据传输。

  无线事务协议(Wireless Transaction Protocol,WTP)是轻量级的基于事务的协议,能在无线数据网络中有效的运行。wTP用来支持WSP的请求/应答功能。一个请求/应答是一个事务,因此称为无线事务协议。wTP采用数据包服务(UDP或WDP),为WSP提供比纯数据包更可靠的传输服务。wTP执行重传和确认,但它和TCP不同,没有连接建立/关闭功能,当事务第一次启动时分配一个事务指针,用来跟踪属于同一事务的包。WTP执行WSP需要的可靠性特性,用以请求/应答和可靠的PUSH操作,主要用于提高数据包服务的可靠性,它基于消息,能较好地为浏览等应用服务。WTP实现了三种不同事务类别,类别0:一个不确认的请求,没有应答,用以不可靠的数据包服务,如不可靠的PUSH服务;类别1:一个确认的请求,没有应答,用于可靠的PUSH服务;类别2:基本的请求/应答事务服务。一个WAP会话可以包含多个类型的事务。但用于WAP浏览的基本是采用类别2。可靠性通过唯一的事务标识、确认、重传及删除重复消息而获得。

  安全层WTLS(wireless transport layer security)是可选的,它应用于WAP应用业务及数据包业务之间。全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM)网络本身有很好的安全机制,其加密算法对大多数WAP业务足够了。但如果wAP要实现严格的端对端安全业务,还需要增加数据的安全性,比如在线银行及其他金融交易。WAP应用业务可以选择是否采用安全业务模式,这样不需要安全性的基于WAP的业务就可不必增加额外的开销。WTI。S为WAP应用提供以下安全服务:①数据加密,对手机终端与WAP设备问的数据包进行加密,使其不能被第三方阅读;②数据完整性,保证所传送的数据不被非法修改;③认证,包括身份认证和密钥认证。

  无线数据模式协议(Wireless Datagram Protocol,WDP)运行于不同网络层,支持不同数据类型的承载。WDP是一般数据包服务,使用下层转换为上层提供一致的服务,为上层协议提供通用接口,使上层能够适配到指定的下层承载网络中,上层协议可以与下层承载网络无关。WDP作为UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)的替代,像UDP一样提供相同的WAP数据包服务接V1。它在下层没有IP承载时可使用短信平台。在实际使用中,手机浏览WAP内容拨号接入要经过服务器设备,它提供IP的承载,采用UDP的方式,这样就无须使用WDP。

  对于承载层,WAP制定者的出发点是支持各种承载方式,如GSM、CDMA、CDPD等,为所有无线网络的终端提供接人互联网的服务。对GSM承载方式,又有基于短信、CSDGPRS等多种。目前的WAP浏览业务绝大部分采用GSM的CSD方式,连接速度相对较慢。在采用GPRS情况下,连接速度得到一定的提高。

  通过以上分析,可以看出,WAP协议集的设计非常全面,充分考虑了无线网带宽受限和网络环境复杂等因素,借鉴了WWW的技术并在各层为适应无线网进行了修改完善,为各种无线承载方式预留了接口。

参考文献

  1. 沈美莉,陈孟建,郁晓红等编著.电子商务信息安全技术.机械工业出版社,2010.10.
  2. 傅铅生.电子商务教程.国防工业出版社,2011.06.
  3. 范玉顺著.信息化管理战略与方法.清华大学出版社,2008.12.
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