WAP——无线互联网应用的标准平台

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  WAP(Wireless Application Protocol) ,即无线应用协议,也有人称之为无线互联网协议,其功能就是:您只要使用具有WAP功能的手机,连接到一个与Internet相连的WAP网关,就可以象桌面用户一样浏览网上的信息,享受网络带给您的巨大便利。
  
  一、 背景
  
  Internet和移动通信是目前信息产业中发展速度最快的两大领域。人们早就设想过利用移动终端,通过无线方式来接入Internet,以获取自己需要的信息及服务。但直接这样做在技术实现上有一定困难。主要是因为现有的Internet技术所面向的终端多为桌面PC机或其它具有更强计算能力的机型,其传输媒介为带宽和可靠性均较高的数据网络;而移动终端受


  其移动性和便携性制约,与桌面机相比,CPU功率及计算能力都较小,存储器(ROM和RAM)容量、显示屏和输入设备大小也受到限制;同时,无线数据网与有线网相比,带宽、连接可靠性及网络的可预测性都大大降低,网络时延也较有线网为高;为了克服无线网和设备的种种局限性,使人们能够通过移动终端(包括手机、BP机及个人数据代理(PDAS))使用现有有线网络所提供的服务,可以采用两种方式:
  一种方式是将移动终端当作功能简化了的PC机,把它们看作Internet 上一种特殊类型的主机,这样现有的Internet协议就可以不做大的修改,直接使用了。Windows CE、mobile network computers (NCs) 和Symbians EPOC/Psion 操作系统就是这种方式的具体实现。
  另一种方式则是重写现有Internet协议,使其与现有协议兼容,但更适合于无线应用这一特殊环境。WAP技术采用的,就是这后一种方式。
  WAP是一个全球性的标准,而非某一家公司的专利。1997年6月,Ericsson、Nokia、Motorola和Unwired Planet(即现在的phone.com)成立了WAP Forum,为基于Internet的各种服务在移动终端上的应用制定工业标准。同年11月,首次公布了该标准的结构。
  1998年1月,WAP Forum Ltd. 成立,负责监督WAP标准的制定。WAP Forum开始吸收新成员加入,以促进WAP在全球无线通信领域的应用和发展。现在,其成员已超过了175个。世界上许多极具影响力的设备制造商、电信运营商、软件开发商和内容供应商都已成为该组织的成员。
  1998年5月,WAP Forum推出了WAP 协议的1.0版,1999年9月,这一版本被更新的1.1版所取代,WAP v1.1在WAP v1.0的基础上,增强了其兼容性和可互操作性,并参考W3C(World Wide Web Consortium)新公布的XHTML协议对WAP协议的WML部分做了修改。本文对WAP所做的介绍,主要参考资料就是WAP v1.1。现在,你已可从其站点上得到最新的WAP 1.2版的协议,WAP v1.2增加了WAP PUSH结构这部分内容,在WAP v1.1的基础上,对WTA(Wireless Telephony Application)部分做了一些补充,并增加了WAP可支持的承载网类型。
  
  二、 WAP技术简析
  
  WAP结构与WWW(world wide web)结构极为相似,事实上,制定WAP标准时,人们有意识的尽量保留了WWW协议中可用的部分;对不能适用于无线环境的部分,则做了必要的优化和扩展。这样做除了保证WAP与现有系统有良好的兼容性,避免重复规划设计之外,还使得有一定WWW基础的用户可以很快地理解WAP,不必经过长时间的学习培训就可以投入WAP业务的开发应用。因此,人们在WAP中处处可以看到WWW熟悉的影子。如:WAP用WWW定义的URL(Uniform Resource Locator)及URI(Uniform Resource Identifier)定位服务器或客户端上的WAP资源;WAP使用和WWW一样的消息类型,允许WAP微浏览器(micro browser)根据接收到的消息类型对其进行相应处理等。
  WAP定义的通信协议和WWW一样,有着清晰的层次结构,各层完成特定的功能。两协议各层的对应关系,如下图所示。


  图一 WWW协议栈与WAP协议栈的比较
  其中WDP平行于UDP,其作用为适配底层承载网络,实现不同类型承载网上数据的透明传输,向上层协议提供与具体网络类型无关的通用服务。事实上当承载网是基于无线IP的系统时(如CDPD、GPRS),实际使用的就是UDP。
   WTLS是WAP协议栈中的一个可选层,具体应用时可根据业务安全性要求及承载网络特性决定是否选择该层功能。WTLS工作于运输层之上,其功能类似于 WWW的TLS 1.0,可为高层提供数据完整性校验、加密解密、身份鉴别和其他安全保护功能。但TLS需在客户机和服务器之间交换大量信息,在无线网高时延的环境下会造成响应时间过长;因此,WTLS增加了对数据报服务的支持,简化了握手过程,对加密算法也进行了一些优化。
  WAP这种可扩展的分层结构,使其中每一层都可以被其上层协议或其它应用通过定义好的标准接口调用。实际使用时,WAP协议栈中定义的协议不一定要全部使用,用户可根据实际需要选择合适的协议完成所需功能。但WTP层是协议栈中很关键的一层,若WAP网关需和WAP微浏览器进行交互式通信,则这一层一定不能被省略。WTP又称无线事务处理协议,这里事务(transaction)用来表示微浏览器浏览WAP信息时,向服务器发送一个请求,并得到服务器响应这样一个过程。WTP类似TCP,在不可靠的数据报服务之上为上层提供可靠的连接,但WTP中没有TCP的流量控制功能。WTP是一种经过简化的,适用于“瘦客户机”的轻型事务处理协议,它提供了很多用于提高无线网络效率的功能。
  WTP定义了三种事务处理类别:类别0:不可靠、无应答的请求;类别1:可靠、无应答的请求;类别2:可靠、有应答的请求。该类别由事务发起者指定,在请求消息中告诉事务响应方,不可协商。用户可根据具体业务要求,选用相应类别的WTP服务。
  WSP可利用上述服务,同时也为上层应用提供两种类型的服务:基于WTP的面向连接的服务和基于UDP的无连接的服务。WSP与HTTP一样,用于协调客户端和服务器间信息的交换,以有序的方式建立、保持和释放客户端至服务器的会话连接。WSP支持HTTP/1.1中定义的所有功能,并增加了一些新的特性。如增加了HTTP中没有的“push”功能,使服务器可将内容直接“推送”给客户端;会话建立时,会话双方可以根据实际需要对此次会话所需性能进行协商;并在会话过程中增加了状态,使应用层可按需要,如线路连接质量下降到某阈值时,随时挂起及恢复一个会话过程;最重要的一点是:WSP在客户机和服务器之间传送的是经过压缩编码的二进制码流,与HTTP基于文本的传送方式相比大大提高了传输效率。
  WAE是基于现有的WWW技术和移动通信技术的无线应用环境。其主要目的是向运营商及服务供应商提供一个可交互操作环境,以便快速有效地开发出适用于不同无线平台的业务并能迅速将其投入使用。WAE包括的内容很多,而且可以预见,随着WAP提供的业务种类的扩展,其内容也将不断增加。WAE目前主要涉及的技术有:
  * 微浏览器(micro-browser):类似传统的web浏览器,将接收到的WML内容在移动终端的屏幕上显示出来,为用户提供一个浏览信息、与WAP系统进行交互的接口。
  * WML(Wireless Markup Language):WML和HTML一样,都是XML(Extensible Markup Language)的具体应用。考虑到移动终端显示屏幕较小,用户输入不便,用WM 编写的内容按卡片(card)和卡片组(deck)的方式进行组织。
  * WMLScript: WMLScript和JavaScript及 ECMAScript 类似,可结合WML一起使用,也可单独使用,使客户端具有一定程度的智能。但WMLScript对CPU处理能力和存储器容量的要求都较小,更适于移动终端使用。
  * WTA(Wirelss Telephony Application):WTA是WAP为电话业务设计的应用框架,使用户可利用WML和WMLScript来处理电话的呼入及呼出业务,针对不同类型的承载网络,需使用不同的WTAI(Wireless Telephony Application Interface)。


  图二:WAP实现模型
  如图二所示,WAP使用Gateway来连接无线通信网和WWW网——其中客户端是无线通信网的一部分;服务器端是WWW网的一部分。客户端,即移动终端,主要实现微浏览器功能。WAP 网关实现的功能主要有两个:一是协议转换,将微浏览器发来的WAP格式的请求翻译成WWW可以理解的形式;一是消息编解码,将服务器响应的内容转化成较紧凑的二进制格式,提高在无线网上的传输效率。此外,WAP网关还应具有的功能有:将来自不同Web服务器上的数据聚合起来,并缓存经常使用的信息,减少对移动设备的应答时间;提供与用户的数据库接口,以便使用来自无线网络的信息如位置信息来为某一组用户动态定制WML页面。有了WAP网关,WAP业务和内容就可存放在标准的WWW服务器上,并可使用成熟的WWW技术,如CGI脚本,对其进行开发维护。
  
  三、 WAP市场应用前景
  
  WAP的技术优势及其巨大的市场潜力使它极有可能成为近几年内最受人们关注的热点。利用WAP到底都可以做些什么呢?让我们来看一下:
  * 商业应用:营销人员一天中有20%-80%的工作时间中都无法使用PC或其他有线电子终端设备,若将“微浏览器”功能集成到手机中,他们就可通过手机随时随地和公司保持联系,了解公司的工作安排,随时汇报工作进度,得到最新的价格和供求信息,甚至可以利用附近的传真机,将用户所需的资料或订单打印出来。
  * 公众服务:用户可利用WAP的实时信息传送能力为用户提供最新的气象、新闻及股票信息,实时信息可按用户要求发送到用户的手机上。过去十年,ATM(自动取款机)和迷你银行(国外)的应用极大地促进了银行业务的发展,下一步,人们自然考虑到了其业务在手机上的应用。
   电子商务当然也可以在WAP上得到应用,你可以利用手机上网来订票或者预定酒店房间。
  * 个人信息服务:在无线环境中收发E-mail可有多种解决方案,目前较多采用的方法是将POP3邮件翻译成短消息服务(SMS),然后再传送给用户的方式。无线用户可以利用手机跟踪E-mail(如,新邮件到达时,手机振铃提示)、阅读、编辑并回复。
  
  四、各大公司的WAP解决方案概览
  
  Nokia公司
  Nokia公司已于1999年12月15日开始Nokia WAP1.0服务器的全球销售。Nokia WAP1.0服务器是一种让用户能在移动状态下安全使用Internet资源,以方便用户,增强用户商业竞争力的产品,目前已有数千家公司和软件开发商成功地对其进行了试用。为满足软件开发商的需求,Nokia还于1999年12月在Internet上推出Nokia WAP1.0服务器软件免费试用版及新版Nokia WAP工具包。
  Nokia WAP服务器符合WAP1.1版的规范而且是第一个商业应用无线传输层安全(WTLS)的软件,它使用户可通过移动终端实现贯穿蜂窝网的端到端的安全访问。Nokia的WAP服务器与惠普的HP9000和HP的NetServer平台一起工作,可使基于WAP的解决方案最优化,便于应用和管理。Nokia还与Visa联合推出移动电子商务解决方案,旨在使金融机构和移动电话运营商能够通过移动电话为客户提供安全的支付服务,Nokia和Visa将推出利用移动电话进行安全支付的标准化方案,该方案将满足不同市场对于安全、风险管理和争议处理的要求。目前,双方正积极努力建立基于WAP标准的开放式规格,使移动用户能够通过互联网完成安全的、有保证的支付。为支付方便,简化用户的支付过程,双方还将合作开发电子移动钱包(E—Wallet)。
  Motorola公司
  Motorola公司以MIX & My sphere Internet连接方案为核心,拥有一个完整的端到端解决方案。在1999年11月16日召开的国内第一次WAP研讨会上,Motorola公司全面介绍了针对中国市场的WAP解决方案。Motorola正在推广其“掌中网”概念、技术和终端产品,也就是“无线Internet”一揽子方案。“掌中网”的各种终端产品通过GSM、CDMA、FLEX等平台,不仅可以通讯,更可以用无线方式获得Internet的个性化信息服务,在不久的将来能够支持多媒体、交互式信息应用和电子商务。
  Ericsson公司
  Ericsson公司于1999年6月推出全球第一个符合WAP 1.1的端对端WAP服务系统。目前,Ericsson已向多家营运商交付了几十套WAP系统。除市场扩大和出售移动Internet解决方案之外,Ericsson还在关键领域如客户/服务器应用软件和操作系统、网络内容提供、接入系统集成及分销方面的行业领先者中建立伙伴关系。Ericsson将向无线Internet开发商提供应用软件开发工具和建筑群以开发第三方解决方案。
  HP公司
  惠普公司在实施其E-services 的战略步骤中推出的移动电子化服务解决方案(Mobile E-services)是基于WAP应用的综合解决方案,包括:
  * Mobile Portal Solution:移动入门网站解决方案,支持WML应用服务;
  * Mobile E-Mail Solution:移动E-mail解决方案,用户通过手持设备收发E-mail;
  * Mobile messaging Solution:移动讯息解决方案,提供短消息等综合图文消息服务;
  * Mobile E-Prepayment Solution:移动电子预付费解决方案,为各种预付费业务提供服务;
  * Mobile E-Purse Solution:移动电子钱包解决方案,提供个人、家庭理财服务;
  * Mobile E-payment Engine Solution:移动电子支付引擎解决方案,实现电子支付功能,为电子商务服务。
  此外,惠普公司还专门为企业用户开发了无线企业解决方案。
  
  五、结束语
  
  WAP是一门还很年轻的技术,还在不断发展,不断完善,但它的出现,其开放性,其相对于终端设备及承载网络的独立性,及其适用于无线环境的传输机制,使得无线数据业务在大众消费市场的推广成为可能。可以预见,WAP将给广大用户带来更多更方便的服务,它也为各运营商、设备制造商、内容供应商提供了更为广阔的市场和更大的收益。
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