構筑在GPRS無線技術之上的WAP應用

2019-11-05 02:41:55

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供稿：網(wǎng)友

　　1.引言
　　WAP協(xié)議規(guī)范了一個統(tǒng)一開放的標準，它支持各種無線承載技術，包括短消息、電路交換式和分組數(shù)據(jù)。也就是說，WAP提供了一種建立在無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡載體上的應用平臺。構筑在承載網(wǎng)絡之上的WAP無需對承載網(wǎng)絡改動，而只需在原有的承載網(wǎng)絡中加入WAP網(wǎng)關，建立與相關應用服務器或INTERNET相連，同時采用支持WAP的移動終端。如圖1。
　　　構筑在GPRS無線技術之上的WAP應用（圖一）

　　圖1.構筑在GPRS之上的WAP網(wǎng)絡結構
　　
　　針對GSM網(wǎng)絡不同的數(shù)據(jù)載體，WAP應用于網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡結構也有所不同。構筑在GSMSMS(短消息)或GSMUSSD(非結構補充業(yè)務數(shù)據(jù))之上時，圖1中與WAP網(wǎng)關相連的可選設備就是SMSC(短消息控制中心)或USSDC(USSD控制中心)；假如采用CSD(電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務)作為數(shù)據(jù)載體，則圖1中的可選設備就會換用接入服務器，實現(xiàn)點對點連接；假如數(shù)據(jù)載體采用的是GSMGPRS，則要通過GPRS兩個支持點之一的網(wǎng)關支持點GGSN完成無線網(wǎng)絡和WAP網(wǎng)關的連接。
　　
　　與SMS，USSD和CSD相比，GPRS具有帶寬寬，而且可以動態(tài)分配的優(yōu)點，能更有效地利用寶貴的無線信道資源。這樣，可以有效地解決WAP應用中的“瓶頸”問題。同時GPRS移動終端無需撥號而即刻連接，并支持虛擬連接，可從網(wǎng)絡獲得有關信息。因此，構筑在GPRS之上的WAP更能有效地為無線終端用戶提供便捷高效的應用，是目前最佳的方案。
　　
　　2.構筑在GPRS之上的WAP的協(xié)議棧模型
　　承載網(wǎng)絡可分為基于ip的承載網(wǎng)絡(如CSD、CDPD、iDEN、GPRS等)和非基于IP的承載網(wǎng)絡(如SMS、USSD、FLEX等)。WAP在這兩種不同的承載網(wǎng)絡之上構筑應用時，采用的規(guī)范會有所不同，其主要差異表現(xiàn)在WAP的傳輸層。前者采用UDP／IP協(xié)議，而后者采用WDP(無線數(shù)據(jù)報協(xié)議)。GPRS是基于IP的分組交換網(wǎng)絡，所以采用UDP／IP來完成WAP傳輸層的功能，并向高層協(xié)議提供套接字(Socket)接口。構筑在GPRS之上的WAP的協(xié)議棧如圖2所示。
　　　構筑在GPRS無線技術之上的WAP應用（圖二）

　　在圖2中，SGSN和GGSN是GPRS的兩個支持結點，它們負責GPRS網(wǎng)絡的移動性治理和路由治理。構筑在GPRS之上的WAP應用主要是由這兩個接點完成連接的。SGSN是GPRS的業(yè)務支持結點，它主要是用來記錄移動臺的當前位置信息，并在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收：GGSN則主要是起網(wǎng)關的作用，它可以和多種不同的外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如ISDN，PSPDN和LAN等。GGSN還可以把GSM網(wǎng)中GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP／IP或X?25網(wǎng)絡。
　　
　　UDP(UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)是無連接的，提供高效率的服務，對GPRS向上層提交的數(shù)據(jù)報進行重新組裝。為了標識通信的進程，UDP仍采用協(xié)議端口為進程訪問傳輸服務提供入口點。無線事務層(WTP)提供了一種輕型的面向事務的協(xié)議，適合在“瘦型”客戶機(移動臺)上實現(xiàn)。該層協(xié)議主要負責在客戶端和服務器端傳送信息時，采用事務的方式，以便在數(shù)據(jù)報業(yè)務之上完成適合無線環(huán)境的信息傳輸。WTP協(xié)議的主要用途是為WSP提供建立在不可靠數(shù)據(jù)業(yè)務之上的可靠的事務業(yè)務。
　　
　　由于UDP和WTP在數(shù)據(jù)傳輸過程中對數(shù)據(jù)的正確性不作太多的保障，為此，WAP論壇制定了相關的差錯控制協(xié)議來完成該功能。非基于IP的網(wǎng)絡中，使用的是WCMP(無線消息控制協(xié)議)，而基于IP的網(wǎng)絡則用ICMP(國際控制報文協(xié)議)。在GPRS構筑的WAP應用中，ICMP一般用在結點和無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關中，用來報告數(shù)據(jù)處理過程中所碰到的錯誤，并提供錯誤產生的信息并進行錯誤診斷，同時由傳輸層向治理實體或高層協(xié)議提請ICMP消息報文。所以，傳輸層主要是由WTP、UDP和ICMP三種協(xié)議構成。
　　
　　3.構筑在GPRS之上的WAP的網(wǎng)絡結構
　　構筑在GPRS之上的WAP的網(wǎng)絡結構如圖3所示。
　　　構筑在GPRS無線技術之上的WAP應用（圖三）

　　在圖3所示的網(wǎng)絡結構中，定義了兩類服務器：WAP網(wǎng)關／代理服務器和無線電話應用服務器(WTA)。WAP服務器完成與INTERNET網(wǎng)的連接，為INTERNET網(wǎng)絡提供基于WML編程語言的文本資源，以便被移動終端接收瀏覽。
　　
　　而WTA服務器則完成WTA(無線電話應用)所提供的對電話呼叫和特征控制機制所做的特定擴展，目前，WTA以函數(shù)庫和接口的形式提供三類服務：
　　
　　①通用網(wǎng)絡服務：完成諸如呼叫建立和響應獨立于網(wǎng)絡類型的業(yè)務；
　　
　　②特定網(wǎng)絡服務：只有運行于WTA用戶代理中的內容才能訪問這種面向特定類型網(wǎng)絡和通用網(wǎng)絡擴展的服務；
　　
　　③公共服務：沒有任何限制的訪問業(yè)務。
　　
　　WTA服務器和Web服務器一樣，只是它提供的是話音數(shù)據(jù)。WTA用戶代理可以像INTERNET的Web瀏覽器那樣，用URLs在WTA服務器上標識信息。同樣地，WTA服務器也能利用URL及相應的編程應用，通過關聯(lián)應用，可以與移動網(wǎng)絡(比如：IN－node，智能結點)和其他實體(像語音信箱系統(tǒng))建立交互的業(yè)務。移動用戶可以通過使用瀏覽器方式的用戶接口，應用各種智能業(yè)務而不需修改移動終端。具體地說，WTA答應手機接入各種電話功能如呼叫控制、電話簿訪問和來自WMLScriptapplet中的電文信息。這樣，運營商就能夠開發(fā)各種電話應用并且將其集成到WML／WMLScript服務中，例如，對于呼叫轉移服務，運營商可以提供一個用戶接口，提醒用戶決定是接受呼叫、轉移到它處還是將其轉發(fā)成一個語音郵件等。
　　
　　位于電路交換網(wǎng)(PSTN／ISDN／GSM等)與IP網(wǎng)之間的接入服務器(Network accessServer)是遠程訪問接入設備，它將撥號用戶接入IP網(wǎng)。電路方式的WAP業(yè)務必須通過接入服務器與GSM互連。
　　
　　WAP網(wǎng)關是在無線網(wǎng)絡之上構筑應用的要害設備，它主要完成以下的功能：
　　
　　①協(xié)議轉換：將來自WAP協(xié)議棧的請求翻譯到WWW協(xié)議棧(HTTP和TCP／IP)中。
　　
　　②內容編碼和解碼：網(wǎng)關把Web內容翻譯成壓縮編碼的格式，以減少通過無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內的大小和數(shù)量。
　　
　　③使不同類型無線網(wǎng)絡的移動終端用戶可以通過同一個WAP網(wǎng)關瀏覽各種WAP內容和應用。
　　
　　④使不同Web服務器共享WAP網(wǎng)關的基本功能，并將來自不同的Web服務器上的數(shù)據(jù)聚合起來，并且緩存經常使用的信息，從而減少手持設備的應答時間。
　　
　　⑤與的數(shù)據(jù)庫接口：使用來自無線網(wǎng)絡的信息，如位置信息，來為用戶動態(tài)定制WML頁面。
　　
　　實現(xiàn)GPRS和WAP連接的接口主要有兩種：一種是標準的GSM接口，這種接口是WAP網(wǎng)關的適配層部分，與下層網(wǎng)絡的接口；另一種是與網(wǎng)絡實體和數(shù)據(jù)庫的接口，這種接口一般是使用現(xiàn)存的專用的網(wǎng)絡接口，像CAP，MAP，INAP等。
　　
　　4.移動終端的接入過程
　　對應用在GPRS之上的WAP網(wǎng)絡而言，能提供兩種移動業(yè)務：數(shù)據(jù)業(yè)務和話音業(yè)務。針對這兩種不同的業(yè)務，移動終端的接入過程是不同的。WAE代理主要負責移動終端的數(shù)據(jù)業(yè)務接入，而WTA代理／服務器則負責完成話音業(yè)務的接入。
　　
　　移動用戶接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)時，要經過三個過程：GPRS附著過程(Attach)、PDP上下文激活過程(PDPContextActivation)和WAP應用的接入過程。
　　
　　移動用戶開機后，WAP手機(或者是WAP－GPRS雙特性手機)將監(jiān)聽無線信道，收聽系統(tǒng)信息，然后在系統(tǒng)信息給出的控制信道上發(fā)送請求。系統(tǒng)接到請求后，將分配無線信道給移動終端。之后，移動臺在系統(tǒng)分配的無線信道上向SGSN發(fā)送一個附著請求啟動附著過程。SGSN收到附著請求后，就會向SGSN發(fā)送消息IdentityRequest(IdentityType=IMSI)，請求移動臺的IMSI。移動臺以一個IdentityResponse將它的IMSI告知SGSN，SGSN用取得的IMSI到HLR中請求認證，并對MS進行鑒權。移動臺認證通過后，SGSN向HLR發(fā)送UpdateLocation消息。之后，HLR發(fā)送消息InsertSubscriberData給SGSN，該消息包括移動臺的GPRS簽約數(shù)據(jù)(GPrssubscriptionData)。假如移動臺的GPRS簽約數(shù)據(jù)答應移動臺在當前路由區(qū)內附著，SGSN將向HLR返回消息InsertSubscriberDataAck，HLR將向SGSN返回消息UpdateLocationAck作為對UpdateLocation消息的回應。最后，SGSN向MS發(fā)送消息AttachAccept，表明移動臺附著成功。
　　
　　移動臺附著成功后，就建立了移動臺與GPRS網(wǎng)絡之間的通信通道，要想通過WAP網(wǎng)關接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)，還必須發(fā)起PDP上下文激活過程，建立移動終端與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通路。
　　
　　PDP上下文激活過程是在移動臺附著成功后，通過用戶輸入的訪問點名(APN)被激活的。移動終端向SGSN發(fā)送激活PDP上下文請求消息(消息中帶有APN，PDP地址，服務質量等信息)。SGSN收到PDP上下文請求消息后，請求DNS(域名服務器)對APN進行解析，得到該APN對應的GGSN的IP地址，同時SGSN向GGSN發(fā)送PDP上下文請求消息，GGSN收到請求消息后，對該用戶進行認證。認證通過以后，GGSN向SGSN返回建立PDP上下文響應消息。最后，SGSN向移動終端發(fā)送激活PDP上下文接收消息。至此，移動臺與GPRS網(wǎng)絡之間完全建立了數(shù)據(jù)通路。
　　
　　但對于WAP用戶而言，必須通過WAP網(wǎng)關完成WAP應用的接入過程后才能實現(xiàn)WAP終端與數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信。用戶經過移動終端鍵入URL后，移動終端就通過內嵌的WAP瀏覽器或WTAI把URL翻譯成用戶要訪問INTERNET網(wǎng)站地址，通過無線信道以無線信號的方式接入到GSMGPRS無線移動網(wǎng)絡中。而后，經過GPRS附著過程和PDP上下文之后，接入到WAP網(wǎng)關，通過WAP網(wǎng)關把WAP協(xié)議方式翻譯成HTTP協(xié)議方式，這樣，就可接入IP網(wǎng)絡獲取INTERNET資源。在這個過程中，WAP網(wǎng)關提供的是一種應用，為WAP終端接入GPRS網(wǎng)絡獲取GPRS提供的高帶寬高速率的分組業(yè)務(數(shù)據(jù)業(yè)務和話音業(yè)務)提供了保證。
　　
　　當移動終端獲取話音業(yè)務時，同樣要經過GPRS附著過程，但與接入數(shù)據(jù)業(yè)務所不同的是不再要PDP上下文激活過程，而是通過WTAI(WTA接口)接入到WTA服務器。WTA

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