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浙江大学硕士学位论文 WAP的研究与应用 第一章 绪论第一章 绪论WAP（Wireless Application Protocol）是“无线应用协议”之意。WAP是一个协议栈，由一系列协议组成。WAP标准的提出使得无线通信设备（例如，蜂窝电话，无线收发信机等）实现了标准化，以便于访问Internet上的各类资源：包括E-mail, WWW（World Wide Web）, Newsgroups和IRC（Internet Relay Chat）等。简单来说，WAP的目标就是将Internet的海量信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端之中，使其适应无线通信环境的固有特点，并通过网络功能来弥补手持设备的缺陷。1.1 WAP产生的背景1.1.1 传统移动终端上网的现状当前，大多数Internet技术是为台式电脑或功能更强大的电脑终端所而设计的，支持在可靠度高的数据网上进行的宽带连接，对于移动用户而言，Internet代表的是信息过于繁杂，就目前而言，根本无法、也没有必要获取那么多的信息。而且Internet提供的服务太多也太复杂，其中大量的图形和动画使所要传递内容过多，信息量过大，而当前移动终端的访问速度仅限于9.6Kbps（GSM电路交换），人机界面接口使多种进程无法实现。因此，面向大众的手机在信息处理能力上与台式电脑相比有很大的差距。总结一下，目前手持终端和无线网络具有如下的缺陷：1) 由于电源功率及占用体积等因素的影响，移动终端一般具有这样的特点：CPU的处理能力较弱，存储容量较小，显示屏幕较小，输入方式各异（如键盘、语音等）；2) 由于移动系统的可接收范围、移动性，发射功率等因素的影响，无线网络具有这些特点：比较窄的带宽，连接稳定性较差，时延较大，网络的可预测性低。1.1.2 发展的需要随着人类信息化的进程，移动通信与Internet的结合是一种大趋势。现在已经提出了移动互联网MI（Mobile Internet）的概念，可以随时把进行个人通信的移动终端与Internet中的海量信息相结合。真正做到了任何时候，在任何地方，任何人都能够访问任何他想得到的信息与服务。目前，市场上的移动运营商还只是以语音服务为主，移动数据业务并没有广泛的使用。而对GSM（Global System for Mobile Communications）运营商来讲，原来单一的话音服务显然已经不能满足用户的需要，增值服务尤其是无线数据业务将是GSM运营商吸引用户、增加收入、争取竞争优势的重要手段。并且，市场对GSM运营商提出的要求将使其向无线ISP发展。在此过程中，运营商必须考虑无线Internet应用的特殊性，而不能简单地使用现有的Internet技术和服务。要实现更方便的无线数据业务，除了需要运营商建立起更先进的、适合于数据传输的移动网络外，比如目前中国移动所构建的GPRS（General Packet Radio Service）和将来发展的UMTS（Universal Mobile Telecommunication System），中国联通建设的cdma2000，还需要一种新的工业标准把移动通信网络与Internet真正连接起来。这就催生出了一种新技术和标准WAP。1.2 WAP的发展过程11.2.1 WAP论坛1997年11月，Nokia, Ericsson, Motorola和Unwired Planet共同组成了WAP论坛（WAP Forum），该论坛旨在将Internet的海量信息及先进的业务引入到无线数字话机及终端中，目标是产生一个适用于不同无线网络技术的全球无线协议规范，以供适当的工业标准组织采纳。并将无线行业价值链各个环节上的公司联合在一起，以保证产品的互操作性和无线市场的发展。1999年2月，WAP论坛已经成为一个拥有90多个成员的行业协会，其成员包括设备制造商，网络运营者，服务提供者，通信软件公司等。WAP论坛的成员拥有全球手机市场90以上的份额，并代表着超过1亿用户的电信公司、领先基础设施提供商、软件开发商和向无线通信行业提供解决方案的其他机构。1.2.2 WAP的产生和发展WAP实际上是基于Internet技术标准，它的产生其实也是以一些通信公司制定的无线服务标准为基础的。在WAP产生之前，一些大牌的无线通信公司就已经有了自己的无线服务标准： 1995年，Ericsson为在移动通信网络中实现增值服务，提出了“智能终端传输协议”ITTP（Intelligent Terminal Transfer Protocol）； 19961997年，Unwired Planet提出了HDML（Handheld Device Markup Language）和HDTP（Handheld Device Transport Protocol），HDML和HDTP分别对应于Internet中的HTML和HTTP； 1997年，Nokia提出了“灵巧消息”的概念（Smart Messaging），利用SMS（Short Message Service）, TTML（Tagged Text Markup Language）实现手持GSM设备的Internet接入服务。但是，各厂家所提出的方案互不兼容，这使市场面临着被瓜分风险，这些厂商也意识到这一点，于是同意产生一个统一的标准，这样WAP就应运而生了1998年初，WAP1.0规范由WAP论坛制定并正式公布。WAP的出现，使电信产业中发展最为迅速的移动通信完全加入到电脑网络世界中来，同时也为将来的电信产业的发展指明了方向，它使移动Internet有了一个通行的标准，标志着移动Internet标准的成熟。WAP规范针对无线网络的特点，如低带宽、高延迟进行优化设计，把Internet的一系列协议规范引入到无线网络中。并且优化和扩展了现有的Internet标准。WAP论坛针对无线网络环境的应用，对TCP/IP（Transport Control Protocol/ Internet Protocol）、HTTP（HypeText Transfer Protocol）和XML（eXtensible Markup Language）进行了优化，现在它已经将这些标准提交给了W3C联合会，作为下一代的HTML（HTML-NG）和下一代的HTTP（HTTP-NG）的候选方案。WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持，而不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动，因而适用于GSM, IS-95, IMT-2000等不同的移动通信系统。此外，WAP尽可能少地占用手持设备资源（如ROM, RAM, CPU等），它通过加强网络的功能来弥补手持设备本身的缺陷。就象Web对Internet的作用一样，WAP在应用层上隐藏了各种承载层的复杂性，留给用户友好亲切的界面。自从WAP正式出现后，它发展的非常快。从WAP1.0开始，WAP论坛很快的又推出了WAP1.1, WAP1.2, WAP1.3b等众多版本，目前最新的版本是WAP2.0, 该版本更多的考虑到了目前的网络状况，更加贴近于实用，更具有可操作性。1.3 WAP冲击波1WAP目前已成为通过移动电话或其他无线终端访问无线信息服务的全球事实工业标准。WAP的产生不但使现有的许多应用得到了突飞猛进的发展，同时也催生出更多崭新的增值业务，并且对目前的移动增值服务（VAS: Value Added Service）的价值链产生了革命性的影响。1.3.1 WAP对移动VAS价值链的变革传统的移动网络运营商控制着整个移动VAS的价值链，如果存在第三方内容提供者的话，也仅限于提供一些服务于价值链中消费者方的信息，如气象局提供天气预报，证券公司提供股票指数等。当用户发出请求后，移动运营商才将这些信息提供给他们。如图1.1：图1.1 传统移动VAS价值链而WAP改变了这一价值链，利用Internet作为服务平台为第三方的服务提供者在不同阶段参与价值链提供了可能性。第三方的服务提供者提供的WAP服务使他们面对的是整个用户群，甚至他们提供的服务可以影响到运营商的角色。移动运营商必须考虑到他们在VAS价值链中角色的变化，为使自己区别于其他的竞争者，他们必须更加灵活的满足用户的各种需要。图1.2 引入WAP后的移动VAS价值链如图1.2所示，无论运营商决定以何种程度与第三方合作，都会带来网络使用和收益的增加，同时与第三方合作创造出适应性更强的混合服务也能使运营商区别于其他的运营商，从而占领更多的市场份额，并从每个用户身上获取更多的收入。当然，在提供服务时，运营商和第三方的提供者也存在一定程度的竞争关系，尤其是所提供的服务很相似的时候。但考虑到诸如话务服务等需要在一定程度上与移动网络相结合的服务时，运营商却可以控制是否允许第三方参与进来。1.3.2 WAP的应用领域自从WAP标准诞生以来，各种WAP产品，如网关、终端纷纷出现，各个公司也都推出了自己的WAP解决方案。而对于基于WAP的应用，则更是层出不穷。WAP中的应用与固定终端使用Internet上的服务不同，它更强调移动性、实用性、便利性，还有一点更重要的是：服务必须适合现有的移动网络条件。因此WAP在现在，以及未来最有可能在以下的领域有着广泛的应用：1) 银行：记帐、付帐、银行间的转帐服务2) 金融：股票指数、证券买卖、汇率、利率3) 购物：购买一些日用品，如书、CD、食品等；4) 天气预报、定票服务、赌博和娱乐业；另外一个重要的、目前尚未在Internet出现的是电话服务，它不但可以为用户带来便利、而且也大幅度增加了运营商的收入。1) 呼叫管理：接听呼叫选择，多方会议，呼叫转移等；2) 语音信箱：为用户提供了访问语音信箱的接口；3) 标准信息：E-mail，语音邮件、传真等；4) 对短消息（SMS：Short Message Service）的增强和高级的电话簿管理；总之，WAP服务可用来支持特定商业程序，信息发送或领域维护，其中包括客户服务与备件提供、消息通知与呼叫管理、电子邮件、基于电话的增值业务、群体计划、气象与交通信息、地图与位置服务、新闻与体育报道等；尤其值得注意的是，它使得广泛应用于网上的信息服务，逐渐由纯信息的提供向更加交互化与最终电子商务化发展。1.4 本文研究的主要内容本论文分析了WAP协议栈的各层协议：WAE, WSP ,WTP, WTLS, WDP，着重研究了其中的三层协议：WSP, WTP和WDP，并分析了它们的特点。讨论了WAP应用模型中的三个主要实体：移动终端、WAP网关和原始服务器的作用。其次结合OSI的ISO中计算机网络中传输层协议的功能，研究了在无线环境下的处理层协议的变化，表明现有的有线传输层协议（如TCP）是不适合在无线环境下直接使用的，并介绍了几种无线TCP的解决方案。最后对于WAP中传输处理层协议WTP进行了详细的性能分析，指出WTP是