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[摘要]首先介紹了WAP協(xié)議的起源和發(fā)展，接著描述了WAP通信模型，并對WAP體系結構作了詳盡的分析，最后介紹了WAP技術的應用實例。
[關鍵飼]無線通信；WAP;WAP網(wǎng)關；WML
因特網(wǎng)和移動通信是近年來發(fā)展迅速的兩種技術。它們的出現(xiàn)，極大地影響和改變了人們的生活、工作方式。但在較長一段時間內(nèi)，通過移動設備訪問因特網(wǎng)還只是人們的一個夢想。WAP(Wireless Application Protocol：無線應用協(xié)議)就是在這樣一種背景下產(chǎn)生并發(fā)展的。WAP的出現(xiàn)，將大大加快移動通信與因特網(wǎng)結合的步伐。
l WAP的定義
WAP協(xié)議是一個應用環(huán)境和無線設備的通信協(xié)議集。其設計目標是用一種與制造商、銷售商無關以及與技術無關的方式實現(xiàn)無線設備對因特網(wǎng)和高級電話服務的訪問。事實上，我們可以將WAP看作一個簡單的協(xié)議，定義了無線移動設備與網(wǎng)絡中的固定服務器進行通信的標準方式。
2 WAP的起源和發(fā)展
2．1 WAP的起源
1997年中期，世界幾個主要的移動設備制造商Motoro1a、Nokia、Ericsson和美國一家軟件公司Phone．com作為最初的發(fā)起者成立了WAP論壇，開始進行WAP協(xié)議的開發(fā)。目的是定義一種將服務器上的內(nèi)容進行過濾，以適合移動終端通信的標準方式，為移動通信中使用因特網(wǎng)業(yè)務制定統(tǒng)一的應用標準。
WAP論壇的成立過程在一定程度上體現(xiàn)了wAP的開放本質。1997年初期，美國一家網(wǎng)絡運營商Omnipoint提出要提供移動信息服務。這一意向很快就收到一些大公司的回復。但它們各自使用自己所專有的技術。Omnipoint明確指出，應該開發(fā)一種公共的開放標準。最終Ericsson和 Motorola加入到Nokia和PhoHe．com的隊伍當中，成立WAP論壇，聯(lián)手開發(fā)WAP協(xié)議。
2．2 WAP的發(fā)展
WAP論壇的成立，極大地推進了WAP協(xié)議的開發(fā)過程。1997年7月，WAP論壇出版了第一個WAP標準架構。次年5月，WAPl．0版正式推出。WAPl．1版也在 1999年6月正式發(fā)行。
WAP論壇成立后，受到信息產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注。到目前為止，已經(jīng)有超過200個公司加入論壇，其中包括世界主要的移動通信設備制造商、電信運營公司和軟件開發(fā)供應商。設備制造商已經(jīng)開發(fā)出支持WAP協(xié)議的移動終端，而且正在進一步努力豐富功能和提高性能；越來越多的ISP開始提供天線信息服務；軟件開發(fā)商也迅速開發(fā)出微型瀏覽器(microbrowser)，支持移動終端瀏覽因特網(wǎng)。還有眾多的愛好者在開發(fā)基于WAP的應用，這將極大地豐富移動終端的信息源。所有這一切，無不顯示出WAP強大的生命力和光明的未來。
3 WAP的設計思想
WAP協(xié)議定義了一種移動通信終端連接因特網(wǎng)的標準方式，提供了一套統(tǒng)一、開放的技術平臺，使移動設備可以方便地訪問以統(tǒng)一的內(nèi)容格式表示的因特網(wǎng)以及因特網(wǎng)的信息。
WAP協(xié)議采用客戶機／服務器模式。它在移動通信終端中嵌入一個與PC機上運行的瀏覽器(比如IE， NETSCAPE)類似的微型瀏覽器，從而減少對移動終端的資源要求。WAP把更多的事務和智能化處理交給WAP網(wǎng)關 (WAP Gateway)。同時，基于微瀏覽器的服務和應用臨時性地駐留在服務器中，而不是永久性地存儲在移動終端中。這樣做是因為大多數(shù)的移動通信終端CPU的處理能力較弱，內(nèi)存較小，無線環(huán)境下電力供應有限，顯示屏較小，輸入功能有限。這些限制因素決定了必須把更多的任務交給wAP網(wǎng)關，減少終端的負擔。正如Phone．com公司所言：WAP的設計思想就是要盡可能少地使用移動設備資源，并通過豐富其網(wǎng)絡功能來彌補設備資源的限制。
正是基于這個思想，WAP協(xié)議設想應該支持各種移動通信設備(從只能夠顯示一行信息的設備到智能電話)，應該可以運行于現(xiàn)有或計劃中的服務(比如SMS、USSD、 GPRS、CSD等)，應該適合任何移動網(wǎng)絡標準(包括CDMA、GSM等)，應該支持多種輸入終端(比如鍵盤，觸摸屏等)。
4 WAP體系結構
4．1 WAP通信模型概述
傳統(tǒng)的WWW采用客戶機／服務器(C／S)結構�？蛻舳说腤eb瀏覽器向網(wǎng)絡服務器發(fā)出服務請求，服務器用標準的數(shù)據(jù)模式進行響應。
與傳統(tǒng)的WWW通信相比，WAP也采用客戶機／服務器方式。但二者之間最大的差別在于：客戶機與服務器之間，WAP模型多了一個WAP網(wǎng)關。客戶機通過WAP網(wǎng)關然后再與資源服務器(Origin server)通信。同時，在客戶機與WAP網(wǎng)關之間傳遞的信息也有別于傳統(tǒng)方式下客戶機與服務器間交換的信息。WAP通信模型如圖1所示：
WAP內(nèi)容和應用采用與WWW類似的模式定義，內(nèi)容的傳輸也采用一套與WWW通信協(xié)議類似的標準通信協(xié)議。移動終端的微型瀏覽器與標準的WEB瀏覽器類似，負責協(xié)調(diào)與用戶的接口。
考慮到無線網(wǎng)絡的帶寬限制，需要把客戶方用戶代理與WAP網(wǎng)關間傳遞的信息(包括請求和響應)進行壓縮編碼，以減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量，最大限度地利用無線網(wǎng)絡緩慢的數(shù)據(jù)傳輸率。
WAP網(wǎng)關是一個WAP代理。WAP使用代理技術連接無線域和WWW。典型的WAP代理主要包括兩個功能：
●協(xié)議轉換--負責把WAP協(xié)議棧(WSP、WTP、WTLS和WDP)的請求轉換為WWW協(xié)議棧(HTTP和TCP／IP)的請求。
●內(nèi)容編碼和解碼--內(nèi)容編碼器負責把WAP內(nèi)容轉換成壓縮編碼格式，從而減小無線網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
通過使用代理技術，移動終端用戶可以瀏覽大量的WAP內(nèi)容，應用開發(fā)者也能開發(fā)出大量與具體終端無關的應用服務。同時，WAP代理允許內(nèi)容和應用駐留在固定的WWW服務器上，并且采用成熟的WWW技術來開發(fā)應用。標準的模型包括WAP客戶機、WAP代理以及WAP服務器。但WAP體系結構可以支持其他的配置。比如把WAP代理的功能包含在WAP服務器中，這樣就可以實現(xiàn)客戶與服務器司安全的端到端連接。
4．2 WAP體系結構的組成
WAP體系結構為移動通信設備的應用開發(fā)提供了一種可伸縮、可擴展的環(huán)境。它采用類似于TCP／IP協(xié)議棧的分層設計思想，但進行了修改和優(yōu)化，以適合無線通信環(huán)境。其中的每一層協(xié)議均定義有標準的接口，可被上層協(xié)議調(diào)用，亦可被其他的服務和應用直接訪問。
WAP分層協(xié)議棧如圖2所示。
下面分別對WAP體系結構的各層進行簡要介紹。
(1)WAE：無線應用環(huán)境
WAE是一種普遍意義上的應用開發(fā)環(huán)境，支持在不同無線通信網(wǎng)絡上方便高效地開發(fā)和運行應用服務。正如圖1所示，一個典型的WAP應用系統(tǒng)包括三類實體：具有用戶代理功能的移動終端、實現(xiàn)協(xié)議轉換的WAP代理(Proxy)和提供應用服務的源服務器(0rigin server)。
(2)WSP：無線會話協(xié)議
WSP采用統(tǒng)一的接口給應用層的WAE提供兩種類型的服務：基于WTP的面向連接服務和基于WDP的無連接服務。目前，WSP包含適合瀏覽器應用的服務(WSP／B)，
WSP／B提供的功能包括：
●用壓縮編碼方式表示的HTTPl．1請求語義；
●長時間的會話狀態(tài)3
●會話暫停和恢復以及協(xié)議功能協(xié)商。
WSP／B允許通過WAP代理實現(xiàn)WAP客戶機與標準HTTP服務器的連接。
(3)WTP：無線事務協(xié)議
WTP提供一種輕量級的、面向事務處理的服務。WTP能在安全或非安全的無線數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡上有效地提供以下特征：
●三類事務服務，主要包括：不可靠的單向請求、可靠的單向請求和可靠的雙向請求--慶答事務；
●(可選的)用戶到用戶的可靠性，即用戶對收到的每一條信息都進行確認；
●(可選的)帶外數(shù)據(jù)應答；
●PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的級聯(lián)和延遲應答；
●異步事務。
(4)WTLS：無線傳輸層安全協(xié)議
WAP體系結構中值得注意的是增加了一個安全層。它吸取了TCP／IP體系結構中沒有安全機制從而給網(wǎng)絡通信帶來極大威脅的教訓，專門設立一個安全層對通信加以安全保護。
WTLS是一個基于傳輸層安全協(xié)議(TLS)的安全協(xié)議。WTLS經(jīng)過優(yōu)化，適合于無線通信較窄的帶寬，并在WDP基礎上向上提供安全的傳輸服務。WTLS提供的主要功能有：
●數(shù)據(jù)完整性：WTLS確保在移動終端和應用服務器間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不被修改和破壞；
●私有性：WTLS確保在移動終端和應用服務器間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是私有的，不能被任何接收到數(shù)據(jù)的第三方理解；
●身份認證：WTLS確保移動終端和服務器的身份認證；
●拒絕服務保護：WTLS包含一組工具，可以檢測并拒絕重復傳送或不能成功驗證的數(shù)據(jù)，從而使許多典型的拒絕服務攻擊更加難以實現(xiàn)，有效地保護了上層協(xié)議。
應用可以根據(jù)自身的安全要求和下層網(wǎng)絡的特性有選擇地允許或禁止WTLS功能。
(5)WDP：無線數(shù)據(jù)報協(xié)議
作為WAP體系結構中的傳輸層協(xié)議，WDP利用下層網(wǎng)絡載體為上層協(xié)議提供一致的服務和透明的數(shù)據(jù)傳輸。WDP向上層協(xié)議屏蔽了下層網(wǎng)絡的細節(jié)，從而使上層的協(xié)議可以用與下層網(wǎng)絡無關的方式正常工作，同時也使上層應用可以在不同的網(wǎng)絡平臺間移植。
(6)BEARER：底層承載網(wǎng)絡
WAP協(xié)議最初的設計目標就是要能在現(xiàn)有的各種載體服務上運行，比如：短信息服務(SMS)，電路交換數(shù)據(jù)(CSD)等。底層的承載網(wǎng)絡向上提供不同吞吐率、誤碼率以及時延的服務，這些差別由于WDP層的存在而對上層協(xié)議透明。WDP規(guī)范對所支持的承載網(wǎng)絡以及允許WAP協(xié)議在每一種載體上運行所使用的技術進行了說明。當然，WDP所支持的載體會隨著新技術的出現(xiàn)而隨時間不斷的改變。
(7)其他服務和應用：
WAP分層體系結構允許其他服務和應用通過一套定義良好的接口使用WAP協(xié)議棧的功能。外部應用可以直接訪問協(xié)議棧中的會話層、事務層、安全層和傳輸層。這樣直接調(diào)用各層提供的服務，極大地方便了多種應用的開發(fā)。
5 WAP典型應用示例
常見的WAP應用是使用具有WAP功能的移動終端，直接連接因特網(wǎng)進行WEB瀏覽、收發(fā)電子郵件等。另外，在公司、企業(yè)的應用還包括遠程監(jiān)視、遠程LAN訪問、文檔共享／協(xié)同工作、車輛定位等。個人用戶還可以用具有WAP功能的移動終端接收交通狀況、娛樂、氣象信息，或者與智能網(wǎng)結合訪問、修改個人數(shù)據(jù)等。但WAP最有潛力的應用是與電子商務結合，實現(xiàn)移動中的電子商務。比如隨時參與證券交易，在移動中實現(xiàn)網(wǎng)上購物等等。
圖3描述了典型的WAP應用實例。
例子中，WAP客戶使用WML(無線標識語言)與兩個服務器通信。WAP代理將WAP請求轉化為www請求，、從而允許WAP客戶向WEB服務器提交請求。WAP代理同時把從服務器返回的內(nèi)容壓縮編碼成WAP客戶能理解的壓縮二進制數(shù)據(jù)格式。
如果WEB服務器能提供WAP內(nèi)容(如WML)，WAP代理直接從服務器獲得信息。但如果WEB服務器提供的是WWW內(nèi)容(如HTML)，則必須使用一個過濾器來把WWW內(nèi)容轉化成WAP內(nèi)容。比如，用HTML過濾器將HTML翻譯成WML。
WTA(無線電話應用)服務器直接對WAP客戶的請求進行響應。WTA服務器可以將各種先進的智能網(wǎng)增值業(yè)務提供給WAP用戶。
6 結束語
WAP具有光明的未來，但同時其自身也存在著缺陷，需要進一步完善。WAP應用產(chǎn)品所依賴的無線信道帶寬有限，要提供更多的服務，比如動態(tài)圖像、視頻／音頻等媒體信息服務，必須解決傳輸對帶寬的要求。另外，移動終端的目標、存儲和處理能力有限，對于更高級的應用也會是一個阻礙。WAP的實現(xiàn)還需要來自移動終端制造商、網(wǎng)絡運營商、ISP以及軟件開發(fā)商等多方面的大力協(xié)作。WAP需要完善的方面還包括對"小甜餅"(cookie)的支持，以方便會話管理;數(shù)據(jù)源服務器對PUSH(即主動把信息從WAP網(wǎng)關發(fā)送給客戶機)操作的支持；對于安全性要求較高的應用，如何保證在WAP網(wǎng)關和數(shù)據(jù)源服務器之間的數(shù)據(jù)安全以及對協(xié)議數(shù)據(jù)單元大小(PDU)的改進的等等。但我們有理由相信隨著WAP的規(guī)范發(fā)展，這些問題都會得到解決。WAP作為移動通信因特網(wǎng)之間的橋梁，給用戶提供了獨立于網(wǎng)絡載體，靈活而方便地訪問因特網(wǎng)的解決方法，必將取得巨大的成功。
摘自《移動通信》2001.9
