http://www.spforum.net/jishu/page_1_2002120401.htmWAP网关平台应用形式初探
2002-12-04
[摘要]：本文讨论了WAP网关平台与移动网络的几种连接形式以及相应的协议，并对其进一步应用作了一些初步探讨，目的是为充分发挥WAP网关平台的效能。
[关键词]：无线应用协议(WAP)；WAP网关平台；协议栈；应用模型
1 引 言
目前WAP(Wireless Application Protocol)已成为信息技术(IT)领域内的热门话题，有关这方面的文章和论述也较多，涉及到WAP方方面面，例如协议栈本身、WAP的各种应用等。的确，WAP实现了21世纪人们随时随地“上网冲浪”的梦想，是无线通信和Internet结合的最佳模式之一。WAP应用领域也相当丰富，其最大特点在于系统结构的灵活性和协议的开放性，WAP网关平台(WAP Gateway)是其中的关键部分，它与移动网络的连接方式直接决定了其应用模式和效能。
本文想就此议题以及进一步加强WAP网关平台功能方面谈一下初步看法。
2 经典的WAP应用结构模型
由WAP论坛(WAP Forum)制定的WAP协议栈基本结构为底层承载网络(Bearer)＋无线数据报协议(WDP)＋传输层安全协议(WTLS)＋事务层协议(WTP)＋会话层协议(WSP)＋无线应用环境(WAE)，在最新的1.2版本中增加了许多新的应用模式，如“推”(PUSH，即将Internet内容主动发送给移动用户的一种协议)”等。WAP协议栈以及与TCP／IP协议的对应关系参见图1，相应的应用结构模型如图2所示。其中作为核心成分的WAP网关平台主要完成两个功能：
其一，实现WAP协议栈(WSP／WTP／WTLS／WDP)与Internet协议栈(HTTP／TLS／TCP／IP)之间的协议转换；
其二，信息内容的编解码，即将WAP数据压缩编码以减少网络数据流量，最大限度利用无线资源。
WAP实现手机上网，是由移动终端、移动网络(由基站和交换机组成)、WAP网关平台和网络内容供应商(ICP)、网络服务供应商(ISP)之间协调完成。这一典型手机上网过程可简述如下：
(1) 手机发出请求；
(2) 移动网络(GSM、CDMA或其它移动网络)接通本地ISP；
(3) 本地ISP连接WAP网关平台；
(4) WAP网关平台向目标内容服务器发出请求；
(5) 目标内容服务器将信息传给WAP网关平台；
(6) WAP网关平台将处理后的信息发送到本地ISP；
(7) 本地ISP将信息传回移动网络；
(8) 手机接收Internet信息。
可见实现这一过程所参与的网络实体比较多，相互的协调也较为复杂。同时，WAP网关平台仅仅作为一网关来使用，承担功能相对不足。因此不妨利用WAP协议的开放性，改变这种单一的连接形式，来达到充分利用WAP网关平台强大存储和处理能力的目的，让它成为真正意义上的“网关平台”。
3 WAP服务器与移动网络(MN)连接的几种形式以及协议栈的变化情况
3.1 连接形式
作为一种网关(连接MN与Internet的Gateway)，WAP网关平台与移动网络的连接方式是决定其结构和功能的主要因素，即所谓的“WAP网关平台解决方案”。对采用分组交换的移动网络，如GPRS以及第三代网络等，WAP网关平台可与其采用IP直连的方式，这里就不多加探讨。
但对于非IP网络，如GSM电路交换数据(CSD)网等，就有可能采用一些变化的连接形式。下面以目前应用较为普遍的CSD和短消息(SMS)承载实体为例来说明这些变化以及由此带来的利弊和WAP网平台效能的改变。
在电路交换数据承载实体上，WAP网关平台与MN可以有三种连接情况，如图3所示。
第一种形式是经典方法，CSD经过一系列中间转换(依次经过IWF、PSTN、MODEM)，最后由ISP商提供与WAP网关平台的IP连接。
第二种方式由移动网络交换机直接提供数字中继连接至ISP，由ISP提供与WAP网关平台的IP连接，ISP起到了CSD与IP之间协议转换的作用。
第三种方式是由移动网络交换机直接提供数字中继连接至WAP网关平台。
第一种方式可充分利用目前的基础设施，即数量庞大的用户线都可实现与WAP网关平台的连接，直接好处就是WAP服务供应商会增多，可充分引入竞争和改善服务等。第二种方式中ISP商需要租用相对昂贵的中继线，同时也要承担CSD和IP之间协议转换的任务，可能会影响ISP商参与WAP服务的积极性。第三种方式连接最为简洁、可靠，但需由WAP网关平台来承担CSD至IP的协议转换工作。这种方案WAP网关平台也扮演了ISP的角色。从充分利用WAP网关平台功能的角度出发，第三种方案将是一种较好的解决方案。
图3 在电路交换数据(CSD)承载实体之上，
WAP服务器与移动网络连接方式示图
在短消息业务(SMS)承载实体上，WAP网关平台MN也有两种连接情况，如图4所示。
第一种方案是经典方案，
第二种方案在保留短消息中心的情况下，将无线数据网关的功能移至WAP网关平台，也是想让WAP网关平台承担尽可能多的功能。
目前移动网络所支持的短消息业务其流量有限(最多只能传送140bytes的内容)，用它来承载Internet并无多大意义。进一步的考虑是可将WAP网关平台应用为一短消息业务中心，这样可使其更类似于电信网络设备，具有更大的实用价值。
从电信设备制造商的角度出发，两个承载实体(实际上可推广到所有的承载实体)都趋向于选择使WAP网关平台的功能更强大的方案，因为这样WAP网关平台才更类似于电信网络设备。从技术上讲，WAP网关平台都是由存储量大、处理能力强的计算机来承担，若仅仅完成网关作用，有“大材小用”之嫌。因此为充分利用已有能力，将一部分功能移至WAP网关平台是完全可行的。而且对运营商来讲，这样的组网方式连接简单、成本相对较低，运行可靠，维护方便。从理论上讲，WAP协议的开放性是可以保证这些多种连接形式的灵活性的。这样也为运营商、设备制造商甚至用户带来了可充分进行选择的余地。
3.2 协议栈设计
上节所列变化的连接形式带来了协议栈的相应改变。作为一种开放技术，WAP协议被设计成能支持这些改变。下面仍以GSM和CDMA承载实体为例来说明协议栈的变化情况。
(1) CSD承载实体之上的WAP协议栈
在电路交换数据网络承载实体之上的WAP协议栈结构如图5至7所示。第一种方案是典型协议栈结构，毋需任何改变。在第二种方案中，从ISP到WAP网关平台的子网可以是任何一种传输网，如基于以太网的LAN、WAN等，它省去了PSTN连接和有关协议转换，在ISP和移动网络之间建立PPP直连。第三种方案必须在移动网络和WAP网关平台之间建立类似于拨号的直接连接，这可由PPP协议来完成。
(2) SMS承载实体之上的WAP协议栈
在短消息承载实体之上的WAP协议栈结构如图8和图9所示。第一种方案上行过程中无线数据网关(Wireless Data Gateway)将短消息封装在IP隧道(Tunnel Over IP)中传送到WAP网关平台，WAP网关平台从隧道中取出SMS，下行过程亦然，这也是典型方案。第二种方案中隧道传送被省去，但必须由一短消息实体接口(GSM SMEIF协议，CDMA MC I／F协议)来完成短消息到WAP协议的转换，即将无线数据网关集成于WAP网关平台之中。
在开放的WAP协议结构中完成如上所述的变化不仅可行，而且相对简单，由此带来的效率提高值得关注。
4 WAP网关平台的深层次应用
目前已经投入使用的WAP网关平台仅能实现协议所定义的基本应用，即传送Internet内容，亦即仅起到“网关”的作用。其实WAP协议所定义的应用远远不止这些，WAP所能提供业务更应该是包罗万象的。除了上面所谈到的利用改变与移动网络的连接方式来赋予WAP网关平台更强大的功能以外，还可利用WAP网关平台向用户提供多种增值业务和所谓的“个性化服务”。电子邮件就是一种典型的增值业务，目前应用在WAP业务中也较为普及。更进一步，向用户提供诸如地址名管理、个人信息服务(如地理定位等)、协同计算等则体现了WAP网关平台能真正实现“个性化服务”的特点。由于移动终端内存和处理能力的限制，实现这些功能比较困难，WAP网关平台能处理和存储这些信息和内容，并在用户需要时可随时传送给他们。利用WAP传输层安全协议，甚至可将移动电子商务领域重要的加密和认证工作也放在WAP网关平台来完成，省去移动网络和终端的繁重处理任务。WAP协议栈还保留了一部分关于未来的WAP应用和业务的定义，这些功能在适当的条件下，亦可放在WAP网关平台来完成。前文还述及，利用短消息承载实体来传送Internet内容没有多大实际价值，但利用WAP网关平台来完成短消息中心的功能的确是一个很好的设想，电信运营商应该对这一方案表示欢迎。
可以预想，WAP网关平台在将来还可能被赋以更大用途，成为一种综合性网络和网关平台系统。
5 结束语
WAP协议的开放性使得WAP网关平台与移动网络可以有多种的连接形式，从而为提高WAP网关平台的效能打下了基础，也保证了设计、开发、安装、运营的灵活和多样性。同时，在适当条件下可赋予WAP网关平台多种多样的功能，它的应用模式随技术和市场的发展而变化。
参考文献:
［１］Wireless Application Protocol Forum LtdWireless Application Protocol，http：∥wwwwapforumorg／，2000 马 霓 黄 慧 杨学军 ：广州金鹏集团有限公司 广州 510665
