Communication 版 (精华区)

发信人: dormouse (出征 V 号带飘扬), 信区: Communication
标  题: 透视WAP通信协议的内含
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月24日09:32:17 星期天), 站内信件

透视WAP通信协议的内含

杨书卷

（大唐电信多媒体中心）

摘  要：通过与OSI模式的对比，透视WAP的构成规范；讨论组成WAP不同层次的通
信协议的内含。

关键词：WAP OSI 网络层 应用层 Internet

——一、前言

——WAP是无线应用协议（Wireless Application Protocal）的简称，是一种开放
式的全球规范。它的层次继承了OSI模式，以Internet上的Http／Html为基础，并
针对无线通信的特性（终端设备显示界面较小、功率低、内存较小，无线网络窄带
宽、多延迟和较不可靠）来作修正，它在设计上运用于大多数无线网络，如CDPD、
CDMA、GSM、PDC等，可以被建立在任何操作系统上，甚至可以在不同系列的设备之
间提供服务的互操作性。本文将透视WAP的构成规范，讨论组成WAP的一系列不同层
次的通信协议的内含以及与它对等的“控制”技术。

——二、WAP组成

——WAP的组成如图1所示。



——1、网络层

——无线消息控制协议（WCMP）与ICMP类似，但功能不如后者。为了配合外面无数
的空中传输协议，WAP定义了自己的数据包；无线数据协议（WDP）以UDP为基础，
但有自己的端口排序语义，关于保密层，WTLS不是类推IPsec，而是使用适用于低
功率终端的新的椭圆曲线密码系统，提供类似传输层保密的SSL／TLS。互联网所说
的“传输”在无线会话协议（WSP）中途行，是与TCP大致相同的对话协议，但只有
实验性质的作业功能。

——2、应用层

——无线会话协议（WSP）包含于互联网所称的“应用”之中，是对HTTP的创造性
的重新构思；它进行二进制加密，PUSH和静止接入。它取得由“卡”组成的“页”
（以无线标识语言WML编写，不象HTML页面，更象类似BASIC编写出来的文字页面）
，执行指定功能、变量和计时处理。WML是XML应用的一种，但只能以自己的压缩格
式传输。最后，使用自己的WMLScript语言到“微浏览器”——其展示内容比WEB页
面要少得多。

——3、WAE和WTA服务器

——WAE指无线应用环境（Wirelss Application Environment）。WAE服务器与网
络服务器或代理服务器大致相似。WTA（无线电话应用）服务器在WAE顶层，是电话
切换开关，处理电话提示和电话会议等。与IETF的会话启动协议（Session 
Initiation Protocol）和其它对IP语音的研究不同，它以新用户不用以上网冲浪
为前提，所以早期的产品只提供内置的应用、WEB-WAP技术的有限互联网接入。
UP.Sm＠rt提供营运商经营的WML日历、电话号码本和记事本功能：Nextel Online
与Netcenter提出第二种方案：从互联网输入你的日程安排和股票组合，UP.link在
移动电话上进行更新；最后一类则包括重新格式化的新闻和重要网上表格的转换。


——二、WAP与Internet标准的关系

——WAP确实使用了许多Internet标准，如XML、UDP和IP，但为适应无线环境的特
殊限制进行了优化。HTML、HTTP、TLS和TCP等Internet标准难以直接应用在移动网
络上：标准的HTML Web内容一般不能在便携移动电话和寻呼机的小尺寸屏幕上显示
，并且在单手持机的方式下，屏幕间的切换也不方便；HTTP和TCP没有对无线网络
的非连续覆盖、长时延和有限带宽进行优化；HTTP不是以压缩二进制方式、而是以
效率不高的文本格式发送标题和命令；TLS安全性标准需要在客户机与服务器之间
交换许多信息，由于无线传输的时延使用户感到响应非常缓慢。

——WAP为解决这些问题而进行优化：利用二制传输经高度压缩的数据；对长时延
和中、低带宽进行优化。WAP会话可处理不连续覆盖的问题，并可使IP或其他优化
协议在多种无线传输方式中运行。用于WAP内容的WML语言充分利用小屏幕，无需使
用完整键盘就可实现单手操作导航；而且WML语言具有内置可伸缩性，可实现从两
行文本的显示到智能电话和个人通信器上的全日形屏幕显示。

——三、WAP的分层说明

——1．无线控制消息协议（WCMP）

——网上作业需要共同使用错误报告，它是提示错误地址、链接拥挤和高层协议错
误的基本标准。如同互联网控制消息协议（ICMP）是APRAnet演进成互联网的第一
步，WAP也定义了一个对等的WCMP（Wireless Control Message Protocal）。大多
数无线封包数据在较低层有各自的校错和丢失查验，其WCMP也大不相同。值得注意
的是：WCMP与ICMP是不兼容的。

——WCMP为WDP提供了有效的处理机制，提高WAP协议和应用的性能。WCMP定义了几
个错误代码（与ICMP不太一样），并使用GSM、Flex和ReFlex，而下是IP号码寻址
。

——WCMP的类型值与ICMP的下同、但代码相同（见表1）。相对于ICMP，WCMP类型
值加入50。

表1 WCMP的类型值

WCMP消息
 类型
 代码
 
未能到达目的地
没有至目的地的路由
禁止连接
无法连接地址
无法连接端口
参数问题
前缀错误
消息太大
合组失败
合组超时
缓冲超量
Echo Request
Echo Reply
 51






60
61


178
179
 0
1
3
4
54
0


1
2

 

——WCMP没有包含在WAP1．1版中，它的作用将逐渐消退。

——2．无线数据协议（WDP）

——WDP（Wireless Data Protocal）是传输层（Transport Layer）通信协议，它
使不同通信技术的数据服务系统都能向WAP的上层协议提供一个共同的通信界面。
因此应用层、会话层、安全层等通信协议都能直接在WDP上运作。

——WDP与UDP大致相同。事实上，将移动IP传输给手机的载体（CDPD，iDEN或电话
交换PPP）必须使用UDP；而WDP则将AIRLINK地址（手机序号、IP地址、X.25地址或
其它身份证明）和AIRLINK限制到包或字符集。

——WDP的功能包括对端口序号进行应用编址、选择性的分割和再组合及其错误查
验，使其应用可以在不同载体上透明执行。

——WDP的端口序列策略是将自有的服务、端口暂时／动态分配到合适的位置，但
它没有把WAP端口在IANA注册空间进行归类。

——WAP正在将内部应用的端口注册（见表2）。这些暂时的端口在获准注册后将会
有所改变。

表2 WAP内部应用端口

应用/协议
 （暂时）端口序号
 
无连接WAP浏览器代理服务器
保密的无连接WAP测览器代理服务器
WAP浏览器代理服务器
保密的WAP浏览器代理服务器
CARD接收器
保密的VCARD接收器
CALENDER接收器
保密的VCALENDER接收器
 49152
49153
49154
49155
49156
49157
49158
49159
 

——3、无线传输层安全协议（WTLS）

——WTLS（Wireless Transport layer Secure）是根据工业标准TLS protocal（
即Secure socket layer，SSL）制定的安全协议。用在传输层之上的安全层（
Security Layer），并针对窄带通信环境作了修正。

——WTLS将TLS应用于个体数据流和接口连接，实际上相当于在做互联网上TCP的工
作。即：支持数据流和连接导向的传输层协议；处理丢失、重复或数据乱序等故障
而不需断开连接。

——WTLS实现如下功能：资料完整性；保密功能；认证服务；拒绝服务功能。

——WTLS定义了三种层次的保安措施，其中只有第一种是强制实施的，如表3所示
。

表3 WTLS定义的保安措施

WTLS功能
 第一种
 第二种
 第三种
 
Pulbic-key exchange
服务器认证
用户认证
Shared-secret信号交换
压缩
加密
MAC
SmartCard接口
 M
0
0
0
n/a
M
M
n/a
 M
M
0
0
0
M
M
0
 M
M
M
0
0
M
M
0
 

——4．无线传输协议（WTP）

——继WTLS提供网络层和传输层解决方案后，WTP（Wireless Transaction 
Protocol）解决了部分传输层和应用层之间的问题。它大致与TCP等同，但没有关
于流量控制和窗口控制的内容。WTP在快速再建和信号交换方面也有作用。WTP提供
了三种应用消息模块：类型0：可靠的单向请求；类型1：不可靠的单向请求；类型
2：可靠的双向请求。

——WTP有选择地提供了分段和重组；同时包含了明白的用户确认。

——WTP模仿TCP16位端口数序以区别不同的应用程序、未处理的请求和指引（
direction）；没有考虑先进的端口——服务映射方法，而是大量运用特有的传输
识别标识，井强制推行严格的丢失和延迟分段。

——5．无线会话协议（WSP）

——WSP（Wireless Session Protocol）是会话层通信协议，提供两种服务：架构
在WTP之上的持续性连接服务和架构在WDP之上的非持续性服务。WSP还具有HTTP／
1．1的功能。WTP是在WDP之上的交易层（Transaction Layer）通信协议，是为小
型客户端界面（如移动电话）设计的。

——WSP用于取代HTTP。IETF目前正在研究TCP任务协议，目标是在一个真实的连接
上多路复用多个虚拟的连接而不变动上层的应用协议和数据加密体系。WSP等同于
无连接的TCP，组合了与任务相关和不相关的服务。

——WSP的作用是：从客户端到服务器端建立可靠的请求，再依次释放；应用流量
的大小确定协议层的功能；使用压缩编码在客户端和服务器端交换内容；延缓和恢
复会话。

——6．无线可扩展标记语言（WBXML）

——WAP这一层与二进制XML一一对照。不过，WAP论坛并没有在WSP中使用HTTP的
zip缺省压缩，而是为XML内容发明了一种特制的算法。WBXML（Wireless Basic 
Extensible Markup Language）将XML表意为树形结构，它提取通用文字串，并根
据传输两端的压缩状态性能进行传送。

——这种格式保留XML的元素结构，允许浏览器忽略未知要素或属性。对XML文件实
体的内容和结构进行二进制编码。文件转换为二进制格式后，后缀信息（文件类型
定义和附加条件段）将被消除。

——虽然WBXML仅能用于XML文件，它仍需要公共的文件类型定义。为进行公共标识
符（FPI）注册，第一个有效字节会将DTD编码为WINA控制的255槽配准。

——WBXML遵从现有标准，它不用通常的字符集名称而用IANA字符集名称（IANA原
用于ASN.1 SNMP MIB定义），这样就节省了4个字节。

——一般来说，共有255个槽代码页给标签、属性名称、属性值和其他串符。实际
的标签参照使用两个high-order字节来进行内容模块和属性的编码，并限制每页
31个标签。

——WAP没有选择一般的十进制压缩而采用二进制压缩。因为十进制压缩只适宜不
做预处理的大数据量的压缩，而典型的WAP内容很少，一般只有200～300字节：压
缩内容需要随机存取，因而采用对运算处理能力要求较低的二进制压缩。

——7．无线应用环境（WAE）

——WAE（Wire1ess Application Enviroment）定义了无线应用层的通信协议，是
针对无线通信特点研发的无线应用环境。它使网络系统和内容提供者能通过微型显
示器（一般是手机显示屏）向消费者提供不同的内容及应用服务。它包括以下组件
：

——（1）无线标识语言（WML）

——WML是一种类似HTML的标记语言，就象用简单的BASIC语言编程、将应用信息显
示在手机屏幕上。一个传送给移动电话的应用被称为一个‘deck’，它为各项参数
设置了相应的存储空间；移动电话屏幕上进入和退出的单个页面被称为‘card’可
提交外部事件（如通话结束）提示，并通过一小串按键来连续实行其它操作。通话
显示以字块为基础，有位置（左、中、右）和黑体、斜体、下划线、大／小字形等
不同选择；不支持表、帧、彩色等。

——WML是一门scripting语言，它可以进行全球导航和创览器的操作。‘deck’在
传输中将独立含义的‘card’连接起来，它还定义了计时完成的线程。服务器可以
轻易地用CGI脚本运行一个定制的‘deck’。WML浏览器的内部事件模块执行作业时
先执行第一个进入，退出之后经一定时间间隔后，再执行card进入。

——WML1．0版本定义的任务：访问识别资源；返回历史记录中的前一资源；重新
显示现有资源；不做执行。

——同时，WAP并不指定WML用户代理的准确行为。显示大小是可变性的一个部分：
WML必须启动HDML才能在屏幕上显示多个card，使单一的card能包含多个输入控制
。另一方面，WAP协议抛弃了互联网处理用户代理和内容格式化的规则：WML下支持
任何一种风格单。

——（2）位映射图形（WBMP）

——WAP1．1版本中加入了位映射图形WBMP。它来自W3C和ISO的PNG图形，但不与二
者兼容。WBMP可能支持多个点位平面、调色板、动画和十进制压缩。为谨慎起见，
WBMP现在只定义了Type0（单点、非压缩图形）。

——很多移动电话存有一系列的小图标或图形，可以用于本地用户接口和浏览应用
。通过使用WML的‘loca1src’属性，编程人员就可以直接使用它们，无须下载新
的图形或图标。其目的与HTML的‘lowsrc，属性类似——节约时间和带宽。

——（3）WML脚本语言（WMLScript）

——WMLScript与JavaScript或ECMAScript相似但进行了优化。 WMLScript对内存
和CPU的需求很小，并省略了不需要的其他脚本语言中的功能。对开发人员来说，
WMLScript可以以非常灵活的方式与WML集成。

——WMLScript并不完全依照ECMAScript，后者仅仅是定义WMLScript语言的基础。
WMLScript是一种分类较弱的语言，变量没有象通常那样会随着其内含数据变化而
变化。它支持以下几种数据形式：布尔、整数、浮点、线和无效数据。WMLScript
会根据需要自动在不同类型中进行转化；此外，终端的处理能力也会影响对浮点数
据的支持。

——WAP论坛还为无线传输过程中编辑WMLScript设计了另一个简化格式。为了使某
些片段识别符可与WMLScript电话连接起来（而不是与互联网资源连接），改动了
URI语义，使终端装置比预期少。

——（4）语音电话服务的程序界面（WTA，WTAI）

——WAPv1．1将包括WTA（Wireless Telephony Application无线电话应用）的选
择规范。它使输入和输出呼叫可以在WML和WMLScript中处理，允许可信的各方（如
网络操作员）在网络WTA服务器的协助下以方便的可编程方式部署语音呼叫与
Internet集成服务。例如它自动呼叫一个在黄页搜索中找到的号码，并可以提供语
音邮件系统的可视界面。

——微浏览器带来的是一致性和对增值信息服务的需求。WTA也带来同样的一致性
。营运商可以为其全部客户编写共同的WML deck来启动通话、传递通话、回复、接
驳、安排会议电话、查询语音邮件和双向传呼，还可以减少客户服务成本。

——WTA为通话控制提供了延伸功能，如通话记录、传呼、通讯录和电话黄页服务
等。它可以处理各种无线通路内的通话信号，相关的转换层有GSM、IS-136（TDMA
）和PDC（Pacific Digital Cellular）。WTA用户接口是带push功能的WAE的扩充
集。WTA通话功能可当成WMLScript通话处理，或者通过URL解析。

——与典型的WML用户代理不同，WTA用户代理有非常严格和实时的命令管理组件。
例如，用户代理放弃过时的事件，不去马上在历史记录中记录结果而在事件处理完
后马上终止。在WTA构架中，用户端和服务器端通过一个事件表共同设定事件管理
的规则。WTA源服务器根据需要可以通过push更新用户端的事件表来调整用户设定
的规则。

——四、结束语

——由于WAP规范将网络功能分成几个层，因此每个层可以独立于其他层开发。低
级层可以被用来支持新的载波网络而不需要修改高级的API或者影响堆栈层。这很
好地保护了协议栈的现有投资，因此WAP具有根大的灵活性。目前感兴趣的领域包
括端到端安全性、智能卡接口、面向连接的传输协议、持续存储、计费接口和推选
技术，随着无线通信技术的进一步发展，我们相信WAP将会更加完善。

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