2.2 WAP工作原理及系统架构

2.2 WAP工作原理及系统架构
我们先来讲解WAP的工作原理，然后再与Internet系统架构相比较，来分析WAP系统的网络架构。

2.2.1 WAP工作原理
作为开放性的全球规范，WAP可以使移动用户利用无线电设备方便地访问或交互使用Internet应用信息和服务。前文述及，在Internet中，一般的协议要求发送大量的主要基于文本的数据，而标准Web内容很难在移动电话、寻呼机之类移动通信设备的小尺寸屏幕上显示。同时，在用户单手持机的情况下，屏幕间的内容切换也很不方便，并且HTTP和TCP/IP协议也没有提供针对无线网络的非连续的信号覆盖、长时间的延时以及对有限带宽所进行的优化处理。在Internet中，HTTP协议不是以压缩的二进制方式，而是以效率不高的文本格式发送标题和命令。因此，如果在无线电通信服务中使用普通Internet协议，则会导致速度慢、成本高且难以大规模应用等问题，而且无线电传输的延时还会造成其他一些问题。
为了解决此类问题，WAP进行了很多优化处理。比如，利用二进制传输经过高度压缩的数据，并对长延时和中低带宽进行优化。WAP的会话功能可以处理不连续覆盖的问题，并能自动地在IP不可用时改用其他优化协议来进行各种信息传输。通过使用WML语言编写网页，WAP还解决了Internet页面不能在移动通信设备上显示的问题。运用WML编辑的网页可在手机的微浏览器上产生按钮、图示及超链接等功能，并可提供信息浏览、数据输入、文本和图像显示、表格显示等功能，大大减小了在移动设备上浏览网页内容的复杂程度。
另外，WAP通过加强网络功能来弥补便携式移动设备本身的缺陷，工作时尽可能少地占用移动通信设备的资源，比如CPU、内存等。与Web对Internet的作用一样，WAP在应用层上隐藏了GSM的复杂性，给用户提供了类似于普通Web页面的友好性。WAP还通过使用类似于javascript的脚本语言WMLScript，来使移动通信设备先将信息进行处理后再发给服务器。WAP还通过无线电话应用WTA来实现呼叫控制等诸多电话功能。
WAP标准下的移动终端均配备了一个微浏览器，该浏览器采用了一种类似于卡片组的工作方式。用户可以通过卡片组来浏览移动网络运营商提供的各项Web业务。工作时，移动终端用户首先选择一项业务，该业务会将卡片组下载到移动终端，然后用户就可以在卡片之间往返浏览，并可进行选排或输入信息，以及执行所选择的工作等。而且，浏览到的信息可以高速缓存，以便供以后使用，卡片组也可以高速缓存并可做成书签以备快速检索之用。该浏览器同时还对电子名片、日历事件、在线地址簿和其他类型内容的格式提供了相应支持。
2.2.2 Internet与WAP的系统架构
为了说明WAP的系统架构，我们先来分析一下普通Internet中Web服务器的工作方式和工作原理。
在图2.2所示的WWW模型中，客户向URL所指定的Web服务器发出一个请求，Web服务器收到该请求后，经处理即返回相应的内容至客户端。这个过程中，双方是按照HTTP协议进行交互的。客户端发出一个以HTTP开头的URL请求时，Web服务器端处理该请求的程序可能是CGI程序、静态网页，也可能是Servlet程序，甚至可能是其他服务器端的程序，但它们都是以HTML格式将相应的内容返回给客户，这样，客户就可以在浏览器上看到返回的具体内容。

图2.2 WWW模型
WWW模型(图2.2)还同时说明了建立普通应用环境所需的必要配置，主要包括以下几个方面：
(1) 标准命名模型。WWW上所有的服务器和内容都是通过Internet标准的信息指定方法进行命名的。
(2) 内容键入。主要指URL的键入，WWW为此定义了若干特定的类型，允许网络浏览器在此基础上进行正确的处理。
(3) 标准内容格式。所有的网络浏览器均支持一组标准的内容格式，包括超文本标记语言HTML、Java描述语言以及其他格式。
(4) 标准协议。标准网络协议允许任何网络浏览器连接到任何网络服务器上。WWW体系中最常用的协议是HTTP协议。WWW的这种基本结构可使用户方便地运行、获取第三方的应用软件及内容服务，并可使开发人员方便地为广大客户创建特定的应用软件和内容服务。
下面我们再来分析WAP的网络架构。WAP网络架构由3部分组成，即WAP网关、WAP手机和WAP内容服务器。其中，WAP网关起着“翻译”协议的作用，是联系GSM网与Internet的桥梁；WAP内容服务器可以存储大量信息，以供WAP手机用户来访问、浏览和查询等；WAP手机为用户提供了上网用的微浏览器及信息、命令的输入方式等。图2.3所示就是WAP模型的基本网络架构。当用户从WAP手机键入想要访问的WAP内容服务器的URL后，信号经过无线网络，以WAP协议方式发送请求至WAP网关，然后经过“翻译”处理，再以HTTP协议方式与WAP内容服务器交互，最后WAP网关将服务器返回的内容压缩、处理成二进制流，并返回到客户的WAP手机屏幕上。编程人员需要解决的问题是编写WAP内容服务器上的程序或者说WAP网页，有关WAP网页的编写方法我们后面会详细介绍的。

图2.3 WAP模型
与WWW模型一样，WAP也定义了一组旨在促进移动终端与WAP内容服务器之间通信的必要配置，主要包括以下几个方面：
(1) 标准命名模型。WAP与WWW一样，其服务器和内容都是通过Internet标准的信息指定方法进行命名的。
(2) 内容键入。主要指URL的键入，WAP建立了与WWW一致的内容形式和类型，允许WAP用户代理在此基础上进行正确的处理。
(3) 标准内容格式。WAP基于WWW技术，所用微浏览器也支持一组标准的内容格式，包括WML及其脚本语言、图像、日历信息、电子名片甚至涨价幅度等的格式。
(4) 标准协议。WAP网络协议允许手机中的微浏览器通过WAP网关连接到WAP内容服务器上，满足了移动终端与网络服务器之间传输信息的要求。
关于WAP的网络构架，我们还有几点需要强调说明：
(1) WAP的客户端一般都是WAP移动设备，比如最常见的手机。它们通常由不同的公司生产，各自具有不同的特点，所以对WML和WMLScript的解释也有所不同。因此，将来具体开发时，还要参考各个厂家提供的技术资料，综合考虑不同品牌、型号的WAP手机特点，如Nokia 7110、Ericsson R380、Motorola L2000www等等，以使开发的网页及应用能为绝大多数的手机所接受。
(2) 一般来说，用户都希望WAP手机的屏幕足够大，分辨率足够高，否则浏览网页时不是太方便。然而由于不同型号WAP手机的屏幕大小并不完全一样，所以开发人员需要考虑针对不同的手机制作不同的网页，或制作含有多种选择的网页，以便使得客户在浏览时同样感到合适、方便和快捷。而且，由于各种手机对WML和WMLScript的支持情况不太一样，就像Internet Explore和Netscape之间的情况一样，所以开发时更是要考虑不同手机的特殊情况。
(3) WAP手机上网中的安全性问题在开发中也需要考虑，如散射在空间中的电波会同时把用户的口令、密码等重要信息同时散射在空间中。本书后面将专门讨论WAP手机上网的安全性问题。
(4) 网关在WAP系统的整个构架中有着十分关键的作用，它是连接客户和服务的桥梁。网关可以在电信局一端(见图2.4)，也可以和网络服务器集成在一起(见图2.5)。

图2.4 网关在电信局一端时的结构图
具体开发中，要根据这两种情况采用和实施不同的设计思想及方法。一般来说，如果网关在电信局一端，那么在服务端开发应用程序时与以前的网页开发没有太大的区别。只要符合通用网关接口CGI(Common Gateway Interface)标准，无论是采用Perl、C、C++、Basic、Dephi或是专门的ISAPI、Serverlit等，开发方法都是一样的。这种情况下开发人员拥有比较大的自由。
如果网关和网络服务器集成在一起，那么开发时就要考虑应用逻辑及其相关问题，并在此基础上，综合利用CGI标准和常用开发工具，设计与开发WAP网页及应用。
图2.5 网关也可以和网络服务器集成在一起