（计算机应用技术专业论文）wap20+push代理网关的设计与实现.pdf

浙江人学顺i 学位论义 摘要 由于w a p l x 存在诸多限制，通过对w a p 2 0 无线应用协议的实施，能提高 通信带宽、数据处理速度，增强处理能力，增大屏幕尺寸，便于用户通过移动电 话和p d a 等终端，获得丰富多彩的移动i n t e m e t 服务，可以满足未来多方面应 用的需求，因而能增加卖点，为移动通信行业提供新的获取巨大利润的业务机会， 具有广阔的市场前景。 笔者有幸参与了实验室的“w a p 2 0 网关平台与移动终端w a p 软件丌发” 项目，并负责其中的“w a p 2 0p u s h 代理网关子系统”的研究开发工作。p u s h 代理网关是整个w a p 应用解决方案中的一个重要组成部分。本文为开发w a p 2 0 p u s h 网关提出了一套总体设计方案和实现方案。总体设计方案从p u s h 网关的总 体目标出发，着重对硬件平台和操作系统选型。实现方案对软件系统的开发方案 作了详细的探讨，为代理网关设计了一种模块化结构，对整个软件的设计思路和 方法作了阐述。同时针对w a p 网关软件系统的特点和技术实现中的难点，围绕 如何高效、可靠地实现w a p 网关软件系统，分析和介绍了w a pp u s h 代理网关 系统实现中的主要技术问题。 主要工作和取得的成果包括： 1 通过对w a p 2 0p u s h 的应用模型、p u s h 协议的层次结构进行分析，设计 了w a p 2 0p u s h 网关的体系结构。 2 设计和实现了w a p 2 0p u s h 网关系统监控管理的系统结构和通信接口。 3 设计和实现了w a p 网关各分布式模块以及它们之间的通信机制。 4 通过对多线程、i o 复用等技术的分析，设计和实现了网关应用层并发 处理机制。 芙键词：w a p 2 0w a p 网笑p u s hp u s h 代理网关p a po t a 多线横 塑垩查兰堡主堂垡丝兰 a b s t r a c t a st h e r ea r eal o to fl i m i t si nw a p l x ，w a p 2 0b r i n g st h ew i r e l e s sw o r l dc l o s e r t ot h ei n t e m e tw i t has u i t eo fs p e c i f i c a t i o nt h a tu t i l i z e st e c h n o l o g i e s w h i c hw i l l e n h a n c et h eb a n d w i d t h ，s p e e do fp r o c e s s i n gd a t a ，p r o c e s s i n ga b i l i t y ，s c r e e ns i z e ，a n d t h eu s e rc a r l g e tc o l o r f u lm o b i l ei n t e r a c t s e r v i c e s a tt h es a m et i m e ，w a p 2 0c a n s a t i s f ym u c ha s p e c tr e q u e s to fa p p l i c a t i o a s ow a p 2 0h a sl a r g em a r k e t ，a n dt h e m o b i l ec o m m u n i c a t i o n sc a ng e tn e w p r o f i t s w i t hg r e a th o n o r , t h ea u t h o rt o o kp a r ti nt h ep r o j e c ta n dt o o kc h a r g eo fo n e m o d u l e ，t h ew a p 2 0p u s hp r o x yg a t e w a ya sw a p p u s hg a t e w a yi sa ni m p o r t a n t c o m p o n e n t o f t h ew a p a p p l i c a t i o n ，w ep r o p o s e d ag e n e r a ls o l u t i o na n da l li m p l e m e n t s o l u t i o nt od e v e l o pi t t h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ee n v i r o n m e n to f t h eg a t e w a yw a s d e t e r m i n e d t h e w a y o fg a t e w a y d e v e l o p m e n t w a sd i s c u s s e da n dam o d u l a r p r o g r a m m i n gw a y w a sd e s i g n e di nt h ei m p l e m e n ts o l u t i o n t h et h o u g h t w a yo ft h e s o f t w a r ew a sg i v e ni nt h i st h e s i s a tt h es a m et i m e ，f o c u s i n go nh o w t oi m p l e m e n tt h e g a t e w a yw i t hh i 曲e f f i c i e n c ya n dh i g hr e l i a b i l i t y , t h et h e s i se x p o u n d s t h ef e a t h e r so f t h ew a p g a t e w a y s o f t w a r es y s t e ma n dt h ek e yt e c h n i c a lp o i m so fi m p l e m e n t i n gt h e g a t e w a y t h em a i nw o r ka n da c h i e v e m e n t so f t h e p a p e ri n c l u d e ： i n t r o d u c t i o nt ot h ea r c h i t e c t u r eo fw a p 2 0p u s hg a t e w a yt h r o u g ha n a l y s i so f w a p 2 0p u s h p r o t o c o la n d w a p a p p l i c a t i o nm o d u l e d e s i g na n dr e a l i z a t i o no fs y s t e ms t r u c t u r ea n dc o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c eo f w a p 2 0p u s h g a t e w a ym a n a g e m e n ts y s t e m ， d e s i g na n dr e a l i z a t i o n o ft h ed i s t r i b u t e ds u b - m o d u l e o fw a p 2 0p u s h g a t e w a ya n dc o m m u n i c a t i o n m e c h a n i s mb e t w e e nt h e m d e s i g na n dr e a l i z a t i o no fc o n c u r r e n ts e r v i c ei nt h ew a p 2 0p u s ha p p l i c a t i o n l a y e rt h r o u g ha n a l y s i so f t h r e a d - p o o la n di om u l t i p l es t r a t e g e s k e yw o r d s ：w a p 2 0 w a pg a t e w a yp u s hp u s h p r o x yg a t e w a y p a p 0 7 i am u l t i t h r e a d 2 浙江大学硕士学位论义 第一章绪论 1 1w a p 简述 近1 0 年以来，移动通信和i n t e m e t 几乎成为了在全世界范围内发展最快， 最具活力的两项技术。而i n t e m e t 上大量的信息资源和移动通信的漫游特性正是 人们对它们情有独钟的原因。如何结合它们的技术优势，在不受信息源的限制和 用户访问时位置限制的同时，以统一的标准向用户提供无处不在的多媒体信息网 络服务，日益成为网络界和电信界共同关注的一个焦点问题。 无线的网络环境由于受到有效频率、移动性、功率限制等因素的影响，与固 定网络差距很大。同时，移动通信的终端设备的设计受到体积、电池和网络环境 的限制，其c p u 主频及计算能力，存储器容量、显示屏和输入设备都较小。如 果直接将p c 上网技术移植到移动数据通信上，则会由于移动终端设计的种种限 制，而使最终的业务和产品无法使用户满意。 w a p 技术的出现实际上难是为了解决这一矛盾。w a p ，w i r e l e s s a p p l i c a t i o n p r o t o c o l ，中文一般译为无线应用协议，也有人称之为无线互联网协议。它是三 种快速发展中的技术：无线数据、电话和i n t e m e t 的结合。w a p 协议的功能就是： 用户只要使用具有w a p 功能的移动终端，就可以像桌面用户一样，浏览网上的 信息，享受网络带来的巨大便利。 w a p 并不是一套全新的标准，它是基于现有的互联网标准，如t c p i p 、 h t t p 、x m l 、s s l 、u r l 、s e r i 面n g 等而制定的，并针对无线网络的特点进行 了优化。 w a p 标准定义了一套软硬件的接口，实现了这些接口的移动设备和网站服 务器可以使人们像使用p c 机一样，使用移动电话收发电子邮件甚至浏览互联网。 w a p 可以支持目前使用的绝大多数移动设备，包括移动电话、f l e x 寻呼机、 仅向无线电通信设备等等。在传输网络上，w a p 也可以支持目前的各种无线网 络，如g s m 、c d m a 、p h s 、g p r s 、3 g 等等。 w a p 标准定义了一种应用环境，让设计人员能够开发独立于设备的用户界 面，然后使用w m l s c r i p t ( w i v l l 脚本) 的w a p 编程语言，把可执行的逻辑嵌 入到移动终端中。这样在移动终端上实际运行了一种微型浏览器，它非常像 p c 机上使用的i e 或n e t s c a p e 浏览器。 w a p 将为互联网和移动电话或其他移动设备之间建立起全球统一的开放标 准，并在无线通信网与互联网之间架起了桥粱，为无线增值服务业创造了一个巨 大的全球性新市场。 浙江人学删1 j 学位论文 1 2w a p 发展现状及前景 从诞生的那天起，w a p 就被看作是业务发展的必然趋势，在1 9 9 8 年4 月 w a p 论坛推出其第一个标准版本w a p l ，0 。随后又相继推出了w a p l 1 和w a p l 2 版本，增加了p u s h ( 推) 、u a p ( 用户个人定制) ，以及w t a ( 无线电话应用) 技术细节等内容。但是，w a p l x 协议在很大程度上基于i n t e m e t 技术，丌发 w a p l x 的动因在于把i n t e m e t 技术应用至无线网络的传送载体和设备。由于 i n t e r a c t 本身的局限性，致使w a p l x 存在着效率低、传送内容受限制等缺陷， 因而越来越不受业界欢迎。这种情况下w a p 2 ，0 应运而生。在2 0 0 1 年8 月，w a p 论坛又推出了经过全新变革的w a p 2 0 版本。w a p 2 0 是在以前一系列版本的基 础上制定的，在w a p 2 0 中w a p 论坛对w a p 协议的结构作了重大变革，采用了 一些最新的标准和协议，以适应无线环境的变化和预期的市场需求。 w a p 业务的丌通为因特网与移动通信之间架起了一座应用平台。w a p 业务 为具有数据业务功能的手机用户提供直接上网的功能。用户通过手机访问各类 w a p 站点，即可直接从手机上获取专门为w a p 用户定制的内容，包括新闻、天 气预报、股票信息、航班和车次信怠、体育消息、健康常识、商务信息等。通过 特定的站点和技术，还可以获得更多的业务内容，比如，通过手机炒股，通过手 机实现银行帐户的管理，在线订票服务等。 w a p 业务以其移动性、灵活性、个人化、信息实时性、信息简短实用而受 到全球手机用户的青睐。截至2 0 0 3 年底，我国全网的w a p 业务已经拥有了五 十多个s p 、七百多项业务，七百多万的注册用户，每月的信息费近三千万。2 0 0 3 年的市场规模为2 3 亿元，2 0 0 4 年将大幅增长2 4 5 ，达到8 亿元的市场规模。 2 0 0 5 年将进一步增长到n 5 亿元的规模。i b m 商用产品管理及营销部负责人 哈勃在访问香港时曾指出：“亚洲市场的w a p 手机普及率可能超过美国市场。” 他说，香港和皿洲其他地区的网络通信标准基本上是统一的，而美国就不是这种 情况。通信标准不统一会成为严重制约因素。可以断言，无线技术特别是无线应 用协议，是未来无线信息技术发展的主流，同时，也将在亚洲市场上掀起新的热 潮。 浙江人学硕学位论业 图1 - iw a p 市场规模预测图( 来自i r e s e a r c h 报告) 1 3 研究的内容与意义 从w a p 2 0 推出以来，国际上的一些移动公司在推出w a p 2 0 手机的同时也 推出了相应的网关产品，大多将w a p 2 0 协议网关与短消息网关放在一起开发， 实现了w a p 2 o 网关中的部分功能，从9 9 年至今国内电信运营商及相关的些 科研机构、高校、技术公司也纷纷投入进行网关的开发研制。在作者进行w a p 2 0 网关研究期间国内机构相继己有该类产品出台，这些产品能在某些平台上应用并 实现了w a p 2 0 网关的基本功能，但完善w a p 网关的各方面功能并将其应用于 各种实际环境还仍是个长期而艰巨的任务。w a p 网关是将移动通信与i n t e r n c t 连接在一起的枢纽，对网关功能进行研究实现不仅能很好地把握技术的发展方向 而且具有很高的理论和实用价值。 本课题是实验室w a p 2 0 总项目中的一个重要组成部分，主要研究探讨 w a p 2 0p u s h 代理网关系统的设计方案和实现技术。在分析无线应用协议和 p u s h 代理网关工作机制的基础上，对高性能网关系统的实现技术进行深入的探 讨。针对w a p 网关软件系统的特点和技术实现中难点，围绕如何高效、可靠地 实现w a p 网关软件系统，分析和介绍了w a p 网关平台中p u s h 代理网关模块 实现中的主要问题。由于实际环境及时间的限制，我现阶段的目标则是进行w a p p u s h 网关的功能分析与设计并在l i n u x 平台上实现其主要功能。 浙江人学硕 j 学位论义 第二章w a p 2 。0 体系结构 w a p 论坛在2 0 0 1 年8 月份发布了w a p 2 0 规范。w a p 2 0 规范中使用的技 术将使无线世界更加贴近互联网。从而给移动终端用户带来更多的体验。w a p 2 0 的发布进一步巩固了w a p 论坛在无线应用和服务传送标准制定上的领导者地 位。 w a p 协议绝大多数是基于互联网技术的。w a p 发展的动机在于将互联网技 术应用在无线网络，承载和设备上。w a p 较早版本参与了图像显示，公钥基础 结构( p k i ) ，端到端安全，p u s h 技术，以及很多w 3 c 和i e t f 标准的发展。 w a p 2 0 也不例外，它采用了许多新的技术，例如： 网络与网络承载全世界的承载都在向更高速的承载进行升级，如 g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i o s e r v i c e ) 和h s c s d ( h i g h s p e e d c i r c u i t s w i t c h e dd a t a ) ，以及w d m a 和c d m a 2 0 0 03 x r 盯等无线网络。 这些性能更强的网络承载带来了新的内容类型( 如：流媒体) ，并提供 了“始终在线”的能力。 采用t c p i p 作为传送协议大多数新的无线网络技术都采用i p 作为 基本的数据传送协议。w a p 2 0 结合了i e t f 和p i l c 的工作，丌发了一 套适合无线链路的t c p 无线轮廓。这个轮廓和当今互联网上运行的一般 的t c p 进行通信。 处理器制造商不断的开发出体积更小、速度更快、功耗更低的设备。 除此之外，封装技术的效率也不断提高，使得集成电路的体积更小，集 成度更高。新的设备使传递给用户的服务得到进一步增强。 移动友好技术随着移动设备的广泛使用，移动用户的个性意识得到 增强了。w a p 论坛在w 3 c 和i e t f 的帮助下描述了影响无线w e b 使用 的关键问题。通过进一步合作，以及考虑到自己成员的利益，w 3 c 推 出了更先进的移动友好技术，包括： 2 0 0 0 年未发布的e x t e n s i b l e h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ( x h t m l ) 的基本轮廓。这个基本轮廓可以x h t m l 的核心元素进行通信，从 而提供了一种利于扩展和增强的结构 最近升级的c o m p o s i t ec a p a b i l i t i e s p r e f e r e n c ep r o f i l e s ( c c p p ) 结构 用来描述用户的喜好和设备的能力。 c a s c a d i n gs t y l es h e e t s ( c s s ) 移动轮廓是c s s 2 0 的一个子集，主 要定位在智能电话，个人数据助理( p d a ) 等设备。 8 浙江大学硕士学位论业 i n t e r n e t 万维网( w w w ) 的体系结构向我们展示了一种非常灵活且功能强 大的编程模型( 请参见图2 1 ) 。它用标准数据格式的形式来表示应用程序和内容。 并通过w e b 浏览器进行浏览。w e b 浏览器是一个网络应用程序，也就是说，它 向网络服务器发出数据传输请求，网络服务器则采用标准格式编码的数据作为响 应。 图2 - 1 w w w 编程模型 为了建立一个通用的应用环境，w w w 标准规定了许多必要的机制。它们包 括： 标准的命名模型w w w 上所有的服务器和内容出i n t e r n e t 标准的 u r l ( 统一资源定位器) 命名。u i 也在r f c l 7 3 8 和1 8 0 8 中规定。 内容分类w w w 上的每一项内容都以一种特定的格式存在，从而可 以让w e b 浏览器根据其类型进行正确的处理。参考r f c 2 0 4 5 和 r f c 2 0 4 9 。 标准内容格式所有的w e b 浏览器都支持一组标准内容格式。它们包 括h t m l ( 超文本标记语) 、j a v a s c r i p t 脚本语言以及大量的其他格式。 标准协议标准网络协议允许任何一个w e b 浏览器与任何一个w e b 服务器进行通信。w w w 上运用最广泛的协议是h t t p ( 超文本传输协 议) 。 这种基本结构使用户可以很快地熟悉大多数的第三方应用程序和服务内容， 同时也便干应用程序开发人员为庞大的客户端开发应用程序和服务内容。 w w w 协议定义了三类服务器： 源服务器( o r i g i ns e r v e r ) ：它用来存储或生成特定的资源。 代理服务器( p r o x y ) ：它是一种中介程序，同时满足w w w 规模对用户 端和服务器的要求。由于它可以代表其他用户端提出请求，因而它同时 9 浙江大学颂：卜学位论文 担当服务器和用户端的任务。代理通常位于无法直接进行通信的客户端 和服务器之间，比如两者之间存在防火墙时就使用代理。客户端请求即 可以由代理程序提供服务，也可以在代理程序对其进行必要的解释之 后，传送到其他服务器进行处理。 网关( g a t e w a y ) ：网关一般作为其他服务器的中介，与代理不同，当网 关接受到请求时，它就把自己看作是所请求的资源的源服务器，而发出 请求的客户端可能并不知道它正在与网关通信。 2 。2w a p 2 。o 编程模型 图2 - 2 为w a p 2 0 的编程模型，它与w w w 的编程模型非常类似，但是也做 了一些扩展，例如通过w t a 来增加对电话的支持，此外还采用了p u s h 技术， 从而使服务器可以主动向客户端发送内容。 图2 2w a p 2 0 编程模型 在w a p 较早的版本中，需要有一个w a p 代理( 通常指w a p 网关) 来处理 客户端和源服务器之间的协议。w a p 代理和客户端之间的通信是通过w a p 协议， 这些协议大多是基于互联网通信协议制定的。w a p 代理与源服务器之间采用标 准的互联网协议进行通信。 w a p 2 0 并不一定需要w a p 代理，因为客户端与源服务嚣之间的通信可以 通过h t t p l 1 来完成。但是，如果采用了w a p 代理，不仅可以优化通信的处理， 而且还可以提供更多的无线服务，如定位服务。除此之外，w a p 代理在p u s h 功能的实现中是必需的。 典型的请求一应答机制普遍认为类似p u l l 机制，它与p u s h 机制相对。 w a p 2 0 内容和应用采用的内容格式基于w w w 内容格式。内容的传递使用 浙江大学颂士学位论文 套基于w w w 标准的通信协议。移动终端上的w a p 微浏览器与用户界面( u i ) 同等，与标准的w e b 测览器类似。 w a p 2 0 定义了一套标准的组件用于移动终端与网络服务器之间的通信，包 括： 标准的命名模块使用w w w 标准的u r l 来标识源服务器上的内容。 使用w w w 标准的u r i 来标识一个设备上的本地资源，如：控制功能。 内容类型w a p 2 0 所有的内容采用一种与w w w 类型致的特定类 型。这样可以使w a p 用户代理根据内容的类型来进行正确的处理。 标准的内容格式w a p 2 ，0 的内容格式基于w w w 技术，包括显示标 记、同历信息、电子商务卡对象、图片和脚本语言。 标准的通信协议w a p 2 o 通信协议可以使移动终端向w e b 服务器发 送请求。 w a p 2 0 的内容类型和协议针对市场上主流的手持移动设备进行了优化。 2 3w a p 2 0 网络实例 图2 - 3 为w a p 2 0 的网络结构实例。 w 执 r v 甜 图2 - 3 w a p 网络实例 s e r m a 口。瘩g f 增# w a p 2 ，0 客户端可以通过代理选择机制来利用合适的代理取得特定的服务， 在必要的时候也可以直接和服务连接。代理可以用来扩充一个请求，也可以在 胯，争，黼 新江人学硕l j 学位论文 w a p 协议和w w w 协议( h t t p ，t c p ) 之阳_ j 进行转换，从而使w a p 2 0 客户端 向源服务器提交请求。 代理可以放在无线承载方，也可以放在独立的服务提供方，这样可以连 司无 线网络来提供增强服务( 如：电话，定位服务等) ，或者优化设备与应用服务器 之间的通信( 如：协议转换和c 0 0 ec a c h i n g ) 。代理也可以置于一个安全 网络，在移动设备和安全网络之间提供一个安全通道。 在有些情况下，设备可以直接和应用服务器相连，如在设各与应用服务器之 间提供一个直接的安全连接。 支持服务器向设备、代理和应用服务器提供特定的或普通的功能。 2 4w a p 2 0 体系结构的组成 甜v 【f m c o v 棚1 e f ： 口f ￥i s j 0 i a g n n y i r ml d b 0 二， # f ， s p r ve c e l o o k 跆 s e c l j t y s e r v l c o s q ，口协 t b r m - i z 抽 p p g 发起的t c p 连接建立方法( p o t c p ) 该方法允许p p g 向终端建立一个t c p 连接作为个活动的t c p 连接，使用 该方法的前提是终端已经和网络有i p 连接( 或p p g 可以通过网络发起1 p 连接 建立过程) ，且p p g 知道终端的i p 地址。p p g 发起的同终端的t c p 连接作为活 动t c p 连接使用，目的端口( 按优先排序) 可以为： 预配置的端口( 如果进行了预配置) ，或通过一些指定方法商定的端口 注册的p u s h 端口( 非安全或安全) 图3 7p 0 一t c p 连接 3 ) 终端注册 如果p p g 和终端间已经建立了一个活动的t c p 连接，那么p p g 可以随时查 询终端的能力和偏好。p u s h 指定的能力和偏好信息封装在一系列的头中发送。 在注册的过程中，终端和p p g 间是互相识别的，而认证可选。一旦p p g 收到c p i ， p p g 和终端间就建立的一个注册上下文。每个c p i 由c p l t a g 标识，该标识由终 端计算所得，如果p p g 认为c p i t a g 是有效的，就可能会将其包含在发送给终端 的注册请求中。如果c p i t a g 和终端的c p i t a g 不匹配或注册请求中没有提供，那 浙江大学硕卜学位论文 么终端当前的c p i 和c p i t a g 会通过头发送给p p g ，n - - 方n ，如果c p i t a g 相 匹配，就不用传递这些信息。当一个活动的t c p 连接建立后，p p g 应该执行注 册过程来识别认证终端，发现它的能力和偏好。 3 5p u s h 寻址 在p u s h 体系结构中，对于p u s h 的寻址，涉及到如下几种地址： 1 ) p u s h 代理网关寻址 p u s h 代理网关的地址由下层协议来唯一确定。比如：下层是h t t p 协议，甩 u r l 。 2 1 无线设备寻址 w a p p u s h 中的地址格式与r f c 8 2 2 中定义的e - m a i l 地址格式兼容。w a p 客 户端地址由客户端说明符和p u s h 代理网关说明符组成，客户端说明符可以是设 备地址或用户定义的标识符。 设备地址是静态网络地址 如：公共陆地移动网络( p l m n ) 的电话号码。例如：下面的w a p 客户端 地址由一个电话号码和一个p u s h 代理网关地址组合而成： w a p p u s h = + 1 4 5 8 8 9 9 9 7 7 7 t y p e = p l m n p u s h s e r v i c e o p e r a t o r c o r n 用户定义的标识符 由p u s h 代理网关映射成无线网络地址。一个很好的用户定义地址的例子 是e m a i l 地址。一个标识符可以映射成多个无线网络地址，只要p u s h 发起者 和p u s h 代理网关同意支持这种机制。例如：下面的w a p 客户端地址是由用户 定义的标识符( a n i t a a l v i n e n c o r n ) 和一个代理网关地址的合成。 w a p p u s h = a n i t a a l v i n e n c o m t y p e = u s e r p u s h s e r v i c e r c o m 一个p u s h 代理网关必须支持两种客户端说明符的种。网关必须能分析两 种地址格式，决定它是否支持所要求的说明符。如果必要，在p u s h 状态查询响 应或结果通知消息中以适当的错误码通知p u s h 发起者。 3 1 应用寻址 p u s h 发起者可以在p u s h 消息中的x w a p a p p l i c a t i o n i d 报头中包含一个应 用i d 来对w a p 客户端中的特定应用编址。 当一个p u s h 消息到达w a p 客户端时，应用1 d 被用来定位恰当的应用并为 之分配内容。到达w a p 客户端的消息还可以不包含应用i d ，则它被分派给缺省 的w m l 用户代理。 设备地寻址信息作为一部分包含在消息内容中。任何在r f c 8 2 2 中允许出现 的字符都可出现在设备地址域中。 新江大学硕 学位论殳 另外，当p i 需要p u s h 代理网关回复p u s h 结果通知时，p i 还需提供一个 “n o t i f y r e q u e s t t o ”地址。 3 6 会话发起请求 因为内容推送是个异步过程，所以在p p g 要推送内容到终端时，可能并不 存在会话( o t a w s p ) 、活动的t c p 连接或指定的传输载体不可用。无论是用 o t a h t t p 还是o t a w s p ，客户通常要发起通信。客户端的会话发起应用程序 ( s 1 a ) 专门用于这个目的。s i a 监听来自p p g 端的会话发起请求( s i r ) ，通过 激活相应的传输载体连接p p g 来回应请求。 当采用o t a w s p 时，总是客户主动建立w s p 会话。当p p o 想要创建一个 w s p 会话用于p u s h 时，发送一个s i r 到客户端。一旦收到s i r ，客户就按s i r 的指示激活传输载体，在该传输载体上同p p g 建立w s p 会话a s 1 r 机制也用于在联合o t a - h t t p 的情况下，尤其是当p p o 不知道客户的 i p 地址或p p g 不能激活所需传输载体时。在这种情况下，s i r 指引客户激活指 定的传输载体，建立同p p g 的t c p 连接( 采用t o t c p 方法) 。 s i r 通常是通过非连接p u s h 发送给客户( 出o t a - w s p 提供) ，丽与接下来 客户是用o t a - w s p 或o t a h r r p 来联系p p g 无关。要特别注意，一般情况下 s i r 要压缩在一个s m s 内。大部分移动网络中都提供s m s ，s m s 提供了知名的 客户地址( m s i s d n ) 和可靠的传输。 s i r 的格式定义如下： 版本( v 日r s i o n ) 盛用程序t d 刊表长度 ( a p p l t c a t i o ni d l is tl e n g t h ) 麻用程序i o 罗 i 袭( p p l i c 目t i o nt dl i s t ) w s p 连接点列丧长度 ( w s pc o n 【a c tp o i n tl i 9 乞【e n 盛t h ) t s p 连接点瑚表( 覃卵c o n t a c tp o i n t l t js t ) b t l 9 连接矗鳓袭长度 ( f f r t pc o n t a c tp o t t i tl i s tl e h a t h ) h t t p 连接点列表( 盯t pc # a e tp 0 5 n tl $ t ) 西议琏鹱列袁长度 t p r o t o e o lo p t f $ l i s tl e n g t h ) 挤议选项劓衷( p r o t o c o lo p t i o n su s t j 图3 - 8s i r 格式 浙江大学硕士学位论史 版本：无符号变长i n t ，可以为0 ，1 或更高。0 表示只支持w s pp u s h ，1 表示支持w s pp u s h 和h r 嬉p u s h ，更高表示后续版本。高版本兼容低 版本，添加的新f i e l d 放置在无符号变长i m ，可以为0 ，l 或更高。0 表示 只支持w s pp u s h 。1 表示支持w s pp u s h 和h t t pp u s h ，更高表示后 续版本。高版本兼容低版本，添加的新f i e l d 放置在 应用程序i d 列表长度：无符号变长i n t ，表示a p p l i c a t i o n 1 d 表所占字节数。 应用程序i d 列表：长度为前项的值。表中可能包含若干个 a p p l i c a t i o n i d ，之间用o 分开。a p p l i c a t i o n i d 按照p u s h m s 9 1 中的 a b s o l u t e u r i r f c 2 3 9 6 格式定义。如不提供这个值时，表示p u s h 内容是发 给缺省的w m la g e n t 的。 w s p 连接点列表长度：无符号变量i n t ，表示w s p c o n t a c t p o i n t 表所占字 节数，如果为零，表示，没有w s p c o n t a c t - p o i n t 表。 w s p 连接到表：w s p c o n m c t - p o i m 表，长度为前一项的值。表中可能包含 若干个w s p c o n t a c t p o i n t ，之间用，0 分开。每一个w s p c o n t a c t p o i n t 用a d d r e s s t y p e 格式表示。 h t t p 连接点列表长度：无符号变长i n t ，表示h t t p c o n t a c t - p o i m 表所占 字节数，如果为零，表示，没有h t t p c o n t a c t p o i n t 表。 h t t p 连接点列表：h t t p 。c o n t a c t - p o i n t 表，长度为前一项的值。表中可能 包含若干个h t t p c o n t a c t - p o i n t ，之间用o 分开。每一个 h t t p c o n t a c t p o i n t 用a d d r e s s t y p e 格式表示。 协议选项列表长度：无符号变长i n t ，表示p r o t o c o l - o p t i o n s 表所占字节数， 如果为零，表示，没有p r o t o c 0 1 o p t i o n s 表。 协议选项列衷：p r o t o c 0 1 o p t i o n s 表，长度为前项的值。表中可能包含若干 个p r o t o c o l o p t i o n s 。每一个p r o t o c 0 1 o p t i o n s 是一个无符号变长i n t ，可以 为0 或1 。0 表示无c p r a g 的o t a h r r p ，l 表示有c p l m g 的0 t a h t t p 。 同h t t p - c o m a c t p o i n t 是一一对应的关系。如果数目不相符，那么所有的 h t t p c o n t a c t - p o i n t 使用第一个p r o t o c o l o h o r l s 的值。如果这个f i e l d 为空， 那么律使用缺省值0 。如果收到非0 和l 的值，那么终端需要返回错误。 3 7p u s h 消息的m i m e 媒体类型 w a p p u s h 框架允许任何m i m e 媒体类型在p i 和客户端削传送。推送消息 送到移动设备后，通常只需显示给用户即可，但用户可能会有些不同的需求。 w a p 的推送协议中定义了服务指示、服务加载和缓存操作三项服务，以给用户 和网络运营者更多的选择。 浙江大学硕士学位论空 3 7 。1 服务指示( s i ) s i ( s e r v i c ei n d i c a t i o n ) 媒体类型提供异步方式给客户机发送通告的能力， 通告可以是新邮件、股价涨跌、新闻头条、帐户余额等信息，一般s i 将新信息 的指示和相关的u r i 推送给用户，由用户选择立即处理信息或保存以各调用。 下图是一个用户交互的例子。 图3 - 9 服务指示示意图 该例说明了一个终端用户收到e - m a i l s 通知后，如何接受服务的过程。各步 操作说明如下： 1 ) p i ( 在该例中是e m a i l 提供者) 用p a p 协议指示p u s h 代理网关推送s i 给 移动客户，p i 在s i 中提供相应e m a i l 服务的消息和u 融。 2 ) p u s h 代理网关用p u s ho t a 协议发送s i 给移动客户。 3 ) 移动客户端收到包含s i 的p u s h 后，将消息展现给终端用户，客户端给终 端用户提供几种可选的下步服务操作或推迟该s i 。在该例中，终端用户选 择马上开始e m a i l 服务。 4 ) 终端用户可以通过代理网关从源服务器或客户端的缓存中获得由s i 的 u l u 指示的e m a i l 服务。 5 ) e m a i l 服务开始在移动客户端执行。 浙江人学硕十学位论文 3 7 2 服务加载( s l ) 服务加载( s l ) 与s i 相反，s l ( s e r v i c el o a d i n g ) 不需要用户参与，自动 加载一个包含指向内容的u r i 和内容被执行、放弃或存入缓存的指令。两种服 务的区别在于用户是否介入推送信息的处理过程。下图举例说明s l 过程。 图3 - 1 0 服务载入示意图 该铡说明了移动网络操作者通过s l 使用户代理载入并执行相应的服务，强 迫有先付费订阅的终端用户对他或她的低余额采取行动。各步操作蜕明如下： 1 ) p i ( 该例是移动网络操作者) 用p a p 协议指示p u s h 代理网关推送s l 给 移动客户，p i 在s l 中提供要在客户端的用户代理中执行的w m l 卡片 的u r i 。 2 ) p u s h 代理网关用p u s ho t a 协议发送s l 给移动客户端。 3 ) 移动客户端收到包含s l 的p u s h ，而终端用户并不知道。 4 ) 出s i 的u r i 指示的服务可以通过代理网关从源服务器或客户端的缓存 中获得。 5 ) 服务开始在移动客户端执行。 沥江人学硕 学位论文 3 7 3c a c h e 操作( c o ) c a c h e 操作提供了一种使用户代理缓存中内容对象无效的方法。无效的内容 对象必须在下次需要时从源服务器重新载入。当一个应用程序不能预测它产生内 容的过期时间时，c a c h e 操作非常有用。 一个典型例子是邮箱应用程序。当订阅者接收新消息时，邮箱的内容变化是 不可预测的。当内容变化时，应用程序可以发送c a c h e 无效操作，通知用户代理 邮箱内容已经过期。在下次用户查看邮箱时，可以从源服务器或得最新的消息。 当消息到达得频率比用户检查邮箱的频率高时，c a c h e 操作非常高效。发送个 c a c h e 操作比发送内容更新占用更少的网络负载。 c a c h e 操作内容类型说明是一个x m l 文档。它用于指示给定u r i s 或相同 u r j 前缀的c a c h e 对象不再有效。c a c h e 操作分为：对象无效和服务无效。 对象无效一使由u r i 唯一指定的对象无效。 服务无效一使有相同u r i 前缀的对象无效。 祈江大学硕七学位论文 第四章w a p 2 0p u s h 代理网关的设计与实现 4 1 设计需求分析 总项目是要丌发一套运行于通用平台的企业级商用w a p 产品，要支持最新 的w a p 协议( 版本2 o ) ，必须具有良好的丌放性、兼容性和可移植性，有利于 开发各种增值业务，并能为用户特制，提供充分的“个性化服务”。为了很好地 实现网关的功能，使网关的运行健壮、安全、稳定且易于升级和维护，有对具体 的应甩网关设计应满足下列要求： 1 ) 处理能力和性能：在通用的计算机平台( c p u1 g h z ，内存2 5 6 m b ，网络 接口1 0 m b i t t s ) 网关必须能对几百个甚至儿千个以上并发的用户接入提供服 务。 2 ) 可靠性：网关中主机或部件必须是可拆卸可加载的，即：如果运行在网 关中的一个主机或部件崩溃，网关的其他部分必须能继续工作，而崩溃的部 件恢复以后，网关的其他部分必须重新使用之，但运行予崩溃部件的会话和 事务被终止时不必迁移到其他部件上。 3 ) 可扩展性：通过增加硬件网关能扩展到更高的性能级别上，同时w a p 网关 应具有热扩容能力，即不需关机就可进行扩容的能力。这样不会成为阻碍更 多用户得到服务的瓶颈。 4 ) 高容错：网关中几个主机能共同承担负荷并具有容错功能，网关中主机是 指在网关中实现具体功能的实体。 4 2 网关系统设计方法讨论 目前对于在通用机上实现网关系统主要有如下两种设计方案，通过对这两种 方案的优缺点进行分析，来确定w a p p u s h 代理网关所要采用的方案。 4 2 1 单流程循环结构的设计方案 根据网关工作流程，最简