（计算机科学与技术专业论文）可运营的pushmail平台的设计与实现.pdf

北京邮电大学硕士研究生学位论文可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 摘要 p u s h m a i l 即“移动电邮，学名主动式邮件推送业务，是一项利 用p u s h 技术将e m a i l 直接推送到终端( 手机) 上的服务。它与用户的 电子邮箱挂钩，在得到授权和开通服务的情况下，电子邮件会即时地 推送到用户的手机上，用户可在手机上便捷地阅读邮件并进行相应的 处理。 本文从现有的p u s h 项目或己实用的p u s h 系统出发，对其进行 分析总结，设计及实现一个可运营的p u s h m a i l 平台。本文设计的 p u s h m a i l 平台采用胖服务器端瘦客户端的模式，将繁琐复杂的处理 全部交由服务器端实现，用户不需安装任何额外的软件，更不需要更 换手机，用现有的手机便可接收和阅读互联网上的e m a i l ，而且支持 的邮件的附件格式更多。p u s h m a i l 平台极大的简化了用户的操作，具 有很好的实用性和推广性。 本文首先介绍一些背景知识，如p u s h ，w a p ，o m a 的w a p p u s h 。然后，详细论述了如何设计和实现p u s h m a i l 平台。最后，对 p u s h m a i l 平台进行分析，说明其的优点和不足，并展望了p u s h m a i l 平台进一步的改进工作。 关键词：w a pp u s hp u s h m a i l 邮件服务器转换网关短信 北京邮电大学硕士研究生学位论文 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fa n o p e r a t i o n a lp u s h m a i lp l a t f o r m a b s t r a c t p u s h m a i l ，n a m e l y ”m o b i l ee m a i l ”，a l s of o r m a l l yc a l l e da s ”a c t i v ep u s hm a i l b u s i n e s s ”，i sas e r v i c ew h i c hd i r e c t l ys e n d se m a i l st ot h et e r m i n a l ( m o b i l ep h o n e ) u s i n gp u s ht e c h n o l o g y p u s h m a i ll i n k st o g e t h e r 、i t l lt h eu s e r sm a i l b o x i ft h e p u s h m a i ls e r v i c ei so p e n e d ，e m a i l so ft h eu s e r sm a i l b o xw i l lb ei m m e d i a t e l yp u s h e d t ot h eu s e r sm o b i l ep h o n e a n dt h eu s e rc a nc o n v e n i e n t l yr e a de m a i l sa n dc o m p l e t e c o r r e s p o n d i n gt r e a t m e n to n h i sm o b i l ep h o n e a f t e ra n a l y z i n ga n ds u m m a r i z i n go fe x i s t i n gp u s hp r o j e c t sa n dp r a c t i c a lp u s h s y s t e m s ，t h i sp a p e rm a i n l yd e s i g n sa l lo p e r a t i o n a lp u s h m a i lp l a t f o r m t h ep u s h m a i l p l a t f o r mh a saf a t - - s e r v e r t h i n - c l i e n tf i a m e w o r ka n dt h ee n t i r ec o m p l e xw o r k sa r ed o n e i nt h es e r v e rs i d e t h eu s e rc a nr e c e i v ea n dr e a de m a i l so nh i sm o b i l ep h o n ew i t h o u t r e p l a c i n gh i sm o b i l ep h o n eo ri n s t a l l i n ga n yo t h e rs o f t w a r e m o r e o v e r , i ts u p p o r t s m o r ek i n d so fa t t a c hf i l e si ne m a i l s t h ep u s h m a i lp l a t f o r mg r e a t l ys i m p l i f i e st h e u s e r so p e r a t i o na n di se a s yt ou s ea n dp o p u l a r i z e i nt h i sp a p e r , s o m eb a c k g r o u n dk n o w l e d g e , s u c ha sp u s h ，w a p , w a p p u s h ，i s f i r s t l yi n t r o d u c e d t h e n , t h i sp a p e rd i s c u s s e sh o wt od e s i g na n dr e a l i z et h ep u s h m a i l p l a t f o r mi nd e t a i l i nt h ee n d ，t h i sp a p e rd o e sa ne v a l u a t i o nf o r t h ep u s h m a i lp l a t f o r m , i n t r o d u c e si t sm e r i t sa n ds h o r t c o m i n g sa n d e x p l a i n st h ef u r t h e rw o r kf o rt h ep u s h m a i l p l a t f o r m k e yw o r d s ：w a pp u s hp u s h m a i lm a i ls e r v e r c o n v e r s i o ng a t e w a y s m s 北京邮电大学硕士研究生学位论文可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 图表索引 图2 1w 廿编程模型5 图2 2w a p 网络示例7 图2 3w a p 体系结构8 图2 4w a pp u s h 框架1 0 图2 5w a pp u s h 传输协议1 0 图2 6p u s h 消息的提交1 2 图2 7 结果通知13 图2 8 层间原语通信1 4 图4 1 用户使用p u s h m a i l 2 1 图4 2p u s h m a i l 平台体系结构2 2 图4 3p u s h ( ) t a 2 4 图4 4 基于x m lh u b 技术的c o n v e r s i o n g a t c w a y 系统2 5 图4 5 基于a n y 2 w a p 的文件格式转换和显示2 5 图4 6 基于a n y 2 w a p 的图像格式转换和显示2 6 图4 7 用户w e b 方式定制服务2 7 图4 8 用户短信方式定制服务2 8 图4 9 用户使用p u s h m a i l 服务2 9 图4 1 0 用户w e b 方式取消服务3 0 图4 1 l 用户短信方式取消服务3 1 图4 1 2p u s h m a i l 平台软件结构图3l - 图4 1 3m u t i p a r t 层次关系图3 5 图4 - 1 4m a i l t r i g g e r r c q u e s t 和p u s h i n i t i a t o r r c s p o n s c 一3 7 一 图4 1 5m a i lt r i g g e r 和p u s hi n i t i a t o r 传送消息3 8 图4 16m a i lt r i g g e r & p u s hi n i t i a t o r 流程图3 9 图4 1 7p u s h m a i l 平台外部接口4 0 图4 1 8 正向订购示意图4 2 图4 1 9 反向订购示意图4 3 图4 2 0 反向取消示意图4 4 表4 1 正向订购交互消息列表4 卜 表4 2 反向订购交互消息列表4 2 表4 3 反向取消交互消息列表4 4 表4 4 用户定制信息表5 1 表4 5 业务类型表5 2 表4 6 用户邮件信息表5 2 表4 7p u s h 消息表5 2 图5 1 改进后的p u s h m a i l 平台体系图5 4 v 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 】虱聋坠日期：翻：芝：j 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书 本人签名： 导师签名： e t 期：! 至：! ：2 期：! ! ：! ：! 日期：逊! ! ：! 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 绪论 1 1 论文背景 1 1 1p u s h 技术 第一章绪论 p u s h m a i l 是使用p u s h 技术将e m a i l 主动推送到用户移动终端上的e m a i l 解决方案。p u s h ( 推送) 技术是一种基于客户端服务器机制，由服务器主动的 将信息发往客户端的技术。p u s h 技术早在1 9 9 6 年由p o i n t c a s tn e t w o r k 公司提 出。它通过一定的技术标准或协议从网上的信息源或信息制作商那里获取信息， 通过固定的频道向用户发送信息的新型传播系统。它是根据用户对信息的需求， 有针对性和目的性地将用户所需的信息主动送达用户。其基本工作流程是：首先 用户填写订阅单，其中包括用户个人档案、所需信息类型以及需要推送的时间等 相关内容，并提交给信息提供商；然后信息提供商按用户订阅单收集相关内容， 并由p u s h 服务器推送给客户端，客户端获取信息完毕后告知用户可读取信息。 其内容：一是直接将信息源中的信息本身发送给用户；二是只将有关信息的目录 或索引通知发送给用户，由用户根据通知去查询相应的信息。 但p u s h 技术在i n t e m e t 中没能取得大的成功，其原因是多方面的。主要原 因在于固定网中计算机等固定设备为用户提供了足够的资源和能力去查找信息， 所以用户通常将它作为一个浏览信息的窗口，而不是被动的信息接收者。同时固 定网用户对于信息准确性的要求远甚于对其及时性的要求，因此p u s h 技术未能 得到广泛的应用。而在移动网中，由于存在着网络带宽、移动终端能力以及自费 标准高昂等诸多限制，使得用户查找信息受到了一定的限制，如果将重要的信息 主动及时地推送到用户的移动设备上无疑会大大方便用户。移动通信的优点是移 动设备能够随时随地接收信息，因此p u s h 技术在移动网中可以大展拳脚。 1 1 2 移动增值业务中p u s h 业务的特点 p u s h 技术在移动增值业务中有着广泛的应用，移动增值业务中的p u s h 业 务有其明显的特点： 1 信息及时传送和快捷获取 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现绪论 p u s h 技术应用移动增值业务之前，手机用户都是采用p u l l ( 浏览) 方式 来获取他们所需要的移动数据内容。然而对于那些信息更新速度快、信息产生频 度高而且用户需求相对较为稳定的移动数据内容而言，再采用p u l l 方式无论对 于用户还是内容提供商来说都过于烦琐和浪费资源。采用p u s h 技术即可方便地 实现相关内容的及时传送和用户的快捷获取。对于手机用户而言，他们可以订购 他们所感兴趣的内容也可以收到那些直接由内容提供商“推送一下来的有价值的 消息，从而进一步养成移动数据消费习惯。同时对于内容提供商或公司而言他们 可以把那些重要的或用户感兴趣的信息第一时间就推送给用户，从最大程度上避 免了由于时问过长而导致无效信息的产生。例如对于股民来说，通过p u s h 技术 那些实时变化的股票信息可以实时地传送到移动用户的终端上并被用户及时浏 览。 2 p u s h 内容的载体多样化 随着技术的不断发展，移动终端的能力和表现力得到了很大的提高，例如彩 屏、大容量、智能化等新功能层出不穷，与传统的短消息业务相比，p u s h 技术 可以充分地利用终端新技术灵活地展现各种内容。 p u s h 载体目前可以分为：w a pp u s h 、短消息p u s h 和多媒体邮件p u s h ( m m sp u s h ) 。 w a pp u s h ，即通过w a p 的方式将内容p u s h 给目的端用户，用户得到的 是访问内容的u r i ，并可以通过w a p 方式浏览该内容。w a pp u s h 与传统的短 信息服务( s m s ) 最根本的区别是后者只能提供静态信息，而前者提供可点击的 u r l 链接，使用户有采取下一步行动的选择权利。 短消息p u s h ，即通过短消息的方式将内容p u s h 给目的端用户，用户直接 收到承载着p u s h 内容的短消息。 m m sp u s h ，即通过多媒体邮件的方式将内容p u s h 给目的端用户，用户 在其多媒体邮箱里可以收到承载着p u s h 内容的邮件。 1 2 论文内容 本文从现有的p u s h 项目或已实用的p u s h 系统出发，对其进行分析总结， 设计及实现一个可运营的p u s h m a i l 平台。现有的p u s h m a i l 系统要么需要安装特 定的软件，要么需要更换专门的手机，而且由于手机的处理能力较弱，支持的邮 件附件的格式有限，实用性和推广性较差。本文设计的p u s h m a i l 平台采用胖服 务器端瘦客户端的模式，将繁琐复杂的处理全部交由服务器端实现，而用户不 需安装任何额外的软件，更不需要更换手机，用现有的手机便可接收和阅读互联 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现绪论 网上的e m a i l ，而且支持的邮件的附件格式更多。可以说，p u s h m a i l 平台极大的 简化了用户的操作，具有很好的推广性和实用性。 1 3 工作内容 参照上面的论文内容，本文进行了如下的工作： 对现有的p u s h 项目和已有的p u s h 系统进行调研分析 熟悉p u s h m a i l 平台所需的各种协议 参与设计p u s h m a i l 平台的整体架构 参与p u s h m a i l 平台的详细设计 编码实现p u s h m a i l 平台几个主要模块，设计并编码实现平台的多处多线 程结构，访问邮箱服务器接口协议( p o p 3 ，i m a p ，w e b m a i l 等) 的编 码实现，邮件解析的编码实现，完成p u s h m a i l 平台数据库设计，p u s h m a i l 平台内、外部交互所需消息的格式的设计及实现，消息接发策略的设计 和实现，系统在l i n u x 服务器上的编译部署等等 对p u s h m a i l 平台进行测试及评估 总结工作，撰写论文 1 4 论文章节安排 第二章，论文对p u s h m a i l 平台所采用的w a pp u s h 框架作了概要的介绍。 第三章，论文简要分析了p u s h m a i l 国内外的应用情况，并对不同p u s h m a i l 系统和本p u s h m a i l 平台的技术特点作了介绍。 第四章详细介绍p u s h m a i l 平台的设计与实现。 第五章论述了p u s h m a i l 平台在3 g 网络下的改进。 第六章对p u s h m a i l 平台作了总结，对一些未完成的工作进行了简要的说明， 并提出了如何扩展p u s h m a i l 平台，使其更完善。 可运营的p u s h m a i ! 平台的设计与实现 w a pp u s h 框架 第二章w a pp u s h 框架 本文设计的p u s h m a i l 平台采用了o m a 的w a pp u s h 框架，本章将对w a p 、 o m a 及o m a 的w a pp u s h 框架做详细的介绍。 2 1o m a 简介 o m a ( o p e nm o b i l ea l l i a n c e ，开放移动联盟) 始创于2 0 0 2 年6 月，w a j p 论坛( w a pf o r u m ) 和开放式移动体系结构( o p e nm o b i l ea r c h i t e c t u r e ) 两个标 准化组织通过合并成立最初的0 m a 。随后，区域互用性论坛( l o c a t i o n i n t e r o p e r a b i l i t yf o r u m ) ，s y n c m l ，m m s 互用性研究组( m m si n t e r o p e r a b i l i t y g r o u p ) 和无线协会( w i r e l e s sv i l l a g e ) ，这些致力于推进移动业务规范工作的组 织又相继加入o m a 。此外，移动博弈互用性论坛( m o b i l eg a m i n gi n t e r o p e r a b i l i t y f o r u m ( m g i f ) ) 和移动无线因特网论坛( m o b i l ew i r e l e s si n t e m e tf o r u m ( m w i f ) ) 都表明了自己想加入o m a 的意图。截至成立当年1 1 月份，0 m a 就已发展成员 公司约3 0 0 家。其成员公司包括了世界主要的移动运营商，设备和网络供应商， 信息技术公司，应用发展商和内容提供商。整个价值链上的成员共同协作，以确 保为全世界的终端用户提供无缝的移动业务。 o m a 的宗旨是寻求一种与系统无关的、开放的，使各种应用和业务能够在 全球范围内的各种终端上实现互联互通的标准。通过让客户在不同的市场、运营 商、移动终端之间使用可互用的移动业务来促进整个移动工业市场的增长。这是 通过定义一个基于开放式标准的框架来实现的。该框架允许在多供应方的环境中 安全有效地建立、配置和管理各种应用和业务。 2 2w a p 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 c r n 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。 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 啪廿p u s h 框架 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 技术的出现实际上正是为了解决这一矛盾。它是三种快速发展中的技 术：无线数据、电话和i n t e r a c 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 ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c o l ，无线应用协议) 是w a p 论坛经过不断 努力得到的成果，它提供了一个业界技术规范，以便开发出适用于各种无线通信 网络的应用程序和业务。w a p 规定了适用于多种无线设备的网络协议和应用程 序框架，这些设备包括移动电话、寻呼机、个人数字助理( p d a ) 等。这个规范 不但扩充了移动组网技术( 如数字数据组网标准) 和i n t e r a c t 技术( 如x m l ，u r l ， 脚本和各种各样的内容格式) ，而且还将推动他们的发展。 2 2 1w a p 体系结构 为了适应无线应用环境的特征，w a p 编程模型对w w w 编程模型作了优化和 扩展。无论在什么地方，w a p 技术都尽量使用或采纳已有的技术标准，并以这 些标准作为w a p 技术的开发起点。w a p 编程模型如图2 1 所示。 图2 1w a p 编程模型 w a p 内容和应用由一组众所周知的内容格式来指定，这些内容格式是基于 可运营的p u s h m a i i 平台的设计与实现 w a pp u s h 框架 大家已经熟知的w w w 内容格式的。w a p 内容采用基于w w w 通信协议的一组标 准通信协议进行传送。在无线终端内的微浏览器作为普通的用户接口，这个微型 浏览器与标准的w e b 浏览器很相似。 为实现移动终端与网络服务器之间的通信，w a p 定义了一套标准组件，这 套标准组件包括： 标准命名模型使用w w w 的标准u r l 来标识源服务器上的w a p 内容， 并用w w w 标准的u r i 来标识一个设备上的本地资源，如呼叫控制功能。 内容分类对于每个w a p 内容，都定义了一个与w w w 分类相一致的特 定类型，这使得w e b 用户代理能够依据其类型对w a p 内容进行正确的处 理。 标准内容格式w a p 内容格式是按照w w w 技术定义的，其中包含显示 标记、日历信息、电子商务卡片对象、图像和脚本语言。 标准通信协议w a p 通信协议将来自移动终端的浏览器请求传送到 w e b 服务器。 为了能应用在规模庞大的无线手持设备上，w a p 内容类型和w a p 协议都经 过了专门的优化。w a p 通过用户代理技术把w w w 和无线领域连接起来。 w a p 代理的典型功能如下： 协议网关( p r o t o c o lg a t e w a y )协议网关把来f l w g a 协议栈( 包括无线 会话协议w s p ，无线事务协议w t p ，无线传输层安全w t l s 和无线数据 报协议w d p ) 的请求转化成w w w 协议栈( 包括超文本传输协议h t r p 和t c p 口) 的请求。 内容编码器( c o n t e n te n c o d e r sa n dd e c o d e r s )内容编码器把w a p 内容 转化为紧缩的编码格式，以减少在网络上传输的数据量。 这种基本构造使得移动终端用户可以浏览大量的w a p 内容和应用程序，并 且方便应用程序开发者建立运行在数量庞大的移动终端上的服务内容以及应用 程序。w a p 代理允许把内容和应用程序放置在标准的w w w 服务器上，并且还可 以使用有效的w w w 技术，如：c g i 脚本、开发w a p 内容和应用程序。 w a p 应用至少包括w e b 服务器、w a p 代理和w a p 客户端，这种w a p 结构可 以轻松地支持其他配置。我们可以生成一个含有w a p 代理功能的源服务器，这 种服务器便于实现端到端的安全解决方案，也适用于要求更好的接入控制或响应 保证( 如无线电话应用、t a ) 的应用。 下图( 图2 2 ) 为w a p 网络的一个示例。在这个例子中，w a p 客户端同时与 无线网络中的两个服务器进行通信。w a p 代理把w a p 请求转化成w w w 请求， 从而让w a p 客户端可以向w e b 服务器提交请求。同时，代理还把来f l w e b 服务器 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 w a p p u s h 框架 的响应按照能为客户端所接受的紧缩二进制格式进行编码。 图2 2w a p 网络示例 如上图所示，如果w c b 服务器提供的是w a p 内容( 即w m l ) ，w a p 代理可 以从w e b 服务器上直接把它取回。否则，如果w e b 服务器提供的是w w w 内容( 即 h t m l ) ，则需要先使用过滤器，把w w w 内容转化为w a p 内容。例如，使用h t m l 过滤器可以把h t m l 转化成w m l 。无线电话应用( w i r e l e s st e l e p h o n y a p p l i c a t i o n ，w t a ) 服务器是直接响应w a p 客户端请求的源服务器或网关服务 器的实例。w t a 服务器提供w a p 接入，以便接入无线网络供应商的电信基础设 施。 此外，w a p 提供了一个安全灵活的基本结构，该结构主要用于w a p 客户端 和服务器之间的安全连接。w a p 可以在w a p 协议端点( e n d p o i n t ) 之间提供端到 端的安全。如果一个浏览器和源服务器需要端到端的安全，那么它们必须直接用 w a p 协议进行通信。如果w a p 代理是可受托的，或者是被放置在与源服务器同 样安全的地方，那么端到端的安全也是可以实现的。 2 2 2w a p 体系结构的组成 w a p 体系结构为移动通信设备提供了一个层次化的、可扩展的应用开发环 境。这是通过整个协议栈的分层设计实现的( 见图2 3 ) w a p 体系结构的每一 层都为上一层提供接入点，并且还可以接入其他服务和应用程序。 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 w a p p u s h 框架 图2 3 w a p 体系结构 w a p 的分层结构允许其他服务和应用程序通过一组已定义好的接口使用 w a p 协议栈，外部应用程序可以直接接入会话层、事务层、安全层和传输层。 这样，即使当前未被w a p 协议指定，只要被认为是对无线市场有价值的服务和 应用，也可以利用w a p 协议栈。比如说，应用( 如：电子邮件、日历、电话簿、 记事本和电子商务) 以及服务( 如：白页和黄页) 可以用w a p 协议进行开发。 无线应用环境( w i f e l e s sa p p l i c a t i o ne n v i r o n m e n t ，w a e ) 是一个融合了w w w 和移动电话技术的通用的应用开发环境。w a e 的主要努力目标是建立一个兼容 的环境，以便让运营商和服务的提供者能够在各式各样的无线平台上高效和实用 地建立应用程序和服务。 在w a p 体系结构的应用层，无线会话协议( w i r e l e s ss e s s i o np r o t o c o l ，w s p ) 为两种会话服务提供了一致的接口。第一种会话服务是面向连接的服务，它工作 在事务层协议w 1 1 p 之上；第二种会话服务是无连接的服务，它工作在安全或非安 全的数据报服务( w d p ) 之上。目前，无线会话协议由适合于浏览型应用( w s p b ) 的服务构成。w s p 协议簇特别针对窄带和长时延的承载网络进行了优化。w s p b 允许w a p 代理把w s p b 客户端连接到标准h t r p 服务器上。 无线事务协议( w i r e l e s st r a n s a c t i o np r o t o c o l ，w t p ) 运行在数据报服务之 上，是一种轻量级的面向事务的协议，适合在“瘦”客户端( 移动台) 中实现。 w t p 可以在安全的或非安全的无线数据报网络上高效地运行。 无线传输层安全( w i r e l e s st r a n s p o r tl a y e rs e c u r i t y ，w t l s ) 协议是一种基 于工业标准的传输层安全( t r a n s p o r tl a y e rs e c u r i t y ，t l s ) 协议。t l s 以前被称 作安全套接层( s e c u r es o c k e t sl a y e r ，s s l ) 。w t l s 专门设计与w a p 传输协议 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 w a pp u s h 框架 配套使用，并针对窄带通信信道进行了优化。 w a p 体系结构中的传输层协议被称为无线数据报协议( w i r e l e s sd a t a g r a m p r o t o c o l ，w d p ) ，它工作在有数据承载能力的各种类型的网络之上。作为一种 通用的传输服务，w d p 向上层的w a p 协议提供统一的服务，并对承载业务提供 透明的通信能力。 2 3w a pp u s h w a pp u s h 是p u s h 技术在移动网络中的应用，w a pp u s h 是要将互联网上 的信息主动推送到用户的手机等移动终端上。其主要功能是运营商或内容提供商 通过w a p 网关，将某一站点或某一业务的链接以“通知一( 手机在线) 或“特殊短 信一( 手机不在线) 发送到支持w a pp u s h 功能的手机上，手机用户收到w a p p u s h 后，选择是否访问此链接，点击链接便可在手机上阅读此链接的详细信息， 从而达到把新业务，客户订阅r s s 的新信息或紧急信息“推向一手机，手机用户 不用盲目地在w a p 主页上查找相关业务或信息。 在w a p l 2 版本之前的协议中并不包含w a pp u s h 的相关内容，在w a p l 2 版本中o m a 首次在协议中加入了w a pp u s h 的相关协议。在2 0 0 1 年8 月，o m a 推出了经过全新变革的w a p 2 0 版本，w a p 2 0 协议增强了w a pp u s h 技术的应 用，并具备了多媒体的特性。全球的运营商正在利用传送速度更快的载体( 例如 g p r s 和h s c s d ) ，并在第三代无线网络中采用性能更高的网络载体，从而能够无 线传送流媒体等服务内容。o m a 一直致力于w a pp u s h 技术的改进和增强，该 技术被认为是新一代w a p 标准中非常重要的关键技术之一，已成为3 g p p 国际标 准组织所公认的无线应用标准。 2 3 1w a pp u s h 框架 w a pp u s h 框架主要包括推送发起者( p i ，p u s hi n i t i a t o r ) 、推送代理网关 ( p p g ，p u s hp r o x yg a t e w a y ) 和推送客户( w c ，w a pc l i e n t ) 三个功能部分。p i 运行在i n t e r n e t 环境中，而w c 位于移动网络中，p i 和w c 处于两种不同的环境， 所使用的协议也不同，因此需要在两者中间建立一个协议转换网关即p p g 。p p g 通过推送访问协议( p a p ，p u s h a c c e s sp r o t o c 0 1 ) 与p i 进行通信，通过推送空中 下载技术( p u s ho t a ，p u s ho v e r - t h e - a i r ) 完成向w c 推送信息的数据传输任 判。w a pp u s h 框架如图2 - 4 、2 5 所示。 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 w a pp u s h 框架 1 l 缇pc l i e n t p 瞒hp ) ( yg a t e 恻 ( 。n m e m e l ) 图2 4 w a p p u s h 框架 p u s ho p e r a t i o n p 屿hp x yg a t e w a y 图2 5 w a p p u s h 传输协议 u s hi n i t ia t o r ( o nt h ei n t e m e t ) p a p 是基于标准的i n t e r n e 协议的，使用x m l 作为p u s h 消息的描述语言， p u s h 消息可以是任何m i m e 媒体类型。采用这些标准有助于w a pp u s h 拥有很 好的灵活性和扩展性。 p p g 负责为推送客户( w c ) 传送p u s h 消息，为了能够成功传送，p p g 需要 进行如下操作：将p i 提供的w c 客户地址翻译成移动网络可识别的方式：将p u s h 消息进行转换，来适合w c 的能力；如果当前客户端不可达，暂存p u s h 消息等。 p p g 不仅仅只是传送消息，它可以通告p ip u s h 消息传送的结果，p i 可通过p p g 取消、替换已发给p p g 的p u s h 消息。此外，p i 也可通过p p g 查询w c 的能力。 p u s ho t a 是运行于无线会话协议( w s p ) 之上的一个较为简单的协议层， 负责从p p g 到w c 的数据传输。o t a 协议提供了非连接和面向连接两种服务。非 连接服务依靠w s p 实现，面向连接服务( 可选的) 可以由w s p ( o t a w s p ) 和 h t t p ( o t a h 1 曙) 联合提供。 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现w a p p u s h 框架 2 3 2 推送代理网关( p p g ) p p g 完成推送体系结构中的大部分工作，包括从i n t e r n e t 至u 移动网络的访问接 入，以及与其有关的认证、安全、客户端控制等所有工作。p p g 所提供的主要服 务包括【2 l ： p i 的标识、鉴权和访问控制 对推送内容进行语法分析，并依据数据类型定义( d t d ) 检错纠错 客户发现( 包括客户能力发现) 客户寻址与信息传输 p a p 与p u s ho t a 间的协议转换 为提高无线信道中的传输效率，对信息进行压缩、编译等处理 2 3 2 1消息的接收与拒绝 p p g 通过p a p 协议接收来自p i 的p u s h 消息。p u s h 消息由多个部分组成， 第一部分包括p p g 本身的控制信息( w c 的地址、超时设定、服务质量要求、 是否发送回执等) 。p p g 对这个控制信息进行解析后，回复p i 是否接收此p u s h 消息，p p g 还可向p i 报告此p u s h 消息的诊断结果( p u s h 信息是否符合规范， 存在的错误等等) 。 2 3 2 2 消息处理服务 一旦p p g 接收了p i 发送过来的p u s h 消息，p p g 将尝试找到正确的w c 并 通过p u s ho t a 协议将p u s h 消息传输到w e 上。p p g 将一直尝试投递此p u s h 消息，直至消息投递成功或此p u s h 消息过期。p u s h 消息过期时间可由p i 设 置或由p p g 的传递策略来决定。 如果p i 提出请求，p p g 可以发送回执向p i 报告p u s h 消息的最终状态( p u s h 消息成功传递到w c ，p u s h 消息被取消，p u s h 消息过期等) 这个过程，从 p i ( p i 无需在线等p p g 完成p u s h 消息的传递) 看来，是个异步的过程。 2 3 2 3编码、编译和压缩 p p g 将一些内容类型( 如w m l 和s i ) 转换成二进制码( 这种文本n - 进 制的转换将在o t a 传输之前进行) 。其他的内容类型，将以原样传输。这样做主 要是考虑到无线网络的带宽有限，尽可能减少网络上传输的数据量。 可运营的p u s h m a i 平台的设计与实现w a p p u s h 框架 当o t a h t r p 被应用时，p p g 可使用压缩编码 r f c l 9 5 1 1 来获得更好的o t a 传输效率。 2 3 2 4 组播、广播和别名机制及w c 能力查询服务 p p g 还可以通过别名机制实现组播和广播，即将某些特定的地址别名映射到 组播或广播的操作中，具体方案可以由系统实现者决定。不同的客户端，其能力 是不同的，p p g 还要负责响应p i 的客户能力查询请求，以便于p i 针对不同的客 户端构造合适的内容格式。 2 3 3 推送访问协议( p a p ) p a p 用于p i 向p p g 发送消息，例如邮件通知、股票行情、广告消息等，p p g 再发送给手机等手持设备。 p a p 使用x m l 作为消息的描述语言，通过简单的请求响应机制完成数据的传 输。p a p 可以实现在多种通信协议之上，包括h t t p 、s m t p 等。 p a p 支持的操作包括【3 11 1 4 1 ： 1 p u s h 消息的提交( p u s hs u b m i s s i o n ，p i 到p p g ) p u s h 消息提交的目的是从p i 发送一个p u s h 消息给p p g ，再由p p g 通过无线 网络把该消息传递给推送客户w c 。该p u s h 消息由一个控制实体和一个内容实 体组成，并且可能还含有一个能力实体，故内容类型( c o n t e n tt y p e ) 为多部分 ( m u f i p a r t ) 。控制实体是一个含有相应控制信息的x m l 文档；内容实体则为要传 送到w c 上的内容；能力实体含有p i 假定的用户能力，以供p p g 处理。图2 6 图示 了p u s h 消息的提交。 p m a l a h i a t o t 垒 答1 甲礼o 冈 l 竺! ，j 2 结果通知( r e s u l tn o t i f i c a t i o n ，p p g 至i j p i ) 籼c l i e n b t 渤 畸勘 可运营的p u s h m a i l 平台的设计与实现 w a pp u s h 框架 结果通知如下图所示。 等 垒 等 訇同翻 虬掣毗 网 l 竺一 网 i 竺一 图2 7 结果通知 。 黜荔勘 k 。， ， 该操作被p p g 用于通知p i