（计算机科学与技术专业论文）基于报文类型的wsp协议和http协议转换研究.pdf

国防科学技术人学研究生院学位论文 摘要 无线通信技术和w a p 移动设备的飞速发展，为人们提供了随时随地访问i n t e r n e t 的可 能，人们追切要求能实现对i n t e m e t 不受时间、空间限制的访问。但是，由于在w a p 协议 栈和t c p i p 协议栈间存在一个相互表示和识别的问题，使得人们不能直接使用w a p 移动 终端实现对i n t e m e t 的访问。因此，要实现w a p 移动终端对i n t e r n e t 的访问，必须解决w a p 和t c p i p 协议栈之间的相互表示和识别问题。 本文研究了w a p 协议栈中的w s p 协议和t c p i p 协议栈中的h r r p 协议之间的转换 问题。在分析w s p 协议报文和h t t p 协议报文的内容、格式、编码、作用和通信方式等 特点的基础上，研究了协议规范的编码映射转换，并重点研究了报文类型和报文头的编码 映射转换。 在w a p 网关中，我们研究了哪些w s p 协议报文和h t t p 协议报文需要进行转换。在 转换时，如何表示报文中的通信信息、控制信息和报文头信息。并研究了w a p 移动终端 对特殊信息的处理要求。在具有这些特殊信息时，协议转换如何进行的。在此基础上，提 出了基于报文类型的协议转换方法： 1 确定w a p 报文类型和h r i p 方法报文问的转换关系。在转换时，报文类型一致， 表明在转换前后，两个报文功能是一致的，发送方可以向接收方表明自己的真实意图。 2 同一个报文头、协商的性能参数，在不同类型的报文中具有不同的含义。因此， 在协议转换时，报文中的这些信息处理必须和类型转换相联系，才能保证一种报文中的信 息在另一种报文中准确的表达。 最后，我们还研究了基于报文类型的协议转换在网关中如何实现的问题，并给出了协 议转换模块，以及相关的数据结构。并论述了下一步需要解决的问题及今后的研究方向。 关键词：w a p 移动终端w a p 刚关w s p 协议h t i t 协议协议转换 筇i 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to ft h ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n dm o b i l ed e v i c ep r o v i d e s p e o p l ew i t hu n l i m i t e da c c e s sc a p a b i l i t yt oi n t e m e t i ti st h ei n c r e a s i n gd e m a n df o rp e o p l et o a c c e s si n t e r n e ta n y t i m ea n da n y w h e r e w a pb e c o m e sa ni m p o r t a n ti n t e r n e ta c c e s sw a y n o w a d a y s h o w e v e r ，w a pm o b i l ed e v i c ec a n ta c c e s si n t e m e td i r e c t l yd u e t ot h ep r o b l e mo f t h e e x p r e s s i o na n di d e n t i f i c a t i o nb e t w e e nw a pp r o t o c o ls t a c ka n dt c p i pp r o t o c o ls t a c k n l i s p r o b l e mm u s tb er e s o l v e dp r o m p t l ys ot oe x p a n dw a pa p p l i c a t i o n s t t l i sp a p e rs t u d i e st h et r a n s f o r m a t i o np r o b l e mb e t w e e nw s pi nw a pp r o t o c o ls t a c ka n d h t t pi nt c p i pp r o t o c o ls t a c k b a s e do nt h ed e t a i l e da n a l y s i si n c l u d i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so f w s pa n dh t t p ( s u c ha sm e s s a g ec o n t e n t ，m e s s a g ef o r m a t ，m e s s a g ec o d i n gm o d e ，f u n c t i o n sa n d c o m m u n i c a t i o nm o d e ) ，w ei n v e s t i g a t e dt h ec o d i n g d e c o d i n gt r a n s f o r mp r o c e s si nw h i c hw es h e d m o r el i g h to nt h em e s s a g et y p e sm a p p i n gt r a n s f o r ma n dt h em e s s a g eh e a d e r sm a p p i n g t r a n s f o m w ec o n c e n t r a t e dt h ew s p h t t pt r a n s f o r mp r o c e s st h a tm u s tb er e a l z i e di nt h eg a t e w a y i n t h ep r o c e s s ，t h ee x p r e s so ft h ec o m m u n i c a t i n gi n f o r m a t i o n ，c o n t r o l l i n gi n f o r m a t i o n ，a n dh e a d e r i n f o r m a t i o ni se x t e n s i v e l ys t u d i e d w ea l s oa n a l y s e dt h es p e c i a li n f o r m a t i o np r o c e s s i n gf o rw a p m o b i l ed e v i c e t h e nw ei l l u s t r a t et h ep r o t o c o lt r a n s f o r m a t i o nm e t h o db a s e do nt h em e s s a g et y p e a sf o l l o w s ： 1 d e t e r m i n a t i o no ft h ep r o t o c o lt r a n s f o r m a t i o nr e l a t i o nb e t w e e nw a pm e s s a g et y p ea n d t h eh r r pm e s s a g e sm e t h o d t h ec o n s i s t e n c yb e t w e e nt h em e s s a g et y p ea n dt h em e s s a g e s m e t h o ds h o w s 也a tt h et w om e s s a g e sh a v et h es a m ef u n c t i o n ，t h es e n d e rc a ns e n di t sr e a li n t e n t t ot h er e c e i v e r 2 am e s s a g eh e a d e ro rc a p a b i l i t yp a r a m e t e rc a nh a v ead i f f e r e n tm e a n i n gi nd i f f e r e n t m e s s a g e s ，s ot h et r a n s f o r m a t i o nm u s tb ec o n s i d e r e dw i t ht h e i rt y p e so rm e t h o d si n o r d e rt o e n s u r et h ec o n s i s t e n c yo f t h ee x p r e s s i o n s a tt h el a s tc h a p t e r , t h ea u t h o rd i s c u s s e dt h ei m p l e m e n t a t i o no fp r o t o c o lt r a n s f o r mi nt h e g a t e w a y , g a v eat r a n s f o r m i n gm o d e la n d r e l a t i v ed a t af r a m e w o r k ，p o i n t e do u tt h ep r o b l e m sn e e d t ob er e s o i v e da sw e l la st h ef u t u r er e s e a r c hd i r e c t i o n s k e y w o r d s ：w a pm o b i l et e r m i n a lg a t e w a y w s ph t t pp r o t o c o lt r a n s f o r m 第1 i 页 _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 国防科学技术人学研究生院学位论文 图目录 图1 - 1w a p 协议体系通信模型3 图1 2 协议转换在网关体系中的位置6 图2 - 1w a p 协议体系，8 图2 2 w a p 协议编程模型，9 图2 - 3 使用w a p 通信的网络模型1 0 图2 - 4w s p 协议的典型会话过程1 6 图2 5 多字节整数中的每个字节的格式1 7 图2 - 6w s pp d u 格式t1 7 图2 7 报文头结构1 9 图4 - 1w a p 网关中w s p 协议方法报文转换3 4 图4 2w a p 网关中h t r p 协议方法报文转换3 5 图4 - 3w s p h t t p 报文成分转换关系3 6 图5 1 使用协议转换的w a p 通信模型”4 0 图5 2 基于报文类型的协议转换体系4 1 图5 3 协议转换模块中的输入队列数据单元格式4 2 图5 - 4 增加指示了w s p 报文大小的数据单元“4 3 图5 5 管理模块中的表单元4 5 图5 - 6 协议转换状态表数据结构单元4 8 图5 7w s p 协议中单个性能的编码格式4 9 图5 8h r r p 协议中的报头格式”4 9 图5 - 9 协议转换过程5 1 第i v 页 国防科学技术大学研究争院学位论文 表目录 表2 - 1 协议规范中定义的原语类型1 2 表2 2 协议规范中定义的原因值及其描述1 3 表2 3w s p 协议规定的性能种类1 4 表2 - 4w s p 协议中使用的地址结构1 8 表2 5 性能结构组成1 8 表2 - 6w s p 协议规范中确定性能的默认值1 9 表2 7w s p 协议中的性能编码2 0 表2 - 8h t t p 协议中使用的状态码及其含义2 4 表4 - 1w s p 协议报文中出现的字段3 5 表4 2 知名参数转换表3 7 表4 3 知名报文头转换表3 7 表6 - 1 协议转换实现的w s p 报文类型的转换关系”5 5 表6 2 协议转换中实现的h r r p 协议报文类型转换5 6 第v 页 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我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的地方外，论文中不包含 其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它 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 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文题目：基王塑塞娄型数坠里边邋狸h ! ! 呈垃这整选盈窥 学位论文作者签名 刭彳o 、j 。 日期：沙争年1 7 月6 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权 国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密学位论文在解密后适用本授权书。) 学位论文题目：基王塑塞娄型鲍竖里挫邋塑! ! ! 里逊邀整拯婴塞 学位论文作者签名： 到达 作者指导教师签名：i ! ! 1 日期：卯中年，月形日 日期：独( f 年，2 月( 3 日 国防科学技术大学研究生院学位论文 第一章绪论 移动设备和无线应用的发展，促进了移动计算的发展，并提供了不受时间、空间限制 的涛问i m e r n e t 共享信息的可能。但是，当前的移动终端对i n t e r n e t 信息的访问受到较多 限制，而且操作也不方便。直接使用w a p 论坛推出的w a p 协议”。也只能使w a p 移动终 端实现对w a p 服务器的访问，因为这种针对移动终端推出的数据处理协议栈与固定网络 中的t c p i p 协议栈。“”还有较大的差别。人们迫切需要寻找种方法来消除w a p 协议和 t c p b p 协议问的这种差异，以实现w a p 设备对i n t e r n e t 网 二的信息资源最大限度的访问。 1 1 论文研究背景 移动设备制造技术的成熟、通信技术的发展，使移动终端逐渐走向大众化，推动了无 线网络的发展，使移动计算成为可能。而当前众多的无线应用业务，以及即将开展的无线 应用业务也进一步推动了移动计算的发展。由多个公司成立的w a p 论坛公布的w a p 协议 为无线终端实现对w w w 服务器“3 访问提供了可能。w a p 使拥有一个简单的超媒体浏览 器，并将标记语言，及其脚本语言最佳化的移动终端有了对数据进行处理的能力。通过使 用这种处理能力，移动终端可以实现和i n t e m e t 闻的数据通信“3 ，将i n t e m e t 上的丰富的资 源纳入了无线应用领域，实现人们所期望的对信息不受时间、空间限制的访问。 但是，当前的各种无线应用都必须针对移动终端进行丌发。由于移动终端的特殊性， 不可能使用移动终端实现对i n t e m e t 的直接访问，w a p 移动终端也不能。w a p 协议继承了 t c p i p 协议相似的功能，但其内容、表现形式、使用方法都发生了改变，以满足移动终端 在通信环境、硬件的特点。这种特点使得使用w a p 协议不能实现对w w w 服务的直接访 问。 1 1 1 无线网络、无线应用的发展状况 当前，移动通信中，应用最多的是第二代移动通信技术，主要有g s m 、c d m a 、t d m a 和p d c 。”1 第三代移动通信( 3 g ) 正处于快速发展时期。3 g 能为移动用户提供更高的带 宽和更高的数据传输率。3 。从而为用户提供数据服务能力，提供了移动用户访问i n t e r n e t 的基础。 同时，随着互联网广泛使用，移动通信用户也迫切希望能接入互联网，获得高速数据 服务，如多媒体服务等。无线通信技术的发展，提供的数据传输能力满足了这种需求，在 国内，目前的无线网络承载主要有三种：w i f i ，g p r s ，c d m a ”1 “。无线承载的发展 推动了移动网络在数据方面的发展。 移动通信技术解决了数据的传输问题，人们还必须解决数据的访问方式问题，在完成 传统的语音服务的同时，如何为用户提供语音以外数据服务。在w a p 协议出现以前，对 第1 页 国防科学技术大学研究生院学俺论文 移动没备提供无线应用服务的方式主要有两种：其中一种是基于电话的语音方式：另一种 是短消息的文本模式“。 语音方式：移动终端对一个服务号码进行普通的语音呼叫，在典型情况下由一部计算 机来进行应答，计算机播放预制的声音信息，使用者能通过选择在他的移动终端上的数字 按钮束进行互操作。在需要被保存数据的时候，使用者只能使用笔和纸来记录，显然除了 非常特殊的情况之外。这确实是一个不方便的方法，而且难以扩展新的应用服务。 s m s 文本模式的短消息方式：s m s 短信息是从或到移动终端的短文本的信息f 达到 1 6 0 个字符) ，信息被发送到一个特别的服务号码，并且很可能是由一部计算机处理。计算 机在处理完后发送一个答复信息，这种方式可以满足许多简单的服务。但是因为信息很短， 因此很难传送较长的服务参数和关键信息。 除了这两种方式和w a p 以外，还可以在移动终端直接使用t c p i p 协议。这种方式优 点是可以使用它直接进行i n t e m e t 访问，不需要网关，对现有网络也没有特殊的要求。其 缺点是：移动终端必须有较强的处理能力，内部存贮能力强，移动终端的电力支持要求较 高，这些要求也会提出较强的散热能力，要求增加移动设备的体积。对于掌上电脑和p d a ， 这些要求可以达到；而对于一般的处理能力较弱的移动设备，这些要求难以达到。在另一 方面，t c p i p 对于无线通信显得特别低效，对于一个t c p i p 协议报文，它的报文头往往 有几百个字节，给移动通信带来了较大的负担，而且对于出错率较高的移动网络增加了出 错的几率。因此在移动终端直接使用t c p t p 并不是一个好的选择。 w a p 的移动终端对无线应用的访问方式：支持w a p 协议栈的移动终端通过w a p 协 议栈向提供w a p 服务的服务器发出服务请求，w a p 服务器对到来得请求进行处理，完成 后给出应答；或者m 犍移动终端向w a p 服务器定制某些服务，w a p 服务器在任何可能 的情况下，向移动终端提供这种服务。例如，移动终端向w a p 服务器订制天气预报的服 务，则每天早上，w a p 服务器向移动终端发送该天的天气情况。 由于w a p 服务体系刚刚起步，当前的应用还处于一个发展阶段，目前提供的服务还 只是一些传统的服务，如：股票交易系统、电子邮件系统、天气预报、飞机、火车实时时 刻表、以及一些在线游戏等，而且当前的w a p 移动终端也只能访问一些w a p 网站，i n t e m e t 上大量的信息w a p 移动终端还不能访问，从而影响了w a p 业务的发展。随着w a p 协议 和t c p i p 协议的互联和互操作，w a p 的这一尴尬局面彳会得到改变，w a p 应用才会走入 真正的实用阶段。 1 1 2w a p 的发展 w a p 协议是w a p 论坛提出的协议标准，w a p 论坛是由爱立信、摩托罗拉、诺基亚和 u n w i r ep l a n e t 在1 9 9 7 年成立的。在1 9 9 9 年，w a p 论坛推出了w a p 标准1 1 ，定义了w a p 协议的体系结构、通信模型和网络模型；详细规定了各个协议层的功能、报文格式、数据 编码；定义了用于w a p 移动终端的表示语言和脚本语言。在2 0 0 0 年，w a p 论坛推出 了w a p 标准的1 2 版，在这个版本中，增加了无线电话应用( w t a ) 和推( p u s h ) 服 务。推服务是服务提供商按照用户的特定需求，主动将相关信息发送给客户端的服务。w t a 第2 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 采用语音与数据结合的机制向用户提供服务，用户可以选择使用语音或数据服务方式_ m 。 在2 0 0 1 年w a p 论坛推出了w a p 标准的2 0 版本，它在协议体系中进步完善了t c p i p 的| 办议功能，其主要表现是对t c p 协议和h r r p 协议的功能的完善，增加了w s p 协议中 压缩的h r r p 协议的安全处理能力 i s o 另一方面w a p 论坛的成员们在近两年推出了多款 支持w a p 协议的移动终端。这将更进一步促进整个w a p 应用的发展。 1 2w s p 协议和i t t t p 协议转换的意义 w s p 是w a p 的会话层协议，和i n t e r n e t 通信时，是与t c p f l p 协议栈中的h t t p “7 。”1 进行通信，它们分别在w a p 协议体系和t c p i p 协议体系的会话层起作用。因此，必须在 这两个协议间进行转换处理，实现它们间的相互表示和识别。 1 2 1 实现移动网络和i n t e r n e t 的互访、互操作 由于w a p 协议适用于无线环境，w s p 为了适应这种环境作了很多优化，使得h t t p 协议不能直接识别w s p 协议报文，同时h 1 t r p 协议报文在w a p 设备中也不能得到识别， 因此决定了如图1 - 1 的w a p 通信网络“。 图1 - 1w a p 协议体系通信模型 在这里，w a p 代理服务器作为移动终端对传统的i n t e r n e t 访问网关”。 1 2 2 为无线应用和i n t e r n e t 独立发展提供条件 如果在w a p 网关中实现了协议转换”“。，就可以将w a p 移动终端对i n t e r n e t 的访问 过程划分成两个独立的部分：在无线网络中的无线通信过程和在固定网络中的传输过程。 这两个过程由w a p 网关实现隔离。无线通信完全限制在移动设备和无线网关之间进行， 和移动终端交互的信息在传统的i n t e r n e t 网中的传输”3 和同定网络中的普通信息传输的没 第3 页 国防科学技术入学研究生院学位论文 有任何差别，不受无线通信的影响，达到实现透明通信的目的。这种透明性可以获得以f 好处： 1 在i n t e r n e t 开发新的应用时，不用考虑无线设备的访问，不需要在相应的服务器中 部署w a p 协议栈，同时，已存在的服务可以在毫无知骘的情况下接受移动设备的访问， 而不是现在这种不能访问的情况； 2 由于手持设备在输入能力、显示能力、处理功能等方面存在差别，若没有网关的 透明能力，在开发新的应用的时候都要设讨人员进行全面考虑，而在现有的w w w 中的 服务要实现接受w a p 设备的访问，必须经过再开发，在网关中进行协议转换后，这些因 素都有网关进行处理，就可以避免这些情况，不再需要人为干涉； 3 对于熟练的w w w 开发人员来说，不需重薪去学习w a p 开发过程，他可以使用其 开发经验继续为无线通信服务。 1 2 3 为移动用户提供更丰富的服务 提出w a p 协议的目标是为了实现使用w a p 支持的手持设备对互联网进行不受时间和 空间限制的访问，使w a p 用户获得广泛的服务，并提供业界的标准。但是，在目前不断 有新的无线业务推出的情况下，w a p 的使用情况并不是太好。以目前的情况看，使用支持 w a p 的手持设备进行主动请求的内容太少，像股票、电子邮件等都是一些被动信息，即使 是新闻，也只能是定制的、有限的几种，而不能随心所欲的访问。这主要是由于当前的 w a p 手持设备不能实现对i n t e m e t 的直接访问所造成的。 在网关中完成协议转换后，w a p 的这一尴尬局面就可以得以改善，在解决了这一问题 后，w a p 移动设备就可以直接访问i n t e m e t 中的信息了。这样，只要在i n t e m e t 中存在的 信息，你就可以访问。这极大地拓展了w a p 发展空间，从而使得使用者可以完全自主决 定在什么时候，什么地点访问怎样的信息，避免定制的信息不适时到来的情况，也不像以 前，w a p 网站上没有该信息，你就无法获取。 1 2 4 探索嵌入式设备对互联网的访问策略 嵌入式设备在生活中是无处不在的，微波炉、电视机、汽车、电梯等，它们可能没有 显示设备、键盘、硬盘等，但是它们都是由计算机控制的，与普通的p c 不同，它们可能 只是系统的一个小部分，而且工作在各种不同的环境下。对于嵌入式系统，除了用户界面， 它们还可能有用于监控、诊断的接口。传统的嵌入式系统的控制、诊断系统都是由串口终 端实现，而现在的发展趋势是进行远程的控制和诊断，特别是在环境比较恶劣的情况下， 远程监控和渗断具有很大的优势。从这个角度讲，它们使用的远程通信和控制与移动终端 没有区别。同时，w e b 浏览器是目静使用的最广泛的用户界面，所以，在客户服务器的 通信模式f ，自然而然地把w e b 浏览器作为嵌入式设备的客户端，作为客户代理，把嵌 入式设备作为w e b 服务器。但是，把嵌入式设备作为w e b 服务器面临很多限制：在软、 硬件设备一卜会受到限制；在通信环境、通信条件中也会受到限制。因此，如何寻求一种有 效的通信方式和通信协议，或者对现有协议进行某种优化，以及优化后怎样实现和现有协 第4 页 国防科学技术入学研究生院学位论文 议进行通信都是具有研究意义的1 2 4 3 0 把w a p 移动终端和嵌入式设备进行比较，可以发现它们有许多相同之处，这些相同 之处决定了它们和现有w e b 通信时，对于协议的处理也有相同的地方。因此，研究w a p 设备对i n t e m e t 的访问，对于嵌入式设备通信协议处理具有借鉴意义。 1 3 协议转换的途径及目前存在的问题 当前使用的协议转换方法只考虑了w s p 协议中h 1 t r p 1 1 协议中的部分，因为w s p f 办议以h 1 t r p 1 1 协议为核心，认为w s p 协议的方法报文能够完全地表示h t t p 协议报文 的内容，在功能上提供和 r r r p 1 1 具有相同功能的服务，其余的成分用于和网关之间的 交互，由网关中的w s p 协议栈进行处理，不需要进行协议转换。对于收到的h t t p 协议 报文的处理也是基于这样一种考虑，h 1 t r p 协议报文所表示的信息可以使用w s p 协议中的 h 1 t r p 成分来接收，根据协议规范，这种方法能够满足内容上表示的一致要求。因此目前 使用的协议转换就集中在w s p 协议中盯r r p 成分的转换，其表现就在于协议转换部分集 中在解析一个报文中的各个报文头成分，然后按照规范规定的编码规则，生成新的内容和 格式的报文，放在另一种网络中传送，发送给目的地。具体可以描述如下： 协议转换模块对w s p 方法报文进行解析，逐字节地读取报文中的各个成分，把它解 析成一个定义的中间结构，这个中间结构把报文的各个成分分开，模块对各个成分进行转 换，然后生成一个新报文。 协议转换模块将h t t p 协议报文的各个报文头和对应的报文值进行转换，在生成一个 中渊的表示形式的基础上，生成一个新的报文。 使用这种协议转换思想在网关中进行协议处理时，没有准确地为协议议转换进行定 位。协议转换是发生在w s p 协议、h 1 t r p 协议的下层处理结束后，但还没有递交到w s p 协议层或者h 1 r p 协议层的时候( 见图1 2 ) 。 如果由生成协议报文的应用调用协议模块进行处理，从中获取各种信息用来对报文、 连接以及异常进行处理，这时直接使用协议规范定义的报文的各种编码对接收到的h t y p 进行转换，然后传送出去时，网关必然没有获取用于连接和控制的信息，而是转换后直接 交给了w a p 移动终端。这和传统的有线网络中的处理是一致的。但是在w a p 协议体系中， w a p 协议并不是根据h t t p 报文头中的控制信息来对连接进行控制和处理，它有专门的处 理报文。这时候，就算h t r p 协议报文中带有这些信息，它也不会用它们来进行控制处理。 同时在w a p 网关中，和w a p 移动终端会话层进行交互的也是w s p 协议，并使用w s p 协 议的各种控制报文柬对w s p 协议的会话进行控制。由丁在网关中没有获取h t r p 协议中 的这些信息，因此也就不能恰当的生成w s p 控制报文对会话进行正确的控制。因此，这 种转换也就不能保证会话的正常进行。另一方面，在w a p 移动终端看柬，它交互的对象 是内容服务器，无论是w a p 终端发送的何种报文：方法报文、管理报文、p u s h 报文、异 常报文，都是由服务器进行处理的，从会话中返回的信息是服务器中关于资源和服务器处 理能力的信息，而不是网关的信息。因此对于由w a p 终端发出的各种w s p 协议报文都应 第5 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 该传送给内容服务器，都应该在协议转换时进行相应的处理。 图1 - 2 协议转换在两关体系中的位置 协议转换过程中，在w s p 协议向h 1 阿p 协议转换时，在于使用h t r p 协议中的报文 头来处理w s p 协议报文中的各种信息，在功能上寻找w s p 协议报文信息在h t t p 踟议上 的一致表示。在h t r p 协议报文向w s p 协议转换时，在于对于h 订1 p 协议包含的具体功 能信息，确定一种或几种特定的w s p 协议报文类型来进行处理，生成这种报文类型和相 应的内容。因此协议转换途径可以归结为以下三点： 1 在协议转换中识别报文类型和非处理报文实体的报文头。 2 协议转换和具体的会话过程相关联。 3 协议转换和具体的连接状态相关联。 解决这几个问题就可以解决直接映射的协议转换对于这两种协议在功能上不能相互 表示，以至于直接转换不能使得w a p 移动终端实现对非w a p 服务器的i n t e m e t 访问问题。 1 4 主要研究内容 本论文中研究的h r r p 和w s p 协议转换内客主要包括： 1 h r 阿协议和w s p 协议在通信方式上存在的差别。 2 在协议转换网关中。协议转换对h t r p 协议报文和w s p 协议报文的处理流程。 3 对h t r p 协议和w s p 协议本身的研究。主要是研究各种报文类型：h t r p 的各种 请求、应答报文：w s p 协议的各种报文类型的研究。研究这些报文的功能、使用的条件。 确定在对收到的报文进行转换时是否会涉及到其他的报文。以确定转换规则。 4 h t r p 协议和w s p 协议在报文类型的表示方法上的不同。确定在协议转换时的报 文类型的处理规则。 5 h t 卯协议的各种报文头和w s p 协议中不属于h t t p 协议报文中的各种选项。主 要是它们的含义、功能和w s p 协议中不属于h t t p 协议的选项在h t r p 协议中的表示问 题。确定协议转换中的报文头转换处理规则。 6 在特定的报文类型中，特定的报文头所具有的特殊含义。在进行协议转换时，这 第6 页 垦堕型望鍪查奎兰塑茎生坚望垡丝苎 些特殊含义是否会引起报文类型的改变。确定对特殊报文头的处理规则。 1 5 论文组织结构 本论文分成七个部分，其组织结构主要以如下主线展丌： 1 第一章详细分析了在w a p 移动计算中实现w a p 移动终端不受限制地对i n t e r n e t 访问需要解决的问题，以及解决这些问题的意义： 2 第二章详细分析了要解决w s p 协议和h t t p 协议转换问题所涉及到的相关基础知 识，以及这些基础知识的特点： 3 第三章分析了现在和本论题有关的协议转换的特点和存在的问题： 4 第四章详细介绍了基于报文类型的协议转换对报文类型、报文头和性能的处理策 略，以实现w s p 协议和h t r p 协议在表示功能上的一致性，使得由w s p 协议处理的报文 经过协议转换处理以后，使用h t r p 协议可以将它的信息准确地传送到服务器，同时将服 务器传送给w a p 移动终端的信息，转换成w s p 协议所能识别的报文，实现这两种报文在 表示上的一致性； 5 第五章针对基于报文类型的协议转换，设计了在w a p 网关中实现这种协议转换的 模块和数据结构以及协议转换的流程，并在此基础上实现了报文类型转换和性能处理模 块； 6 第六章针对设计的协议转换，分析了这个转换在时间和空问上对于w a p 网关的影 响，说明这个转换对于w a p 网关来说是可以胜任和执行的，可以用来实现w a p 移动终端 对i n t e m e t 的访闷。 7 最后是结束部分，探讨了进行协议处理的条件，系统还要处理的问题，以及在未 来w a p 的发展中的一些问题。 第7 页 国防科学技术人学研究生院学位论文 第二章w s p 和h t t p 协议转换基础 w a p 协议作为一个独立的协议体系，它借鉴了t c p f l p 踟议的优点，但又和t c p i p 协 议不同。w a p 协议的这些特点使得w a p 移动终端不能直接和固定的i n t e r n e t 进行连接， 必须采用某种转换方法以实现他们间的巧：操作。w a p 协议是一个整体，它包括多个协议层， 在踟议转换时应根据各个协议层的功能和内容采取相应的方法，进行相应的处理。在会话 层，w a p 协议使用w s p 协议作为会话协议。w s p 提供了和t c p i p 协议中的会话层提供 的功能，包括了唧协议。因此在这罩讨论了w s p 协议和h 1 - 四协议间的转换。在w s p 协议和h 1 r r p 协议间转换时，其实质就是要处理它们问的报文在格式、表示方法、编码方 法、通信方式以及各种类型报文作用等之问的差异。因此，在进行协议转换时必须了解这 两种协议在这些方面的特点，并作相互比较。 2 1w a p 协议体系 w a p 体系是参照t c p f l p 游议提出来的，具有t c p i p 相似的体系结构和通信方式。 2 1 1w a p 协议栈 w a p 协议栈是参照t c p f l p 协议栈的分层结构来设计如图2 - 1 ，并进一步靠近了 i s o o s i 瞄12 6 1 模型： 图2 - 1w a p 协议体系 在w a e 层，采用了w w wq j 和浏览器相似的微浏览器环境，包括了一组标记语言 脚本语言，以及定义好的内容格式。 第8 页 在w s p 层，实现了和会话相关的各种功能，包括了h t t p 协议的功能和语义，但是， 其中的h 1 f r p 协议成分针对无线环境作了优化，以便用于无线通信。 w t p 层提供白丁靠的和不可靠的服务以及提供异步事务处理。 w t l s 层提供了和t c p i p 中t l s 相似的功能。 w d p 提供了t c p i p 中u d p 相似的功能。在很多时候，使用u d p 柬代替w d p 。 w a p 协议是工作在各种承载之上的，这些承载包括短信息业务，基于电路交换的数据 业务，和基于分组交换的业务，在w a p 协议中，w d p 协议把各种承载和上层协议联系在 一起的。因此，在协议体系上，w a p 协议能够提供对数据业务的处理能力，能够和t c p i p 协议实现通信。口7 “州 2 1 2w a p 体系处理流程 w a p 体系的内容处理流程和w w w 的处理流程类似，不同之处在于增加了w a p 网关 的处理，如图2 2 3 所示。 图2 - 2w a p 协议编程模型 与w w w 模型比较，w a p 体系的主要特点在于网关中，w a p 移动终端使用了有利于 移动终端处理和显示能力的组件，在网关中最显著的特点就是协议转换和内容的编译码。 同时，为了实现对i n t e r n e t 的通信，在这个体系中，内容服务器也要求按珊廿规定的 标准组件进行配置。 2 1 3w a p 体系网络模型 由于w a p 协议和t c p i p 协议之间存在的差异，使得w a p 移动终端的通信过程和 w w w 体系不同，如图2 - 3 所示。 第9 贞 国防科学技术大学研究生院学位论文 图2 - 3 使用w a p 通信韵网络模型 从图2 3 可以看出，除了w t a ( 无线电话应用) 外，无论是移动设各对网络信息的请 求，还是网络与移动设备的通信，都需要经过代理，而代理提供的这种功能就是由于它完 成了对协议的处理，使得这两种协议能够在网关中相互识别，实现相互通信。同时，使用 隧道协议的方式使得移动设备可以访问w a p 网站。在w a p 网站上同时提供了t c p i p 协 议栈和w a p 协议栈，能够满足普通的p c 和w a p 设备的访问，并且，不经过协议的转换。 但是，w a p 移动终端也不能通过这种w a p 服务器实现对其它的非w a p 服务器的访问。 没有经过协议转换的隧道协议的访问方式只是局限于对w a p 内容服务器的访问。实现协 议转换是实现w a p 移动终端对i n t e r n e t 不受限制访问的基础。 2 2w s p 协议介绍 w s p 协议是w a p 协议栈中的会话层协议。它为会话层提供了两个会话业务的一致接 口：提供连接模式和无连接模式的服务f ：1 2 以满足提供最大限度适应浏览的应用业务；提 供了h 竹p ，1 1 的功能。因为它是为处理事务和数据等业务而设计的，提供了相互l 办作的 客户端和服务器端应用程序间的数据交换模式。同时在w s p 协议中提供了与会话管理相 关的功能，以对会话管理提供支持，保证一个正确的w s p 会话。 2 。2 1w s p 协议简述 w s p 的作用是提供了一种方法，使得相互协作的客户端朋艮务器应用程序之间进行有组 织的数据交换。它具体提供了以下几种应用方法： 1 建立可靠的从客户端到服务器的会话，并有序释放该会活。 2 使用能力( c a p a b i l i t i e s ) 协商，在协议功能的通用级别上达成致。 3 使用压缩编码，在客户端和服务器之间交换数据。 4 ，挂起恢复会话。 w s p b 通常定义了两个协议： 1 一个协议提供面向连接方法的会昏止务，建立在事务处理的业务之上。 2 个协议提供面向非连接方法非确认的业务，建立在数据报传输业k 务之上。 第l o 页 国防科学技术人学研究生院学倚论文 非连接方法业务很适合应用于不需数据的可靠传输和不关心确认的情况，实际上不需 建立会话即可使用非连接方法业务。 同时w s p b 还提供如下方法： 提供h 1 t r p 1 1 功能：可扩展请求应答方法、复合对象、内容类型协商 交换客户端朋务器会话报头。 中断事务处理。 从服务器至客户端异步推( p u s h ) 内容。 协商支持多个同时发生的异步事务处理。 一、w s p 协议在w a p 协议中的位置、作用 w s p b 的核心设计是h t r p 的二进制形式，因此，发往服务器的请求和传给客户端的 响应可以既包括报头也包括数据。w s p b 支持所有h t r p 定义的格式。另外，它使用能力 协商约定了一系列扩展请求方法，从而达到对 r r r p 1 1 的完全兼容。w s p b 1 1 为应用层提 供键入数据的传输。它使用h t t p l 1 内容报头可扩展方法定义内容类型、字符集编码、语 言等等，而为知名报头定义压缩二进制编码是用来减少协议报头大小的。w s p b 同样定义 了为复合数据对象每一部分提供内容报头的压缩复合数据格式，从语义上来说，该格式等 同于h r r p 1 1 中所使用的多重或混合的二进制格式。w s p b 本身并不解释请求应答的内容 报头信息。请求应答的内容报头作为会话创建进程的一部分，在整个会话期间保持一致， 它们能在客户端服务器之问交换，交换内容包括