（通信与信息系统专业论文）基于usim的syncml数据同步系统的研究.pdf

妒jl旧0。i、0，i ，；，￥ 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， 本人签名： 本人承担一切相关责任。 日期：而弗；业一 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 本人签名： 导师签名：1 蕾蒯 抑晓 适用本授权书。 日期： 掣逆：；! 边 日期： 幽i q ：；： 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 北京邮 日常 现的 缺的业务之一。s y n c m l 作为目前行业唯一通用的移动数据同步化协 议，使用户不仅可以通过任何移动设备将网络数据同步化，而且能使 移动设备中的数据用任何网络数据同步化。 目前在移动数据同步领域，手机数据的同步和备份是s y n c m l 协 议最主要的应用；而手机操作系统o s 之间的差异，给同步客户端软 件的开发增加了难度，并阻碍了移动数据同步业务的扩展。为了有效 解决客户端软件的可移植性和通用性问题，提高数据传输速率，本文 在研究数据同步技术及s y n c m l 协议的基础上，结合我国移动通信产 业的现状，综合考虑易用性和可实现性等因素，设计了一种数据同步 系统。该系统以第三代手机卡u s i m 卡作为客户端软件运行平台，以 s y n c m l 协议为数据同步标准，基于b i p 及高速通道进行数据传输， 从而解决目前常用数据同步系统所面临的上述问题。 本文研究了s y n c m l 协议和u s i m 应用特性，设计了一个c s 结 构的数据同步系统。在客户端，自主设计了一套称为s i m s y n c l i b 的 手机卡客户端开发工具库，提供了s y n c m l 客户端应用开发所需的公 共操作类库；并以u s i m 的电话簿同步为客户端应用实例进行设计和 开发：在服务器端，设计了基于j 2 e e 架构的同步服务器。此外，针 对基于短消息s m s 传输通道进行数据传输存在的问题，提出了基于 b i p 及高速g p r s 或u t m s 通道的数据同步模型，提高了数据传输速 率、数据交互性及传输可靠性；针对数据同步中存在的安全隐患，还 提出一种安全解决方案，该方案采用p s k - t l s 预共享密钥的安全传 输协议，利用对称加密算法、d s a 数字签名技术对同步数据进行加 密、签名，保障了信息的完整和安全传输。 关键词：数据同步u s i m s y n c m ls i m s y n c l i b b i p 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n e m l 数据同步系统的研究 一 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 t h er e s e a r c ho f s y n c m ld a t as y n c h r o n i z a t i o ns y s t e m b a s e do nu s i m a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n sa n dc o m p u t e r t e c h n o l o g y ，m o b i l es m a r td e v i c e sa r ew i d e l yu s e di nd a i l yl i f e ，w h i c h m a k e sm o b i l eo f f i c eb e c o m eat r e n d w i r e l e s sd a t a s y n c h r o n i z a t i o n b u s i n e s s e m e r g i n g f r o mm o b i l eo f f i c ei sn o t o n l y a n i m p o r t a n t a p p l i c a t i o no fm o b i l ec o m p u t i n g ，b u ta l s oo n eo fi n d i s p e n s a b l eb u s i n e s s e s i nt h e3 ge r a a st h ei n d u s t r y so n l yg e n e r a l - p u r p o s ed a t as y n c h r o n i z a t i o n p r o t o c o l ，s y n c m le n s u r e st h a tu s e r sc a ns y n c h r o n i z en e t w o r kd a t av i a a n y m o b i l e d e v i c e ，a n d u s e a n y n e t w o r kt o a c c o m p l i s h d a t a s y n c h r o n i z a t i o ni nm o b i l ed e v i c e s c u r r e n t l yt h es y n c h r o n i z a t i o na n db a c k u po fm o b i l ep h o n e s d a t ai s t h em o s ti m p o r t a n tp u r p o s eo fs y n c m lp r o t o c 0 1 h o w e v e r ，t h ed i f f e r e n c e b e t w e e nt h eo p e r a t i n gs y s t e mo fm o b i l ep h o n e sm a k e si tm o r ed i f f i c u l tt o d e v e l o ps o f t w a r ei nt h ec l i e n t s ，a n dh i n d e r st h ee x p a n s i o no fm o b i l ed a t a s y n c h r o n i z a t i o ns e r v i c e i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m so np o r t a b i l i t ya n d u n i v e r s a l i t yo fc l i e n t s s o f t w a r ea n dt oi m p r o v ed a t at r a n s f e rr a t e ，t h e p a p e rd e s i g n sa nd a t as y n c h r o n i z a t i o ns y s t e mw h i c hi se a s i e rt ou s ea n d r e a l i z e t h es y s t e mc h o o s e su s i ma sc l i e n t - s i d es o f t w a r ep l a t f o r ma n d s y n c m la ss y n c h r o n i z a t i o ns t a n d a r d i ti sa l s ob a s e d o nb i pa n d h i g l l - s p e e dd a t at r a n s m i s s i o nc h a n n e l s b a s e do nt h er e s e a r c ho fs y n c m lp r o t o c o la n dc h a r a c t e r i s t i c so f u s i m a p p l i c a t i o n ，t h i sp a p e rw i l ld e s i g na nd a t as y n c h r o n i z a t i o ns y s t e m w i t hc l i e n t s e r v e rs t r u c t u r e o nt h ec l i e n ts i d e ，t h e r ei sak i n do f d e v e l o p m e n tk i tc a l l e ds i m s y n c l i bf o rc l i e n ta p p l i c a t i o n sd e v e l o p m e n t o nu s i mc a r d ，w h i c h p r o v i d e sp u b l i co p e r a t i o n a ll i b r a r y u s i n g 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 s i m s y n c l i b ，t h ep a p e rw i l ld e s i g np h o n e b o o ks y n c h r o n i z a t i o ns o f t w a r e o nu s i m o nt h es e r v e rs i d e ，t h es y n c h r o n i cs e r v e rw i l lb ed e s i g n e d b a s e do nj 2 e ea r c h i t e c t u r e i na d d i t i o n ，f o rs o l v i n gd a t at r a n s m i s s i o n p r o b l e m sv i at h es m st r a n s m i s s i o nc h a n n e lb a s e do ns h o r tm e s s a g e t e c h n o l o g y ，t h ep a p e rw i l lp r o p o s eab i p b a s e da n dh i g h s p e e dg p r s o r u t m sd a t at r a n s m i s s i o n c h a n n e l ，w h i c hc a nb eu s e d t ot r a n s f e r s y n c h r o n i c d a t aa n dt o i m p r o v e t h ed a t a t r a n s m i s s i o n r a t e ，d a t a i n t e r o p e r a b i l i t ya n dt r a n s m i s s i o nr e l i a b i l i t y f i a n a l l yi nv i e wo fp o t e n t i a l s e c u r i t yr i s k si nd a t as y n c h r o n i z a t i o n ，t h ep a p e rw i l lp r o p o s eas e c u r i t y s s o l u t i o n ，w h i c hu s e st h ep s k - t l s ( p r e s h a r e d k e yt r a n s p o r tl a y e r s e c u r i t y ) p r o t o c o l ，a n dc o m b i n i n gw i t hs y m m e t r i ce n c r y p t i o na n dd s a d i g i t a ls i g n a t u r et e c h n o l o g yt oe n s u r es e c u r et r a n s m i s s i o no fi n f o r m a t i o n a n dd a t ai n t e g r i t y k e yw o r d s ：d a t a s y n c h r o n i z a t i o n u s i m s y n c m ls i m s y n c l i b 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 目录 第一章绪论。1 1 1课题研究背景1 1 2 课题研究意义。2 1 3 作者主要工作3 1 4 论文组织结构4 第二章数据同步及s y n c m l 协议5 2 1 移动环境下的数据同步。5 2 2常用数据同步技术分析比较5 2 2 1同步协议介绍。6 2 2 2同步协议的比较。8 2 3 s y n c m l 协议及其同步模型8 2 3 1 s y n c m l 同步模型9 2 3 2 s y n c m l 协议分析9 2 4本章小结1 4 第三章客户端平台u s i m 卡1 5 3 1u s i m 卡概述1 5 3 2u s l m 与s i m 卡的比较1 5 3 3u s i m 应用特性研究。1 6 3 3 1u s i m 卡上与个人信息有关的文件结构1 6 3 3 2u s i m 号码簿。1 8 3 4j a v a 舢s i m 卡的应用运行环境2 2 3 5 本章小结2 3 第四章基于u s i m 的s y n c m l 同步系统设计与实现2 4 4 1 系统分析。2 4 4 1 1 系统需求2 4 4 1 2 系统设计2 4 4 2客户端软件设计2 5 4 2 1功能设计2 5 4 2 2u s i m 电话簿的同步应用实例2 8 4 3 客户端开发库s i m s y n l i b 的设计与实现3 5 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 4 3 1 s i m s y n l i b 设计背景3 6 4 3 2 s i m s y n l i b 模型设计3 6 4 3 3 s i m s y n l i b 逻辑流程4 4 4 4 系统服务器设计4 5 4 4 1 对同步服务器的分析。4 5 4 4 2基于j 2 e e 的同步服务器模型设计4 6 4 5 数据传输通道的选定4 7 4 5 1s m s 传输机制的局限4 8 4 5 2u s i m 的b i p 通道。4 9 4 5 3b i p 通道在传输上的改进5 0 4 6系统安全机制的研究5 2 4 6 1 s y n c m l 同步过程中的隐患5 2 4 6 2 安全机制的扩展5 2 4 7 本章小结。5 6 第五章总结与展望5 7 参考文献5 9 附勇乏一6 1 致谢6 ：! 攻读学位期间发表的学术论文目录6 3 n 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 1 1 课题研究背景 第一章绪论 移动通信与计算机技术的进步促进了移动计算和通信设备的广泛使用，人们 开始利用各种各样的移动终端处理及存储不同的数据和信息。繁多的终端设备， 加上经常性的交互，使得不同设备间同一种类型的数据信息常常处于不一致的状 态，这就需要进行数据同步。数据同步已经成为移动计算中的一种重要应用模式。 移动数据同步就是一种基于数据同步技术与i n t e r a c t 的新的增值业务。用户在网 络上保存自己的数据，从多个终端对数据进行操作，并可以保持多个终端上数据 的统一而无需对各终端分别进行操作，大大简化了用户的操作过程，并为移动办 公提供了很好的支持。 然而，在当前的移动数据同步领域，存在着众多由不同厂商各自设计的互不 兼容的数据同步标准，给最终用户、设备制造商、应用程序开发商和服务提供商 带来了很多的问题。通用数据同步协议s y n c m l ( s y n c h r o n i z a t i o nm a r k u p l a n g u a g e ) 的出现则完全改变了这种混乱的状况。s y n c m l 是s y n c m li n i t i a t i v e 组织发行的一种开放性协议，也是唯一行业通用的移动数据同步化协议，并已经 得到e r i c s s o 、i b m 、l o t u s 、松下、摩托罗拉、诺基亚、s t a r f i s hs o f t w a r e 和s y m b i a n 等百家公司的支持，自发布以来便成为跨多个网络、平台及设备的无线数据和个 人信息的同步标准。发行s y n c m l 的目的就在于，与终端用户、设备开发商、数 据提供商、基础构件开发商、应用软件开发商及服务提供商协同工作，以真正实 现使用任何终端设备均可随时随地访问任何网络数据。 图卜1s y n c m l 同步系统示意图 鲁 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 图1 - 1 为基于s y n c m l 协议的数据同步系统结构示意图。用户通过操作电脑、 p d a 、手机及其他固定或移动设备，经过现有的有线网络( 如i n t e r a c t ) 和无线 网络( 如g s m 、g p r s 及下一代无线网络等) ，与同步服务器进行交互( 它与数 据库服务器连接来完成数据的存取、更新及删除) ，实现任意移动数据与网络数 据之间的同步。 从示意图中可见，在基于s y n c m l 协议的数据同步系统中，s y n c m l 同步服 务器的数量相对较少，且一般部署在专用服务器或p c 上，操作系统种类相当简 单。但是s y n c m l 协议支持各种移动设备，导致客户端设备种类繁多，如台式 p c 、便携式p c 、掌上电脑、p d a 、智能手机和g p s 设备等均可作为同步系统客 户端使用。目前在移动数据同步领域，手机数据的同步和备份是s y n c m l 协议最 主要的应用，手机更是使用得最广泛的同步客户端，这也使得越来越多的开发商 着眼于手机上的s y n c m l 同步应用开发。 在通用数据同步协议出现的同时，随着智能卡技术的发展，新型的大容量高 智能化智能卡已经使得s i m 卡能够满足社会对信息安全性和存储容量日益提高 的要求，成为个人信息存储和增值业务的承载平台。第三代手机卡u s i m 卡，在 整合了u m t s 网络的诸多优势后，已经做好了这方面的技术准备。u s i m 卡并不 是只能做单纯的认证功能，事实证明它正在逐步向移动商务平台、乃至最后的多 应用平台过渡，在u s i m 上实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等应用已不再 是难事。这一特点使u s i m 卡成为不同行业跨领域合作、相互渗透经营的媒介。 作为未来移动通信的核心，u s i m 卡应该甚至必须为用户提供更智能的信息服务， 比如移动数据同步业务。 1 2 课题研究意义 在s y n c m l 数据同步系统中，服务器数量与种类较少，其软件的通用性较高。 但是，客户端设备种类繁多且同类型设备的操作系统也不尽相同，这给客户端同 步软件的开发以及移植增加了难度。手机是使用得最广泛的同步客户端，其上的 同步软件也是整个同步软件系统中很重要的部分。由于手机的嵌入式操作系统相 对来说比较简化和易实现，而不像p c 桌面环境仅仅由如w i n d o w s 、u n i x 、l i n u x 、 m a c o s 等几个操作系统占领主导地位。现阶段，主流手机操作系统主要有 w i n d o w sm o b i l e 、b l a c k b e r r y 、p a l m 、s y m b i a n 和i p h o n e 等。因此，手机上的同 步软件也独自基于不同的操作系统来进行开发：并且因为各个操作系统底层间的 差异，开发出完善易用的通用同步软件几乎是不可能的事情。要实现客户端软件 的通用，必须另辟蹊径。 实际上，不仅仅只有手机o s 带来的通用性问题。在中国，移动通信市场主 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 要有三大运营商，各自移动用户群相对稳定。一方面，手机品种很多，更新换代 太快，手机价格也越来越低；我国移动用户往往选择更换手机而非更换s i m 卡。 一旦更换手机，用户存储在手机上的个人信息以及其他数据将很难转移。另一方 面，作为移动通信的核心，手机卡的功能越来越强大，尤其是信息安全性和存储 容量方面。从这点来看，用手机卡取代手机作为同步软件的运行平台，实现基于 手机卡的数据同步系统具有非常重要的意义。 除此之外，传统的移动数据同步模型都是采用短消息s m s 信道实现点对点 信息发送或者广播形式的信息发送。随着移动多媒体信息业务的发展，这种传输 形式存在若干问题，比如：数据传输率低下、信息格式单一、可靠性差等。 为了扩展移动数据同步业务，并有效解决客户端软件的移植性和通用性问 题，提高数据传输速率，本文在研究数据同步技术及s y n c m l 协议的基础上，结 合我国移动通信产业的现状，综合考虑易用性和可实现性等因素，设计了一种数 据同步系统。它以第三代手机卡u s i m 卡作为客户端软件运行平台，以s y n c m l 协议为数据同步标准，通过b i p 协议及高速无线通道进行数据传输，从而解决目 前常用数据同步系统所面临的上述问题。建 1 3 作者研究生期间的工作 除了论文的相关工作外，作者还积极参与了实验室的一些项目： 1 、中国移动中央o t a 管理平台 项目简介：该项目为o t a ( 空中下载) 系统提供中央w e b 管理平台，使得 中央平台能够向地方平台推广全国业务，并能够及时获得地方0 t a 平台 的数据。除此之外，该项目还负责0 t a 卡菜单定制、生成、下发以及对 0 t a 业务用户及用户业务内容进行管理维护。 项目中的责任：参与了中央平台与地方平台接口的详细设计；负责卡信 息查询、权限管理、菜单管理、统计查询、中央平台与地方平台接口等 功能的开发与测试。 2 、中国联通j a v a 卡应用管理平台 项目简介：该项目是基于g p 规范对j a v a 卡的一个综合性管理平台，对 j a v a 卡在应用的下载、删除、个人化、卡片生命周期管理、安全域密钥 等方面进行配置管理，以及流程处理。 项目中的责任：负责系统的功能以及数据库的设计，负责安全域管理、 菜单安全域密钥管理、卡片管理以及远程应用下载接口的开发，并独立 完成g p 用户平台网站的开发与测试。 3 、某省移动o t a 行业管理平台 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 项目简介：该项目主要完成为集团客户定制特殊o t a 卡菜单的功能，并 提供对o t a 集团业务用户信息及用户业务内容的管理维护。 项目中的责任：负责企业订购关系管理、系统日志管理、菜单审核管理 等功能的代码开发与测试。 1 4 论文组织结构 本文分为五章，章节内容安排如下： 第一章是绪论，主要介绍了课题研究背景和意义，以及国内外研究现状。 第二章主要介绍了现有的一些数据同步技术与可能的发展方向，分析了 s y n c m l 协议的原理及模型。 第三章主要完成对s i m 卡与u s i m 卡对比分析，及u i c c 文件系统尤其是 3 g 电话簿文件结构及文件内容的研究，为u s i m 卡上开发电话簿同步应用程序 做好准备工作，并分析了u s i m 卡上应用运行环境及其可行性。 第四章提出一个结合u s i m 卡、s y n c m l 协议实现的数据同步方案，完成整 个数据同步系统的设计与实现。其中主要设计了系统框图，分析了系统核心功能， 并分别设计了客户端应用软件、客户端开发库s i m s y n c l i b 、同步服务器；最后 针对数据同步传输通道、数据同步安全性和完整性进行了研究。 第五章对课题完成的主要工作进行了总结，并对课题的应用前景做了展望。 线网络获得信息，不同的移动终端设备( 个人数字助理、移动电话、便携式笔记 本) 的出现，使得移动办公成为一种潮流和趋势。这些移动设备之间通过无线网 络互联以相互获取信息；而移动应用为了随时快速的访问这些信息，会使相同的 数据信息在各种设备上都留有副本，每一个设备再分别访问本地副本信息。为了 保证事务处理的正确性，随时保持这些副本间的数据一致与更新是相当必要的。 有关数据同步的概念，业界还没有一个确切的定义。一个参考定义为1 1 】：数 据同步是指将两套存在关联映射关系但又不完全相同的数据按照某种规则将两 个数据集的数据元素一致化的过程。例如数据集a 和数据集b 都是某个用户的 分存在不同地方的个人信息，该用户分别在不同的时候修改了数据集a 的元素a 和数据集b 的元素b ，导致a 和b 所存储的信息不一致；数据同步的任务就是 依照某种规则使得a 与b 一致。 举一个数据同步在移动环境下的应用实例。在日程管理系统中，公司职员的 移动终端和公司服务器上均有他的工作日程安排。当员工外出时与客户约定下次 会面的安排时，就会在自己终端做出修改，而同时在公司服务器上的日程安排数 据有可能因收到新的任务发生变更。这时就需要对移动终端和服务器上的日程数 据进行同步。这便是移动通信网络中数据同步的应用模式：移动终端从主数据库 获取数据的最新副本，然后离线对本地副本进行更改，最后在一定的时间将副本 的更改再次通过数据同步传回主数据库。这个模式具有很多的优势：第一，它使 最终用户能够获得、更新最新的信息，因为这些信息是刚刚同步获得的；第二， 离线的计算和修改减少了网络的信息传输量，对于提高网络性能具有很好的实际 意义。基于这些优点，移动数据同步业务现已成为移动计算的重要应用，也将成 为3 g 时代不可或缺的业务之一。 2 2 常用数据同步技术分析比较 数据同步对于移动计算的重要意义，使得主流的操作系统、数据库及其他相 关厂商都纷纷推出了基于自己产品平台的数据同步产品或技术。最常用的有 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 m i c r o s o f ta c t i v e s y n c 技术、p a l mh o t s y n c 技术、i n t e l l i s y n c 方案和s y n c m l 协议 等等。 2 2 1 同步协议介绍 有些常用的数据同步技术大部分是厂商为自己的产品而专门设计，比如 m i c r o s o f ta c t i v e s y n c 技术、p a l mh o t s y n c 技术和i n t e l l i s y n c 方案都是专用的数据 同步技术。下面将简单做出介绍【2 1 。 2 2 1 1m i c r o s o f ta c t i v e s y n c 技术 m i c r o s o f t a c t i v e s y n c 是微软为自己的w i n c e 产品而设计的。触i v e s y n c 为 w i n d o w s 桌面系统和基于w i n d o w sc e 的移动设备之间完成数据同步提供开发接 口，并同时实现了支持同步会话管理的运行支持平台。它可以支持记录、文件等 多个粒度的数据同步。m i c r o s o f t a c t i v e s y n c 的主要特点是： ( 1 ) 只能完成w i n d o w s 桌面p c 和w i n d o w sc e 便携终端间的数据同步。 ( 2 ) a c t i v e s n y c 同步是事先固定的s s p 之间的同步，所有活动需由统一的服务 管理模块来进行协调管理，仅支持固定端点间的连接，支持的网络规模相对较小。 2 2 1 2p a l mh o t s y n c 技术 p a l mo s 作为领先的移动操作系统，也在较早时候为自己的产品推出了 h o t s y n c 开发规范和相应的产品，允许p a l m 终端与p c 平台连接，和基于p c 的 p i m 系统、办公群件等交换p i m 信息、邮件、文档及其他数据。h o t s y n c 技术 是一种开放设计，在协议与实现的框架中摒弃了对操作系统特性的依赖，为p a l m o s 和p c 平台之间提供了数据交换和程序安装等能力。 h o t s y n c 主要包括h o t s n y cm a n a g e r 、h o t s n y cc l i e n t 、s y n cm a n a g e r 和 c o n d u i t s 几个部分，各部分的主要功能如下： h o t s n y cm a n a g e r 和h o t s n y cc l i e n t 是分别位于p c 和移动终端的同步管理程 序，负责连接的配置与管理、数据源的管理等功能。 s y n cm a n a g e r 构筑在数据库管理部件的基础上，提供基础的数据访问功能， 完成设备之间的同步逻辑，借助于底层的通信连接功能实现移动终端与p c 的联 机协作。另外，还负责同步终端的标识、跟踪、管理等工作，并将上次成功同步 后设备中的纪录状态用同步上下文记录下来。 c o n d u i t s 完成具体数据库的打开、关闭和纪录级的操作，并通过s y n c m a n a g e r 与终端数据库进行交互。每个应用程序都有一个相应的c o n d u i t s 完成这 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 些功能。 在同步特性上，h o t s y n c 支持的是一种点到点模式的同步。虽然桌面系统与 移动终端的地位是不对等的，但各自都可以与多个异种设备进行同步，没有固定 的中央服务器。在同步模式上，h o t s n y c 有两种主要的模式：快同步和慢同步。 2 2 1 3 i n t e l l i s y n c 方案 美国p u m a t e c h 公司提出的i n t e l l i s y n c 同步架构基于客户端朋艮务器( c s ) 模式， 同步客户端( p d a 、m o b i l ep h o n e ) 每次和一个固定的同步服务器进行同步，这个 同步服务器保存了各个同步客户端的数据改变状态和设备信息。 i n t e l l i s y n c 的优点是：客户端每次都和固定的同步服务器进行同步，因此是 一种快同步方式，可以减少网络的数据传输量和同步时间；又因为是客户端朋艮 务器模式，有利于同步的安全策略的扩展和内部信息的广播。同时由于采用了 c s 架构，i n t e l l i s y n c 同步具有下列的不足：中心瓶颈。一旦同步服务器失效， 移动客户端之间都不能完成同步：系统扩展性也较差，系统能够支持的客户端数 量受到服务器性能的限制。 2 2 1 4 通用数据同步s y n c m l 协议 虽然业内已经有了很多的数据同步协议，而且各种新的协议还在不断产生， 但正如前面提到的三种同步产品一样，它们都具有很大的局限性：其中多数只能 支持有限种类的设备、系统及数据类型因为它们在设计上封闭，同步的交互 协议和数据表示等都是不公开的专有格式。这些互不兼容的协议，增加了同步软 硬件各方面的复杂性，使得同步的应用大受限制。在这样的背景下，大型的通信 及设备企业联合起来，制定并推广了移动数据同步协议s y n c m i 广一第一个也是 唯一全行业通用的统一开放标准。 s y n c m l 是一种全部同步和增量同步相结合的协议。 ( 1 ) 全部同步：是指对需要同步的设备同步主数据库中全部记录。一般会在 设备之间第一次同步、修改日志丢失或同步双方的同步标志不匹配的情况下使 用。 ( 2 ) 增量同步：是指首先找出需要同步的设备对应的改动信息数据库文件， 只发送数据库中标记为需要同步的记录，同步后再重置标记。增量同步一般有客 户端设备发起。 s y n c m l 数据同步的特点是同步速度快、兼容性好、支持各种异质的同步设 备。不过，s y n c m l 采用c s 模型，在协议的实施规模上有很大局限，且对存储 北京邮电大学硕士论文基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 容量要求比较高。 2 2 2 同步协议的比较 不同数据同步协议、方案之间的比较，一般基于以下几个标准： 逻辑拓扑：设备间互联的逻辑方式，而非网络的拓扑； 系统规模：同步可以部署的网络规模，即同步系统中的终端数目； 兼容性：能支持的异质终端设备的类型和数量。 存储空间消耗：涉及同步算法在执行中的空间消耗和同步协议所需要的 额外信息存储的资源占用 传输负载：包括两个方面：单次同步的负载，以及系统中一个更新扩散 到全系统所需要的总传输负荷量； 计算强度：同步算法的复杂度； 由于传输负载和计算强度主要是由数据同步采用的算法及同步模式决定的， 本文暂不予比较。就其他方面，m i c r o s o f ta c t i v e s y n c 技术、p a l mh o t s y n c 技术、 i n t e l l i s y n c 方案和s y n c m l 协议四种常用数据同步方案的具体比较见下表： 表2 - 1几种常用的数据同步方案比较 同步技术逻辑拓扑系统规模存储消耗兼容性 w i n d o w sc e 便携设备与桌 a c t i v e s y n c 分布式端到端小较小 面系统之间的 同步 p a l m 系统与 h o t s y n c分布式端到端 小较小 p c 平台之间 终端较小，中 仅使用 i n t e l l i s y n c 中央式星型大 i n t e l l i s y n c 服 央大 务器 任意终端设 s y n c m l 分布式端到端中等 较大备、任意服务 器平台 2 3 s y n c m l 协议及其同步模型 s y n c m l 全称s y n c h r o n i z a t i o nm a r k u pl a n g i l a g e ( 同步标记语言) 【3 l ，是一种基 于x m l 的平台无关的，唯一行业通用的移动数据同步化的协议，也是一种通用 1 i 、 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y e c m l 数据同步系统的研究 数据同步框架的规范。采用该协议的移动设备能够通过网络实现数据的同步，网 络的数据也可以通过任何采用该协议的移动设备同步。 2 3 1 s y n c m l 同步模型 基于s y n c m l 的同步体系结构可以分为三层，如图2 1 所示【3 】： ( 1 ) 最底层通讯协议层：支持h 兀 p ，w s p 和o b e x 等协议，可以在跨 网络、跨平台的网络环境中实现数据同步； ( 2 ) q a 间层s y n c m l 协议实现及接口层：是整个架构的核心层，提供了 s y n c m l 的实现并向同步应用层提供统一的开发接口，屏蔽了底层物理媒介及网 络通讯协议的差异； ( 3 ) 最上层同步应用层：由于提供了统一的调用接e l ，所以多种类型的 应用都能取得中间层提供的服务，实现同步功能。 图2 - 1 s y n c m l 体系结构示意图 2 3 2 s y n c m l 协议分析 s y n c m l ( s y n c h r o n i z a t i o nm a r k u pl a n g u a g e 同步标记语言) 是一套协议剿3 1 ， 它主要包括4 个部分：s y n c m l 数据同步协议的框架结构、s y n c m l 同步协议、 s y n c m l 表示协议、s y n c m l 的传输方式。s y n c m l 同步协议主要定义数据同步 操作会话过程中的数据流程、同步双方的握手过程、数据同步操作的类型等； s y n c m l 表示协议主要涉及同步所支持的数据类型、命令格式、能够在各种网络 传输的s y n c m l 消息格式；s y n c m l 消息可以在任何一种有线和无线的网络连接 北京邮电大学硕士论文 基于u s i m 的s y n c m l 数据同步系统的研究 上传输，在s y n c m l 协议的传输绑定中定义了可以在基于哪，w s p ( w i r e l e s s s e s s i o np r o t o c o l 无线会话协议) ，o b e x ( i r d ao b j e c te x c h a n g ep r o t o c o l 对象交换 协议) 三种协议的网络连接上传输s y n c m l 包和消息，这三种传输协议基本上涵 盖了所有的远程和短程连接。首先来研究一下s y n c m l 协议的总体体系结构。 2 3 2 1 s y n c m l 同步框架 s y n c m l 的数据同步框架采用了客户端朋艮务器模式，将设备角色分为客户端 ( s y n c m lc l i e n t ) 和服务器( s y n c m ls e r v e r ) 。在同步结构中，“应用a 和“应用b 分别代表服务器与客户端上的网络服务，两者之间可以使用h t r p 协议、w s p 协议、o b e x 协议等公用网络连接，进行数据同步交互。 ( 1 ) s y n c m l 客户端设备上，软件系统包括两个部分：同步客户端代理和“应 用b ”。客户端代理负责调用s y n c m l 接口，以完成“应用b 对网络的访问。 ( 2 ) 在s y n c m l 服务器设备上，软件系统包括三个部分：同步服务端代理、 同步引擎和“应用a 。同步引擎：负责管理整个同步数据的操作，包括相关的 冲突检测、变更检测和冲突解决等同步问题。同步服务端代理：管理同步引擎对 网络的访问，管理客户端和服务器的应用间的数据同步通信过程；并负责调用 s y n c m l 接口，以完成这些功能。 如图2 2 所示，该框架【3 】体现了完全的端到端的不同平台的同步解决方案。 a p p a _ s y n c s e n ，e r a g e n t 8 y n c m l 川o 川_ - - 川i a p p l i c e r t i o n n d s y r 虻m l ： a p pb j s y n c m l 墓 | 0 重当 a s y 出n c p m t e r l 蚴x m 旺l b 。s a d y n a c p m t 甜l 芒肇i 籼hj一 s y n e 的、 7 c n e n t a g e n t 二：1 懈一1 = ：妻 驴m i e 参，h t t p ，w s p ，o b e x ) 图2 - 2s y n c m l 同步框架示意图 同步客户端通常是移动电话、个人电脑、p d a 等，它首先发送修改数据给 服务器。客户必须能够接收同步服务器的影响。 虚线框内部表示的是s y n c m l 标准讨论的s y n c m l 框架结构，s y n c m l 框架 由s y n c m l 数据格式、s y n c m l