Nghiên cứu giao thức WAP

Căn cứ vào các kỹ thuật sử dụng cho hệ thống, các dịch vụ mà hệ thống có thể đáp ứng được ta chia lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động thành các thế hệ được biểu diễn theo b

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông ,Đại Học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho phép em thực hiện đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt, Em xin chân thành cảm ơn tới Cô Giáo Đoàn Ngọc Phương đã

rất tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện đề tài vừa qua

Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy, các Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết, quý báu trong những năm tháng học tập tại Trường

Mặc dù em đã cố gắng, nhưng với trình độ còn hạn chế, trong quá trình làm

đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em hy vọng sẽ nhận được những ý kiến nhận xét, góp ý của các nhà khoa học, các thầy cô giáo và bạn bè về những vấn

đề được triển khai trong đồ án

Em xin trân trọng cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan toàn bộ đồ án: “Nghiên cứu giao thức WAP” là do bản

thân tìm hiểu, nghiên cứu Không có sự sao chép nội dung từ các đồ án khác Tất

cả nội dung hoặc hình ảnh minh họa đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng từ các tài liệu tham khảo ở nhiều nguồn khác nhau mà xây dựng nên Ngoài ra còn có sự

góp ý và định hướng của cô giáo Đoàn Ngọc Phương Em xin cam đoan những

lời trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2012

Nguyễn Thị Hằng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

DANH MỤC HÌNH 5

DANH MỤC BẢNG 7

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 8

LỜI NÓI ĐẦU 10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G 11

1.1.Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động 11

1.1.1.Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 thế hệ 2 đến cdma2000 thế hệ 3 12

1.1.2.Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G W-CDMA 16

1.2.Mạng 3G 17

1.2.1.Mô hình tham khảo mạng cdma2000 18

1.2.2.Mô hình tham khảo mạng W-CDMA 19

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC WAP 22

2.1.Giới thiệu 22

2.2.Khái niệm WAP 22

2.3.Kiến trúc tổng quan 25

2.3.1.Mô hình World Wide Web 25

2.3.2.Mô hình WAP 26

2.3.2.1 WAP Client 28

2.3.2.2 WAP Proxy, WAP Gateway và WAP Server 29

2.4.Ưu và nhược điểm của WAP 34

2.4.1.Những lợi ích của WAP 34

2.4.2.Những bất lợi của WAP 36

2.5 Cuộc cách mạng của trình duyệt WAP 36

CHƯƠNG III: CHỒNG GIAO THỨC WAP 38

3.1.Nhìn chung 38

3.2.Mô hình tham chiếu WAP 43

3.3.WAE– Wireless Application Environment – Môi trường ứng dụng không dây 43

3.3.1.Nền tảng 43

3.3.2.Các mục tiêu và yêu cầu 44

3.3.3.Mô hình kiến trúc WAE 45

3.3.3.1.Các tác nhân người dùng (user agent) WAE 48

3.3.3.2.Các dịch vụ (service) và các khuôn mẫu (formats) WAE 48

3.3.4.Bảo mật và điều khiển truy nhập 53

3.4.WSP – Wireless Session Protocol - Giao thức phiên không dây 53

3.4.1.Các đặc trưng WSP 53

3.4.2.Các ký hiệu WSP 55

3.4.3.Các phần tử WSP trong truyền thông giữa các lớp 57

3.4.3.1.Dịch vụ có kết nối 57

3.4.3.2.Dịch vụ phiên phi kết nối 62

3.5.WTP – Wireless Transaction Protocol – Giao thức giao dịch không dây 63

3.5.1.Các đặc trưng giao thức WTP 63

3.5.2.Các loại giao dịch 64

3.5.3.Thực thể quản lý WTP 65

3.5.4.Các dịch vụ đã cung cấp tới lớp trên 66

3.5.5.Phân loại hoạt động 67

3.6.WTLS – Wireless Transport Layer Security – Bảo mật lớp giao vận không dây 70

3.6.1.Quản lý kết nối WTLS 70

3.6.2.Kết nối có trạng thái WTLS 71

3.6.3.Giao thức bắt tay 71

3.6.4.Các cơ chế mật mã WTLS 72

3.7 WDP– Wireless Datagram Protocol – Giao thức dữ liệu đồ không dây 72

3.7.1.Kiến trúc WDP 72

3.7.2.Sự mô tả chung về WDP 73

3.7.3.Thực thể quản lý WDP 74

CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC WAP PUSH 75

4.1.Giới thiệu 75

4.2.Bộ khung ứng dụng Push 75

4.3.Push Proxy Gateway 77

4.3.1.Tổng quan các dịch vụ 77

4.3.2.Truy nhập từ phía Internet 77

4.3.3.Dịch vụ điều khiển thông điệp 78

4.3.4.Mã hóa và biên dịch 78

4.3.5.Dịch vụ truy vấn các năng lực client 78

4.4.Giao thức truy nhập Push 78

4.4.1.Hoạt động của giao thức PAP 78

4.4.2.Quy trình push 79

4.4.3.Sự báo cáo xác nhận 79

4.4.4.Việc hủy Push 79

4.4.5.Truy vấn khả năng client 79

4.5.Giao thức Push Over-the-Air Protocol 80

4.6.Sự xem xét bảo mật 80

CHƯƠNG IV.SO SÁNH WAP VÀ WEB 82

5.1 Kiến Trúc 82

5.2.Vấn đề bảo mật 83

5.2.1 So sánh các mô hình bảo mật 83

5.2.1.1.Bảo mật trên Internet 83

5.2.1.2 Bảo mật trên WAP 85

5.2.2 TLS và WTLS 87

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tổng kết quá trình phát triển của thông tin di động 12

từ thế hệ 1 đến thế hệ 3 12

Hình 1.2: Lộ trình phát triển từ cdmaOne đến cdma2000 16

Hình 1.3 Lộ trình nâng cấp GSM lên WCDMA 16

Hình 1.4 Kiến trúc tổng quát một mạng di động kết hợp cả PS và CS 18

Hình 1.5.Kiến trúc chung của hệ thống cdma2000 18

Hình 1.6.Cấu trúc của UMTS 20

Hình 2.1.Mô hình internet 24

Hình 2.2.Mô hình mạng không dây 24

Hình 2.3.Mô hình kết hợp mạng internet và mạng không dây 24

Hình2.4.Mô hình World Wide Web 25

Hình 2.5 Mô hình lập trình WAP 27

Hình 2.9 WAP Client 29

Hình 2.10 Server gốc kết nối trực tiếp với Internet 30

Hình 2.12 Gateway server nằm giữa hai loại mạng khác nhau 31

Hình 2.12 Sử dụng WAP proxy/gateway 31

Hình 2.13 WAP gateway trong mạng không dây 31

Hình 2.14 Các bước thực hiện khi tiến hành một phiên giao dịch WAP 32

Hình 2.15 Quá trình bên dịch các yêu cầu tại gateway chuyển đổi giao thức 32

Hình 2.15 mô tả quá trình biên dịch tại gateway chuyển đổi giao thức các 33

Hình 2.16 Mô tả chức năng mã hoá/giải mã của WAP gateway 33

Hình 2.17.Một minh họa về mạng WAP 34

Hình 3.1.Chồng giao thức WAP 38

Hình 3.2 Chồng Giao Thức WAP mẫu 42

Hình 3.3.Mô hình tham chiếu WAP 43

Hình 3.4.Mô hình logical WAE 46

Hình 3.5.Các thành phần WAE Client 48

Hình 3.6 Một dịch vụ không báo nhận 56

(a non – confirmed service) 56

Hình 3.7.Thiết lập Phiên 60

Hình 3.8.Phương thức Invoke 61

Hình 3.9.Hủy bỏ phương thức Invoke 61

Hình 3.10 Non-confirmed Push 61

Hình 3.11 Confirmed Push 62

Hình 3.12.Phục hồi Phiên 62

Hình 3.13.Một giao dịch loại 0 68

Hình 3.14.Một giao dịch loại 1 69

Hình 3.15.Một giao dịch loại 2 70

Hình 3.16.Thiết lập một kết nối an toàn 71

Hình 3.17.Kiến trúc giao thức dữ liệu đồ không dây 73

Hình 3.18.Mô hình WDP tổng quát 73

Hình 4.1 So sánh các công nghệ “Pull” và “Push” 75

Hình 4.2.Bộ khung Push dạng đơn giản nhất 76

Hình 4.3.Bộ khung Push với Push Proxy Gateway 76

Hình 5.1.Kiến trúc trên Internet 82

Hình 5.2.WAP được dùng truy cập internet 82

Hình 5.3 Ngăn xếp WAP và WEB 83

Hình 5.4 Mô hình giao tiếp cổ điển trên Internet 84

Hình 5.5 Mô hình giao tiếp trên WAP 86

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 lịch sử phát triển lên thế hệ 3 của mạng thông tin di động 11 Bảng2.Cuộc các mạng trình duyệt WAP trên các thế hệ điện thoại di động của Nokia 37 Bảng 3.Các kiểu lời gọi nguyên thủy 57 Bảng 4.Một vài điểm khác nhau giữa TLS và WTLS 88

IP Internet Protocol Giao thức Internet

MMI Man Machine Interface Giao tiếp người – máy MMS Multimedia Message Service Dịch vụ tin nhắn đa phương

tiện

PDA Personal Digital Assistant Máy trợ lý cá nhân dùng kĩ

thuật số

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền

dẫn SSL Secure Socket Layer Tầng Socket an toàn

UMTS Universal Mobile

Telecommunocation System

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

URI Uniform Resource Identifier Định danh tài nguyên thống

nhất URL Uniform Resource Locator Bộ định vị tài nguyên thống

nhất W-CDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập vô tuyến phân

Access chia theo mã băng rộng WAE Wireless Application Environment Môi trương ứng dụng không

dây

WSP Wireless Session Protocol Giao thức phiên không dây WTA Wireless Telephony Application Trình ứng dụng điện thoại

không dây WTAI Wireless Telephony Application

Interface

Giao diện Trình ứng dụng điện thoại không dây WTP Wireless Transaction Protocol Giao thức giao dịch không

dây

LỜI NÓI ĐẦU

WAP – Công nghệ mà sẽ đưa mọi người đến gần nhau hơn – đã ra đời và đang từng bước phát triển chứng minh khả năng vô tận của mình Bạn đã biết đến Internet và WWW Bạn biết rằng phải có một máy tính để truy nhập vào kho thông tin khổng lồ ấy, thực hiện những giao dịch với bất kỳ người nào cũng kết nối Internet, ở bất kỳ đâu trên trái đất Tuy nhiên bạn đã thõa mãn với điều đó chưa Hay đơn giản bạn không có thời gian để sử dụng máy tính? Hoặc giả bạn không biết sử dụng máy tính? Bạn lo lắng bạn không thể có được nguồn lợi khổng lồ mà Internet mang lại, … WAP đã cho bạn câu trả lời hoàn thiện cho thắc mắc của bạn WAP sẽ đưa bạn đến với Internet mà không cần phải có một máy tính hay là phải biết sử dụng máy tính Bạn có thể thực hiện những giao dịch qua WAP Bạn cũng có thể lựa chọn các món hàng, thực hiện một trắc nghiệm hay dạo chơi trên xa lộ thông tin Internet Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy nên em đã quyết định chọn đề tài: " NGHIÊN CỨU GIAO THỨC WAP"

Đồ án này sẽ nghiên cứu về công nghệ WAP ở khía cạnh Viễn thông, khía cạnh của những người đã xây dựng nên WAP, đưa bạn đến với Internet chỉ qua một thiết bị thông thường nhỏ xíu trong túi quần bạn: Điện thoại di động.Qua đó,đồ án cũng giới thiệu một số ứng dụng WAP đã và đang được triển khai

Nội dung đồ án gồm 4 chương :

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC WAP

CHƯƠNG III: NGĂN XẾP GIAO THỨC WAP

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU MỘT VÀI ỨNG DỤNG WAP

Trong quá trình làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, sai lầm Em rất mong nhận được sự phê bình, hướng dẫn và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Cô giáo Đoàn Ngọc Phương cùng các thầy cô trong khoa để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G

1.1.Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động

Khi con người có hệ thống thông tin cố định thông qua các máy để bàn, họ mong ước có một hệ thống di động để có thể trao đổi thông tin mọi lúc mọi nơi

Để đáp ứng yêu cầu đó, mạng thông tin di động ra đời, trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ hệ thống tương tự sử dụng kỹ thuật FDMA đến các hệ thống số TDMA và CDMA Căn cứ vào các kỹ thuật sử dụng cho hệ thống, các dịch vụ

mà hệ thống có thể đáp ứng được ta chia lịch sử phát triển của hệ thống thông tin

di động thành các thế hệ được biểu diễn theo bảng sau:

Bảng 1 lịch sử phát triển lên thế hệ 3 của mạng thông tin di động

Chủ yếu cho tiếng thoại kết hợp với các dịch vụ bản tin ngắn

TDMA, hoặc CDMA số băng hẹp (8-13kbps)

Thế hệ 2.5

GPRS, EDGE, CDMA 1x

Trước hết là tiếng thoại có đưa thêm các dịch vụ số liệu gói

TDMA (kết hợp nhiều khe thoại hoặc nhiều tần số), CDMA tốc độ

mã cao hơn

Thế hệ 3

(3G)

CDMA2000, W-CDMA

Các dịch vụ tiếng và số liệu gói được thiết kế để truyền tiếng và số liệu đa phương tiện

Sử dụng CDMA băng rộng

Sơ đồ hình 1.1 sau đây tổng kết quá trình phát triển của hệ thống thông tin

IS-95 CDMA (J-STD-008) (1900)

IS-136 TDMA(800)

IS-95 CDMA (800)

IDEN (800)

W-CDMA

Cdma2000 Nx

Hình 1.1 Tổng kết quá trình phát triển của thông tin di động

từ thế hệ 1 đến thế hệ 3

1.1.1.Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 thế hệ 2 đến cdma2000 thế hệ 3

Mạng IS-95 (cdmaOne) không phải là mạng đầu tiên trên thế giới cung cấp truy nhập số liệu nhưng đây lại là mạng được thiết kế duy nhất để truyền số liệu Chúng xử lý truyền dẫn số liệu và tiếng theo cách rất giống nhau Khả năng truyền dẫn tốc độ thay đổi có sẵn ở trong cdmaOne cho phép quyết định lượng thông tin cần phát, vì thế cho phép chỉ sử dụng tiềm năng mạng theo nhu cầu Vì các hệ thống cdmaOne sử dụng truyền tiếng đóng gói trên đường trục (ví dụ từ BTS đến MSC) nên khả năng truyền dẫn số liệu gói đã có sẵn trong các thiết bị Công nghệ truyền dẫn số liệu gói của cdmaOne sử dụng ngăn xếp giao thức số

liệu gói tổ ong (CDPD : Cellular Digital Packet Data) phù hợp với giao thức TCP/IP

Bổ sung truyền số liệu vào mạng cdma 2000 sẽ cho phép nhà khai thác mạng tiếp tục sử dụng các phương tiện truyền dẫn, các phương tiện vô tuyến, cơ

sở hạ tầng và các máy cầm tay sẵn có chỉ cần phải nâng cấp phần mềm cho chức năng tương tác Nâng cấp IS-95B cho phép tăng tốc độ kênh để cung cấp tốc độ

số liệu 64-115 kbps và đồng thời cải thiện chuyển giao mềm và chuyển giao cứng giữa các tần số Các nhà sản xuất đã công bố các khả năng số liệu gói, số liệu kênh, Fax số trên các thiết bị cdmaOne của họ

IP di động (giao thức internet cho di động) là sự cải thiện các dịch vụ số liệu gói IP di động cho phép người sử dụng duy trì kết nối số liệu liên tục và nhận được một địa chỉ ID khi di động giữa các bộ điều khiển trạm gốc (BSC) hay chuyển đến các mạng CDMA khác

Một trong các mục tiêu quan trọng của ITU IMT-2000 là tạo ra các tiêu chuẩn khuyến khích sử dụng một băng tần trên toàn cầu nhằm thúc đẩy ở mức độ cao việc nhiều người thiết kế và hỗ trợ các dịch vụ cao IMT-2000 sẽ sử dụng các đầu cuối bỏ túi kích cỡ nhỏ, mở rộng nhiều phương tiện khai thác và triển khai cấu trúc mở cho phép đưa ra các công nghệ mới Ngoài ra các hệ thống 3G hứa hẹn đem lại các dịch vụ tiếng vô tuyến có các mức chất lượng hữu tuyến đồng thời tốc độ và dung lượng cần thiết để hỗ trợ đa phương tiện và các ứng dụng tốc

độ cao

Sự phát triển của các hệ thống 3G sẽ mở cánh cửa cho mạch vòng thuê bao vô tuyến đối với PSTN và truy cập mạng số liệu công cộng, đồng thời cũng đảm bảo các điều kiện thuận lợi hơn các ứng dụng và các tiềm năng mạng Nó cũng sẽ đảm bảo chuyển mạng toàn cầu, di động dịch vụ, ID trên cơ sở vùng, tính cước và truy nhập thư mục toàn cầu thậm chí có thể hy vọng công nghệ 3G cho phép nối mạng vệ tinh một cách liên tục

Một trong các yêu cầu kỹ thuật của cdma2000 là tương thích với hệ thống

cũ cdmaOne về: các dịch vụ tiếng, các bộ mã hoá tiếng, các cấu trúc báo hiệu và

các khả năng bảo mật

Giai đoạn một của cdma2000 sẽ sử dụng độ rộng băng tần 1,25 Mbps và truyền số liệu tốc độ đỉnh 144 kbps cho các ứng dụng cố định hay di động Giai đoạn hai của cdma200 sẽ sử dụng độ rộng băng tần 5Mhz và có thể cung cấp tốc

độ số liệu 144kbps cho các dịch vụ số liệu và xe cộ, 2Mbps cho các dịch vụ cố định Các nhà công nghiệp tiên đoán rằng giai đoạn cdma200 3x sẽ dần tiến đến tốc độ 1Mhz cho từng kênh lưu lượng Bằng cách hợp nhất hay bó hai kênh người sử dụng sẽ đạt được tốc độ đỉnh 2Mbps là tốc độ đích của IMT-2000

Sự khác nhau căn bản giữa giai đoạn một và hai của cdma2000 là độ rộng băng tần và tốc độ băng thông tổng hay khả năng tốc độ số liệu đỉnh Giai đoạn hai sẽ đưa các khả năng tốc độ tiên tiến và đặt nền móng cho các dịch vụ tiếng 3G phổ biến, sử dụng VoIP Vì các tiêu chuẩn cdma2000 1x và cdma2000 3x phần lớn sử dụng chung các dịch vụ vô tuyến băng gốc nên các nhà khai thác có thể sử dụng một bước tiến căn bản đến các khả năng đầy đủ của 3G bằng cách thực hiện cdma2000 1x Cdma2000 giai đoạn hai sẽ bao gồm mô tả chi tiết các giao thức báo hiệu, quản lý số liệu và các yêu cầu mở rộng từ vô tuyến 5Mhz đến

10 Mhz và 15 Mhz trong tương lai

Bằng cách chuyển từ công nghệ giao diện vô tuyến IS-95 hiện nay sang IS-2000 1x của tiêu chuẩn cdma2000, các nhà khai thác đạt được tăng dung lượng vô tuyến gấp đôi và có khả năng xử lý số liệu gói đến 144kbps Khả năng của cdma2000 giai đoạn một bao gồm lớp vật lý mới cho các cỡ kênh 1x1,25 Mhz và 3x1,25 Mhz, hỗ trợ các tuỳ chọn đường xuống trải phổ trực tiếp và đa sóng mang 3x và các định nghĩa cho 1x và 3x Các nhà khai thác cũng sẽ được hưởng sự cải thiện dịch vụ tiếng với dung lượng tăng 2 lần

Cùng với sự ra đời của cdma2000 1x các dịch vụ số liệu cũng sẽ được cải thiện Giai đoạn hai cũng sẽ hoàn thành cơ cấu MAC (Medium Access Control: điều khiển truy nhập môi trường) và định nghĩa giao thức đoạn nối vô tuyến (RLP: Radio Link Protocol) cho số liệu gói để hỗ trợ các tốc độ số liệu gói ít nhất

là 144 kbps

Thực hiện giai đoạn hai của cdma2000 sẽ mang lại rất nhiều khả năng mới

và tăng cường dịch vụ Giai đoạn hai sẽ tăng cường tất cả các kích cỡ kênh (6x,

9x, 12x) cơ cấu cho các dịch vụ tiếng, bộ mã hoá tiếng cho cdma2000 bao gồm VoIP Với giai đoạn hai các dịch vụ đa phương tiện thực sự sẽ được cung cấp và

sẽ mạng lại các cơ hội lợi nhuận bổ sung cho các nhà khai thác Các dịch vụ đa phương tiện sẽ có thể thực hiện được thông qua MAC số liệu gói, hỗ trợ đầy đủ cho dịch vụ số liệu gói đến 2Mbps, RLP hỗ trợ tất cả các tốc độ số liệu đến 2Mbps và mô hình gọi đa phương tiện tiên tiến

Ở lĩnh vực các dịch vụ và báo hiệu, giai đoạn hai cdma2000 sẽ đem đến cấu trúc báo hiệu 3G cdma2000 tự sinh đối với điều khiển truy nhập đoạn nối (LAC : Link Access Control) và cấu trúc báo hiệu lớp cao Các cấu trúc này đảm bảo hỗ trợ để tăng cường tính riêng tư, nhận thực và chức năng mật mã Cấu trúc

và thiết bị mạng hiện có của nhà khai thác sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển đổi này Một mạng được xây dựng trên cấu trúc mở tiên tiến với lộ tŕnh chuyển đổi rõ ràng có thể nhận được các khả năng của IS-2000 1x bằng cách chuyển đổi modul đơn giản Các mạng có cấu trúc ít linh hoạt hơn có thể đòi hỏi các bước chuyển đổi tốn kém để thay thế toàn bộ hệ thống thu phát gốc BTS Để đạt được tốc độ đỉnh nhà khai thác có thể nâng cấp phần mềm cho mạng và các trạm gốc để hỗ trợ giao thức số liệu của IS-2000 1x

Sẽ phải có điểm phục vụ số liệu gói (PDSN : Packet Data Service Node)

để hỗ trợ kết nối số liệu cho Internet Nhiều nhà cung cấp các thiết bị đã đưa ra các giải pháp tích hợp điểm phục vụ số liệu vì thế mở ra lộ trình liên tục tiến tới các công nghệ 3G Hình vẽ sau cho thấy quá trình phát triển của IS-95

Các nhà khai thác cdmaOne có khả năng nâng cấp lên hệ thống 3G mà không cần thêm phổ, cũng không phải đầu tư thêm đáng kể Thiết kế cdma2000 cho phép triển khai các tăng cường của 3G trong khi vẫn duy trì hỗ trợ 2G cho cdmaOne hiện có ở dải phổ mà nhà khai thác đang sử dụng hiện nay

Cả cdma2000 giai đoạn một và hai đều có thể hoà trộn với cdmaOne để sử dụng hiệu quả phổ tần tuỳ theo nhu cầu của khách hàng Chẳng hạn một nhà khai thác có nhu cầu lớn về dịch vụ số liệu tốc độ cao có thể chọn triển khai giai đoạn một cdma2000 và cdmaOne với sử dụng nhiều kênh hơn cho cdmaOne Ở một thị trường khác, người sử dụng có thể chưa cần nhanh chóng sử dụng các dịch vụ

tốc độ số liệu cao thì số kênh sẽ được tập trung chủ yếu cho cdmaOne Vì các khả năng cdma2000 giai đoạn hai đã sẵn sàng, nhà khai thác thậm chí có nhiều cách lựa chọn hơn trong việc sử dụng phổ để hỗ trợ các dịch vụ mới

95A

95B

IS-Cdma20 0 giai ®o¹ n mét

Cdma200 0 giai ®o¹ n hai

2G cdmaOne

3G

64kbps

14.4kbps

2 Mbps

Hình 1.2: Lộ trình phát triển từ cdmaOne đến cdma2000

1.1.2.Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G W-CDMA

Để đảm bảo đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh đồng thời đảm bảo tính kinh tế, tính hệ thống, thông tin di động thế hệ hai sẽ được chuyển đổi từng bước sang thế hệ ba Tổng quát quá trình chuyển đổi này như hình 1.3

Hình 1.3 Lộ trình nâng cấp GSM lên WCDMA

Giai đoạn đầu của quá trình nâng cấp mạng GSM là phải đảm bảo dịch vụ

số liệu tốt hơn, có thể hỗ trợ hai chế độ dịch vụ số liệu là chế độ chuyển mạch kênh (CS : Circuit Switched) và chế độ chuyển mạch gói (PS : Packet Switched)

Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng giao thức ứng

dụng vô tuyến (WAP : Wireless Application Protocol) WAP chứa các tiêu chuẩn

hỗ trợ truy cập internet từ trạm di động Hệ thống WAP phải có cổng WAP và chức năng kết nối mạng

Trong giai đoạn tiếp theo, để tăng tốc độ số liệu có thể sử dụng công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao (HSCSD : High Speed Circuit Switched Data) và dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS : General Packet Radio Protocol Services) GPRS sẽ hỗ trợ WAP có tốc độ thu và phát số liệu lên đến 171.2Kbps Một ưu điểm quan trọng của GPRS nữa là thuê bao không bị tính cước như trong hệ thống chuyển mạch kênh mà cước phí được tính trên cơ sở lưu lượng dữ liệu sử dụng thay vì thời gian truy cập

Dịch vụ GPRS tạo ra tốc độ cao chủ yếu nhờ vào sự kết hợp các khe thời gian, tuy nhiên kỹ thuật này vẫn dựa vào phương thức điều chế nguyên thuỷ GMSK nên hạn chế tốc độ truyền Bước nâng cấp tiếp theo là thay đổi kỹ thuật điều chế kết hợp với ghép khe thời gian ta sẽ có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, đó chính là công nghệ EDGE

EDGE vẫn dựa vào công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói với tốc

độ tối đa đạt được là 384Kbps nên sẽ khó khăn trong việc hỗ trợ các ứng dụng đòi hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn Lúc nay sẽ thực hiện nâng cấp EDGE lên W-CDMA và hoàn tất việc nâng cấp GSM lên 3

1.2.Mạng 3G

Như chúng ta đã theo dõi lịch sử phát triển của mạng thông tin di động Để tiến tới một hệ thống thông tin di động 3G chúng ta có hai cách phát triển tuỳ theo hiện trạng mạng sẵn có sử dụng công nghệ GSM hay công nghệ cdmaOne Mạng thông tin di động 3G giai đoạn đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển mạch gói (PS) và các vùng chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng Các trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch ứng dụng công nghệ ATM Trên đường phát triển đến mạng toàn IP chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế bằng chuyển mạch gói Các dịch vụ kể cả số liệu thời gian thực (như tiếng và video) cuối cùng cũng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP bằng các chuyển mạch gói Hình 1.4 cho thấy thí dụ về một kiến trúc tổng quát của thông tin di động 3G

Chøc n¨ng CS Chøc n¨ng PS

ThiÕ t bÞ chuyÓ n m¹ch néi h¹t

ThiÕ t bÞ chuyÓ n m¹ch cæ ng

§Çu cuèi sè liÖ u

§Çu cuèi tiÕ ng

1.2.1.Mô hình tham khảo mạng cdma2000

Kiến trúc chung của một hệ thống cdma2000 như hình vẽ dưới đây

M¹ ng ®iÖn tho¹ i c«ng céng

internet

M¹ ng sè liÖu riªng c«ng céng

BSC

BSC

BTS BTS BTS

- AAA (Authentication Authorization Accounting - Nhận thực trao quyền và thanh toán),là một thực thể đảm bảo hoạt động giao thức Internet để hỗ trợ nhận thực trao quyền và thanh toán Các chức năng IP được định nghĩa trong tài liệu của IETF AAA tương tác với PSDN để thực hiện ba chức năng AAA trong việc hỗ trợ PSDN cho các trạm di động yêu cầu AAA tương tác với các thực thể AAA khác để thực hiện các chức năng khi AAA tại nhà nằm ngoài mạng di động đang phục vụ

- BSC (Base Station Controller - Điều khiển trạm gốc), là thực thể đảm bảo điều khiển và quản lý với nhiều BTS BSC trao đổi bản tin với cả BTS và MSC Lưu lượng và báo hiệu liên quan với điều khiển cuộc gọi, quản lý tính di động và quản lý

MS có thể được truyền trong suốt qua BSC

- BTS (Base Transceiver Station - Trạm thu phát gốc), là tực thể đảm bảo truyền dẫn qua điểm tham khảo U ( hay môi trường vô tuyến)

- HLR (Home Location Register - Bộ ghi định vị tạm trú) là bộ ghi định vị để ghi lại số nhận dạng của người sử dụng

- MSC (Main Switching Center - Trung tâm chuyển mạch chính), là thực thể chuyển mạch lưu lượng được khởi xướng hoặc kết cuối ở MS Thông thường một MSC được kết nối với ít nhất một BS Nó cũng có thể đóng vai trò cổng khi kết nối với một mạng khác

- PDSN (Packet Data Serving Node - Node phục vụ số liệu gói), là thực thể cung cấp các chức năng giao thức Internet cho mạng di động PDSN thiết lập, duy trì

và kết nối các phiên của lớp đoạn nốivới MS PDSN định tuyến các datagram IP đến PDN PDSN có thể hoạt động như một tác nhân MIP ngoài nhà trong mạng di động PDSN tương tác với AAA để hỗ trợ việc nhận thực, trao quyền, và tính cước PDSN

có thể giao tiếp với một hay nhiều mạng IP để đảm bảo truy nhập mạng Internet

1.2.2.Mô hình tham khảo mạng W-CDMA

Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của W-CDMA Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, trong W-CDMA còn có thiết bị người sử dụng (UE) thực hiện

giao diện người sử dụng với hệ thống Từ quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến W-CDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM Điều này cho phép hệ thống W-CDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công nghệ GSM

Hình 1.6.Cấu trúc của UMTS

 UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network)

Mạng truy nhập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy nhập vô tuyến UTRAN gồm hai phần tử :

- Nút B : Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến

- Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC : Có chức năng sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng (các nút B được kết nối với nó) RNC còn

là điểm truy cập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN

 CN (Core Network)

- HLR (Home Location Register) : Là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng Các thông tin này bao gồm : Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và các thông tin về dịch vụ bổ sung như : trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi

- MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register) :

Là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó MSC có chức năng sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ

- GMSC (Gateway MSC) : Chuyển mạch kết nối với mạng ngoài

- SGSN (Serving GPRS) : Có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói (PS)

- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Có chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói

 Các mạng ngoài

- Mạng CS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh

- Mạng PS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói

 Các giao diện vô tuyến

- Giao diện CU : Là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME Giao diện này tuân theo một khuôn dạng chuẩn cho các thẻ thông minh

- Giao diện UU : Là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế mà nó là giao diện mở quan trọng nhất của UMTS

- Giao diện IU : Giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau

- Giao diện IUr : Cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau

- Giao diện IUb : Giao diện cho phép kết nối một nút B với một RNC IUb

được tiêu chuẩn hóa như là một giao diện mở hoàn toàn

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC WAP

Chương trước ta đã giới thiệu sơ lược về mạng thông tin di động, quá trình phát triển và trưởng thành của mạng di động Mạng di động đã mang mọi người đến gần nhau hơn, đem lại sự tiện lợi không nhỏ trong cuộc sống và thương mại Tuy nhiên, không dừng lại ở đó khi mà công nghệ di động kết hợp với Internet Bạn có thể tưởng tượng được lợi ích khổng lồ của điều này? Và đó

là gì? WAP

2.1.Giới thiệu

Bạn có thể nghĩ đơn giản rằng, việc giao dịch với các khách hàng của bạn tại bất cứ thời gian nào, bất kỳ ở đâu trên thế giới có thể thực hiện dễ dàng qua Internet Tuy nhiên, có phải tất cả các khách hàng của bạn trên thế giới đều biết

sử dụng máy tính, biết đến Internet? Hay đơn giản là họ quá bận Cái gì sẽ giải

quyết vấn đề đó cho bạn? Câu trả lời là WAP

Vậy WAP là gì? WAP là viết tắt của Wireless Application Protocol – Giao thức ứng dụng không dây Nó đơn giản là cầu nối giúp các thiết bị không

dây như điện thoại di động hay các máy PDA có thể truy cập vào Internet

Có hàng triệu điện thoại di động trên thế giới Chúng được sử dụng ở khắp mọi nơi Và có hàng triệu khách hàng ở hàng ngàn thành phố trên thế giới đang dùng điện thoại di động Và như vậy, với WAP, họ có thể so sánh giá cả, lựa chọn mặt hàng, thanh toán, theo dõi các thông tin thị trường Tóm lại, WAP đã kéo con người ta lại gần Internet hơn, và đem cho mỗi người sử dụng điện thoại

di động một lượng thông tin vô cùng phong phú

2.2.Khái niệm WAP

Như ở phần trên, ta đã tìm hiểu được một vài điều về WAP Bây giờ ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn khái niệm WAP WAP – Wireless Application Protocol, ở đó:

- Application: Một chương trình máy tính, hoặc một đơn vị của phần mềm

máy tính được thiết kế để làm một nhiệm vụ xác định

- Wireless: Không có, hoặc không cần thiết phải có dây, liên quan mật thiết

đến truyền dẫn vô tuyến

- Protocol: Một tập các quy tắc kỹ thuật về thông tin làm thế nào để truyền

và nhận giữa các máy tính hay thiết bị

WAP là một tập hợp các quy tắc cho việc truyền và nhận dữ liệu giữa các ứng dụng máy tính thông qua các thiết bị không dây như điện thoại di động

Như vậy WAP không đơn thuần là một giao thức đơn lẻ Nó là một tập hợp của các giao thức và các chỉ tiêu kỹ thuật mà bao gồm mọi thứ, từ làm thế nào các thiết bị WAP và các tác nhân người dùng có thể làm việc, đến việc làm thế nào để các giao thức vận chuyển tương tác với các vật mang chúng

WAP là một dạng đặc tả theo chuẩn công nghiệp mở cho các ứng dụng thực thi trên môi trường mạng không dây, chú trọng vào các ứng dụng trên thiết

bị di động, đặc biệt là điện thoại di động Các tiêu chuẩn này được đưa ra bởi WAP Forum, nhóm này hình thành vào tháng 6 năm 1997 bởi Ericsson, Nokia, Motorola, và Unwired Planet, và hiện tại đã được hàng trăm công ty khác tham gia, bao gồm IBM, Hewlett Packard, Visa, và Microsoft Theo thống kê chính thức của WAP Forum, những thành viên thuộc WAP Forum là đại diện cho trên 90% nhà sản xuất điện thoại di động trên toàn thế giới

WAP đã và sẽ được hỗ trợ trên nhiều loại thiết bị, từ đơn giản như điện thoại di động thông thường cho đến những thiết bị thế hệ mới - các điện thoại

“thông minh” với màn hình rộng có thể chạy được nhiều ứng dụng; thậm chí là những máy trợ lý cá nhân kỹ thuật số (PDA), các palmtop hay các máy tính với kích thước nhỏ gọn Tất cả các thiết bị di động rồi sẽ được áp dụng công nghệ WAP, trực tiếp từ nhà sản xuất hay là từ phiên bản nâng cấp nào đó thuộc nhóm các công ty thứ ba (third-party) Mỗi một thiết bị có một cách hiển thị khác nhau

và các phương pháp nhập liệu khác nhau.Công việc của công nghệ WAP là sắp xếp lại “mớ hỗn độn” đó và cung cấp một khung làm việc (framework) chung cho phép các ứng dụng chạy được trên cả tất hệ nền khác nhau này

Thành tựu chính của WAP là nó đã khắc phục được các nhược điểm của các thiết bị cầm tay:

- Màn hình hiển thị nhỏ

- Không có một bộ nhớ đủ lớn để có thể chạy các ứng dụng ở bất kỳ kích cỡ nào

- Có băng thông hạn chế ở 14.4Kbps

Tất cả các đặc điểm đó có thể thay đổi bất cứ lúc nào Tuy nhiên hiện tại chúng gây khó khăn cho các nhà phát triển WAP

Hình 2.1.Mô hình internet

WAP cho phép các thiết bị không dây xem được các trang xác định đã thiết

kế từ Internet, sử dụng chỉ đơn thuần văn bản phẳng hoặc có sử dụng thêm các hình ảnh đơn giản Mã lập trình WAP được thiết kế rõ ràng và ngắn gọn cho các trình duyệt siêu nhỏ (mini-browser) được sử dụng trong các thiết bị WAP Các trang tự chúng phải nhỏ bởi vì tốc độ dữ liệu trên điện thoại di động là giới hạn, nhỏ hơn nhiều so với một modem gia đình Hơn nữa các thiết bị WAP có màn hình hiển thị khác nhau về hình thể và kích cỡ Vì vậy các trang giống nhau có thể xem rất khác nhau phụ thuộc các thiết bị mà bạn sử dụng, hoàn toàn độc lập với phiên bản của mini-browser được sử dụng trên điện thoại đó

Hình 2.2.Mô hình mạng không dây

Công nghệ WAP là công nghệ kết hợp giữa Internet và mạng không dây, cho kiến trúc mạng kết hợp như hình vẽ

Hình 2.3.Mô hình kết hợp mạng internet và mạng không dây

Các khách hàng có thể tin tưởng WAP ở các đặc điểm:

- Khả chuyển

- Dễ sử dụng

- Có thể truy cập đến các dịch vụ phong phú và đa dạng trên thương trường

- Dịch vụ có thể cá nhân hoá

- Truy nhập nhanh, thuận tiện, hiệu quả tới các dịch vụ

- Các thiết bị WAP là có sẵn trong nhiều dạng khác nhau (ĐTDĐ, PDA,…)

2.3.Kiến trúc tổng quan

2.3.1.Mô hình World Wide Web

Hình2.4.Mô hình World Wide Web

Kiến trúc World Wide Web cung cấp một cơ chế lập trình mạnh và mềm dẻo Các ứng dụng và nội dung sẽ được trình bày trong các định dạng dữ liệu

chuẩn, và được duyệt bởi các ứng dụng gọi là Web browser (Trình duyệt Web)

Trình duyệt web là một ứng dụng mạng, nghĩa là nó gửi yêu cầu dữ liệu đến các máy chủ mạng, và các máy chủ mạng đáp ứng với dữ liệu đã mã hoá sử dụng các tiêu chuẩn định dạng

Các chuẩn WWW xác định nhiều cơ chế cần thiết để xây dựng một môi trường ứng dụng đa năng, bao gồm:

- Cơ chế đặt tên chuẩn: Tất cả các server và nội dung trên WWW được đặt tên với một chuẩn Internet gọi là: Bộ định vị tài nguyên thống nhất – Uniform Resource Locator (URL)

- Định kiểu nội dung: Tất cả nội dung trên WWW được trình bày dựa trên một chuẩn xác đinh, bằng cách ấy các trình duyệt có thể hiển thị đúng nội dung dựa trên các kiểu của nó

- Các định dạng nội dung tiêu chuẩn: Tất cả các trình duyệt hỗ trợ một tập các định dạng tiêu chuẩn Bao gồm, Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

HTML, ngôn ngữ kịch bản – Javascript, và một số lớn các định dạng khác

- Các giao thức chuẩn: Các giao thức mạng chuẩn cho phép bất kỳ trình

duyệt nào có thể truyền thông với bất kỳ Web server nào Giao thức được

sử dụng phổ biến nhất trên WWW là Giao thức truyền tải siêu văn bản – HTTP

Cơ sở hạ tầng này giúp người dùng dễ dàng sử dụng các dịch vụ nội dung

và các ứng dụng của các nhà phát triển thứ 3 Nó cho phép các nhà phát triển ứng dụng có thể dễ dàng tạo ra các ứng dụng và các dịch vụ nội dung cho một cộng đồng khách hàng rộng lớn

- Gateway: Một server hoạt động như một server trung gian cho các server khác Không giống một proxy, một gateway nhận các yêu cầu giống như một server gốc Các client có thể không nhận biết truyền thông với Gateway

2.3.2.Mô hình WAP

Mô hình lập trình WAP tương tự như mô hình lập trình WWW Nó cung cấp một số lợi thế cho cộng đồng các nhà phát triển ứng dụng, bao gồm: mô hình

lập trình truyền thống, một kiến trúc đã được chứng minh, và khả năng to lớn của các công cụ vẫn còn sử dụng đựơc (vi dụ: các Web server, các công cụ XML, vân vân…) Các tối ưu và mở rộng được tạo nên dựa trên môi trường không dây Từng khả năng, các tiêu chuẩn tồn tại phải được thích ứng hoặc phải được sử dụng ở khởi điểm của WAP

Hình 2.5 Mô hình lập trình WAP

Các ứng dụng và nội dung WAP được xác định trong một tập hợp các định dạng nội dung nổi tiếng dựa trên các chuẩn truyền thống của WWW Nội dung được giao vận sử dụng một tập các giao thức truyền thông chuẩn dựa trên các giao thức truyền thông của WWW Nội dung WAP hiển thị phía người dùng nhờ vào một trình duyệt siêu nhỏ, tương tư như trình duyệt web WAP định nghĩa một tập các thành phẩn tiêu chuẩn có khả năng truyền thông giữa các đầu

cuối di động và các server mạng, bao gồm:

- Cơ chế đặt tên chuẩn: Các URL chuẩn WWW được sử dụng để nhận dạng

các nội dung WAP trên các server gốc Các URL chuẩn WWW được sử

dụng để nhận dạng các tài nguyên địa phương trên thiết bị Ví dụ các chức năng điều khiển cuộc gọi

- Định kiểu nội dung: Tất cả nội dung WAP được chỉ định một kiểu nội dung phù hợp với định kiểu WWW Nó cho phép các tác nhân người dùng WAP xử lý đúng nội dung dựa trên các kiểu

- Các định dạng nội dung tiêu chuẩn: Các định dạng nội dung WAP dựa trên công nghệ WWW và bao gồm thẻ hiển thị, thông tin lịch, các đối tượng thiệp thương mại điện tử, hình ảnh và ngôn ngữ kịch bản

- Các giao thức truyền thông tiêu chuẩn: Các giao thức truyền thông WAP

có khả năng truyền các yêu cầu duyệt từ các đầu cuối di động tới web

server mạng

Các kiểu nội dung và giao thức WAP phải được tối ưu cho thị trường tập trung, các thiết bị không dây cầm tay WAP tận dụng công nghệ proxy để kết nối giữa tên miền vô tuyến và WWW WAP proxy điển hình bao gồm các chức năng sau:

- Cổng giao thức(Protocol Gateway): Cổng giao thức chuyển các yêu cầu từ chồng giao thức WAP (WSP, WTP, WTLS, và WDP) tới chồng giao thức WWW (HTTP và TCP/IP)

- Các bộ mã hoá và giải mã nội dung: Các bộ mã hoá nội dung chuyển nội dung WAP thành dạng tối ưu đã mã hoá để thu nhỏ kích cỡ dữ liệu qua mạng

Cơ sở hạ tầng này bảo đảm các người sử dụng đầu cuối di động có thể duyệt các ứng dụng và nội dung WAP phong phú, đa dạng, và những nhà phát triển ứng dụng có thể viết các ứng dụng và dịch vụ nội dung cho số lượng lớn các đầu cuối di động WAP Proxy cho phép nội dung và các ứng dụng WAP có thể

được đặt tại các WWW server tiêu chuẩn và được phát triển sử dụng các công nghệ đã được thử thách trong WWW giống như các kịch bản CGI Do, tên sử dụng của WAP sẽ bao gồm 1 Web server, WAP proxy và WAP client, kiến trúc WAP sẽ hoàn toàn dễ dàng hỗ trợ các cấu hình khác Có khả năng tạo một server gốc có chứa các chức năng của WAP proxy

2.3.2.1 WAP Client

Các đặc tả WAP cho phép những nhà sản xuất di động có nhiều lựa chọn cho riêng mình Nó không bắt buộc thiết bị WAP phải trông như thế nào hay sẽ hiển thị nội dung nhận được từ Internet ra sao, mà nó gắn liền với giao diện người dùng với tổ chức bên trong của chức năng điện thoại

Yêu cầu duy nhất cho một thiết bị hỗ trợ WAP đó là nó phải cung cấp một tác nhân người dùng WAE (WAE User Agent), một tác nhân người dùng WTA(WTA User Agent) và ngăn xếp WAP (WAP Stack)

Hình 2.9 WAP Client

- WAE User Agent (Wireless Application Environment User Agent) là một

loại trình duyệt nhỏ (microbrowser) thực hiện hoàn trả nội dung phục vụ việc hiển thị Nó nhận vào WML, WML Script đã được biên dịch và các hình ảnh từ WAP gateway, sau đó xử lý hoặc hiển thị chúng lên màn hình WAE User Agent cũng quản lý việc giao tiếp với người dùng,chẳng hạn như nhập liệu văn bản, thông báo lỗi hay các thông điệp cảnh báo khác

- WTA User Agent (Wireless Telephony Application User Agent) nhận

các tập tin WTA được biên dịch từ WTA server và thực thi chúng WTA User Agent bao gồm việc truy cập vào giao diện điện thoại và các chức năng mạng như quay số, trả lời cuộc gọi, tổ chức phonebook, quản lý thông điệp và các dịch vụ định vị

- WAP Stack cho phép điện thoại nối kết với WAP gateway sử dụng các

giao thức WAP

Các khái niệm này sẽ được mô tả chi tiết hơn trong phần sau

2.3.2.2 WAP Proxy, WAP Gateway và WAP Server

Ba thuật ngữ này rất thường được sử dụng thay thế cho nhau Thế nhưng,

trong môi trường mạng thì chúng lại hoàn toàn khác nhau với những chức năng cũng khác nhau:

- Server nội dung/gốc/ứng dụng: đây là phần tử trong mạng chứa thông tin hoặc các ứng dụng web/WAP

- Proxy: là một phần tử trung gian, hoạt động cả như client lẫn server trên mạng Nó nằm giữa các client và các server gốc (origin server); các client gởi yêu cầu đến cho proxy, nó sẽ truy xuất và lưu trữ thông tin cần thiết bằng cách giao tiếp với trình duyệt gốc

- Gateway: đây là một thành phần trung gian thường được dùng để nối kết hai loại mạng khác nhau Nó nhận yêu cầu trực tiếp từ các client như thể

nó chính là một server gốc mà client muốn truy xuất thông tin Các client này thông thường không nhận ra rằng mình đang giao tiếp với gateway

Ba thuật ngữ này được minh họa trong các hình vẽ sau đây:

Hình 2.10 Server gốc kết nối trực tiếp với Internet

Hình 2.11 Truy cập Internet thông qua proxy server

Hình 2.12 Gateway server nằm giữa hai loại mạng khác nhau

Trong kiến trúc WAP, một WAP gateway thật ra là một proxy Nó được dùng

để nối một vùng mạng không dây (wireless domain) với mạng Internet Tuy nhiên, nó

có thêm chức năng của gateway chuyển đổi giao thức (protocol gateway) và chức năng mã hoá/giải mã.Hình 2.12 mô tả việc sử dụng một WAP proxy/gateway:

Hình 2.12 Sử dụng WAP proxy/gateway

Còn ở Hình 2.13 là một WAP gateway cùng với các phần tử khác trong mạng không dây Nó mô tả cách mà một WAP gateway cộng tác và giao tiếp với tất cả các phần tử khác để cung cấp một dịch vụ phù hợp:

Hình 2.13 WAP gateway trong mạng không dây

Mỗi khi bắt đầu một phiên WAP (WAP session) trên điện thoại di động chúng ta đều phải thức hiện theo các bước như sau:

Hình 2.14 Các bước thực hiện khi tiến hành một phiên giao dịch WAP

Hình 2.15 Quá trình bên dịch các yêu cầu tại gateway chuyển đổi giao thức

Hình 2.15 mô tả quá trình biên dịch tại gateway chuyển đổi giao thức các yêu cầu được gởi và nhận về giữa thiết bị di động và mạng Internet

Chức năng mã hoá/giải mã (CODEC) bên trong gateway được dùng để chuyển đổi nội dung dạng WML và WML Script thành một dạng phù hợp với các mạng có băng thông thấp (thường ở dạng nhị phân).Quá trình này được mô tả trong Hình 2.16 dưới đây

Hình 2.16 Mô tả chức năng mã hoá/giải mã của WAP gateway

Một dịch vụ khác mà chức năng CODEC có thể cung cấp là biên dịch HTML (Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản - Hypertext Markup Language) hay văn bản thành WML/XTHML Tuy nhiên, việc sử dụng gateway như thế này còn rất nhiều giới hạn Mặc dù HTML và WML/XHTML đều được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn nhưng HTML lại cho phép hiển thị các nội dung động cũng như các dạng dữ liệu đa truyền thông (multimedia) như hình ảnh, âm thanh, đồ họa, hay các cấu trúc phức tạp như các khung, các bảng lồng nhau do đó với những giới hạn của thiết bị di động (bộ nhớ nhỏ, băng thông thấp, độ trễ cao) thì việc chuyển đổi đơn thuần sẽ gây không ít khó khăn cho việc hiển thị

Một minh hoạ về mạng WAP:

Hình 2.17 mô tả một mạng lý thuyết WAP Trong ví dụ, WAP client

truyền thông với 2 server trong mạng không dây WAP proxy chuyển yêu cầu

WAP thành các yêu cầu WWW, bằng cách đó WAP client có thể đệ trình các yêu

cầu tới web server Proxy cũng mã hoá các đáp ứng từ web server thành dạng nhị phân tối ưu mà WAP client có thể hiểu được Nếu web server cung cấp nội dung

WAP (ví dụ WML), WAP proxy nhận nó trực tiếp từ web server Tuy nhiên nếu web server cung cấp nội dung WWW (giống như HTML), một bộ lọc được WAP proxy sử dụng để chuyển nội dung WWW thành nội dung WAP Ví dụ bộ lọc HTML sẽ chuyển HTML thành WML

Hình 2.17.Một minh họa về mạng WAP Một server ứng dụng điện thoại không dây (Wireless Telephony Application - WTA) là một ví dụ về một server gốc hay server cổng, mà sẽ đáp ứng trực tiếp các yêu cầu từ WAP client WTA server được dùng để cung cấp

truy nhập WAP tới các đặc trưng của mạng không dây của các nhà cung cấp cơ

sở hạ tầng mạng viễn thông

2.4.Ưu và nhược điểm của WAP

2.4.1.Những lợi ích của WAP

- Đối với những nhà khai thác mạng không dây

WAP hứa hẹn một công nghệ giảm biến động cũng như chi phí Dịch vụ hiện tại được cải thiện không chỉ ở giao diện hộp thư thoại, hệ thống thanh toán trả trước mà cả ứng dụng và giá trị gia tăng vô cùng thuận tiện như: quản lý tài khoản và hướng dẫn thanh toán Việc sử dụng những cải tiến này dễ dàng và nhanh chóng mà không cần thêm bất kỳ cơ sở hạ tầng hay sự thay đổi nào cho điện thoại Thêm vào đó, nhà khai thác cung cấp thêm những dịch vụ thông tin mới khác theo nhu cầu khách hàng như chuyến bay

- Nhà cung cấp nội dung

Ứng dụng WAP được viết bằng ngôn ngữ - WML dựa vào thẻ tag sử dụng chung mô hình Internet Do vậy, những nhà thiết kế nội dung ứng dụng chỉ cần nắm vững WML thì có thể mở đường cho những nội dung ứng dụng phát triển trong mạng của những nhà khai thác nhanh chóng và dễ dàng hơn

Khi WAP là chuẩn mở rộng toàn cầu, nó mở ra cánh cửa vào thị trường chưa được khai thác hứa hẹn có thể cung cấp lên đến 100 triệu thiết bị WAP Nhà cung cấp có thể tiếp xúc trực tiếp lượng khách hàng dồi dào hiện tại cũng như tiềm năng đang khao khát tìm kiếm ứng dụng tăng cường WAP, tính năng và giá trị gia tăng cho thiết bị di động của họ Một cơ hội hấp dẫn mang lại thu nhập đáng kể cho nhà thiết kế nội dung ứng dụng WAP

- Người dùng

Người dùng cuối của WAP lợi hơn khi truy xuất dễ dàng và an toàn những dịch vụ và thông tin Internet liên quan như: truyền thông hợp nhất, ngân hàng, giải trí, nhận thông tin và nội dung trang Web từ Internet, truy vấn cơ sở dữ liệu cục bộ qua thiết bị di động của họ Ngoài ra, người dùng cuối còn có thể nhận và yêu cầu thông tin trong môi trường được quản lý, nhanh và giá rẻ Những thương gia hoạt động trong thương mại điện tử có thể linh hoạt hơn qua giao diện điện thoại hay thương mại di động Hơn nữa, những nhà cung cấp thiết bị di động cầm tay lớn nhỏ sẵn sàng hỗ trợ WAP Những thuận lợi đến tận người tiêu dùng này càng thu hút thêm nhiều người muốn tăng cường chức năng và giá trị gia tăng cho thiết bị di dộng của họ đến với WAP

Với những thiết lập bổ sung cho WAP giúp cho những nhà thiết kế nội dung trang Web có kiến thức tường tận về thiết kế, xuất bản nội dung theo yêu cầu của người sử dụng, kể cả về thời tiết và du lịch Ngoài ra, kỹ thuật xuất bản nội dung cũng cung cấp những thuận lợi rõ rệt trên WWW tương ứng với tiềm lực của cả nhà thiết kế và nhà khai thác di động Do đó, họ sẵn sàng cung cấp cho người tiêu dùng giá cả cạnh tranh cho nội dung của họ

Bên cạnh lợi ích cho từng đối tượng sử dụng, WAP có những thuận lợi căn bản:

- Chuẩn mở, không phụ thuộc vào đại lý

- Không phụ thuộc vào chuẩn mạng

- Kỹ thuật truyền tùy biến cho đường truyền dữ liệu không dây tương ứng

- Ứng dụng được tải từ máy chủ, cho phép tạo và đem lại dịch vụ nhanh

2.4.2.Những bất lợi của WAP

- Việc giới hạn một khối lượng thông tin vào một thiết bị nhỏ là một điều khó khăn, nhất là đối với những trang quảng cáo to đùng So với việc lướt Web trên PC là một điều dễ dàng

- Hiện nay, WAP cũng mới được ứng dụng không lâu Những nhà cung cấp các dịch vụ WAP chưa thống nhất với nhau cách hợp tác để nâng cao tiện ích của WAP đến người dùng

- Đồ họa:

Các hình ảnh và định dạng được hiển thị trên các thiết bị dung WAP là WBipmap Và do hạn chế về băng thông và kích thước màn hình làm cho việc hiển thị trong môi trường di dộng là khó khăn hơn Bất cứ ứng dụng nào có đồ hoạ nặng hoặc có xu thế động đều không phù hợp với WAP hiện nay

- Số lần bấm phím để hoàn thành 1 giao dịch:

Trên màn hình điện thoại mỗi trình đơn chỉ được hiển thị hết sức nhỏ hẹp

do đó người sử dụng có thể phải kéo phím trượt nhiều lần Nếu danh sách trình đơn dài hay sâu trong các lớp sau sẽ khiến khách hàng mất nhiều thời gian để thực hiện giao dịch hay truy nhập

2.5 Cuộc cách mạng của trình duyệt WAP

Chính sự hiệu quả của chuẩn WAP 2.0, các thiết bị cầm tay mà cụ thể là các thế hệ điện thoại di động mới gần đây đã đẩy mạnh hỗ trợ WAP 2.0 Nokia là một trong những nhãn hiệu hàng đầu với phần lớn các model điện thoại có hỗ trợ WAP 2.0

Bảng2.Cuộc các mạng trình duyệt WAP trên các thế hệ điện thoại di động của

Sử dụng chuẩn WML,WAP stack

Giá của dịch vụ được tính trên thời gian truy cập

Thời gian kết nối/thiết lập cao (15-30 giây cho trang

Giá của dịch vụ được tính trên dung lượng sử dụng

Thời gian kết nối nhanh (<3s cho trang đầu tiên)

WAP 2.0

Màn hình màu và kích thước lớn hơn,độ phân giải và

số màu cao hơn

Công nghệ WAP CSS,TCP/IP stack

Khả năng hiển thị hình ảnh và điều khiển cao

Dễ dàng chuyển đổi nội dung để phù hợp với các thiết bị di động khác nhau

Hỗ trợ cachinh giúp tốc độ truy cập dịch vụ cao hơn

Có thể dowload các file kích thước lớn hơn

CHƯƠNG III: CHỒNG GIAO THỨC WAP

3.1.Nhìn chung

Chương này sẽ giới thiệu các thành phần của kiến trúc WAP Kiến trúc WAP cung cấp một chồng giao thức tổng quát bảo đảm tất cả các yêu cầu cần thiết của WAP Forum được thoã mãn

Kiến trúc WAP cung cấp một môi trường có khả năng mở rộng và nâng cấp cho việc phát triền ứng dụng cho các thiết bị truyền thông di động Điều này đạt được qua thiết kế phân lớp của toàn bộ chồng giao thức WAP Mỗi lớp của kiến trúc được truy nhập bới các lớp trên

Hình 3.1.Chồng giao thức WAP

Kiến trúc phân lớp WAP tạo khả năng cho các dịch vụ và ứng dụng tận dụng các đặc trưng của chồng giao thức qua một tập các giao diện được định nghĩa tốt Các ứng dụng bên ngoài có thể truy nhập trực tiếp các lớp Session, Transaction, Security, và Transport Các phần tiếp theo sẽ mô tả sơ qua các thành phần của kiển trúc

 Môi trường ứng dụng không dây – Wireless Application Environment – WAE

Môi trường ứng dụng không dây – WAE là một môi trường ứng dụng đa năng

dựa trên sự kết hợp giữa WWW và các công nghệ của hệ thống điện thoại di động Mục tiêu chính mà WAE muốn đạt tới là thiết lập một môi trường đồng hành mà sẽ cho phép các nhà điều hành và các nhà cung cấp dịch vụ xây dựng các dịch vụ và các ứng dụng tương thích với nhiều nền tảng không dây khác nhau WAE chứa một môi trường trình duyệt siêu nhỏ có các chức năng sau:

- Ngôn ngữ đánh dấu không dây – Wireless Markup Language (WML): Một ngôn ngữ đánh dấu giản đơn tương tự như HTML nhưng được tối ưu cho các đầu cuối di động không dây

- WMLScript: Một ngôn ngữ kịch bản giản đơn, giống như Javascript

- Trình ứng dụng điện thoại không dây – Wireless Telephony Application (WTA, WTAI): Các dịch vụ điện thoại và các giao tiếp lập trình

- Các định dạng nội dung: một tập các định dạng dữ liệu thích hợp, bao gồm các hình ảnh các bản ghi danh bạ và thông tin lịch

 Giao thức phiên không dây – Wireless Session Protocol –WSP

Giao thức phiên không dây cung cấp cho lớp ứng dụng WAP một giao diện gồm 2 dịch vụ phiên Thứ nhất là một dịch vụ hướng kết nối ảnh hưởng lên

giao thức lớp giao dịch (WTP) Thứ hai là một dịch vụ phi kết nối ảnh hưởng lên dịch vụ dữ liệu đồ an toàn hoặc không an toàn (WDP) Các giao thức Phiên

Không dây hiện tại chứa các dịch vụ thích hợp cho việc duyệt các ứng dụng

(WSP/B) WSP/B cung cấp các chức năng sau:

Chức năng HTTP/1.1 trong mã hoá tối ưu qua môi trường không khí

- Trạng thái Phiên duy trì lâu

- Tạm ngưng và mở lại phiên với bộ điều hướng phiên

- Một sự tiện lợi chung cho cả dữ liệu tin tưởng và dữ liệu không tin tưởng

- Đàm phán các đặc trưng giao thức

Các giao thức trong họ WSP được tối ưu cho các mạng mang băng thông thấp với thời gian sống lâu WSP/B được thiết kế để cho phép một WAP proxy liên kết một WSP/B client tới một HTTP server tiêu chuẩn

 Giao thức giao dịch không dây – Wireless Transaction Protocol – WTP

Giao thức giao dịch không dây chạy trên đỉnh của dịch vụ dữ liệu đồ và

cung cấp như một giao thức hướng giao dịch đơn giản, thích hợp cài đặt trong các client “mỏng” (Các trạm di động) WTP điều hành hiệu quả qua các mạng dữ liệu đồ không dây an toàn hoặc không an toàn, và cung cấp các đặc trưng sau:

- Ba loại dịch vụ giao dịch: Các yêu cầu không tin tưởng một chiều, Các yêu cầu tin tưởng một chiều, Các giao dịch hỏi đáp 2 chiều tin tưởng

- Tuỳ chọn người dùng tới người dùng tin cậy – Người dùng WTP gửi một thông điệp xác nhận khi nhận một thông điệp

- Tuỳ chọn chấp nhập dữ liệu ngoài

- So khớp các PDU và trễ chấp nhận để thu nhỏ các thông điệp đã gửi

- Các giao dịch không đồng bộ

 Bảo mật lớp giao vận không dây – Wireless Transport Layer Security - WTLS

WTLS là một giao thức bảo mật dựa trên tiêu chuẩn công nghiệp của giao

thức Bảo mật lớp Giao vận lớp – Transport Layer Security (TLS), trước đây được biết đến dưới cái tên Tầng Socket an toàn - Secure Sockets Layer (SSL) WTLS

được dành để sử dụng cho các giao thức giao vận WAP và đã được tối ưu hoá để

sử dụng qua các kênh truyền thông băng hẹp WTLS cung cấp các đặc trưng:

- Tính toàn vẹn dữ liệu – WTLS chứa các đặc tính đảm bảo rằng dữ liệu đã

gửi giữa đầu cuối di động và ứng dụng server là không bị thay đổi hay mất mát

- Tính riêng tư – WTLS chứa các đặc tính để đảm bảo rằng dữ liệu đã

truyền giữa đầu cuối và server ứng dụng là riêng tư và không được hiểu bởi bất

kỳ kẻ trung gian nào có thể chặn luồng dữ liệu

- Tính nhận thực – WTLS chứa các đặc tính để thiết lập tính đúng đắn giữa

đầu cuối và server ứng dụng

- Tính bảo vệ từ chối dịch vụ - WTLS chứa các đặc tính để xoá và từ chối

dữ liệu đã chuyển tiếp hoặc đã kiểm tra không thành công WTLS tạo ra nhiều kiểu dịch vụ từ chối điển hình để tránh sự tấn công nhằm bảo vệ các lớp giao thức phía trên

WTLS cũng có thể được sử dụng cho truyền thông an toàn giữa các đầu cuối, ví dụ sự nhận thực các card trao đổi thương mại điện tử Các ứng dụng có khả năng lựa chọn dùng hay không dùng các đặc trưng WTLS phụ thuộc trên yêu