Услуги на основе WAP

Одной из главных целей создания протокола WAP (Wireless Application Protocol – беспроводной протокол прикладного уровня) было обеспечение доступа к ресурсам Интернета через мобильные терминалы с малыми функциональными возможностями по отображению и вводу информации.

В создании спецификации WAP [26] приняли участие компании Nokia, Ericsson, Motorola и Unwired Planet. Одновременно с представлением нового протокола был организован консорциум WAP Forum. Цель этой организации – способствовать разработке и принятию соответствующего стандарта.

WAP Forum определил принципы разработки нового семейства протоколов следующим образом: стек протоколов WAP должен обеспечивать доступ к Интернет, интрасетям и интеллектуальным услугам операторов телефонных сетей. Он должен опираться на существующие стандарты; архитектура семейства протоколов должна соответствовать 7-уровневой модели OSI; необходимо обеспечивать масштабируемость и возможность расширения; протоколы должны быть рассчитаны на использование в сетях с малой пропускной способностью и, возможно, большими задержками при передаче информации. Необходимо также принимать во внимание малый объем оперативной памяти и низкое быстродействие центральных процессоров абонентских терминалов; нужно учитывать, что абонентские терминалы имеют весьма ограниченные возможности для ввода информации пользователем; в архитектуру WAP должна быть заложена поддержка различных типов беспроводных сетей; необходимо, чтобы семейство протоколов WAP обеспечивало защиту данных; должна быть разработана новая модель приложений, обеспечивающих предоставление услуг передачи данных на мобильные телефоны.

Одно из важнейших условий – масштабируемость протокола WAP. Он должен поддерживать широкий спектр абонентских устройств (от простейших телефонов с дисплеем в одну строку до интеллектуальных карманных компьютеров) и сети самой разной пропускной способности. Кроме того, многоуровневая архитектура WAP должна обеспечивать легкую настройку на технологии радиоинтерфейса и приложения, которые могут появиться в будущем.

Стек протоколов WAP похож на стек протоколов сети Интернет. В составе WAP – протоколы трех уровней семиуровневой модели, от прикладного до транспортного включительно. Работу приложений определяет спецификация WAE. Протоколы сеансового уровня объединены под названием WSP, к этому же уровню относятся протоколы защиты данных WSL. Протоколы транспортного уровня имеют общее название WTP.

На прикладном уровне модели OSI задаются общие требования к приложениям, которые предназначены для использования в среде, характеризуемой низкой скоростью передачи информации, а также малым объемом оперативной памяти. В целом, при разработке приложений для WAP предполагается следовать общей модели программирования приложений для WWW (World Wide Web), несколько видоизменив ее в соответствии со специфическими особенностями среды.

Таким образом, WAP Форумом были разработаны WAP спецификации, которые определили открытую стандартную архитектуру и набор протоколов, направленных на развитие услуг на базе мобильных терминалов. Ключевыми элементами спецификации являются следующие [87].

1. Модель программирования WAP-услуг. В качестве такой модели принята существующая модель программирования для WWW. К преимуществам выбора данной модели для разработчиков можно отнести следующие: знакомые модели программирования; проверенные архитектурные решения; большой спектр существующих инструментов разработки.

2. Язык разметки содержания для беспроводных устройств (WML— Wireless Markup Language), описывающий механизм представления данных на мобильном терминале. Этот язык был создан для использования в условиях ограниченных возможностей мобильных терминалов. WML не предполагает наличия в терминале клавиатуры и мыши. В отличие от плоской структуры языка HTML (Hypertext Markup Language, язык гипертекстовой разметки документов), WML-документы состоят из наборов правильно сформированных элементов взаимодействия с пользователем. Каждая единица взаимодействия называется картой, а услуги создаются посредством навигации пользователем по содержимому системы карт. По сравнению с HTML, WML имеет меньший набор тегов, который лучше подходит для использования в небольших сотовых терминалах. В отличие от языка HTML новый язык имеет большую направленность на телефонию. Например, в нем имеются встроенные средства активизации телефонного вызова и средства работы с электронными телефонными книжками.

3. Язык создания сценариев (WMLScript), который позволяет создавать пользовательские интерфейсы на стороне клиента. Стандартно WML предназначен для описания статических документов, в то время как WMLScript расширяет его новыми возможностями написания сценариев, исполняемых на WML-агенте.

4. WAP-шлюз. Обмен между клиентом и сервером содержания выполняется с использованием шлюза, который транслирует все WML-содержание через Internet с помощью стандартных запросов протокола HTTP (Hyper Text Transfer Protocol, протокол передачи гипертекстовой информации), позволяя применять существующие технологии в новых условиях.

5. Спецификация для микробраузера в беспроводном терминале, который управляет пользовательским интерфейсом аналогично Web-браузеру в настольном компьютере. Эта спецификация определяет, как языки WML и WMLScript должны интерпретироваться в мобильном терминале и взаимодействовать с пользователем. Спецификация микробраузера была спроектирована для беспроводного терминала таким образом, чтобы результирующий код был компактным и эффективным, обеспечивая при этом гибкость и мощность пользовательского интерфейса.

6. Облегченный стек протокола для минимизации требований к пропускной способности каналов, гарантирующий возможность выполнения WAP-приложений на различных типах беспроводных интерфейсов. Стек протокола показан на рис. 13.5.

7. Модель создания беспроводных телефонных приложений (WTA – Wireless Telephony Applications). Эта модель обеспечивает доступ к функциональности телефонии – управление вызовом, доступ к телефонной книжке и посылка сетевых сообщений посредством WMLScript-модулей. Реализация WTA-модели для оказания телефонных услуг позволяет операторам разрабатывать защищенные телефонные приложения, интегрированные в WML/WMLScript-сервисы. Примером таких услуг может быть переназначение вызова в процессе диалога с пользователем. Процедура ведения диалога с пользователем заключается в том, что абонент должен сделать выбор между приемом звонка, переназначением его другой персоне или отправкой в голосовой почтовый ящик.

Рис. 13.5. Иерархия протоколов WAP

После получения WAP-шлюзом запроса он выполняет обычный HTTP-запрос к Web-серверу или другой системе, поддерживающей этот протокол. После получения результата запроса от внешнего источника его содержание обрабатывается шлюзом. Шлюз преобразует содержание в формат, который лучше всего подходит для небольшой пропускной способности беспроводного канала связи и ограничений беспроводного терминала. Результирующая оптимизированная информация передается на терминал пользователю.

Современная версия WAE состоит из следующих частей [87]: WML-микробраузер; виртуальная WMLScript-машина; стандартная WMLScript-библиотека; WTAI (интерфейс приложения беспроводной телефонии); типы WAP-содержания.

WML-браузер обеспечивает способ интерпретации документов, написанных с помощью языка WML. Механизмы навигации в WML включают гиперсвязи, похожие на гиперсвязи в языке HTML, и теги навигации между картами. Эти механизмы сохраняют историю навигации и аналогичны механизмам навигации в Web с использованием HTML. Также определены переменные, элементы и синтаксис, которые должны применяться в правильном WML-файле.

При каждом получении WML-содержания браузер выполняет его разбор и показывает первую карту WML-колоды пользователю.

Кроме языка WML, браузер поддерживает сценарии на языке WMLS, или WMLScript, представляющем собой упрощенный вариант языка JavaScript. Если в процессе интерпретации WML-содержания был указан адрес WMLScript-документа, то браузер посылает запрос на получение этого сценария. После получения сценария от сервера виртуальная машина WMLScript интерпретирует и выполняет его. Кроме того, в состав WAE могут быть включены различные интеллектуальные телефонные услуги, имеющие общее название TeleVAS (Telephony Value-Added Services). Прикладные программы, загруженные в оперативную память мобильного терминала, должны обеспечивать доступ и к этим функциям.

WML – это HTML-подобный язык описания документов [26]. Интерфейс, через который предоставляются услуги, можно представить в виде последовательности «карт» (card), которые можно объединять в «колоды» (deck), загружаемые с сервера целиком. Когда абонент запрашивает ту или иную услугу (WAP-приложение), соответствующая «колода» загружается из сети на его терминал. После этого для выбора нужной «карты» данный абонент может перемещаться по всей «колоде». Если желаемая «карта» не включена в просматриваемую «колоду», абонент запрашивает другую «колоду». После выбора нужной «карты», ввода необходимых данных и соответствующей команды осуществляется требуемое действие или поиск нужной информации.

В зависимости от возможностей конкретного мобильного терминала те или иные вызываемые «колоды» или отдельные «карты» могут заноситься в его память для последующего использования.

С помощью WMLScript программист способен обеспечить выполнение приложением ряда полезных функций без обращений к Web-серверу. При выполнении сценария WMLScript приложение может самостоятельно обращаться к интеллектуальным ресурсам абонентского терминала.

Абонент сотовой сети, как правило, имеет доступ к различным интеллектуальным функциям управления вызовами (переключение вызова, удержание линии и т.д.), передачи сообщений (в частности, к голосовой почте) и ряду других. Однако ограниченные возможности клавиатуры мобильного телефона не позволяют сконструировать удобный пользовательский интерфейс. Предусмотренные в WAE функции TeleVAS обеспечивают управление сетевым интеллектом через браузер. Используя средства TeleVAS, можно программным образом расширять интеллектуальные возможности сотовых сетей.

Приложения TeleVAS строятся на основе стандартных карт WML; используются и загружаемые в мобильный аппарат сценарии WMLS. С точки зрения пользователя, обращение к функциям TeleVAS выглядит просто как обращение к определенному URL, локальному или удаленному. Обращение к локальному URL фактически означает обращение к функции самого мобильного телефона; обращение к удаленному URL соответствует выполнению некоторого приложения, хранящегося на удаленном сервере. Такой подход дает возможность, например, оператору сети строить свои собственные функции TeleVAS, обеспечивая доступ к ним со стороны абонентов через браузер.

Протоколы сеансового уровня позволяют устанавливать и разрывать сеансы связи между приложениями. На этом уровне система ничего не знает о характере используемого радиоинтерфейса – подробности скрыты в протоколах транспортного уровня. В отдельный подуровень внутри сеансового уровня выделяются протоколы защиты данных.

Именно на сеансовом уровне происходит выяснение конкретных возможностей применяемого пользователем мобильного аппарата, что позволяет соответствующим образом оптимизировать передаваемые данные. Таким образом удается обеспечить масштабируемость WAP.

В спецификации WAP указывается, что протоколы сеансового уровня должны поддерживать сразу несколько сеансов, причем одновременно с доступом в Internet пользователь должен иметь возможность вести телефонные разговоры, если только используемая в беспроводной сети технология позволяет это делать.

Протоколы сеансового уровня могут обеспечивать обмен данными в двух режимах: с установлением логического соединения и без него. В последнем случае сеанс может быть ориентирован на обмен транзакциями или дейтаграммами. При обмене транзакциями станция-получатель посылает отправителям подтверждения о получении пакетов, а при обмене дейтаграммами – нет.

Одна из главных задач протоколов транспортного уровня – скрыть от вышележащих протоколов особенности используемых в сети радиоинтерфейсов. В архитектуре WAP разработаны транспортные протоколы трех типов: с установлением логического соединения (connection-oriented), или WTP/C; ориентированные на передачу транзакций, или WTP/T; ориентированные на передачу дейтаграмм, или WTP/D. Все протоколы семейства WTP оптимизированы под очень низкие скорости обмена информацией, характерные для беспроводных сетей.

В настоящее время WAP сегмент Интернета стремительно расширяется. Большинство крупных порталов в Интернете имеют WAP версии. Через WAP порталы абоненты получают доступ к широкому круги информационных, развлекательных услуг, услугам электронной коммерции, услугам банкинга и др. Между тем WAP услуги на основе стандартных коммутируемых GSM каналов не получили широкого распространения из-за низкой скорости передачи информации и высокой стоимости услуг. Новые возможности для развития WAP услуг открываются с внедрением GPRS.