Đồ án Nghiên cứu giao thức WAP

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I --------------o0o------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành Viễn Thông Đề tài: NGHIÊN CỨU GIAO THỨC WAP Giáo viên hướng dẫn: Ths. Phạm Khắc Chư Sinh viên thực hiện: Hoàng Đình Thọ HÀ ĐÔNG 10/2005 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………….…………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................................ 3 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .......................................................................................................... 4 LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G ............................................................................. 6 1. Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động. ..................................................................... 6 a. Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 thế hệ 2 đến cdma2000 thế hệ 3. ............................................... 8 b. Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G W-CDMA .................................................................................... 11 2. Mạng 3G ................................................................................................................................... 15 a. Mô hình tham khảo mạng cdma2000 ................................................................................................. 16 b. Mô hình tham khảo mạng W-CDMA .................................................................................................. 21 3. MIP ........................................................................................................................................... 25 a. Tổng quan về MIP .............................................................................................................................. 25 b. MIPv4 ................................................................................................................................................. 27 c. MIPv6 ................................................................................................................................................. 29 4. Tóm tắt chương ....................................................................................................................... 29 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC WAP ........................................................... 30 1. Giới thiệu ................................................................................................................................. 30 2. Khái niệm WAP....................................................................................................................... 30 3. Lịch sử về WAP ....................................................................................................................... 32 4. Kiến trúc tổng quan ................................................................................................................ 33 a. Mô hình World Wide Web .................................................................................................................. 33 b. Mô hình WAP ..................................................................................................................................... 35 CHƯƠNG III: CHỒNG GIAO THỨC WAP ......................................................................... 38 1. Nhìn chung ............................................................................................................................... 38 a. Môi trường ứng dụng không dây – Wireless Application Environment – WAE ................................. 39 b. Giao thức phiên không dây – Wireless Session Protocol –WSP ........................................................ 39 c. Giao thức giao dịch không dây – Wireless Transaction Protocol – WTP .......................................... 39 d. Bảo mật lớp giao vận không dây – Wireless Transport Layer Security - WTLS ................................ 40 e. Giao thức dữ liệu dồ không dây – Wireless Datagram Protocol – WDP ........................................... 40 f. Các vật mang ...................................................................................................................................... 41 g. Các dịch vụ và ứng dụng khác ........................................................................................................... 41 h. Các cấu hình mẫu của công nghệ WAP ............................................................................................. 41 2. Mô hình tham chiếu WAP ...................................................................................................... 43 3. WAE – Lớp Ứng dụng (The Application Layer) .................................................................. 44 a. Nền tảng ............................................................................................................................................. 44 b. Các mục tiêu và yêu cầu ..................................................................................................................... 44 c. Mô hình kiển trúc WAE ...................................................................................................................... 45 d. Các thành phần của WAE .................................................................................................................. 48 e. Bảo mật và điều khiển truy nhập ........................................................................................................ 52 4. WSP – Lớp Phiên (The Session Layer) ................................................................................ 53 a. Các đặc trưng WSP ............................................................................................................................ 53 b. Các ký hiệu WSP ................................................................................................................................ 55 c. Các phần tử WSP trong truyền thông giữa các lớp ............................................................................ 56 5. WTP – Lớp Giao dịch (The Transaction Layer) .................................................................. 63 a. Các đặc trưng giao thức WTP ............................................................................................................ 63 b. Các loại giao dịch .............................................................................................................................. 64 c. Thực thể quản lý WTP ........................................................................................................................ 65 d. Các dịch vụ đã cung cấp tới lớp trên ................................................................................................. 66 e. Phân loại hoạt động ........................................................................................................................... 67 6. WTLS và WDP – Lớp Giao vận và Bảo mật (Security and Transport Layer) ................. 70 a. Wireless Transport Layer Protocol – WTLS. ..................................................................................... 70 b. Wireless Datagram Protocol – WDP. ................................................................................................ 72 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN KIẾN TRÚC WAP PUSH ...................................................... 75 1. Giới thiệu. ................................................................................................................................ 75 2. Bộ khung ứng dụng Push. ...................................................................................................... 75 3. Push Proxy Gateway. .............................................................................................................. 77 a. Tổng quan các dịch vụ. ....................................................................................................................... 77 b. Truy nhập từ phía Internet ................................................................................................................. 77 c. Dịch vụ điều khiển thông điệp. ........................................................................................................... 77 d. Mã hóa và biên dịch. .......................................................................................................................... 78 e. Dịch vụ truy vấn các năng lực client. ................................................................................................. 78 4. Giao thức truy nhập Push. ..................................................................................................... 78 a. Hoạt động của giao thức PAP. ........................................................................................................... 78 b. Quy trình push. ................................................................................................................................... 78 c. Sự báo cáo xác nhận. ......................................................................................................................... 79 d. Việc hủy Push. .................................................................................................................................... 79 e. Truy vấn khả năng client. ................................................................................................................... 79 5. Giao thức Push Over-the-Air Protocol. ................................................................................. 79 6. Sự xem xét bảo mật ................................................................................................................. 80 a. Nhận thực một Push Initiator. ............................................................................................................ 80 CHƯƠNG V: SO SÁNH: WAP VÀ I-MODE ....................................................................... 82 1. Sự khác nhau giữa WAP và I-Mode ...................................................................................... 82 a. WML và CHTML ................................................................................................................................ 82 b. I-Mode: Luôn luôn kết nối .................................................................................................................. 82 c. Cước phí ............................................................................................................................................. 82 2. Tương lai của công nghệ Internet không dây ....................................................................... 83 CHƯƠNG VI: GIỚI THIỆU MỘT ỨNG DỤNG WAP. ....................................................... 84 KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 86 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Quá trình phát triển của thông tin di động từ thế hệ 1 đến thế hệ 3. 7 Hình 1.2: Lộ trình phát triển từ cdmaOne đến cdma2000. 10 Hình 1.3: Lộ trình phát triển từ GSM đến W-CDMA. 11 Hình 1.4: Biểu đồ thời gian cho HSCSD đối xứng và không đối xứng. 12 Hình 1.5: Cấu trúc mạng GPRS. 13 Hình 1.6: Kiến trúc tổng quát một mạng di động kết hợp cả PS và CS. 15 Hình 1.7: Mô hình tham khảo mạng cdma2000. 16 Hình 1.8: Kiến trúc chung của hệ thống cdma2000. 21 Hình 1.9: Kiến trúc chung của mạng 3G phát hành R3. 22 Hình 1.10: Kiến trúc mạng 3G phát hành R4. 23 Hình 1.11: Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của 3GPP (R5). 24 Hình 1.12: Đăng ký tam giác và định tuyến. 26 Hình 1.13: IP trong IP. 26 Hình 1.14: Tối ưu định tuyến. 27 Hình 2.1: Mô hình mạng Internet. 31 Hình 2.2: Mô hình mạng không dây. 32 Hình 2.3: Mô hình mạng không dây kết hợp Internet. 32 Hình 2.4: Mô hình World Wide Web. 34 Hình 2.5: Mô hình WAP. 35 Hình 2.6: Một minh hoạ về mạng WAP. 37 Hình 3.1: Chồng giao thức WAP. 38 Hình 3.2: Chồng giao thức WAP mẫu. 42 Hình 3.3: Mô hình tham chiếu. 43 Hình 3.4: Mô hình logic WAE. 46 Hình 3.5: WAE Push-Based Model. 47 Hình 3.6: Các thành phần WAE client. 48 Hình 3.7: Một dịch vụ không báo nhận. 55 Hình 3.8: Thiết lập Phiên. 59 Hình 3.9: Phương thức Invoke. 60 Hình 3.10: Hủy bỏ phương thức Invoke. 61 Hình 3.11: Non-confirmed Push. 61 Hình 3.12: Confirmed Push. 62 Hình 3.13: Phục hồi phiên. 62 Hình 3.14: Một giao dịch loại 0. 67 Hình 3.15: Một giao dịch loại 1. 68 Hình 3.16: Một giao dịch loại 2. 69 Hình 3.17: Thiết lập một kết nối an toàn. 70 Hình 3.18: Kiến trúc giao thức Dữ liệu đồ không dây – WDP. 72 Hình 3.19: Mô hình WDP Tổng quát 73 Hình 4.1: So sánh các công nghệ Push và Pull. 75 Hình 4.2: Bộ khung Push dạng đơn giản nhất. 76 Hình 4.3: Bộ khung Push với Push Proxy Gateway 76 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã. DNS Domain Name System Hệ thống phân giải tên miền GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung. GPRS General Packet Radio System Hệ thống vô tuyến gói chung. GSM Global System for Mobile Comunications Hệ thống toàn cầu cho truyền thông di động. HDML Handheld Device Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu cho thiết bị cầm tay HDTP Handheld Device Transport Protocol Giao thức truyền tải cho thiết bị cầm tay HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản. HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản. 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 OTA Over-the-Air Qua không khí 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 Access Đa truy nhập vô tuyến phân chia theo mã băng rộng WAE Wireless Application Environment Môi trương ứng dụng không dây. WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây. WDP Wireless Datagram Protocol Giao thức dữ liệu đồ không dây WML Wireless Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu 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. WWW World Wide Web Mạng toàn cầu 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. 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. Bạn thấy kỳ diệu chưa? Không cần đến máy tính phải không? Thật tuyệt!!! Đồ án này sẽ nghiên cứu về WAP như một kiến trúc mở. Các công nghệ trong WAP như WAP Push. So sánh WAP với Công nghệ tương đương I-Mode của NTT DoCoMo – Công ty Viễn thông Nhật bản vởi hơn 20 triệu thuê bao. Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu về giao thức WAP Hoàng Đình Thọ - Lớp D01VT # 6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G 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. Thế hệ thông tin di động Hệ thống Các dịch vụ Chú thích Thế hệ 1 (1G) AMPS, TACS, NMT Tiếng thoại FDMA, tương tự Thế hệ 2 (2G) GSM, IS-36, IS-95 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 di động từ thế hệ 1 đến thế hệ 3. Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu về giao thức WAP Hoàng Đình Thọ - Lớp D01VT # 7 Đề tài này nghiên cứu về thông tin di động thế hệ 3 trong khi đó các hệ thống tr