WAP (Wireless Application Protocol)

WAP - Мобилни комуникации и Интернет

WAP (Wireless Application Protocol) е протокол за връзка между мобилни комуникационни средства и Интернет мрежата. Стандарта WAP V 1.0 е публикуван през април 1998 на сайта www.wapforum.org. Разработването му е започнало през 1997 от фирмите Ericsson, Nokia, Motorola и Unwired Planet. Целта е била създаването на стандарт за дефиниране на нови услуги и Web-базирани приложения за мобилни телефонни мрежи. Стандарта дефинира архитектура и набор от протоколи за достъп до Интернет чрез безжични мобилни устройства [40].

Новоформираният стандарт за WAP протокол се основава на седемслойната архитектура на стандарта на ISO, като за горните четири слоя са специфицирани нови протоколи.

WAP протокол

WAP V1.0 протоколът включва дефиниции на няколко основни елемента:

XML базиран програмен език WML (Wireless Markup Language) и WMLS (Wireless Markup Language Script) съобразени с по-ограничените ресурсни възможности на устройствата от този тип (handheld). Отсъствието на стандартна клавиатура и мишка е взето предвид, ограничените възможности на дисплеите е компенсирана с модификация при визуализация на компонентите.
Интегриран минибраузър за интерпретация на WML и WMLS, с функции аналогични на класическите браузъри.
Реализация на програмния модел WAP, с функции и комуникация близка до този на WWW.
Интеграция и оптимизация на HTTP и TLS протоколи за специфичните изисквания на мобилните мрежи във връзка с използваната по-тясна честотна лента и нестабилност в параметрите на връзката.

В стандарта WAP са дефинирани набор от протоколи за поддържане на стабилна връзка при мрежи с тясна честотна лента и високи нива на шум (SMS - Short Message System, USSD - Unstructured Supplementary Service Data). Отделно са дефинирани протоколи за съвместима работа с Интернет като е спазван програмния модел на WWW за да могат Web сървърите да обслужват и мобилни потребители (Фигура 6).

Фигура 6 - Функционален модел на WAP

Използват се стандартни компоненти за осъществяване на връзка между мобилни устройства и Web сървъри.

URL адресите в Интернет са приложими и при WAP чрез включения в стандарта модел за формиране на имената;
Текст и графични изображения се предават по уточнени формати на данните;
Комуникацията между Web сървърите и минибраузъра на мобилното устройство се поддържа от протоколи за връзка.

WAP архитектура

WAP стандарта е разработен в съответствие със седемслойната мрежова архитектура на ISO, като са внесени съответните изменения за удовлетворяване на неговите изисквания. (виж Протоколи и услуги в Интернет, TCP/IP архитектура)

Транспортното ниво на WAP стандарта се нарича WDP (Wireless Datagram Protocol) и е разработен като съвместим с всички мрежи за мобилна комуникация и лесно може да бъде адаптиран към нови платформи. Тази гъвкавост осигурява независимост от използвания стандарт за мобилна комуникация (GSM, CDMA, CDPD, FLEX или др.).
Слоят за сигурност се обслужва от протокола WTLS (Wireless Transport Layer Security). Протоколът поддържа сигурността на връзката като идентифицира изпратените от Web сървъра данни и тези приети от потребителя.
WTP (Wireless Transaction Protocol) работи съвместно с WDS(Wireless Datagram Service) за иницииране и поддържане на връзката при оптимизиран служебен обмен.
Сесийният слой се обслужва от WSP (Wireless Session Protocol) в полза на приложното ниво като му осигурява две сесийни услуги върху транспортния слой и този за транзакции.
Приложният слой осигурява работата на основните приложения, базирани на WWW технологии и протоколи, и се обслужва от WAE (Wireless Application Environment). В приложния слой е включена дефиницията на минибраузъра, WML и WMLS.

Архитектурата на WAP е изцяло отворена по подобие на архитектурата на WWW, с което се осигурява свободното й развитие и използваемост на ресурсите. Отделните слоеве в архитектурата на WAP отговарят на oпределени нива на тази от WWW. (Фигура 7)

Фигура 7 - WAP архитектура по модела на ISO

SMS на GSM е платформата за която се предвижда WAP. Ограниченията произтичащи от тази платформа тласкат разработката на GPRS (General Packet Radio Services), за който се предполага, че ще може да постигне скорости на обмен от 115 kbps и да осигури на мобилния потребителски достъп до Интернет равностойна скорост с тази на настолните системи.

Схема на взаимодействие

За WAP трябва да се мисли като за концепция, определяща начина на функциониране на системата. В света на WEB една страница (Web page) или документ представлява файл, записан в зоната на Web сървър. Web браузърите визуализират съдържанието на този файл при поискване от клиента. В концепцията на WAP един документ се нарича deck, който е съставен от една или множество card. WAP браузъра визуализира съдържанието на една card. При Web най-разпространеният език за описание на страници е HTML. При WAP това е WML (Wireless Markup Language). Езикът се основава на концепцията на XML и всъщност представлява едно негово приложение. Създадените с WML карти се четат и интерпретират от микро браузърите на WAP устройствата. За разлика от HTML WML е език със строга концепция и ограничени възможности. Допълнителни възможности за динамизиране на предствяната информация се постига с WMLScript, създаден като скриптов език по нормата на ECMA и предназначен да бъде интерпретиран от страна на WAP клиент. Сходството му с Javascriptе почти пълно, макар и с по-ограничени изразни средства.

Описанието на един WML документ (deck) е много важна стъпка към структуриране на информацията изобразявана от WML микробраузъра. Тук е налице определена особеност. При извличане от микробраузъра на един WML документ, той се зарежда в паметта на WAP устройството заедно с всичките си карти (card). Навигацията между отделните карти се извършва в клиента без необходимост от презреждане от WAP Gateway.

Една карта във WML напомня елемента <a name> от HTML.

<wml>
    <card id="Елемент 1">
      ...Код...
    </card>
    <card id="Елемент 2">
      ...Код...
    </card>
</wml>

Достъпът до документ и карта става при обръщение от вида: [deckname][#cardname]. Идентификатора на картата играе ролята на етикет за достъп до определена част от съдържанието на документа. Сходна техника се прилага и в HTML за адресиране на съдържание вътре в една страница.

Свързването на едно WAP устройство към Интернет мрежата става по указната на Фигура 8 схема:

Фигура 8 - Свързване на WAP към Internet

В лявата част на схемата се намира мобилното WAP устройство, което се свързва чрез мобилната комуникационна мрежа (GSM, CDDA, или друга) към модема на RAS сървър (Remote Access Service). Сървърът идентифицира потребителя и осигурява достъп на WAP устройството до необходимите комуникационни протоколи. На ниско ниво връзката се осъществява като с обикновен ISP (Internet Service Provider) чрез протокола PPP (Point-to-Point Protocol). Следващият елемент във веригата е WAP Gateway. Негова основна функция е да осигури връзката на мобилното устройство към Интернет мрежата. От тук нататък връзката преминава в стандартна Интернет комуникация (Фигура 9).

Фигура 9 - Връзка GSM-ISP-Web сървър

От гледна точка на потребителя на WAP устройство връзката започва с указване на желан URL адрес (http://wap.free.net). Избира се автоматично указан предварително телефонен номер на PPP доставчик. След установяване на връзка на WAP клиента се прехвърлят необходимите протоколи и IP адрес. Заявката за търсения URL адрес се предава на WAP Gateway, който я преобразува в нормалната за Интернет HTTP заявка. Запитването се изпраща към WEB сървър, в чието съдържание се съхраняват два вида документи. Едни предназначени за потребяване от WEB браузъри и други предназначени за WAP микробраузъри. Първите обикновено представляват html файлове с дървовидната структура на един WEB Site, вторите съдържат съответните decks и cards записани във wml формат. Сървърът в зависимост от характера на заявката е в състояние да различи типа на крайния клиент и съответно на стандартен WEB браузър да изпраща html страници, а на WAP клиент wml документи. При изпращане на резултата от заявката на WAP устройството текстовото съдържание на wml документа се компилира от WAP Gateway в компресиран, двоичен и разбираем за мобилното устройство вид (WMLC). Целта на това преобразуване е да се редуцира максимално обема на обменяната информация.

Поредицата от сървъри и устройства от фигура 8 могат да бъдат разпределени произволно по местонахождение. Модемът, RAS сървъра и WAP Gateway могат да се споделят между мобилния оператор и доставчика на Интернет услуги.

MIME видове за WAP

MIME-types е понятие, което се свързва с вида и кодировката на файлове разпространявани по Интернет. В този смисъл MIME представлява определен стандарт. При извличане от Web сървър на една html страница стандартният MIME тип е "text/html" и той се разпознава от всички Web браузъри защото в списъка на известните MIME-types e предварително указан. Съответните MIME видове за обслужване на WML съдържание са дадени в таблица:

Document type             MIME type                       Typical extension
Plain WML documents       text/vnd.wap.wml                .wml
Wireless Bitmap Images    image/vnd.wap.wbmp              .wbmp
Compiled WML documents    application/vnd.wap.wmlc        .wmlc
WMLScripts                text/vnd.wap.wmlscript          .wmls
Compiled WML Scripts      application/vnd.wap.wmlscriptc  .wmlsc

Интернет за персонални компютри