2.11.5. Мобильный доступ к сети Интернет

Сеть Интернет (Internet) - информационная компьютерная сеть (точнее - совокупность таких сетей). В качестве основных ее «ветвей» можно назвать следующие: World Wide Web -WWW (в буквальном переводе - всемирная паутина) - это глобальная информационно-справочная система на основе гипертекстовых документов, перерастающая в гипермедиа систему с графикой, звуком и видео; электронная почта (e-mail); возможность получения (перекачки) файлов с нужной информацией, находящихся на удаленных компьютерах (сер­верах), с помощью инструмента FTP; конференции (своего рода электронные «доски объяв­лений») пользователей сети Интернет; и др.

Сеть имеет развитые системы и средства поиска информации. Она предоставляет и другие (кроме e-mail и «досок объявлений») варианты общения между пользователями теле­фонной связи.

В число услуг, предоставляемых операторами сотовой связи своим абонентам, все ча­ще включаются доступ к сети Интернет, предоставляемый с мобильных абонентских терми­налов, а также со специальных «коммуникаторов», представляющих собой своеобразное со­четание МТ и сверхпортативного ПК.

Стек протоколов WAP

В настоящее время уже разработан протокол беспроводных приложений (WAP), на ба­зе которого можно создавать новые информационные службы (ориентированные на передачу данных, а не речи) для широкого круга конечных пользователей мобильной связи, что суще­ственно расширяет ее возможности [37, 77].

В течение ближайших пяти лет ожидается резкое увеличение числа пользователей средств WAP - почти с нуля в 1999 г. и приблизительно до 800 млн человек в 2003 г. Одной из целей создания WAP было превращение МТ в терминал сети Интернет. Стек протоколов WAP похож на стек протоколов сети Интернет. В составе WAP - протоколы трех уровней семиуров­невой модели, от прикладного до транспортного включительно (рис. 2.92). 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.

В создании спецификации WAP 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 определяет принципы разработки нового семейства протоколов следующим образом: стек протоколов WAP должен обеспечивать доступ к Интернет, интрасетям и интел­лектуальным услугам операторов телефонных сетей. По возможности, он должен опираться на существующие стандарты; нужно, чтобы использование WAP не шло в ущерб основным функ­циям ТА; 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. Требуется 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 W АР 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 ПД на беспроводные телефоны.

Рис. 2.92. Архитектура протокола WAP

Протоколы верхних уровней не должны ничего «знать» о специфических характери­стиках используемых беспроводных технологий; конкретные особенности радиоинтерфейса учитываются только в протоколах транспортного уровня. Тем не менее от всех протоколов этого уровня требуются определенные общие черты - таким образом удастся обеспечить ин-тероперабельность систем по всему миру.

Одно из важнейших условий - масштабируемость протокола WAP. Он должен под­держивать очень 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.

Спецификация приложений беспроводного доступа (WAE)

Именно 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 World Wide Web, несколько видоизменив ее в соответствии со специфическими особенностями среды.

В WAP определены следующие компоненты:

• микробраузер, функционально схожий со стандартным браузером Интернет (таким, как Netscape Navigator или Microsoft Internet Explorer);

• язык сценариев WML Script (маркировочный язык беспроводной связи), определенный форумом WAP и похожий на язык HTML. Средства данного языка сокращают эфир­ ное время, расширяя функциональные возможности портативного радиотелефона, т.е. благодаря сценариям WML такой телефон сможет локально обрабатывать больший объем информации перед отправкой ее на сервер;

• интерфейс приложений беспроводной телефонии WAP (WTAI), который является те­лефонной частью WAP и обеспечивает создание прикладных систем контроля и обра­ботки телефонных вызовов, реализующих, например, различные режимы обработки входящего телефонного вызова;

• формы представления информации, включая визитные карточки, календарные собы­тия и т.д.;

• многоуровневый телекоммуникационный стек, имеющий транспортный, защитный и сеансовый уровни.

Общая схема работы WAP на прикладном уровне выглядит следующим образом (рис. 2.93). В память абонентского терминала загружается программа-браузер, идеологически на­поминающая стандартные Web-браузеры. Отличие состоит в том, что при обращении к сер­веру WAP-браузер использует язык запросов WML, представляющий собой упрощенный вариант HTML.

Эти запросы передаются по беспроводной сети к специальному шлюзовому устройст­ву, которое не только осуществляет информационный обмен между беспроводной и провод­ной частями сети, но и трансформирует WML-запросы в HTML-запросы и отправляет их к Web-серверу. При передаче обратного трафика шлюз также осуществляет преобразование информации из одного формата в другой. Кроме языка WML, браузер поддерживает сценарии на языке WMLS, или WML Script, представляющем собой упрощенный вариант языка JavaScript. 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.

Рис. 2.93. Схема доступа к Web-серверу с мобильного телефона

WML - это HTML-подобный язык описания документов. 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 МТ те или иные вызываемые «колоды» или отдельные «карты» могут заноситься в его память для последующего использования.

Общая схема работы с WML может быть описана следующим образом. 1) Вывести на экран текущую карту. 2) Дождаться, пока пользователь (тем или иным способом) введет ад­рес URL ресурса, к которому следует перейти. 3) Отправить запрос соответствующему Web-серверу. 4) Дождаться ответа. 5) Перейти к шагу 1.

С помощью WML Script программист способен обеспечить выполнение приложением ряда полезных функций без обращений к Web-серверу (например, можно потребовать, чтобы введенные пользователем значения параметров проверялись на допустимость). При выпол­нении сценария WML Script приложение может самостоятельно обращаться к интеллекту­альным ресурсам AT.

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 МТ не позволяют сконструировать удобный пользовательский интерфейс. Предусмотренные в WAE функции TeleVAS как раз и обеспечивают управление сетевым интеллектом через браузер.

Система TeleVAS позволяет совершенно одинаковым образом управлять интеллекту­альными функциями сетей GSM, CDMA, PCS и любых других. 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 ТА; 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 и транспортного уровней

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. Такие радиоинтерфейсы уже появляются: например, технология TD/CDMA, предложенная в качестве европейского стандарта беспроводной связи следующего поколения, предусматривает одновременную передачу голоса и данных.

Для защиты данных предполагается применять самые современные механизмы. В ча­стности, защитные протоколы должны поддерживать аутентификацию пользователей, коди­рование данных и управление ключами.

Протоколы сеансового уровня будут 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 предпо­лагается применять 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. Для каждого из типов радиоинтерфейса будет разработан свой транспортный протокол; на сеансовом уровне разница между беспроводными технологиями уже не будет заметна.

Реализация концепции WAP

Компания Unwired Planet (UP) предлагает полный комплект продуктов для работы под WAP; это семейство имеет название UP.Link Platform. UP выпускает микробраузер UP.Browser, шлюзовую программу UP.Gateway, ПО для обмена электронной почтой UP.Mail, а также комплект средств для разработки программного обеспечения UP.Software Development Kit (UP.SDK).

UP.Browser поддерживает следующие функции:

• обеспечивает подачу звукового (похожего на сигнал пейджера) и/или визуального сигнала, когда от пользователя требуется выполнение каких-либо действий (например,на его имя поступает электронное письмо);

• пользователь может установить «закладку» на услуге, к которой он часто обращается. Каждой услуге соответствует свой URL;

• способен кэшировать данные, минимизируя тем самым частоту обращений к серверу. Это особенно важно для медленных беспроводных каналов;

• пользовательский интерфейс браузера построен с использованием различных меню и «горячих клавиш» (задаваемых самим пользователем), что значительно упрощает на­ вигацию по Web и уменьшает число нажатий на клавиши ТА;

• предоставляет широкие возможности вертикального и горизонтального «пролистывания», очень важные при работе с маленьким дисплеем ТА;

• используются стандартные методы защиты и шифрования данных;

• поддерживаются несколько различных режимов ввода информации (Lkpha, Numeric. Symbol, Smart). Пользователь может редактировать ранее введенный текст, стирать, вставлять и заменять отдельные символы.

UP.mail обеспечивает отображение электронных писем любой длины, поступающих на компьютер пользователя, на дисплее его телефона. Поддерживаются все стандартные функ­ции почтовых программ, необходимые для создания, отправки и получения писем с исполь­зованием любого мобильного телефона, на котором установлен UP.Browser. В частности, пользователь может просматривать только заголовки сообщений, пользоваться адресной книгой, отправлять сообщения в режиме ответа на присланное письмо, пересылать электрон­ные письма на факс и т д. ПО UP.Mail способно самостоятельно информировать пользовате­ля о получении электронного письма, подавая звуковой сигнал средствами UP.Browser.

UP.Link Gateway имеет следующие основные функции:

• на шлюзах можно размещать приложения, поддерживающие дополнительные услуги для пользователя;

• приложения, размещаемые на шлюзе, могут обеспечивать подачу пользователю сигна­лов о событиях, требующих немедленного вмешательства. Характер этих событий оп­ределяется логикой приложения. Например, приложение автоматически следит за биржевыми котировками и подает сигнал при достижении курсом акций заданного пользователем значения;

• осуществляется автоматическое сжатие информации, передаваемой по беспроводной сети;

• шлюзовая программа обеспечивает полный учет и регистрацию всех пользователей, применяемых ими абонентских терминалов и осуществляемого информационного об мена. Администратор сети может легко управлять доступом пользователей к тем или иным сетевым услугам;

• графическая информация, которую трудно отобразить на дисплее мобильного телефона, передается пользователем на факс. Для этого предусмотрена поддержка стандарт­ного канала связи с услугой передачи факсов через Internet;

• поддерживаются стандартные средства защиты информации при передаче через Web с использованием протоколов HTTPS и SSL.

Также UP.SDK позволяет быстро разрабатывать приложения, обеспечивающие дос­тавку Web-содержимого на мобильные телефоны и другие устройства, где установлен UP.Browser. UP.SDK можно бесплатно загрузить с Web-сервера Unwired Planet.

Предполагается, что со временем осуществлять доступ в Internet под WAP смогут пользователи беспроводных сетей на базе стандартов GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, РОС, CDMA, IS-95 и ряда других.