WAP手机自动下载测试系统的研究与设计

马力佳,袁超伟北京邮电大学通信网络综合技术研究所,北京(100876)摘要:文中所设计的WAP自动下载测试系统是通过SAGEM手机在VC++平台下实现WAP自动下载的功能.
本文研究了WAP自动下载测试系统的实现原理,设计了系统的整体架构,最后提出了该系统的实际意义.

关键词:无线应用协议WAP业务自动下载测试引言20世纪90年代以来,信息领域出现了极为引人注目的两大增长:移动电话的迅速普及和Internet爆炸式的普及和应用[1].
这两种技术的迅速推广和应用,直接影响了亿万人的生活方式.
互联网的出现改变了整个社会的信息获取方式和企业的业务模式,移动电话的发展则打破了通信与地点之间的固定连接.
紧随其后,无线互联网成为快速发展的下一浪潮,它将彻底改变传统的商务模和我们的日常生活[2].
目前,我国移动数据增值业务还没有得到广泛的应用,用户经常使用的移动业务主要限于语言通信,可以肯定地说,移动数据增值业务市场潜力非常巨大.

目前移动数据增值业务多种多样,比如彩信,移动电子商务,各种信息资讯以及内容丰富的图片铃声等等.
这些内容看似丰富,但据移动和联通的调查显示,图片铃声下载是WAP的主要业务,是WAP的大部分收入来源,因此运营商希望此项业务能够稳定的运行.
在这种情况,对该项业务的测试是非常必要的.

本文正是要研究WAP自动下载测试系统,用来完成对WAP下载业务的自动测试.
本文第二节简要介绍了WAP协议和体系架构,第三节详细分析了WAP下载测试系统是如何设计的,在最后一节则阐述了该系统的意义并展望了WAP业务的未来.

什么是WAP2.
1WAP协议[4]无线应用协议(WirelessApplicationProtocol,WAP)是一种向移动终端提供互联网内容和先进增值业务的全球统一性开放式协议标准[3].
简化无线Internet协议,是沟通互联网和移动通信世界的桥梁.
WAP是在数字移动电话、因特网或其他个人数字助理机(PDA)、计算机应用之间进行通信的开放全球标准.

WAP体系结构为移动通信设备提供了一个层次化的、可扩展的应用开发环境.
这是通过整个协议栈的分层设计实现的(见图1).
WAP体系结构的每一层都为上一层提供接入点,并且还可以接入其他服务和应用程序.

图1WAP协议结构从图1中可以看出,WAP协议是一个分为6层的协议族,从上至下分别为:无线应用环境(WirelessApplicationEnvironment,WAE),无线会话协议(WirelessSessionProtocol,WSP),无线事务协议(WirelessTransactionProtocol,WTP),无线传输层安全(WirelessTransportLayerSecurity,WTLS),无线数据报协议(WirelessDatagramProtocol,WDP)以及承载网络.
2.
2WAP体系架构WAP是针对无线网络带宽窄、无线信道可靠性低的特点而设计的独立于底层承载的应用协议,它使移动终端和Internet相结合.
WAP应用模型如图2所示.
在大多数WAP应用中,都采用这样一种结构.
从图中可以看出其与普通的Internet模型相似,只是在用户和Internet之间多了WAP网关这一实体.

图2WAP体系结构从图中可以看出,在用户和WAP网关之间的是无线网络,目前国内一般是指蜂窝移动通信网,其上运行WAP协议.
而在WAP网关和服务器之间是有线网络,可以利用现有的Internet协议进行通信.
这一模型也说明了WAP是建立在Internet基础之上的,考虑了现有的Internet协议,把用户的移动接入性引入其中,是一种无线Internet协议规范.

用户(Client)可以是任何移动终端,如PDA、移动电话、具有无线通信能力的掌上电脑.
用户中最重要的部分是WAE用户代理,它为用户提供了特定功能的软件,如浏览器.

用户代理包括WML用户代理和WTA用户代理.
其中,WML用户代理的作用是:对WML编码,对WMLScript的编译.
WTA用户代理允许用户和移动电话进行访问和交互作用.

原始服务器应用或响应用户的各种请求,其上存放着用户浏览的信息.
应用于Internet上的Web服务器完成了这部分功能.
目前应用在Web服务器上成熟的技术在此仍然可以使用.
如CGI,ASP,JSP等.
在用户和原始服务器之间设有网关.
WAP网关主要功能有两个,即协议转换和编码解码功能.

①协议转换功能在客户机支持的无线领域中使用WAP协议栈(WSP/WTP/WTLS/WDP)和转换内容服务器支持的在Internet使用的协议栈(HTTP/TCP/IP)之间的转换.

②编码解码功能在无线环境中,带宽有限、连接可靠性及网络的可预测性都相对较低,而网络延时较大.
此外.
无线终端设备的功率小,存储空间小.
显示屏幕小,输入设备受限.
为适应无线网络环境和无线终端的特点,WAP规定在无线网络里传输数据采用二进制字节码格式,这样减少数据的传输量.
而在Internet上无论是请求消息还是服务器的响应数据都采用ASCII码.
为了使无线终端能够和内容服务器沟通,网关在中间完成编解码的工作.
一方面把客户机发出的紧缩码形式的请求转换为符合HTTP协议的ASCII码;另一方面将内容服务器返回的响应转换为紧缩码,送到无线网络上,发送给客户机.

WAP下载测试系统的研究与设计3.
1分析WAP自动下载测试系统文中的WAP下载测试系统是通过法国Sagem测试手机在VC++平台下开发的.
该系统整体上可以分为两部分:一是自动下载,二是测试,下载的部分是测试的前提也是整个系统的核心.
下面分别具体介绍这两个部分的实现原理.

3.
1.
1自动下载部分要在VC平台上模拟手机下载图片或铃声的过程,必须弄清楚手机下载的工作流程,因此获得手机下载流程中的交互信令是完成后续工作的前提.
本文利用Ethereal抓包软件来捕获手机下载流程信令和抓包软件,下面详细介绍该方法.

在PC机上模拟手机上网的方法之一是使用WinWAP浏览器.
在使用该浏览器之前,断开本地连接,即拔掉网线.
将Sagem测试手机与PC相连(通过USB口连接),打开"我的电脑"属性项里的设备管理器,在"调制解调器"中选择"SagemSerial"属性项的高级,将额外初始化命令修改为"AT+CGDCONT=1,"IP","cmwap""[5].
建立起一个新的拨号连接,所拨号码为"*99***1#",通过测试手机拨号上GPRS.
连通之后,打开WinWap浏览器,选择GPRS连接,并将网关地址设置为10.
0.
0.
172,端口号设置为9201,并选择为面向连接.

在WinWAP浏览器中输入有效WAP地址,同时打开Ethereal抓包软件.
如果是图片便可以在WinWAP中显示,如果是铃声会提示是下载还是播放,点击下载到本地或是点击播放都可以.

至此,关闭抓包窗口,抓包停止.
在Ethereal窗口会显示整个下载图片或铃声的详细信令流程和每个数据包情况.
数据量小的图片或铃声和数据量大的流程略有不同,下图分别显示了这两种情况.

图3mid格式的小铃声下载流程图4gif格式的图片下载流程图5mp3格式的大铃声下载流程(部分)可以看出,区别主要返回的数据结果上,小数据量的只需要一个数据包,大数据量的需要分成若干段数据才能完成全部内容的传输,数据量越大分段便越多.

在图中还有一点值得注意,这也是本系统完成的一个关键点,即在下载过程中出现了两次Get信令,这和2006年下半年中国移动对WAP网关进行的调整有关.
即所有移动用户用手机登录WAP网站时会出现一条提示信息"…是否继续登录…",这一举措在当时还引起了业界的轰动,本文对此并不冗述.
但就本文涉及的WAP下载来讲,流程上确实多了一个步骤,即在发送第一个有效WAP地址之后,网关会回复一条Reply[6][7],在这个Reply中提供了一个新的WAP地址,必须提取出新WAP地址才可以继续下载工作.

至此可以确定下载部分实现方案的全部流程:1)通过拨号连上GPRS,连接WAP网关,即上CMWAP;2)输入有效WAP地址,得到一条Reply信息;3)分析Reply消息的内容,将得到一个新的URL地址,并向网关发送一条Ack,表明已收到Reply消息,不需要网关再发送Reply了;4)将新URL按照指定格式发出;5)第(4)步若正确,将得到网关发回的Result;6)正确分析result的情况,若不是分段情况,则收完result消息后向网关发送Ack,表明收到了result消息;若是分段情况,每个分组结束后发送Ack,全部分组收完后再次发送Ack.
Ack如果不发送或发送错误,则网关会持续向本机发送消息而导致出错.

3.
1.
2测试部分测试部分可以说是伴随着下载过程而同步实现的,即在下载的过程,记录一些客户(比如运营商)所关心的参数,例如下载时间,下载图片或铃声的大小,下载成功率,以及在下载中L1,L2,L3层所发生的交互信令等等.
所有这些都是基于正确合理的下载过程,因此本文只着重探讨下载的具体过程,关于测试部分则可根据具体要求而制定.
本系统中的测试结果记录了下载时间和文件大小.

3.
2WAP自动下载测试系统的整体结构图对该系统进行了理论分析并确定下系统工作流程之后,我们要在Windows中的VC++平台下实现整个系统.
基于前述的讨论,本文重点介绍自动下载平台的实现.

如图6所示,整个系统的功能模块总共有四部分组成:拨号/挂断模块,初始化模块,连接WAP网关模块和下载模块.

图6WAP下载系统整体结构图限于篇幅在此只重点介绍模块4中的具体函数实现.
模块4的功能是实现将图片和铃声下载到PC机上.
这个模块是核心模块.
下面对其进行具体介绍.

3.
2.
1该模块的外部接口函数a、实现图片下载功能的函数:boolWapTest::DownloadPic()b、实现铃声下载功能的函数:boolWapTest::DownloadAudio()c、DownloadPic()使用到的函数(DownloadPic和DownloadAudio函数相同):计算时间函数:GetTickCount(),该函数用来统计下载的时间,时间的单位是ms;winsock函数:WSAAPIsendto(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags,conststructsockaddrFAR*to,inttolen),该函数用来发送信令;WSAAPIrecvfrom(SOCKETs,charFAR*buf,intlen,intflags,structsockaddrFAR*from,intFAR*fromlen),该函数用来接受从WAP网关发来的消息信令;WSAAPIclosesocket(SOCKETs),函数结束时释放占用的socket;3.
2.
2模块4的子功能模块图7所示为模块4的子功能模块原理图.
图中:a)有效URL是指图片或铃声的有效WAP地址.
一般情况下WAP图片和铃声的地址不如Internet上的URL容易获得.
需要在电脑上安装特定的WAP浏览器才可以获得其WAP地址,如Winwap或Opera浏览器都可以.

图7WAP下载模块的子模块原理图b)在DownloadPic()函数里,功能实现的关键点有两个一是完全模拟手机下载图片或铃声的流程,关于这个流程在前面已有详细叙述.
二是正确判断Result和SegmentResult.
由于数据内容有大有小,返回的数据信令会有不同,只有正确判断全部收完信令,才能收到完整的图片和铃声.

c)在这个函数里还需要有一个计时函数,就是GetTickCount().
这个计时的作用有两个,一是计算下载需要多长时间,作为一个给运营商的参考值,也就是前面提到的测试参数;另一个是约束接受和判断图片或铃声数据流的时间,如果超时则报错.

WAP下载测试系统的运行结果本文在VC++上实现该系统的核心功能,同时建立了运行界面,对运行结果予以直观的显示.

WAP下载测试系统的运行结果是将图铃正确下载到本机,即所下载的图片和铃声可以正常使用.
为了直观表示,图8显示了系统的一次运行结果.

图8系统运行结果图中所显示的是下载一个铃声和一幅图片的结果,并包含测试时间和下载大小.
其他的测试参数可以根据具体需求另行调整.

目前的WAP测试一般在手机终端上进行测试,有一定的局限性.
本文设计的WAP下载测试系统,在PC上实现,适用于任何终端,同时可以完成任意次数的自动下载.

WAP下载测试系统的意义和展望这套下载测试系统实现的原理,我们完全可以脱离SAGEM手机终端,任何其他的手机终端或是GPRS/WCDMA/CDMA上网卡都可以按此原理,结合PC来实现WAP自动下载平台,但是测试功能需要结合其他设备的特点来开发.

笔者认为WAP业务一定会成为未来手机业务的主导,而手机下载业务也将成为WAP业务中的主要内容.
本文中所设计的WAP自动下载测试系统结合今后实际WAP的发展情况,还可以在功能上有更进一步的完善.
希望本文的工作能为以后研究WAP自动下载平台的应用打下一定的基础,有一定的借鉴意义.