移动设备管理与 OMA DM 协议


www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 1 移动设备管理与 OMA DM 协议 OMA DM for Mobile Device Management Version 6.0 作者:王金剑 MSN:itecies@hotmail.com TR069 论坛(www.tr069bbs.com)~积极推动TR-069 协议及OMA 协议普及,汇集各种IP 设 备相关的网络话题,我们相信不久的将来“每一个家庭都有一个网络”! www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 2 0.目录 0.目录.............................................................................................................................................2 1.OSI七层协议模型 ......................................................................................................................5 1.1 为什么需要移动设备管理.................................................................................................5 1.2 移动设备管理的发展前景.................................................................................................5 1.3 为什么要全面讲解OMA协议 ...........................................................................................7 1.4 OSI七层协议模型 ..............................................................................................................7 2.OMA协议 ...................................................................................................................................9 2.1 为什么需要OMA协议 .......................................................................................................9 2.2 什么是数据同步................................................................................................................9 2.3 OMA组织的建立 ...............................................................................................................9 2.4 TR069 协议与OMA协议 ...................................................................................................9 3.OMA DM协议模型..................................................................................................................11 3.1 什么是OMA DM协议 ......................................................................................................11 3.2 OMA DM 协议与OMA CP 协议 ...................................................................................11 3.3 OMA DM协议模型 ..........................................................................................................11 3.4 开发能同时支持OMA DM 和OMA CP 的软件产品....................................................12 3.5 手机供应商对OMA DM的支持 ......................................................................................13 4.WAP协议..................................................................................................................................14 4.1 为什么需要WAP(Wireless Application Protocol)............................................................14 4.2 什么是WAP ......................................................................................................................14 4.3 WAP论坛 ..........................................................................................................................14 4.4 WAP的发展阶段 ..............................................................................................................14 4.5 WAP协议模型 ..................................................................................................................15 4.6 WAP网络架构 ..................................................................................................................16 4.7 WAP的数据传输方式(WAP PUSH)...........................................................................17 4.8 WAP的数据传输过程 ......................................................................................................17 4.9 推送空间传输协议(PUSH OTA).....................................................................................19 4.10 推送访问协议(PAP)(Push Access Protocol) ..................................................................19 4.11 WAP 2.0...........................................................................................................................19 5.OMA DM承载网络—WiMAX系统 ........................................................................................21 5.1 为什么需要WiMAX.........................................................................................................21 5.2 什么是WiMAX.................................................................................................................21 5.3 WiMAX 论坛...................................................................................................................21 5.4 什么是空中接口...............................................................................................................21 5.5 WiMAX的协议模型.........................................................................................................21 5.6 WiMAX与OMA、TR069 ................................................................................................22 5.7 WiMAX网络架构.............................................................................................................22 6.OMA DM承载网络—GSM系统..............................................................................................24 6.1 第一代模拟蜂窝系统(1G)..........................................................................................24 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 3 6.2 FDMA、TDMA、CDMA ...............................................................................................25 6.3 为什么需要GSM(2G) .................................................................................................25 6.4 什么是GSM......................................................................................................................26 6.5 GSM系统网络框架..........................................................................................................26 6.6 GSM系统的业务..............................................................................................................27 6.7 OMA DM与GSM系统 .....................................................................................................28 7.OMA DM承载网络—CDMA2000 系统 .................................................................................31 7.1 为什么需要无线移动通信...............................................................................................31 7.2 无线移动通信的简史.......................................................................................................31 7.3 为什么需要 CDMA(Code Division Multiple Access) ....................................................31 7.4 第二代移动通信系统(2G)..........................................................................................32 7.5 IS-95 与 cdmaOne ..........................................................................................................32 7.6 为什么需要第三代移动通信系统(3G)......................................................................33 7.7 什么是 CDMA2000.........................................................................................................33 7.8 CDMA2000 的发展历程.................................................................................................33 7.9 CDMA2000 各地运营商.................................................................................................34 7.10 CDMA2000 1x网络框架................................................................................................34 7.11 简单IP 与移动IP............................................................................................................34 7.12 为什么需要移动IP技术 .................................................................................................35 7.13 移动IP网络框架.............................................................................................................35 7.14 移动IP与简单IP的比较..................................................................................................37 7.15 OMA DM 与CDMA2000 ..............................................................................................39 7.16 OMA产品不断追求的目标——网络无关性、设备无关性........................................39 8.OMA DM 协议简介................................................................................................................40 8.1 OMA DM协议做什么 ......................................................................................................40 8.2 OMA DM怎么管理设备 ..................................................................................................40 8.3 BOOTSTRAP(设备的引导过程)是什么....................................................................40 8.4 BOOTSTRAP做什么 .......................................................................................................40 8.5 设备做BOOTSTRAP的主要方式 ...................................................................................40 8.6 OMA DM的设备管理方式 ..............................................................................................41 8.7 OMA协议的数据传输 .....................................................................................................41 8.8 OMA DM的数据交互过程 ..............................................................................................42 8.9 OMA OTA的网络环境.....................................................................................................45 8.10 OMA DM 的主要业务与客户需求 ..............................................................................45 8.11 OMA DM 客户端软件及其部署难题 ..........................................................................45 8.12 OMA DM 的服务器性能问题 ......................................................................................46 9.OMA DM 会话层(Session)协议........................................................................................47 9.1 什么是会话层...................................................................................................................47 9.2 会话终止(Session Abort) ............................................................................................47 9.3 会话异常终止...................................................................................................................47 9.4 发起会话...........................................................................................................................47 9.5 会话过程实例分析...........................................................................................................48 10.OMA DM 安全层(Security)协议 ..................................................................................63 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 4 10.1 什么是安全层.................................................................................................................63 10.2 什么是鉴权.....................................................................................................................63 10.3 什么是认证.....................................................................................................................63 10.4 OMA认证方式 ...............................................................................................................63 10.5 OMA应用层认证 ...........................................................................................................64 10.6 OMA 认证的会话例子..................................................................................................64 附录A.移动设备与AAA 服务器...................................................................................................68 1.为什么需要AAA.................................................................................................................68 2.AAA工作组.........................................................................................................................68 3.什么是AAA服务器.............................................................................................................68 4.AAA服务器的主要功能.....................................................................................................68 5.AAA客户端、AAA服务器、AAA协议............................................................................68 6.什么是RADIUS协议...........................................................................................................69 7.下一代AAA协议——Diameter协议 ..................................................................................69 8.AAA服务器与数字证书.....................................................................................................69 9.RADIUS协议数据传输框架...............................................................................................69 10.AAA服务器与 3G.............................................................................................................70 11.AAA服务器与WiMAX .....................................................................................................70 12.如何在Windows中模拟AAA服务器................................................................................71 附录B.移动设备管理与TD-SCDMA网络.......................................................................................72 1. 为什么需要TD-SCDMA...................................................................................................72 2. 什么是TD-SCDMA...........................................................................................................72 3. TD-SCDMA 的商用情况 ..................................................................................................72 4. TD-SCDMA 与另外两种 3G技术 ....................................................................................73 附录C.开餐馆与做软件—大型网站性能...................................................................................74 版权声明与免责声明.....................................................................................................................75 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 5 1.OSI七层协议模型 1.1 为什么需要移动设备管理 伴随 3G 技术在中国的快速发展,数据业务必然成为消费和企业用户的重要通信手段, 这些趋势给移动运营商带来很多机会的同时也造成很大的管理挑战(与此同时将移动数据业 务扩展到不同网络类型的不同移动设备同样具有很大的挑战性)。 移动设备管理(Mobile Device Management)正是应对这种管理挑战而产生的,确保所有 连接到运营商网络的移动设备能够提供高质量的移动数据服务。移动设备管理提供了对 2G、 3G、WiMAX 等移动设备的支持。OMA 基于 OTA(over-the-air)的设备管理框架为移动设备 管理提供了一种解决方案,OMA DM 协议明确独立于承载网络,因此该协议可以用于多种 网络,包括移动蜂窝网、蓝牙、以太网、Wi-Fi、WiMAX 等等,它横跨 2G、3G 和 WiMAX 技术。 Workssys 软件公司宣布,Workssys 针对智能手机开发了符合手机管理特征的 OMA-DM Agent 嵌入式客户端软件。该客户端软件已经通过与 HP 等平台厂家的对接测试,并已在众 多手机合作厂商设备中大规模投入使用。该产品可以应用于 Windows Mobile、BREW、 Symbian、Android 等主流手机系统。 1.2 移动设备管理的发展前景 全球交付的移动电话在 2007 年远超过了 10 亿部,每个季度交付的手机达到 2 亿到 3 亿部。电信与软件分析公司 Ovum 开展了一次调查活动,以季度为单位跟踪移动设备中移 动设备管理功能的发展情况。在下面的图 1 与图 2 中,Ovum 报告了“移动手机对移动设备 管理功能的支持状况,从中可以发现移动设备管理技术的市场渗透具有非常强的势头。 www.tr069bbs.com 图 1:支持 MDM 的手机占手机产品总出货量的百分比 图 2:目前市场上支持 MDM 的手机所占百分比 IDC 公司认为,提供统一的移动设备管理解决方案作为整个系统管理环境的一部分是非 常重要的。因为,现在的用户不需要每个解决方案都用一个控制台,他们需要只用一个控制 台就能够管理多种环境的所有设备。 为了全面了解 OMA 基于 OTA(Over-The-Air)的设备管理,本文将按照 OSI 协议模型从 高到底的顺序进行讲解,最后详细说明 OMA DM 协议。 www.tr069bbs.com Page 6 www.tr069bbs.com 1.3 为什么要全面讲解OMA协议 OMA DM 协议明确独立于承载网络,对于设备和服务器之间的底层传输是不可知的。 该协议可以用于很多承载网络,包括移动蜂窝网、蓝牙、以太网、Wi-Fi、WiMAX 等等, 它横跨 2G、3G 和 WiMAX 技术。 因此如果我们要做可以适应各种网络环境的 OMA DM 软 件,必须研究不同网络间的异同。 1.4 OSI七层协议模型 开放系统互联(OSI)模型是由国际标准化组织(ISO)于 1984 年提出的一种标准参考 模型,现在它被公认为是网络通信的基本结构模型。当今使用的大多数网络通信协议都是基 于 OSI 模型结构。 举一个例子,北京的老总 A 要告诉美国的老总 B 货已发出,过程是这样的:A 用中文 写好信;把信交给秘书;秘书把信投进邮筒;邮局根据收信人地址选择好信件的传递路线; 把信件打包后交给飞机场;飞机场负责把信件运输到美国。 完成这一过程需要考虑以下问题: 1、使用什么方式与对方联系,电子邮件还是普通信件 www.tr069bbs.com Page 7 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 8 即应用层(Application),该层确定用户应用程序与网络间的接口 2、信用中文还是英文写,A 选择了中文 即表示层(Presentation),该层对数据进行编码,数据压缩,数据的加密 3、双方通信之前制定规则,何时开始、何时终止 即会话层(Session),该层在设备之间建立、维持和终止会话 4、秘书发现对方没收到信,是否再发一封。 即传输层(Transport),该层提供可靠或者不可靠的端到端服务 5、信从什么线路送到美国。 即网络层(Network),该层选择最佳路径将信息从最合适的路径传送到接收端 6、邮局在信上盖上邮戳,添加必要的便于美国邮政系统确认的信息 即数据链路层(Data Link),该层进行帧的封装,将传输数据增加同步信息、校验信息 及地址信息后封装成数据帧 7、信是用火车拉还是飞机运。 即物理层(physical),负责 0 和 1 的传送,使用什么传输介质,0 和 1 在线路上如何 表示。 完成这些过程这封信可以送到美国老总 B 手里了,但是由于 B 不懂中文虽然得到了信 却看不懂其中的内容。OMA 协议就是要解决这样的问题,让所有网络间的交流都使用相同 的语言。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 9 2.OMA协议 2.1 为什么需要OMA协议 随着全球移动通信发展迅猛、为了提高移动通信业务的质量,满足人们的需求,同时解决 不同网络之间的数据同步问题,进而实现互联互通,迫在眉睫的任务就是要建立一种全球通 用且又安全可靠,便于操作的端到端的移动通信的统一标准和规范.全球性的标准化组织 OMA (Open Mobile Alliance)开放移动联盟成立于 2002 年 6 月 12 日.它就是面向这一需求而 产生的. 2.2 什么是数据同步 关于数据同步,有些地方直接说 OMA 要解决不同网络的互联互通问题,我们永远不可 能让一个中国人和大洋彼岸的外国人直接对话,我们能做的是通过一个翻译过程和一部通讯 工具进行沟通。OMA 永远也变不成一部手机,它不得不依赖于各种承载网络,不过 OMA 协议不满足于词汇翻译,它要让世界使用同一种语言。 2.3 OMA组织的建立 OMA 最初由 WAP 论坛(WAP FORUM)和开放式移动体系结构(OPEN MOBILE ARCHITECTURE)两个标准化组织通过合并而成。随后,区域互用性论坛(LIF), SYNCML, MMS 互用性研究组(MMS-IOP)和无线协会(WIRELESS VILLAGE), 这些致力于推进移动 业务规范工作的组织又相继加入 OMA。 OMA 组织的工作就是寻求一种与系统无关的、开放的,使各种应用和业务能够在全球 范围内的各种终端上实现数据同步的标准。 2.4 TR069 协议与OMA协议 随着 Vo IP、IPTV 等越来越多 IP 终端设备的普及(尤其在家庭中的普及),大量设备的 配置和维护变得越来越困难,大大提高了网络产品运营商的成本,传统的基于 SNMP 的网 管系统面对众多的终端设备时显得力不从心,限制了宽带接入市场的发展速度和规模。 TR069 定义了一套全新的网管体系结构,包括“管理模型”,“交互接口”,“管理参数”,在 很大程度上减少了网络产品的运为成本,因此 TR069 协议的关注重点是实际应用,即在 OSI 协议模型的应用层。 与 TR069 协议不同,由于 OMA 的设计初衷是支持不同设备在不同网络间的数据同步, 因此 OMA 的数据传输不仅仅构筑于 INTERNET 会话层使用 HTTP 传输,OMA 同时支持 无线网络 WAP 使用 WSP 以及蓝牙网络使用 OBES 进行数据传输等等。不同网络之间只是 传输工具不同,但由于共同使用了标准的 SYNCML 数据包,实现了不同网络间的数据同步, www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 10 这样再利用中间的互通工具实现不同网络和设备间的数据交互。OMA 的设计初衷在数据同 步,淡化设备、操作系统、网络对数据交互的影响,因此它实际的关注重点在 OSI 协议模 型的表示层。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 11 3.OMA DM协议模型 3.1 什么是OMA DM协议 OMA DM(Device Manage)是 OMA 组织定义的一套专门用于移动与无线网络的管理协 议,是 OMA 协议的一种应用。 3.2 OMA DM 协议与OMA CP 协议 OMA客户端配置OMA CP (Client Provisioning) V1.1,是早期的移动设备管理技术,是 从WAP论坛继承而来的。WAP协议为人们从移动设备访问因特网提供了一种方式(具体见 下一章),该协议是为了适应当时无线环境下设备的数据传输能力差(即带宽窄)的特点而 设计,OMA CP的数据传输方式采用WAP 协议的数据传输方式,即WAP PUSH(具体见 4.7 章),由服务器主动向客户机发送信息,看过 4.7 章可知WAP PUSH 方式的数据传输是通过 WAP网关和短消息网关实现的(主要是短消息网关),其特点是单向传输,而随着新一代的 无线设备的数据传输能力的增强,即网络带宽提高,WAP协议也从 1.0 过度到 2.0,WAP 2.0 已经可以与因特网所使用的TCP/IP 协议完全兼容。下一代移动设备管理协议OMA DM 也 因此应时而生,其与OMA CP最大的不同即在于OMA DM 协议在管理服务器与客户端之间 建立了双向传输,而OMA CP 产生的环境由于带宽的限制只能在服务器与客户端之间做小 数据量的单向传输。 3.3 OMA DM协议模型 由于 OMA DM 协议明确独立于承载网络,因此 OMA DM 应用建立在各种网络之上, 既可以利用各种网络协议传输 OMA DM 命令。 www.tr069bbs.com 观察这幅图我们可以看到 OMA 协议的底层承载网络,横跨 GSM、CDMA 和 WiMAX 等等网络,几乎可以含盖当今所有的移动传输技术。 而 OMA DM 协议的实现载体主要包含 TCP/IP 和 WAP(Wireless Application Protocol)两 种类型.。 WAP不仅仅作为一种OMA DM协议的实现载体,更重要的是这个协议产生的初衷是为互联 网Internet和无线设备之间建立一个桥梁,定义了无线移动设备与网络中的固定服务器进行 通信的方式。它为OMA DM协议建立了通过固定的Web服务器与无线的移动设备进行通信的 网络框架。 3.4 开发能同时支持OMA DM 和OMA CP 的软件产品 如同我们不得不在很多时候同时支持 TR069 协议和支持 SNMP 协议的情况一样,我 们也不得不让我们的产品同时支持 OMA DM 协议和 OMA CP 协议。而且我们越早能提供 这样的支持对于我们的产品推广就越有利。 在当前用户使用的手机中通过 OMA CP 支持单向管理的百分比是很大的,几乎所有在 2007 年后三个季度后在 GSM 市场上交付运行的手机都支持这种管理客户端软件。然而, 在 GSM 领域之外(例如在日本的 CDMA 网络等等)对 OMA CP 技术的支持是非常有限的, 或者根本就没有。在 GSM 市场,这种技术已经在手机上存在很久,因此从市场渗透率来说, 支持 OMA CP 的手机正不断地接近自然顶峰。 尽管 OMA DM 是一种比较新的设备管理技术,当前市场普及率还较低,但是它具有很 强的发展潜力, OMA DM 在大多数关键市场上都获得了各种手机平台很好的支持,通常在 高端设备以及较新的手机平台上首先实现。 www.tr069bbs.com Page 12 www.tr069bbs.com 3.5 手机供应商对OMA DM的支持 在诺基亚引导的智能设备市场,积极推动了对 OMA DM 的支持,特别是在高端设备上。 摩托罗拉在多种平台上实现了 OMA DM。索尼-爱立信在主要终端手机上实现了 OMA DM。 包括三星和 LG 在内的其他厂商则紧跟诺基亚和摩托罗拉之后,从现在开始提升对 OMA DM 的支持力度。 对OMA DM的支持主要来自智能设备。智能设备主要是指那些包含先进操作系统的移 动设备,这些手机如上市不久的Nokia N97,Motorola 3100,iphone 3G;这些操作系统如 Windows Mobile,Symbian,Android。绝大多数的估计认为,全球智能设备的出货量在 08 年将超过 1.9 亿部;智能设备的增长速度远远高于移动电话市场的增长。尽管智能设备一直 以来是高端的高价格产品,但这个类别的产品非常重要,因为这些设备为企业和高端客户所 用,他们是那些最早接受新数据业务和应用的客户。而随着智能设备价格不断下降,在未来 几年内产量将会飞快增长。当前市场上这些智能设备可能并不是很多,但是他们需要更多的 设备管理。 我们可以通过访问这些手机厂商的网站获取相应手机的 OMA DM 文档,如: http://www.forum.nokia.com/ www.tr069bbs.com Page 13 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 14 4.WAP 议 协 4.1 为什么需要WAP(Wireless Application Protocol) Internet和移动通信的出现极大地影响和改变了人们的生活、工作方式。但在较长一段时 间内,通过移动设备访问 Internet 还只是人们的一个梦想。WAP 协议就是在这样一种背景下 产生的,让人们可以在任何时间地点通过各种移动设备访问因特网。 4.2 什么是WAP WAP是无线应用协议(Wireless Application Protocol )的简称,是一种开放式的全球规范。 WAP 技术为互联网和无线设备之间建立了一个桥梁,定义了无线移动设备与网络中的固定服 务器进行通信的方式。 4.3 WAP论坛 1997 年初期,美国一家网络运营商 Omnipoint 提出要提供移动信息服务,这一意向很快就 收到一些大公司的回复,但它们各自使用自己所专有的技术,Omnipoint 明确指出,应该开发 一种公共的开放标准。最终 Ericsson 和 Motorola 加入到 Nokia 和 PhoHe.com 的队伍当中, 成立 WAP 论坛,联手开发 WAP 协议,目的是为移动通信中使用因特网业务制定统一的应用 标准。如今 WAP 论坛已经被统一在开放移动联盟(OMA)中,不再以独立组织的形式存在。 4.4 WAP的发展阶段 第一阶段:WAP1.X 处于 2G 的无线传输技术数据传送的带宽很窄(GSM CSD 9.6K),由于切换等原因, 数据传输也不稳定,并且移动终端屏幕小、显示色彩及能力都有限。鉴于这些特点,WAP 论坛编写了 WML、WSP、WTP、WDP 等一系列协议。以适应无线上网的要求。 第二阶段:WAP2.0 这阶段无线数据传输技术得到了有效发展,传输的速率及可靠性得到良好保证,因此 WAP 论坛取消了 WSP、WTP、WDP 等针对无线传输所做的协议,代之以 Internet 的相关协 议(TCP/UDP,HTTP 等),WML 也在向 XHTML 靠拢。业务上增加了彩信 MMS、Provisioning、 Pictograms 等功能,并且加强了 UAPROF(User Agent Profile) 、PUSH 等能力。有线与无线 融合的趋势很明显,并且类似 PUSH、Provisioning 等无线网络功能也对有线网络 Internet 的 发展起到重要的借鉴作用。 www.tr069bbs.com 4.5 WAP协议模型 (1) WAE 应用层 应用层的主要目的是使运营商和服务提供者能够有效地在不同的无线平台上建立 服务和应用程序。描述了 WML(类似 Internet 使用 HXML)、Wscript(类似 Internet 使用 JavaScript)、Wireless Telephony Application(WTA, WTAI)和一些数据格式(如 WBMP 图片格式、电话本记录和日程记录等等)。 无线电话应用(WTA)使 WAP 可以很好地与电信网络中现存的各种先进电信业务 相结合,如智能网业务。通过用户接口,移动用户可以应用各种电信业务而不需修改 移动终端。 (2) WSP 会话层 会话层协议为上层的应用提供面向连接的(Confirmed Push) 或无连接 (Connectionless Push)的会话通信服务。对于面向连接会话,需要在 PPG(Push Proxy Gateway,一般为 WAP 网关)和客户端间预先存在一个激活的会话,即需要对方回送接收 确认信息;对于无连接的推送,则通过预留的端口完成通信。即发送出去后,是否收到 就不管了。 (3) WTP 事务层 提供一种轻量级的面向事务处理的服务,专门优化并适用于无线数据网。 (4) WTLS 安全层 基于 SSL 的安全传输协议,提供加密、授权及数据完整性功能。 (5) WDP 传输层 无线数据报协议,一种通用的数据传输服务,可以支持多种无线承载网络,使得 www.tr069bbs.com Page 15 www.tr069bbs.com 上层的 WAE、WSP、WTP、WTLS 独立于下层的无线网络,使用下层承载能力为上层 提供一致的服务。 4.6 WAP网络架构 (1)WAP 应用直接通过 WAP 服务器与设备交互(WAP Application Server) 如果只提供单纯的WAP应用,可以用现有的网络服务器,只改变MIME类型就可以,许 多人认为只有WAP Server才能提供WAP的内容这不正确,WAP内容可以由任何普通的Web Server提供,但这个服务器必须包含一个WAP网关,因此可以跳过安装在移动运营商那边的 第三方网关,并且主机上的应用程序对加密数据流有完全的控制能力。将WAP网页或程序 上传到支持WAP功能的服务器上,移动设备就可以通过输入URL来进行访问,WAP服务器 需要实现WAP协议栈。 (2)WEB 服务器通过 WAP 代理(WAP 网关)与设备交互(WAP Proxy) www.tr069bbs.com Page 16 www.tr069bbs.com WAP 代理/网关实现 WAP 协议栈(WSP、WTP、WTLS 和 WDP)与 Internet 协议栈 之间的转换。WAP 代理把 WAP 请求翻译成为 WWW 请求,同时也将 Web 服务器的响应翻 译成压缩的二进制 WML 格式数据,以便移动终端的理解。信息内容编解码器把 WAP 数据 压缩编码,以减少网络数据流量,最大限度地利用无线网络缓慢的数据传输速率。同时 WAP 还采用了错误校正技术,确保网络浏览和数据传输过程不会因无线信道质量的变化而受到严 重影响。 4.7 WAP的数据传输方式(WAP PUSH) WAP的数据传输使用 WAP PUSH,WAP 推送(PUSH)技术是一种建立在客户服务器 上的机制,就是由服务器主动将信息发往客户端的技术。同传统的拉(PULL)技术相比, 最主要的区别在于推送(PUSH)技术是由服务器主动向客户机发送信息,而拉(PULL) 技术则是由客户机主动请求信息。PUSH 技术的优势在于信息的主动性和及时性。 PUSH 技术在 Internet 中没能取得大的成功,原因是多方面的。主要原因在于固定网中 计算机等固定设备为用户提供了足够的资源和能力去查找信息所以用户通常将它作为一个 浏览信息的窗口,而不是被动的信息接收者。同时固定网用户对于信息准确性的要求远甚于 对其及时性的要求,因此 PUSH 技术未能得到广泛的应用。 而在移动网中,由于存在着网络带宽、移动终端能力以及自费标准高昂等诸多限制, 使得用户查找信息受到了一定的限制,如果将重要的信息主动及时地推送到用户的移动设备 上无疑会大大方便用户。移动通信的优点是移动设备能够随时随地接收信息因此 PUSH 技 术在移动网中可以大展拳脚,WAP PUSH 正是 PUSH 技术和移动通信两者扬长避短相结合 的产物。WAP PUSH 是在移动网络中应用的 PUSH 技术,它结合了一般 PUSH 技术和移动 网络的特点。它的系统框架、使用协议和服务方式与固定网上的 PUSH 技术有很大不同。 4.8 WAP的数据传输过程 整个WAP 框架可以分为PI(Push Initiator,即互联网的服务器)、PPG(Push Proxy Gateway, www.tr069bbs.com Page 17 www.tr069bbs.com 一般为 WAP 网关)、移动终端三大部分。PI 到 PPG 之间是基于 HTTP 的 PAP(Push Access Protocol)协议(PPG 和 PI 互为 HTTP 服务器),PPG 到移动终端之间是 PUSH OTA(PUSH Over-The-Air)协议。 基本流程是互联网的服务器将要发送的信息内容,采用 XML 表现形式,通过 PAP 协议 发送给 WAP 网关。通过 PUSH OTA 协议将内容发送到手机上(2.0 以下的规范用 OTA-WSP, 2.0 以上的规范用 OTA-HTTP)。 这是很理想的目标,可是目前在大部分运营商部署的无线网络那里,实现这个都比较困 难。第二代无线网络 GSM/CDMA95A 是基于信令的电路交换的通信技术,并不支持 IP 协 议,能进行 WAP 这样数据业务,需要先在信令协议栈上借用 modem 拨号机制封装成 IP/PPP 包。WAP 网关通过信令网找到手机并建立 WSP 会话的连接是很难实现的。第二代半过渡性 的网络技术 GPRS/CDMA1.x 理论上是可以让手机永久在线,拥有固定的 IP 地址,可现实并 不是如此。空中信道的有限容量、计费管理、网络容量等方面都不成熟,所以,移动终端要 像一台服务器那样,接收并处理 WAP 网关随时发起的主动连接请求,只能等到第三代无线 网络技术或是 WAP2.0 技术全面普及的那一天了。 正是由于上述局限,目前,在世界各地,大部分运营商和方案供应商那里,都采用 SMS (短消息)方式承载 OTA 侧的推送,因此在实际环境中更多的通过短消息(SMS)网关与移 动终端交互。SMS 是信令通道上传输的,处于网络覆盖中的手机通过 BTS、BSC、MSC 与 短信中心随时随地可以相互通信。所以,作为这种服务器到终端的信息传输载体,SMS 是 最适合不过了。 短消息网关(ISMG)是处于短消息中心(SMSC)和 PI 之间的设备,它为这两个实体 的数据交换提供安全、快捷的通道。如同 WAP 网关一样,短消息网关需要完成协议的转换、 计费、路由、安全和网络管理等功能。 www.tr069bbs.com Page 18 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 19 短消息网关与短消息中心之间使用 SMPP 协议(SHORT MESSAGE PEER TO PEER,短 消息点对点协议),SMPP 主要实现网关和短消息中心(SMSC)的连接,确保准确接收和发 送数据,实现高效、可靠的数据传输。为了达到规范要求的不超过 0.001%的数据丢包率, SMPP 通信代理需要支持流量控制。 SMPP 是一个基本协议,在中国主要有三个由其派生的协议:中国移动的 CMPP 协议, 中国联通的 SGIP(在 CDMA 上是 ETIP),以及小灵通的 SMGP。 例如通过中国移动的 WAP 网关发送 WAP PUSH 有着开发周期长,调测流程较复杂等不 足,而使用 CMPP 协议即基于 SMS 网关来进行 WAP PUSH 发送灵活性比较高,相对比较简 单。 4.9 推送空间传输协议(PUSH OTA) PUSH OTA 是运行于 WSP 之上的一层较为简单的协议层,负责从 PPG(网关)到移动 设备的数据传输。PUSH OTA 可使用面向连接的会话(Confirmed Push)和无连接会话 (Connectionless Push)两种 WSP 层服务,对于使用连接会话的推送,需要在 PPG 和客户端间 预先存在一个激活的会话,即需要对方回送接收确认信息的 Push;对于无连接的推送,则通 过预留的端口完成通信。即发送出去后,是否收到就不管了。 Push OTA 协议定义了 OTA-WSP(必须支持)和 OTA-HTTP(可选)两种承载方式。 OTA-HTTP 承载要求手机永久在线,拥有固定的 IP 地址,可现实中因为空中信道的有 限容量、计费管理、网络容量等方面都不成熟,移动终端无法要像一台服务器那样,接收并 处理网关随时发起的主动连接请求,正是由于上述局限, 无连接(Connection-less)模式的 OTA-WSP 是目前事实上的 PUSH OTA 标准承载方式。 虽然现在移动和网通已经引进了支持WAP2.0 的WAP网关,可以支持HTTP推送WAP Push,但是WAP2.0 能否大行其道尚有不确定因素。一是移动运营商虽然已表露出准备力推 广WAP业务的前兆,但是否会在短期内进一步采取“大手笔”的举措,很大程度上取决于 技术上是否有成熟的、实惠的WAP2.0 全套解决方案。另一方面,终端手机厂商尤其是国产 手机厂商能否在产品中内置成熟的WAP2.0 解决方案,也将在很大程度上决定这项业务在消 费者中的推广前景。 4.10 推送访问协议(PAP)(Push Access Protocol) PAP是 PI(服务器)与 PPG(网关)间的通信协议,它使用 XML 作为消息的描述语言, 通过简单的请求响应机制完成数据的传输,可以通过 PAP 协议向 PPG 发送 PUSH-OTA 侧的 网络信息,如 PUSH 消息走哪种网络类型 GSM 或是 CDMA,以及目标设备的 IP 地址。PAP 可以实现在多种通信协议之上,包括 HTTP,SMTP 等。目前的 WAP 版本仅给出了利用 HTTP 机制的 PAP 的规范。 4.11 WAP 2.0 在 WAP2.0 版本中,支持以下新增协议栈功能: (1) 在传输层,WAP2.0 采用具有无线特征的 WP TCP/IP 协议,以使得网络可以基于 IP www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 20 进行数据传输。WP TCP 提供面向连接的服务,它被优化用于无线环境,可与互联网上的标 准 TCP 应用充分交互操作。 (2) 在会话层,WAP2.0 采用具有无线特征的 HTTP 协议(WP HTTP),WP HTTP 规范针 对无线环境的 HTTP 协议子集,完全能够与 HTTP/1.1 共同使用。WAP 设备和 WAP 代理服 务器/WAP 服务器之间交互工作的基本模型是 HTTP 请求/回应处理机制。WP HTTP 支持 回应的信息体压缩和安全通道的建立。这样,在 WAP2.0 不一定需要 WAP 代理服务器,因 为在客户端和服务器端通过使用 HTTP/1.1 就可以直接完成移动应用。 (3) WAP2.0 增加了更多的安全保证措施,包括采用 TLS 协议, WAP2.0 支持 TCP/HTTP 的情况下允许移动终端与应用服务器直接建立 TLS 安全隧道,实现端到端的加密功能。提 供改进的端到端的安全,集成有线互联网等,以保证使用移动商务和移动银行应用等移动业 务的安全。TLS 协议的无线协议子集允许针对安全传输的交互操作。TLS 的协议子集包括 加密簇、验证字格式、签名规则和会话恢复等安全措施。 WAP2.0主要优势表现如下: (1)速度更快:WAP 网关不用做 HTTP/TCP 和 WSP/WTP/WDP 的协议转换;手机侧不 用做 WSP/WTP/WDP 的解析,但是网络中需要做 HTTP/TCP 的无线配置。 (2)性能提高:因不做大量的协议转换,同样的硬件设备支持更多的并发用户。 (3)提供了端到端的安全机制:如使用 TLS 时,WAP 网关不用解析 HTTP 应用,是透 明传输的端到端的协议。 (4)丰富的内容:因 WAP2.0 协议采用了与有线互联网兼容的语言,因此获得了更为广 泛的支持,更多的应用能更容易的被用在移动互联网上,这是在 WAP1.X 上做不到的,这 种兼容性也使 WAP2.0 比 WAP1.X 有更长的使用期限和稳定的产品形态(不用在协议和标记 语言上进行频繁升级),使移动用户享受到有线互联网的丰富的内容。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 21 5.OMA DM承载网络—WiMAX系统 5.1 为什么需要WiMAX 主要解决远距离的无线宽带接入问题,即无线城域网的问题。消除无线上网的盲点,让 你可以在城市的任意角落使用无线上网,最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供最后 一英里的无线宽带接入。 5.2 什么是WiMAX IEEE802.16 标准,又称 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access),或广带 无线接入(Broadband Wireless Access,BWA)标准。它是一项无线城域网(WMAN)技术,是针 对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。可提供固定、便携、直至全移动形式的 无线宽带连接,据称该技术能提供覆盖三十英里范围的高速互联网连接。理论上传输速度是 3G 网络的 30 倍,覆盖面积是 3G 网络的 10 倍。 5.3 WiMAX 论坛 为了更好地推动 IEEE 802.16 的市场化进程并对各厂家的产品进行一致性和互操作性 认证,2001 年 4 月,由 Intel 牵头成立了 WiMAX 论坛,截至 2006 年 8 月 23 日,论坛共有 378 个成员,包括了许多著名的运营商、芯片商、系统制造商,中国的中兴、华为也位列其中,其中 中兴为核心会员。 5.4 什么是空中接口 空中接口(Air Interface)是指用户终端(UT)和无线接入网络(RAN)之间的接口 5.5 WiMAX的协议模型 WiMAX主要工作都围绕空中接口展开,空中接口主要由物理层和 MAC 层组成。物理层 位于 OSI 七层协议的最底层,承载全部上层应用,与传输媒介密切相关,主要解决的问题 是:连接类型、物理拓扑结构、数字信号、位同步方式、带宽使用、多路复用等。与物理层 有关的连接设备有:集线器、中继器、传输媒介连接器、调制解调器等。 MAC(Media Access Control)媒体访问控制子层协议,位于 OSI 七层协议中数据链路 层的下半部分,主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候,MAC 协议可 以事先判断是否可以发送数据,如果可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及 控制信息以规定的格式发送到物理层;在接收数据的时候,MAC 协议首先判断输入的信息 并是否发生传输错误,如果没有错误,则去掉控制信息发送至数据链路层 LLC 子层。 www.tr069bbs.com 5.6 WiMAX与OMA、TR069 从三者所定义的协议栈来看 WiMAX 主要关注协议底层部分,与无线网络设备密切相 关,即解决无线网络设备如何发送数据及接收数据的问题。而 OMA 与 TR069 的协议栈定 义在传输层(TCP 还是 WDP)、会话层(HTTP 还是 WSP)、表示层(SOAP 还是 syncML)、 应用层(TR069 RPC 还是 OMA DM Tree),即 OMA 与 TR069 重点解决与数据密切相关的 会话过程与同步问题,并最终解决实际的应用问题。 从三者的设计初衷上看 WiMAX 重点在无线设备,通过使用更先进的技术(OFDM、子 信道化、方向天线、MIMO、自适应调制、自纠错和功率控制)使 WiMAX 设备实现远距离 高速率的无线传输,重点在物理层和 MAC 层。 OMA的设计初衷在实现不同网络不同设备的数据同步,淡化设备、操作系统、网络对 数据交互的影响,因此它实际的关注重点在表示层。 TR069的设计初衷是管理大量的 IP 设备如机顶盒、VOIP,因此它的关注重点是实际应 用,即在应用层。 WiMAX 是全 IP 架构,因此从协议的角度看无论是 OMA 还是 TR069 都可以管理 WiMAX 设备,实际的环境要看 WiMAX 设备实现了哪一个协议(应用了 TR069 Agent 还是 OMA DM Agent),然后使用相应的管理协议进行管理。 5.7 WiMAX网络架构 WiMAX 网络由核心网 CSN(Connectivity Service Network)和接入网 ASN(Access Service Network)组成,CSN 是一套网络功能的组合,为 WiMAX 用户提供 IP 连接。CSN 可以由路 由器、AAA 代理或服务器、网关设备、应用服务器等组成 ASN 专注于管理 WiMAX 的空中接口,为 WiMAX 用户提供无线接入。ASN 的功能与 基于分组数据的移动通信的无线接入网功能基本相同,包括移动性管理、无线资源管理、鉴 权和安全、QoS 控制、网络发现和接入、寻呼、空闲和休眠模式管理、外部代理等等。因此 在逻辑上,上述功能的设计和分解可以大量参考和借鉴传统移动通信的技术成果和积累。 ASN 由基站 BS 和接入网关 ASN 网关组成 www.tr069bbs.com Page 22 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 23 www.tr069bbs.com 6.OMA DM承载网络—GSM系统 6.1 第一代模拟蜂窝系统(1G) 1971 年 12 月,贝尔(Bell)公司向美国联邦通信委员会(FCC)提交了蜂窝移动通信系 统 HCMTS 的建议。蜂窝的意思是将一个大的区域划分为几个小区,相邻小区使用不同频率 进行传输,以避免相互干扰。他的主要目的是在大范围内为有限的用户提供移动通信服务。 第一代模拟蜂窝系统是一个严重依赖公共电话网络基础设施的集中式管理结构,系统的 中心要素是移动交换中心,该中心集中了所有交换功能和无线资源管理功能,如下图所示: 第一代典型的蜂窝系统有: (1)Radiocom 2000 系统:由 MATRA 通信公司开发的一个移动通信系统,由法国电 信公司独家运营。这一系统在 1986 年开始运营。 (2)NMT 系统:是在 20 世纪七十年代由北欧国家的电信部门共同发站起来的基于通用 规范的移动通信系统。第一个 NMT 系统可回溯到 1981 年,从那时起全球许多国家都采用 这一规范。 (3)AMPS 系统:由贝尔实验室发明,1978 年,第一个 AMPS 系统在美国芝加哥开通, 几年后,这一蜂窝系统开始在全球商业运营。 www.tr069bbs.com Page 24 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 25 第一代移动通信以频分多址 FDMA(Frequency Division Multiple Access)为基础,1G 的发 展和需求大大超出了人们原有的预测。 6.2 FDMA、TDMA、CDMA 在移动通信系统中划分时代的一个主要的依据是系统中采用的多址方式的不同。多址是 指对于系统中服务的众多用户,需要根据一定的特性来区别用户,就像一个班级中要给每个 学生一个学号,在通信系统中也需要给每个用户一个标志,用来区分用户,避免语音信号间 的干扰。 不管在怎样的无线通信网络中首先要面对的就是如何区分用户的问题,也就是多址方式 的问题。多址技术可以令多个用户共用一份资源,而且在相互间尽量避免干扰。 主要包含以下三类多址技术: (1)频分多址 FDMA (Frequency Division Multiple Access):采用调频的多址技术。 业务信道在不同的频段分配给不同的用户。如 TACS 系统、AMPS 系统等。 (2)时分多址 TDMA(Time Division Multiple Access):采用时分的多址技术。业务 信道在不同的时间分配给不同的用户。如 GSM 系统、DAMPS 系统等 (3)码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access):采用扩频的码分多址技术。 所有用户在同一时间、同一频段上,根据不同的编码获得业务信道。如 CDMA 1.x 系统等。 以一个形象的比喻来简单说明这三种多址方式:在一个大房间里正在举办一场鸡尾酒 会,与会的人很多,场面很热闹,如果大家谈话的方式是一个人在说话的时候,其他人都不 能说话,这样就可以保证所有人都能听到这个人说话的内容,也就是同一时刻只能有一个人 说话,这种方式就是 TDMA;如果把所有与会者分成若干组,每个组内的成员分别讨论,而 不去理会其他组的人在说什么,这样同时有多个人在说话,但是也不会互相影响,这种方式 就类似于 FDMA 中按不同频率划分用户,可以使多个用户同时进行通信;如果每一对聊天的 人说一种语言,而且只会说这一种语言,每对人使用的语言都不相同,讲汉语的人听不懂法 语,这样大家即使同时都在聊天,其他人的话对于不懂这门语言的人来说就是噪音,不会影 响自己的谈话,这就是 CDMA 的原理——为每个用户分配不同的编码形式,对于其他用户 来说虽然也能收到该用户的信号,但是解码不匹配就不能理解,这样的信号就被当作噪声而 抛弃。 第一代模拟系统采用给每个用户分配一定的频率,通过频率的不同来标识每个用户, 而模拟手机终端也通过接收自己频率上的信号同时屏蔽其他频率上的信号来达到通信的目 的。因此可以看出,对频率资源的有效利用直接影响着系统的容量,即在一定频率范围内所 能容纳的用户数量。在移动通信系统中更高的频谱资源的利用率始终是技术上不断追求的目 标。 6.3 为什么需要GSM(2G) 模拟蜂窝系统(1G)的发展和需求大大超出了人们原有的预测。在短短几年间,1G 系 统就面临着阻塞概率增高,呼叫中断率增高,蜂窝干扰增大,迫切需要增容的压力。但由于 1G 系统本身的缺陷(如频谱利用率底、保密性能差等),系统的设计容量远远不能满足需求。 同时由于 1G 系统有多种版本,这为跨区域的移动通信带来不便。 www.tr069bbs.com 6.4 什么是GSM 1982 年,欧洲邮电管理委员会(CEPT)成立了移动通信特别小组(GSM),开发数字蜂 窝移动通信技术,即全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication,GSM),俗 称“全球通”。1991 年 GSM 系统正式在欧洲问世,中国于 20 世纪 90 年代初引进该标准。 GSM 开发目标是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就 能行遍全球,但是第二代在发展中没有形成统一的标准。在欧洲建立了以 TDMA 为基础的 GSM 系统,在美国建立了以 FDMA 和 CDMA 为基础的 IS-95 系统,在日本形成以 TDMA 为基础的 JDC 系统。这些系统无法实现全球漫游。 6.5 GSM系统网络框架 蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)和移动台(MS) 三大部分组成,如图所示。其中 NSS 与 BSS 之间的接口为“A”接口,BSS 与 MS 之间的 接口为“Um”接口。 (1)无线基站子系统(BSS) 通过空中接口直接与移动台相接,负责无线发送接收和无线资源管理,由 MSC 控制。 可分为基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。 1) 基站控制器(BSC):具有对一个或多个 BTS 进行控制的功能,它主要负责无线网 路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等,是个很强的业务控制点。 2) 基站收发信台(BTS):无线接口设备,它完全由 BSC 控制,主要负责无线传输, 完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 (2)交换网路子系统(NSS) 主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理。 NSS 由一系列功能实体 所构成,各功能实体介绍如下: 1) 移动业务交换中心(MSC):是 GSM 系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动 台(MS)进行控制和完成话路交换的功能实体,也是移动通信系统与其它公用通信网之间 的接口。 2) 访问用户位置寄存器(VLR):是一个数据库,是存储 MSC 为了处理所管辖区域中 MS 的来话、去话呼叫所需检索的信息,例如客户的号码,所处位置区域的识别,向客户提 供的服务等参数。 3) 归属用户位置寄存器(HLR):是一个数据库,是存储管理部门用于移动客户管理的 数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记,它主要存储两类信息:一 www.tr069bbs.com Page 26 www.tr069bbs.com 是有关客户的参数;二是有关客户目前所处位置的信息,以便建立至移动台的呼叫路由,例 如 MSC、VLR 地址等。 4) 鉴权中心(AUC):用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的 参数的功能实体。 5) 移动设备识别寄存器(EIR):是一个数据库,存储有关移动台设备参数。主要完成 对移动设备的识别、监视、闭锁等功能,以防止非法移动台的使用。 (3)操作维护子系统(OSS) 主要是对整个 GSM 网路进行管理和监控。通过它实现对 GSM 网内各种部件功能的监 视、状态报告、故障诊断等功能。 6.6 GSM系统的业务 GSM 主要能提供语音业务,和短消息服务,GSM 可提供三类业务: (1)承载业务:即语音业务; (2)远程业务:即短消息业务; (3)附加业务:号码识别、呼叫会送、会议呼叫、资费服务。 www.tr069bbs.com Page 27 www.tr069bbs.com 6.7 OMA DM与GSM系统 基于GSM网络的OMA设备管理,DM服务器可以通过GSM信令通道或CSD通道与设备进 行交互。通过GSM信令通道的数据传输包含两种方式,一种是通过短消息业务,另一种是 通过USSD业务 。 点对点的短消息(SMS)业务能够使 GSM 数字移动通信网的用户可以发出或接收长度有 限(不超过 140 个字节)的数字或文字消息,并且短消息的收发不影响通话;短消息业务可 以使网络端知道被叫方是否已经收到短消息,如果传送失败,被叫方没有回答确切消息,网络 一侧会保留所传的消息,一旦网络发现被叫方能被叫通时,消息能被重发以确保被叫方能够 收到,称作存储转发机制。 USSD(Unstructured Supplementary Service Data)业务与短消息业务(SMS)都是通过信 令通道传递的。不同之处在于短消息属于存储转发方式,USSD 则属于面向对话方式。当用 户访问 USSD 业务时,该对话通路保持连接,直到对话结束。USSD 业务在大陆地区应用尚 不普遍,但在香港地区及国外都有应用,如:香港数码通采用 SemaVision 公司的 USSD 网 关,实现“SmartInfo”业务,用户输入特定的 USSD 业务代码,继而用短消息方式接收股 票交易、外汇交易等信息。USSD 业务的数据长度限制在 160 个字节。 GSM的短消息(SMS)业务和USSD业务利用信令通道传输,优点在于手机无需在线, 服 务费用低,适用于数据量较小的OMA DM业务。 基于短消息(SMS)的数据传输如图: 基于 USSD 的数据传输如图: www.tr069bbs.com Page 28 www.tr069bbs.com UDCP:负责管理 USSD 会话以及上层于 WAP 网关或服务器的连接。 CSD(circuit switch data),电路(循环)交换数据技术。CSD 是在 GSM 上最早实现的上 网方式,用模拟式数据传输。CSD 是基于 GSM 语音通道的电路交换系统,因此与语音不能 同时进行,这与我们使用拔号上网类似。CSD 理论速率为 9.6kbps。例如中国移动推出的“移 动梦网”业务。 基于 CSD 的数据业务,可以实现手机与 WAP 网关和服务器的直接寻址,不再需要其 他的中间渠道,如短消息中心等等,但 CSD 业务按照手机在线的时间收费,所以费用较高。 基于 CSD 的数据传输如图: www.tr069bbs.com Page 29 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 30 高速电路交换数据服务 HSCSD(High Speed Circuit Switched Data)是 GSM 网络的升级 版本,能够将传输速度大幅提升到平常的二至三倍。目前新加坡 M1 与新加坡电讯的移动电 话都采用 HSCSD 系统,其传输速度能够达到 57.6kbps。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 31 7.OMA DM承载网络—CDMA2000 系统 7.1 为什么需要无线移动通信 5部电话两两相连需要 10 对电线,N 部电话两两相连需要 N(N-1)/2 对电线。 7.2 无线移动通信的简史 1864 年,麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在。 1876 年,赫兹用实验证实了电磁波的存在。 1900 年,马克尼等人利用利用电磁波进行远距离无线电通信获得成功,标志进入了无 线电通信的新时代。 20 世纪 40 年代,在美国开通了第一个移动电话系统。 20 世纪 70 年代,美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念和理论,并开发出第一代蜂窝 移动通信系统,即著名的先进移动电话系统 AMPS。其后,北欧(丹麦、挪威、瑞典、芬兰) 和英国相继研制和开发了类似的 NMTS 和 TACS 移动通信系统。 7.3 为什么需要 CDMA(Code Division Multiple Access) 移动通信始终面临同一频段用户数量不断增加的难题(即移动通信系统容量问题)。如 何 有效利用频率是移动通信的核心,也是移动通信系统时代划分的一个主要的依据。为了提高 频谱利用率,贝尔实验室提出了蜂窝和频率复用的概念。目前主要包含以下三种频率复用方 式: (1)频分多址 FDMA (Frequency Division Multiple Access):采用调频的多址技术。业务 信道在不同的频段分配给不同的用户。如 TACS 系统、AMPS 系统等。 (2)时分多址 TDMA(Time Division Multiple Access):采用时分的多址技术。业务信道 在不同的时间分配给不同的用户。如 GSM 系统、DAMPS 系统等 (3)码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access):采用扩频的码分多址技术。所有 用户在同一时间、同一频段上,根据不同的编码获得业务信道。如 CDMA 1.x 系统等。 以一个形象的比喻来简单说明这三种多址方式:在一个大房间里正在举办一场鸡尾酒 会,与会的人很多,场面很热闹,如果大家谈话的方式是一个人在说话的时候,其他人都不 能说话,这样就可以保证所有人都能听到这个人说话的内容,也就是同一时刻只能有一个人 说话,这种方式就是 TDMA;如果把所有与会者分成若干组,每个组内的成员分别讨论,而 不去理会其他组的人在说什么,这样同时有多个人在说话,但是也不会互相影响,这种方式 就类似于 FDMA 中按不同频率划分用户,可以使多个用户同时进行通信;如果每一对聊天的 人说一种语言,而且只会说这一种语言,每对人使用的语言都不相同,讲汉语的人听不懂法 语,这样大家即使同时都在聊天,其他人的话对于不懂这门语言的人来说就是噪音,不会影 响自己的谈话,这就是 CDMA 的原理——为每个用户分配不同的编码形式,对于其他用户 来说虽然也能收到该用户的信号,但是解码不匹配就不能理解,这样的信号就被当作噪声而 www.tr069bbs.com 抛弃。 7.4 第二代移动通信系统(2G) 由于用户数量的快速增加采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统暴露出了容量不足、 业务形式单一及话音质量不高等严重弊端,这就促使了对第二代蜂窝移动通信系统的研发。 第二代蜂窝移动通信系统(2G)采用数字制式,能够提供更高的频谱利用率、更好的数据业务 和通信质量。典型的第二代蜂窝移动通信系统包括:在欧洲建立了以 TDMA 为基础的 GSM 系统,在美国建立了以 FDMA 和 CDMA 为基础的 IS-95 系统,在日本形成以 TDMA 为 基础的 JDC 系统。第二代移动通信系统的一个主要缺点是无法支持高速数据业务。 7.5 IS-95 与 cdmaOne IS-95 是美国电信工业协会 TIA 于 1993 年确定的美国蜂窝移动通信标准,它采用了美国 高通 Qualcomm 公司推出的 CDMA 技术规范。cdmaOne 是基于 IS-95 标准的各种 CDMA 产品的总称,即所有基于 cdmaOne 技术的产品,其核心技术均以 IS-95 作为标准。1995 年, 第一个 CDMA 蜂窝移动通信系统在香港开通,标志着 CDMA 已经走向全球商业应用。但 是 IS-95 的发展受到了美国联邦通信委员会 FCC 的限制:要和 AMPS 相兼容,即带宽限 制在 AMPS 原有的频带框架内。因而 IS-95 是一个窄带 CDMA 标准,只能提供非常有限 的服务,还存在很多的不足。 IS-95 是 cdmaOne 系列中最先发布的标准,真正在全球得到广泛应用的第一个 CDMA 标 准是 IS-95A,话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。随着移动通信对数据业务需 求的增长,1998 年 2 月,美国高通公司宣布将 IS-95B(2.5G) 标准用于 CDMA 基础平 台上。IS-95B 可提升 CDMA 系统性能,并增加用户移动通信设备的数据流量,提供对 64 kbps 数据业务的支持。其后,cdma2000 成为窄带 CDMA 系统向第三代系统过渡的标准。 www.tr069bbs.com Page 32 www.tr069bbs.com 7.6 为什么需要第三代移动通信系统(3G) 早在 1985 年,国际电信联盟 ITU 提出未来公共陆地移动通信系统 FPLMTS,即第三代移 动通信系统。主要目的是实现全球无缝移动漫游,经过对当时 18 种蜂窝移动系统的比较, 只有使用数字技术才能实现这个目标。FPLMTS 后来被更名为 IMT-2000,欧洲电信标准协 会 ETSI 也提出了通用移动通信系统 UMTS。IMT-2000 和 UMTS 的概念和目的非常相似, 均致力于在全球统一频段、统一标准、全球漫游、提供功能和质量与固定有线通信系统相当 的多种服务等。 7.7 什么是 CDMA2000 CDMA2000 是国际电信联盟 ITU 的 IMT-2000 认可的第三代移动通信系统,以 IS-95 的 延伸 IS-2000 为标准。尽管 ITU 在尽最大努力寻求标准的统一,但以欧美为代表的两大区 域性标准化组织 3GPP 和 3GPP2,则分别以 W-CDMA(符合欧洲电信标准协会 ETSI 提出的 UMTS 标准)和 CDMA2000 为基础形成了两大格局。3GPP 是由欧洲 ETSI 发起的第三代伙 伴计划,而 3GPP2 是由美国 ANSI 发起的另一个第三代伙伴计划。我国也于 1999 年 4 月 成立了无线通信标准研究组 CWTS,并于 1999 年 5 月正式加入了 3GPP 和 3GPP2。 7.8 CDMA2000 的发展历程 CDMA2000 系统的发展经历了以下几个阶段: cdmaOne:即 IS-95A 和 IS-95B:以语音业务为主,属于第二代移动通信。 cdma2000 1x:可支持语音业务,也支持数据业务。其最高数据速率可达 153 .6kbps。 属于第三代移动通信。 cdma2000 1xEV-DO:为 1x 的第一阶段增强版。支持数据业务,其最高速率在前向高 www.tr069bbs.com Page 33 www.tr069bbs.com 达 2.4 Mbps。 cdma2000 1xEV-DV:为 1x 的第二阶段增强版,支持语音及数据业务,其最高数据速 率可达 4 Mbp 或更高。 7.9 CDMA2000 各地运营商 大陆:中国电信 香港:电讯盈科 澳门:中国电信 台湾:亚太电信 日本:KDDI 韩国:SK 电讯、KTF、LG 电信 美国:Verizon Wireless、Sprint Nextell、US C 7.10 CDMA2000 1x网络框架 CDMA 2000 网络由三个主要部分构成:核心网络(CN:Core Network),无线接入网络(RAN: Radio Access Network)和移动站点(MS)。核心网络被进一步分解为两个部分:一个接口 连接到外部网络例如公共交换电话网络(PSTN)而另一个接口连接到基于 IP 的网络例如 Internet。核心网中的 PCF 和 PDSN 是两个新增模块,可以支持分组数据业务传输。而以 MSC/VLR 为核心的网络部份,支持话音和增强的电路交换型数据业务。 7.11 简单IP 与移动IP 简单IP、移动IP相关内容是本章的重点,关系到移动网络的数据业务网络架构,进而影 www.tr069bbs.com Page 34 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 35 响OMA DM的产品设计。 简单 IP 类似于固定电话,通过 Modem 拨号上网。由于每次给移动台分配的 IP 地址是动 态可变的,可实现移动台作为主叫的分组数据呼叫,协议简单,容易实现,但跨 PDSN 时 需要中断正在进行的数据通信。因此只能实现主叫方式的数据通信。简单 IP 业务是指 MS 作为主叫时系统能提供的 www 浏览、E-mail、FTP 等业务,即提供目前拨号上网所能提供 的全部分组数据业务。 移动 IP 技术使移动终端可以以一个固定的 IP 地址连接到任何外部网中,可实现移动终 端作为主叫或被叫时的分组数据业务通信,并保证移动终端在 PDSN 间切换时仍保持正在 进行的通信。 7.12 为什么需要移动IP技术 在 IPv4 中规定了一个节点的 IP 地址在互联网中是惟一的,网络正是通过节点的 IP 地 址来进行彼此间的通信。全球互联网的可扩展性依赖于网络前缀路由,而不是特定的主机路 由,所以当节点到达外地时,它可能就不能用以前的 IP 地址进行网络通信了,而移动 IP 诞 生的目的就是为了解决这个问题。 移动 IP,是指基于 RFC2002 系列标准的一种业务,是一种全球互联网上提供移动功能 的方案,它提供了一种 IP 路由机制,使移动节点可以以一个永久的 IP 地址连接到任何链路 上。由于 RFC2002 在制定时主要是考虑在固定因特网上实现移动节点的可移动性,而像 cdma2000 这样的移动通信系统有着其自身的特点。在 cdma2000 系统中,移动 IP 业务是一 种移动分组数据业务的解决方法,是网络提供的核心业务之一。 7.13 移动IP网络框架 在 RFC2002 系列标准中,定义了实现移动 IP 必须的三种功能实体: (1)移动节点:可以将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上,而仍然保持 所有正在进行的通信,并且只使用它的归属地址(Home Address)的节点(在 cdma2000 系统中 为用户的移动终端 MS)。 (2)归属代理:归属代理(Home Agent)是由一个端口与移动节点归属网络中的链路相连 的路由器,它能够维护移动节点的位置信息。当移动节点离开注册网络后,需要向 HA 进行 登记,HA 在收到发往该移动节点的数据包时,将通过 HA 与 FA 之间的隧道 (Tunnel)将数 据包送往移动节点,完成移动 IP 功能。只有当移动节点使用移动 IP 服务时才需要使用 HA。 它所要完成的功能包括以下几方面: 1)当移动节点切换链路时,归属代理一直通知移动节点它的当前位置,这个信息由移 动节点保存在它的转交地址中。 2)在某些时候,归属代理会广播对移动节点归属地址网络前缀的可达性,从而吸引那 些送往移动节点归属地址的 IP 包。 3)解析送往移动节点归属地址的数据包,并将这些包通过隧道技术传送到移动节点的 转交地址上。 (3)外地代理:外地代理(Foreign Agent)是在移动节点的外地链路上的路由器。在 cdma2000 网络中,由 PDSN 来实现外地代理的功能,主要包括: www.tr069bbs.com 1)帮助移动节点通知它的归属代理和它所获得的转交地址。 2)在某些时候,将转交地址提供给移动节点,并为已被归属代理设置了隧道的移动节 点发送拆封后的包。 3)作为连接在外地链路上的移动节点的缺省路由器。 上述三个功能实体仅仅是实现移动 IP 必备的实体,缺一不可。基于互联网的移动 IP 网 络框架如图: 基于 cdma2000 的移动 IP 网络框架图: www.tr069bbs.com Page 36 www.tr069bbs.com 7.14 移动IP与简单IP的比较 作为 cdma2000 系统所提供的分组数据业务的两种基本形式,简单 IP 和移动 IP 具有各 自不同的特点。 在无线通信系统中,用户终端是随时都在移动的,这也就是人们习惯将无线环境下的终 端称为移动终端的原因。正因为如此,必须要考虑移动性管理的问题。就分组数据业务来说 涉及到三个层次的移动性管理问题: 1)第一个层次是指在无线网络(RN)内部的移动性,主要是通过无线接入网络内部 的机制来进行保证的,例如同一 BSC 下的不同基站之间的切换或同一基站下不同扇区 之间的切换等; 2)第二个层次是指 R-P 会话的移动性。由于 R-P 会话是与 PCF 绑定的,因此这一 层次的移动性管理可以理解为发生 PCF 之间的切换,但仍然在同一 PDSN 管辖范围内, 此时移动终端应保持相同的 PPP 连接和同样的 IP 地址,这是简单 IP 需要解决的问题。 3)第三个层次就是IP层的移动性管理。当用户发生PDSN间切换后,由于需要重新 建立PPP连接,对于简单IP来说已无法保证用户的IP地址不发生变化,此时就需要移动 IP来保证这一层次的移动性。实际上这是移动IP与简单IP最根本的差别。在具体实现时, 移动IP和简单IP也有着很多的不同。 (1)无缝漫游能力 1)简单 IP 能够提供给用户在同一 PDSN 下的无缝漫游能力,当用户漫游出所服务的 PDSN 时需要重新建立新的 PPP 连接并改变 IP 地址。因此,对于很多业务应用由于 IP 地址 的改变将不能保证其业务连续性。 www.tr069bbs.com Page 37 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 38 2)移动 IP 则允许用户在任何网络覆盖地区进行漫游,甚至可以漫游到其他运营商网 络覆盖的地区,而保持业务的连续。当然,与其他运营商网络之间的漫游需要运营商之间签 订相应的漫游协议。但单纯从技术的角度,无缝漫游是可以保证的。 (2)IP 地址 1)简单 IP 使用 PDSN 分配的动态 IP 地址,这就使得某些需要固定 IP 地址的应用无 法正常使用或者需要加入其他设备或软件来帮助完成。另外,对于网络侧发起的业务是不能 提供的。 2)用户可以使用固定的 IP 地址实现真正的永远在线和移动,且用户可作为被叫,这 便于 ISP 和运营商开展丰富的 PUSH 业务(广告、新闻、话费通知)。移动 IP 提供了安全的 VPN 机制,移动用户无论何时、何地都可以通过它所提供的安全通道方便地与企业内部通 信,感觉就像连在家里的局域网一样方便,因为你不需要修改任何 IP 设置。 (3)认证机制 1)简单 IP 使用 CHAP 或 PAP 认证方式,由于认证机制比较简单,因此相对比较容易 实现,但安全性也较低。 2)移动 IP 的认证机制则相对复杂一些,同时安全性也较高。 (4)专网接入能力 虽然二者都能够支持专网的接入,但实现的层次却是不同的。 1)简单 IP 使用的是 L2TP 隧道协议,它实现的是二层的 VPN 功能。在实现时需要在 专网内配置 LNS 和相应的 AAA 服务器。 2)移动 IP 则是通过相应的隧道技术实现三层 VPN 功能。在专网内设置 HA 和 AAA 服务器,并可以通过 IPSec 进行加密保护。 (5)永远在线能力 永远在线(Always Online)是指用户建立起 PPP 连接后的保持能力,因为只要用户的 PPP 连接保持着,用户和分组网络的连接就保持着,即所谓的“永远在线”。 1)在简单 IP 中,通过对 PPP 非激活定时器进行适当的配置来实现对“永远在线”功 能的控制。如果希望用户在线的时间比较长,可以将 PPP 定时器设置为一个较大的值甚至 可以设置为不超时。但实际上如果定时器超时时间设得太大对网络来说并不是好事,因为很 多用户可能已经不在网络覆盖范围内。但因为其定时器没有超时,网络将不能释放该用户占 用的资源。 2)对于移动 IP 则是通过移动 IP 注册的生存周期来控制其永远在线能力的。当生存时 间快到期时,用户终端可以进行重注册,从而保证用户“永远在线”。 (6)移动设备(MS)的支持 1)简单 IP 由于应用广泛,因此无论是软件还是硬件都能够提供强大的支持。相应地, 支持简单 IP 的终端也比较多。在终端配置上也相对简单,用户在使用时类似拨号上网,只 需要配置用户名和密码即可。 2)支持移动 IP 的终端目前还是罕见的,这主要是因为移动 IP 在过去应用较少,因此 无论是操作系统还是应用软件方面的开发工作都比较落后。但是,随着无线网络中移动 IP 业务的开展,更多的生产商看到了商机,纷纷加大投入,相信在不久以后就会有大量的支持 移动 IP 的终端问世。移动 IP 终端在配置方面较简单 IP 会复杂一些,需要配置用户名、密 码、HA 的地址以及用户的归属 IP 地址(静态)。 (7)同一移动终端支持多个 IP 会话能力 简单IP 的终端只能支持一个 IP 会话,移动 IP 的终端却允许同时支持多个 IP 会话, 比如一个简单 IP 会话同时进行一个移动 IP 会话。当然,此时对终端的要求也将大大提高, www.tr069bbs.com 但对于用户来说却会带来极大的方便,用户可以在使用手机浏览器进行 WAP 浏览的同时接 入到自己企业的 VPN 中。 www.tr069bbs.com Page 39 从以上比较可以看出,简单IP和移动IP各有其特点,分别适用于不同的用户需求。究竟为 用户提供哪一种业务这主要取决于运营商的经营策略以及网络的投资等方面的因素。 7.15 OMA DM 与CDMA2000 在CDMA2000 网络的移动IP框架下,OMA DM服务器访问移动终端,与访问互联网上 的终端没有任何差别。但是如果运营商的cdma2000 网络或用户的移动终端不支持移动IP, 仅支持简单IP,即IP是动态可变的,我们只能首先利用设备固定的URI(Uniform Resource Identifier统一资源标识符)(通常为手机号码),通过短消息通道(SMS)对设备做Notification 操作,让设备主动连接DM服务器(即主叫)获得设备的动态IP,然后通过这个暂时的IP地 址与设备进行会话。目前在没有移动IP的 2G、2.5G以及初期还没有形成移动IP系统的 3G(包 括 CDMA2000)网络中这是普遍的做法。 7.16 OMA产品不断追求的目标——网络无关性、设备无关性 回顾 OMA 协议产生的原因:制定 OMA 协议就是要寻求一种与网络无关的、开放的,使各 种应用和业务能够在全球范围内的各种终端上实现数据同步的标准。这句话为 OMA 产品的 研发指明了两个核心:即努力做到产品的网络无关性与设备无关性。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 40 8.OMA DM 协议简介 8.1 OMA DM协议做什么 1.设置设备的初始化配置信息 2.安装及更新设备信息 3.从设备获得相关的管理信息 4.处理设备生成的事件及报警信息 8.2 OMA DM怎么管理设备 包含两个步骤: (1) BOOTSTRAP,引导过程,字面上看意思是将设备从不可管理的孤岛带入可被 OMA 协 议管理的网络中 (2) PROVISIONING AND MANAGEMENT,设备初始化及其他管理 8.3 BOOTSTRAP(设备的引导过程)是什么 使设备可以与一个远程的管理服务器建立连接 8.4 BOOTSTRAP做什么 给设备设置一些能够与网络及管理服务器建立连接的配置信息 8.5 设备做BOOTSTRAP的主要方式 (1) CUSTOMIZED BOOTSTRAP(FACTORY PROVISIONING) 设备出厂之前由生产商给设备做 BOOTSTRAP,设备在出厂时已包含了网络及管 理服务器信息 (2) BOOTSTRAP FROM SMARTCARD (CLIENT PROVISIONING) 设备通过插入记忆卡进行 BOOTSTRAP (3) SERVER INITIATED BOOTSTRAP 通过服务器远程通知设备进行 BOOTSTRAP,前提是服务器已经知道设备地址 (URL 或电话号码) www.tr069bbs.com 8.6 OMA DM的设备管理方式 OMA DM 通过给设备设置相关参数对设备进行配置、诊断等等,这些参数通过树型结构 组织在一起称作设备管理树(DEVICE MANAGEMENT TREE) 8.7 OMA协议的数据传输 OMA 协议使用 SYNCML 消息包传递数据实现在不同网络间的数据同步,SYNCML 是 SYNCHRONOUS MARKUP LANGUAGE(同步标记语言)的所写,他是由 IBM、LOTUS、 MOTOROLA、NOKIA、PALM INC、PSION、STAFISH SOFTWARE 等商家发起成立的 SYNCML 论坛发起制订的。主要目的是解决两个问题: (1)同步网络数据与任一种移动设备 (2)同步移动设备与任一种网络数据 SYNML 消息包含两个部分:消息头和消息体 消息头格式如下: < SYNCHDR > < VERDTD > 1. 2 < / VERDTD > < VERPROTO > SYNCML/ 1. 2 < / VERPROTO > < SESSIONID > 104050403 < / SESSIONID > < MSGID > 5 < / MSGID > < TARGET > TARGET DATABASE URI < / TAR GET > < SOURCE > SOURCE DATABASE URI < / SOURCE > < CRED > . . . < / CRED > < / SYNCHDR > < VERDTD > :SYNCML 版本声明 < SESSIONID > :会话 ID < MSGID > :消息 ID < SOURCE >和< TARGET >用于寻址,服务器使用 URI ;而客户端使用国际移动设备识 别码 IMEI < CRED >:鉴权信息 www.tr069bbs.com Page 41 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 42 PACK 消息体格式如下: < SYNCBODY > < STATUS > . . . < / STATUS > < RESULTS > . . . < / RESULTS > < ALERT > . . . < / ALERT> < / SYNCBODY > < STATUS >:指明一个操作的完成状态 < RESULTS >:如果命令执行成功,返回数据结果 < ALERT >:发送者通知接收者 SyncML 命令包含请求命令及应答命令,类似 TR069 协议的 RPC 函数,举例如下: Exec:发送者可以要求接收者调用一个命名的、可执行的程序。 Get:发送者可以从接收者那里申请数据元素,类似 TR069 协议的 GetParameterRequest 方法。 Release:允许发送者对接收者可以接受的数据元素进行替换,类似 TR069 协议的 SetParameterRequest 方法。 Status:指明一个操作的完成状态。 Results:用来返回 Get 或者 Search 命令的数据结果。 …… 8.8 OMA DM的数据交互过程 包含两个阶段: (1) 准备阶段(SETUP PHASE) 主要传递鉴权和设备信息,包含 PACKAGE 0、.PACKAGE 1、PACKAGE 2 (2) 管理阶段(Management phase) 管理阶段为大量的交互过程,包含 PACKAGE 3、.PACKAGE 4 Web 服务器通过 WAP1.x 网关向设备发送消息,期间会经过一个协议转换的过程由 TCP/IP 协议转换为 WAP 协议;使用 WAP2.0 的网关发送到支持 WAP2.0 协议的设备中不再 需要这样的协议转换,设备与服务器之间可以直接通过 HTTP 进行通信。 AGE 0 类似于TR069 的NOTIFY,很多无线设备出于安全等方面考虑不会连续的监听管 理服务器的消息,因此可以让服务器通知设备与服务器建立连接,PACKAGE 0 的发送过程 比较复杂,首先Web服务器通过HTTP向PPG发送PAP消息,PPG再通过短消息中心(SMSC) 向设备发送PUSH消息。 设备成功与服务器建立连接后,Web服务器与设备之间就可以通过WAP网关直接进行会话, WAP网关需要做协议转换,但Web服务器不需要再通过PAP协议向PPG发送PUSH-OTA侧的 网络信息。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 43 www.tr069bbs.com PACKAGE 0 类似于 TR069 的 NOTIFY,很多无线设备出于安全等方面考虑不会连续的监听管理服务 器的消息,因此可以让服务器通知设备与服务器建立连接,也可以通过在设备上的用户接口, 由用户操作设备与服务器建立连接,一些设备问题也会导致设备与服务器建立连接。 当然在此之前,设备已完成了 BOOTSTRAP 操作。 PACKAGE 1 设备在package 1中发送其设备信息和认证信息,方便服务器识别设备并通知服务器启动 管理会话 PACKAGE 2 服务器启动会话并向设备发送管理消息,如果在 Package 2 中只包含命令,服务 器下次可能会发送 Session Abort Alert (1223) 命令强迫终止该会话。 PACKAGE 3 回复 Package 2 中的 Commands 命令执行结果。 PACKAGE 4 用来结束对话或继续发送命令,如果在 Package 4 中只包含命令,服务器下次可 能会发送 Session Abort Alert (1223) 命令强迫终止该次会话。 PPG Response Push 网关回复服务器消息是否已被网关接收并处理。 www.tr069bbs.com Page 44 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 45 8.9 OMA OTA的网络环境 OMA协议中不时出现各种协议,这正体现 OMA 协议的核心:“网络兼容”,体现了 OMA 协议的目标:“数据同步”,而正是当今复杂的无线网络环境造就了今天的 OMA。面对这样 一个环境我们应对的办法只有“结合实际的网络环境及用户需求,做到尽可能的兼容。” 这里的“网络环境”是指: 1、硬件基础设施。当地的硬件基础决定带宽,比如是否全面支持 3G、还是 2G 为主, 是否支持 WiMAX,带宽直接关系到软件的传输层,比如使用 TCP 还是 UDP,进而关系到 会话层使用哪一种协议,比如 HTTP 还是 WSP。 2、网络运营商。运营商决定网络接入,将决定软件供应商如何接入无线网络,如中国 移动为避免垃圾短信已明令各省将 WAP Push 业务接入本省的 WAP 网关 PPG,因此软件供 应商必须通过移动的 WAP 网关而非短消息(SMS)网关接入无线网络。 3、用户手中的移动设备。移动设备最终决定可以支持的软件业务,即决定软件供应商 应该提供什么样的业务。虽然移动和联通都已经引进了支持 WAP2.0 的网关,但普通用户手 中的移动设备是否大部分都支持呢,例如:我的三星手机订阅了中国移动的新闻服务,但由 于不支持彩信(MMS)WAP2.0 的一种业务,每次收到的都是一堆乱码。 4、影响 OMA 业务的其他因素。 8.10 OMA DM 的主要业务与客户需求 随着移动设备数量的快速增加,对移动设备管理的需求也与日俱增,这种需求主要来 自运营商,大中型企业以及政府机关和事业单位,虽然需求非常明显,但是如何将用户需求 准确的反映到产品设计上是个相当复杂的问题,当我们真正动手准备做的时候却发现几乎每 个业务部门都可以说出一两点管理需求,如何将我们的产品设计和这些部门的业务流程紧密 结合,让我们的产品能够显著提高管理者的工作效率和移动设备所有者的用户体验是我们产 品设计的一个主要方向,由此可以引申出 OMA DM 的几个最主要业务,OMA DM 已为这些 主要业务定义了强制的管理对象(MO):设备的信息采集和参数的远程配置、软件管理 (SCOMO)、固件更新(FUMO)、设备诊断和检测(DIAGMON)。 如何设计出一个让客户满意的产品,借用软件开发中的一个概念即努力做到产品的“低 耦合和高内聚”。低耦合:即一种产品功能对应一种业务,避免功能重叠,这就需要我们对 各种移动业务有一个全面的了解。高内聚:对于某种移动业务我们必须尽可能的了解业务细 节,深入挖掘这种业务中的客户需求,这就需要我们对某种移动业务进行深入细致的了解, 真正了解客户需要什么样的功能。 8.11 OMA DM 客户端软件及其部署难题 在很多情况下,用户或者市场要求特定的管理功能,而这些功能超前于标准所支持功能。 专用的 DM 客户程序使运营商能在标准最终尘埃落定之前满足这种要求,从而大大拓宽了 针对开放 OS 设备的管理功能。这些设备通常使用几种开放操作系统平台之一作为操作系 统,包括 Symbian、Windows、Linux、RIM 或 Palm OS。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 46 这些开放操作系统的一个重要方面是它们提供了在 OMA DM 或 OMA CP 客户端上采用 第三方专用设备管理客户端软件的机会。随着这些要求变得更加普遍,而且逐渐稳定下来, 新的管理功能可以被整合到标准化的过程中,以获得更广泛的实现。 多样的开放 OS,为客户带来更多选择的同时,也为客户端软件的开发和部署带来了难 题,开发上的难题显而易见,实际部署上的问题则很难解决,客户端部署包含两种方式,本 地部署和远程部署。本地部署即在设备出厂前已经安装好 OMA DM 客户端,这是最理想的 方式,阅读前文可知很多设备厂商已经为其设备增加了 OMA DM 功能,一些移动运营商也 向制造商订购了支持 OMA DM 的手机。远程部署即在手机出厂后,通过 OMA DM 服务器 远程让移动设备安装 OMA DM 客户端,而设备数量上的庞大以及多样性为这种部署方式带 来巨大挑战。 8.12 OMA DM 的服务器性能问题 这种问题同样显而易见,在某些发达地区移动设备的数量相信不亚于人口的数量,而对 于这些移动设备的管理的难度远远高于对这些人的管理,因为人是看得见的,其位置也是相 对固定的,而信息则是无处不在,传播迅速的。面对数量如此庞大的人口,我们难免对管理 机构的工作效率产生抱怨,简单的解决办法是“开源节流”,即减少手续流程,增加办事机 构,而对于 OMA DM 服务器的效率同样应采用“开源节流”的方式,开源即尽可能的支持 分布式部署,这里面有负载均衡的问题;节流即在分布的同时尽可能的减少数据在不同节点 间的传输。关于服务器架构的问题可参考本文“附录 C.开餐馆与做软件—大型网站性能”。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 47 9.OMA DM 会话层(Session)协议 9.1 什么是会话层 所谓会话层即决定,谈话双方什么时候开始谈,什么时候结束。 在这一层我们要关注的问题是: 1. 会话如何发起 2. 会话如何终止 3. 会话的过程 9.2 会话终止(Session Abort) OMA 协议的会话双方可以在任何时候决定会话终止,引起的原因可能是服务器端停止 会话、客户端 CPE 断电、或是用户通过设备接口控制停止会话。不论哪一方要停止会话, 最好能发一个用来终止会话的“Alert”消息(相当于说一声“再见”),事先通知一下。 接收到用来终止会话的“Alert”消息不需要回复,即使回复也会被忽略,也就是说当 对方和你说再见,OMA 协议允许你不说“再见”回复他,当然你想说也可以。 9.3 会话异常终止 可以使用“Alert 1223”消息来终止因为某种异常导致的会话终止,如果服务器接收到这 个消息,应该回复一下(也可以不回复)。如果客户端 CPE 接收到这个消息就不必回复了。 “Alert 1223”消息中必须含有一个“final”标志,表示会话终止。 9.4 发起会话 OMA 协议使用“Generic Alert”消息发起会话,该消息包含 LocURI。一方接收到该消 息后必须回复。 通过该消息 CPE 通知服务,CPE 的类型、支持的传输格式以及其他设备参数。如果 CPE 的类型或格式服务器不支持,服务器必须回复状态号“415”。 如果服务器可以正常处理该消息没有任何错误,服务器必须使用状态号“200”或“202”, 否则回复状态号:401,407,412,415 和 500。 Generic Alert 消息格式如下: 2 1226 abc123 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 48 ./SyncML/Sample Reversed-Domain-Name: org.domain.samplealert xml critical 1.CmdID:syncML 命令 ID 号 2.Data:Generic Alert 消息指定该值为 1226 3.Item:该参数是必须的 (1)LocURI within Source:CPE 的地址,这个参数是可选的,如果 Generic Alert 是服 务器发起的必须含有这个参数。 (2)Meta:该参数是必须的。 A.Type:类型必须被定义,指定该消息携带的数据属于那一种媒体类型,普通的 内容信息使用“URN”类型。如果该数据为多媒体类型(MIME-type),必须使用“Content-Type” 作为标实符,数据内容必须是被注册的多媒体类型。 B.Format:数据的格式化类型,指定该消息携带的数据由哪一种格式进行格式化, 如“XML” (3)Mark:Mark 元素是可选的,该元素定义 Alert 消息的重要性水平,包含以下几种 类型:严重级、危险级、次要级、提醒级、提示信息级、无害级、不确定级(fatal, critical, minor, warning, informational, harmless and indeterminate)。其中 fatal 是最重要的,indeterminate 是 最轻的。如果 Mark 元素被省略,默认使用提示信息级(informational)。 (4)Data:Alert 消息携带的数据必须符合格式化元素和类型元素的指定。 4. Correlator(相关器) 相关器是一个可选元素,当 Alert 消息是一个 Exec 命令的回复时使用。 9.5 会话过程实例分析 例一:这个例子服务器会对客户端做一个 WAP 连接的设置,会询问用户是否接受该设置 Package 1:从客户端 CPE 到服务器 #syncML 包头 1.2 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 49 DM/1.2 1 1 # Target 消息的目的地 ID 为 http://www.syncml.org/mgmt-server http://www.syncml.org/mgmt-server # Source 本地资源,这里是客户端 ID IMEI:493005100592800 #认证信息见下章《OMA DM-Security 安全层设计》 syncml:auth-basic b64 5000 #syncML 包体 #一个 Alert 命令表明该消息类型,相当于 TR069 协议 Inform 中的 Event 标签,表明此次 inform 发起原因 1 1200 #请求服务器初始化会话 # “Replace”命令,相当于 TR069 协议 SetParameterRequest 命令,这里是指设备的相关 参数 3 #“./DevInfo/DevId”设 备 ID 号参数,OMA DM Tree 的一种表示方式,相当于 TR069 RPC 参数 ./DevInfo/DevId # “Meta”定义设备 ID 的表示方法,即格式“Format”, chr:char 字符格式;类型“Type”, www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 50 text/plain:文本类型 chr text/plain # “Data”设备 ID 具体值 IMEI:493005100592800 ./DevInfo/Man chr text/plain Device Factory, Inc. ./DevInfo/Mod chr text/plain SmartPhone2000 ./DevInfo/DmV chr text/plain 1.0.0.1 ./DevInfo/Lang chr text/plain en-US #“final”命令表示全部命令结束 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 51 Package 2:从服务器到客户端 1.2 DM/1.2 1 1 # Target 发送到目标客户端,ID 为 IMEI:493005100592800 IMEI:493005100592800 # Source 本地 ID 为 http://www.syncml.org/mgmt-server http://www.syncml.org/mgmt-server #服务器认证信息,见下章《OMA DM-Security 安全层设计》 syncml:auth-basic b64 #对 Package 1 SyncHdr 即认证的回复 10 SyncHdr 6 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 212 #对 Package 1 Alert 消息的回复 11 7 Alert www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 52 200 #对 Package 1 Replace 消息的回复 13 8 Replace 200 # Sequence 命令表明以下命令为一个整体 1 #一个 Alert 命令表明该消息类型,相当于 TR069 协议 Inform 中的 Event 标签,表明此次 inform 发起原因 2 1101 #请求用户确认一条信息 #这可能是 WAP 彩信短消息会在用户的手机上显示该问题,等待用户确认 Do you want to add the CNN access point? # “Replace”设置参数,相当于 TR069 协议 SetParameterRequest 命令 4 # “”定义以上WAP 消息的消息类型“”和信息内容的格式化方式“” 使用 Base64 编码 b64 application/vnd.wap.connectivity-wbxml #“”定义具体的 WAP 消息 ./settings/wap_settings/CNN www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 53 Package 3:客户端回复 1.2 DM/1.2 1 2 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 #SyncHdr 即认证的回复 1 1 0 SyncHdr 212 # Sequence 命令是否正常执行的回复 1 2 1 Sequence 200 # Alert 命令是执行的回复 12 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 54 3 Alert 200 # Replace 命令即对 WAP 具体消息的回复 1 4 4 Replace ./settings/wap_settings/CNN 200 Package 4:服务器回复 1.2 DM/1.2 1 2 IMEI:493005100592800 http://www.syncml.org/mgmt-server #对 SyncHdr 的回复 2 1 0 SyncHdr 200 #只有一个 Final 命令即终止会话 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 55 例二:服务器安装杀毒软件到 PDA 客户端,服务器首先检查安装版本,然后升级病毒数据 Package 1:客户端到服务器 1.2 DM/1.2 1 1 #目标地址 http://www.syncml.org/mgmt-server #客户端 ID IMEI:493005100592800 #认证信息 syncml:auth-basic b64 #客户端最大消息长度 5000 # Alert 消息表明该包目的是请求服务器初始化一个会话 1 1200 # Replace 客户端可以设置的参数,相当于 TR069 协议 SetParameterRequest 命令 3 ./DevInfo/DevId www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 56 chr text/plain IMEI:493005100592800 ./DevInfo/Man chr text/plain Device Factory, Inc. ./DevInfo/Mod chr text/plain SmartPhone2000 ./DevInfo/DmV chr text/plain 1.0.0.1 ./DevInfo/Lang chr text/plain US-en www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 57 Package2:服务器到客户端 1.2 DM/1.2 1 1 #目标设备 ID IMEI:493005100592800 #服务器 ID http://www.syncml.org/mgmt-server #服务器认证信息 syncml:auth-basic b64 #对 SyncHdr 消息头的回复 10 SyncHdr 5 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 212 # Alert 命令的回复 11 6 Alert 200 # Replace 命令的回复 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 58 13 7 Replace 200 # 服务器 Alert 命令,当于 TR069 协议 Inform 中的 Event 标签,表明此次 inform 发起原 因 2 1100 #在用户设备上显示一条信息 Your antivirus software is being updated #Get 从用户设备上获取当前已安装的病毒库版本号 #对 Get 命令的回复 1 4 4 Get ./antivirus_data/version 200 #回复客户端病毒库版本号 14 3 ./antivirus_data/version antivirus-inc/20010522b/5 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 60 #命令结束标志 Package 4:服务器回复继续管理操作 1.2 DM/1.2 1 2 #Target:目标设备 ID IMEI:493005100592800 #Source:本地服务器 ID http://www.syncml.org/mgmt-server #对 SyncHdr 认证的回复 2 1 SyncHdr 212 # Replace 更新病毒数据 2 # Meta 定义数据格式 b64 application/antivirus-inc.virusdef #具体病毒库数据 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 61 ./antivirus_data Package3:客户端回复 1.2 DM/1.2 1 3 #目标服务器 ID http://www.syncml.org/mgmt-server #本地设备 ID IMEI:493005100592800 # 对 SyncHdr 认证的回复 2 1 SyncHdr 200 # 对病毒库数据更新的回复 1 2 2 Replace ./antivirus_data www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 62 200 # 全部命令结束 Package4:服务器回复,终止会话 1.2 DM/1.2 1 3 # Target 目标设备 ID IMEI:493005100592800 # Source 本地服务器 ID http://www.syncml.org/mgmt-server #对 SyncHdr 认证的回复 3 1 0 SyncHdr 200 # Final 全部命令结束 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 63 10.OMA DM 安全层(Security)协议 10.1 什么是安全层 安全层负责保证谈话双方的谈话内容不会被不相关的人获知,普遍的做法是通过将内容 进行加密以及在正式谈话之前进行鉴权和认证。 10.2 什么是鉴权 当一方发出请求后,另一方根据某一条件首先验证发送者的身份(一般为用户的用户名 和密码),如身份合法则回复对方,否则回复请求失败或不予理睬。 10.3 什么是认证 为了防止身份信息被无关的第三方获知,通常要对身份信息进行认证,即按照规则进行 加密和解密。当客户端发送没有认证信息(未加密用户名和密码)的请求后,如果服务器返 回 401(未授权)或 407(需要客户端到代理服务器获取授权),则客户端必须使用服务器指 定(在之前返回的 401 或 407 消息中指定)的某种认证方式重新发送请求。 10.4 OMA认证方式 OMA 协议认证方式与 Http 协议类似,规定可以采用 Base 模式和摘要模式(Digest schema)。Digest 对现代密码破解来说并不强壮,但比基本模式还是好很多。MD5 已经被山 东大学教授王小云找到方法可以破解,但现在还在广泛使用。 Base(基本)认证方式: 客户向服务器发送请求,服务器返回 401 或 407,要求认证。客户端收到后,将用户名 密码用 BASE64 编码形成证书,发送回服务器认证。 Digest(摘要)认证方式: 现在很多 ASP 网站的认证都将用户名和密码用 MD5 加密。MD5 是将任意长度的字符 串和 128 位的随机数字运算后生成一个 16byte 的加密字符串。因此窃听者抓住的是一团乱 码。但是,这有一个问题:如果窃听者就用这团乱码去认证,还是可以认证通过。因为服务 器将用户名密码 MD5 加密后得到的字符串就是那一团乱码,自然不能区别谁是合法用户。 这叫重放攻击(replay attack)。这和 HTTP 的基本认证模式差不多。为了安全,不要让别人 不劳而获,自然要做基本的防范。 为了防止重放攻击,采用摘要访问认证。在客户发送请求后,收到一个 401(未授权) 消息,消息里面有一个唯一的字符串:nonce,每次请求都不一样。客户将用户名密码和 401 消息返回的 nonce 一起加密后传给服务器。这样即使有窃听,他也无法通过每次认证,不能 重放攻击。 www.tr069bbs.com 10.5 OMA应用层认证 OMA 可以在 SyncML 包中添加认证信息在应用层对会话进行认证,该认证属于双向认 证,可以用来客户端认证服务器,也可以用来服务器认证客户端。 10.6 OMA 认证的会话例子 使用 Base 认证 1.客户端发送没有鉴权信息的请求 1.2 DM/1.2 1 1 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 ... 2.服务器鉴权后返回 401 或 407 1.2 DM/1.2 www.tr069bbs.com Page 64 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 65 1 1 IMEI:493005100592800 http://www.syncml.org/mgmt-server 1 1 0 SyncHdr http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 syncml:auth-basic b64 407 ... 3.客户端发送含有认证信息的请求 1.2 DM/1.2 1 2 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 syncml:auth-basic b64 QnJ1Y2UyOk9oQmVoYXZl www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 66 ... 4.服务器正常返回消息 1.2 DM/1.2 1 2 IMEI:493005100592800 http://www.syncml.org/mgmt-server 1 20SyncHdr http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 212 ... 使用 MD5 Digest 认证 1.客户端发送含有认证信息的请求 1.2 DM/1.2 1 2 http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 Bruce2 syncml:auth-md5 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 67 b64 Zz6EivR3yeaaENcRN6lpAQ== ... 2.服务器正常返回消息 1.2 DM/1.2 1 2 IMEI:493005100592800 http://www.syncml.org/mgmt-server 1 1 0 SyncHdr http://www.syncml.org/mgmt-server IMEI:493005100592800 syncml:auth-md5 b64 LG3iZQhhdmKNHg== 212 ... www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 68 附录A.移动设备与AAA 服务器 1.为什么需要AAA 认证(Authentication)、授 权( Authorization)、计 费( Accounting)简 称 AAA,是 Internet 中常见的三项基本功能,是网络运营商对数据、用户进行控制和管理的重要环节,随着数据 业务的不断增加移动通信为了加强数据传输过程的安全性也将 AAA 概念引入到了移动数据 传输的框架中。 2.AAA工作组 在因特网工程任务组(IETF)下,设有一个负责制订通用的 AAA 结构规范和研究制订 相应应用协议的工作组,这个工作组的简称是“AAA”。 3.什么是AAA服务器 AAA 服务器是指那些装有能够提供 AAA 相关服务的应用程序的服务器,通常是在 UNIX 或 Windows 服务器上运行的一个监护程序,它能够处理用户对网络资源的访问请求并 同时提供验证、授权和计费(即 AAA)服务。 4.AAA服务器的主要功能 AAA 服务器主要完成以下工作: 验证:验证用户是否可以获得访问权限; 授权:授权用户可以使用哪些服务; 计费:记录用户实际使用网络资源的情况。 5.AAA客户端、AAA服务器、AAA协议 那些需要通过 AAA 服务器进行认证求的设备统称为 AAA 客户端,通常是路由器、交 换机或无线访问点,即网络接入服务器 NAS(Network Access Server),AAA 工作组制定了 一套专门用于 AAA 客户端与 AAA 服务器之间进行数据交互的 AAA 协议,即 RADIUS 协 议(Remote Access Dial up User Service),中文名:远程访问拨号用户服务,因此 AAA 客户 端和服务器也可以称为 RADIUS 客户端与 RADIUS 服务器。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 69 6.什么是RADIUS协议 目前 RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service)协议是唯一的 AAA 标准, 在 IETF 的 RFC 2865 和 2866 中定义,RADIUS 是基于 UDP 的一种客户机/服务器(C/S)协 议。 凡是运行有 RADIUS 客户端软件的任何硬件都可以成为 RADIUS 客户端,RADIUS 客 户端的任务是把用户信息(用户名,口令等)传递给指定的 RADIUS 服务器,并负责执行 返回的响应。RADIUS 服务器负责接收用户的连接请求,对用户身份进行认证,并为客户端 返回为用户提供服务所必须的配置信息。 一个 RADIUS 服务器可以为其他的 RADIUS Server 或其他种类认证服务器担当代理。 RADIUS 是目前最常用的认证计费协议之一,它简单安全,易于管理,扩展性好,所以 得到广泛应用。但是由于协议本身的缺陷,比如基于 UDP 的传输、简单的丢包机制、没有 关于重传的规定和集中式计费服务,都使得它不太适应当前网络的发展,需要进一步改进。 7.下一代AAA协议——Diameter协议 为了解决 RADIUS 协议存在的问题,IETF 的 AAA 工作组将 Diameter 协议作为下一代 的 AAA 协议标准。Diameter 意为直径,是 RADIUS 协议的升级版本,Raduis 英文原意为半 径。有一个值得考虑的问题几乎所有协议都是从简单到复杂不断发展的这不仅仅是简单的功 能增加,也体现了带宽的不断提高,硬件的进步推动了软件的发展,所以我们在考虑使用何 种软件技术时必须首先弄清硬件环境。 8.AAA服务器与数字证书 我们可以把数字证书简单的理解为包含有客户端身份信息的一组 Base64 编码,比如我 们使用 HTTP 的 Base 和 Digest 摘要认证时就是将 Http 客户端的用户名和密码(digest 认证 包含 nonce 值)进行 Base64 编码(Digest 摘要认证还要做 MD5 加密)后传输到服务器的, 其实这个 Base64 编码就是一张证书,只不过这不是一张规范的数字证书。 AAA 实体间的相互认证是建立在基于数字证书认证机制基础上的。因此 AAA 服务器 可以作为可信任的第三方,而成为证书管理中心,负责签发证书、认证证书、管理已颁发证 书。因此 AAA 客户端可以通过 AAA 服务器获取用于认证的数字证书。 9.RADIUS协议数据传输框架 用户开机或者请求某种业务时,向 AAA 服务器发送认证请求。AAA 服务器收到请求 后,向用户发送证书请求,要求用户出示数字证书。然后用户将自己的数字证书发送给 AAA 服务器。当认证完成后,AAA 服务器向 SMS(Subscriber Management System,用户管理系 统)发送用户通过认证,并请求该用户的业务信息。SMS 收到请求后,查找该用户的业务 信息,并发送给 AAA 服务器。AAA 服务器据此对该用户授权、计费.传输过程如图所示。 www.tr069bbs.com AAA 服务器收到证书后,有三件事情需要证明: (1)该数字证书是规定的数字证书服务器所颁发; (2)该数字证书未被篡改过(数字签名); (3)该证书确实为出示证书者所有。 10.AAA服务器与 3G 目前,3G 网络正逐步向全 IP 网络演进,不仅在核心网络使用支持 IP 的网络实体,在接 入网络也使用基于 IP 技术,而且移动终端也成为可激活的 IP 客户端。当终端要接入到网络, 并使用运营商提供的各项业务时,就需要严格的 AAA 过程。AAA 服务器要对移动终端进 行认证,授权允许用户使用的业务,并收集用户使用资源的情况,以产生计费信息。AAA 服务器在 WCDMA(UMTS)中是可选的,在 CDMA2000 中是必要的组成部分,对于 CDMA2000 来说 AAA 将发展成为整个网络无线用户管理、无线资源管理以及各种业务开展 的中心。 11.AAA服务器与WiMAX AAA 服务器是 WiMAX 网络的必要组成部分,WiMAX 移动组网包含两种模式,一种 模式是使用单纯的宽带城域网,这时使用 WiMAX 网络中的 AAA 服务器;另一种模式是与 www.tr069bbs.com Page 70 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 71 3G 移动蜂窝网共同组网的模式,在采用这种模式时,WiMAX 网络存在两种不同的 AAA 服 务器使用方式: (1)在两个网络间外挂一个附加的网络,AAA 在附加网络中实现,完成鉴权和计费的功 能; (2)WiMAX 作为 3G 移动蜂窝网络互补网络,其认证和计费需要用移动蜂窝网络的 AAA 服务器。 12.如何在Windows中模拟AAA服务器 需要英文版 Windows2000 或 Windows2003,在里面安装 Cisco ACS 即可,ACS 是 Cisco AAA 认证软件。 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 72 附录B.移动设备管理与TD-SCDMA网络 1. 为什么需要TD-SCDMA 1998 年 1 月,中国确定 3G 候选技术策略的一次至关重要的会议“香山会议”如期召 开,时任邮电部科技委主任宋直元拍板:“中国发展移动通信事业不能永远靠国外的技术, 总得有个第一次。第一次可能不会成功,但会留下宝贵的经验。我支持他们把 TD-SCDMA 提到国际上去。如果真失败了,我们也看作是一次胜利,一次中国人敢于创新的尝试,也为 国家作出了贡献。”至此,“香山会议”为 TD-SCDMA 一锤定音。 2. 什么是TD-SCDMA TD-SCDMA 中文名为“时分-同步码分多址存取” ,英文:Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access,缩写为:TD-SCDMA,是 ITU (国际电联)批准的三个 3G 标准中的一个,相对于另两个主要 3G 标准(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步较晚。 1999 年 6 月 29 日,中国原邮电部电信科学技术研究院(现大唐电信科技股份有限公司) 向 ITU 提出了该标准。该标准将智能天线、同步 CDMA 和软件无线电(SDR)等技术融于 其中。 TD-SCDMA 采用时分双工(TDD),即在同一频率的业务信道在不同的时间分配给不同 的用户(具体解释详见本文 7.3 节)。 3. TD-SCDMA 的商用情况 2006 年,罗马尼亚建成了 TD-SCDMA 试验网。 2007 年,韩国最大的移动通信运营商 SK 电讯在韩国首都首尔建成了 TD-SCDMA 试验 网。同年,欧洲第二大电信运营商法国电信建成了 TD-SCDMA 试验网。 2007 年 10 月,日本电信运营商 IP Mobile 原本计划建设并运营 TD-SCDMA 网络,但该 公司最终受限于资金困境而破产。 2008 年 1 月,中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门、秦皇岛市 建成了 TD-SCDMA 试验网;中国电信集团公司在中国保定市建成了 TD-SCDMA 试验网; 原中国网络通信集团公司(现中国联合网络通信集团有限公司)在中国青岛市建成了 TD-SCDMA 试验网。 2008 年 4 月 1 日,中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、青岛、广州、深圳、厦 门、秦皇岛和保定等 10 个城市启动 TD-SCDMA 社会化业务测试和试商用。截止 2008 年 年末,在中国使用 TD-SCDMA 网络的 3G 手机用户已达到 41.9 万人。但是 TD-SCDMA 手 机放号首日即出现诸多问题,如网络建设尚未完善、功能尚未全部开发等,因而不少手机用 户仍然持观望态度。 www.tr069bbs.com 2008 年 9 月,中国普天信息产业集团公司为意大利的一家通信公司 MYWAVE 建设了 TD-SCDMA 试验网,该网络于 9 月 12 日建成并开通;从建设工程仅为 11 天推算,应为小 型企业网。 2009 年 1 月 7 日,中国政府正式向中国移动颁发了 TD-SCDMA 业务的经营许可,中 国移动也已经开始在中国的 28 个直辖市、省会城市和计划单列市进行 TD-SCDMA 的二期 网络建设,预计于 2009 年 6 月建成并投入商业化运营。该公司计划到 2011 年,TD-SCDMA 网络能够覆盖中国大陆 100%的地市。 4. TD-SCDMA 与另外两种 3G技术 TD-SCDMA 与另外两种 3G 技术 CDMA2000 和 WCDMA,从协议的角度上讲同属于底 层协议,即处于 OSI 七层协议模型的物理层和数据链路层(如图所示),因此其不同之处也 仅在这两层的范围之中,而作为 3G 技术,这三种协议的带宽都可以支持在上层协议中使用 TCP/IP 协议规则,因此在这三种 3G 网络以及在因特网中使用 OMA DM 协议是没有任何差 别的。 www.tr069bbs.com Page 73 www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 74 附录C.开餐馆与做软件—大型网站性能 上学的时候曾有冲动想开一家餐馆,还买了本很厚的书,书名就叫《如何开一家餐馆》。 最近装修房子这股冲动又来了,翻箱倒柜找出这本书看着看着却觉得这竟是一本传授如何做 好大型网站的一本难得的武功秘笈。 一家餐管从小做大可以分如下几步,这个餐馆在变大的同时能容纳的顾客也越来越多, 餐管的效率也越来越快。 首先,白手起家开一家餐馆手头自然不富裕,租不起大的店面,这时候厨房和餐厅挤 在一个屋子里,一个厨师兼伙计。由于我们的菜口味独特吸引了大量的顾客,高峰的时候顾 客只能排队等候,这时候我们的第一个想法就是扩大一点店面把厨房先挪出来同时再另聘一 名伙计。即我们进入网站性能提升的第一步—— 应用与数据库分离,将网站的应用部分(相 当于餐厅及伙计)与数据库(相当于厨房及厨师)分开部署在不同的服务器里,避免硬件资 源的争夺。 这个时候店面扩大了,顾客不用再排队等候了,都可以进入餐厅。厨房和餐厅面积的 扩大可以让厨师和伙计将平时常用的工具从柜子里取出来放在明面上,以备随时取用,这样 干活效率明显提升了。即我们进入网站性能提升的第二步——数据缓存(包含页面、页面片 段缓存),将常用数据从数据库中取出来,放到内存中,提高访问速度,减少数据库连接。 效率提高了,口碑也更好,自然顾客越来越多。由于我们人手有限,致使很多顾客需 求(如点餐,买单等等)不得不等候一段时间,于是我们决定增加厨师和伙计,来处理更多 的顾客请求。即我们进入网站性能提升的第三步——水平扩展“应用服务器”和“数据库服 务器(即数据库集群或分库)”,通过增加应用服务器和数据库服务器,分担更多的应用及数 据请求,为了让访问平均分配到多台应用服务器上需要负载均衡工具支持。 随着顾客的进一步增多,一个很现实的问题产生了,为了应对更多的顾客我们购买了大 量的餐具等其他必备物品,原先由于数量不多这些物品都是由厨师和伙计随意取用,物品存 储非常混乱,由于空间有限大家进进出出也很拥挤,因此这些物品的取用占用了大家很多时 间,最终我们决定将这些物品进一步归类,分别存储,并由专人负责存取这些物品,同时加 开新的窗口,物品的存和取在不同窗口进行。即我们进入网站性能提升的第四步——分表、 建立数据访问层(DAL)与数据读写分离,一般 MySQL 中最快的存储引擎 MyISAM,它是 基于表锁定的,就是说如果一锁定的话,那么整个数据文件外部都无法访问,必须等前一个 操作完成后,才能接收下一个操作,因此我们可以将较大的数据表进一步分解,即通过分表 的方式,减少阻塞来提高数据库访问效率,分表造成一些应用不得不考虑分表规则,数据库 访问程序的复杂度提高了,可以通过建立统一的数据访问层(DAL)来统一处理这些分表 规则。使用数据读写分离技术,将数据读写在不同的数据库服务器进行,这需要一个程序级 的同步方案支持,同时要对前面提到的 DAL 层进行改造。 如同一家餐馆规模足够大而成为一家餐饮集团,原先的小饭馆的管理方法显然行不通, www.tr069bbs.com www.tr069bbs.com Page 75 这时候我们需要按照职能进行划分,如建立独立的财务部门,对于简单应用这种独立的部门 可能反而会使效率降低,但是对于复杂应用这种划分无论是对效率还是稳定性都是很有必要 的,即我们进入网站性能提升的第五步——大型分布式应用。其实架构的本质就是分层,但 是分层后一个很明显的需求就是高效稳定的通信框架,这个架构如何设计好是我们面对的一 个问题。 版权声明与免责声明 版权声明: 本文档一切权利归本人(王金剑 MSN:itecies@hotmail.com)所有,用于商业用途 需征得本人同意;用于非商业用途的,无需任何许可,但请尊重本人的署名权,并注明出处 及附加本申明。 免责声明: 本人不保证本文档完全正确,如果你看到有什么不合适的地方,欢迎与本人交流。 王金剑 2010 年 2 月 11 日 有任何问题和建议欢迎到 TR069 论坛与我交流,我都会一一解答。 TR069 论坛(www.tr069bbs.com)~积极推动TR-069 协议及OMA 协议普及,汇集各种IP 设备相关的网络话题,我们相信不久的将来“每 一个家庭都有一个网络”,期待大家加入,让我们一起讨论知识,结交朋 友,关注未来,版主招募中!
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hi001

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