| 出版日期：1999-06-17 总期号：832 本年期号：42 |
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悄然而至的无线计算时代
无线接入的方式、技术与产品现状 董颖 编译 在以网络为中心的计算时代，连接是这个时代的主旋律。但当我们面对一个将要来临的无线移动通信时代时，如何以无线方式随时随地访问internet将成为炙手可热的问题，这涉及到基于网络ip协议的数据包、拓展带宽、实时传输、无线通信等多方面的技术。成千上万的网络爱好者对ip将渗透到生活中的方方面面早已拭目以待，但对于无线ip来说，还真得拿出真本事。 无线ip真的物有所值吗？这得辩证地来看。一方面，让活动范围越来越大的人们无论身在何方都能轻而易举地接入internet和访问其它共享信息无疑是意义深远的。另一方面，无线ip并非另一种类型的wan连接，它有自己尚未被通信及网络协议开发者们注意到的特性。尽管越来越多的诸如cdpd(cellular digital packet data)和data－over－pcs (personal communications services)的无线技术已经问世，但是无线ip要想获得实际的应用还需克服诸如覆盖面有限、吞吐率低、传输延迟过长、无线通信中间件的开发、无线服务公司收费等重要问题。因此任何对无线计算设备开发的投资不仅要考虑设备本身的成本，而且不能忽略有待市场成熟的学习曲线和其它特殊的情况。 接入方式 目前，无线接入主要有三种方式，而真正使用ip协议的仅有cdpd网；尽管cdpd发展迅速，但仍需解决覆盖面过窄的问题。 无线ip网络的发展之路并非坦途。首先是覆盖面的问题，目前还没有任何无线ip网可以达到模拟蜂窝电话网覆盖面的水平。 第一种方式是终端用户用蜂窝电话连接modem，通过有线电缆拨号至isp建立起速率为9.6kbps的internet连接。这种方式实际上并未提供任何ip功能，而且一旦modem和蜂窝电话之间兼容性存在问题，网关还必须在无线电话和有线modem协议之间进行协调。尽管如此这也不失为一种好方法，因为模拟蜂窝电话网的覆盖面是相当可观的。 第二种方法是使用两个已经有年头的数据交换网络——bellsouth wireless data网和american mobile satellite公司的ardis网。这两个网络均覆盖了美国90％的人口，它们由于使用自己的协议因而并非是ip网，但是目前ip网关可以将这两个网络视为internet或者intranet的扩展。这种方式的问题在于这两个网络的传输速率相对较低（bellsouth wireless data为4kbps，ardis为2.4kbps或9.6kbps ）和时间延迟较长（环路延迟超过3秒），这显然不适用于通用的ip网络。 第三种方式是cdpd网，它采用ip协议传送数据包，每个移动通信站都被赋予一个真实的ip地址并且成为真正的internet主机，其传输率达到10kbps。近年来，cdpd网的覆盖面在众多蜂窝电话制造商们的努力下得到了迅猛的发展，基本覆盖了美国的主要城市，但是在郊区或乡村等人口相对稀疏的区域，其覆盖面相对传统的蜂窝电话网来说就自叹弗如了。 带宽问题 与有线接入相比，在无线接入应用中，带宽始终是个问题。好在人们已经想出了一些方法进行补救。 个人通信服务（pcs）中数据传输技术的问题对于无线ip的发展来讲是至关重要的。pcs必须争取更为广泛的应用，尽管它必须采用电路交换的方式连接至gsm网，但是目前的高速连接技术通过摒弃模拟modem基本上达到了数据包交换的速度。今年gsm和cdma网接入internet的速度将达到14.4kbps。明年晚些时候，cdma、gsm和is－136 (interim standard 136)网的速度将达到64～384kbps。pcs对覆盖面的要求也是相当苛刻的，同时其它的数字技术和网络路由协议也纷纷涌现。目前最好的无线ip网是由metricom公司提供的ricochet网，其速率达到28.8kbps，而且性能还可以进一步提高。 第三代蜂窝电话的速度已经达到本地通信2mbps、移动通信144kbps的水平，但无线ip网仍停留在9.6～14.4kbps的阶段，而现在internet上甚至56kbps的速率已无法忍受了。无线ip网在客户/服务器应用中存在着严重的传输延迟问题。拿sql数据库或诸如microsoft exchange 、lotus notes群件一类的应用来说，它们在执行事务的过程中都需要传输大量的消息。如果网络延迟为0.5～5秒，那么，在lan上刷新一次屏幕仅需几秒钟，而在无线ip网上可能就需要半分钟之久。这样一来，心急火燎的终端用户往往就会不耐烦地重启系统，从而造成许许多多的错误。 对此必须在无线通信中精简需要传送的信息量。其具体做法有很多，例如：通过降低对前台同步的要求就可以将exchange的登录时间从原有的5分钟以上降至1分钟左右；通过设置复制数据库的一个子集而非其全部就可以提高无线ip网上lotus notes的运行效率；e－mail软件不得自动下载过大的邮件；数据库应用尽量从本地cache中装载数据目录，而尽量不要建立无线连接；网络浏览器可以设置为纯文本模式等。 无线中间件 除了在使用不同协议的网络之间“牵线搭桥”之外，无线中间件的另一个重要作用是为服务区外的用户提供消息缓存。 无线ip技术方面的问题还包括中间件问题。无线中间件的优势是显而易见的，它可以减少通信的信息量以及事务处理中的消息，当终端用户在服务区以外时可以将消息缓存在队列中，同时还可以采用比tcp更适用于无线通信并为无线通信度身订做的通信协议。当然，无线中间件也有缺点，那就是增加了系统的成本和复杂性。无线中间件是由两部分软件构成的：一部分是位于移动通信计算机（即中间件客户机）上的软件，另外一部分是运行于服务器（即移动通信服务器）上的软件，它以代理的方式根据移动通信客户机所使用的lan及wan协议来启动其它服务来获取信息。中间件客户机和服务器均使用特别的协议在无线网上相互通信，有以下两种方式可以将应用嫁接到客户机、服务器两方的中间件上。 第一种即传统的方式是由厂商在软件开发包（sdk）中以应用编程接口（api ）的形式提供中间件，这样一来就要求网络开发人员自己来从头编写新的应用程序。通常这样的方式意味着自己编写源代码，从而带来较大的工作量。 另一种应运而生的新方法不需要编写代码，而是自动截获应用程序和网络调用并对通信进行优化。市场上这样的产品还不太多。nettech systems公司的smart ip就可以基于ip协议来优化通信，使得ip应用程序在无线网络上更加有效地运行，它还可以使应用程序运行于诸如bellsouth wireless data和ardis的数据交换网络上。traveling software公司的laplink enterprise是又一个前途无量的产品，它带有microsoft exchange的加速器，它不仅可以提高邮件下载的速度，可以让用户更有效地控制如何进行下载和到底下载些什么。 在internet无线接入中所出现的瘦客户机模型基于的是“将处理交给网关去做”的方法。这种方法是让网关去处理重要的通信事务，而不是将tcp/ip协议以及其它复杂的处理嵌入到手持式终端中。瘦客户机通常利用微型的浏览器来进行通信而并非进行计算，当然这样的微型浏览器也可以用在诸如32位蜂窝电话的胖客户机上来处理大量本地事务。 网络连接 无线ip的网络连接也是重要的问题，目前主要有三种方式：专用连接、internet和pstn。 第一种方式是专用连接，一般指用户在租用的线路上使用x.25协议，通常为ardis和bellsouth wireless这样的网络所采用，而大型的cdpd用户则采用永久虚电路（pvc）的帧中继ip协议建立连接。 越来越多的人提倡使用第二种方式——internet。无论是cdpd还是未来pcs的数据包交换，它们都可以同网络进行无缝连接，因此用internet建立点对点的连接比建立专门的连接要容易的多。但是，使用internet也意味着无线ip网络用户在拨号至isp时将要面临同样的防火墙问题。所幸的是虚拟专用网（vpn）可以解决这样的安全性问题，而且还有为数众多的厂商正在进行这方面的开发。但是所有的安全标准甚至包括ipsec本身都还不完善，vpn也并不支持基于internet的远程访问。 第三种方式是公用交换网，这是最保险的一种方式，因为它已经为远程用户提供了拨号进入的系统。一旦有呼叫接入电路交换的数字服务蜂窝网络（无论是通过模拟的还是数字的连接），它都将像其它来自modem的呼叫一样被接入pstn网络。 无线产品 基于无线应用协议(wireless application protocol,wap)的产品已经涌现，而wap则使得应用程序具有较大的适应性。 wap论坛的internet接入模式包含了一种具有wap栈的微型浏览器，它装配在手持式设备上并独立于操作系统，这使得在客户机上仅需配备几个小型的应用程序便足矣。 去年12月，3com公司推出的palm Ⅶ模型也与wap近似，它们让服务器端担负为移动无线终端转换数据格式和协议的工作。不同的是，wap采用xml标记语言而palm采用html，而且palm不采用浏览器模式，而是采用一种“网络剪裁”（web clipping）从网站上去掉图形等附加的内容，仅为用户发送其所需的文本部分。 riverbed technologies公司在其scout服务器中间件中也使用了一种类似的概念，使得中间件作为一种代理或者网关，从而让手持式设备特别是pda，能够尽可能地减少通信信息量。 在去年秋季comdex大会上，ns公司所提出的webpad参考模型就是小型手持式无线设备的一个典范。它基于cyrix mediagx微处理器，微处理器上集成了2d显卡、声卡和内存接口，运行的是qnx实时操作系统。webpad可以应用多种internet程序。 最近，qubit technology公司还推出了一个基于webpad的web tablet平台，其基于win ce的第三版即将面世，它在os上运行一个java虚拟机，同时运行ie和netscape navigator浏览器，整体功能将与300mhz的pentium mmx相当。 |
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