[置顶] WAP1.x协议栈浅析-WTP协议

WAP协议栈分析

2.1  WDP Layer

WDP在设计时就以UDP作为参考；实际编程中，如果底层已经实现IP层连接，比如GPRS/CSD类的连接，则直接使用UDP的接口编程即可。其它类型的连接(SMS/USSD等)，需要实现这些底层转换。

参考文档：WAP-WDP-reference

 

2.2  WTP Layer

WTP层实际上是一种轻量级的事务处理层，通过TransactionID的机制和“请求-响应”机制确保消息传递的一致性和可靠性。

2.2.1  CLASS

WTP层有三种类别，分别为Class0/Class1/Class2，分别表示不同的可靠性机制，我们只讨论Class2类别。

客户端和服务器端之间使用的Class不能协商，只能由发起者指定。

 

2.2.2  TID

每一次浏览操作的事务都是由TID来保证的。在WTP层数据包中，大部分都包含TID字段。TID由两个字节组成，第0位是标记位，用于标记方向：发起者标记为0，响应者标记为1

Initiator: 0x00, 0x01

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Responder:  0x80, 0x01

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

WTP PDU类型

WTP层有以下几种消息：

▲      Invoke message;

▲      Verification

▲      Hold on acknowledgement

▲      Result message;

▲      Last acknowledgement;

每种消息都是由一个或多个PDU组成。一个PDU是一个最小的协议数据单元。WTP层所有的PDU类型如下：

名称	值
(禁止使用)	0x00
Invoke	0x01
Result	0x02
Ack	0x03
Abort	0x04
Segmented Invoke	0x05
Segmented Result	0x06
Negative Ack	0x07

 

2.2.4  WTP PDU数据结构

▲      Invoke PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	PDU Type=Invoke				GTR	TTR	RID
2	TID(Transaction ID)
3
4	Version		TIDNew	U/P	RES	RES	TCL

▲      Result PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	PDU Type=Result				GTR	TTR	RID
2	TID(Transaction ID)
3

▲      Acknowledgement PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	PDU Type=Ack				Tve/Tok	RES	RID
2	TID(Transaction ID)
3

▲      Abort PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	PDU Type=Invoke				Abort Type
2	TID(Transaction ID)
3
4	Abort reason

其它PDU不做介绍，上述一些位的具体含义，请参考相关规范。蓝色粗体部分都是比较主要的内容。

2.2.5  WTP基本交互流程

以下描述的基本流程主要应用于WTP Class2类别。

 

任何一个事务操作，都以Invoke消息作为初始消息；如果响应者接收到Invoke消息，并且发现该TID无法在缓存中匹配，则需要开始“三步握手”流程，即红色标记部分：发送Ack消息，询问发起者改Tid是否有效；发起者则回应一个Ack消息，说明该Tid是否有效。如果返回说明Tid无效，则响应者必须Abort此次事务（本图未标记这个Abort流程）；如果Tid有效，则以后的事务操作均需携带这个Tid，直到这个事务结束。

WAP协议栈深入分析

3.1  关于WDP

WDP相当于UDP。这一层需要考虑的问题是UDP缺乏流量控制机制。在互联网上，一般网卡的MTU上限都是1500左右。所以当单个WDP数据包大于1500时，可能会被部分防火墙拒绝，或者被丢弃过长部分。因此必须在WTP层进行WDP数据包分解和重组（Segmented And Assemble），下节会详细描述。

在WAP协议规范中，一般WAP网关在UDP层默认接收的最大数据包长度为1400，超过这个长度一般被拒绝，除非在WSP层进行Capabilities协商。

 

3.2  WTP层深入分析

在前面的文章中描述了WTP层的基本交互流程和协议字段。这种流程是最基本、最简单的流程，仅适用于数据包<1400的情况。当传送的数据包有可能突破这个上限时（包括发起者和响应者），就必须采用分节和重组的机制。

 

WTP PDU结构中，头字段包括以下两位：

GTR	TTR	Desc
0	0	不是最后一节
0	1	消息包的最后一节
1	0	分组包的最后一节
1	1	不支持分节重组

前面描述的基本流程就是GTR=1, TTR=1的情况，即不支持分节重组机制。如果支持分节重组机制，必须采用前三种状态（00，01，10）。在分节重组机制下，除了前面已介绍的WTP PDU，还需要了解以下三种专为分节重组机制使用的PDU：

▲      Segmented Invoke PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	Type=Segmented Invoke				GTR	TTR	RID
2	TID(Transaction ID)
3
4	Packet Sequence Number (PSN)

▲      Segmented Result PDU

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	Type=Segmented Result				GTR	TTR	RID
2	TID(Transaction ID)
3
4	Packet Sequence Number (PSN)

▲      Negative Ack  PDU(当丢失某分节时通知对端重传)

Bit/Octet	0	1	2	3	4	5	6	7
1	CON	Type=Negative Ack				Reserved		RID
2	TID(Transaction ID)
3
4	Number of Missing Packets = N
5	Packet Sequence Number(s) of Missing Packets
…
4+N

采用分节重组机制的交互流程详细描述如下：

◆      首先发送普通的Invoke PDU，在此PDU中，GTR/TTR根据数据包的情况设置。当数据包<1400时，则赋值：GTR=0/TTR=1，表示这是消息的最后一节；当数据包>1400时，则拆分成多个分节，每个小于1400，第一个PDU为普通Invoke PDU，其后的都为Segmented InvokePDU，而且除最后一个PDU的GTR/TTR设置为01，其它的为00；另外，需要注意的是每个分节必须按照顺序（PSN）来分解，以便对端能按顺序重组；

◆      对端收到数据包，处理结束后，返回的Result PDU也是一样情况。即第一个PDU为普通Result PDU，GTR/TTR根据是否最后一个分节来设置是00还是01；紧接着的PDU均为Segmented Result PDU，GTR/TTR根据分节情况设置；当把所有包都收集完整后，要剔除包头，把所有数据按顺序(PSN)进行重组；

◆      分节重组机制中，还有一个分组的概念。即一个消息被拆分成一个或多个分组发送，每个分组再分成多个分节发送；分节发送作为最小的发送单元，分组发送作为可选方式，用于对超大数据传送提供质量保证。

◆      当任何一端接收到一个分组结束的标记(GTR/TTR=10)，系统应自动返回响应Ack PDU，通知对端分组接收成功。此处的Ack PDU即为普通的Ack PDU，GTR/TTR设置为01，同时设置最高位CON=1，在头部后增加可变的TPI部分，此时的TPI是Packet Sequence Number TPI，把当前接收的分组PSN响应给对端；(PSN TPI结构，请参考WTP 9.4.5节）；

◆      此外，还必须接收对端对Tid的验证请求，并进行响应，与前面章节描述的流程一样；

图示流程如下：