3G对WAP网关的性能挑战及解决方案

WAP网关在数据业务中的作用

WAP网关在数据业务中起着非常重要的作用，它是无线终端遨游丰富多彩的Internet世界的重要桥梁。随着用户终端、网络环 境以及Internet技术的不断发展，WAP的发展也依次经历了WAP1.0、WAP1.1、WAP1.2，直到今天的WAP2.0。不过，不管如何发 展，WAP的通信模型始终不变，变化的只是WAP体系中各组成部分的功能有所变化。以WAP1.x为例，WAP的通信模型如下图所示：

从该应用模型可以看出，WAP的通信模型和www类似，WAP也采用客户机/服务器的通信模型，但二者最大的区别在于客户机和服务器之间，多了一个WAP网关。WAP终端通过WAP网关再与应用服务器之间通信，这有点类似于www方式下，局域网内的客户端通过代理服务器上网。在整个过程中，WAP网关除了请求代理作用之外，主要还提供以下功能：

（1）协议转换功能：将来自WAP协议的请求翻译到www协议中，反之亦然；

（2）内容编解码、格式转换和内容压缩功能，以减少通过无线数据网络传输的数据量。

到了WAP2.0以后，由于WAP协议栈引入了专门针对无线环境优化的WP-TCP和WP-HTTP，以及支持端到端安全的TLS协议，并在WAE 层增加支持XHTML/CSS等，所以理论上，单纯从技术的角度来看，终端不需要WAP网关就可以访问Internet资源。但是，如果从运营商的 角度考虑，WAP网关还是必须存在的，只是其协议转换功能被弱化，主要功能变为请求代理以及内容转换和压缩。此外，WAP网关还必须提供用户鉴权、访问控 制、业务统计等运营方面的功能。当然，一定时期内，WAP网关的协议转换功能还必须保留，以支持现网存在的WAP1.x终端用户。

3G对WAP网关的新挑战

3G到来之前，由于受终端能力、无线带宽、通讯资费、WAP协议本身的不完备等因素的限制，数据业务的发展受到了严重的影响。使用数据业务的用户不 多，可用的数据业务也不多，因此，对WAP网关的性能要求也不高。以中移为例，一般省份对WAP网关的处理能力都在3000 TPS以下，数据业务发展比较好的极少数省份对WAP网关的处理能力也只不过在10000 TPS 以下。

然而，随着3G的到来，上述对数据业务发展的不利因素正被一一逐步化解。从用户的角度来看，3G给我们带来的就是越来越多的丰富多彩的数据业务，更 快的上网速度，更便宜的通信资费。即使在3G还没有到来的前夜，数据业务的发展趋势也已经提前呈现爆炸性增长，这一点可以从近期运用商公布的数据得到证 明。从技术的角度来看，这些业务中很多都必须依赖于WAP网关。因此，这就对WAP网关的性能提出了更高的要求。

中兴通讯WAP网关产品的应对策略

为了提高性能，必须先通过分析现网中WAP网关产品的组网结构，以及现网的业务处理流程来找出性能瓶颈在哪里。现网的WAP网关产品中，与业务相关的最主要部件是业务处理机和Radius服务器。其中，业务处理机一般都通过采用四层交换机来实现负载均衡，而Radius服务器一般都采用主备方式。

　　上述组网结构中，只要四层交换产品的性能足够好，那么就可以通过增加处理机数量来解决业务处理能力问题。所以，WAP网关整体性能的瓶颈就在Radius服务器上。

Radius服务器之所以不能象业务处理机那样通过简单的四层交换产品来实现动态扩容和负载集群，是由现有的业务流程决定的。现有的业务流程要求终端用户访问应用之前，必须先发送Radius计费请求到WAP网关，WAP网关的Radius服务器将保存该用户的终端号码和IP地址对应关系等信息，用以处理后继的业务请求时使用（计费、鉴权等）。如果简单的采用四层交换机来实现Radius集群，业务处理机将无法知道应该到哪个Radius服务器去查找某终端用户的号码和IP对应关系等信息。

为了解决这个问题，在现有的业务流程不变的前提下，中兴通讯WAP网关产品ZXME WAP采用如下Radius集群方案来解决这个问题。

ZXME WAP Radius集群方案由Radius分发服务器和Radius处理服务器组成，其中Radius分发服务器采用双机主备结构，而Radius处理服务器采用集群方式。具体组网如下图所示：

具体实现流程描述如下：

1、 Radius分发服务器收到GGSN/PDSN/AAA发给WAP网关的Radius计费包（start和stop消息）以后，按一定的动态负载均衡算法 （如，最简单的轮旬机制等），将这些包分发到某个Radius处理服务器，注意：这里先不对Radius计费包进行解包处理。

2、 Radius处理服务器收到Radius分发服务器转发过来的Radius包以后，完成包的解析功能，并将Radius响应消息、IP地址和手机号码对应关系信息，以及后继业务流程需要的其他属性信息发给Radius分发服务器。

3、 Radius分发服务器统一保存IP地址和手机号码对应关系信息，以及后继业务流程需要的其他属性信息（如APN、承载类型等）。

4、 WAP业务处理服务器收到GGSN转发过来的WAP业务请求时， 到Radius分发服务器上查询该IP地址对应的手机MSISDN号码以及其他属性信息。

该方案中，Radius分发服务器所做的工作很少，功能耗费资源也很少，而将Radius消息处理中最耗费资源的解包以及后继处理等功能分发到各Radius处理机上执行，从而大大提高了系统的整体性能，测试结果也验证了这种方案的可行性和有效性。

来源：中国信息产业网