CDMA WAP系统的性能优化

”运营应用/TE TEL ECOMMUNICATIONS林野: CDMA WAP系统的性能优化CDMA WAP系统的性能优化Performance Optimization of CDMA WAP System中图分类号:TIN914.53文献标识码:A 文章编号 : 1009- -6868 (2005) 02 -0046-05林野/LIN Ye(中国联合通僧有限公司，北京10032)摘要:文章对CDMA WAP系统中超文本传(China Unicom Corporation Ltd., Beijing 100032, China)输协议(HTTP)重定向问题、传输控制协议(TCP)连接问题进行了分析,进而提出了具体的优化措施,目的在于提高用户访问速度.改善WAP系统整体处理性能,进而DMA2000 lx系统为移动数据增值是简单转发,也就是将来自WAP人口增强系统稳定性。。业务的开展提供了高速的空中传或者CP服务器的HTP重定向响应返关键词:码分多址;无线应用协议;超文本输保证。在此基础上运营商基于回给移动终端,由终端的浏览器进行传输协议重定向; TCP连接;性能优化CDMA移动分组网开展了丰富多彩的解析和处理"。CDMAWAP业务中的Abstract:HTTP redirection and TCPconnection in the CDMA WAP system are移动数据业务,其中WAP业务以业务HTP重定向过程如图1所示。内容丰富,使用简单等特点得到迅速终端浏览器在收到HTTP重定向analyzed, and then detailed optimizationsolutions for improving access rate,发展。随着业务的开展,如何从技术响应后，提取其中响应头位置的值，system performance and system stability上优化WAP系统性能,提高用户的使作为新的统一资源定位(URL)信息,of the CDMA WAP system are proposed.用感受变得十分必要。重新发起HTTP请求，这些操作没有Key words:CDMA; WAP, HTTP1HTTP重定向问题及解决用户干预,用户并不知晓是否发生了redirection; TCP connection; performance重定向操作。重新发起的HTP请求optimization方案经过服务器处理后,将得到新资源对应的结果信息，显示给用户。序,图中阴影部分是重定向过程的内1.1 CDMA WAP业务中的HTTP部通信细节。可以看出,由于存在重.重定向应用1.2 WAP业务中HTTP重定向对业务定向,终端浏览器从发起浏览请求到CDMA WAP业务和计费系统中大性能的影响最后看到响应结果,至少额外需要两量采用重定向技术,完成内容提供商发生重定向的WAP1.x系列终端.个发送方和接收方之间往返(CP)的内容挂接,以及相关的浏览.通过WAP1.x网关进行浏览的过程如(Round-Tip)的时间开销。除此之外, .下载和后台计费等业务。无线应用协图2所示。在WAP实际数据通路上的各个功能议(WAP)网关、计费网关对于超文本图2描述了WAP1.x系列移动终端部件上，还额外增加了很多计算开.传输协议(HTTP)重定向的缺省处理进行WAP业务访问时发生的通信时销。这些开销增加了通信过程的迟滞时间,严重地影响了用户的使用。发生重定向过程的WAP2.0终端由、通过WAP2.0网关的浏览过程如图3所示。CDMA2000 xr中国煤化工了WAP2.0系列移动终端WAP网关计费网关MHcNMHG务访间时发生的通信时序图，图甲明影部分是重定向过程的由WAP :无线应用协议内部通信细节。由于存在重定向，▲图1 CDMA WAP业务中的HTTP重定向过程示意图WAP2.0网关和终端之间增加了两个..46) 2005年4月第1卷第2期《中兴通讯技术》Apr. 2005 Vol.11 No.2运营应用ZTE TELECO MMUNIC ATION林野:CDMAWAP系统的性能优化WAPI.x移动终端WAPI.x网关WAP业务系统用户启动| 浏览功能WSP-Cnnet.reg. WT-Ilwoke .reqINVOKEWTP-Invoke.ind ↓WSP-Conned.ind.WTP- Invoke resACKWTP-Inwoke .cnfWSP-Connect.resWTP-Resut .req.RESULTWTP-Resul.indWTP- Resutres. WSP-Connedt cnfWIP- -Result.cnf用户浏览指定URAL◆WSP-Method re9. WTP-lnwoke reg .WTP-Invoke.ind. WSP-Method.ind.HTTP- RequestWTP-Invoke .res. WSP -Method.resWSP- Mehod.cnf. WTP. -Invoke .cnf重定向过程HTTP-Response中发生的协. WTP-Redired.req。WSP Rdrert.rcq.议原语和协Result议数据单元. WSP-Redired.ind l WIP. Redircd.indnWSP- Redired.reg . WP- Redired.regWTP- Redirect.cnf. WSP -Redirec.cnfWSP-Method.,eq, 。WTP Invoke.reqW-lnvoke.ind. WSP Mthodind,HTTP- -RequestWTP-lnvoke.res. WSP-Method.esWSP-Method.cnf. WT-Inwoke .cnfHTTP- ResponseWTP- Rsult.req. WSP Reply.reqWSP-Reply.ind_WTP-ResultindWSP- Reply.res WTP -Resut.res| 用户测览。WTP-Resut. cnfWSP- Reply.conf服务内容URL:统--资源定位WAP:无线应用协议▲團2发生重定向的WAP1.x系列终端通过WAP1.x网关进行浏览的过程Round-Trip的时间开销，而在WAP2.0定向操作对WAP业务访向产生了障间。而WAP网关、WAP业务平台等后网关和业务系统之间增加了两个碍,额外的时间开销和运算消耗将会台网络系统一般通信带宽都能保证Round-Trip和-次建立TCP连接的三大大降低这些业务的使用性能,在实100Mb/s以上。所以,如何将重定向操路握手(三个报文段完成连接的建立际应用中有必要加以改善。作所产生的空中来回传输过程转移的过程)的时间开销。除此之外,还增理论分析和实际测试数据都表.到后台网络系统上来.将本该由低效加了额外的各功能模块的计算开销。明,大量存在的HTP重定向售中国煤化工端处理的重定向计算著地依赖效率低下的移动;系统上来,是本解决1.3解决HTTP重定向所导致性能理能力,显著地占用了缓馒YHCNMH G。损耗的方案口通信开销，空中无线传输效率较在后台系统中,设计添加一个功.WAP业务系统中频繁发生的重低，实际情况一般在9 ~ 100 kb/s之能部件，专门负责拦截过滤所有的Apr. 20万方敬握2005年4月第1卷第2期 <中兴通讯技术》47)运营应用ITE TEL ECOMMUNICATIONS罐林野:CDMAWAP系统的性能优化要终端配合的所有操作过程全部不WAP 2.0移动终端WAP 2.0网关WAP业务系统存在了,可大大地缩短访问过程的延用户启动TCP-SYN迟时间。浏览功能此外,系统设计时需要添加特殊措施，防止出现无限次的相互递归重TCP-ACK定向而导致系统出现工作逻辑上的用户浏览指定URLHTTP-Request死循环。递归重定向是一个常见的网TCP- -SYN络陷阱,很多攻击手段中都利用处理重定向操作的漏洞来瘫痪整个后台网络系统。HTP- Request2TCP连接优化问题及解决方案重定向过程HTTP- -Response- -RedirectWAP1.x的所有业务访问,在到达中发生的协.HTTP- Response- RedirectWAP网关之后，全部是基于TCP连接议原语和协议数据单元上的HTP数据传输，而WAP2.0的 业务访问，从移动终端开始，经过HTTP- RequestTCP- SYNWAP2.0网关的所有环节，全部都是TCP. SYN采用TCP连接和HTTP数据通信。通过TCP连接承载的HTTP数据业务内容.TCP- ACK将严重依赖TCP连接的建立机制、拆HTP-Request除方法、连接维持和数据传输效率。对于成千，上万的并发用户的访问，TCP连接的建立、拆除、数据传输、等.HTTP-ResponseHTTP- Response候响应等变得异常频繁,TCP连接的| 用户潮监ITCP. ACK任何一点变动,经过瞬间成千上万用户的同时在线请求这个倍增器,在宏URL:统-资源定位WAP:无线应用协议观上将出现非常明显的变化,直接影图3 发生重定 向的WAP2.x系列终 端通过WAP2.x网关进行浏览的过程响到用户的使用体验。下面详细讨论HTTP请求和响应，对于发生重定向新发起新的HTTP请求，并等候新请对CDMA WAP网络运营环境的进行相.操作的HTTP响应,WAP网关和计费求对应的结果。得到结果后，判断如关优化而采取的措施和相关技术改网关缺省处理是透明地转发给客户果是正常响应，就生成客户的HTTP进方案。端,而本模块将拦截所有发生重定向响应,并在返回给客户的响应中添加.的HITTP响应,进行特殊处理,如图4请求对应的结果，以便终端能识别出2.1CDMAWAP系统中存在的TCP所示。本系统处理重定向后的新内容。连接每个从业务系统(WAP人口、计费重定向操作全部被重定向代理先从微观分析发生一次用户浏网关或CP服务器)返回的HTTP响应,拦截并代理移动终端来予以处理,需览操作必须经历的TCP连接全部过需要进行过滤处理，获取HTTP响应的状态码,如果为301、302 、303,则判断发生了重定向操作叫。从响应的HTTP由头中读取位置头域的值,这个值即是CDMA2000以要重定向过去的真实的绝对URL。对中国煤化工一=WF这个URL进行解析，分析出主机地YHCNMHG计费网关内容服务器址.端口、路径等信息。清除掉或者缓冲刚才建立到业务系统的TCP连接,WAP :无线应用协议清除此刻前的HTP响应的内容,重▲图4解决HTTP重定向所导致性能损耗的方案48) 2强消1卷第2期<仲兴通讯技术》Apr. 2005 Vol.11 No.2运营应用AZTE TEL .ECO MMUNICATION,林野: CDMA WAP系统的性能优化程，在对这个过程详细分析的基础连接建立过程要经历三路握手,三路提高单位时间内事务处理流程数量。上,来探讨技术上的改进方案。用户握手的时间开销是很大的,至少消耗提高数量有两种途径:浏览操作经历的TCP连接过程如下:掉1.5个Round -Trip的时延[。此外,由(1)提高硬件系统的配置,增加内(1)用户通过移动终端,发起浏览于用户请求数量非常多,每来一个请存、增加CPU数量、增大CPU处理速请求,WAP1.x首先建立WSP会话,在求就建立一个TCP连接，很容易让系度,从而提高处理能力。这种方法需.这个会话基础上发送WSP-Method请统产生大量激活的TCP连接，而操作要增大硬件投人。求到网关,WAP2.0终端先建立到系统瞬间能支撑的并发TCP连接个数(2)将每一个处理流程的等候时WAP2.0网关的TCP连接,在这个连接非常有限。在TCP连接数目达到一定间缩短,缩短到用户体验被认可的最.基础上发送HTTP--Method请求到网极限后，随后的TCP连接请求将会失高值。比如,用户发起一个请求后,如关。到这一步,WAP1.x通过UDP数据败，导致很多用户的请求不被受理,果10s还没有结果显示，可能用户就报承载的WAP请求，和WAP2.0终端用户被告知系统繁忙,从而无法得到放弃这次浏览,但WAP网关可能处理.的TCP连接建立数据传输。依赖于无正确结果。可以采取如下优化措施:这个请求需要等待时间60s。如将等线网络环境,包括空中无线信号的覆(1)采用TCP连接池机制,维持一候时间从60s缩短到20s，那么原来盖传输速率、数据编码机制、无线网定数目的连接数量。每个TCP连接完.要等候60s,现在只能等候20s,腾出络的接人、临时内部地址分配、数据成数据传输后，并不是马上被拆除来的40s用于别的用户请求。这样将路由等等,我们能采取的优化措施有掉,而是将它回收到连接池中进行管大大增加单位时间内的用户请求的限。对这一步,本优化方案将不涉及理。当一个新的请求到来时,无需花数量,从而提高效率。任何内容。费三路握手过程来新建立一个连接，2.2.2计费网关与CP服务器连接的(2)从WAP网关开始,随后发生的而是从连接池中取出一个被回收的.优化措施数据通信全部是基于TCP连接的。TCP连接即可。实用中,计费网关不同于WAP网WAP网关收到移动终端的Method请求(2)采用请求队列来排队用户的关的地方是,WAP网关只需将所有的后，进行相关处理,开始建立到计费请求,采用先进先出的策略来防止大HTP请求全部通过跟计费网关相连网关的TCP连接,建立成功后,通过这并发访问量下的用户请求被拒绝的的TCP通道,转发给计费网关,而计费.个连接将HTTP请求数据发送过去，情况发生。为了保障系统能满负荷但网关则需要对所有的HTTP请求进行并等待响应结果。等待- -定时间后,又高效快速地工作,到计费网关之间域名解析,根据解析的地址,建立能.可能会出现两种结果:一是计费网关的TCP连接总数必须保证低于一个极到达该地址的TCP连接。所以,计费网长时间没有发送响应,网关等候超时限值。超过这个极限值的请求将被送关建立TCP连接的情形比WAP网关要了。这时网关将给移动终端反馈超时到缓冲队列中,排队等候，等系统腾复杂很多。等候信息提示;二是计费网关发送回出时间或者不忙时,再用先到先处理计费网关TCP连接比较复杂的原来了响应,网关将这些结果反馈给移的次序处理。因主要是:用户请求的内容位于互联动终端显示。通过上述两种优化措施,可以极网上的CP服务器里,CP服务器的位(3)从计费网关之后,所有的数据大地缩短WAP网关到计费网关之间置和网络环境千差万别，有的CP服务交换全部是基于TCP连接。通过TCP的数据传输时间，提高系统处理终端器与计费网关之间带宽足够宽,有的连接进行数据传输的全部过程完全的用户并发访问量。带宽很窄;有的CP服务器域名或者IP类似WAP网关,所以,类似WAP网关实用中,终端用户每发起一个浏地址解析和反向解析消耗的时间非进行数据交换的过程上的优化,这里览请求,都在WAP网关那里激活一个常长,有的则很短。正是由于这些因不再详述。事务处理流程:接受并理解用户的请素存在，从计费网关到CP服务器的.求,将请求转发到计费网关，等候结TCP连接建立可能很容易，也可能非2.2WAP系统中TCP连接分析及果。所以,这个流程大部分时候是处常费时，甚至很长时间都建立不起于等待状态。在某一个瞬间,并发存来。这样,计费网关在长时间得不到2.2.1 WAP网关和计费网关间连接的在的事务处理流程总个数是有一定CP服务器的响应时将-直不给WAP数目限制的。超过这个限制中国煤化工网关也不给用户应通常WAP网关到计费网关之间端用户请求将被拒绝,用户YHCNMH G:候移动终端屏幕,看需要建立很多个TCP连接，一般是统繁忙或者访问错误,无法得WAP网关接收到- -个终端请求,就建结果。导致的结果是影响用户单位时这个过程的最糟糕情况是:如果立一个到计费网关的TCP连接。TCP间内的并发访问量。优化的关键如何很多用户同时访问这种建立TCP连接Ap:. 20005 瓦有数握2005年4月第1卷第2期仲兴通讯技术》49)”运营应用/TE TELECOMMUNICATIONS■林野 : CDMA WAP系统的性能优化有问题的CP服务器,将会使得WAP网.到这个IP的连接会非常耗时,等待时改善，系统崩溃和服务被拒绝的可能关、计费网关处于等候状态,这些系间一般都是以分钟为数量级的。当有性将大大降低。统资源将会全部消耗在长时间的等大量的并发用户同时访问这个陷阱.候中，新的用户请求不能得到处理，CP时,阻塞通信方式的结果是所有的3结论.如同整个后台系统完全崩溃一样。工作进程/线程全部被阻塞，新的用以,上主要对CDMAWAP系统中对对于计费网关,出现这种异常情户请求被拒绝，系统处于休克状态。用户访问速度和系统性能影响比较况的概率非常大系统很容易处于休非阻塞通信方式并不会将工作进程/大的方面进行了有针对性的分析,并克状态,从而使计费网关在整个WAP线程阻塞，而是将等待操作交给事件进而提出若干优化措施,希望能够对业务访问环节中.显得比较脆弱和易监听模块,采用异步通知机制提醒解通信运营商CDMA WAP系统的建设有受攻击。析成功、连接成功或读写成功,辅以所帮助。针对这种情况,可以对计费网关定时器的控制,系统仍然可以继续如的TCP连接管理和控制提出如下改进常地处理和响应用户的新请求。4参考文献措施:(3)提高单位时间内,计费网关的[1]中国联通.中国联通8000 MHz CDMA数字蜂窝移动通信网WAP业务技术体制[Z).(1)改善网络硬件环境,尤其是对用户请求通过量和处理量。这个措施[2] IETF RFC2616 Hypertext Transfer Protocol - -HTTP/1.1 ISI域名服务器(DNS)的全球同步和缓存主要包括两项内容:- -是缩短每一个[3] Stevens W R. TCPIP详解(MI.范建华译.北进行优化配置,提高计费网关的域名.请求的处理时间,从以前的60s,缩短京:机械工业出版社，2000,4.查找效率，使对外建立TCP连接的速到20s,如果20 s内TCP连接没有建立收稿日期:2004-08-18度从网络环境上得到保障。成功,或者没有得到响应结果,系统(2)采用非阻塞通信机制,优化计将终止这个请求的处理,返回结果异费网关的TCP通信处理。非阻塞通信常给WAP网关;二是系统太繁忙而来的的作者简介5这红影方式能防止一些由异常极端情况所不及处理新的请求时,不能拒绝新的导致的系统处于服务停滞的现象,如请求,而是将这些请求放到请求队列当某个CP提供的URL对应的主机域中缓冲起来,等系统不忙时,继续处林野北京邮电大学电信工名不存在或者刚刚申请,全球域名系理缓冲中保存的客户请求。程学院硕士毕业,现为中国联通增值业务部技术主管。统还没有完全同步时,域名的解析将通过对WAP网关到计费网关和非常耗时。或者某个CP的IP地址是个CP的TCP连接优化, WAP后台业务处虚拟IP，或者是个IP陷阱，那么建立理系统的处理性能可以得到了显著是中兴通讯在拉美地区最大的市场目，成为第一家进入互联星空项目中兴通讯亮相巴西电信展之一。除了为巴西本地营运商建设的中国通信设备商。多个CDMA网络外,2004年中兴通讯“互联星空”是中国电信大力打还向巴西VIV0公司提供了价值1亿造的增值业务核心平台，通过与数2005年3月1日一3月4日，中兴美元的手机产品，这也是中国手机百家SP企业的通力合作，互联星空通讯再次携3G、软交换等系列高端厂商目前为止在海外获得的最大的作为宽带用户“一站式娱乐与信息产品亮相在巴西圣保罗召开的拉丁单笔合同。.(周宜兰黄果)中心”,成功缔造了宽带产业链上运美洲最负盛名的Telexpo电信展。营商、SP和用户的多赢局面。展会上中兴通讯以无线通信与中兴通讯中标互联星空截至目前，中兴通讯SP业务管宽带网络产品为展示重点，其CD-三期项目理平台已经在上海、广东、江苏、云MA2000 IX EV-DO、WCDMA、软交南、福建等地得到广泛应用,其短信换、光传输、3G手机、小灵通等产品2005年3月1日,中)中国煤化工铃等增值业务产品已占与技术都给在场的拉美客户留下了管理平台在有多家厂YHCNMH(大半市场份额。中兴通深刻的印象。竞标中脱颖而出，独家τ小平四电电信增值业务领域的主巴西不仅是南美最大的国家,也信互联星空三期工程新增资源项力推动者。(程立龙)，50)第11卷第2期<《中兴通讯技术》Apr. 2005 Vol.11 No.2