智能手机基本结构(手机的体系结构)

摘　要：从手机入手，介绍在Wlan网络架构下，基于手机的小范围内的无线局域网络方法原理。分析了Wlan的分类，在不需要经过中心交换网络的情形下，实现内部成员间通话与短信服务，然后通过内部服务器架设一个无线 WEB服务器，实现内部数据的查询与信息的发布。

关键词：手机上网；无线局域网

　　随着电子和网络技术的日益发展，人们的生活与电子、网络的关系更加密切。手机和移动通信网络、计算机和计算机网络及Internet已经成了人们生活与工作不可或缺的一部分。在技术上，无线与高速是网络的终极目标；而从经济这个角度，成本以及性价比决定了一个产品的生命力与市场。
　　基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用免费的2.4或5.3GHz射频波段进行无线连接。现在基于手机的新的无线局域网络，主要使用以IEEE802.11b为基础的无线局域网，速率可达到2-11Mb/s，远远高于GPRS的100—200Kb/s,而802.11a技术速率可达54Mb/s。
　　1.手机WLAN网络的程序设计
　　现在通讯业的迅猛发展,智能手机的大量出现以及3G模式的使用,为手机无线上网提供了软件以及硬件的支持。手机只需要增加一个频率可调模块，来实现手机Wlan和手机模式的切换。
　　WLAN网络分类：
　　（1）点对点型。采用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接入控制（MAC）协议多采用载波监测多址接入（CSMA）类型的多址接入协议。通过单频或扩频微波电台、红外发光二极管、红外激光等方法连接固定的有线局域网网段。在有效距离内，进入WLAN模式。输入对方的手机号码，即可不经过网络运营商的中心交换节点，实现通话与短信等通信功能。点对点应用场合：野外作用、火车站、飞机场、校园内部住宿的学生。点对点交互如图1所示。
（2）点对多点型，所有站点对网络的访问均由中心站控制，中心接点作为网管设备，为访问有线局域网或服务器提供逻辑接入点，并监控其他节点对网络的访问，但中心接点的故障会导致网络的瘫痪。点对多点交互结构如图2所示。
点对多点交互是通过手机的软/硬件保证的。设计一个手机广播号码，广播时直接输入即可。
在必要的时候，可以设置接听密码。点对多点交互应用场合：工农业生产及其它需要近距离通信的场合。
（3）完全分布型
类似于无线分组网的结构，要求相关接点在数据传输中发挥作用。适合于传输速率较低的小规模网络。

图2 点对多点的传输模型<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

2、集中式网络构建与应用
　　当企业和他的网络变得日益庞大的时候，为了提供更多的服务，以及在更大范围内实现通信时，需要一个或多个中心交换节点或服务器（server）。集中式网络中心交换节点或服务器结构模型如图3所示。

　　应用层（application layer）：使用公共网关接口层提供的服务，并使用了基于标记的WML（Wireless Markup Language,无线标记语言）和简化的基于JavaScript的脚本语言WMLScript(Wireless Markup Language Script)，无线标记语言脚本），实现简化的无线WEB应用。同时提供了最基本的通话与短信息（SMS，Short Message Service）及数据的查询与发布服务。
　　公共网关接口（CGI，Common Gateway Interface）层：把服务器上的内容进行编码压缩并进行协议转换，为应用层提供编程接口。
　　路由交换层（router-switch layer）：当网络变得日益庞大的时候，由手机自己在大范围内寻址显得过于复杂而难以实现。这时可将路由交换寻址交给服务器实现。这仅要求服务器建立一个数据库（database）及其相关界面。
　　WLAN物理层：原有的WLAN设施，如交换机（switch），服务器（server）。
　　集中式网络的一个应用模型如图4所示。图4中，SAP（Service Access Point）即服务接入点，PDA（Personal Digital Assistance）即个人数字助理。服务器由PC充当。
　部门1、2的网络结构比较单一，接入终端只画出手机。当然，笔记本电脑和PDA同样也可以接入，但它只有无线局域网络。部门3的网络比较复杂。它通过一个交换机接入手机、笔记本电脑和PDA，以及有线以太网（Ethernet）。

图 4

3.手机Wlan上网的安全性
　　WLAN的安全性由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此对越权存取和窃听的行为也更不容易防备。手机上网必须考虑的安全要素有三个：信息保密、身份验证和访问控制。如果这三个要素都没有问题了，就不仅能保护传输中的信息免受危害，还能保护网络和移动设备免受危害。难就难在如何使用一个简单易用的解决方案，同时获得这三个安全要素。影响无线局域网安全的问题主要在以下方面：
　　数据保密。无线LAN网络通信安全会受到几方面的危害，例如传输中数据被人查看或捕获，传输中数据被人改动、重新发送。
　　访问和验证。每个访问点形成了通向网络的一个新的入口。正因为如此，你会受到下列漏洞的威胁：首先，未授权实体进入网络，浏览存放在网络上的信息，或者是让网络感染上病毒。其次，未授权实体进入网络，利用该网络作为攻击第三方网络的出发点（致使受危害的网络却被误认为攻击始发者）。第三，入侵者对移动终端发动攻击，或为了浏览移动终端上的信息，或为了通过受危害的移动设备访问网络。因此，我们在一开始应用无线网络时，就应该充分考虑其安全性。常见的无线网络安全技术有以下几种：
　　服务集标识符（SSID）
　　通过对多个无线接入点AP设置不同的SSID，并要求无线工和站出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同群组的用户接入，并对资源访问的权限进行区别限制。这只是一个简单的口令，只能提供一定的安全；而且如果配置AP向外广播其SSID，那么安全程度还将下降。
　　物理地址（MAC）过滤
　　由于每个无线工作站的网卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。这个方案要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差；而且MAC地址在理论上可以伪造，因此这也是较低级别的授权认证。
　　端口访问控制技术（802.1x）
　　该技术也是用于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。当无线工作站与AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802.1x的认证结果。如果认证通过，则AP为用户打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。802.1x除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于公共无线接入解决方案。
　　4. 系统评价和展望
　　WLAN网络本身架构简单，一般人员就可以维护。基于手机的WLAN网络，也一样架构简单，维护方便 。同时，它内部通信完全免费，降低了企业部门的成本，而无线则提高 了企业部门的效率，间接降低了成本，增加了利润。这种一次少量投资即可长久获利的投资方案，对于企业以及普通的家庭用户都是可取的，有吸引力的。
　　当然，手机基于Wlan的网络只是一个局域网，不是一个真正意义的无线网络，但随着网络技术的发展，手机全球上网将是一个不远的理想。