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浅谈OMA DM
无线传输维修手机不是梦

【作者: 廖彥豪】2011年01月27日 星期四

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装置管理(Device Management;DM)顾名思义是透过远端传输方式对行动装置进行更新、管理、控制及资料备份。目前常见的装置管理标准主要有TR-069和OMA DM,TR-069源于前身为数位用户回路论坛(DSL Forum)之宽频论坛,是一项针对客户端设备在广域网路端的协定;而OMA DM则是开放行动联盟(Open Mobile Alliance;OMA)提出的一套针对行动客户端装置的通讯协定。以最广泛使用的手机来说,Nokia的S80系列,windows mobile等手机都有支援OMA DM;可与客户端装置进行沟通的管理伺服器则是有Funambol DM Server、IBM WebSphere、只支援Windows Mobile的Microsoft System Center Mobile Device Manager、Bitfone以及Redbend。其中Funambol DM Server是开放源码软体,有提供部分DM功能的免费版本和全部功能的商业版本;对于想要了解DM运作方式的开发人员,使用免费版本Funambol DM Server是不错入门方式。本文在接下来的章节将会先介绍OMA DM,然后以Funambol DM server为例介绍伺服器和装置之间沟通的流程。


OMA DM介绍

OMA DM是一套应用在行动装置上装置管理的标准,管理伺服器和客户端透过标准中的DM协定(DM protocol)沟通,使得伺服器可以透过远端传输的方式管理行动装置,传输方式可透过有线和无线;有线传输包括使用USB或RS-232进行传输,无线传输则包括红外线、蓝芽、及各式的通讯标准如Wi-Fi、GSM、WCDMA等。在传输层使用的协定则是WSP(Wireless Session Protocol)和Http,所以不论底层是使用何种网路,只要有连线到管理伺服器(DM server)就可以进行DM连线(DM session)。而在客户端(DM client)的装置则是以装置管理树(DM tree)的方式储存装置本身的资讯,管理伺服器对管理树下达管理指令(Management operation)达成取得装置资讯、更新软体等目的。以手机为例,一个OMA DM的客户端和管理伺服器在网路上的配置如下图:


《图一 OMA DM客户端与管理服务器配置图》
《图一 OMA DM客户端与管理服务器配置图》

客户端装置透过无线网路连线到后端的管理伺服器,这个管理伺服器可以接受外部系统(External System)的要求或自行与客户端进行连线;当客户端需要下载软体或韧体时,管理伺服器可以指定内容伺服器(Content Server)的位址供客户端下载。进行DM连线时,管理伺服器和客户端必定会参与其中;在有些DM的网路配置,内容伺服器、外部系统与管理伺服器是同一台主机。


根据OMA的官方文件,做为一个装置管理的标准,OMA DM支援的使用案例(Use Cases)有以下五类:


  •  Provisioning: 新的客户端装置第一次使用时的必要设定。通常是由一个管理伺服器透过网路连结到新的装置进行初始配置,例如闸道器的IP位址等必要的网路参数。


  •  Configuration Maintenance/Management: 当网路营运商更改了一些网路设备的设定值而影响到某些行动装置时,管理伺服器能够更改维护这些装置的设定值。


  •  Software Management: 管理伺服器能够侦测到客户端装置所拥有的软体,依据情况进行软体的升级、更新以及安装;并在客户端动作完成后回报伺服器升级等动作的结果。


  •  Fault Detection, Query and Reporting: 查询来自客户端装置的状态或错误,营运商的客服人员可根据查询的状态判断问题所在。


  •  Non-Application Software Download: Non-Application software包括了装置的作业系统、驱动程式以及韧体等。伺服器传送这些程式码给客户端,使装置可以安装使用。



OMA DM定义了以上的使用案例,但一只支援OMA DM的装置并不需要实作所有的案例;开发人员可以选择实作某一案例全部或部分的子功能,这取决于装置的需求。在这些使用案例中,最常使用到的就是软体和韧体的更新, 在OMA的官方文件也针对了韧体的更新流程定义了一个根基于OMA DM的标准,称之为FUMO(Firmware Update Management Object)。接下来将针对OMA DM的一些技术细节做说明。


SyncML

SyncML(Synchronization Markup Language)是一个资料同步的标准,它的语法根基于XML。 DM协定利用这个标准来描述伺服器和客户端沟通的内容。与其他资料同步标准不同的地方是,SyncML不限定要在特定的平台上使用;其开放平台的特性得到不少国际大厂的支持,例如Nokia、IBM、及Sony Ericsson。


装置上的一些程式或资料可以使用SyncML描述其中的资讯,并更新到其他的装置。举例来说,手机上的联络人资讯可以透过SyncML以纯文字传送至到个人电脑上;其内容即是一个XML档,包含了各式的标签,只要电脑上的应用程式能够读取并辨识这个XML档内容,即可把联络人资讯备分至电脑上。


装置管理树

为了要能与管理伺服器沟通,客户端装置必须建置一颗装置管理树(Device Management Tree)供伺服器存取。管理树可由软体方式建立或是内建在装置的硬体中。下图是管理树的示意图:


《图二 装置管理树 (source: http://www.setcom.eu)》
《图二 装置管理树 (source: http://www.setcom.eu)》

在根节点底下的各个子节点表示进行DM连线有关的资讯,例如DMAcc这棵子树表示帐号,DevInfo表示装置的资讯。实际的资讯存在树的叶子上,例如DevID储存装置的识别码,而内部节点则是代表某一类资讯的集合。


节点的属性除了最基本的名称外,还有格式(节点是内部节点或叶子)、大小、型态(文字或者是物件)等属性描述节点的特征,详细内容可以参考OMA描述装置管理树的官方文件。


管理指令

当管理伺服器和客户端之间透过DM协定沟通时,管理指令会被夹带在封包当中,表示两者之间的要求和回应。常见的管理指令如下表所示:


上述的指令除了Alert和Result是管理伺服器和客户端皆可发送外,其余的指令都只能由伺服器下达。藉由这些指令,管理伺服器可以管理客户端装置。举例来说,如果负责软体下载的子树是./Software/Download,Download底下有子节点PkgURL储存下载的位址,当有新的软体可供下载时,管理伺服器可以先下Alert指令起始DM连线,然后利用Replace指令把下载的位址写入至./Software/Download/PkgURL,再对./Software/Download这个节点下Exec指令,客户端就会下载新软体至装置。


DM协定

上述提到的指令需要管理伺服器和客户端透过DM协定沟通。 DM协定分成两部分,设置阶段(Setup phase)和管理阶段(Management phase)。设置阶段的目的是让管理伺服器和客户端建立连线,而管理阶段则是下达管理指令。下图描述这两阶段的流程。封包是管理伺服器和客户端之间的传送单位,各封包的目的如下:


  •  Package 0: 伺服器通知客户端建立DB连线,此封包非必要。


  •  Package 1: 客户端主动建立DB连线,向伺服器认证并把客户端的装置资讯传给伺服器。如果客户端有任何的Alert指令也可夹带在此封包。


  •  Package 2: 伺服器回覆客户端的认证,并传送第一个管理指令给客户端。如果有收到Alert,此封包会夹带结果。


  •  Package 3: 回覆管理指令的结果,如果客户端有其他的Alert指令也可夹带在此封包。


  •  Package 4: 如果伺服器还有其他管理指令则由此封包传送,客户端重新传送package 3;如果没有其他的管理指令,则结束DM连线。



《图三 DM协议的设置和管理阶段(source: www.openmobilealliance.org/)》
《图三 DM协议的设置和管理阶段(source: www.openmobilealliance.org/)》

Funambol DM Server使用范例

Funambol这家公司根据OMA DM的标准推出自己的装置管理解决方案,称作Funambol Open Source Device Management(DM)solution。这套解决方案有免费版本和商业版本,免费版本提供最基本的管理伺服器和客户端程式,不过由于客户端程式的功能不完全,有可能需要使用者自己修改程式才能跟管理伺服器连线,因此建议用另一个软体SCTS(SyncML Conformance Test Suite)来扮演客户端程式。使用者可以在本机上执行DM server和SCTS来了解DM协定沟通的过程。


虽然免费版本的DM server不能由伺服器端起始DM连线、没有支援所有的管理指令,但对于入门的使用者来说,想要了解OMA DM是如何运作还是相当有帮助的。


《图四 Funambol DM server接口》
《图四 Funambol DM server接口》

结论

随着通讯技术和晶片的进步,今日的手机越来越像一部小型的电脑;但功能越复杂,也就越像个人电脑一般,需要三不五时从网路上更新修补档案、升级软体;但如果手机也像个人电脑一般,必须自己随时上网下载这些更新程式的话,那对使用者来说一定是相当的不方便;借着装置管理这样的技术,使用者在使用手机的经验就如同过去2G的时代,不需要费太多的心力去设定手机或者下载更新程式,就能使手机正常运作;相信随着高阶手机越来越普及的情况下,支援装置管理的手机会越来越多。而做为装置管理主流技术的OMA DM,在未来也一定会在行动通讯领域扮演更重要的角色。


…本文作者廖彦豪任职于资策会网路多媒体研究所…


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