tìm hiểu về giao thức mobile IP và mạng di động 4g, cơ chế xác thực trong mobile IP

MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành tốt báo cáo này, nỗ lực nghiên cứu tìm hiểu, có đóng góp không nhỏ thầy giáo, bạn bè gia đình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Đào Ngọc Tú, người thầy hướng dẫn tận tình suốt trình làm báo cáo Bên cạnh đó, nhận giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, thầy cô giáo có nhận xét, đánh giá, trao đổi cung cấp cho nhiều tài liệu tham khảo bổ ích giúp em hoàn thành tốt báo cáo Em xin chân thành cảm ơn Hải Phòng, ngày 15 tháng năm 2016 Sinh viên Hoàng Thanh Bình Sinh viên: Hoàng Thanh Bình MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1.2.Các chuẩn đặc trưng 1.2.2Các đặc trưng Mobile IP : Hình 1.1:Cách thức gửi gói tin đến MN 1.3.1.Agent Discovery 5 Hình1.2:Mô hình Agent Discovery 1.3.2.Registration: Registration Request : 1.3.3.Data Transfer: Đóng gói tối ưu hóa (Encapsulation & Optimization) : Định tuyến (Routing) : Chuyển tiếp (Tunneling) : .8 UMTS (W-CDMA) .23 CDMA2000 23 KẾT LUẬN 41 Sinh viên: Hoàng Thanh Bình MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên đầy đủ MN Mobile Node HA Home Agent FA Foreign Agent CoA Care of Address CN Correspondent Node Sinh viên: Hoàng Thanh Bình MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .4 1.2.Các chuẩn đặc trưng 1.2.2Các đặc trưng Mobile IP : Hình 1.1:Cách thức gửi gói tin đến MN 1.3.1.Agent Discovery 5 Hình1.2:Mô hình Agent Discovery 1.3.2.Registration: Registration Request : 1.3.3.Data Transfer: Đóng gói tối ưu hóa (Encapsulation & Optimization) : Định tuyến (Routing) : Chuyển tiếp (Tunneling) : .8 Nhu cầu trao đổi liệu,sử dụng dịch vụ đa phương tiện,nhu cầu giải trí(nghe nhạc,xem phim,chơi game…) thiết bị di động ngày tăng điều kiện sống tăng Trước nhu cầu đó, chuẩn hệ thống thông tin di động 3.5G,4G nghiên cứu phát triển Năm 2006, Nhật Bản,Hãng viễn thông NTT DoCoMo triển khai thành công đưa vào khai thác hệ thống di động 3.5G 16 UMTS (W-CDMA) .23 CDMA2000 23 Dịch vụ cung cấp thông tin y tế 26 Dịch vụ cung cấp nội dung tiên tiến 27 Hệ thống định vị .28 Dịch vụ đặt hàng di động 29 Sinh viên: Hoàng Thanh Bình MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Quản lý thực phẩm 30 Dịch vụ hành (quản lý) di động 31 KẾT LUẬN 41 Sinh viên: Hoàng Thanh Bình MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú MỞ ĐẦU Mục tiêu mạng di động hệ khả cung cấp cho người sử dụng dịch vụ thoại, truyền liệu đặc biệt dịch vụ băng rộng multimedia lúc, nơi.Mạng di động 4G hứa hẹn mạng di động đón đầu yêu cầu người sử dụng Mạng di động hệ sau với công nghệ IP bước phát triển đột phá từ mạng di động hệ 3G lên 4G Điều đặt cho nhà nghiên cứu cần tìm hoàn thiện hạ tầng IP môi trường truyền dẫn không dây để tích hợp cung cấp tất loại hình dịch vụ băng hẹp băng rộng, nhu cầu di chuyển kết nối liên tục tới người sử dụng Mobile IP hỗ trợ khả du động cho đầu cuối sử dụng dịch vụ mạng Mobile IP cố định, tích hợp Mobile IP vào mạng di động để giải vấn đề quản lí thuê bao di động mà đảm bảo chất lượng dịch vụ vấn đề cần nghiên cứu Khi thuê bao di động thực dịch vụ băng thông multimedia ,vấn đề an toàn thông tin cần quan tâm , thông qua chế xác thực,mã khóa để đảm bảo cho người dùng vấn đề câp thiết cần phải thực Bản báo cáo bước đầu tìm hiểu giao thức Mobile IP mạng di động 4G, chế xác thực Mobile IP, tổ chức luận văn gồm chương cấu trúc sau: Chương 1:Tổng quan Mobile IP,cho nhìn tổng thể giao thức, phiên Mobile Ipv4,Mobile Ipv6, thuật toán chọn đường giao thức Mobile IP, qua đánh giá ưu điểm, nhược điểm giao thức Chương 2:Tổng quan 4G, khái quát mạng di động 4G, hệ thông tin di động từ 1G-3G Các đặc điểm 4G mô hình khuyến nghị Chương 3:Tình hình triển khai Mobile IP 4G Việt Nam giới Chương 4: Giới thiệu phần mềm OPNET Cuối tổng kết lại kết đạt báo cáo Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ MOBILE IP 1.Giới thiệu Mobile IP 1.1.Khái niệm Mobile IP giao thức IETF giúp người dùng với thiết bị di động di chuyển từ mạng sang mạng khác với địa IP subnet khác mà trì kết nối diễn Mobile IP trở thành giao thức thiếu giới di động, công nghệ tương lai (công nghệ 4G) Mobile IP có nhiểu mở rộng phát triển khác Mobile Ipv4, Mobile Ipv6, Fast Mobile IP,… Mobile IP cho phép node tiếp tục nhận liệu mà không quan tâm đến trí kết nối node vào mạng Internet Mobile IP cung cấp tin điều khiển cho phép thành phần mạng cập nhật bảng định tuyến cách tin cậy Mobile IP triển khai mà không cần có yêu cầu với tầng vật lí liên kết liệu, Mobile IP độc lập với công nghệ truy cập không dây IP di động (Mobile IP) chuẩn nhóm chuyên trách kỹ thuật Internet (Internet Engineering Task Force - IETF) đề xuất trình bày cụ thể tài liệu RFC 3344 RFC 5944 (RFC 5944 công bố vào tháng 11/2010) 1.1.1.Một số khái niệm Mobile IP: - Mobile IP Node (viết tắt MN) nút di động : để host router thay đổi điểm kết nối từ mạng sang mạng khác [2] - Home Agent (viết tắt HA), MN di chuyển khỏi mạng thường trú (homework) cần đại diện thay mặt, đại diện HA, vai trò HA tào đường hầm để chuyển tiếp gói tin đến MN rời khỏi mạng nhà lưu trữ thông tin vị trí MN - Forein Agent ( viết tắt FA), MN di chuyển khỏi mạng thường trú phải có địa tạm trú gọi CoA(Care of Address) địa IP sử dụng để truyền gói liệu đến đích tương ứng với địa theo giao thức tìm đường IP MN thông báo địa CoA cho HA để biết địa điểm MN, MN có địa từ FA Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page MOBILE IP VÀ MẠNG 4G - GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Corespondent Node ( viết tắt CN) node mạng có nhu cầu truyền thông với MN, CN thành phần Mobile IP đưa vào để mô tả hoạt động giao thức 1.1.2.Sử dụng Mobile IP: IP di động xây dựng nhằm mục đích cho phép người dùng với thiết bị di động di chuyển từ mạng sang mạng khác mà tiếp tục trì dòng thông tin diễn Cùng với phát triển công nghệ mạng 4G, Mobile IP nghiên cứu cải tiến nhằm đảm bảo tính di động thiết bị hệ mạng tương lai Chúng hy vọng nội dung giúp bạn nắm bắt nguyên lý hoạt động số vấn đề mobile IP Trong thiết kế giao thức IP, thiết bị nối kết vào mạng gắn kết với địa IP định Đây xem điểm nối vật lý thiết bị với mạng internet Khi trao đổi liệu mạng thiết bị giả định không thay đổi địa IP Nếu nút liên lạc CN (Correspondent Node) gửi gói tin đến nút di động MN (Mobile Node) trước tiên gói tin định tuyến đến mạng thường trú HN (Home Network) MN mà không phụ thuộc vào vị trí MN Sau đó, IP di động đảm nhiệm việc chuyển tiếp gói tin đến cho MN để trì dòng thông tin không bị gián đoạn hai thiết bị 1.2.Các chuẩn đặc trưng 1.2.1 Các chuẩn Mobile IP: - Approved by the Internet Engineering Steering Group (IESG) in June 1996; published proposed standard in Nov 1996 - Mobile IP is an IETF proposed standard solution for mobility at Layer IP • RFC2002/3220 - Mobile IP • RFC2003 and RFC2004 - Tunnel encapsulation • RFC2005 - Mobile IP applicability • RFC2006 - Mobile IP MIB - Associated RFCs Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú • RFC1701 GRE – Generic Routing Encapsulation • RFC3024 - Reverse Tunneling for Mobile IP 1.2.2 Các đặc trưng Mobile IP : Mobile IP hỗ trợ khả di động lớp IP (lớp mạng) cho thiết bị đầu cuối với hai đặc trưng sau : • Sự di động hoàn toàn suốt ứng dụng bên lớp IP Nghĩa ứng dụng thực giống thiết bị đầu cuối không di chuyển • Là giao thức dựa IP nên Mobile IP triển khai mạng truy nhập nào, bao gồm mạng hữu tuyến (PSTN, ISDN, Ethernet, xDSL,…) vô tuyến (WLAN, GPRS, UMTS…) 1.2.3 Các phiên MIPv4, MIPv6, Hierarchical MIP, Fast MIP, NEMO … - MIPv4 : Giải pháp di động cho mạng sử dụng IPv4 Giao thức Internet phiên (Internet Protocol version 4) phiên thứ trình phát triển giao thức Hiện nay, MIPv4 sử dụng rộng rãi - MIPv6 : Giải pháp di động cho mạng sử dụng IPv6 Địa IP sử dụng 128 bit để mã hóa liệu, cho phép sử dụng nhiều địa so với Ipv4 1.3.Nguyên lí hoạt động giao thức Mobile IP Chắc hẳn bạn thắc mắc làm để MN xác định di chuyển khỏi mạng thường trú hay chưa tìm kiếm FA mạng tạm trú Vấn đề HA FA giải cách định kỳ gửi thông điệp quảng bá mạng cục chúng, MN tiếp nhận gói tin xác định thông tin cần thiết Quá trình biết đến với tên Agent Discovery.Vậy cách thức mà Mobile IP thực để trì dòng liệu liên tục thiết bị di chuyển đến mạng khác với địa IP Để trả lời câu hỏi này, phải xem cách thức gửi gói tin đến MN chúng mạng tạm trú hình minh họa số bên dưới: Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Hình 1.1:Cách thức gửi gói tin đến MN 1.3.1.Agent Discovery Hình1.2:Mô hình Agent Discovery -Các tác nhân di động (HA/FA) quảng bá có mặt tuyến mà cung cấp dịch vụ Một MN đến, gửi tin tìm kiếm tác nhân tuyến mà liên kết tới Bất kỳ agent nhận yêu cầu trả lời tin quảng cáo tác nhân (Mobility Agent Advertisements) hay thông điệp báo hiệu (Beacon messages) - MN lắng nghe thông điệp để tiến hành đăng ký Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú + Inquiry purchase application: yêu cầu mua ứng dụng + Product Info/Ads: thông tin sản phẩm/ quảng cáo + Product/Delivery charge: phí sản phẩm/phí phân phối + Commission: hoa hồng + Application info: thông tin ứng dụng + Product info: thông tin sản phẩm + Platform provider: nhà cung cấp tảng + Ad cost: chi phí quảng cáo + Server utilization fee: phí sử dụng server + Manufacturer: nhà sản xuất + Seller: người bán hàng + Transporter: hãng vận chuyển Cho phép đặt mua sản phẩm hay thu thập thông tin sản phẩm cách dễ dàng nhờ thiết bị đầu cuối di động thông qua tạp chí, sách báo, áp phích … hay hình ảnh Thông tin liên quan tới sản phẩm (video, đặc tính kỹ thuật) tự động gửi tới thiết bị đầu cuối di động từ trung tâm sản phẩm, hiển thị dạng hình ảnh chiều (3D) Người sử dụng đặt hàng sản phẩm lập tức, việc toán tài khoản thực qua thiết bị đầu cuối di động họ.Việc sử dụng chứng thực võng mạc giúp cho việc đặt mua sản phẩm có giá trị trở nên đơn giản, an toàn mà không cần bảo vệ nào[15,17]  Quản lý thực phẩm Dịch vụ hỗ trợ cho người sử dụng truy cập tới tủ lạnh gia đình thiết bị đầu cuối di động từ bên - để thấy thực phẩm còn, thực phẩm hết Và nhờ hình ảnh hiển thị người dùng biết hạn sử dụng thức ăn hay không Người sử dụng tìm công thức thực đơn họ nấu sử dụng thực phẩm có sẵn tủ lạnh thông qua thiết bị đầu cuối di động Thực phẩm thiếu hình, đặt hàng chúng gửi tới nhà vào buổi tối Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 30 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Hình 2.6: Hệ thống quản lý thực phẩm + Service register/entry fee: phí đăng ký dịch vụ + Food purchase charge: phí mua thực phẩm + Billing for purchase: hóa đơn bán hàng + Payment: toán + User membership DB: sở liệu thành viên + Order placement: xếp đặt hàng + Supermarket, convenience store, shopping arcade: siêu thị, kho hàng  Dịch vụ hành (quản lý) di động Hình 2.7: Hệ thống quản lý di động Khách hàng truy cập thông tin nhận nhiều dịch vụ hành Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 31 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú khác từ quyền quốc gia/địa phương thiết bị đầu cuối di động nhà công sở - Ứng dụng cho tài liệu/văn khác - Trả thuế, đưa thuế thu nhập - Phát hành sách chăm sóc sức khoẻ cho sản phụ, đưa báo cáo sinh sản, ứng dụng cho kiểm tra sức khoẻ trẻ, dịch vụ sức khoẻ khác - Bỏ phiếu bầu cử 2.2.Các đặc điểm công nghệ 4G Ta xét đặc điểm công nghệ cho phát triển hệ thống di động 4G sau [7, 10, 11, 13] : 2.2.1.Hỗ trợ lưu lượng IP Sự xuất dịch vụ VoIP cho thấy việc truyền thoại dễ dàng thực qua mạng IP chuyển mạch gói, có khó khăn trễ đầu cuối-đầu cuối triển khai sở hạ tầng mạng Kiến trúc mạng 4G xây dựng với mục tiêu cung cấp dịch vụ IP chất lượng cao, khả xử lý lưu lượng thoại lưu lượng thời gian thực mục tiêu thứ yếu Việc cung cấp dịch vụ có chất lượng theo yêu cầu qua mạng vô tuyến thử thách lớn hệ thống 4G[10] 2.2.2.Hỗ trợ tính di động tốt Trong hệ thống 4G, người dùng di động vùng có kích thước đáng kể giao tiếp thông qua thiết bị đầu cuối vô tuyến Người dùng phải có khả liên lạc số nhận dạng Như vậy, phải có cách để ánh xạ từ số nhận dạng thành địa mà gói tin định tuyến đến Việc ánh xạ địa chắn phải người dùng điều khiển người dùng thay đổi địa đích điều chỉnh truy nhập người gọi[7] Trong trường hợp đường truyền từ nguồn tới đích qua nhiều vùng mạng khác không tiện lợi ánh xạ liên hệ tới nhà điều hành mạng Mạng 4G phải có phương tiện phù hợp để nhận dạng người dùng cho phép người dùng điều khiển số nhận dạng thực ánh xạ cách hiệu tới điểm đích chung 2.2.3.Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 32 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Các hệ thống di động 1G, 2G 3G sử dụng phổ tần dành riêng cho mạng di động mặt đất cấp phép số nhà điều hành mạng nước Sự không thống thời gian cách thức cấp phát phổ tần dẫn đến nhu cầu điện thoại đa mode có khả hoạt động nhiều dải tần khác [9] Trong hệ thống 4G, sử dụng nhiều công nghệ truy nhập vô tuyến khác Xu hướng sử dụng phổ tần băng tần không cần cấp phép ISM Công nghệ Bluetooth (mới IEEE chuẩn hoá thành tiêu chuẩn 802.15.1) dùng công nghệ cho mạng cá nhân vô tuyến WPAN Tiêu chuẩn IEEE 802.11b dùng cho mạng nội hạt vô tuyến WLAN dải tần Các công nghệ sử dụng ngày rộng rãi để cung cấp dịch vụ băng rộng cho người dùng khuôn viên nhà văn phòng, trường đại học khu trung tâm Ngoài có phiên tiêu chuẩn 802.11a hoạt động dải tần GHz 802.11g hoạt động dải tần với tiêu chuẩn 802.11b, cho phép truyền với tốc độ lớn Nút mạng 4G thích ứng khả để khai thác cách hiệu dải tần trống 2.2.4.Không cần liên kết điều khiển Trong mô hình mạng GSM, người dùng phải đăng kí thuê bao với mạng mạng dò theo thuê bao thuê bao di chuyển từ vùng sang vùng khác, nhằm tối đa hoá khả phục vụ mạng Việc sử dụng dịch vụ mạng GSM đo tính cước thông qua mạng thường trú Mọi hoạt động trạm di động cần phải thông qua mạng thường trú Thậm chí người dùng chuyển sang vùng mới, người dùng có liên lạc với mạng thường trú để thiết lập đường truyền tới thực thể tính cước trước thực gọi Hai máy đầu cuối GSM liên lạc trực tiếp với mà trước tiên chúng phải nhận thực với mạng, liên kết với thông tin tính cước sau mạng làm trung gian thực kết nối hai đầu cuối Chế độ khiến cho nhà điều hành phải sử dụng phổ tần, cấp băng tần cho cá nhân, thực đo người dùng truy cập Trong trường hợp băng tần ISM việc hạn chế sử dụng băng tần hoàn Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 33 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú toàn không cần thiết Có thể lập mạng Ad hoc từ nhóm nút, cho phép nút giao tiếp trực tiếp với nhau, chí nút cộng tác với nhau, chuyển tiếp lưu lượng Khi điều hành mạng, xảy vấn đề nút di động muốn giao tiếp với nút dải hoạt động nó, thực trừ có nút trung gian chuyển tiếp gói tin tới nút tới mạng cố định Như vậy, có phương tiện tính cước thời gian thực qua liên kết không cần quan tâm tới việc liên kết với thực thể tính cước chuyển tiếp lưu lượng Phương thức sử dụng khu vực dân cư thưa, cho phép nút di động cá nhân hoạt động nút chuyển tiếp gói nút dải hoạt động Trong vùng mật độ dân cư cao sử dụng phương thức để khuyến khích tổ chức thiết lập điểm truy nhập khu vực khuôn viên trường đại học trung tâm buôn bán Các tổ chức thực công việc trở thành nhà điều hành mạng 4G 2.2.5.Hỗ trợ bảo mật đầu cuối – đầu cuối Tính bảo mật hệ thống di động 2G 3G tập trung chủ yếu vào hai dịch vụ Thứ nhất, người dùng di động phải mạng nhận thực Việc nhận thực thường dừng lại việc liên kết người dùng với phận tính cước Khi tài khoản tài khoản trả trước phận tính cước thường không lưu trữ thông tin người dùng Trong trường hợp trao đổi thông tin nhận thực đầu cuối-đầu cuối người dùng thực thể ngang cấp đầu Dịch vụ bảo mật thứ hai mạng 2G, 3G cung cấp mã hóa thông tin Vì dịch vụ không ngăn chặn công dùng thiết bị quét nên không thay việc mật mã hoá đầu cuối-đầu cuối Trong mạng 4G, nút di động cố định tương tác với không cần liên hệ với điều hành mạng Các giao thức thủ tục phải có khả cho phép người dùng nút mạng nhận thực đủ thông tin để nhận dạng người dùng kết nối Đây tính bảo mật đầu cuối- đầu cuối CHƯƠNG 3:TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI MOBILE IP VÀ 4G Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 34 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú 3.1.Tình hình triển khai Việt Nam Tính đến hết năm 2012, giới có khoảng 30 quốc gia có hãng viễn thông cung cấp dịch vụ 4G Trong có nước gần với Việt Nam Thái Lan, Indonesia Trung Quốc Và công nghệ mà cácnhàmạngcủanướctaquantâm Đến thời điểm tại, Bộ TT&TT cấp giấy phép thử nghiệm 4G cho doanh nghiệp gồm: VNPT, Viettel, CMC, VTC FPT Trong đó, Viettel VNPT đơn vị bắt đầu tiến hành thử nghiệm công nghệ 4G Ngày 18-1-2016, VNPT VinaPhone cho người dùng thử nghiệm 4G miễn phí TP HCM Phú Quốc (Kiên Giang), sau kiểm nghiệm 4G công nghệ LTE-A thành công vào ngày 15-1 Trước đó, trung tuần tháng 12-2015, Viettel thử nghiệm dịch vụ 4G tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đạt tốc độ trung bình từ 40-80 Mbps, số điểm đạt tới tốc độ 230 Mbps Mạng đầu tư gần 200 trạm phát sóng phủ toàn khu vực dân cư TP Vũng Tàu, TP Bà Rịa huyện Long Điền Ông Vũ Anh Tú, Giám đốc Công nghệ FPT Telecom, cho biết hồ sơ xin cấp phép thử nghiệm đơn vị Bộ Thông tin Truyền thông thẩm định MobiFone cho biết sớm thử nghiệm 4G quý I năm Theo ông Thiều Phương Nam, Giám đốc Qualcomm Đông Dương, 4G làm tảng cho dịch vụ mang lại lợi ích cho hệ sinh thái di động người tiêu dùng Khi khách hàng chuyển lên 4G, lượng liệu tăng lên nhiều mang lại doanh thu cao cho nhà mạng Ngoài ra, giá thành GB, MB liệu mạng 4G thấp 3G Như vậy, dùng mạng 4G đem lại nhiều lợi ích cho người dùng Việc tiến lên 4G không xu hướng chung mà đường tất yếu để viễn thông Việt Nam hội nhập với phát triển công nghệ viễn thông giới Chính vậy, nhà mạng Việt Nam có mong muốn đẩy nhanh thời hạn cấp phép triển khai 4G thay phải đợi tới năm 2015 Quy hoạch phát triển viễn thông quốc gia đến năm 2020 Chính phủ quy định Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 35 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Thông tin Cục Viễn thông đưa họp giao ban Quản lý Nhà nước Tháng 11/2013 Theo Cục, nhiều doanh nghiệp viễn thông kiến nghị tới Bộ TT&TT điều chỉnh thời hạn cấp phép triển khai mạng 4G sớm sovớidựkiến Cũng theo đại diện Cục Viễn thông, tại, lực tài công nghệ nhà mạng đáp ứng đầy đủ yêu cầu mạng 4G Vì vậy, doanh nghiệp viễn thông tự tin để triển khai công nghệ trước nămsovớiquyđịnh Theo tính toán, riêng khu vực châu Á, có tới 63% nhà mạng tiến hành thử nghiệm cung cấp dịch vụ 4G Trong đó, số lượng thuê bao công nghệ ước tính vào khoảng 34,6 triệu tổng số 3,45 tỷ Đưa quan điểm vấn đề cấp phép 4G sớm dự kiến, Bộ TT&TT cho biết, cần phải tuân thủ lộ trình Quy hoạch phát triển viễn thông quốc gia đến năm 2020 Chính phủ, sớm cũng phải tới năm 2015 Lý giải điều này, Bộ trưởng Bộ TT&TT Nguyễn Bắc Son cho rằng, nhà mạng phải đầu tư tỷ USD để xây dựng mạng 3G công suất chưa khai thác hết, việc triển khai 4G sớm không cần thiết, chí gây ralãngphílớn Để đầu tư vào 4G, mặt nhà mạng phải bỏ chi phí lớn cho sở hạ tầng, mặt khác người dùng phải bỏ số tiền tương tự để mua thiết bị hỗ trợ, thời điểm việc triển khai 4G chưa hợp lý.Con số không tỷ USD Đồng thời Bộ trưởng Son đánh giá, công nghệ 4G chưa thực hoàn chỉnh, giá thành lại cao Chính cần đợi đến thị trường ổn định, giá thành hợp lý, lúc công nghệ có hội tiếp cận với số đông người dùng,khiđómớinêntriểnkhai4G Phía Bộ TT&TT cho biết, với băng tần 4G, tương lai Bộ mang đấu giá giống với 3G trước đây, không cấp phép trực tiếp cho doanh nghiệp Qua nâng cao khả cạnh tranh nhằm đảm bảo cho Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 36 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú phát triển thị trường viễn thông 3.2.Tình hình triển khai giới Các quan tiêu chuẩn viễn thông thương đặt tiêu chí “chính thức” dịch vụ 4G với tốc độ “khủng” mà công nghệ giới phải nhiều năm đạt mức Nhưng nhà kinh doanh tiếp thị lại nghĩ với tốc độ nay, 4G tạo bước nhảy vọt xứng đáng gọi mạng không dây “thế hệ kế tiếp” Tại Mỹ, nhà mạng Sprint Nextel hợp tác với Clearwire để cung cấp dịch vụ 4G tảng WiMax 28 thành phố lớn Trong năm 2010, liên minh có kế hoạch phát triển thêm dịch vụ tới thành phố Los Angeles, New York, San Francisco… Với công nghệ LTE, Verizon nhà mạng “nhiệt tình” Mỹ có kế hoạch thức cung cấp dịch vụ 4G thương mại 25 đến 30 thị trường lớn Mỹ đến cuối năm 2010 AT&T có kế hoạch triển khai mạng LTE vào năm 2011 Trên thị trường quốc tế, dịch vụ WiMax triển khai số quốc gia Nhật Bản, Hàn Quốc hay Nga có nhà mạng triển khai LTE Thụy Điển Tính đến tháng 4/2010, thị trường Mỹ có mẫu “dế 4G” nhà mạng Sprint phân phối mang tên HTC EVO 4G Trước đó, HTC giới thiệu WiMax phone dành riêng cho nhà mạng Nga Verizon tuyên bố họ có mẫu di động LTE vào khoảng năm 2011 CHƯƠNG 4:GIỚI THIỆU PHẦN MỀM OPNET 4.1.Giới thiệu phần mềm OPNET Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 37 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Phần mềm Opnet phát triển công ty OPNET Technologies, Inc OPNET công cụ phần mềm mạnh sử dụng để mô mạng, nhà nghiên cứu khoa học giới đánh giá cao kết mô OPNET công nhận nhiều tờ báo diễn đàn công nghệ giới OPNET chứa lượng thư viện lớn mô hình mạng, mô hình node, mô hình liên kết, bao trùm từ mạng hữu tuyến mạng vô tuyến, với nhiều giao thức mạng sẵn có OPNET thiết kế với sở liệu phân lớp hướng đối tượng, dựa tảng ngôn ngữ lập trình C/C++, OPNET lại có giao diện GUI, tạo điều kiện tương tác dễ dàng cho việc sử dụng để nghiên cứu mô mạng Ngoài việc mô mạng giao thức mạng, OPNET cung cấp cho ta nhiều công cụ cho phép phân tích hiệu suất, tính toán đường đi, khởi tạo lưu lượng, so sánh đồ thị,… vô linh hoạt, từ giúp ta tạo lập hệ thống mạng mà giúp ta đánh giá hoạt động hệ thống mạng Phần mềm OPNET phát triển ngôn ngữ C/C++ OPNET phân phối theo hình thức : Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 38 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú  Hình thức 1: cho giáo dục (bản IT Guru Academic)  Hình thức 2: cho nhà phát triển nghiên cứu (bản OPNET Modeler) Trong báo cáo sử dụng IT Guru Academic Về cấu trúc mạng cho mô OPNET phân chia thành lớp con:  Lớp Network Level (Project Editor)  Lớp Node Level (Node Editor)  Lớp Process Level (Process Editor)  Lớp C/C++ Code Level (Source Code) Một số ứng dụng OPNET hỗ trợ bao gồm: Web-browsing, FTP, Telnet, Email, Voice over IP Ngoài OPNET có Models giúp người sử dụng mô mạng dễ dàng Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 39 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú MANET, Wireless LANs, IPv6, DOCSIS, MPLS, UMTS Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 40 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú KẾT LUẬN Với mục đích bước đầu tìm hiểu mạng thông tin di động 4G, số kĩ thuật sử dụng mạng, chế xác thực để đảm bảo an toàn cho mạng, báo cáo nghiên cứu số vấn đề sau: - Giao thức Mobile IP, tìm hiểu loại ghi giao thức, cách giao tiếp sử dụng loại ghi để thực chức giao thức, tìm hiểu thông qua phiên Mobile Ipv4, đánh giá ưu nhược điểm Mobile Ipv4 - Nghiên cứu mạng di động 4G, kiến trúc tổng quan, dịch vụ chủ yếu hướng tới mạng 4G, mô hình khuyến nghị cho 4G - Tìm hiểu chế xác thực trình đăng ký Mobile IP Tuy nhiên báo cáo nhiều vấn đề cần nghiên cứu tiếp để hoàn thiện như: - Nghiên cứu chi tiết việc quản lý tính di động Mobile IP để áp dụng mạng 4G - Tìm hiểu phương thức mà mạng 4G bị công việc truyền thông đa phương tiện đáp ứng với tốc độ ngày cao lúc, nơi để qua tìm hiểu giải pháp ngăn chặn - Hướng phát triển: Bài báo cáo thực tập tốt nghiệp lần em nghiên cứu Mobile IP & 4G phần mềm OPNET Em phát triển báo cáo dựa phần mềm OPNET thành đồ án tốt nghiệp vào lần báo cáo Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 41 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Phạm Anh Dũng (2002), Thông tin di động hệ ba, Học viên Công nghệ Bưu Viễn thông Tiếng Anh Charles E.Perkins (1997), Mobile IP Design Principles and Practices, Prentince Hall PTR C Perkins (2002), Rfc 3344: IP Mobility Support for Ipv4, IETF D.Johnson, C.Perkins and J.Arkko (2004), Rfc3375: Mobility Support in Ipv6, IETF Dave Wisley, Philip Eard Ley and Louise (2002), IP for 3G Networking Technologies for Mobile Communications, John Wiley & Sons Harri Holma and Anti Toskala (2000), W-CDMA for UMTS, John Wiley & Sons Luis Correia (2006), Mobile Broadband Multimedia Networks, Elsevier Michael A.Gallo and William M.Hancock (2001), Computer Comunications and Networking Technologies, Course Technology Ramjee Prasad and Marina Ruggieri (2003), Technology Trends in Wireless Communication, Artech House Publishers 10 Savo G.Glisic (2006), Advance Wireless Networks 4G Technologies, John Wiley & Sons 11 Shinsuke Hara and Ramjee Prasad (2003), Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications, Artech House 12 S.Gundavelli, K.Leung, V.Devarapalli, K.Chowdhury and B.Patil (2008), Rfc5213: Proxy Mobile Ipv6, IETF 13 Vijay K.Gary (2007), Wireless Communications and Networking, Elsevier 14 William C.Y.Lee (1996), Mobile Communication Design Fundamental, John Wiley & Sons 15 4G Mobile Communications Committee (2005), Towards the 4G Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 42 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Mobile Communications Systems 16 4G Mobile Communications Committee (2006), 4G Technical Survey Report – System Infrastructure 17 4G Mobile Communications Committee (2006), 4G Technical Survey ReportServicePlatfo Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 43 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú 44 [...]... giúp cho hai bên kiểm tra tính xác thực Có tất cả ba mở rộng xác thực được định nghĩa cho Mobile IP cơ bản,tất cả đều cho phép đưa thêm vào cơ chế xác thực khác trong quá trình đăng kí: -Mở rộng xác thực MN-HA - Mở rộng xác thực MN-FA Mỗi mở rộng bao gồm một SPI chỉ ra liên kết an ninh di động, liên kết an ninh này chứa các thông tin bí mật cần thiết để tính xác thực có trong mở rộng Ngoài ra cần lưu... Bình Page 10 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Việc tính toán dựa trên SPI thỏa thuận giữa hai đối tác cần xác thực SIP trong bất kì các mở rộng xác thực nào cũng định nghĩa cơ chế an ninh được sử dụng để tính toán giá trị xác thực và được dử dụng bởi bên nhận để kiểm tra giá trị này Cụ thể, SIP sẽ lựa chọn giải thuật, chế độ và khóa xác thực được sử dụng để tính giá trị xác thực Để đảm bảo... bảo mật được đặt ra trong Internet hiện nay Giao thức Mobile IP được xây dựng trên nền là giao thức TCP /IP, do vậy nó cũng sử dụng tất cả các biện pháp bảo mật dữ liệu như giao thức TCP /IP và ngoài ra còn sử Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 9 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú dụng thêm một số phương pháp trong đó xem xét phương pháp xác thực trong quá trình đăng kí An toàn và bảo mật là những... nhau của giao thức Mobile IP, mỗi thể hiện được yêu cầu liên kết bất kì giá trị SPI nào lớn hơn 255 với các thuật toán và chế độ xác thực sẽ thực hiện Thuật toán xác thực mặc định được sử dụng trong Mobile IP là MD5(Message Digest 5) với chế độ prefix+suffix, nghĩa là “bí mật” được chèn vào trước và sau dữ liệu mà nó xác thực Kết quả của tính toán mặc định là 128bit MD của thông điệp đăng kí, và kết... đưa vào tính toán giá trị xác thực Giá trị xác thực này sẽ được chèn vào mở rộng xác thực, khi nhận được thông điệp,phía nhận sẽ căn cứ vào SPI, tính toán lại giá trị này và so sánh:nếu nhận, ngược lại sẽ loại bỏ Khuôn dạng của một trường mở rộng như sau: -Type:32 Mở rộng xác thực MN-HA - Mở rộng xác thực MN-HA - Mở rộng xác thực MN-FA -Mở rộng xác thực FA-HA Length:4 cộng với độ dài của giá trị xác thực( authenticator)SPI:4byte... động gửi các bản đăng kí hoặc trả lời đến MN hoặc FA để qua đó nhận trái phép dữ liệu Để giải quyết vấn đề chống giả mạo Mobile IP đặt các cơ chế xác thực, bao gồm: -Sử dụng các mở rộng xác thực -Sử dụng các trường Identification 1.4.1.Sử dụng các mở rộng xác thực( authentication extensions) Mở rộng xác thực được thực hiện giữa 2 bên truyển thông(MN-FA,FAHA,HA-MN) Các mở rộng xác thực được chèn vào trong. .. hàng di động, thương mại di động, phòng chống thiên tai… Hiện nay, ở nước ta đang tồn tại đồng thời nhiều thế hệ của hệ thống di động( 2G,2.5G,3G) Việc triển khai hệ thống di động 4G vẫn đang là vấn đề trong tương lai Nhưng trước những xu thế phát triển chung về công nghệ viễn thông, đặc biệt là công nghệ thông tin di động, thì việc tìm hiểu hệ thống di động 4G là cần thiết 2.1.Toàn cảnh hệ thống di động. .. dụng của thức ăn còn hay không Người sử dụng cũng có thể tìm được các công thức của thực đơn họ sẽ nấu sử dụng các thực phẩm có sẵn trong tủ lạnh thông qua thiết bị đầu cuối di động đó Thực phẩm nào thiếu sẽ được hiện ra trên màn hình, và nếu đặt hàng chúng sẽ được gửi tới nhà vào buổi tối Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 30 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú Hình 2.6: Hệ thống quản lý thực phẩm... thông tin giao thông…)  Dịch vụ thông tin xe cộ (thông tin xe ôtô, thông tin điều chỉnh động cơ xe …)  Dịch vụ giải trí (radio, chương trình truyền hình, v.v.)  Dịch vụ điều khiển (điều khiển xe trong sự kiện động đất, tai nạn …)  Dịch vụ khẩn cấp (tai nạn, ốm đau bất ngờ…)  Dịch vụ đặt hàng di động Hình 2.5:Hệ thống đặt hàng di động Trong đó: Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 29 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G... rộng rãi trong thông tin quân đội và sau này là thông tin vô tuyến công cộng [10, 11, 15] Sau nhiều năm phát triển, thông tin di động đã trải qua những giai đoạn Sinh viên: Hoàng Thanh Bình Page 16 MOBILE IP VÀ MẠNG 4G GVHD: Th.S Đào Ngọc tú phát triển quan trọng Từ hệ thống thông tin di động tương tự thế hệ thứ nhất đến hệ thống thông tin di động số thế hệ thứ hai, hệ thống thông tin di động băng