Sử dụng IP cho mạng di động thế hệ mới

Header Page of 133 Bộ Giáo dục Đào tạo Trờng đại học Bách khoa hà nội o0o - Luận văn thạc sĩ khoa học Sử dụng IP cho mạng di động hệ Ngành: Xử lý thông tin truyền thông M số: Phạm thị huyền Ngời hớng dẫn khoa học: TS PHạm Huy Hoàng Hà nội 2006 Footer Page of 133 Header Page of 133 DANH MC CC CH VIT TT STT Ch vit tt Ting Anh 3GPP 3rd Generation Partnership Project ATM Asynchronous Transfer Mode CDMA Code division multiple access CN Correspondant Node COA Care-Of-Address DHCP Dynamic Host Configuration Protocol EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution FA Foreign Agent FA Foreign Agent 10 FDMA Frequency Division Multiple Access 11 FN Foreign Network 12 FN Foreign network 13 GGSN Gateway GPRS Support Node 14 GPRS General Packet Radio Service 15 GRU Globally Routable Unicast 16 GSM Global System for Mobile Communications 17 HA Home Agent 18 HN Home network 19 HN Home network 20 HSCSD High-Speed Circuit-Switched Data 21 ICMP Internet Control Message Protocol 22 ICMP Internet Control Message Protocol 23 IETF Internet Engineering Task Force Footer Page of 133 Header Page of 133 24 IETF Internet Engineering Task Force 25 IMT-2000 International Mobile Telecommunications-2000 26 IP Internet Protocol 27 MIP Mobile Internet Protocol 28 MN Mobile Node 29 MN Mobile Node 30 MTU Maximum Transfer Unit 31 NGN Next Generation Network 32 NLA Next level gregator 33 PSDN Packet Data Serving Node 34 TDMA Time Division Multiple Access 35 TTL Time to Live 36 UMTS Universal Mobile Telecommunications 37 UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Footer Page of 133 Header Page of 133 DANH MC CC BNG Bng 4.1 Cỏc tham s ca c ch Dual-Stack Bng 4.2 Cu trỳc ca phn header IPv4 thc hin tunneling Bng 4.3 Túm tt phng thc la chn c ch chuyn i DANH MC CC HèNH V, TH Hỡnh 1.1 Tng quan v h thng vụ tuyn Hỡnh 1.2 Cỏc khu vc dch v ca IMT-2000 Hỡnh 1.3 Cu trỳc h thng GPRS Hỡnh 1.4 Cu trỳc h thng UMTS Hỡnh 1.5 Cu trỳc h thng cdma 2000 1X Hỡnh 1.6 Cu trỳc h thng cdma 2000 1x EV DO Hỡnh 1.7 Bng thụng v tc chip ca UMTS v cdma 1x, 3Xrtt Hỡnh 1.8 Cu trỳc lp mng NGN Hỡnh 1.9 Cu trỳc lp v cỏc thnh phn chớnh mng NGN Hỡnh 1.10 Cỏc thnh phn chớnh mng NGN Hỡnh 2.1 Kin trỳc mng Mobile IPv6 Hỡnh 2.2 Minh cu trỳc bn tin thụng bỏo Hỡnh 2.3 Minh ho th tc ng ký Hỡnh 2.4 Cỏc x lý ca HA ti u vo kờnh s liu Hỡnh 2.5 minh ho cu trỳc gúi s liu ng dn Hỡnh 2.6 Mụ t quỏ trỡnh mó hoỏ nh tuyn chung Hỡnh 2.7 Minh bn tin: yờu cu, cp nht, xỏc nhn, cnh bỏo liờn kt Hỡnh 2.8 Phỏc c ch hot ng ca MIPv6 Hỡnh 2.9 Lung chuyn ca gúi tin Footer Page of 133 Header Page of 133 Hỡnh 3.1: Tm a ch IPv4 Hỡnh 3.2 Kớch thc bng nh tuyn Hỡnh 3.3 Cu trỳc ca gúi tin multicast Hỡnh 3.4 IPv6 header Hỡnh 3.5 nh dng a ch IPv6 Hỡnh 3.6 Cỏc trng ca subnet prefic Hỡnh 3.7 Cu trỳc a ch AGU Hỡnh 3.8 Phõn phi a ch AGU Hỡnh 3.9 IPv6 header Hỡnh 3.10 IPv4 header Hỡnh 3.11 Hop-by-hop option header Hỡnh 3.12 Mụ t mt packet gm mt router alert hop-by-hop option Hỡnh 3.13 Routing header Hỡnh 3.14 Routing header cú kiu nh tuyn bng Hỡnh 3.15 Cỏc gúi vi routing header Hỡnh 3.16 Quỏ trỡnh phõn mnh IPv6 Hỡnh 3.17 Fragment header Hỡnh 3.18 nh dng ca AH Hỡnh 3.19 AH hot ng transport mode Hỡnh 3.20 Th t ca cỏc header ỏp AH vo tunnel mode Hỡnh 3.21 nh dng ca ESP header Hỡnh 3.22 Th t ca cỏc header IPv6 hot ng transport mode Hỡnh 3.23 Th t ca cỏc header IPv6 hot ng tunnel mode Hỡnh 4.1 C ch dual IP layer Hỡnh 4.2 Cu trỳc a ch IPv4-compatible IPv6 Hỡnh 4.3 C ch tunneling Hỡnh 4.4 C ch úng gúi thc hin tunnel Footer Page of 133 Header Page of 133 Hỡnh 4.5 C ch m gúi IPv4 thc hin tunnel Hỡnh 4.6 Phõn mnh v tỏi hp gúi tin Hỡnh 4.7 Giao thc MTU discovery Hỡnh 4.8 Cu trỳc gúi tin IPv4 úng gúi theo c ch 6to4 Hỡnh 4.9 C ch úng m gúi Hỡnh 4.10 IPv6 ti cỏc h thng vin thụng di ng ton cu Hỡnh 4.11 Cỏc dch v h tr IPv6 cho mng WCDMA2000 Hình 4.12 Quản lý di động hệ thống vô tuyến IPv6 Footer Page of 133 Header Page of 133 M U T nhng thi gian u vo nhng nm 70 v 80 ca Internet v cho n ngy nay, Internet ó to lp cho mỡnh mt v trớ thng tr truyn thụng ton cu cho phộp to mt s lng rt a dng cỏc ng dng mỏy tớnh Cỏc ng dng Internet hin nhiờn l ht sc cn thit xột t gúc Internet, nhng tt c cỏc d bỏo u cho thy cỏc ng dng ny cng tr nờn cn thit vi hu ht cỏc mng vụ tuyn tng lai Ngnh cụng nghip ny cng ó nhn thc c rt rừ cỏc hn ch ca giao thc IPv4, cỏc nh cung cp mng di ng th h sau cng nh cỏc nh cung cp thit b cho bit h cn s lng a ch IP cho hng triu thit b Mt nhng tiờu chớnh ca cỏc nh khai thỏc mng di ng tng lai l kh nng luụn luụn kt ni vi mng ca ngi s dng iu ny ũi hi mt s lng ln a ch IP IPv6 cung cp thờm nhiu kh nng ú ỏng chỳ ý nht l s m rng v khụng gian a ch, IPv6 cú khụng gian a ch l 128 bit IPv4 ch s dng 32 bit Vic t hp IPv6 v cỏc h thng di ng (nh GSM/GPRS v UMTS) s gim thiu c cỏc hin ti v s thiu ht ca c hai bờn IP v mng di ng: thiu a ch IP, cht lng dch v v bo mt IP v s thiu ht ph tn mng di ng Bng cỏch t hp hai cụng ngh ny, cú th m bo cung cp li ớch tt nht cho ngi s dng di ng u cui Trong lun ny trỡnh by cỏc cn thit a IPv6 vo mng di ng tng lai Chng trỡnh by tng quan v mng 3G, chng gii thiu v mobile IP, chng trỡnh by v IPv6 v chng a cỏc gii phỏp thc hin IPv6 trờn nn IPv4 Footer Page of 133 Header Page of 133 CHNG TNG QUAN V MNG 3G 1.1 Lch s phỏt trin Nhng h thng thụng tin di ng u tiờn, c gi l th h th nht (1G), s dng cụng ngh analog gi l a truy nhp phõn chia theo tn s (FDMA) truyn kờnh thoi trờn súng vụ tuyn n thuờ bao in thoi di ng Nhc im ca cỏc h thng ny l cht lng thp, vựng ph súng hp v dung lng nh Vo cui thp niờn 1980, cỏc h thng th h th hai (2G) c a vo khai thỏc s dng cụng ngh s a truy nhp phõn chia theo thi gian (TDMA) n u thp niờn 1990, cụng ngh TDMA c dựng cho h thng thụng tin di ng ton cu GSM Chõu u n gia thp k 1990, a truy nhp phõn chia theo mó (CDMA) tr thnh loi h thng 2G th hai ngi M a Tiờu chun ni a - 95 (IS-95), gi l cdmaOne Tt c cỏc h thng 2G u cú kh nng cung cp cht lng v dung lng cao hn Chuyn vựng tr thnh mt phn ca dch v v vựng ph súng cng ngy mt rng hn, nhng phi i mt vi cỏc hn ch v dung lng trờn nhiu th trng Thụng tin di ng ngy ang tin ti mt h thng th h th ba hn dung lng thoi ln hn, kt ni d liu di ng tc cao hn v s dng cỏc ng dng a phng tin Cỏc h thng vụ tuyn th h th (3G) cn cung cp dch v thoi vi cht lng tng ng cỏc h thng hu tuyn v dch v truyn s liu cú tc t 144kbit/s n Mbit/s Hin ang cú h thng tiờu chun hoỏ: mt chun da trờn h thng CDMA bng hp IS-95, c gi l cdma2000 Chun l s kt hp ca cỏc tiờu chun Nht Bn v Chõu u D ỏn Hp tỏc Th h th (3GPP) t chc 3GPP ang xem xột tiờu chun vụ tuyn tờn l truy nhp vụ tuyn Footer Page of 133 Header Page of 133 mt t (UTRA-UMTS Terrestrial Radio Access) UMTS Tiờu chun ny cú s truy nhp vụ tuyn Mt s ú sp xp cỏc cp di tn thụng qua ghộp song cụng phõn chia theo tn s (FDD)-thng gi l CDMA bng thụng rng (WCDMA) 1.1.1 Cỏc k thut a truy nhp (FDMA, TDMA V CDMA) Trc xem xột tng lai 3G, cng cn kho sỏt hot ng ca tng giao din núi trờn Th nht, cỏc kờnh ny c ghộp cp cho mt kờnh i t trm di ng n trm gc v kờnh i t trm gc n trm di ng, to iu kin cho liờn lc song cụng Hỡnh 1.1 minh ho giao din khụng gian vi ng lờn v ng xung Th hai, cú mt cỏc kờnh iu khin chiu dựng iu khin cỏc kờnh thoi Cui cựng, giao din khụng gian cn mt quy trỡnh m ú, cỏc kờnh thoi c phõn b cho nhiu ngi dựng ng thi FDMA, TDMA v CDMA l cỏc phng thc phõn b kờnh ca giao din khụng gian Hỡnh 1.1 Tng quan v h thng vụ tuyn - FDMA l phng thc phõn b u tiờn v i sm nht Mt thuờ bao mun to mt cuc gi s phi nhp s in thoi cn gi v nhn phớm gi Footer Page of 133 Header Page 10 of 133 Nu cũn dung lng thoi cho t bo, mt cp kờnh s c phõn b cho trm di ng phc v m thoi - mi kờnh cho mt chiu thoi Xột trờn mt s phõn b t bo in hỡnh, s chiu thoi ti a ca mt t bo bt k l khong 60 Rừ rng l khụng th phc v hng triu ngi dựng vi mt dung lng hn ch nh th - Cỏc h thng TDMA khc phc dung lng kờnh bng cỏch chia kờnh vụ tuyn n thnh cỏc khe thi gian v phõn b khe thi gian cho mi thuờ bao Vớ d, h thng TDMA ca Hoa K cú khe thi gian trờn mi kờnh h thng GSM cú khe thi gian trờn mi kờnh s dng cỏc khe thi gian, tớn hiu thoi tng t cn c chuyn sang dng s Mt b mó hoỏ thoi, c gi l vocoder, thc hin cụng vic ny Dung lng cú c ban u hi nh song vi vic dựng cỏc vocoder tc bớt thp, s kờnh thoi trờn mi kờnh vụ tuyn cú th c tng lờn ỏng k Cụng ngh ny ũi hi u t ban u ớt tn kộm hn CDMA - Cũn cụng ngh a truy nhp phõn chia theo mó CDMA l cụng ngh tri ph cho phộp nhiu tn s c s dng ng thi; mó húa tng gúi tớn hiu s bng mt mó khúa nht trc a lờn kờnh vt lý v gi i Quỏ trỡnh ny cũn c gi l iu ch õm vỡ tớn hiu u ca nú ging nh õm nn B nhn CDMA ch bit nhn v gii mó Cụng ngh ny cú tớnh bo mt tớn hiu cao hn TDMA Theo cỏc chuyờn gia CNTT Vit Nam, xột gúc bo mt thụng tin, CDMA cú tớnh nng u vit hn Nh h thng kớch hot thoi, hiu sut tỏi s dng tn s tri ph cao v iu khin nng lng, nờn nú cho phộp qun lý s lng thuờ bao cao gp 20 ln so vi cụng ngh GSM p dng k thut mó húa thoi mi, CDMA nõng cht lng thoi lờn ngang bng vi h thng in thoi hu tuyn i vi in thoi di ng, m bo tớnh di ng, cỏc trm phỏt phi c t ri rỏc khp ni Mi trm s ph súng mt vựng nht nh v chu trỏch Footer Page 10 of 133 Header Page 99 of 133 98 õy l mt iu khỏ rừ rng Ngi ta cú th tng tng mt giao thc iu khin tunnel ng giỏm sỏt di thụng cú sn cho tunnel cỏc lung IPv6 thi gian thc Nhng ú cng l mt nguy him bi vỡ cú nhiu s tng tỏc rt phc gia cỏc phn iu khin, tc gi ca cỏc gúi tunnel v kh nng ca tunnel Vic thit lp mt di thụng c nh ngha trc v buc nú s dng ti mc IPv4 l khỏ d dng v cú th vng chc hn Vic trin khai nhanh cỏc kh nng nguyờn thu ca IPv6 cú th s l tt hn bi vỡ chỳng s thoỏt c tunnel 4.3.8 TTL cho cỏc tunnel t ng Cỏc tunnel ó tng nhn cỏc gúi ti v t cỏc host c lp ó khụng c cu hỡnh mt cỏch tng minh Vỡ vy, ngi ta phi chn cỏc thụng s IPv4 nh l TTL hoc MTU Trong trng hp ca TTL, cỏc host s dựng cỏc giỏ tr c khuyn ngh 64 cho RFC1700 Trng hp ca MTU thỡ phc hn, thc t cú ba trng hp: - Cỏc host c lp qun lý mt tunnel n ti mt router IPv6 gn nht - Cỏc host qual iu khin cỏc tunnel ti cỏc partnel c lp ca chỳng - Cỏc router dual xuyờn cỏc gúi ti cỏc host c lp m thay mt cho cỏc host thun IPv6 Cỏc host c lp ch iu khin mt tunnel Chỳng cú th cú giao thc phỏt hin MTU Cỏc host chy dual cng nờn cú kh nng chy giao thc phỏt hin MTU cho tt c cỏc tunnel hin ti ang kớch hot, mc dự cỏc mỏy ch ph thụng khụng phi tr li nhiu cho khỏch hng tỡm nú cng khỏ khú khn Cỏc router dual s sm i mt vi rt nhiu cỏc tunnel ang kớch hot, phi cú kh nng tớnh toỏn mt cỏch hiu qu thụng s MTU cho mi router Chỳng s luụn luụn cú li s dng ti thiu ngm nh ca MTU l 576 byte v qun lý c vic phõn mnh IPv4 cỏc router m thc hin vic Footer Page 99 of 133 Header Page 100 of 133 99 tunneling cú th nhn c cỏc bỏo hiu li khỏc thng l ICMP trỏnh cỏc ny, chỳng thng c gng chuyn cỏc bỏo hiu ny IPv6 ICMP quay tr li ngun IPv6 Cỏc message ICMP bao gm byte th nht ca gúi IPv4, 40 byte tip theo s l header IPv6 nguyờn thu Nu chỳng xut hin thỡ router s s dng chỳng s hi phc li a ch ngun IPv6 nguyờn thu nhm xõy dng mt message bỏo li ICMP IPv6 4 C ch Configure tunneling 4.4.1 Mụ t Vi phng thc tunnel ny, a ch m gúi c quyt nh bi cỏc thụng tin c cu hỡnh node úng gúi (entry-point encapsulations) i vi mi tunnel dng ny, cỏc node phi lu a ch ca trm cui (trm m gúi-end point) Khi cỏc gúi IPv6 c chuyn qua tunnel ny, a ch ca cỏc end point c cu hỡnh cho ging vi a ch ớch phn header ca gúi tin IPv4 úng gúi Cỏc thụng s yờu cu i vi c ch Configure tunneling nh sau: - Kh nng ng dng: site - Yờu cu giao thc IPv4: kt ni gia cỏc site s dng IPv4 - a ch IPv4: ti thiu cú mt a ch IPv4 mt site - Yờu cu giao thc IPv6: khụng cn thit - Yờu cu a ch IPv6: khụng cn thit - Yờu cu host: IPv6 stack hoc IPv4/IPv6 stack - Yờu cu i vi router: IPv4/IPv6 router 4.4.2 Phng phỏp thc hin Footer Page 100 of 133 Header Page 101 of 133 100 quyt nh ng i ca cỏc tunneling, hay núi cỏch khỏc cú c cỏc thụng tin v node cui cựng cn phi da vo bng nh tuyn vỡ hng i ca cỏc gúi phi da vo a ch ớch ca chỳng s dng cỏc k thut netmask Default Configured tunneling: ging nh ý ngha ca giỏ tr Default router bng nh tuyn, i vi mt tunnel thc hin phng thc Configur tunneling nu nú khụng tỡm thy a ch ớch bng nh tuyn, nú s s dng mt giỏ tr Default khai trờn router ú lm a ch ớch gúi tin úng gúi 4.5 C ch Automatic tunneling 4.5.1 Mụ t Vi phng thc tunneling ny, a ch ớch gúi tin úng gúi IPv4 c xỏc nh l a ch ớch ca gúi tin IPv6 Do vy a ch ớch ca gúi tin IPv6 c úng gúi phi cú dng a ch IPv4 tng thớch vi IPv6 (IPv4compability IPv6) i vi nhng gúi tin IPv6 m a ch ớch l dng a ch khụng cú dng IPv4-compability thỡ s khụng th thc hin Automatic tunneling C ch Automatic tunneling thng c s dng cn thc hin nhng kt ni vi cỏc host hoc vi cỏc mng IPv6 mt thi gian ngn, hoc nhng tỡnh ngu nhiờn Cỏc thụng s liờn quan n Automatic tunneling: - Kh nng ng dng: i vi cỏc host - Yờu cu giao thc IPv4: yờu cu cú cỏc kt ni IPv4 gia cỏc site - Yờu cu a ch IPv4: ti thiu cú mt a ch IPv4 - Yờu cu giao thc IPv6: khụng cn thit - Yờu cu a ch IPv6: a ch dng IPv4-compability Footer Page 101 of 133 Header Page 102 of 133 101 - Yờu cu host: ci t Dual-Stack IPv4/IPv6 - Yờu cu i vi router: khụng cn thit 4.5.2 Phng phỏp thc hin i vi nhng node IPv4/IPv6 cú mt phng thc quyt nh liu cỏc gúi tin IPv6 cú c Automatic tunneling hay khụng ú l da vo cỏc thụng s bng nh tuyn tnh i vi cỏc host cú a ch ớch dng ::0/96 s c thc hin t ng nh tuyn (vỡ nhng host ny tho iu kin l cú a ch ớch dng IPv4-compability) 4.6 C ch 6to4 4.6.1 Yờu cu Hin nay, trin khai mng IPv6 t chc IGTRANs (IPng Transition Working Group- mt nhúm thuc IETF) ó a mt gii phỏp th ba trin khai mng IPv6 trờn nn IPv4 l c ch 6to4 Mt nhng hn ch ln nht ca hai c ch trờn (c ch Dual-Stack v c ch tunneling) l vi mi khỏch hng cui (end-user site) kt ni vi mng IPv6 (vớ d 6Bone) u cn phi la chn mt ISP cú h tr dch v IPv6 gii quyt cỏc liờn quan n cp phỏt a ch v tunnelingMt khỏc phng thc ny cng hn ch c nhng khú khn ca c ch tunneling nh cỏc hot ng to, qun lý, trỡ cỏc cu hỡnh tunneling ca phng phỏp tunneling Yờu cu ca c ch 6to4: - Mt host phi cú a ch IPv4 - m bo hot ng chớnh xỏc ca 6to4 mt topo mng phc tp, tt c cỏc host IPv6 phi m bo thut toỏn sau õy l cú giỏ tr: ú l thut toỏn liờn quan n la chn a ch thc hin gi gúi tin IPv6 Vỡ mt node cú th gỏn nhiu dng a ch IPv6 khỏc ú, dch v tờn DNS cú th khai nhiu bn ghi tng ng vi cỏc a ch IPv6 Footer Page 102 of 133 Header Page 103 of 133 102 khỏc ca host ú Thut toỏn la chn a ch m bo mt cỏc a ch IPv6 tr v host thc hin query DNS server s la chn mt a ch cú dng tin t 2002::/16 cỏc a ch tr v gi gúi tin IPv6 cỏc kt ni ca host ú 4.6.2 Mụ t Theo cu trỳc ca dng a ch Global Unicast, phn nh danh tin t TLA c gỏn bi t chc IANA Vớ d tin t 3FFE::/16 c gỏn cho mng th nghim 6Bone, hay 2001::/16 c phõn b theo c ch production Hin t chc ny cng gỏn mt tin t c bit l 2002::/16 h tr c ch 6to4 Theo ú cu trỳc a ch IPv6 ca mt node thc hin 6to4 cú dng nh sau: ú: - Phn TLA ID c gỏn giỏ tr 0002::/16 - Phn NLA gỏn 32 bit cũn li l a ch IPv4 ca node ú Nh vy mt node mun thc hin c ch 6to4 phi cú mt a ch IPv4 thc (a ch IPv4 ny phi cú giỏ tr trờn mng Internet, khụng phi l a ch ca mng riờng) Cu trỳc dng a ch ny m bo hon ton ging vi cỏc nh dng a ch IPv6 Global Unicast thụng thng khỏc Gúi tin IPv6 cỏc site cu hỡnh 6to4 c úng gúi theo dng IPv4 (ging c ch tunneling-6over4) cỏc gúi tin ny cn chuyn mng ngoi Sau gúi tin úng gúi dng IPv4 s c chuyn mng IPv4 nh hot ng ca mng Internet hin Footer Page 103 of 133 103 Header Page 104 of 133 Phn header ca gúi tin IPv4 cú a ch ớch v a ch ngun dng IPv4 Cỏc a ch ny cú c l da vo c ch la chn a ch, sau ú thc hin ly 32 bit a ch V4ADDR cu trỳc a ch IPv6 cú tin t 2002::/16 Cu trỳc ca dng gúi tin IPv4 c mụ t trờn hỡnh 4.8 Hỡnh 4.8 Cu trỳc gúi tin IPv4 úng gúi theo c ch 6to4 Trng hp trin khai n gin nht ca c ch 6to4 l s dng c ch ny kt ni cỏc site IPv6 vi nhau, cỏc site ny kt ni vi da trờn mng IPv4 Khụng yờu cu cỏc site ny cú cỏc kt ni vi cựng mt ISP Ch cú mt yờu cu l cỏc site c ci t IPv6 h tr c ch 6to4 thit lp giỏ tr Protocol=41 cỏc gúi IPv4 c ch ny hot ng, mi site cũn cn phi gỏn mt a ch IPv6 theo cu trỳc a ch ó mụ t trờn ng thi to mt bn ghi DNS tng ng vi a ch ny Vớ d: Mt site A cú a ch IPv4 l 203.162.0.10 s to mt bn ghi trờn DNS vi tin t IPv6 cú dng: {FP=001, TLA=0x0002, NLA=CBA2:000A}/48 Mt site B cú a ch IPv4 l 9.254.253.252 s to mt bn ghi trờn DNS vi tin t IPv6 cú dng: {FP=001, TLA=0x0002, NLA=09FE:FDFC}/48 Footer Page 104 of 133 104 Header Page 105 of 133 Khi mt host IPv6 trờn site B cn kt ni vi mt host IPv6 trờn site A, cỏc bc thc hin nh sau: - Nú thc hin query ti DNS server tỡm a ch IPv6 ca host trờn site A Gi s a ch mng tr v l {FP=001, TLA=0x0002, NLA=CBA2:000A}/48 a ch mt host site A cú dng tin t nh trờn v mt giỏ tr SLA v Interface ID cú dng bt k - Gúi tin IPv6 c hỡnh thnh v c truyn thụng thng bờn hai site ny (t cỏc host IPv6 n cỏc router 6to4 c truyn cỏc gúi tin thun IPv6 khụng cú bt k c ch chuyn i no xy ni b mt site- cỏc router 6to4 c coi l cỏc router cn biờn) - Khi cỏc router ny nhn thy a ch ớch cú phn tin t 2002::/16 nú s thc hin c ch gi nh sau: úng gúi gúi tin IPv6 theo dng IPv4 vi cu trỳc gúi tin IPv4, ú a ch ớch ca gúi tin IPv4 ny c ly t 32 bit ca trng V4ADDR a ch ớch IPv6 ca gúi tin IPv4 Sau ú chuyn gúi tin nh giao thc IPv4 thụng thng qua cỏc giao thc nh tuyn ca IPv4 i vi cỏc router bờn site A, sau nhn cỏc gúi tin IPv4 s thc hin c ch m gúi nh sau: Thc hin kim tra giỏ tr ca trng Protocol phn header ca gúi Hỡnh 4.9 C ch úng m gúi Footer Page 105 of 133 Header Page 106 of 133 105 tin cú bng 41 hay khụng? Nu giỏ tr ny bng 41 s thc hin b phn header ca gúi tin IPv4 v ly phn data ca gúi tin IPv4 ny l mt gúi tin IPv6 Sau ú chuyn local site bng cỏc giao thc IPv6 Hỡnh 4.9 mụ t hot ng ca quỏ trỡnh ny 4.7 Phng thc la chn cỏc c ch i vi nhng node IPv4/IPv6 phi cú phng thc la chn no gi gúi tin IPv4, no gi gúi tin IPv6 v no thc hin automatic hoc configured tunneling s dng kt hp vi Cỏc trng hp cú th xy nh sau: - Gi gúi tin IPv4 ti tt c cỏc a ch ớch IPv4 - Gi gúi tin IPv6 ti tt c cỏc a ch ớch IPv6 trờn cựng mt link - S dng automatic tunneling: Gi cỏc gúi tin IPv4 úng gúi IPv6 cú a ch ớch l dng a ch IPv4-compatible - Gi cỏc gúi tin IPv6 mng ngoi m router mng ú cú h tr IPv6 - Gi cỏc gúi tin IPv6 mng ngoi s dng default tunneling khụng cú router h tr IPv6 Cỏc thut toỏn tng ng vi cỏc trng hp ny nh sau: 4.7.1 Nu a ch ca node cui l mt a ch IPv4 Nu a ch ớch c locate trờn mt attached link thỡ s gi gúi tin IPv4 ti node cui Nu a ch ớch ca node cui khụng locate trờn link vi node ngun thỡ hoc: - Nu cú mt router IPv4 trờn link, node ngun s gi gúi tin dng IPv4, a ch ớch l mt dng a ch IPv4 Footer Page 106 of 133 Header Page 107 of 133 106 - Nu khụng, a ch ớch s l unreachable vỡ nú khụng nm trờn link host ngun v cng khụng nm link vi router 4.7.2 Nu a ch ca node cui l mt dng a ch IPv4-compatible IPv6 Cú cỏc tỡnh xy nh sau: Nu a ch ớch c locate trờn mt attached link, ú host ngun s gi gúi tin dng IPv6 (khụng úng gúi) a ch ớch ca gúi tin IPv6 l a ch Global Unicast ca trm ớch Nu trm ớch khụng locate trờn link (phi thụng qua router), cú cỏc tỡnh sau xy ra: - Nu ú l mt router IPv4 thỡ mt gúi tin IPv6 c úng gúi dng IPv4 tunnel qua router a ch ớch IPv6 l a ch IPv6 ca node cui i vi gúi tin IPv4 a ch ớch l 32 bit thp ca a ch dng IPv4compatible IPv6 a ch datalink l a ch datalink ca router IPv4 - Nu l mt router IPv6 nm trờn ng link, thỡ gúi tin c gi t trm ngun cú dng gúi tin IPv6 a ch ngun l mt a ch IPv6 ca node nhn gúi tin a ch datalink l a ch IPv6 ca router - Nu khụng, khụng th kt ni vi trm ớch (unreachable) 4.7.3 Nu node nhn l mt node thun IPv6 Cú cỏc tỡnh xy nh sau: Nu node nhn nm trờn link vi node gi, s gi gúi tin dng IPv6 a ch ớch l a ch IPv6 ca node cui a ch datalink l a ch ca node cui Nu node cui khụng nm trờn link, cú cỏc tỡnh sau: - Nu cú mt router IPv6, thỡ gúi tin gi c nh dng IPv6 a ch ớch IPv6 l a ch ca node cui a ch datalink l a ch IPv6 ca router Footer Page 107 of 133 107 Header Page 108 of 133 - Nu a ch ớch cú th cú c qua configured tunneling v cú mt router IPv4 kt ni ngoi thỡ gúi tin gi s c úng gúi theo IPv4 a ch ớch IPv6 l a ch ca node cui a ch ớch ca gúi tin IPv4 l a ch IPv4 ca node m gúi a ch datalink l a ch IPv4 ca router IPv4 - Nu khụng a ch ớch khụng th kt ni ti (unreachable) Bng 4.3 Túm tt phng thc la chn c ch chuyn i Dng a ch Node Router Router nh Dng Dng Dng a ca node ớch IPv4 IPv6 dng gúi a ch a ch ch ớch ớch trờn trờn trờn tin ớch ớch datalink link? link link gi IPv6 IPv4 IPv4 Yes N/A N/A IPv4 N/A E4 EL IPv4 No Yes N/A IPv4 N/A E4 RL IPv4 No No N/A UNRCH N/A N/A N/A IPv4- Yes N/A N/A IPv6 E6 N/A EL No Yes N/A IPv6/4 E6 E4 RL No No Yes IPv6 E6 N/A RL No No No UNRCH N/A N/A N/A IPv6-only Yes N/A N/A IPv6 E6 N/A Electron IPv6 -only No N/A Yes IPv6 E6 N/A RL compatible IPv4compatible IPv4compatible IPv4compatible Footer Page 108 of 133 108 Header Page 109 of 133 IPv6 -only No Yes No IPv6/4 E6 T4 RL IPv6 -only No No No UNRCH N/A N/A N/A Chỳ thớch: N/A: khụng cú thc t E6: a ch IPv6 ca node cui E4: a ch IPv4 ca node cui EL: a ch datalink ca node cui T4: a ch IPv4 ca im m gúi tunnel R6: a ch IPv6 ca router R4: a ch IPv4 ca router RL: Dng a ch datalink ca router IPv4: nh dng gúi tin IPv4 IPv6: nh dng gúi tin IPv6 IPv6/IPv4: Gúi tin IPv6 c úng gúi di dng IPv4 UNRCH: Gúi tin khụng c gi (Destination is unreachable) 4.8 IPv6 v 3G Hỡnh 4.10 mụ t IPv6 c ng dng UMTS nh th no Mc truyn ti v mc ngi s dng hon ton c lp, mng UTRAN v mng lừi cng l hai mng c lp, vỡ vy vic s dng IPv6 cú ngha bao gm ngi s dng IPv6, mng UTRAN IPv6 v mng lừi IPv6 Cỏc gúi IP n/i t thit b u cui xuyờn qua mng UMTS, chỳng khụng c nh hng trc tip ti mc IP Footer Page 109 of 133 109 Header Page 110 of 133 Hỡnh 4.10 IPv6 ti cỏc h thng vin thụng di ng ton cu Hỡnh 4.11 mụ t cu hỡnh mng WCDMA2000 liờn kt vi mng IPv6 qua PDSN h tr IPv6 Kt ni PPP gia MS v PDSN s chuyn gúi tin Hỡnh 4.11 Cỏc dch v h tr IPv6 cho mng WCDMA2000 IPv6 Mng truy nhp vụ tuyn (RAN), bao gm giao din R-P, s c lp vi phiờn bn cỏc gúi IP c truyn ti cỏc phiờn PPP Hiện tại, mobile IP (MIP) giải pháp đợc chấp nhận cho IP di động Hiện tiêu chuẩn 3GPP hỗ trợ MIPv4 cách gộp chức FA GGSN Do IPv6 FA, nên MIPv6 thêm yêu cầu kiến trúc mạng 3GPP GTP (GPRS Tunneling Protocol) đợc sử dụng mạng 3GPP cho phép di động miền công nghệ truy cập khác Footer Page 110 of 133 110 Header Page 111 of 133 Các đầu cuối 3G hi vọng có khả thực số giao diện để sử dụng với mạng truy nhập khác Ví dụ, khả hỗ trợ giao diện di động tổ ong, đầu cuối hỗ trợ công nghệ vo tuyến khác nh Bluetooth, Infra RedGiả thiết công nghệ truy nhập kết nối với router truy nhập khác nhau, địa IPv6 đầu cuối thay di chuyển môi trờng Do để đảm bảo tính di động liền mạch trì đợc kết nối diễn ra, sử dụng MIPv6 MIPv6 đợc sử dụng chuyển vùng mạng Hình 4.12 Quản lý di động hệ thống vô tuyến IPv6 3GPP khác nhau, cho phép liên lạc tới thiết bị theo tuyến tối u Hình 4.12 mô tả việc kết hợp giao thức quản lý di động khác cho hệ thống vô tuyến IPv6 Footer Page 111 of 133 Header Page 112 of 133 111 KT LUN V KIN NGH Tng lai ca Internet di ng ũi hi giao thc Internet la chn phi cho phộp kh nng m rng cao v hiu sut qun lý cao IPv6 cựng mt s tớnh nng ni tri lm cho nú tr thnh ng c viờn chớnh cho mụi trng ny Cỏc tớnh nng ny ó dn ti quyt nh ca 3GPP s dng IPv6 cho cỏc dch v mi vi cỏc phiờn bn v sau ca UMTS cỏc nh khai thỏc di ng ng cú th tn dng c cỏc u im ca IPv6, cn phi xem xột mt cỏch t m thc hin cỏc quyt nh nh v a ch, bo mt, qun lý di ng mng ca mỡnh cú th tn dng c giao din vụ tuyn mt cỏch hiu qu, cỏc nh khai thỏc v thit k mng phi m bo rng mng ca mỡnh h tr cỏc c ch c xỏc nh cỏc c quan tiờu chun phc v cho mc ớch ny Ti Vit Nam phng phỏp phự hp chuyn sang IPv6 l nờn chn phng cỏch mt h thng dựng song song c IPv4 v IPv6 thỡ hp lý hn l phi u t cho hai h thng mt lỳc V mt k thut, vic chuyn sang IPv6 ti Vit Nam khụng phi l iu khú khn Internet nc ta mi phỏt trin v cỏc h thng mỏy múc hu ht u c u t mi, m a phn nhng h thng thit b mi u cú th h tr IPv6 Tt c thit b mng núi chung ca cỏc nh cung cp dch v Internet ti Vit Nam u cú kh nng h tr IPv6 Ngay c cỏc h thng u cui nh Windows XP ca Microsoft cng cú kh nng ny Footer Page 112 of 133 112 Header Page 113 of 133 TI LIU THAM KHO Ting Vit [1] Chu Ngc Anh, Nguyn Phi Hựng, Phm Vnh Hũa (2003), IPv6 cho mng thụng tin di ng th h mi, Ti liu hi ngh khoa hc ln th nm, tr.167-176 [2] TS.Nguyn Quý Minh Hin, TS. Kim Bng (2002), Mng vin thụng th h sau, NXB Bu in Ting Anh [3] B Carpenter e K Moore (2001), Connection of IPv6 Domains via IPv4 Clouds, RFC3056 [4] G.De Marco, P.Asprino, A.Fresa, M.Longo (2003), Developing new generation network services, IEEE Communication magazine 2003 [5] J Bound, L Toutain, F Dupont, H Afifi e A Durand (2001), Dual Stack Transition Mechanism (DSTM), Gen [6] JJYH-CHENG CHEN, TAO ZHANG (2004), IP-Based Next-Generation Wireless Networks, John Wiley & Sons, Inc [7] Juha Korhonen (2001), Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, Boston.London [8] Karim El Malki (2003), IPv6 in Mobile Networks, Ericsson [9] K.H.Lee, K.O.Lee, K.C.Park (2003), Ar-chitecture to be deployed on strategies of Next Generation Networks, IEEE Communication magazine 2003 [10] Ramjee Prasad, Werner Mohr & Walter Konhouser (2000), Third Generation Mobile Communication Systems, Artech House, Boston.London Footer Page 113 of 133 ... T-Mobile Mạng tại: GSM/GPRS Mạng 3G dự kiến: UMTS/HSPDA Kế hoạch 3G: T-Mobile đối mặt với nhiều thách thức cạnh tranh triển khai mạng 3G Theo đại di n hãng này, dải tần cho mạng di động Footer... ch, IPv6 cú khụng gian a ch l 128 bit IPv4 ch s dng 32 bit Vic t hp IPv6 v cỏc h thng di ng (nh GSM/GPRS v UMTS) s gim thiu c cỏc hin ti v s thiu ht ca c hai bờn IP v mng di ng: thiu a ch IP, ... gúi Hỡnh 4.10 IPv6 ti cỏc h thng vin thụng di ng ton cu Hỡnh 4.11 Cỏc dch v h tr IPv6 cho mng WCDMA2000 Hình 4.12 Quản lý di động hệ thống vô tuyến IPv6 Footer Page of 133 6 Header Page of 133