Mobile IP trên mạng GPRS

Mobile IP trên mạng GPRS Mobile IP trên mạng GPRS Mobile IP trên mạng GPRS luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Hồ văn phi Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội - Hồ Văn Phi ngành : điện tử-viễn thông MOBILE IP TRÊN MạNG GPRS Luận văn thạc sĩ điện tử-viễn thông khoá 2002 - 2004 Hà nội - 2004 Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội - Hồ Văn Phi MOBILE IP TRÊN MạNG GPRS Chuyên ngành: điện tử-viễn thông Luận văn thạc sĩ điện tử-viễn thông h-ớng dẫn khoa học : ts.nguyễn viết nguyên Hà nội - 2004 Lời cám ơn Để hoàn thành luận văn này, cố gắng thân, nhận đ-ợc giúp đỡ quý báu thầy, cô giáo Khoa Điện tử-Viễn thông tr-ờng ĐHBK Hà Nội bạn bè đồng nghiệp Tôi xin tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS Nguyễn Viết Nguyên, giảng viên Khoa Điện tử-Viễn thông tr-ờng ĐHBK Hà Nội đà dành nhiều thời gian quý báu giúp đỡ h-ớng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Trung tâm Đào tạo & Bồi d-ỡng sau Đại học tr-ờng ĐHBK Hà Nội, khoa Điện tử-Viễn thông tr-ờng ĐHHBK Hà Nội, tr-ờng ĐH Quy Nhơn, khoa Kỹ thuật & Công Nghệ tr-ờng ĐH Quy Nhơn đà tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn tới gia đình bạn bè, ng-òi đà động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu tr-ờng ĐHBK Hà Nội Tác giả luận văn Hồ Văn Phi Mục lục Trang Lời cám ơn Bảng tra cứu từ viết tắt thuật ngữ Lời nói đầu Ch-ơng tổng mạng Gsm 1.1 cÊu tróc cđa m¹ng gsm 1.2 thành phần mạng gsm 1.2.1 trạm di động-ms 1.2.2 ph©n hƯ v« tuyÕn-bss 1.2.3 phân hệ chuyển mạch-nss 1.2.4 phân hệ khai thác bảo d-ỡng-oss 1.3 cấu trúc địa lý mạng gsm 1.3.1 vïng m¹ng-plmn 1.3.2 vïng phôc vô-msc/vlr 1.3.3 vùng định vị-la 1.3.4 « (cell) 1.4 c¸c giao diƯn cđa m¹ng gsm 1.4.1 giao diƯn néi bé m¹ng 1.4.2 giao diện ngoại vi 1.5 c¸c ®Ỉc tÝnh kütht cđa hƯ thèng gsm 1.5.1 sư dơng giao diƯn v« tun 1.5.2 sử dụng ph-ơng pháp truy nhập fdma-tdma Ch-ơng cấu trúc thành phần m¹ng gprs 2.1 giíi thiƯu chung vỊ gprs 2.1.1 sù ph¸t triĨn cđa gprs 2.1.2 c¸c ®Ỉc tr-ng cđa hƯ thèng gprs 2.2 cÊu tróc cđa hƯ thèng gprs 2.2.1 nút hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói di động-sgsn 2.2.2 nút hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói di động cổngsgsn 2.2.3 thiết bị đầu cuối số liệu-te 2.2.4 đầu cuối di động-mt 2.2.5 trạm di động-ms 2.2.6 hÖ thèng tr¹m gèc-bss 2.2.7 khèi ®iỊu khiĨn gãi-pcu 2.2.8 trung tâm chuyển mạch ghi định vị tạm trúmsc/vrl 2.2.9 đăng ký định vị th-êng tró-hrl 2.2.10 trung t©m nhËn thực-auc 2.2.11 tổng đài cỉng cđa dÞch vơ sms(sms-gmsc) 2.2 12 bé ghi nhận dạng thiết bị-eir 2.3 giao diƯn v« tun 3 4 11 14 16 16 16 16 17 18 18 21 22 22 22 25 25 25 27 29 30 31 33 33 33 34 35 36 36 36 37 37 37 2.3.1 cÊu tróc giao thøc gprs 2.3.2 kênh logic gprs 2.4 kÕt nèi gprs 2.4.1 giao thức giao diện sử dụng kết nối c¸c nót gsn 2.4.2 kÕt nèi ip hÖ thèng gprs 2.4.3 kÕt nèi víi m¹ng internet Ch-ơng thủ tục quản lý gprs 3.1 kh¸i qu¸t 3.2 qu¶n lý di ®éng 3.2.1 thđ tơc liªn kÕt gprs 3.2.2 thủ tục quản lýthuê bao di động 3.3 quản lý truyÒn tin gprs 3.3.1 định tuyến gói tin gprs 3.3.2 định tuyến gói tin ms di chuyển 3.3.3 xử lý l-u l-ợng nút gsn 3.4 quản lý m¹ng gprs 3.4.1 qu¶n lý tÝnh c-íc 3.4.2 quản lý thuê bao 3.4.3 quản lý lỗi 3.4.4 quản lý cấu hình Ch-¬ng lùa chän công nghệ cho mạng gprs 4.1 khái quát 4.2 lựa chọn công nghệ cho mạng gprs 4.2.1 mạng kết nối dựa giao diƯn gn 4.2.2 m¹ng kÕt nèi dùa giao diện gb 4.2.3 mạng kết nèi dùa trªn giao diƯn gi 4.2.4 mạng kết nối dựa giao diện gp 4.3 số giải pháp cấu trúc m¹ng 4.3.1 chØ sư dơng chun tiÕp khung t¹i giao diƯn Gb 4.3.2 sư dơng chun tiÕp khung vµ atm 4.3.3 sử dụng chuyển tiếp khung định tuyến ip 4.3.4 sử dụng định tuyến ip Ch-¬ng chun vïng gprs 5.1 kh¸i qu¸t 5.2 tr-ờng hợp chuyển vùng gprs 5.2.1 ms kÕt nèi qua vsgsn vµ hggsn 5.2.2 ms kÕt nèi qua vsgsn vµ vggsn 5.3 hƯ thèng tªn miỊn-dns gprs 5.3.1 kh¸i qu¸t 5.3.2 hƯ thèng tªn miỊn-dns gprs 5.3.3 truy vÊn dns triÓn vïng 5.4 kết nối mạng đ-ờng trục internet-plmn 5.4.1 kết nối trực tiếp nhà khai th¸c 37 41 44 44 46 48 50 50 51 51 55 58 59 60 60 62 62 63 63 63 66 66 67 67 67 70 71 71 71 73 74 75 77 77 78 78 79 80 80 81 81 84 84 5.4.2 m¹ng chun vïng gprs 5.5 ph©n bỉ ®Þa chØ ip 5.5.1 nhu cầu địa ip số dịch vụ 5.5.2 phân bổ địa ip cho thiết bị đầu cuối 5.5.3 phân bổ địa ip cho nút mạng Ch-ơng mobile ip mạng gprs 6.1 mobile ip 6.1.1 tỉng quan vỊ mobile ip 6.1.1.1 Kh¸i qu¸t 6.1.1.2 Những yêu cầu cña Mobile ip 6.1.1.3 Các đặc tính Mobile ip 6.1.2 mobile ipv4 6.1.2.1 CÊu tróc chung tin sử dụng Mobile ipv4 6.1.2.2 Cơ chế phát đại lý di động Mobile ipv4 6.1.2.3 Đăng ký với ®¹i lý gèc Mobile ipv4 6.1.2.4 Hoạtđộng trạm di động Mobile ipv4 6.1.2.5 Quá trình trao đổi thông tin Mobile ipv4 6.1.3 mobile ipv6 6.1.3.1 Kh¸i qu¸t 6.1.3.2 Các tin điều khiển Mobile ipv6 6.1.3.3 CÊu tróc d÷ liƯu Mobile ipv6 6.1.3.4 Ph¸t hiƯn sù di chun Mobile ipv6 6.1.3.5 Cơ chế phát đại lý gốc Mobile ipv6 6.1.3.6 Đăng ký với đại lý gèc Mobile ipv6 6.1.2.7 Quá trình trao đổi thông tin Mobile ipv6 6.2 triển khai mobile ip mạng gprs 6.2.1 kh¸i qu¸t 6.2.2 triÓn khai mobile ip mạng gprs 6.2.2.1 Hỗ trợ dịch vụ Mobile ip 6.2.2.2 Tối -u hoá đ-ờng 6.2.2.3 Thủ tục đăng ký Mobile ip GPRS KÕt luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục Phô lôc 85 86 86 87 88 91 91 91 91 92 93 94 94 95 99 103 104 108 108 111 112 113 113 114 115 117 117 118 118 120 121 124 Bảng tra cứu từ viết tắt thuật ngữ AAL ADM APN ARP ATM AUC BG BGP BSC BSS BSSGP ATM Adapter Layer Add Drop Multiplexer Access Point Name Address Resolution Protocol Asynchronous Tranfer Mode AUthentication Center Lớp t-ơng thích ATM Bộ tách/ghép kênh xen rẽ Tên điểm truy nhập Giao thức liên kết địa IP với địa phần cứng Chế độ truyền tải không đồng Trung tâm nhận thực Border Gateway Border Gateway Protocol Base Station Controller Base Station Subsystem BSS GPRS Protocol Cỉng truy nhËp biªn Giao thøc cổng truy nhập biên Bộ điều khiển trạm gốc Hệ thống trạm gốc Giao thức giao tiếp BSS-SGSN BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Call Detail Record Cell Global Identity Charging Gateway Care-Of Address Coding Scheme Đa truy nhập phân chia theo mà Bản ghi chi tiết gọi Định danh ô toàn cầu Cổng tính c-ớc Địa phụ đ-ợc cấp mạng khách L-ợc đồ mà hoá Dynamic Host Cofiguration Protocol Domain Name System Giao thức đ-ợc sử dụng trạm để lấy thông tin cấu hình cần thiết Hệ thống tên miền, dùng để ánh xạ tên logic địa IP EDGE Enhanced Data rate of GSM Evolution Tiêu chuẩn mạng thông tin di động, cho phép nâng cao tốc độ truyền liệu m¹ng GSM EIR Equipment Identification Register Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ ETSI European Telecommunications Standar Institute Frequency Channel Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple Access Frame Relay File Tranfer Protocol Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu Gateway GPRS Support Node Gateway MSC General Packet Radio Service Global System for Mobile Communication GSM Association GPRS Support Node GPRS Tunneling Protocol Nút hỗ trợ dịch vụ di động cổng GPRS Tổng đài di động cổng Dịch vụ vô tuyến gói chung Hệ thống thông tin di động toàn cầu CDR CGI CGw COA CS DHCP DNS FCH FDD FDMA FR FTP GGSN GMSC GPRS GSM GSMA GSN GTP Kênh tần số Kênh tần số song công Đa truy nhập phân chia theo tÇn sè Giao thøc chun tiÕp khung Giao thức truyền file dựa TCP/IP Hiệp hội nhà khai thác mạng Nút hỗ trợ GPRS Giao thức đ-ờng hầm, để tạo liên kết logic nút GSN GPRS HLR HSCSD ICMP Home Location Register Bộ định vị th-ờng trú High Speed Circuit Switched Data Công nghệ truyền số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao ISP Internet Control Message Protocol Giao thức thông báo điều khiển Internet, đ-ợc tích hợp IP International Mobile Equipment Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế Identity International Mobile Subscriberr Số nhận dạng thuê bao di động quèc tÕ Identity Internet Protocol Giao thøc Internet Internet Protocol Security Giao thức bảo mật Internet Integrated Services Digital Mạng số tích hợp đa dịch vụ Network Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet Kc Ciphering Key Ki Subscriber Authentication Key Khoá mà hoá liệu đ-ờng truyền vô tuyến Khoá nhận thực thuê bao LA Location Area Location Area Code Location Area Identity Local Area Network Logical Link Control Vùng định vị Mà vùng định vị Số nhận dạng vùng định vị Mạng cục Điều khiĨn liªn kÕt logic IMEI IMSI IP IPSec ISDN LAC LAI LAN LLC MAC Medium Access Control Mobile Country Code Điều khiển truy nhập thiết bị MCC Mà di động quốc gia thuộc hệ thống mạng di động toàn cầu ME Mobile Equipment Thiết bị di động MNC Mobile Network Code Mà nhà khai thác mạng di động quốc gia MN,MS Mobile Node, Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Servicer Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSISDN Mobile Subscriber ISDN number Số ISDN thuê bao di động MSRN Mobile Subscriber Roaming Number Số chuyển vùng thuê bao di động MT Mobile Terminal Đầu cuối di động NAT Network Address Translation Network Management Center Network Service Access Point Identifier Network Switching Subsystem Network Time Protocol Dịch địa IP Trung tâm quản lý mạng Số định danh điểm truy cập dịch vụ mạng Phân hệ chuyển mạch Giao thức định thời m¹ng NMC NSAPI NSS NTP OMC Operation and Maintenance Center OSI Open System Interconnection OSS Operation and Support Subsystem PACCH Packet Associated Control CHannel PAGCH Packet Access Grant CHannel PBCCH Packet Broadcast Control CHannel PCU Packet Control Unit PCCCH Packet Common Control CHannel Trung tâm khai thác bảo d-ỡng Mô hình kết nối hệ thống mở Phân hệ khai thác bảo d-ỡng Kênh điều khiển liên kết gói Kênh chấp nhận truy nhập gói Kênh điều khiển quảng bá gói Khối điều khiển gói Kênh điều khiển chung gói PDCCH Packet Dedicated Control CHannel Kênh điều khiển dành riêng gói PDN Packet Data Network Mạng số liệu gãi PDP Packet Data Protocol Giao thøc sè liÖu gãi PDU Packet Data Unit Đơn vị liệu giao thức PIN Personal Identity Number Số nhận dạng cá nhân PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PNCH Packet Notification CHannel Kênh thông báo gói PPCH Packet Paging CHannel Kênh tìm gọi gói PPP Point-to-Point Protocol Giao thøc kÕt nèi ®iĨm-®iĨm PRACH Packet Random Access CHannel Kªnh truy nhËp ngÉu nhiªn gãi PSTN PTCCH Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng P-TMSI Packet-Temporary Mobile Subscriber Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời Packet Timing advance Control CHannel Kênh điều khiển sớm định thời PXM Packet Exchange Manager gói Máy chủ quản lý thành phần mạng QoS Quality of Service Chất l-ợng dịch vụ RA Routing Area Vùng định tuyến 115 TuyÕn B R2  TuyÕn A R1  Tr¹m di động Internet Tuyến C R3 Đại lý gốc Cập nhật liên kết Xác nhận liên kết Trạm t-ơng đ-ơng Hình 6-13: Đăng ký với đại lý gốc Mobile IPv6 Trạm di động di chuyển sang tuyến tìm đ-ợc định tuyến mặc định, thực thi trình cấu hình địa tự động phi trạng thái (stateless) có trạng thái (stateful), sử dụng địa làm ®Þa chØ care-of TiỊn tè cđa ®Þa chØ care-of chÝnh tiền tố tuyến mà trạm di động kết nối đến Mọi gói tin gửi đến địa care-of đ-ợc chuyển đến trạm di động tuyến thời Trạm di động phải đăng ký địa care-of với đại lý tuyến gốc, cách gửi gói tin chứa tin cập nhật liên kết đến đại lý gốc Đại lý gốc đăng ký liên kết gửi trở lại gói tin chứa tin xác nhận liên kết tới trạm di động 6.1.3.7 Quá trình trao đổi thông tin Mobile IPv6 Định tuyến tam giác Quá trình định tuyến tam giác Mobile IPv6 đ-ợc mô tả nh- hình 6-14 Sau trạm di động đăng ký với đại lý gốc, đại lý gốc đứng nhận tất gói gửi đến địa gốc Khi đó, đại lý gốc đại diện cho trạm di động phát quảng bá tin quảng cáo trạm (Neighbor Advertisement), chứa địa gốc trạm di động, tuyến gốc Đại lý gốc đại diện cho trạm di động nhận gửi lời đáp cho tin tìm kiếm trạm (Neighbor 116 Solicitation) Mỗi gói tin bị chặn lại đ-ợc đóng gói vào gói tin IPv6 đ-ợc chuyển đến địa care-of mà trạm di động đà đăng ký Tuyến B R2 Tuyến A R1 Trạm di động Internet R3 Tuyến C Đại lý gèc  Gãi tin  Gãi tin chuyÓn tiÕp Trạm t-ơng đ-ơng Gói tin Hình 6-14: Định tuyến tam giác Mobile IPv6 Nếu trạm di động gửi gói tin đến trạm khác, gửi trực tiếp đến trạm Trạm di động đặt phần địa nguồn gói tin địa care-of thời gửi kèm theo tuỳ chọn Home Address Bởi vì, địa gốc cố định địa care-of tạm thời, việc sử dụng địa care-of hoàn toàn suốt lớp lớp IP trạm t-ơng đ-ơng Các lớp trên, bao gồm lớp ứng dụng, không nhận địa care-of, chúng nhận địa gốc trạm di động Khi tuyến gốc, trạm di động trao đổi thông tin với trạm t-ơng đ-ơng, gói tin đ-ợc định tuyến từ trạm t-ơng đ-ơng đến đại lý gốc, từ đại lý gốc chuyển đến trạm di động từ trạm di động gửi trực tiếp đến trạm t-ơng đ-ơng Quá trình đ-ợc gọi định tuyến tam giác Tối -u hoá đ-ờng Để tránh việc định tuyến tam giác, trạm di động cần phải gửi tin cập nhật liên kết đến trạm t-ơng đ-ơng Trạm t-ơng đ-ơng l-u địa careof thời trạm di động vào kho chứa liên kết Từ lúc này, gửi gói tin trực tiếp đến trạm di động 117 Bất kỳ trạm IPv6 nào, tr-ớc truyền gói tin, tìm kho chứa liên kết địa đích gói tin Nếu tìm thấy phần tử, gửi gói tin đến trạm di động cách dùng tiêu đề định tuyến (chứ không dùng ph-ơng pháp đóng gói IP-trong-IP nh- Mobile IPv4) Nếu không tìm thấy phần tử kho chứa liên kết, gói tin đ-ợc định tuyến đến tuyến gốc trạm di động Tại đây, gói tin đ-ợc nhận đại lý gốc đ-ợc đóng gói vào gói tin IP khác sau đ-ợc chuyển đến trạm di động 6.2 Triển khai Mobile IP mạng gprs 6.2.1 khái quát Việc triển khai Mobile IP hệ thống GPRS cho phép thiết bị di động tiếp tục trì liên kết với mạng liệu chuyển sang mạng GPRS khác mà thay đổi tham số cấu hình nh-: địa IP, mặt nạ mạng, cổng kết nối với mạng Ngoài ra, GPRS trạm di động đ-ợc cấp địa IP công cộng địa IP dùng riêng, đ-ợc phân bổ động hay gán cố định lần kích hoạt giao thức số liệu gói Tuy nhiên, sử dụng dịch vụ Mobile IP, trạm di động cần đ-ợc gán cố định địa IP công cộng từ không gian địa IP mà nhà khai thác PLMN gốc đ-ợc cấp Mặc dù GPRS có khả hỗ trợ sử dụng nhiều giao thức lớp mạng khác (IP, X.25, ) Nh-ng xu h-ớng mạng hỗ trợ giao thøc IP ViÖc lùa chän giao thøc IP cho mạng vô tuyến nhiều lý sau: Giảm chi phí nhờ việc tích hợp quản lý tập trung mạng hữu tuyến vô tuyến Bằng việc xây dựng mạng sở IP, ứng dụng đ-ợc viết cho mạng hữu tuyến hoạt động đ-ợc mạng vô tuyến Những cải tiến công nghệ IP, nh- chất l-ợng dịch vụ (QoS), đ-ợc áp dụng trực tiếp mạng vô tuyến 118 Ngoài ra, việc h-ớng tới mạng IP cho phép phát triển đ-a dịch vụ theo yêu cầu đ-ợc thực dễ dàng, cho phép dịch vụ có mặt nơi, khác biệt hay trở ngại kỹ thuật hạ tầng mạng Ng-ời sử dụng cã thĨ thùc hiƯn c¸c kÕt nèi IP tõ bÊt kỳ mạng truy nhập nào, bao gồm GPRS Nói cách khác khác biệt việc sử dụng mạng Ethernet, WLAN, hay GPRS, truy nhËp Internet vµ ng-êi sư dơng cã thĨ di chun từ hệ thống sang hệ thống khác mà trì đ-ợc kết nối bên lớp IP 6.2.2 triển khai Mobile IP mạng GPRS Phần trình bày cách triển khai Mobile IP mạng GPRS, đề cập đến khả chuyển vùng khác dựa công nghệ Mobile IP Có hai b-ớc cần phải thực để phát triển hệ thống GPRS theo h-ớng hỗ trợ Mobile IP: Đầu tiên, cần thực số thay đổi nhỏ cho phép ng-ời sử dụng di chuyển mạng GPRS hỗ trợ Mobile IP Sau đó, tối -u hoá đ-ờng đi, giúp cho việc trao đổi thông tin đ-ợc hiệu 6.2.2.1 Hỗ trợ dịch vụ Mobile IP Dịch vụ Mobile IP đ-ợc đ-a vào hệ thống GPRS cách tích hợp chức đại lý ngoài-FA vào nút GGSN Khi đó, tr-ờng hợp chuyển vùng, trạm di động đà đ-ợc cấp địa IP công cộng yêu cầu sử dụng kÕt nèi qua GGSN cđa PLMN kh¸ch NÕu PLMN kh¸ch không hỗ trợ tính GGSN PLMN gốc đ-ợc sử dụng Để hỗ trợ dịch vụ Mobile IP, mạng GPRS cần nút GGSN thực chức FA, cần cài đặt thêm phần mềm mà không yêu cầu nâng cấp phần cứng, đ-ợc ký hiệu GGSN/FA hay FA cỉng-GFA (Gate way FA) Trªn PLMN GGSN gèc, cần bổ xung thêm nút (th-ờng định tuyến) thực chức đại lý gốc-HA Địa care-of mà trạm di 119 động đăng ký với HA địa IP GFA Trạm di động yêu cầu địa colocated care-of từ máy chủ DHCP mạng dịch vụ PLMN khách Mặc dù, MS đ-ợc cấp riêng địa colocated care-of nh-ng theo cấu trúc MS buộc phải đăng ký với HA thông qua GFA Cấu trúc mạng GPRS có hỗ trợ dịch vụ Mobile IP đ-ợc mô tả nh- hình 6-15 BSS Gb AAA BSS Mạng IP Gb HA Mạng SGSN GPRS khác GGSN BTS/BSC SGSN BG HA GGSN §-êng trơc GPRS BTS/BSC HLR EIR R Firewall BTS/BSC Internet GGSN FA SS7 MS HA SGSN AAA BG : Border GateWay R : Router HA : Home Agent FA : Foreign Agent Hình 6-15: Cấu trúc mạng GPRS hỗ trợ Mobile IP Sự có mặt GFA tạo phân cấp việc quản lý di động Trong đó, Mobile IP giao thức quản lý tính động (Macro-Mobility) mạng dịch vụ Nó đ-ợc sử dụng ®Ĩ xư lý tÝnh ®éng ë líp IP gi÷a hai mạng truy nhập (có thể hữu tuyến hay vô tuyến) Trong tr-ờng hợp chuyển vùng, Mobile IP không đủ khả nhận dạng xác nhận quyền truy nhập ng-ời sử dụng Do đó, máy chủ AAA (chẳng hạn RADIUS) đ-ợc sử dụng để nhận thực, cấp quyền tạo tài khoản tài khoản domain khác 120 Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống phải đảm bảo cho tài nguyên địa IP vô tuyến đ-ợc sử dụng cách tiết kiệm có hiệu quả, giảm tối thiểu tin báo hiệu cho MS Trong tr-ờng hợp đ-ờng hầm định tuyến giao thức Mobile IP đ-ợc thiết lập HA FA nên cách tốt MS đ-ợc phân bổ địa care-of FA, Khi đó, giảm đ-ợc l-ợng thông tin trao đổi qua môi tr-ờng vô tuyến không yêu cầu thêm địa IP để cấp cho thiết bị di động 6.2.2.2 Tối -u hoá đ-ờng Trong hƯ thèng GPRS mét PLMN cã thĨ cã nhiỊu GGSN khác Do đó, MS trì kết nèi mét thêi gian dµi vµ di chun qua nhiều SGSN, SGSN không đ-ợc phục vụ GGSN việc định tuyến thực hiệu Tr-ờng hợp t-ơng tự nh- vấn đề định tuyến tam giác đà đ-ợc đề cập phần Mobile IP Vì triển khai Mobile IP mạng GPRS vấn đề tối -u hoá đ-ờng cần thiết để tăng tính hiệu trình trao đổi liệu Khi thời điểm tiến hành việc chuyển giao (handover) từ SGSN sang SGSN khác mà MS không truyền liệu kết nối logic đ-ợc thiết lập SGSN GGSN phục vụ cho SGSN Khi tiến hành chuyển giao mà trình trao đổi liệu tiếp diễn MS chuyển sang SGSN nh-ng giữ nguyên kết nối tới GGSN cũ Sau liệu đà đ-ợc truyền xong, kết nối logic đ-ợc chuyển qua GGSN phục vụ cho SGSN Trong số tr-ờng hợp GGSN không hỗ trợ FA từ chèi kÕt nèi vµ chun kÕt nèi trë vỊ GGSN cũ Khi đó, GGSN cũ phải có định thời để đảm bảo gói tin không bị xoá kết nối đ-ợc trì khoảng thời gian định 121 6.2.2.3 Thủ tục đăng ký Mobile IP GPRS Thủ tục đăng ký MS với mạng gốc đ-ợc mô tả nh- hình 6-16 TE MS SGSN GGSN/FA HA 1.Lệnh AT(APN) 2.Yêu cầu kích hoạt giao thức số liệugói (APN=MIPv4FA) 3.Yêu cầu kết nối (APN=MIPv4FA) 5.Đồng ý kích hoạt Trả lời kết nối giao thức số liệugói (địa IP = ) (địa IP = ) Chọn GGSN thích hợp 6.Quảng cáo đại lý 7.Yêu cầu đăng ký với HA Lấy địa gốc TE 8.Yêu cầu đăng ký 9.Trả lời đăng ký 10.Trả lời đăng ký Hình 6-16: Thủ tục đăng ký Mobile IP GPRS Thiết bị đầu cuối-TE gửi lệnh AT để truyền tham số tới thiết bị di động-MT Một tham số đ-ợc truyền tên điểm truy nhậpAPN, đ-ợc sử dụng để chọn GGSN thích hợp Bằng cách sử dụng chuỗi APN với giá trị MIPv4FA, ng-ời sử dụng trực tiếp yêu cầu kết nối qua GGSN hỗ trợ FA MT gửi yêu cầu kích hoạt giao thức số liệu gói với chuỗi APN tới SGSN Thông th-ờng yêu cầu gồm địa IP Tuy nhiên, sử dụng dịch vụ Mobile IP, tr-ờng địa không đ-ợc sử dụng đ-ợc cập nhật GGSN nhận đ-ợc tin trả lời đăng ký từ HA MS Ngay sau nhận đ-ợc yêu cầu kích hoạt giao thức số liệu gói với chuỗi APN, SGSN phải tìm địa IP GGSN thích hợp gửi yêu cầu tạo kết nối tới GGSN vừa tìm đ-ợc 122 4,5 Đ-ợc thực giống nh- thđ tơc kÝch ho¹t giao thøc sè liƯu gãi GPRS Do GGSN phát đ-ợc việc MS di chuyển vào vùng mạng nên nhận đ-ợc yêu cầu thiết lập kết nối,GGSN/FA đồng thời gửi tin quảng cáo đại lý tới MS Cách làm giảm đ-ợc l-u l-ợng giao diện vô tuyến trình đăng ký đ-ợc diễn nhanh Từ tin quảng cáo, MS nhận đ-ợc địa care-of FA gửi yêu cầu đăng ký với HA tới GGSN d-ới dạng l-u l-ợng ng-ời dùng GGSN/FA tách địa HA từ yêu cầu đăng ký đóng gói chuyển yêu cầu đến HA Sau nhận đ-ợc tin yêu cầu đăng ký từ GGSN/FA, HA gửi trở lại GGSN/FA tin trả lời đăng ký 10 Khi nhận đ-ợc tin trả lời đăng ký từ HA, GGSN/FA tách địa gốc MS để cập nhật tr-ờng địa mà đà đ-ợc bỏ qua thực hiƯn thđ tơc kÝch ho¹t giao thøc sè liƯu gãi, chuyển tiếp tin tới MS Cấu trúc tin thủ tục đăng ký đà xét hoàn toàn giống nh- thủ tục đăng ký Mobile IP thông th-ờng Mobile IP công nghệ độc lập đ-ợc tích hợp vào GPRS đó, không làm ảnh h-ởng đến kiến trúc hệ thống GPRS Các chức quản lý di động đ-ợc tách biệt rõ ràng, bao gồm: quản lý di động mạng dịch vụ quản lý di động giao diện vô tuyến Nhờ vậy, mà thông tin định tuyến gói tin đ-ợc quản lý cách độc lập với thông tin quản lý vị trí nhận thực thuê bao mạng di động Cùng với khả chuyển vùng IP có, việc hỗ trợ Mobile IP giúp cho nhà khai thác cung cấp giải pháp kết nối IP toàn diện cho hệ thống GPRS 123 Ch-ơng đà trình bày Mobile IP trình triển khai Mobile IP mạng GPRS Mobile IP cho phép thiết bị di động tự cấu hình điểm truy nhập Internet đ-ợc triển khai mạng truy nhập bao gồm mạng hữu tuyến (PSTN, ISDN, Ethernet, xDSL ) mạng vô tuyến (WLAN, GPRS, UTMS, ) Có hai phiên Mobile IP là: Mobile IPv4 Mobile IPv6 đây, tập trung trình bày vào giao thøc Mobile IPv4 víi c¸c néi dung nh-: cÊu tróc tin dùng giao thức, thủ tục đăng ký, tìm kiếm định tuyến gói tin Phần Mobile IPv6 đà trình bày đ-ợc hoạt động Mobile IPv6, đồng thời nêu đ-ợc số thay đổi từ Mobile IPv4 lên Mobile IPv6, cho phép mở rộng đ-ợc cấu trúc địa chỉ, tăng chiều dài địa từ 32 bits lên 128 bits giúp cho việc trao đổi liệu đ-ợc thực cách nhanh chóng hiệu quả.Cùng với phát triển mạnh mẽ thông tin di động hệ thứ 3, nhu cầu giao dịch di động ngày tăng, Mobile IPv6 tảng cho phát triển điện toán động mà cụ thể th-ơng mại điện tử di động t-ơng lai Phần cuối ch-ơng đà trình bày trình triển khai Mobile IP mạng GPRS Cùng với mạng truy nhập khác, việc hỗ trợ Mobile IP GPRS quan trọng Nó không cho phép thiết bị đầu cuối di chuyển từ PLMN sang PLMN khác mà cho phép thiết bị đ-ợc sử dụng thông qua nhiều mạng truy nhập khác nhau, bao gồm mạng hữu tuyến mạng vô tuyến Điểm quan trọng di chuyển nh- địa IP mạng không thay đổi Nhờ đó, liệu đ-ợc trao đổi theo h-ớng đi/đến trạm di động, lúc nào, đâu ng-ời sử dụng cấu hình lại địa mình, giảm đ-ợc chi phí tăng hiệu truyền dẫn 124 Kết luận tổng kết luận văn Luận văn đà trình bày cách hệ thống cấu trúc thành phần mạng thông tin di động GSM/GPRS, có khả đáp ứng nhu cầu dịch vụ môi tr-ờng Internet Bên cạnh đó, luận văn đ-a nhiều cấu hình nâng cấp từ mạng GSM lên mạng GSM/GPRS đà chọn cấu hình tối -u đảm bảo đ-ợc tính tối -u (về kinh tế kỹ thuật) tính mở mạng để dễ dàng phát triển mạng t-ơng lai Do hệ thống GPRS hệ thống đ-ợc phát triển dựa hệ thống GSM, nên việc sử dụng cách có hiệu nguồn tài nguyên sẳn có hệ thống quan tâm hàng đầu nhà khai thác mạng Luận văn đà đ-a giải pháp kết nối, quản lý phân bổ tài nguyên không gian địa IP cho đối t-ợng cụ thể Trên sở lựa chọn giải pháp phù hợp Mạng GPRS mạng thông tin di động nên việc đáp ứng nhu cầu chuyển vùng trạm di động cần thiết Luận văn đà trình bày chi tiết cách triển khai dịch vụ chuyển vùng dựa công nghệ Mobile IP Nhờ việc triển khai đơn giản không làm ảnh h-ởng đến cấu trúc cđa hƯ thèng, Mobile IP sÏ lµ xu h-íng tÊt yếu để kết nối mạng liệu Đề tài ®· më mét h-íng nghiªn cøu míi cho viƯc triển khai Mobile IP mạng thông tin tế bào Internet Những hạn chế h-ớng phát triển Tuy luận văn đà trình bày kỹ mạng GPRS, nh-ng mạng GPRS dạng thông tin tế bào Internet giai đoạn trung gian để tiến tới triển khai mạng thông tin di động hệ (3G) Với phát triển không ngừng thông tin di động Internet chắn mạng thông tin di động tế bào Internet phát triển việc nghiên cứu triển khai mạng thông tin di động 3G dựa công nghệ W-CDMA (UMTS) vấn đề mà tác giả quan tâm nghiên cứu thêi gian tíi Phơ lơc 1 B¶ng tèc độ kênh l-ợc đồ mà hoá GPRS Loại m· CS-1 (®é tin cËy cao nhÊt) CS-2 CS-3 CS-4 TØ lƯ m· 1/2 Tèc ®é ®èi víi khe thêi gian Kb/s 9,05 Tèc ®é ®èi víi khe thêi gian Kb/s 72,4 2/3 3/4 13,4 15,6 21,4 107,2 124,8 171,2 Bảng 2-1: Tốc độ kênh l-ợc đồ mà hoá GPRS Bảng tóm tắt kênh logic GPRS Nhóm Kênh Chức H-ớng truyền Kênh l-u l-ợng số liệu gói Kênh điều khiển quảng bá gói Kênh điều khiển chung gói PSTCH PBCCH PRACH Kênh l-u l-ợng Điều khiển quảng bá Truy nhập ngẫu nhiên (PCCCH) PAGCH Chấp nhận truy nhập PPCH Tìm gäi MS BSS MS BSS MSBSS MS BSS MS BSS MS BSS PNCH Thông báo Kênh điều khiển dành riêng gói PACCH Điều khiển liên kết MS BSS (PDCCH) PTCCH Điều khiển sớm định MS BSS thời Bảng 2-2 : Các kênh logic hệ thống GPRS Phụ lục Mét sè thuËt ng÷ dïng mobile ip ❖ Trạm di động-MN(Mobile Node) Là trạm mà thay đổi điểm kết nối từ mạng sang mạng khác; hay đ-ợc định nghĩa trạm thay đổi điểm liên kết với Internet Trạm di động máy tính (máy tính di động) định tuyến Trạm T-ơng đ-ơng (Correspondent Node) Là trạm ngang hàng với trạm di động trao đổi thông tin Trạm t-ơng đ-ơng trạm di động hay trạm cố định Địa gốc (Home Address) Là địa IP đ-ợc gán cố định cho trạm di động mạng gốc Địa care-of Là địa IP đ-ợc phân bổ cho trạm di động trạm chuyển đến mạng Tiền tố mạng địa IP tiền tố mạng Trong số địa care-of mà trạm di động có thời điểm có địa đ-ợc đăng ký với đại lý gốc đ-ợc gọi địa care-of Liên kết di động (Mobility Binding) Là kết hợp gồm giá trị: địa gốc trạm di động, địa care-of thời gian tồn lại (liftetime) kết hợp Đại lý gốc (Home Agent) Là trạm (th-ờng định tuyến) mạng gốc trạm di động, nơi mà trạm di động đăng ký địa care-of thời Khi trạm di chuyển đến mạng mới, đại lý gốc nhận gói tin gửi đến trạm di động mạng gốc, đóng gói chuyển gói tin đến địa care-of mà trạm di động đà đăng ký Đại lý (Foreign Agent) Là trạm (th-ờng định tuyến) mạng ngoài, nơi trạm di động có đ-ợc địa care-of Nó trợ giúp cho trạm di động nhận gói tin gói tin đ-ợc chuyển tới địa care-of Khái niệm đại lý có phiên giao thức Mobile IP Đại lý di động (Mobile Agent) Là trạm (th-ờng định tuyến) phục vụ cho trạm di động Đại lý di động đại lý gốc đại lý Tiền tố mạng gốc (Home Subnet Prefix) Là tiền tố mạng t-ơng ứng với địa gốc trạm di động Tiền tố mạng ngoµi (Foreign Subnet Prefix) Lµ bÊt kú tiỊn tè mạng tiền tố mạng gốc trạm di động Mạng gốc (Home Network) Là mạng mà tiền tố mạng gốc trạm di động đ-ợc định nghĩa Các chế định tuyến IP chuẩn chuyển gói tin, có đích địa gốc trạm di động, đến mạng gốc Mạng (Foreign Network) Là mạng mạng gốc trạm di động Đăng ký (Home registration) Là trình qua trạm di động thông báo cho đại lý gốc địa careof thời Sự di chuyển (Movement) Là thay đổi điểm kết nối Internet đến mạng khác với mạng tr-ớc đó.Nếu trạm di động không đ-ợc nối vào mạng gốc trạm di động đ-ợc gọi "rời khỏi mạng gốc" (away from home) Đóng gói (Encapsulation) Là trình sáp nhập gói IP gốc vào gói IP khác, làm cho tr-ờng phần tiêu đề gói IP cũ tạm thời tác dụng chúng Tunnel Là trình gói tin từ nguồn đ-ợc đóng gói lần chuyển đến đích trung gian (trong số tr-ờng hợp, đích trung gian đích cuối cùng); gói đ-ợc mở đ-ợc chuyển đến đích cuối Phụ lục Khái niệm địa care-of Khi trạm di động khỏi mạng gốc, Mobile IP phải sử dụng chế đ-ờng hầm (tunneling) để giữ địa gốc trạm di động không bị nhầm mạng gốc vị trí trạm Địa care-of điểm cuối đ-ờng hầm Nó địa đại lý mạng địa phụ trạm di động Tại đây, gói tin đ-ợc thiết lập lại đ-ợc gửi tới trạm di động nh- mạng gốc Giao thức Mobile IPv4 cung cấp hai ph-ơng thức để nhận địa care-of: Điạ colocated care-of: Là địa care-of mà trạm di động nhận đ-ợc thông qua số ph-ơng tiện mạng Trạm di động nhận đ-ợc địa thông qua giao thức DHCP Khi sử dụng địa colocated care-of, trạm di động hoạt động với tcách điểm cuối đ-ờng hầm phải thực việc mở/ thiết lập lại gói tin"tunneled" tới trạm Việc sử dụng địa colocated care-of có -u điểm cho phép trạm di động hoạt động mà không cần tới đại lý Tuy nhiên, ph-ơng pháp đòi hỏi phải cấp địa IP cho trạm di động Địa care-of đại lý Là địa care-of đ-ợc cấp đại lý thông qua tin quảng cáo đại lý Trong tr-ờng hợp này, địa care-of địa IP đại lý Khi đó, đại lý điểm cuối đ-ờng hầm Ngay nhận đ-ợc gói tin gửi tới từ đại lý gốc, đại lý tiến hành mở gói để tạo lại gói tin ban đầu chuyển đến trạm di động Cách nhận địa care-of có nhiều -u điểm cho phép nhiều trạm di động sử dụng chung địa care-of, nhờ tiết kiệm đ-ợc tài nguyên không gian địa IPv4 ngày c¹n kiƯt ... gprs 5.5 phân bổ địa ip 5.5.1 nhu cầu địa ip số dịch vụ 5.5.2 phân bổ địa ip cho thiết bị đầu cuối 5.5.3 phân bổ địa ip cho nút mạng Ch-ơng mobile ip mạng gprs 6.1 mobile. .. Mobile ipv6 6.1.3.5 Cơ chế phát ®¹i lý gèc Mobile ipv6 6.1.3.6 Đăng ký với đại lý gốc Mobile ipv6 6.1.2.7 Quá trình trao đổi thông tin Mobile ipv6 6.2 triÓn khai mobile ip mạng gprs. .. tin Mobile ipv4 6.1.3 mobile ipv6 6.1.3.1 Kh¸i qu¸t 6.1.3.2 Các tin điều khiÓn Mobile ipv6 6.1.3.3 CÊu tróc d÷ liƯu Mobile ipv6 6.1.3.4 Ph¸t hiƯn sù di chun Mobile