Mobile IP trên mạng GPRS

Hồ văn phi Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội - Hå 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-¬ng tỉng vỊ m¹ng 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« tun-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 m¹ng 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 đặc tính kỹthuật hệ thống 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 cđa m¹ng gprs 2.1 giíi thiƯu chung vỊ gprs 2.1.1 sù ph¸t triĨn cña gprs 2.1.2 đặc tr-ng hệ thống 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 hƯ 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-ờng trú-hrl 2.2.10 trung tâm nhËn thùc-auc 2.2.11 tæng đài cổng dịch vụ sms(sms-gmsc) 2.2 12 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 nèi 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 thđ tơc qu¶n lýthuê bao di động 3.3 qu¶n lý trun tin gprs 3.3.1 định tuyến gói tin gprs 3.3.2 định tuyến gói tin ms ®ang di chun 3.3.3 xư lý l-u l-ỵng nút gsn 3.4 quản lý mạng gprs 3.4.1 qu¶n lý tÝnh c-íc 3.4.2 qu¶n lý thuª bao 3.4.3 quản lý lỗi 3.4.4 quản lý cấu hình Ch-¬ng lùa chọn công nghệ cho mạng gprs 4.1 khái qu¸t 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 dựa giao diện gb 4.2.3 mạng kÕt nèi dùa trªn giao diƯn gi 4.2.4 mạng kết nối dựa giao diện gp 4.3 số giải pháp cấu tróc 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 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 ip 6.1.1 tỉng quan vỊ mobile ip 6.1.1.1 Kh¸i qu¸t 6.1.1.2 Những yêu cÇu cđa Mobile ip 6.1.1.3 Các đặc tính Mobile ip 6.1.2 mobile ipv4 6.1.2.1 CÊu trúc 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 đại lý gốc 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 ®¹i 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 Thđ tơc đăng ký Mobile ip GPRS Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lôc 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 B¶ng tra cøu 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 Líp t-¬ng thÝch ATM Bé 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 thùc Border Gateway Border Gateway Protocol Base Station Controller Base Station Subsystem BSS GPRS Protocol Cỉng truy nhËp biªn Giao thức 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 cđa m¹ng GSM EIR Equipment Identification Register Thanh ghi nhËn dạng thiết bị 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 Kªnh tần số Kênh tần số song công Đa truy nhập phân chia theo tần số Giao thức chuyển tiếp 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 Bé 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 ®iỊu khiĨn Internet, ®-ỵc tÝch hỵp IP International Mobile Equipment Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế Identity International Mobile Subscriberr Số nhận dạng thuê bao di ®éng quèc tÕ Identity Internet Protocol Giao thøc Internet Internet Protocol Security Giao thøc b¶o mËt 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 §iỊu 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 mét quèc gia MN,MS Mobile Node, Mobile Station Tr¹m 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 thêi 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 liÖu gãi PDP Packet Data Protocol Giao thøc sè liÖu gói 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 ... 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. .. 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. .. 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