3. Khái niệm liên kết mạng
3.1. Mô hình liên kết mạng
Có hai mô hình chính của liên kết mạng giữa hai hoặc nhiều lĩnh vực IMS, được cơ quan tiêu chuẩn hóa, cũng như các nhà mạng di động và các ngành công nghiệp viễn thông. Đây là những "mô hình ngang hàng" và "mô hình Trung tâm". Hai mô hình là lựa chọn thay thế và đồng thời, bổ sung cho nhau. Mặc dù công nghệ để thực hiện những phương pháp tồn tại cho đến ngày nay, đó là một niềm tin nó sẽ được phổ biến rằng mỗi mô hình này sẽ phát triển và triển khai các kiến trúc IMS như một tiêu chuẩn "thực tế" . Ngang hàng dự kiến sẽ đi trước các mô hình Trung tâm vì yêu cầu kỹ thuật ít phức tạp của nó. Nói cách khác, sự ra đời của mỗi phương pháp trong số các mô hình này có thể sẽ tuần tự theo thời gian.
Một IPX (trao đổi IP) là một liên cung cấp dịch vụ mạng IP đóng cung cấp thấp và sự chậm trễ dự đoán được và đảm bảo QoS trong một môi trường được bảo đảm. [13] IPX là một sự tiến hóa và phát triển của các mạng GRX hiện có, giúp kết nối các nhà khai thác mạng PLMN khác nhau. Các yêu cầu về cung cấp dịch vụ IPX cũng giống như các nhà cung cấp GRX, nghĩa là mạng IPX phải tuân thủ các hướng dẫn liên PLMN cấu trúc GSMA [13], và các yêu cầu an ninh nêu trong cùng một tài liệu.
Sự tồn tại của mạng IPX là một điều cần thiết cho việc thực hiện các "mô hình Trung tâm ". "Mô hình Trung tâm" được tạo điều kiện bằng cách giới thiệu một IPX ủy quyền. Đây là một ủy quyền SIP với khả năng cung cấp bảo mật tốt hơn, QoS, và một phương tiện để quản lý lưu thông và phương tiện truyền thông luồng ảnh hưởng . Một IPX không nên bị nhầm lẫn với trao đổi IP vì mục đích và chức năng của nó sau này chỉ đơn giản là để tạo thuận lợi cho việc định tuyến lưu lượng IP giữa các nhà mạng, trong khi IPX sẽ cung cấp các phương tiện để kiểm soát lưu thông thông minh hơn, đưa ra quyết định dựa trên yêu cầu cho mỗi phiên đặc biệt, như trái ngược với chỉ định tuyến dựa vào địa chỉ
nguồn và đích. Một nhược điểm có thể là phân tích như vậy và ra quyết định nêu ra sự chậm trễ thêm lưu lượng truy cập và có thể làm tăng chi phí tổng thể.
Liên kết mạng IMS sẽ theo một mô hình tương tự như giai đoạn mà GSM và GPRS chuyển vùng liên mạng đã thể hiện trong quá khứ. Ban đầu, vì số lượng nhỏ của các nhà mạng điện thoại di động trong đó có một tên miền IMS đầy đủ chức năng, liên kết mạng giữa chúng có thể được xử lý thông qua các thỏa thuận song phương dựa trên các mối quan hệ kinh doanh trực tiếp. Điều này rất giống với những gì đã xảy ra khi các nhà mạng GSM đầu tiên quyết định thực hiện chuyển vùng giữa các mạng của họ. Trong giai đoạn sau, khi số lượng các lĩnh vực IMS đã tăng đáng kể, các hiệp định song phương sẽ là một lực cản khi họ không tỷ lệ. Như số lượng hiện tại của các nhà mạng di động là gần như 700, nó sẽ hầu như không thể xử lý tất cả các thỏa thuận đôi hợp lý giữa chúng một cách thuận tiện. Do đó ở giai đoạn này sẽ là cần thiết để giới thiệu các mô hình "Trung tâm", mà đến một mức độ lớn là những gì đã xảy ra với sự ra đời của mạng lưới vận GRX năm trước đây để thực hiện chuyển vùng và liên kết mạng dịch vụ trên toàn cầu. Kênh truyền ảo lưu thông giữa các nhà mạng qua mạng GRX hiện có là một giải pháp ngắn hạn và có thể được áp dụng trong giai đoạn đầu của việc triển khai IMS. Tuy nhiên, kể từ khi IMS đặt nhiều yêu cầu mới về mạng lưới kết nối về QoS, an ninh, lưu lượng lưu thông gia tăng, và dịch vụ mới mạng rất có thể biến đổi thành IPX mà là phù hợp hơn để xử lý lưu thông kiểm soát và sử dụng bởi vì các chức năng bổ sung của IPX ủy quyền . Nỗ lực tốt nhất định tuyến thông qua internet công cộng không phải là một giải pháp lâu dài như mong đợi nó không cung cấp QoS tổng thể cần thiết cho IMS.
Có lẽ, nếu lưu lượng truy cập liên kết mạng IMS là trong một quy mô rất nhỏ, sau đó Internet có thể được sử dụng như một mạng lưới kết nối. Điều này, tuy nhiên, sẽ không thể thực hiện được trong trường hợp người dùng yêu cầu mức bảo lãnh của QoS ví dụ về kế hoạch giá khác nhau.
3.1.1. Mô hình ngang hàng
Một mô hình ngang hàng rất có thể là cái đầu tiên của hai cách tiếp cận để liên kết mạng IMS được triển khai. Có nhiều lý do cho điều này - số lượng nhỏ của các bên tương tác tham gia vào giai đoạn đầu của IMS ảnh hưởng lẫn nhau, tránh những thay đổi đáng kể trong các mạng GRX hiện tại hoặc các mối quan hệ kinh doanh, hầu hết liên kết mạng IMS sẽ xảy ra đầu tiên "cục bộ" hay "khu vực (cấp quốc gia)" và chỉ sau một thời gian sẽ phát triển thành sự thật "quốc tế" liên kết mạng IMS vv. Mô hình này cung cấp cho sự tương tác nhanh chóng và tương đối dễ dàng giữa một số nhà mạng điện thoại di động trong một khu vực, với các mô hình kinh doanh có khả năng khác nhau, trong khi cùng một lúc thực hiện các bước cần thiết đầu tiên hướng tới liên kết mạng IMS toàn cầu.
Tuy nhiên, đã có một số, mặc dù không nhiều, nhà mạng quốc tế và các nhà mạng mạng di động ảo (MVNO), người có thể bắt đầu giới thiệu IMS trong suốt tất cả các mạng của họ phân tán trong các khu vực địa lý khác nhau. Ngang hàng là một lựa chọn hấp dẫn cho một mô hình ban đầu (theo thời gian), do tính đơn giản của nó, và thay đổi công nghệ tối thiểu mà phải được giới thiệu trước một liên kết mạng IMS thành công diễn ra. Hình 4 minh họa một kiến trúc ngang hàng IMS.
Hình 4. Kiến trúc liên kết mạng TMS ngang hàng
Trong hình vẽ trên, có 3 nhà khai thác di động khác nhau. Mỗi nhà khai thác có sở hữu miền IMS trong PLMN mà nó hoạt động. Trong trường hợp này sự liên kết mạng IMS sự vận chuyển này sẽ được chuyển đổi giữa hoạt động của các nhà khai thác tồn tại trong cấu trúc mạng GRX. Mỗi nhà khai thác có 1 thỏa thuận phân cấp dịch vụ (SLA) với các ngang hàng của nó cung cấp chất lượng đặc biệt của dịch vụ. Như đã chỉ ra ở hình 4, tất cả lưu lượng đã được chuyển giao thông qua hầm GRE qua mạng GRX (đơn giản qua IP). Có nghĩa là cả điều khiển lưu lượng và sử dụng lưu lượng đã được đóng gói tại viền của miền PLMN qua đường viền cổng và đã được định tuyến thông qua mạng GRX tới đích của nó.
Các ưu điểm của phương pháp này là bao gồm liên kết mạng, nhưng không bị giới hạn về:
- Sự phân phối nhân sự đơn
- Xuyên suốt tới GRX- đơn giản phương thức IP
- Giá thành liên kết mạng thấp và không thay đổi là cần thiết trong thỏa thuận giữa các nhà khai thác di động và các nhà khai thác GRX riêng biệt của họ.
Do đó mô hình này có khả năng là một trong đó sẽ được thực hiện trong giai đoạn đầu của liên kết mạng IMS
Một số nhược điểm là:
- Khó đảm bảo chất lượng dịch vụ thông qua đường biên của những miền khác nhau. Trong khi các nhà khai thác GPRS có SLAs với những người cung cấp dịch vụ GRX, mạng GRX là một mạng vận chuyển tốt nhất. không có nghĩa là việc định hướng chuyển giao dựa trên các đặc tính và yêu cầu. Cụ thể và điều chỉnh QoS là những thiếu sót hiện tại của GRX.
- Không có khả năng quản lý dựa trên phiên chuyển giao lưu lượng trong mạng GRX. Mặt khác, thiếu sót hạn chế quản lý do các nhà cung cấp mạng không bảo đảm thỏa thuận end-to-end của chất lượng dịch vụ. Để đảm bảo thỏa thuận và quản lý, các ứng dụng tương lai phải đạt được yêu cầu thỏa thuận mức độ QoS giữa nút gốc và đích và các gói dữ liệu phải được chuyển qua toàn bộ mạng theo như mức độ thỏa thuận QoS nhằm đảm bảo yêu cầu chất lượng điểm tới điểm. Tuy nhiên, các mức độ này có thể có trễ nhẹ và tăng giá thành.
- Khi số lượng các bên tương tác tăng đáng kể, sự chuyển giao của thỏa thuận lưu lượng IMS từng đôi yêu được yêu cầu bởi loại liên kết mạng này trở nên không thể kiểm soát, thậm chí số lượng SLAs giữa các nhà khai thác mạng PLMN và các nhà khai thác GRX sẽ tiếp tăng tuyến tính !
Phải nhắc tới việc thêm vào tiến trình này, có những tiến trình khác cho liên kết ngang hàng giữa miền IMS của các nhà khai thác PLMN khác như đường hợp đồng cho thuê. Trong trường hợp này, loại kinh doanh liên kết mạng trên cơ sở phụ thuộc hoàn toàn vào các thông số vật lý của đường hợp đồng cho thuê giữa 2 nhà khai thác mạng, và nhà khai thác GRX này sẽ không được dùng như 1 mạng vận chuyển. thêm nữa, sự luân phiên này có nghĩa là các sự liên kết này sẽ ban đầu đè nặng về tài chính cho các nhà khai thác mạng, những người sẽ làm việc với 1 mức giá cao cho những khách hàng sử dụng. trong khi tiến trình điểm điểm tránh được một vài nhũng nhược điểm đã nêu ra ở trên, nó vẫn còn là một giải pháp mở đố với tầm nhìn của các nhà khai thác mạng PLMN.
Một vai trò rất quan trọng trong mô hình liên kết mạng này là đã gọi cổng biên (BG) tại nơi đặt tại điểm biên mạng của mỗi nhà khai thác mạng. Trong những tiêu chuẩn ETSI TISPAN công biển được gọi là một người điều khiển biên phiên kết nối (ISBC). Nó không hoạt động và không thực hiện các phần tử chức năng thứ 3 của kiến trúc IMS.
Hàm điều kiển biên kết nối (IBCF) cung cấp toàn bộ điều khiển của biên tại nơi mà các nhà khai thác mạng khác nhau liên kết mạng. Hàm điều khiên kết nối biên cung cấp một vài cấp độ bảo mật cho lõi IMS do nó hoạt động như 1 chức năng con cổng liên kết mạng topô ẩn (THIG), được mô tả như phần 2.3 và 6.5.1. Thêm vào đó topo dựa trên báo hiệu ẩn cũng cung cấp mạng Ipv4-Ipv6 và phiên trình chiếu dựa trên địa chỉ nguồn và đích. Có nghĩa là IBCF sẽ chắc rằng dịch đúng giữa các giao thức là cần
phải làm nếu cần và lưu lượng cần thiết sẽ được thừa nhận thông qua tường lửa trong cả 2 hướng với yêu cầu tham số. Khi kết nối mạng không có SIP hoặc không có IPv6, nó bổ xung một hàm liên kết mạng (IWF) và các hoạt động băng thông và điều khiển nhận kết nối. Hàm điều khiển kết nối tác động qua lại với hàm cổng biên liên kết (I- BGF) để điều khiển các biên của miền này tại lớp vận chuyển thông qua địa chỉ mạng/ chuyển giao cổng (NAPT), hố tường lửa và các hàm khác.
Hàm liên kết (IWF) được dùng khi sự ánh xạ giao thức tín hiệu là cần thiết giữa mạng IMS trên cơ sở SIP và các mạng khác dùng hình H.323 hoặc các biên dạng SIP khác. Hàm cổng biên liên kết(I-BGF) cung cấp điểu khiển trên biên giữa các mạng khác nhau trên lớp 3 và lớp 4. Đây là hàm mà cung cấp hố tường lửa và chức năng NAT/NAPT, bảo vệ lõi IMS của mạng của các nhà khai thác mạng bằng các địa chỉ IP của các đơn vị dịch vụ trong mạng này và cùng thời điểm lọc gói hoạt động tại địa chỉ IP/mức cổng. một vài hàm của I-BGF bao gồm sự đánh giá chất lượng dịch vụ của dòng truyền thông và quản lý chất lượng dịch vụ của cả các gói băng thông. Tóm lại, bộ điều khiên biên phiên(SBC) cung cấp bảo mât, khả năng mở rộng và quản lý.
Bảo mật được cung cấp bởi sự bảo vệ của lõi IMS từ các tấn công DoS qua việc kiểm tra liên tục và phát hiện ra dòng tryền thông và tín hiệu nguy hiểm.
Bộ điều khiển phiên dễ dàng mở rộng bằng cách cung cấc các hàm để giảm tải trên các đơn vị lõi IMS cho các nhiệm vụ chuyên sâu như NAT và quản lý mật mã hóa. Khả năng quan lí đạt được bằng cách giảm số phần tử mạng do nó bao gồm một vài hàm IMS và được cung cấp quản lý hoạt động như kiểm tra QoS cho dòng truyền thông. Đây là mô hình đã được sử dụng trong hầu hết cá phần tử hiện hành của SBC. Trong khi nó phù hợp với sự triển khai qui mô nhỏ, sự hợp nhât một vài hàm trong 1 node có thể ngăn cản việc chia tỉ lệ. Bộ phận tải có thể phải tập trung và phân tách điều chế tín hiệu từ sự chuyển giao dòng truyền thông giảm tối thiểu độ trệ
3.1.2 Mô hình Hub
Mô hình Hub của liên kết mạng có khả năng là sự lựa chọn thứ 2 cho việc triển khai (chọn lọc thời gian) do nó yêu cầu nhiều hơn từ điểm nhìn công nghệ và những nơi yêu cầu thêm vào trên mạng GRX hơn những gì có trong ngày nay. Tuy nhiên, nó an toàn để kết luận rằng mô hình này của liên kết mạng có khả năng trở nên ưu thế hơn khi IMS phát triển rộng hơn và số lượng SLAs điểm điểm trở nên khó khăn trong quản lý. Do đó diễn biến có khả năng nhất cho liên kết mạng IMS quy mô toàn cầu. hình 5 mô tả kiến trúc mô hình Hub.
Sự tồn tại các điểm trao đổi mạng không cung cấp chức năng mô hình này yêu cầu. có một vài nguyên nhân, nhưng hầu như chắc chắn quan trọng nhất là những điểm
trao đổi này không đáp ứng yêu cầu cho IPX liên kêt GSM. Ngày nay thiếu hụt các điểm trao đổi mạng để phân phối cho các dịch vụ đã được dự đoán từ 1 mạng IPX. Chúng không thể cung cấp đảm bảo QoS, khả năng thanh toán, tăng khả năng quản lý đã được mở đầu bằng yêu cầu cho lưu lượng riêng rẽ và điều khiển phiên bởi IPX- proxies.
Hình 5. Mô hình trung tâm trong kiến trúc liên kết mạng IMS
Tương tự như mô hình điểm điểm, có 3 nhà cung cấp mạng khác, mỗi nhà cung cấp trong 3 nhà với IMS và PLMN tương ứng của chúng. 1 cổng biên xuất hiện trên mỗi biên nơi mà PLMN được kết nối tới mạng GRX, từ đó GRX cung cấp các nhà khai thác mạng với vài thiết bị đảm bảo và quản lý mạng.
Kiến trúc này mở đầu 2 đơn vị mới như ở hình 5. Đơn vị thứ nhất gọi là IPX proxy hay proxy thay đổi IP và đơn vị thứ 2 là chuyển vùng riêng biệt của điều khiển mặt phẳng lưu lượng. Phần quan trọng của mỗi đơn vị sẽ được thảo luận trong các phần dưới đây.
Sự đưa vào 1 nốt dịch vụ mới (proxy IPX) trong các mạng của nhà khai thác mạng GRX là sự thay đội quan trọng nhất cho mạng GRX. Nhằm chuyển các dịch vụ mong đợi từ proxy IPX sẽ cung cấp chức năng tương tự đã được bổ xung trong dịch vụ cổng biên. Với sự thay đổi này, mạng GRX tinh vi và có khả năng quản lý hơn. Proxy này còn cung cấp cho nạp liên sóng bất chấp sự gián đoạn của chức năng này trong mã hóa điểm điểm của lưu lượng. hiển nhiên, có mặt 1 sự thỏa hiệp giữa lòng ham muốn của người dùng cầncao và đảm bảo QoS và mức độ bảo mật đã được đưa ra nhằm bảo vệ lưu lượng mạng này. Proxy này còn được hiểu như là 1 cơ hội cho việc đa dạng hóa hơn của các mô hình cung cấp mạng doanh nghiệp. Coi là vai trò trung tâm, đảm bảo cho tất cả khách hàng của 1 nhà khai thác mạng cụ thể đã được kết nối. Tất cả proxy trong mạng phát triển này