Chương Các mạng không dây di động Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3rd edition Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004 Slide biên dịch sang tiếng Việt theo cho phép tác giả All material copyright 1992006 J.F Kurose and K.W Ross, All Rights Reserved SinhVienZone.com Các mạng không dây di động https://fb.com/sinhvienzonevn Chương 6: Nội dung trình bày  6.1 Giới thiệu Wireless  6.2 Các kết nối, đặc tính  CDMA  6.3 IEEE 802.11 wireless LANs (“wi-fi”)  6.4 Truy cập Cellular Internet   kiến trúc chuẩn (ví dụ: GSM) Tính di động  6.5 Các nguyên lý: định địa routing đến người dùng di động  6.6 Mobile IP  6.7 Quản lý di động mạng cellular  6.8 Tính di động giao thức lớp cao Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 6.1 Giới thiệu Wireless Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu Background:  số lượng thuê bao điện thoại di động (không dây) lớn có dây  mạng: máy tính xách tay, palm, PDA, điện thoại Internet truy cập Internet thời điểm  thách thức quan trọng (khác nhau)   truyền thông kết nối không dây (wireless) quản lý người dùng di động, người thay đổi vị trí kết nối với mạng Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 6.2 Các kết nối, đặc tính Các mạng khơng dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Các thành phần mạng di động hạ tầng mạng wireless hosts  laptop, PDA, IP phone  chạy ứng dụng  cố định di động  wireless khơng có nghĩa ln phải di động Các mạng khơng dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Các thành phần mạng di động hạ tầng mạng trạm sở  đặc trưng kết nối vào mạng có dây (wired)  relay - đáp ứng việc chuyển gói mạng có dây host khơng dây “vùng”  ví dụ: access point 802.11 Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Các thành phần mạng di động hạ tầng mạng kết nối wireless  đặc trưng dùng kết nối không dây đến trạm sở  dùng kết nối backbone  giao thức đa truy cập  tốc độ truyền liệu, khoảng cách truyền khác Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Các đặc tính chuẩn kết nối khơng dây 54 Mbps 5-11 Mbps 802.11{a,g} 802.11b 11 p-to-p link Mbps 802.15 3G UMTS/WCDMA, CDMA2000 384 Kbps 2G IS-95 CDMA, GSM 56 Kbps nhà 10 – 30m bên vùng trung bình vùng khoảng cách xa 50 – 200m 200m – 4Km 5Km – 20Km Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Các thành phần mạng di động hạ tầng mạng kiểu sở hạ tầng mạng  trạm sở kết nối không dây với mạng có dây  handoff: linh hoạt thay đổi trạm sở để cung cấp kết nối đến mạng có dây Các mạng khơng dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 10 Accommodating mobility with direct routing  anchor foreign agent (FA): FA visited network  liệu luôn route tới anchor FA  thiết bị di động di chuyển: FA thu xếp để liệu chuyển tiếp từ FA cũ (dây chuyền) foreign net visited lúc phiên làm việc bắt đầu anchor foreign agent WAN correspondent agent correspondent foreign agent foreign network Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 49 6.6 Mobile IP 6.7 Quản lý di động mạng cellular 6.8 Tính di động giao thức lớp cao Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 50 Mobile IP  RFC 3220  có nhiều đặc tính mà vừa xem qua:  home agents, foreign agents, đăng ký foreignagent, care-of-addresses, đóng gói (gói-bên trong-gói)  thành phần cần chuẩn hóa:  routing gián tiếp datagrams  phát agent  đăng ký với home agent Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 51 Mobile IP: routing gián tiếp gói foreign-agent-đến-thiết bị gói gửi home agent đến foreign agent: gói gói đích: 79.129.13.2 dest: 128.119.40.186 đích: 128.119.40.186 địa cố định: 128.119.40.186 đích: 128.119.40.186 Care-of address: 79.129.13.2 gói gửi correspondent Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 52 Mobile IP: phát agent  thông báo agent: foreign/home agents thông báo dịch vụ cách broadcasting thông điệp ICMP (typefield = 9) 16 ty p e = H,F bits: home / foreign agent 24 code = checksum = = s ta n d a rd I C M P f ie ld s ro u te r a d d re s s R bit: yêu cầu đăng ký ty p e = le n g t h r e g is t r a t io n lif e t im e sequence # RBHFM G V b it s re s e rv e d m o b ilit y a g e n t a d v e r t is e m e n t o r m o re c a re -o f- e x t e n s io n a d d re s s e s Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 53 Mobile IP: ví dụ đăng ký v is it e d n e t w o r k : 9 / hom e agent f o r e ig n a g e n t H A : 1 C O A : 9 ICM P agent adv C O A : … M o b ile a g e n t M A : 1 r e g is t r a t i o n r e q r e g is t r a t i o n r e q C O A : H A : 1 M A : 1 L if e tim e : 9 9 id e n tif ic a t io n : C O A : H A : 1 M A : 1 L if e tim e : 9 9 id e n tif ic a t io n : … e n c a p s u la tio n fo r m a t … r e g is t r a t i o n r e p ly t im e H A : 1 r e g is t r a t i o n r e p ly M A : 1 L if e tim e : 9 I d e n tif ic a t io n : e n c a p s u la tio n fo r m a t … H A : 1 M A : 1 L if e tim e : 9 I d e n tif ic a t io n : … Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 54 Các thành phần kiến trúc mạng cellular correspondent mạng điện thoại nối dây công cộng MSC MSC MSC MSC MSC mạng cellular khác nhau, điều hành nhà cung cấp khác Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 55 Quản lý tính di động mạng cellular  home network: mạng nhà cung cấp cellular mà bạn đăng ký  home location register (HLR): sở liệu mạng home chứa số lượng cell phone cố định, thông tin khác (các dịch vụ, hóa đơn)  visited network: mạng thiết bị di động thường trú  visitor location register (VLR): sở liệu với ghi cho user hành  home network Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 56 GSM: routing gián tiếp đến thiết bị di động home network HLR home MSC tra cứu HLR, lấy số hiệu roaming thiết bị di động visited network correspondent home Mobile Switching Center VLR Mobile Switching Center mạng điện thoại chuyển mạch công cộng gọi route đến home network home MSC thiết lập chiều thứ gọi đến MSC visited network mobile user visited network MSC visited network hoàn tất gọi thông qua trạm sở đến thiết bị di động Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 57 GSM: handoff với MSC  mục tiêu Handoff: route gọi thông qua trạm sở (không gián đoạn)  lý handoff: VLR Mobile Switching Center routing cũ  routing BSS cũ  BSS  tín hiệu mạnh đến/từ BSS (kết nối liên tục, tiêu hao lượng) cân tải: giải phóng kênh BSS GSM khơng nói thực handoff (chính sách), biết cách làm (cơ chế)  handoff khởi tạo BSS cũ Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 58 GSM: handoff với MSC VLR Mobile Switching Center BSS cũ BSS BSS cũ thông báo MSC để handoff, cung cấp danh sách BSS 1+ MSC thiết lập đường (cấp phát tài nguyên) đến BSS BSS cấp phát kênh radio cho user di động BSS thông báo cho MSC, BSS cũ: sẵn sàng BSS cũ “nói” với thiết bị di động: thực handoff với BSS thiết bị di động, BSS thơng báo để kích hoạt kênh thiết bị di động thông báo với BSS đến MSC: handoff hoàn tất MSC route lại gọi MSC-cũ-BSS giải phóng tài ngun Các mạng khơng dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 59 GSM: handoff MSC  home network correspondent Home MSC anchor MSC: MSC suốt gọi  gọi trì route thông qua anchor MSC  MSC thêm vào anchor MSC PSTN MSC MSC MSC (a) trước handoff cuối dây chuyền MSC giống thiết bị di động di chuyển vào MSC  IS-41 cho phép tùy chọn tối thiểu hóa để thu ngắn đường dây chuyền MSC Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 60 GSM: handoff between MSCs  home network correspondent Home MSC anchor MSC: MSC suốt gọi  gọi trì route thông qua anchor MSC  MSC thêm vào anchor MSC PSTN MSC MSC MSC (b) sau handoff cuối dây chuyền MSC giống thiết bị di động di chuyển vào MSC  IS-41 cho phép tùy chọn tối thiểu hóa để thu ngắn đường dây chuyền MSC Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 61 GSM với Mobile IP GSM Chú thích Mobile IP Home system Mạng chứa số điện thoại cố định user di động Home network Gateway Mobile Switching Center, “home MSC” HLR Home MSC: điểm tiếp xúc để lấy địa Home agent route HLR: sở liệu home MSC chứa số đt cố định, thơng tin bổ sung, vị trí user di động Visited System Mạng khác với hệ thống home, user di động thường trú Visited network Visited Mobile services Switching Center Visitor Location Record (VLR) Visited Mobile: đáp ứng cho việc thiết lập gọi đến/từ thiết bị di động cell kết nối với MSC VLR: dòng đăng ký tạm thời hệ thống visited, chứa thông tin đăng ký user Foreign agent Mobile Station Roaming Number (MSRN), “roaming number” Địa route cho đoạn gọi đt home MSC visited MSC, Care-of-address Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 62 Không dây, di động: ảnh hưởng đến giao thức lớp cao  ảnh hưởng tối thiểu … mô hình dịch vụ hướng hiệu tốt giữ nguyên khơng thay đổi  TCP UDP (và thực) chạy mạng không dây, di động  … hiệu quả:  gói mất/trễ lỗi bit (các gói bị hủy, trễ truyền lại) handoff  trễ làm suy giảm lưu thông thời gian thực  băng thông giới hạn kết nối không dây  Các mạng không dây di động SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 63 ... trí kết nối với mạng Các mạng khơng dây di động SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn 6. 2 Các kết nối, đặc tính Các mạng khơng dây di động SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn... output Các mạng không dây di động SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn 15 CDMA: nhiễu bên gửi Các mạng không dây di động SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn 16 6.3 Các LAN... SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn 6. 1 Giới thiệu Wireless Các mạng không dây di động SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn Giới thiệu Background:  số lượng thuê bao điện thoại di