Nghiên cứu IP cho mạng 3G

III.1 GIỚI THIỆU Hai đặc tính chủ yếu của các mạng 3G là khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện và môi trường thường trú ảo (VHE:Virtual Home Environmet). Đây là một mạng có khả năng hỗ trợ các nhiều dịch vụ hơn ngoài thông tin thoại truyền thống (các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực,các ứng dụng dữ liệu như Word Wide Web và E-mail ).Sau đó là nơi mà người sử dụng các mạng 3G lưu trữ các sở thích và dữ liệu của họ .Chương này sẽ tìm hiểu cách thức các chức năng này được cung cấp trong một mạng IP. Điều này bắt đầu với việc thảo luận các khái niệm về quản lý phiên (Session Management).Một sự truyền tin đa phương tiện,như một cuộc gọi điện thoại –video, được gọi là một phiên.Có một số chức năng khác nhau được yêu cầu để hỗ trợ để cung cấp và hỗ trợ các phiên.Chương này đặc biệt tập trung vào các chức năng điều khiển mặt phẳng quản lý phiên .Tiếp theo sẽ tìm hiểu ngắn gọn các phiên hiện tại và chức năng VHE được sử dụng trong 2G/R99 UMTS và trong Internet.Bên trong Internet điều khiển mặt phẳng quản lý phiên đối với các dịch vụ thời gian thực.Hai giao thức chính để thực hiện vai trò này sẽ được xem xét.H.323 hiện tại đang được sử dụng,ngược lại SIP (Session Initiation Protocol) là một chuẩn IETF mới hơn .SIP bao gồm trong các thế hệ tiếp theo của chuẩn UMTS.Chương này sau đó sẽ xem xét các ví dụ về sức mạnh của IP,cách đặt nó vào sử dụng trong mạng 3G, đặc biệt cách nó được sử dụng để liên kết giữa mạng điện thoại truyền thống và mạng IP,và cách SIP có thể cho phép đạt được các dịch vụ cao cấp của mạng.Trong suốt chương này,SIP được xem xét trong bối cảnh tương lai,di động và Internet đa phương tiện.

pdf56 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2682 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu IP cho mạng 3G, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
của chúng qua Internet. IPV4 di động tối ưu hoá định tuyến định nghĩa sự mở rộng hoạt động của giao thức IP di động cơ sở để cho phép các Node tương ứng duy trì một liên kết đến một hoặc nhiều Node di động.Tối ưu hoá định tuyến cũng cho phép một phương tiện để đại lý ngoài của trước của Node di động thông báo tin cậy các liên kết di động mới của Node di động,cho phép các datagram đang đi đến đại lý ngoài trước của Node di động được chuyển đến địa chỉ chuyển mạng mới của nó.Thông báo này cũng cho phép bất cứ tài nguyên nào được sử dụng bởi Node di động tại đại lý ngoài trước ( Như các kênh vô tuyến dành riêng) được giải phóng ngay lập tức. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 36 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU “TUNNELLING” NGƯỢC: IPV4 có thể mất chất lượng do vấn đề bức tường lửa (hoặc tổng quát hơn,một router mà thực hiện lọc đầu vào.Một Node di động sử dụng địa chỉ thường trú của nó như địa chỉ nguồn của nó,nhưng một bức tường lửa cho rằng tất cả các gói trong mạng của nó sử dụng một dạng topo địa chỉ nguồn chính xác(Ví dụ sử dụng cùng tiền tố mạng ) và do đó sẽ loại bỏ các gói từ Node di động. Để khắc phục điều này,một phần mở rộng sẽ được thêm vào, được gọi là “Tunnelling”ngược.Nó thiết lập một “Tunnel”ngược ,ví dụ từ địa chỉ chuyển mạng đến đại lý thường trú.Các gói được gởi sau đó được giải đóng gói tại đại lý thường trú và phân phối đến Node tương ứng với địa chỉ thường trú như địa chỉ nguồn IP. NHÁNH NGANG NAT (Network Address Translation/Translator): Tương tự IPV4 di động cũng có thể kém chất lượng từ vấn đề thực tế với sự dịch địa chỉ mạng (NATs).NAT được sử dụng rộng rãi trong các mạng IPV4,bởi vì sự thiếu địa chỉ của các địa chỉ IPV4.Chúng cho phép nhiều Node di động “ở đằng sau” một NAT để chia sẽ chỉ một ít địa chỉ chung,và thực vậy để nhiều node chia sẽ đồng thời cùng một địa chỉ,trong khi sử dụng số cổng khác nhau.Sau nữa là vấn đề đặc biệt khó giải quyết cho IP di động:HA (hoặc) CN “tunnel”các gói,sử dụng sự đóng gói IP trong IP đến địa chỉ chuyển mạng định tuyến chung của Node di động,khi các gói đạt được NAT,nó phải dịch địa chỉ sang địa chỉ chuyển mạng cá nhân thực của Node di động,nhưng nếu nhiều node di động cùng chia sẽ một địa chỉ nó không thể thực hiện điều này,một đề xuất giải quyết cho vấn đề này là sử dụng sự đóng gói IP trong UDP ,phần header UDP mang các thông tin thêm vế số cổng, để cho phép NAT nhận dạng đúng Node di động. SỰ THIẾU ĐỊA CHỈ: Thậm chí khi FA-CoAs được sử dụng,Node di động vẫn cần một địa chỉ thường trú.Sự thiếu các địa chỉ của IPV4 có nghĩa là một ISP hoặc một nhà điều hành mạng sẽ phải cấp cho mỗi người sử dụng một địa chỉ động (thông qua DHCP). CÁC ĐẠI LÝ NGOÀI: Sự cần thiết để triển khai các đại lý ngoài có lẽ là một chướng ngại vật lớn nhất cho vấn đề triển khai IPV4 di động,nó là một phần thêm vào mà nhà điều hành mạng phải mua,các đầu cuối di động sẽ bị mất dịch vụ nếu nó di chuyển đến một mạng khác mà không có các đại lý ngoài,nó phải thực thi bảo mật khó hơn,bởi vì các đại lý thường trú phải tin tưởng các đại lý ngoài và nó là một áp lực đối với nguyên lý thiết kế IP đầu cuối đến đầu cuối,bởi vì có một điểm trong mạng thay đổi gói. ĐỊA CHỈ CHUYỂN MẠNG CÙNG VỊ TRÍ: Một Node di động có thể đạt được địa chỉ chuyển mạng bằng 2 phương pháp: v Node di động sử dụng địa chỉ của đại lý ngoài như địa chỉ chuyển mạng của nó và đại lý ngoài đăng ký “địa chỉ chuyển mạng đại lý ngoài”này (FA-CoA) với đại lý thường trú.Vì các gói được chuyển ngầm từ HA đến FA,tại đây FA giải đóng gói và chuyển các gói ban đầu trực tiếp đến Node di động. v Node di động đạt được một địa chỉ chuyển mạng cho chính nó,thông qua DHCP và đăng ký “co-located CoA” (CCoA) trực tiếp với HA hoặc qua FA.Các gói được chuyển ngầm từ HA được giải đóng gói bởi chính Node di động. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 37 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Lợi ích chính của phương pháp FA-CoA cần ít địa chỉ IPV4 vì nhiều host di động có thể được đăng ký tại cùng một FA.Vì các địa chỉ IPV4 là rất khan hiếm,nó thường được ưu tiên . Một node di động có thể đạt được một địa chỉ “co-located” khi nó không thể tìm được một đại lý ngoài trên mạng ngoài. Địa chỉ “co-located” đạt được sử dụng các chuẩn kỹ thuật như DHCP.Mỗi lần đạt được địa chỉ “co-lacoted” ,node di động thực hiện thủ tục đăng ký IP di động để đăng ký địa chỉ với đại lý thường trú,khi đăng ký thành công,nó tạo yêu cầu định tuyến và các cổng Tunnelling. Một node di động với một địa chỉ chuyển mạng “co-located” do đó hoạt động như một đại lý ngoài để đăng ký với mạng thường trú. VẤN ĐỀ BẢO MẬT: Đầu cuối di động hoặc máy tính không dây hoặc môi trường truyền thông là không an toàn so với môi trường hữu tuyến.Hầu hết các máy tính di động sẽ kết nối đến mạng thông các liên kết vô tuyến.Như vậy các liên kết có thể bị nghe trộm hoặc các loại tấn công khác của những kẻ xấu.Có các phương pháp sau để bảo mật cho IP di động như sau: BẢN TIN CÁC MÃ NHẬN THỰC: Các đại lý thường trú và các node di động sẽ được hỗ trợ nhận thực .Thuật toán mặc định để thực hiện sự nhận thực là MD5 với một khoá gồm 128 bit.Chế độ hoạt động mặc định là cả dữ liệu đến trước và sau sẽ bị rối tung,bởi một khoá 128 bit , đó là MD5 được sử dụng trong chế độ tiền tố cộng hậu tố, đại lý ngoài cũng hỗ trợ nhận thực sử dụng khoá MD5 và độ dài khoá là 128 bit hoặc lớn hơn SỰ BÍ MẬT: Các người sử dụng này mà không muốn các người khác lấy trộm dữ liệu có thể sử dụng cơ cấu mã hoá.Nếu vị trí riêng tư tuyệt đối được yêu cầu,node di động có thể tạo một đường ngầm đến đại lý thường trú của nó.Tất cả các datagram được định trù gởi đến các node tương ứng sẽ xuất hiện bắt đầu từ mạng thường trú và điều này rất khó để các hacker xác định vị trí của node di động. Thực hiện bảo mật IP cho IP di động để bảo vệ các gói được gởi lại từ hoặc đến một node di động để đề phòng sự tấn công của hacker.Ngoài ra các cơ cấu này cũng hỗ trợ các gói được gởi bởi các node di động đi qua bức tường lửa của mạng ngoài hoặc mạng thường trú.Sự chuẩn hoá của việc này vẫn được thực hiện bởi IETF và thiết kế hiện tại hỗ trợ sự đóng gói IP trong IP và chỉ giữa node di động và đại lý thường trú của nó. IV.4.3 IPv6 DI ĐỘNG (MIPv6) TỔNG QUAN MIPv6: Sự khác biệt chính giữa các giải pháp đề nghị cho Ipv4 và Ipv6 đó là : trong Ipv4 lưu lượng chuyển đến host di động hầu hết luôn được quản lý thông qua một đại lý ngoài ,ngược lại trong Ipv6, đại lý ngoài không tồn tại nữa và nó được giả định rằng Node di động luôn có thể đạt được một địa chỉ chuyển mạng thuộc quyền sở hữu của mạng ngoài. Đại lý ngoài của MIPv4 về cơ bản được hình thành để giảm bớt yêu cầu về các địa chỉ IP bằng cách chia sẽ cùng địa chỉ chuyển mạng cho nhiều node di động.Một đại lý ngoài được tạo ra nó có thể tránh được gánh nặng về vấn đề giới hạn của không gian địa chỉ IP. Điều này không thành vấn đề đối với Ipv6 ,hầu như không hạn chế về không gian địa chỉ và cơ cấu cấu DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 38 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU hình tự động hiệu quả.Node di động có thể sử dụng các kỹ thuật này (như DHCPv6) để đạt được một địa chỉ hợp lý trong mạng ngoài. Hình IV.10: IP di động cho Ipv6 SỰ KHÁC NHAU GIỮA MIPv4 VÀ MIPv6: Ø MIPv4 cho phép sử dụng các đại lý ngoài (FA) để chuyển lưu lượng,do đó yêu cầu một địa chỉ chuyển mạng cho nhiều node di động.Nó cũng hỗ trợ sử dụng các địa chỉ chuyển mạng “co-located” (CcoA).Ngược lại MIPv6 chỉ hỗ trợ các địa chỉ chuyển mạng “co- colated”. Ø Tối ưu hoá định tuyến là một phần thêm vào của Ipv4,ngược lại nó là một phần không thể thiết trong đặc tả Ipv6. Điều này bởi vì tất cả các node Ipv6 phải hỗ trợ đích tuỳ chọn “địa chỉ thường trú” Ipv6.Phần tuỳ chọn này cho phép node di động thiết lập địa chỉ nguồn IP đến địa chỉ chuyển mạng của nó,trong khi yêu cầu node tương ứng để thay thế nó với địa chỉ thường trú để xử lý lớp cao hơn. Ø Tối ưu hoá định tuyến Ipv4 di động yêu cầu lưu lượng phải được chuyển ngầm giữa host tương ứng và node di động.Trong MIPv6,các gói có thể được chuyển mà không cần tunnelling,vì địa chỉ nguồn luôn là địa chỉ chuyển mạng . Ø Trong MIPv4, đại lý thường trú (HA) phải tham gia trong quá trình thiết lập tối ưu hoá định tuyến.Tromg MIPv6,node di động có thể khởi đầu một định tuyến tối ưu trực tiếp đến host tương ứng (không có sự tham gia của HA),do đó nhanh hơn và hiệu quả hơn. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 39 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Ø Trong MIPv4, địa chỉ chuyển mạng (CoA), đạt được từ một FA hoặc qua DHCPv4.Trong MIPv6 địa chỉ chuyển mạng (CoA),có thể đạt được qua Ipv6 không trạng thái và cơ chế cấu hình tự động địa chỉ. Ø Trong MIPv4,tách riêng các bản tin IP di động riêng biệt được yêu cầu để truyền thông tin với FA,và HA,và nếu tận dụng tối ưu hoá định tuyến ,với các host tương ứng.Trong MIPv6,thông tin riêng biệt có thể có thể được chứa trong các gói dữ liệu. Ø Trong MIPv4 đường ngầm ngược được yêu cầu để tránh các vấn đề lọc đầu vào,vì các gói được gởi với địa chỉ thường trú như địa chỉ nguồn.Trong MIPv6,các gói có thể được gởi với địa chỉ chuyển mạng như địa chỉ nguồn,do đó tránh được vấn đề lọc đầu vào. Ø MIPv4 cung cấp cơ chế bảo mật cho chính nó,ngược lại MIPv6 tận dụng bộ giao thức Ipsec. CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT: Ipv6 cung cấp một số đặc tính bảo mật .Các đặc tính chính là: · Bảo vệ cập nhật liên kết đến các đại lý thường trú. · Bảo vệ cập nhật liên kết đến các node tương ứng. · Bảo vệ chống lại các loại tấn công thông qua địa chỉ đích thường trú tuỳ chọn. · Bảo vệ đường ngầm giữa node di động và đại lý thường trú. · Ngăn chặn định tuyến header có thể bị tấn công. · Ngăn chặn các tấn công từ chối dịch vụ đến cơ cấu bảo mật MIPv6 của chính nó. IV.4.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA SIP VÀ IP DI ĐỘNG Phần trước, SIP được ứng dụng cho cá nhân di động đã được xem xét.Tuy nhiên SIP cũng có thể được sử dụng cho đầu cuối macromobility. Một node di động đăng ký lại với cơ sở dữ liệu định vị SIP của nó mỗi lần nó đạt được một địa chỉ IP mới, điều này giống như cập nhật liên kết đến đại lý thường trú trong IP di động.Một node tương ứng muốn liên lạc với một node di động phải gởi một INVITE SIP, để liên lạc với server SIP của node di động.Nếu đây là proxy server,nó chuyển INVITE đến node di động với địa chỉ IP hiện tại của nó,ngược lại nếu đây là redirect server,nó thông báo cho node tương ứng địa chỉ IP của node di động để nó có thể yêu cầu trực tiếp. Điều này làm chúng ta nhớ lại hoạt động của IP di động lần lượt có tối ưu hoá định tuyến và không có tối ưu hoá định tuyến. Nếu node di động di chuyển trong khi thực hiện cuộc gọi,nó có thể gởi đến node tương ứng yêu cầu INVITE khác (với cùng nhận dạng cuộc gọi ) với địa chỉ mới. Điều này rất giống với phiên di động đã được mô tả ở trên. Như vậy,có sự khác nhau nào giữa SIP và IP di động cho đầu cuối di động không?Trong khi IP di động yêu cầu sự cài đặt của các đại lý thường trú và sự thay đổi hệ thống hoạt động của đầu cuối di động (và các node tương ứng nếu tối ưu hoá định tuyến được sử dụng).SIP yêu cầu sư hiện diện của các server SIP và host đó và các host tương ứng chạy trên giao thức SIP.Vì vậy câu hỏi được đặt ra là SIP hay IP di động giao thức nào sẽ được sử dụng thành công hơn.Lợi thế của SIP là chức năng rộng của nó và các ứng dụng của nó trong IMS (Internet Multimedia Subsystem) của UMTS R5,ngược lại những người ủng hộ IP di động có thể lưu ý đến tuổi thọ của nó và ứng dụng trong 3GPP2. Dĩ nhiên cũng có nhiều khả năng được tin rằng cả SIP và IP di động sẽ hỗ trợ lẫn nhau.Có một số khả năng có thể xãy ra.Ví dụ,SIP có thể được sử dụng cho cá nhân di động và DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 40 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU IP di động cho đầu cuối macromobility,bằng cách đăng ký địa chỉ thường trú với SIP server,ngược lại SIP server có thể sử dụng đại lý thường trú như bộ đăng ký định vị của nó hoặc đầu cuối di động có thể đăng ký địa chỉ chuyển mạng của nó với SIP server. IV.5 ĐẦU CUỐI MICROMOBILITY IV.5.1GIỚI THIỆU Rõ ràng để cung cấp khả năng micromobility (macromobility) chỉ đơn giản là sử dụng IP di động.Tuy nhiên hiện tại có một số vấn đề cần được giải quyết là: Chuyển giao có thể thực hiện chậm,bởi vì đầu cuối di động phải báo hiệu sự thay đổi địa chỉ chuyển mạng (CoA) của nó đến đại lý thường trú. Điều này mất một khoảng thời gian khá lâu nếu đại lý thường trú ở xa,có lẽ trong một quốc gia khác. IP di động có thể ảnh hưởng tới các giao thức chất lượng dịch vụ (QoS),do đó thực hiện chất lượng dịch vụ rất khó khăn.Ví dụ ,IP di động sử dụng các đường ngầm,các gói header chứa thông tin chất lượng dịch vụ,trở nên không tác dụng. Thay vào đó,các nhà nghiên cứu đề nghị rằng cần có một giao thức chuyên dụng hơn để giải quyết vấn đề đầu cuối micromobility.Chúng ta sẽ thừa nhận rằng trong các thảo luận dưới đây các gói “không biết làm sao” được phân phối đến cổng của một mạng thâm nhập,nếu không chúng bắt đầu trong một mạng thâm nhập. Có một số lượng lớn công việc đối với vấn đề đầu cuối micromobility,với nhiều ý tưởng khác nhau và các giao thức được đề nghị. Nói chung có 2 hướng giải quyết đối với micromobility: Ø Các sơ đồ cơ bản IP di động-đây là sự mở rộng của IP di động cơ sở .Chúng được mô tả bằng cách sử dụng đường ngầm và nói chung bằng cách đầu cuối di động đạt được một địa chỉ chuyển mạng mới mỗi lần nó chuyển mạng. Ø Chuyển mỗi host-đây là giới thiệu một giao thức định tuyến động lớp 3 trong mạng thâm nhập.Nói chung, đầu cuối di động giữ địa chỉ chuyển mạng của nó trong khi nó vẫn còn trong mạng thâm nhập. Có 2 mục đích chung để hoàn thiện IP di động cơ sở: Ø Giảm gánh nặng báo hiệu bằng cách giới hạn các bản tin cập nhật trong mạng thâm nhập hoặc một phần của nó. Điều này được thực hiện bằng cách giới thiệu các chức năng di động trên một,hoặc nhiều hoặc tất cả các router trong mạng thâm nhập,vì vậy đại lý thường trú có thể vẫn không biết rằng host di động đã di chuyển. Ø Tăng tốc độ chuyển giao,do đó từ quan điểm của đầu cuối di động,các ứng dụng của nó không thấy một sự trễ đáng kể hoặc bị mất gói.Vì vậy các chuyển giao là,tách biệt lần lượt được gọi là “nhanh” và “phẳng” hoặc “liền một mảnh” nếu cả 2 được sử dụng. IP DI ĐỘNG-CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN: Các đại lý di động nội bộ: Chúng được giả định rằng các vấn đề của IP di động xãy ra do sự báo hiệu ngược về đại lý thường trú khi đầu cuối di động ở khoảng cách xa, điều này có thể được giải quyết bằng cách giới thiệu một đại lý di động proxy nội bộ.Theo phương pháp này khi đầu cuối di động thay đổi địa chỉ chuyển mạng của nó,yêu cầu đăng ký thường không phải gởi đến đại lý thường trú nhưng vẫn “được chia vùng”.Các sơ đồ này chủ yếu liên quan tới việc giảm tải báo hiệu ,so với IP di động cơ sở. Các sơ đồ cơ bản-chuyển giao “nhanh và phẳng” IP di động: DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 41 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Điều này nói đến một loại khác của “thủ thuật” được giới thiệu để thực hiện chuyển giao không đường nối cho IP di động. Ý tưởng quan trọng nhất là sử dụng các thông tin bổ sung để thực hiện chuyển giao tốc độ cao cho một chuyển giao sắp xảy ra.Các biện pháp chính là để đạt được một địa chỉ chuyển mạng mới để đầu cuối di động có thể sử dụng ngay khi nó di chuyển vào một router thâm nhập mới và để xây dựng một đường ngầm tạm thời giữa các router thâm nhập mới và cũ, để chặn bất cứ gói nào bị mất trong khi các bản tin cập nhật liên kết đang được gởi. Các sơ đồ chuyển mỗi host: Trong sơ đồ mỗi host,thông tin về vị trí của các đầu cuối di động được truyền đi qua nhiều router trong mạng thâm nhập.Trong các phần đã thảo luận phía trước,sự ánh xạ giữa một bộ nhận dạng đầu cuối di động và bộ định vị của nó được phân phối đúng hơn là được tập trung.Thông tin vị trí đơn giản cho biết vị trí router kế tiếp để chuyển các gói đến, đúng hơn là đích cuối cùng của nó.So với IP di động cơ sở,các sơ đồ này có liên quan tới việc giảm tải báo hiệu và tăng tốc độ chuyển giao. 3 công nghệ chuyển mỗi host được thảo luận tỉ mỉ là: Ø Các sơ đồ mới: Các sơ đồ này giả định rằng nó là một sự thiết kế mới tốt nhất,giao thức định tuyến động lớp 3 để hoạt động trong một mạng thâm nhập.Giao thức mới lắp đặt các cổng chuyển vào mỗi host di động bên trong mạng thâm nhập.Các giao thức quan trọng là Cellular IP và Hawaii(Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastrusture) đã được sử dụng Ø Các sơ đồ cơ bản-MANET: Các giao thức MANET được thiết kế đầu tiên cho các mạng di động đặc biệt, ở đây các host và router đều di động,không có cấu trúc cố định và thường thay đổi dạng topo mạng.Rõ ràng,do đó giao thức MANET có thể đối phó với tình trạng của chúng ta, ở đây có một cấu trúc cố định và chỉ có các host là có thể di động . Các sơ đồ cơ bản-Multicast: Các giao thức multicast được thiết kế để hỗ trợ các kết nối điểm đến đa điểm.Một địa chỉ CoA-multicast được cấp cho một host di động để nó có thể cung cấp cho các router láng giềng được quyền quãng bá tham gia vào nhóm multicast thực của host di động,trước khi hoặc trong lúc chuyển giao. Ý tưởng này có thể hình dung như một trung tâm quãng bá vị trí hiện tại của host di động nhưng cũng bao gồm cả nơi mà nó có thể di chuyển đến. Tóm lại ,các sơ đồ chuyển mỗi host có các đặc điểm sau: Các địa chỉ IP được cấp không liên quan đến vị trí hiện tại của đầu cuối di động trong mô hình mạng. Điều này về cơ bản khác với địa chỉ IP được cấp trong mạng Internet thông thường. Không có sự đóng gói và tháo gói các gói. Báo hiệu được đưa vào để cập nhật các router di động riêng biệt, điều này được giải thích bởi nhiều router trong mạng thâm nhập. IV.5.2 IP DI ĐỘNG-CÁC GIAO THỨC CƠ SỞ CÁC SƠ ĐỒ ĐẠI LÝ DI ĐỘNG NỘI BỘ: Các giao thức này đưa ra một đại lý di động nội bộ,giống như một router chuyên dụng về cơ bản hoạt động như một proxy nội bộ cho đại lý thường trú.Khi đầu cuối di động di chuyển,nó thường chuyển giao giữa 2 router trong cùng một đại lý di động nội bộ,vì vậy nó chỉ DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 42 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU cần cho đại lý di động này biết, đại lý thường trú và node tương ứng vẫn không biết có sự di chuyển.Có 2 lợi ích đạt được ở đây là: Giảm được số lượng báo hiệu-có ít thông điệp hơn (chỉ có cập nhật nội bộ, đúng hơn là chỉ có báo hiệu đến đại lý thường trú-định tuyến tối ưu-và một báo hiệu đến node tương ứng) và các bản tin được truyền đi khoảng cách ngắn hơn. Giảm được số lượng chuyển giao-bởi vì cập nhật chỉ phải gởi đến đại lý di động nội bộ. Phương pháp cơ bản cũng giống như chuẩn địa chỉ thường trú và địa chỉ chuyển mạng, đầu cuối di động phải có thêm một địa chỉ chuyển mạng (CoA) để liên kết với đại lý di động nội bộ, đại lý thường trú biết đại lý di động nội bộ nào đầu cuối di động đang ở đó,ngược lại đại lý di động có thể chuyển ngầm các gói đến các router thâm nhập phù hợp.Một host tương ứng gởi các gói của nó đến đại lý thường trú hoặc đại lý di động nội bộ sau khi tối ưu hoá định tuyến. Phương pháp này cũng được đề nghị rằng có thể là các đại lý di động nội bộ có thứ bậc để các gói sẽ chuyển ngầm liên tục từ một đại lý đến đại lý kế tiếp. ĐĂNG KÝ VÙNG CHO Ipv4 DI ĐỘNG: Đăng ký vùng giới thiệu một đại lý cổng ngoài (GFA:Gateway Foreign Agent) và các đại lý vùng ngoài tuỳ chọn. Đầu cuối di động có thể sử dụng địa chỉ chuyển mạng cùng vị trí hoặc địa chỉ chuyển mạng đại lý ngoài. Địa chỉ này được gọi là “CoA nội bộ” và được đăng ký với GFA,ngược lại địa chỉ của GFA được đăng ký với đại lý thường trú như địa chỉ CoA của đầu cuối di động. Đại lý ngoài có các cờ có giá trị “1” trong thông báo của nó, để cho biết rằng đăng ký vùng đang hoạt động trong mạng thâm nhập,thông báo cho biết địa chỉ của GFA cũng như địa chỉ của FA. Hai loại bản tin mới được đưa ra:yêu cầu đăng ký vùng và đáp ứng đăng ký vùng.Các bản tin này cũng như đối với MIPv4 thông thường ,nhưng được sử dụng cho đăng ký vùng với GFA. ĐĂNG KÝ THƯỜNG TRÚ: Khi đầu cuối di động thay đổi GFA hoặc hoặc di chuyển đến một mạng thâm nhập mới,nó thực hiện một đăng ký thường trú. Điều này bao gồm gởi một yêu cầu đăng ký MIPv4 đến GFA với vùng địa chỉ chuyển mạng bằng với địa chỉ GFA,và với địa chỉ CoA của đầu cuối di động bao gồm trong đại lý ngoài thứ bậc mở rộng.GFA cập nhật danh sách du khách của nó và sau đó gởi các yêu cầu đăng ký đến đại lý thường trú. YÊU CẦU ĐĂNG KÝ VÙNG: Khi đầu cuối di động di chuyển đến một FA mới nhưng vẫn trong cùng một GFA,nó thực hiện một đăng ký vùng. Điều này bao gồm gởi một yêu cầu đăng ký vùng đến GFA để cho GFA biết địa chỉ CoA nội bộ mới của nó,GFA không cho đại lý thường trú biết.Nếu các GFA đang được sử dụng,có thêm một sự rắc rối, đó là có thể các đường ngầm có hướng đi sai nếu đầu cuối di động di chuyển trở lại FA trước.Giải pháp là giải toả đăng ký dứt khoát các lối vào cũ bằng cách gởi một bản tin cập nhật liên kết với thời gian sống bằng “0” đến địa chỉ CoA trước của đầu cuối di động. Do đó sau khi bắt đầu đăng ký thường trú với đại lý thường trú,tiếp theo các đăng ký di động có thể khoang vùng trong mạng thâm nhập. MIPv6 CÓ THỨ BẬC: DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 43 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Điều này tương tự như đăng ký vùng,sự khác nhau chủ yếu là các thuật ngữ -Ví dụ, đại lý di động nội bộ thì được gọi là MAP (Mobility Anchor Point).Có 2 chế độ hoạt động. Trong chế độ cơ bản IP di động có thứ bậc,một đầu cuối di động đạt được địa chỉ chuyển mạng (CoA) của nó (được gọi là một địa chỉ CoA vùng ,RCoA) thông qua chuẩn cấu hình tự động không trạng thái địa chỉ (Nó bao gồm tiền tố mạng con của MAP cộng với bộ nhận dạng giao diện của đầu cuối di động ). Đây là địa chỉ định tuyến toàn cầu để đại lý thường trú (và các node tương ứng,sau đó là tối ưu hoá định tuyến) định tuyến,nói cách khác RCoA, định tuyến các gói đến MAP của đầu cuối di động. Để định tuyến các gói đến các đường còn lại,mỗi lần đầu cuối di động di chuyển nó gởi đến MAP một cập nhật liên kết với địa chỉ chuyển mạng trên liên kết mới của nó (LCoA : on-link Care-of Address). Đầu cuối di động cần phát hiện các MAP gần nó.Một giải pháp là MAP gởi đi một thông báo router MAP (Đây là một thông báo router thường xuyên với phần mở rộng chứa địa chỉ toàn cục của MAP).Các bản tin này được truyền bá qua mạng thâm nhập cho đến khi nó đến được các router thâm nhập mà phát nó qua môi trường vô tuyến.Vì vậy một đầu cuối di động có thể lắng nghe các thông báo và cập nhật khi chúng di chuyển đến một vùng mới của MAP, đầu cuối di động sau đó có thể đạt được một RCoA mới và các cập nhật liên kết MIPv6 thường xuyên đến đại lý thường trú của nó và các Node tương ứng.Hơn nữa các phần mở rộng có thể cho biết “độ ưu tiên” của MAP,và số hop đến MAP. Đặc tính mới nhất là nó có thể cho phép đầu cuối di động lựa chọn một MAP ở xa nếu nó đang di chuyển với tốc độ cực nhanh, để giảm tần số cập nhật vào MAP và một MAP gần nếu nó đang liên lạc với một node tương ứng như đề xuất trong hình: CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN-IP DI ĐỘNG “ NHANH VÀ PHẲNG”: Phần này sẽ giới thiệu các phương pháp đặc trưng để có thể thực hiện chuyển giao “phẳng hơn” (các gói không bị mất) và nhanh hơn ( Các gói đến đầu cuối di động với độ trễ nhỏ hơn).Không giống như các kỹ thuật di động nội bộ ở trên,các phương pháp này không liên quan đến việc giảm tải báo hiệu. Các phương pháp cơ bản có thể được sử dụng như sau: Hai địa chỉ chuyển mạng (CoA): Trên thực tế đây là một đặc tính của IP di động,và ứng dụng nếu đầu cuối di động có khả năng lắng nghe 2 liên kết cùng một lúc (thiết lập trước khi ngắt).Với điều kiện là một đầu cuối di động được phép giữ địa chỉ chuyển mạng cũ của nó trong một khoảng thời gian ngắn sau chuyển giao,nó có thể chấp nhận các gói đến từ các liên kết cũ hoặc mới. Điều này có nghĩa là khi một đầu cuối di động thực hiện chuyển giao,các gói mà đã được gởi trước khi cập nhật liên kết đến đại lý thường trú (đến địa chỉ chuyển mạng cũ) sẽ vẫn liên kết với đầu cuối di động và được thừa nhận bởi nó. Các sơ đồ “IP di động nhanh” mới mở rộng ý tưởng này để ngắt kết nối trước khi chuyển giao.Một đầu cuối di động có thể thiết lập CoA mới của nó trong khi vẫn tham gia vào router thâm nhập cũ. Điều này làm tăng tốc độ xử lý đăng ký khi đầu cuối di động di chuyển đến router thâm nhập mới. Liên kết đồng thời và “packet Bi-casting”: Đây là một đặc tính tuỳ chọn trong MIPv4.Một đầu cuối di động đặt cờ “S” trong yêu cầu đăng ký của nó và đại lý thường trú hiểu điều này như một yêu cầu để giữ lại các liên kết di động trước đó ,cũng như thêm vào liên kết mới ( Vì “S” cho biết liên kết đồng thời).Các gói DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 44 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU đến sau từ một node tương ứng có thể được sao lại (“bi-casted”) bởi đại lý thường trú,với mỗi bản copy gởi đến một CoA. Đường ngầm tạm thời: Đây là một đặc tính tuỳ chọn khác của IP di động mà các sơ đồ “IP di động nhanh” được đề xuất mở rộng. Ý tưởng cơ bản là thiết lập một đường ngầm tạm thời từ CoA trước đến CoA mới.Do đó các gói đến từ các node tương ứng mà chưa được cho biết CoA mới sẽ được chuyển đến đầu cuối di động.Trong MIPv6,giải pháp đó là trong khi tại điểm tham gia mạng cũ của nó, đầu cuối di động phát hiện (từ các thông báo router) một router nội bộ mà có khả năng hoạt động như một đại lý thường trú.Bây giờ khi đầu cuối di động kết nối với một liên kết mới và nhận CoA mới của nó,nó gởi một cập nhật liên kết đến router này với một vùng thiết lập đặc biệt (bit đăng ký thường trú) để yêu cầu router hoạt động như một đại lý thường trú tạm thời sau đó nó có thể chặn địa chỉ các gói đến CoA cũ và chuyển ngầm chúng đến đầu cuối di động tại CoA mới của nó.Giống ý tưởng đã được thấy trong phần mở rộng tối ưu hoá định tuyến của Ipv4 di động. Đầu cuối di động thêm vào một khai báo đại lý ngoài trước vào cập nhật liên kết của nó, điều này là lý do FA mới gởi gởi một cập nhật liên kết đến FA trước, để thiết lập một đường ngầm giữa FA trước và CoA mới ( Một FA cho biết rằng nó có hỗ trợ chuyển gói bằng cách thiết lập cờ “S” trong thông báo đại lý của nó . Ở đây “S” được sử dụng cho chuyển giao phẳng). Chuyển giao nhanh cho MIPv6: Ý tưởng chính của giao thức này là đầu cuối di động biết trước router thâm nhập nào kế tiếp phù hợp trước khi nó chuyển giao đến đó.Ví dụ, đến từ việc đo công suất hoặc tỷ số tín hiệu trên nhiễu hoặc biết sự di chuyển của một đầu cuối di động.Vì vậy một vài hoạt động có thể thực hiện trước khi chuyển giao-nếu có yêu cầu,chuyển giao có thể bắt đầu trước khi node di động có kết nối với router thâm nhập mới.Phương pháp này tương tự như các mạng tế bào hiện tại, ở đây đầu cuối di động thông báo cường độ tín hiệu từ các trạm gốc gần,do đó cho phép mạng có kế hoạch chuyển giao. Các ý tưởng cơ bản là: Ø Cho phép node di động định dạng một CoA mới trước khi nó di chuyển đến router thâm nhập mới ,vì vậy nó có thể sử dụng CoA mới ngay khi nó kết nối với router thâm nhập mới. Điều này loại trừ được trễ trong IP di động từ xử lý đăng ký,mà chỉ có thể bắt đầu kết nối sau khi chuyển giao lớp 2 đến router thâm nhập mới được hoàn tất.Có một giả định ngầm rằng đầu cuối di động chỉ có khả năng kết nối với một AR riêng biệt ,ngắt trước khi thiết lập,nếu không thì đặc tính đầu cuối di động ở trên (2 CoA) có thể được sử dụng. Ø Bảo đảm rằng các gói không bị mất trong khi chuyển giao bằng cách thiết lập một đường ngầm tạm thời giữa AR cũ và mới Chuyển giao nhanh cho MIPv4: Chuyển giao nhanh cũng được xem xét cho MIPv4.Hiện tại có nhiều sự khác biệt so với chuyển giao nhanh MIPv6 và trên thực tế MIPv4 nhanh hiện tại bao gồm 2 kỹ thuật khác nhau được gọi là “Pre-registration” và “Post-registration”. Phương pháp “Pre-registration” có cùng ý tưởng như MIPv6 nhanh ở trên,bởi vì một thông báo proxy router từ đại lý ngoài cũ được sử dụng để cho node di động biết đại lý ngoài mới sắp tới. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 45 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Phương pháp “post-registration” thì hơi khác.Nó giống IP di động thông thường hơn,bởi vì không có sự thiết lập đăng ký node di động với FA mới cho đến sau khi đầu cuối di động có một thiết lập liên kết lớp 2 với nó.Thay vào đó,một vài phần khởi đầu lớp 2 là do mạng để thiết lập một “bi-directional edge tunnel” (BET) giữa các FA cũ và mới .FA cũ “bicast” các gói đến FA mới,vì vậy khi đầu cuối di động thiết một kết nối lớp 2 với FA mới,ngay lập tức nó thu được các gói đường xuống của nó.Nó cũng gởi các gói ngay lập tức -vẫn sử dụng địa chỉ chuyển mạng cũ của nó như địa chỉ nguồn-bởi vì FA mới chuyển ngầm các gói đến FA cũ , ở đây các gói được giải đóng gói và chuyển đi,nếu không đặt đường ngầm,FA mới có thể lọc các gói bởi vì địa chỉ nguồn là không rõ ràng.Trong lúc đó đầu cuối di động đang nhàn rỗi ,nó sử dụng chuẩn IP di động để đăng ký CoA mới,rồi sau đó dĩ nhiên nó cần báo cho FA cũ dừng “Bicasting” và giải phóng đường ngầm. IV.5.3 CÁC GIAO THỨC CHUYỂN MỖI HOST ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG: Các giao thức này sử dụng một sơ đồ chuyên dụng để lắp đặt chuyển mỗi host. Ý tưởng chung ở đây là thông tin được lưu trữ trong các router khác nhau truyền đi thông qua mạng thâm nhập.Một luồng dữ liệu gói đi vào mạng thâm nhập (AN) tại gateway.Gateway tìm kiếm các cổng đầu ra tốt nhất của nó để sử dụng.Sau đó nó chuyển các gói đến đến cổng đã được chọn đến hop router kế tiếp.Tại router đó,quá trình xử lý được lặp lại.Cuối cùng các gói sẽ được chuyển đến router thâm nhập để đầu cuối di động tham gia.Do đó chúng ta thấy rằng: Thông tin về vị trí của đầu cuối di động được phân phối từ đầu đến cuối mạng thâm nhập. Các gói được chuyển đến đầu cuối di động mà không có sự chuyển ngầm hoặc dịch địa chỉ. Do đó một đầu cuối di động giữ địa chỉ của nó trong lúc nó ở trong mạng thâm nhập-đây là sự tương phản chính đối với các sơ đồ đường ngầm cơ sở ,ví dụ đầu cuối không phải đạt được một địa chỉ chuyển mạng mới mỗi lần nó di chuyển đến router thâm nhập mới. Các công việc chính của giao thức mỗi host là: Ø Phân phối chuyển thông tin đến các router khác nhau. Ø Duy trì chuyển tiếp thông tin. Ø Cập nhật thông tin chuyển tiếp khi đầu cuối di động di chuyển.Một khái niệm quan trọng là “cross-over router” đó là một router mà ở đó các đường từ các router thâm nhập mới và cũ được rẽ ra. Vì vậy khi một đầu cuối di động chuyển giao,”cross-over router” phải thay đổi đầu vào chuyển mỗi host của nó. Điều này đạt được bằng cách đầu cuối di động gởi một bản tin cập nhật định tuyến khi nó di chuyển để cài đặt đầu vào mới như yêu cầu. Nói chung các sơ đồ mỗi host bằng cách cấu hình báo hiệu đến vùng nội bộ,ví dụ các router thâm nhập gần và “cross-over router” lượng báo hiệu sẽ giảm so với IP di động cơ sở và chuyển giao sẽ suôn sẽ hơn.Các giao thức này sẽ đạt được hiệu quả như thế nào điều đó còn phụ thuộc vào dạng topo mạng cũng như chi tiết của giao thức.Các giao thức cũng thêm vào các công nghệ khác nhau để đạt được chuyển giao hoàn thiện hơn.Nói chung luồng gói đường lên chỉ đơn giản đi theo đường định tuyến mặc định ,chuyển đến các node tương ứng. 3 giao thức chuyển mỗi host cho IP micromobitity được thảo luận sau đây Các giao thức mới-Cellular IP và HAWAII: DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 46 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Khi một đầu cuối di động bật máy hoặc đi vào một mạng thâm nhập nó gởi một gói trên đường định tuyến mặc định (đường ngắn nhất) đến gateway,mỗi router giữ một lối vào ánh xạ nhận dạng của đầu cuối di động (địa chỉ thường trú của nó) đến các đầu cuối lân cận.Do đó các gói đường xuống có thể được phân phối đến đầu cuối di động dễ dàng bằng cách tiếp theo các chuỗi của các ánh xạ lưu trữ liên kết với đầu cuối di động đó,như đảo chiều đường đi. Chuyển tiếp các lối vào là trạng thái mềm,chúng cần làm tươi định kỳ hoặc sau một thời gian time out chúng sẽ bị huỷ. Phát hiện chuyển giao thì đơn giản và giống như IP di động.Nó được làm việc tại lớp 3,nó dựa vào việc nghe các thông báo từ một router thâm nhập mới.Sau đó nó thiết lập một kết nối mới và gởi một bản tin cập nhật.Hoạt động của Cellular IP được mô tả ở hình sau: Hình IV.11: Trước khi chuyển giao. Node tương ứng Gateway mạng thâm nhập Cross-over router Node di động Router Thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Datagram gởi đến (v4) hoặc qua (v6) gateway. Định tuyến các gói đến đầu cuối di động DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 47 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Hình IV.12: Trong lúc chuyển giao( trong ngoặc giải thích ứng dụng trường hợp chuyển giao semi-soft:mỗi lần bản tin cập nhật định tuyến đi đến cross-over router các gói được bi-casted đến cả router thâm nhập cũ và mới) Đầu cuối di động Di chuyển Node tương ứng Gateway mạng thâm nhập Cross-over router Các gói bi-casted tại Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Cập nhật định tuyến(cờ S được thiết lập) Cập nhật định tuyến(không thiết lập cờ S) Cập nhật định tuyến (thiết lập cờ S) Định tuyến các gói đến đầu cuối di động Đường báo hiệu DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 48 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Hình IV.13:Sau khi chuyển giao Node tương ứng Gateway mạng thâm nhập Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Node di động Datagram gởi đến (v4) hoặc qua (v6) gateway. Định tuyến các gói đến đầu cuối di động DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 49 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Hình IV.14:Sơ đồ chuyển tiếp Hình IV.15:Sơ đồ không chuyển tiếp Cellular Ipv4: Thêm vào các đặc tính chung được mô tả ở trên,các đặc tính đặc trưng của cellular IP là: Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Nodi di động 1 2 3 4 5 6 7 Node di động Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới 1 2 3 4 5 6 7 DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 50 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU ü Đầu cuối di động được nhận dạng bởi địa chỉ thường trú của nó,cho tận đến các đầu cuối di động có liên quan,gateway hoạt động như đại lý ngoài của đầu cuối di động và vì vậy địa chỉ của gateway được sử dụng như địa chỉ CoA của nó. ü Các cuộc gọi từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động được định tuyến qua gateway,dù là nhiều hướng định tuyến tồn tại. ü Định tuyến cập nhật gói chuyển đi trong tất cả các đường đến gateway,cài đặt các lối vào đến cross-over router và làm tươi các lối vào. Điều này đảm bảo rằng các luồng gói đi theo các đường định tuyến ngắn nhất đến đầu cuối di động.Các lối vào cũ. ü Cellular Ipv4 có thể sử dụng các gói dữ liệu thông thường như các bản tin làm tươi ngầm. ü Cellular Ipv4 trên thực tế nói đến “các node cellular IP” đúng hơn là các router. Ý tưởng là tạo một thiết bị để giảm các router và vì vậy rẻ hơn. ü Có một loại luân phiên của chuyển giao được gọi là “semi-soft” mục đích là để tạo chuyển giao hiệu quả hơn và được ứng dụng khi đầu cuối di động có thể lắng nghe các truyền dẫn từ AR cũ động thời khi gởi đến AR mới.Phương pháp này về cơ bản giống như liên kết đồng thời trong IP di động, đầu cuối di động tạo một cờ “S” trong bản tin cập nhật gói định tuyến để cross-over node hiểu như một chỉ dẫn để chuyển các luồng gói đến các AR cũ và mới. Cellular Ipv6: Cellular Ipv6 là sự nâng cấp của Ipv4 với 2 sự thay đổi chính so với cellular Ipv4. ü Đầu cuối di động được nhận dạng bởi địa chỉ chuyển mạng của nó (co-located), để nó giữ trong khi nó ở trong một mạng thâm nhập,vì vậy không cần có gateway hoạt động như một đại lý ngoài (trái ngược với cellular Ipv4). Địa chỉ chuyển mạng đạt được thông qua cấu hình tự động Ipv6 không trạng thái(Địa chỉ chuyển mạng là tiền tố subnet Ipv6 của gateway cộng với nhận dạng giao diện của đầu cuối di động ). ü Một loại chuyển giao khác được thêm vào, được gọi là “Indirect semi-soft”. Điều này thừa nhận rằng một host di động không thể lắng nghe AR hiện tại trong khi gởi một cập nhật định tuyến gói đến AR mới (như yêu cầu bởi chuyển giao semi-soft) .Thay vào đó khi một host di động quyết định chuyển giao,nó gởi một cập nhật gói đến AR hiện tại . Địa chỉ đích của các gói này là AR mới ,và nó thiết lập cờ “I”.Khi một AR mới nhận được gói này nó hiểu rằng nó như một chỉ dẫn để tạo một cập nhật gói semi-soft thông thường. HAWII: Các đặc tính đặc biệt của HAWII là: Đầu cuối di động đạt được một địa chỉ chuyển mạng cùng vị trí,khi nó không ở trong vùng thường trú của nó, để nó giữ trong khi nó ở trong cùng vùng HAWII. Các cuộc gọi từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động được định tuyến trên các hướng định tuyến sẳn có ,không cần thiết qua gateway. Đầu cuối di động gởi các bản tin đăng ký IP di động thông thường.Tại router thâm nhập,các khởi đầu HAWII này được truyền trong một vùng.Mục đích là để hoạt động của HAWII được ẩn từ đầu cuối di động. Cập nhật định tuyến chỉ đi đến cross-over router. Các bản tin làm tươi được tạo từ hop đến hop,do đó cho phép sự kết hợp của chúng. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 51 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Có 2 phương pháp khác nhau để mạng thực hiện chuyển giao. “Sơ đồ chuyển tiếp” được dùng khi đầu cuối di động có thể kết nối đến chỉ một AR riêng biệt.Nó dẫn đến các luồng gói dữ liệu đang chuyển đầu tiên từ AR cũ đến AR mới trước khi nó được chuyển đến cross-over router.Tuy nhiên “Sơ đồ không chuyển tiếp” được sử dụng khi đầu cuối di động có thể kết nối đến 2 AR đồng thời.Các luồng gói dữ liệu đường xuống được chuyển đến Cross-over router ngay khi ngay khi bản tin cập nhật đường đến nó,và vì vậy không có chuyển các gói từ AR cũ. MANET-GIAO THỨC CƠ SỞ-MER-TORA: Hiện tại chỉ có một đề xuất cho loại này:MER-TORA.Hoạt động của nó được mô tả như ở hình IV.16.MER-TORA xây dựng trên giao thức định tuyến đặc biệt TORA. Hình IV.16:Trước khi chuyển giao Độ cao biễu diễn đối với đích,ví dụ host di động.Chỉ có 2 yếu tố của độ cao được biễu diễn:mức tham khảo(Được giảm để cho biết đầu cuối di động đã di chuyển) và delta (Biểu diễn tổng số hop từ mức tham khảo).Các độ cao được sắp xếp thứ tự từ mức tham khảo đến delta. (0,3) (0,3) (0,3) (0,3) (0,0) (0,2) (0,2) (0,4) ANG ANR AR (0,1) Node di động Node tương ứng Định tuyến các gói đến đầu cuối di động Hướng liên kết (từ router có độ cao cao hơn đến router có độ cao thấp hơn) (x,y) độ cao của node DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 52 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Trong TORA mỗi host và router có một “độ cao” liên kết với nó.Một gói được định tuyến dốc xuống từ nguồn đến đích của nó.Giao thức TORA gán cho tất cả các host một độ cao thích hợp và sau đó tác động trở lại thích hợp đến bất kỳ sự thay đổi nào trong mô hình định tuyến để đảm bảo rằng vẫn có một định tuyến xuống đến đích.Chú ý rằng độ cao được gán với một đích riêng biệt. “Độ cao” có 5 yếu tố liên quan đến nó,nhưng trong trường hợp của một mạng cố định, độ cao của một node về cơ bản là tổng số hop của nó đến đích.Một node có thể có nhiều liên kết xuống đến đích. Điều này có nghĩa rằng TORA đối phó được với các mạng mắc lưới (không phải thứ bậc).Nếu một liên kết bị ngắt và đây là liên kết cuối cùng đến đích,giao thức TORA tác động lại tự động bằng cách cố gắng tìm một đường định tuyến mới, độ cao sau đó trở nên phức tạp hơn một số hop đơn. Hình IV.17:Trong khi chuyển giao Khi ứng dụng TORA trong một mạng thâm nhập,có một số thay đổi được đề nghị.Thứ nhất để phản ánh rằng mạng thâm nhập là ổn định hơn MANET,TORA được sử dụng. Điều này bao gồm thỉnh thoảng truyền bá một gói tối ưu hoá qua mạng để khởi đầu lại định tuyến cho các node hoặc các liên kết bị lỗi.Thứ hai,một cơ chế chỉ định địa chỉ hiệu quả được đề (0,3) (0,3) (0,3) (0,2) (0,2) (0,1) (-1,0) (-1,1) (0,4) Node di động Node Tương ứng ANG ANR AR Định tuyến các gói đến đầu cuối di động (x,y) Độ cao của node Hướng liên kết (từ router có độ cao cao đến router có độ cao thấp hơn) Đường ngầm tạm thời DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 53 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU nghị, ý tưởng này là mỗi AR là một khối các địa chỉ IP và thuật toán TORA được sử dụng cho tiền tố địa chỉ này,khi một host di động bật máy và tham gia vào một AR,nó được gán một trong các địa chỉ IP của nó,,mỗi địa chỉ này đã được đăng ký(trong cơ sở dữ liệu định vị SIP hoặc tại đại lý thường trú MIP) ,các gói được định tuyến đến AR sử dụng TORA.Do đó, định tuyến tiền tố cơ sở cho phép các AR và bất cứ một đầu cuối cố định được liên lạc. Thứ 3,một vài thứ phải được làm khi đầu cuối di chuyển,tiền tố cơ sở định tuyến đến các host di động này sẽ không làm việc nữa.Một giải pháp để sử dụng TORA trên host di động,nhưng điều này sẽ phải lắp đặt một host định tuyến đặc biệt cho host di động trong suốt mạng thâm nhập.Thay vào đó chúng ta sẽ sử dụng tiền tố cơ sở để định tuyến qua hầu hết mạng thâm nhập,và chỉ thêm vào một vài host định tuyến đặc biệt gần “rìa”của mạng thâm nhập.Một sự mở rộng của TORA đã được đưa ra để thực hiện điều này.Cơ chế này được gọi là MER-TORA và ý tưởng là gởi một gói UNICAST-UPDATE từ AR mới đến AR cũ (dọc theo đường định tuyến tiền tố cơ sở TORA) để lắp đặt các lối vào host đặc biệt khi nó di chuyển(lối vào chỉ độ cao mới của node đối với host di động ). Kế tiếp khi đầu cuối di động tắt máy, địa chỉ IP sẽ được gởi trở lại AR-chỉ định và host đặc biệt định tuyến bị xoá (về cơ bản điều này được xử lý như chuyển giao đến AR ban đầu). Cuối cùng nó cũng đề nghị một kế hoạch chuyển giao,host di động sẽ cho AR cũ biết AR nào nó sẽ chuyển giao đến. AR cũ sau đó có thể xây dựng một đường ngầm tạm thời đến AR mới. Điều này cho phép định hướng lại các gói có thể sẽ bị mất trong khi host đặc trưng định tuyến đang được lắp đặt. Ý tưởng giống như Ipv6 nhanh.Tương tự ,một đường ảo giữa các AR có thể được sử dụng để trao đổi các bản tin. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 54 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU Hình IV.18: Sau khi chuyển giao Các sơ đồ cơ sở-multicast: Các giao thức multicast được thiết kế để hỗ trợ các kết nối điểm đến đa điểm,ví dụ phân phối Internet vô tuyến hoặc TV đến mọi người.Nguyên lý cơ bản ứng dụng multicast cho tính di động là cấp một địa chỉ multicast đến đầu cuối di động,khi nó di chuyển, để thêm một router mới trên cây multicast và ngắt liên kết với AR cũ. Ý tưởng này đó là địa chỉ multicast được cấp đến đầu cuối di động là chung, định tuyến toàn cầu, điều này yêu cầu sự quản lý trên phạm vi rộng của địa chỉ multicast qua mạng Internet công cộng, điều này là không thể thực hiện được. Một ý tưởng hợp lý hơn là giữ các địa chỉ multicast riêng cho mạng thâm nhập và sử dụng địa chỉ của gateway như địa chỉ chuyển mạng. Điều này cho phép ứng dụng multicast được ẩn từ mạng Internet rộng hơn,nhưng đòi hỏi gateway hoạt động như một đại lý ngoài, để giải đóng gói các luồng gói để tìm ra địa chỉ thường trú của đầu cuối di động,tìm kiếm địa chỉ (0,3) (0,3) (0,3) (0,2) (-1,2) (0,4) (-1,1) (-1,3) (-1,0) Host di động Host tương ứng ANG ANR AR Định tuyến gói đến đầu cuối di động Hướng liên kết (Từ router có độ cao cao hơn đến router có độ cao thấp hơn). (x,y): độ cao của node DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 55 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU multicast phù hợp, đóng gói gói ban đầu trong một gói multicast và sau đó gởi nó vào trong cây multicast. AR sau đó giải đóng gói và phân phối nó đến đầu cuối di động. Có 2 loại giao thức multicast-chế độ thưa thớt và chế độ đông đúc và các giao thức di động được đề nghị cho mỗi loại. IV.6:SO SÁNH CÁC GIAO THỨC MOCROMOBILITY IV.6.1:HOẠT ĐỘNG Tất cả các giao thức thực hiện cùng phương pháp nhưng sử dụng các bản tin khác nhau cho các bản tin và các node. Ý tưởng chủ đạo là cập nhật đường được khoanh vùng –chúng chỉ di chuyển giữa cross-over router và các router thâm nhập cũ và mới . Điều này nhằm giảm đến mức tối thiểu số lượng báo hiệu và cũng đảm bảo rằng xử lý cập nhật đường là nhanh chóng. Hình IV.19:So sánh sự chọn lựa các giao thức micromobility,biễu diễn các bản tin trong chuyển giao.MER-TORA: định tuyến mặc định các điểm đầu vào chuyển đến địa chỉ được cấp cho router-có sự giả định rằng đây là AR cũ.Ngoài ra giả định IP di động có tính di động toàn cầu.HMIPv6: định tuyến mặc định các điểm đầu vào chuyển đến MAP (Mobility Anchor Point),giả định địa chỉ chuyển mạng vùng (RCoA) nhận dạng MAP.Hawii: định tuyến mặc định các điểm đầu vào chuyển đến DRR(Domain Root Router ), đây là thuật ngữ của Hawii cho cổng mạng thâm nhập(ANG). IV.6.2 CẤU TRÚC Có nhiều cấu trúc lựa chon để một giao thức IP micromobility thực hiện. Ở đây,chúng ta xem xét 4 loại: Cổng m Cổng y Cổng z Cổng v Cổng r1 (lớp 2) Cổng r2 Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới HMIPv6,MER-TORA:ANG Hawii:DRR HMIPv6:MAP Hawii,MER-TORA:cross-over router HMIPv6:cập nhật liên kết IP di động + cờ M Hawaii:thiết lập cập nhật đường MER-TORA:Cập nhật hướng unicast HMIPv6:không có bản tin Hawii:thiết lập cập nhật đường MER-TORA:cập nhật hướng unicast. HMIPv6:Cập nhật liên kết IP di động +cờ M Hawii:yêu cầu đăng ký lại Ipv4 di động +địa chỉ của AR cũ MER-TORA:cập nhật hướng unicast DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM THI ẾT K Ế T ỐT NGHI ỆP NGHI ÊN C ỨU IP CHO 3G GVHD:TH.S V Õ TR Ư ỜNG S ƠN Trang 56 SVTH: NGUY ỄN HO ÀNG NHU ü Sử dụng thông tin lớp liên kết hay lớp IP là tốt hơn để tìm ra một đầu cuối khi nó đã di chuyển đến một router thâm nhập khác? ü Chuyển giao được được điều khiển bởi đầu cuối di động hay mạng? ü Chuyển giao sử dụng kỹ thuật đệm gói ,hoặc “bi-casting” hay cả 2? ü Có bao nhiêu giao thức riêng biệt để quản lý di động? Phần này sẽ đưa ra sự đánh giá tốt nhất cho các vấn đề này: ü Chuyển giao có thể khởi đầu sử dụng “các khởi đầu lớp 2” ü Chuyển giao được điều khiển bởi đầu cuối di động ü Chuyển giao sử dụng kỹ thuật “buffering” và “bi-casting” gói ü Tách rời “chuyển giao” từ “cập nhật đường”. ü Tách giao thức nhắn tin. ü Tách macro và micro di động. IV.6.3 KHẢ NĂNG MỞ RỘNG Đối với IP di động mặc dù trong một vài triển khai ,khả năng mở rộng sẽ không là mối quan tâm (ví dụ trong nhà hoặc trong một cơ quan nhỏ),chúng ta muốn các giải pháp của chúng ta có thể mở rộng thành các mạng lớn hơn ,lý tưởng là mở rộng đến toàn cầu. Các giải pháp là: ü Các sơ đồ cơ sở -đường hầm. ü Các sơ đồ di động mỗi host. ü Trạng thái cứng so với mềm. ü Cấp địa chỉ. ü Các cổng thâm nhập đa điểm. ü Paging. IV.6.4 ĐỘ TIN CẬY Mối quan tâm ở đây là sức chịu đựng và các liên kết bị lỗi,và các bản tin báo hiệu bị mất. Sự mất bản tin báo hiệu thường đề cập đến các bản tin báo nhận,sử dụng ACK.Trong Ipv6 nhanh có giới hạn một bản tin được gởi lại bao nhiêu lần,nếu một ACK vẫn không nhận được,quá trình xử lý quay lại chuẩn MIP. Rõ ràng,việc một router thâm nhập bị lỗi,sẽ không thể tránh được việc ngưng kết nối tất cả các đầu cuối di động liên kết với nó,nếu không có sự dự phòng các router khác.Không có giải pháp nào khác hơn là đề nghị nhà điều hành mạng thiết kế lại mạng của họ.Tuy nhiên thông thường một mạng được thiết kế với độ dự phòng để lựa chọn nhiều đường định tuyến khác nhau.Do đó sự thách thức là tìm một đường định tuyến thay thế nhanh ,tốt nhất là không làm gián đoạn phiên và làm mất gói. IV.6.5 TÍNH HỢP LÝ Giao thức IP di động được thiết kế sao cho không ảnh hưởng đến các giao thức IP khác để chúng có thể hoạt động tốt và có khả năng hỗ trợ nhau cùng hoạt động. DH Giao Thong Van Tai CS2 - 450 Le Van Viet - Quan 9 - tp.HCM

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnghien cuu ip 3G.pdf