Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Versjon 2.0 / 28.10.04 Kap 6: Trådløse og mobile nettverk1 Kapittel 6 Wireless and Mobile Networks Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Versjon 2.0 / 28.10.04 Kap 6: Trådløse og mobile nettverk1 Kapittel 6 Wireless and Mobile Networks Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the."— Utskrift av presentasjonen:

1 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk1 Kapittel 6 Wireless and Mobile Networks Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July Slides adapted from the slides accompanying the book of Kurose & Ross. © J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Norsk versjon: © Christian F Heide, 2004.

2 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk2 Kapittel 6: Trådløse og mobile nettverk Bakgrunn: r antall mobilabonnenter har passert antall trådbundne telefonabonnenter! r bærbare PCer, PDAer osv. gir kontinuerlig tilgang til Internett r to viktige utfordringer: m kommunikasjon over trådløse linker m håndtering av brukere som endrer tilknytningspunkt til nettet

3 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk3 Kapittel Introduction Wireless r 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) r 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility r 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users r 6.6 Mobile IP r 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

4 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk4 nettverks- infrastruktur Enheter i et tråløst nett trådløse maskiner r bærbar, PDA, IP-tlf r kjører applikasjoner r kan være stasjonær eller mobil m trådløs betyr ikke alltid mobilitet

5 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk5 Enheter i et tråløst nett nettverks- infrastruktur basestasjoner r normalt knyttet til et kablet nett r relé – ansvarlig for sending av pakker mellom kablet nett og trådløse maskiner i dens område m f. eks. GSM basestasjoner og aksesspunkter

6 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk6 nettverks- infrastruktur Enheter i et tråløst nett trådløs link r normalt brukt for å knytte trådløse enheter til en base- stasjon r kan også benyttes som “stamnett”-link r multippel aksess protokoll koordinerer tilgangen til mediet r ulike datarater og avstander

7 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk7 Karakteristikker for utvalgte trådløse nett 384 Kb/s 56 Kb/s 54 Mb/s 5-11 Mb/s 1 Mb/s b {a,g} IS-95 CDMA, GSM UMTS/WCDMA, CDMA p-til-p link 2G 3G Inne 10 – 30 m Ute 50 – 200 m Midlere avst. ute 200 m – 4 km Stor avst. ute 5 km – 20 km

8 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk8 Enheter i et trådløst nett nettverks- infrastruktur infrastrukturmodus r basestasjon knytter mobile enheter til kablet nett r handoff (handover): mobilenhet bytter basestasjon uten å bryte forbindelsen

9 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk9 Enheter i et trådløst nett Ad hoc modus r ingen basestasjoner r noder kan bare sende til noder innen sitt dekningsområde r noder organiserer seg selv i et nett, og kan da rute pakker til andre

10 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk10 Kapittel 6 – hvor er vi? 6.1 Introduction Wireless è 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) r 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility r 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users r 6.6 Mobile IP r 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

11 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk11 Karakteristika for trådløse linker Forskjeller fra en kablet link: m redusert signalstyrke: radiosignaler dempes kraftig på sin vei m interferens fra andre strålingskilder: frekvensbånd deles med andre enheter; mange støykilder m flerveisdempning: radiosignalet reflekteres av mange objekter og delene ankommer mottaker ute av fase  destruktiv interferens Dette vanskeliggjør kommunikasjonen (selv for en punkt-til-punkt link)

12 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk12 Karakteristika for trådløse nett Multiple trådløse sendere og mottagere skaper ekstra problemer (utover multippel aksess): A B C Problemet med skjulte terminaler r B og A hører hverandre r B og C hører hverandre r A og C kan ikke høre hverandre dvs. A og C vet ikke om at de forstyrrer hverandre hos B A B C As signal- styrke avstand Cs signal- styrke Signal fading: r B og A hører hverandre r B og C hører hverandre r A og C kan ikke høre hverandre men interfererer hos B

13 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk13 Code Division Multiple Access (CDMA) r benyttes i flere systemer for trådløs kommunikasjon (mobiltelefon, satellittkommunikasjon, etc) r unik “kode” tilordnes hver bruker r alle sender samtidig og på samme frekvens, men hver har en “chipping” sekvens (kode) som data kodes med r kodet signal = (originale data) * (chipping sekvens) r dekoding: indre-produktet (skalarproduktet) av kodet signal og chipping sekvens r gjør at samtidige sendinger gir minimal gjensidig interferens (hvis kodene er ortogonale)

14 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk14 CDMA koding/dekoding tidsluke 1 tidsluke 0 d 1 = Z i,m = d i. c m d 0 = tidsluke 0 utsendt signal tidsluke 1 utsendt signal kanal-output Z i,m sender kode data bit tidsluke 1 tidsluke 0 d 1 = -1 d 0 = tidsluke 0 dekodet bit tidsluke 1 dekodet bit mottager kode mottatt signal D i =  Z i,m. c m m=1 M M

15 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk15 CDMA: interferens mellom to sendere

16 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk16 Chapter 6 outline 6.1 Introduction Wireless r 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA è 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) r 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility r 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users r 6.6 Mobile IP r 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

17 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk17 IEEE trådløse lokalnett (WLAN) r b m 2.4 – 2.5 GHz ulisensiert frekvensbånd m opp til 11 Mb/s m direct sequence spread spectrum (DSSS) på fysisk lag •alle sendere bruker samme chipping kode m mange installasjoner finnes r a m 5 – 6 GHz freksvensbånd m opp til 54 Mb/s r g m 2.4 – 2.5 GHz frekvensbånd m opp til 54 Mb/s r Alle tre standarder benytter CSMA/CA for multippel aksess r Alle kan kjøre både med basestasjoner og i ad-hoc modus

18 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk LAN arkitektur r trådløs maskin kommuni- serer med basesstasjon m basestasjon = aksess- punkt (AP) r Basic Service Set (BSS) (samme som celle) i infrastruktur-modus, består av: m trådløse maskiner m aksesspunkter (AP): base station I ad hoc modus: kun maskiner – ikke AP BSS 1 BSS 2 Internett hub, svitsj eller ruter AP

19 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk : Kanaler, assosiasjon r b: 2.4 GHz GHz bånd deles i 11 kanaler på ulike frekvenser m AP-admin velger frekvens for AP m interferens mulig: annen AP i nærheten kan ha valgt samme kanal r maskin må assosiere seg med et AP m scanner kanaler, lytter etter beacon-rammer som inneholder navnet til AP (SSID) og dens MAC-adresse m velger den AP den ønsker å knytte seg til m kan utføre autentisering [kapittel 8] m vil normalt kjøre DHCP for å få IP-adresse i APs subnett

20 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk20 IEEE : multippel aksess r unngå kollisjoner r : CSMA – lytt før du sender m unngår da å kollidere med sending som alt er i gang r : ingen kollisjonsdeteksjon! m vanskelig å oppdage kollisjoner mens man sender fordi mottatte signaler er svake og mottaker avskrudd under sending m kan uansett ikke oppdag alle kollisjoner: problem med skjulte terminaler og signaldemping m mål: unngå kollisjoner: CSMA/CA – collision avoidance A B C A B C As signal- styrke avstand Cs signal- styrke

21 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk21 IEEE MAC-protokoll: CSMA/CA sender 1. hvis kanal er ledig i tiden DIFS så send hele rammen (ingen CD) 2. hvis kanal er opptatt velg en tilfeldig ventetid (“random backoff time”) timer starter nedtelling når kanalen blir ledig send rammen når timer utløper dersom ACK ikke mottas, øk “random backoff” intervallet og gjenta mottager - hvis ramme mottatt OK svar med ACK etter tiden SIFS (ACK nød- vendig pga problemet med skjulte terminaler) sender mottager DIFS data SIFS ACK

22 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk22 Collision avoidance (CA) idé: tillat sender å reservere en kanal for en ramme istf “random access”: unngå kollisjoner med store rammer r senderen sender først en liten “request-to-send” (RTS) ramme til AP ved bruk av CSMA m RTSer kan kollidere, men de er små r AP kringkaster en “clear-to-send” (CTS) som svar r CTS høres av alle noder m sender kan sende sin ramme m andre noder avstår fra å sende Unngår kollisjon av datarammer ved bruk av små reservasjonsrammer

23 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk23 Collision avoidance: RTS-CTS utveksling AP A B tid RTS(A) RTS(B) RTS(A) CTS(A) DATA (A) ACK(A) reservasjonskollisjon B avstår

24 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk24 ramme kontroll varighet adresse 1 adresse 2 adresse 4 adresse 3 dataCRC sekvens nummer ramme: adressering Adresse 2: MAC-addresse til fysisk avsender av rammen Adresse 1: MAC-adresse til fysisk mottaker av rammen Adresse 3: Dersom rammen skal internt i BSS inneholer denne MAC-adressen til logisk avsender eller mottager dersom rammen har gått eller skal gå via AP Adresse 4: dersom rammen kommer fra annen BSS benyttes denne til logisk avsender, mens adresse 3 da benyttes til logisk mottager

25 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk25 Internett ruter AP H1 R1 AP MAC adr H1 MAC adr R1 MAC adr adresse 1 adresse 2 adresse ramme R1 MAC adr AP MAC adr dest. address source address ramme ramme: adressering

26 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk26 ramme- kontroll varighet adresse 1 adresse 2 adresse 4 adresse 3 dataCRC sekvens nummer Type Fra AP Subtype Til AP Flere frag. WEP Mer data Effekt styring RetryRsvd Protokoll- versjon ramme: mer varighet av reservert sendetid (RTS/CTS) rammens sekvensnr (for pålitelig ARQ) rammetype (RTS, CTS, ACK, data)

27 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk27 hub eller svitsj AP 2 AP 1 H1 BSS 2 BSS : mobilitet innen et subnett ruter r H1 forblir i samme IP subnett: IP-adressen kan beholdes r svitsj: hvilket AP er H1 assosiert med? m selvlæring (kap. 5): svitsj ser på hvilken port rammer fra H1 kommer inn og husker dette

28 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk28 M deknings- radius S S S P P P P M S Master-enhet Slaveenhet Parkerte enheter (inaktive) P : personal area network (PAN) r mindre enn 10 m i diameter r erstatning for ledninger (mus, tastatur, hodetelefoner) r ad hoc: ingen infrastruktur r master/slave: m slaver ber master om tillatelse til å sende m master gir tillatelse r : videreutvikling av Bluetooth-spesifikasjonen m 2.4 – 2.5 GHz frekvensbånd m opp til 721 kb/s

29 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk29 Kapittel 6 – hvor er vi? 6.1 Introduction Wireless r 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) è 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility r 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users r 6.6 Mobile IP r 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

30 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk30 Mobile Switching Center Offentlig telefonnett og Internet Mobile Switching Center Komponenter i et mobiltelefonnett  knytter celler sammen og til omverdenen  håndterer oppsett av samtaler  håndterer mobilitet MSC  dekker et geografisk område  basestasjon (BS) analogt med AP  mobile brukere knyttet til nettet gjennom BS  luftgrensesnitt: fysisk- og linklagsprotokoll mellom mobil og BS celle trådbundet nett

31 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk31 Mobilnett: det første hopp To teknikker for deling av mobil-til-BS frekvens- spektrum r kombinert FDMA/TDMA: deler frekvensspekteret inn i frekvenskanaler og deler så hver kanal i tidsluker r CDMA: code division multiple access frekvens- bånd tidsluker Kombinert FDMA/TDMA

32 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk32 Mobiltelefonistandarder: en kort oversikt 2G systemer: talekanaler r IS-136 TDMA: kombinert FDMA/TDMA (nord- amerika) r GSM (global system for mobile communications): kombinert FDMA/TDMA m systemet med størst utbredelse r IS-95 CDMA: code division multiple access IS-136 GSM IS-95 GPRS EDGE CDMA-2000 UMTS TDMA/FDMA

33 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk33 Mobiltelefonistandarder: en kort oversikt 2.5 G systemer: tale- og datakanaler r for de som ikke kan vente på 3G: utvidelser til 2G r general packet radio service (GPRS) m videreutvikling fra GSM m data sendes på multiple kanaler (dersom tilgjengelig) r enhanced data rates for global evolution (EDGE) m videreutvikling fra GSM, benytter mer avansert modulasjon m Datarater opp til 384 kb/s r CDMA-2000 (fase 1) m datarater opp til 144 kb/s m videreutvikling fra IS-95

34 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk34 Mobiltelefonistandarder: en kort oversikt 3G systemer: tale/data r Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS) m GSMs neste trinn, men benytter CDMA r CDMA-2000

35 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk35 Kapittel 6 – hvor er vi? 6.1 Introduction Wireless r 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) r 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility è 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users r 6.6 Mobile IP r 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

36 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk36 Hva er mobilitet? r grader av mobilitet: ingen mobilitet stor mobilitet trådløs bruker som alltid bruker samme aksesspunkt mobil bruker som bytter aksesspunkt mens forbindelser er oppe (som en mobil- telefonsamtale ) bruker som knytter seg til nettet fra ulike steder fra gang til gang, benytter DHCP

37 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk37 Mobilitet: vokabular hjemmenett: den mobile nodens “hjem” (f.eks /24) Permanent adresse: IP-adressen i hjemmenettet, kan alltid benyttes for å nå den mobile noden f.eks hjemmeagent (HA): enhet som håndtere mobilitetsfunksjoner på vegne av den mobile noden når denne er “bortreist” Internett korresponderende node mobil node (MN): maskinen som forflytter seg

38 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk38 Mobilitet: vokabular Care-of-adresse (COA): adresse i fremmed nett (f.eks ) Internett fjernnett: nett hvor den mobile noden for tiden befinner seg (f.eks /24) Permanent adresse: forblir den samme ( f.eks ) fjernagent (FA): entitet i fremmed nett som utfører mobilitetsfunksjoner på vegne av den mobile noden korresponderende node (CN): ønsker å kommunisere med den mobile noden

39 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk39 Hvordan kontakter du en mobil venn: r søke i alle telefonkataloger? r ringe hennes foreldre? r forvente at hun gir beskjed om hvor hun befinner seg? Jeg lurer på hvor Anne flyttet… Anta at vennen ofte flytter; hvordan skal du finne henne?

40 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk40 Mobilitet: tilnærminger r La rutingen håndtere det: rutere annonserer den permanente adressen til MN via vanlige tabell- utvekslinger m rutingtabellen indikerer hvor hver MN er lokalisert m ingen endringer i endesystemene r La endesystemene håndtere det: m indirekte ruting: kommunikasjon fra CN til MN går via HA (hjemmeagent) som videresender til FA (fjernagent) m direkteruting: CN får info om MNs COA og sender pakker direkte til denne adressen

41 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk41 Mobilitet: tilnærminger r La rutingen håndtere det: rutere annonserer den permanente adressen til MN via vanlige tabell- utvekslinger m rutingtabellen indikerer hvor hver MN er lokalisert m ingen endringer i endesystemene r La endesystemene håndtere det: m indirekte ruting: kommunikasjon fra CN til MN går via HA (hjemmeagent) som videresender til FA (fjernagent) m direkteruting: CN får info om MNs COA og sender pakker direkte til denne adressen ikke skalerbar til millioner av brukere

42 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk42 Mobilitet: registrering Resultat: r Fjernagent (FA) vet om MN r Hjemmeagent vet hvor MN er Internett hjemmenett fjernnett (visited network) 1 når MN ankommer fjernnettet kontakter den fjernagenten (FA) 2 fjernagent (FA) kontakter hjemmeagent (HA): “denne mobile noden er nå hos meg”

43 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk43 Mobilitet via indirekte ruting Internett hjemme- nett fjern- nett CN adresserer pakker med MNs faste hjemmeadresse hjemmagent (HA) avskjærerer pakker og videresender dem til fjernagent fjernagent mottat pakker og videresender dem til MN MN svarer direkte til CN

44 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk44 Indirekte ruting: kommentarer r MN benytter to adresser: m permanent adresse: benyttes av CN, og MNs lokasjon er følgelig transparent for CN m care-of-adresse: benyttes av hjemmagent for å videresende datagrammer til MN r fjernagentfunksjoner kan utføres av MN selv (co- located COA) r trianglulær ruting: m CN – HA – MN m inneffektivt, spesielt når CN og MN er i samme nettet

45 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk45 Indirekte ruting: flytting mellom nett r anta at MN flytter til annet nett m registrerer seg hos den nye FA m FA sender melding om dette til den mobile nodens HA m HA oppdaterer MNs care-of-address (COA) m pakker blir fortsatt videresendt til MN (men med ny COA) r mobilitet, bytting av nett, er transparent: pågående forbindelser blir ikke brutt!

46 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk46 Mobilitet via direkteruting Internett hjemme- nett fjern- nett CN ber om og mottar MNs care-of-adresse CN sender til FA FA mottar pakker og videresender til MN MN svarer direkte til CN 3

47 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk47 Mobilitet via direkteruting: kommentarer r unngår triangulær ruting r ikke-transparent for korresponderende node: CN må få tak i care-of-adresse fra hjemmeagent (HA) m Hva skjer dersom en MN bytter nett?

48 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk48 Internett 1 fjernnett besøkt ved start av sesjon anker- FA 2 4 ny FA 3 5 CN (korresponderende node) nytt fjernnett Håndtering av mobilitet med direkteruting r anker-fjernagent: FA i det første fjernnettet r data sendes alltid først til anker-FA r når MN flytter seg: ny FA ber den gamle FA om å videresende pakker som skal til MN, til seg

49 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk49 Chapter 6 outline 6.1 Introduction Wireless r 6.2 Wireless links, characteristics m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (“wi-fi”) r 6.4 Cellular Internet Access m architecture m standards (e.g., GSM) Mobility r 6.5 Principles: addressing and routing to mobile users è 6.6 Mobile IP è 6.7 Handling mobility in cellular networks r 6.8 Mobility and higher- layer protocols 6.9 Summary

50 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk50 Mobil IP r RFC 3344 r har mange av de egenskaper vi har sett på: m hjemmeagent, fjernagent, fjernagent- registrering, care-of-adresser, innkapsling (pakke-i-pakke) r tre komponenter i standard: m agentoppdaging m registrering hos hjemmeagent m indirekte ruting av datagrammer

51 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk51 Mobil IP: indirekte ruting Permanent adresse: Care-of adresse: dest: pakke sendt av CN dest: dest: pakke sendt av HA til FA: en pakke inni en pakke dest: FA-til-MN pakke

52 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk52 Mobil IP: agentoppdaging r agentannonsering: FA og HA annonserer tjenester ved å kringkaste ICMP-meldinger (typefelt = 9) R bit: registrering nødvendig H og/eller F bit: HA og/eller FA

53 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk53 Mobil IP: registreringseksempel

54 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk54 Komponenter i et mobiltelefonnett korresponderende node MSC offentlig telefonnett ulike mobilnett (Telenor, Netcom…) repetisjon:

55 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk55 Håndtering av mobilitet i mobiltelefonnett r hjemmenett: nettet til din operatør (den du er kunde hos) m home location register (HLR): database i hjemmenettet som inneholder ditt telefonnummer, din brukerprofil og informasjon om hvor du befinner deg for øyeblikket r fjernnett: nettet som du for øyeblikket befinner deg i m visitor location register (VLR): database med innslag for hver bruker som for øyeblikket er i nettet m kan være hjemmenettet

56 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk56 Offentlig telefonnett mobil bruker hjemme- Mobile Switching Center HLR hjemme- nett fjernnett korresponderende node Mobile Switching Center VLR GSM: indirekte ruting til mobilen 1 anrop rutes til hjemmenettet 2 hjemme-MSC sjekker med HLR, får mobilens “roaming- nummer” i fjernnettet 3 hjemme-MSC setter opp en forbindelse til MSC i fjernnettet 4 MSC i fjernnettet fullfører anropet via basestasjonen og til mobilen

57 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk57 Mobile Switching Center VLR gml BSS ny BSS gammel ruting ny ruting GSM: handoff med felles MSC r Mål for handoff: rute anrop via ny basestasjon uten at brukerne merker det r årsaker til handoff: m sterkere/bedre signal til/fra ny (bedre talekvalitet, mindre batteriforbruk) m lastbalansering: frigjøre kanaler i celle m GSM angir ikke når man skal gjøre handoff (policy), bare hvordan det gjøres (mekanismer) r det er den gamle BSS som tar initiativ til handoff

58 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk58 Mobile Switching Center VLR gml BSS GSM: handoff med felles MSC ny BSS 1. gml BSS informerer MSC om at handoff er nødvendig, gir liste med en eller flere mulige nye BSSer 2. MSC setter opp sti (allokerer ressurser) til ny BSS 3. ny BSS allokerer radiokanal til den ankommende mobilen 4. Ny BSS signalerer til MSC og gml BSS at den er klar 5. gml BSS sier til mobilen: bytt til ny BSS 6. mobilen og ny BSS aktiverer den nye kanalen 7. mobilen signalerer via ny BSS til MSC: handoff utført. MSC reruter samtale 8. ressurser for forbindelsen MSC til gml BSS frigis

59 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk59 hjemmenett Hjemme MSC PSTN korresponderende node MSC anker-MSC MSC (a) før handoff GSM: handoff mellom MSCer r “anker”-MSC: den første MSC mobilen er innom under en samtale m rutingen av samtalen vedblir å gå via anker- MSC r nye MSCer adderer seg til enden av MSC-kjeden etter som mobilen flytter seg til nye MSCer

60 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk60 hjemmenett Hjemme MSC PSTN korresponderende node MSC anker-MSC MSC (b) etter handoff GSM: handoff mellom MSCer r “anker”-MSC: den første MSC mobilen er innom under en samtale m rutingen av samtalen vedblir å gå via anker- MSC r nye MSCer adderer seg til enden av MSC-kjeden etter som mobilen flytter seg til nye MSCer

61 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk61 Mobilitet: GSM versus Mobil IP GSM-elementKommentar om GSM-elementMobile IP-element HjemmenettNettet som mobilabonnenten tilhørerHjemmenett Gateway MSC eller “hjemme-MSC”. Home Location Register (HLR) Hjemme-MSC: kontaktpunkt for å få tak i rutbar adresse til den mobilen. HLR: database i hjemmenett som inneholder telefonnummer, profil, lokasjon og abonnementsinformasjon Hjemmeagent (HA) Besøkt systemNettet hvor mobilen befinner seg for øyeblikket dersom den ikke er i hjemmenettet Fjernnett Besøkt MSC. Visitor Location Register (VLR) Besøkt MSC: ansvarlig for å sette opp samtaler til/fra mobiler i cellene som er assosiert med MSCen VLR: database som inneholder nødvendig informasjon om de mobiler som for øyeblikket oppholder seg i dette nettet Fjernagent (FA) Mobile Station Roaming Number (MSRN) Rutbar adresse for oppsett av telefonsamtale mellom hjemme-MSC og besøkt MSC, usynlig både for mobilen og den korresponderende node Care-of- adresse (COA)

62 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk62 Trådløshet og mobilitet: betydning for protokoller på høyere lag r Logisk sett skulle betydningen være minimal… m best effort tjenestemodell blir uforandret m TCP og UDP kan kjøre over trådløse og mobile forbindelser r … men ytelsen påvirkes i stor grad: m pakketap og forsinkelser pga bitfeil (pakker kastes eller retransmitteres) og handoff m TCP tolker pakketap som metning, og reduserer metningsvinduet (slow-start) uten grunn m forsinkelser med betydning for sanntidstrafikk m begrenset båndbredde på de trådløse linkene

63 Versjon 2.0 / Kap 6: Trådløse og mobile nettverk63 Kapittel 6 Oppsummering Trådløs r trådløse linker: m kapasitet, avstand m påvirkning av kanalen m CDMA r IEEE (“wi-fi”) m CSMA/CA tar hensyn til at kanalen er trådløs r mobiltelefoni m arkitektur m standarder (GSM, CDMA-2000, UMTS…) Mobilitet r prinsipper: adressering, ruting til mobile brukere m hjemmenett, fjernnett m direkte og indirekte ruting m care-of-adresser r case studier m mobil IP m mobilitet i GSM r betydning for protokoller på høyere lag


Laste ned ppt "Versjon 2.0 / 28.10.04 Kap 6: Trådløse og mobile nettverk1 Kapittel 6 Wireless and Mobile Networks Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google