§å ¸n tèt nghiÖp Sv: sö lai ỨNG DỤNG GIAO THỨC IGRP CHO MẠNG 3G Mở đầu: Khi tôi nhận đề tài tốt nghiệp “ Ứng dụng giao thức định tuyến IGRP cho mạng 3G”, quả thực mọi thứ đều rất mới lạ. Lạ ở chỗ IGRP là một giao thức định tuyến dùng cho phần mạng internet cố định trong khi tôi chọn lĩnh vực thông tin di động để thử sức và đặc biệt chưa có tài liệu nào viết về lĩnh vực này. Song vì tính tò mò cũng như muốn hiểu biết kỹ hơn về mạng cũng như thông tin di động tôi quyết định thực hiện đề tài này. Đầu tiên tôi nghiên cứu về giao thức định tuyến IGRP và biết đây là một giao thức mạnh và phổ biến, đặc biệt giao thức này chỉ dùng cho mạng IP, vậy vấn đề ứng dụng giao thức này cho mạng 3G chỉ còn đơn giản là việc xây dựng mạng 3G là một mạng toàn IP. Mọi việc đơn giản chỉ có thế, việc thực hiện xây dựng mạng 3G là một mạng toàn IP đã được trình bày cụ thể trong chương III, còn nghiên cứu về giao thức định tuyến cổng nội vùng IGRP đã được thảo luận kỹ ở chương IV. V.1 Kiến trúc của một mạng 3G toàn IP Acess Network Internet SIP Server IM Server Server dÞch vô Server dÞch vô - 1 - Mai Thanh D¬ng 1 §å ¸n tèt nghiÖp Sv: sö lai h 5.1 Hình biểu diễn kiến trúc một mạng 3G toàn IP Nhìn vào hình vẽ trên các thiết bị thông tin của người sử dụng thông qua môi trường vô tuyến liên lạc với BTS (hay node B). Các BTS ngoài nhiệm vụ thực hiện chức năng liên lạc với các thuê bao nó còn đóng vai trò là một Router của mạng IP. Trong trường hợp mạng sử dụng địa chỉ IPv4, do sự khan hiếm của địa chỉ IP nên tất yếu chúng ta phải xây dựng mạng theo cách thức dùng chung địa chỉ để khai thác tốt nhất nguồn tài nguyên này. Khi ấy, các di động liên lạc với các node B thông qua báo hiệu, node B phân biệt ra các máy di động thông qua các địa chỉ thiết bị, qua nhận thực và qua số đăng ký của thuê bao. Các trung tâm quản trị thiết bị như HRL,VRL, . đóng vai trò như các server và chúng đều có những địa chỉ IP cố định, node B thường xuyên liên lạc với các server này để quản trị mạng di động. Trong trường hợp chúng ta xây dựng mạng di động là một mạng VoIP thì chúng ta xây dựng theo mô hình SIP như đã trình bày cụ thể ở chương III. Với việc xây dựng theo mô hình SIP, mỗi thiết bị sẽ có một địa chỉ SIP URL (địa chỉ này còn nằm trên lớp IP), chúng được quản lý bằng các SIP server. Một thiết bị di động tham gia vào một mạng IP khi chúng muốn liên lạc với một thuê bao khác thì nhất thiết chúng phải có địa chỉ IP và cũng phải biết địa chỉ IP của đối tác. Với cách xây dựng theo mô hình SIP, mỗi thiết bị ban đầu không hề có địa chỉ IP, thay vào đó chúng đều có địa chỉ SIP URL, chúng liên lạc với nhau thông qua địa chỉ URL này. Rõ ràng SIP được xây dựng dựa trên cơ sở mạng IP, nên chúng phải có chức năng cung cấp địa chỉ IP cho thuê bao và có chức năng biên dịch địa chỉ SIP URL sang địa chỉ IP, thông qua các địa chỉ IP này mới tiến hành quá trình liên lạc. Nhờ cách xây dựng mạng 3G theo mô hình SIP, chúng ta xây dựng được một mạng hiệu quả và thiết thực. Sau đây tôi sẽ trình bày kết quả đạt được và ích lợi của việc xây dựng mạng 3G toàn IP theo mô hình SIP, đẫ đem đến cho một giảng viên đại học Đức, tiến sỹ Mary. Mary bắt đầu một ngày làm việc tại trường đại học-nơi mà cô có một ngày giảng bài trong một tuần. Cô khởi động chiếc máy tính xách tay cỡ nhỏ, đây là một thiết bị đồng thời sử dụng các cách thức truy cập WLAN, Bluetooth và có cả card mạng UMTS và nó luôn ở trạng thái quét để dò tìm mạng sẵn có để thực hiện truy nhập. Trường đại học của cô có lắp hệ thống WLAN cho một số khu vực, cô lựa chọn việc truy nhập vào WLAN vì giá thành rẻ, tốc độ cao. Để thực hiện quá trình truy nhập, máy tính tự động gửi đi địa chỉ SIP URL của cô là sip: mary.jonse@x-tel.com đến một AAAL (Local Access Authentication and Acouting server) quản trị vùng mạng cô truy nhập. AAAL này sẽ trao đổi thông tin với xtel server (server nơi cô đăng ký dịch vụ SIP) để tiến hành quá trình nhận thực thiết bị của cô và mạng của trường đại học. Mọi thông tin về thuê bao Mary được download đến AAAL, để chấp nhận việc truy nhập của cô và nhờ vậy cô có thể truy nhập đến Router biên quản lý. Đầu tiên của quá trình dịch vụ, Mary muốn kiểm tra email, như vậy cô đòi hỏi cần có một địa chỉ IP để trao đổi thông tin yêu cầu đến với server cung cấp email. Cô nhận được một bản tin khởi đầu được gửi đến từ Bob- một người bạn thân, bản tin này có dạng một bản tin SIP, gửi đến URL của cô. Bản tin này được gửi từ Xtel SIP server đến SIP server của trường đại học của cô (quản lý vị trí hiện tại của thuê bao) và nhờ cách cấp địa chỉ IP động DHCP mà server này có thể phân phối gói tin đến cho Mary. - 2 - Mai Thanh D¬ng 2 §å ¸n tèt nghiÖp Sv: sö lai Tiếp sau đó Mary sử dụng một ứng dụng multicast cho bài giảng của mình. Tất cả các sinh viên của cô gia nhập một nhóm, máy tính của cô chiếm vị trí đỉnh của cây multicast, các máy tính của sinh viên nằm trên các nhánh và cùng xem thông tin về bài học đến từ máy tính của cô giáo. Nếu Mary đang sử dụng dịch vụ UMTS hoặc GPRS thì đòi hỏi mỗi sinh viên cần có một GTP tunnel từ GGSN như vậy dung lượng cho multicast là rất lớn. Khi bài giảng kết thúc, Mary đi vào quán cafe và gọi một cốc trà. Trong thời gian nghỉ ngơi này Mary dạo các trang web để tìm kiếm một món quà sinh nhật cho Bob. Cô tìm kiếm các trang qua địa chỉ có trên tạp chí của trường đại học, và cô không biết rằng trang web mà cô đang xem là trang web catch- ta hiểu trang web catch như một đại lý của nhà sản xuất ở xa nhằm giảm thời gian đi lại tốn tiến cho khách hàng, và nhờ web catch chúng ta có thể truy cập web nhanh hơn và rẻ hơn. Khi chọn được món quà tặng ưng ý, Mary tiến hành giao dịch với nơi bán thông qua thẻ Credit Card – một loại thẻ nhỏ có thể cắm vào máy tính, và thông qua thẻ này cần thiết có phiên IP sec để trao đổi thông tin với nhà cung cấp dịch vụ Credit Card. Sau khi đã tiến hành mua quà cho Bob, Mary muốn báo cho bạn biết, cô tiến hành một cuộc gọi VoIP cho Bob. Để tiến hành cuộc gọi, trong khi máy tính của cô dùng mạng WLAN trong khi Bob lại đang ở một mạng UMTS. Máy tính của Mary sẽ sử dụng báo hiệu RSVR để thiết lập QoS end-to end nhằm đảm bảo cuộc gọi. Mạng truy nhập của trường đại học sử dụng ISSLL (InServ over Specific Link Layer), mạng lõi dùng Diffserv. Trong khi đó, để Bob nhận được cuộc gọi đòi hỏi phải thiết lập QoS cho kết nối, một bản tin PDP context, Diffserv cho vùng mạng lõi UMTS và kênh truyền tải vô tuyến trong phần mạng truy nhập vô tuyến. Không may là vùng Mary di chuyển trong lúc thực hiện cuộc gọi, mạng WLAN không phủ toàn diện nên khi máy của cô ra ngoài vùng phủ WLAN, nó tự động cập nhật mạng UMTS và để đảm bảo cuộc gọi liên tục, mạng UMTS cung cấp cho máy tính của Mary một địa chỉ IP mới của mạng này, thiết lập một PDP context và sử dụng dịch vụ SIP để INVITE tự động Bob vào phiên giao dịch cũ nhưng với địa chỉ IP mới. Sau buổi làm việc Mary đi về nhà. Ví dụ trên đây cho thấy tác dụng to lớn của mạng toàn IP đem lại. Cũng với một thiết bị di động tham dự mạng nhưng chúng ta có thể thực hiện được mọi công việc. Qua ví dụ này càng khẳng định IP hoá toàn bộ mạng sẽ là vấn đề tất yếu. V.2 Ứng dụng giao thức IGRP trong mạng 3G. Khi chúng ta xét đến vai trò của định tuyến, chúng ta chỉ làm việc ở lớp 3- lớp mạng. Có nghĩa là chúng ta không hề quan tâm xem SIP như thế nào (vì SIP làm việc ở lớp cao hơn), cũng không cần quan tâm xem cách tổ chức dữ liệu quản trị mạng, cách truyền tunnel . mà chúng ta chỉ quan tâm đến các gói IP và cách xác định đường đi đến đích của các gói này. Điều này cũng chỉ thể hiện ở việc một gói tin IP đến một Router và nó sẽ được chuyển tiếp đến Router nào tiếp theo, sao cho cách truyền đạt hiệu quả nhất. Rõ ràng điều này được trình bày một cách rất cụ thể và đầy đủ ở chương IV.Sau đây tôi xin trình bày một cách cụ thể hơn vào một bài tập thiết lập giao thức định tuyến IGRP cho - 3 - Mai Thanh D¬ng 3 §å ¸n tèt nghiÖp Sv: sö lai một topo mạng. Điều này được thực hiện nhờ sự trợ giúp của phần mềm Bosson. Đây là một phần mềm mô phỏng rất hay của Cissco, chúng mô phỏng một mạng thật hoạt động, qua mô hình topo, chúng ta có thể chủ động thiết kế các giao thức định tuyến, điều khiển lưu lượng và kiểm chứng kết mạng chúng ta lắp đặt thực tế sẽ có kết quả như thế nào. Boson gồm hai phần: Boson Network Designer và Boson NetSim. Boson Network Designer dùng để thiết kế mạng. Phần này cung cấp cho chúng ta các loại Router thực tế trên thị trường, các loại Switch, PC và các môi trường kết nối. Căn cứ vào các thiết bị này chúng ta sẽ tạo ra một topo mạng gắn với thực tế. Phần mềm thứ hai là Bosson NetSim, đây là phần mềm giúp chúng ta đặt được cấu hình cho các thiết bị của topo mà ta xây dựng ở trên. Phần mềm này giúp chúng ta thâm nhập và làm việc với các thiết bị trong topo như là chúng ta thâm nhập vào các thiết bị thật. Điều này giúp chúng ta thực sự hiểu thêm rất nhiều về mạng, về tính thực tế cũng như về thiết bị và các lệnh điều khiển mà chúng ta không có điều kiện tiếp xúc. - 4 - Mai Thanh D¬ng 4 §å ¸n tèt nghiÖp Sv: sö lai Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Phạm Anh Dũng Giáo trình thông tin di động thế hệ ba 2. Nguyễn Phạm Anh Dũng Giáo trình thông tin di động 3. Jeff Doyle Routing TCP/IP 4. Nguyễn Hồng Sơn CCNA tập 1,2 5. Vijay K. Garg IS-95 and cdma2000 6. Nguyễn Thúc Hải Mạng máy tính và các hệ thống mở 7. F.Halsall Data Communication, Computernetwork and Open systems 8. Nguyễn Phạm Anh Dũng Cdma one và cdma 2000. 9. Nguyễn Thị Hằng Bài giảng SIP 10.Dave Wisely,Philip Eardley and Louise Burness IP for 3G-Networking Technologies for Mobile Communications 11. Ron Schneider CDMA internetworking - 5 - Mai Thanh D¬ng 5 . nghiÖp Sv: sö lai ỨNG DỤNG GIAO THỨC IGRP CHO MẠNG 3G Mở đầu: Khi tôi nhận đề tài tốt nghiệp “ Ứng dụng giao thức định tuyến IGRP cho mạng 3G , quả thực mọi. biến, đặc biệt giao thức này chỉ dùng cho mạng IP, vậy vấn đề ứng dụng giao thức này cho mạng 3G chỉ còn đơn giản là việc xây dựng mạng 3G là một mạng toàn