1 kommunikatsiooniteenuste arendus irt0080 loeng 10/2008 avo ots telekommunikatsiooni õppetool,...

33
1 Kommunikatsioonitee nuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. [email protected]

Upload: gerard-warren

Post on 16-Jan-2016

235 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

1

Kommunikatsiooniteenuste arendusIRT0080

Loeng 10/2008

Avo Otstelekommunikatsiooni õppetool,

TTÜ raadio- ja sidetehnika [email protected]

Page 2: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

2

Nõuded lahendusele

Lahendus peaks sisaldama:• Lähteandmete täpsustuse (arenduse) tagamaks

terviklahendust

• Infovoogude hinnangu ja seadmete ning sidekanalite valiku

• Hinnangu leitud lahendusele (töökindlus, realiseeritavus, hallatavus, jms.)

• Mõnerealise kokkuvõtte tööjaotusest tiimi sees

Page 3: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

3

Nutitelefoni ühendamine (1) Nutitelefon (Smartphone) ühendatakse

kommunikatsioonivõrgu vahendusel rakenduste serveriga. Sidekanal on paketipõhine ja vastab EDGE mobiilsidevõrgule esitatavatele nõuetele.

Valida teenuste koosseis ja ühenduse haldusmeetod.

Page 4: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

4

Liiklusinfo edastus (2)Digi TV programmi edastamisega tegelev

firma eraldab kõik DVB-T kanalid tagamaks liiklusolukorra monitoorimist Eestis. Liiklusinfo edastus on realiseeritud nendest kohtadest, kus on olemas 3G levi. Videokujutist koondatakse digi TV firma keskusesse üle 3G võrgu ja seejärel levitatakse kasutades kaasaegset digi TV levivõrku. Üheaegselt edastatvaid liiklusmonitooringu punkte on kuni 20.

Page 5: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

5

Videovoogude jaotamine (3)Koostada laiaribalisel edastuskanalil

(Ethernet) põhineva videovoogude jaotusvõrgu eskiislahendus. Lahendus katab ühe büroohoone ning võimaldab kliendiliideses andmeülekannet bitikiirusega kuni 8 Mbit/s.

Videovoogude jaotus peab tagama võimalusel võrgukoormuse minimiseerimise ning oluliste võrgusõlmede halduse.

Page 6: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

6

Virtuaalne eravõrk (4) Virtuaalne eravõrk (VPN) realiseeritakse

hajuspaigutusega firma tarbeks. Hoonesisese võrgutehnoloogiana eelistatakse 100 Mbit/s Ethernet võrku. Erinevate asutuse koosseisu kuuluvate osakondade kokkuühendamisel kasutatakse ADSL 2+ põhist avalikku andmevõrku. Terminaalide arv on minimaalselt 50.

Page 7: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

7

IP transmissioon (5)Olemasolevaid aegmultipleks võrguliidesega

telefonijaamu on vaja kasutada firmas, mille harukontorid paiknevad Eestis (neljas keskuses) ja kus põhiliseks sideteenuseks on kõne. Firma andmeside on väljaarendatud IP võrkudena ning sidelahenduse integreerimiseks on tarvilik koostada eskiislahendus telefonikõnede edastusvõimalusi andmevõrgu kaudu. Terminalide maksimaalarv igas firma kontoris on 100.

Page 8: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

8

Videovoogude kommutatsioon (6) Väikese saatemahuga telestuudio seadmestik

viiakse samm sammult üle videovoogude digitaalsele käsitlusele. Andmeedastus põhineb digitaalsetel järjestikliidestel SDI (vastavalt standardile ITU-R BT.656 ja SMPTE 259M).

Seadmestik tagab kuni 20 videovoo allika kommuteerimise.

Page 9: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

9

WLAN võrk (7)Koostada juurdepääsuvõrk, tagamaks kuni 60

terminaali (infovoog igaühes 8 Mbit/s) ühendamine kohtvõrku kasutades WLAN tehnoloogia (IEEE 802.11a) võrguühendust ja valida sobib ühendusviis võrku kuuluva andmeserveriga eeldades terminaalide üheaegset infokasutust.Terminaalid paiknevad ruudukujulises ruumis, mille diagonaal on 700 m.

Page 10: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

10

IP telefonilahendus (8)• Ettevõte paikned kahes eraldiseisvas hoones (nt

üks hoone Tallinnas ja teine Tartus). Tegevuse iseloom eeldab tihedat telefonisuhtlust (0.2 Erl iga abonendi kohta).

• Ettevõte otsustas kasutada IP põhist telefonisüsteemi, nõuded kõnekvaliteedile on kesktasemel (MOS ~ 3.5).

• Kummaski ettevõtte asupaigas on 500 telefoni (töökohta).Telefonisüsteem on eraldiseisev ülejäänud andmevõrkudest.Koostada ettevõtte kohtvõrgu eskiislahendus, valida välisühendused ning sobivad IP telefonisüsteemi parameetrid.

Page 11: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

11

Tuumvõrguühendus (9)Koostada tuumvõrk tagamaks

andmekontsentraatori (koondab infovoo mahuga 500 Mbit/s) ühendamiseks kolme eraldiasuva serveriga, millised paiknevad tinglikult võrdkülgse kolmnurga (külje pikkus 15 km) tippudes. Koormusejaotus on halvimal juhul ainult ühele serverile suunatud.

Page 12: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

12

IPv6• Redefine functions of IP (version 4)

– What changes should be made in….• IP addressing

• IP delivery semantics

• IP quality of service

• IP security

• IP routing

• IP fragmentation

• IP error detection

Page 13: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

13

IPv6• Initial motivation: 32-bit address space soon to be

completely allocated (est. 2008)• Additional motivation:

– Remove ancillary functionality• header format helps speed processing/forwarding

– Add missing, but essential functionality • header changes to facilitate QoS • new “anycast” address: route to “best” of several replicated servers

IPv6 datagram format:

– fixed-length 40 byte header

– no fragmentation allowed

Page 14: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

14

IPv6 Header (Cont)

Priority: identify priority among datagrams in flowFlow Label: identify datagrams in same “flow.” (concept of“flow” not well defined).Next header: identify upper layer protocol for data

Page 15: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

15

IPv6 Changes• Scale – addresses are 128bit

– Header size?

• Simplification– Removes infrequently used parts of header– 40 byte fixed header vs. 20+ byte variable header

• IPv6 removes checksum– IPv4 checksum = provide extra protection on top of

data-link layer and below transport layer– End-to-end principle

• Is this necessary?• IPv6 answer =>No

– Relies on upper layer protocols to provide integrity– Reduces processing time at each hop

Page 16: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

16

IPv6 Changes• IPv6 eliminates fragmentation

– Requires path MTU discovery

• ICMPv6: new version of ICMP– additional message types, e.g. “Packet Too Big”– multicast group management functions

• Protocol field replaced by next header field– Unify support for protocol demultiplexing as well as option

processing

• Option processing– Options allowed, but only outside of header, indicated by

“Next Header” field– Options header does not need to be processed by every router

• Large performance improvement• Makes options practical/useful

Page 17: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

17

IPv6 Changes• TOS replaced with traffic class octet

– Support QoS via DiffServ

• FlowID field– Help soft state systems, accelerate flow classification– Maps well onto TCP connection or stream of UDP

packets on host-port pair

• Easy configuration– Provides auto-configuration using hardware MAC

address

• Additional requirements– Support for security– Support for mobility

Page 18: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

18

Transition From IPv4 To IPv6• Not all routers can be upgraded simultaneous

– no “flag days”– How will the network operate with mixed IPv4 and

IPv6 routers?

• Two proposed approaches:– Dual Stack: some routers with dual stack (v6, v4) can

“translate” between formats– Tunneling: IPv6 carried as payload in an IPv4

datagram among IPv4 routers

Page 19: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

19

TunnelingA B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

tunnelLogical view:

Physical view:A B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6IPv4 IPv4

Page 20: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

20

TunnelingA B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

tunnelLogical view:

Physical view:A B E F

IPv6 IPv6 IPv6 IPv6

C D

IPv4 IPv4

Flow: XSrc: ADest: F

data

Flow: XSrc: ADest: F

data

Flow: XSrc: ADest: F

data

Src:BDest: E

Flow: XSrc: ADest: F

data

Src:BDest: E

A-to-B:IPv6

E-to-F:IPv6

B-to-C:IPv6 inside

IPv4

B-to-C:IPv6 inside

IPv4

Page 21: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

21

Dual Stack Approach

• Dual-stack router translates b/w v4 and v6– v4 addresses have special v6 equivalents– Issue: how to translate “FlowField” of v6 ?

Page 22: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

22

QoS• Pakettvõrkudes liikluse korralduse (traffic

engineering) mõiste “garanteeritud teenuse kvaliteet” (QoS, Quality of Service) tähendab tõenäosuslikku hinnangut, et sidevõrk jälgib liikluslepet.

• Paljudel juhtudel kasutatakse QoS tõenäosusena, et pakett läbib võrku saatjast vastuvõtjani oma ettemääratud ajavahemiku jooksul.

Page 23: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

23

Teenusekvaliteedi aspektidQoS – Quality of Service

ITU-T E.800 Recommendation

Page 24: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

24

Teenusekvaliteedi aspektid (2)

Teenuse Kättesaadavus

(Accessibility)

TeenusePüsivus

(Retainability)

TeenuseTerviklikus

(Integrity)

QoS

QoS parameetrid QoS parameetrid QoS parameetrid

Page 25: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

25

Teenusekvaliteedi aspektid (3)

• Iga teenuse jaoks oma nõuded

• QoS profiil

• Erinevad teenusekvaliteedi tasemed vastavalt nõuetele

Page 26: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

26

Introduction• Coexistence of heterogeneous networks

– Home networks, WLAN, 2G/3G, Campus-wide, satellite, …

– The development of multimode handsets is a major challenge

– Currently discussed standards fall short– Tomorrow user’s will expect the technology structure to

“disappear” and be of no concern

• Network architecture designed by IST project Daidalos– Provide seamless services accessible anytime anywhere

across heterogeneous technologies– Enhanced Mobile IPv6 platform for mobility and QoS– Support for optimized mobility– Integration with QoS resource management

Page 27: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

27

Sensor Integration

Platform

Administrative Domain 2

t

Access Network 13

Service Provisioning Platform 1

Access Network 12

Access Network 11

Core Router

Core Router

Core Router

Access Router

Access Router

Mobile IP

Routing (Ad-hoc)

QoS Agent

Registration Agent

Metering

Accounting

Charging

Key Management

SIP User Agent

SD&C Agent

Security Support

(Content Adaptation)

AnQoS BrokerMMSP Paging Agent

PBNMSA4CCnQoS BrokerHA

KDC CMSMMSPP

Edge Router

QoS Manager

Monitoring

Accounting

Adv. Router Mech,

Metering

QoS Manager

Ntw Monitor & Meter

Fast Handover

Accounting

Authorization

Adv. Router Mech.

QoS Manager

Monitoring

Accounting

Adv. Router Mech,

Metering

Authorization

Key Interconnection

(3P)SP Applications/Content

Service Platform 1

Fe

de

ratio

n/S

LA

Bridge Mesh and/or Hierarchical PKI

Service Composer

AccessPoint

Access Router

AccessPoint

AccessPoint

Currently used link

Candidate links

Mobilerouter

DPA

Mobile Network

Service Composer

MANET

Service Register

GPSlocation

Temperature

Health+Body

Sensor

InertiaCube

SecuritySensor

NoiseLevel

LightingSituation

ProximitySensor

SoftwareSensors

Activity(phone/mouse)

Lighting

GPSlocation

Temperature

Health+Body

Sensor

InertiaCube

SecuritySensor

NoiseLevel

LightingSituation

ProximitySensor

SoftwareSensors

Activity(phone/mouse)

Lighting

Location

Location

CAN

PerSP

PerSP

Page 28: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

28

Mobile Terminal

IAL

DVB-T MBMSTD-CDMA

WLAN WiMAX

QoSAL

UDLR

QoSCMTC

IISUserGUI

CARD FHO

IPv6++/MIPv6/Multicast

Technologies

TerminalIntelligence

QoS

Handover

Page 29: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

29

Access Router / Access Point

DVB-T MBMSTD-CDMA

WLAN WiMAX

QoSAL

UDLR

QoSMCARD PA

Technologies

TerminalIntelligence

QoS

NetworkIntelligenceAM

MM

FHO CT D&M

Handover

IPv6++/

MIPv6/PIM

ENC

Page 30: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

30

Handover

• Mobile Initiated Handover

• Network Initiated Handover

Triggered

• At startup

• Upon losing signal

Accounts for

• user preferences

• candidate APs load (QoS)

• signal strengths

Triggered by

• Overloaded AP (QoS)

• losing signal

Accounts for

• signal strengths of MTs

• APs load (QoS)

Page 31: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

31

QoS vajadus• QoS vajadus esmases tähenduses tuleneb

video ja suure edastuskiirusega (mobiilsetest) andmesessioonidest

• Lõplikult kavatsetakse realiseerida standardina IEEE 802.11n, vahevariant realiseeriti standardina IEEE 802.11e, mida toetab Proximi AP-4000.

Page 32: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

32

Roadmap – WLAN

Page 33: 1 Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080 Loeng 10/2008 Avo Ots telekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst. avo.ots@ttu.ee

33

Linkhttp://www.lr.ttu.ee/~avots/Introduction_to_IPv6.ppt