1 kommunikatsiooniteenuste arendus irt0080 loeng 10/2008 avo ots telekommunikatsiooni õppetool,...
TRANSCRIPT
1
Kommunikatsiooniteenuste arendusIRT0080
Loeng 10/2008
Avo Otstelekommunikatsiooni õppetool,
TTÜ raadio- ja sidetehnika [email protected]
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
19
TunnelingA B E F
IPv6 IPv6 IPv6 IPv6
tunnelLogical view:
Physical view:A B E F
IPv6 IPv6 IPv6 IPv6IPv4 IPv4
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
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 ?
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.
23
Teenusekvaliteedi aspektidQoS – Quality of Service
ITU-T E.800 Recommendation
24
Teenusekvaliteedi aspektid (2)
Teenuse Kättesaadavus
(Accessibility)
TeenusePüsivus
(Retainability)
TeenuseTerviklikus
(Integrity)
QoS
QoS parameetrid QoS parameetrid QoS parameetrid
25
Teenusekvaliteedi aspektid (3)
• Iga teenuse jaoks oma nõuded
• QoS profiil
• Erinevad teenusekvaliteedi tasemed vastavalt nõuetele
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
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
28
Mobile Terminal
IAL
DVB-T MBMSTD-CDMA
WLAN WiMAX
QoSAL
UDLR
QoSCMTC
IISUserGUI
CARD FHO
IPv6++/MIPv6/Multicast
Technologies
TerminalIntelligence
QoS
Handover
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
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)
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.
32
Roadmap – WLAN
33
Linkhttp://www.lr.ttu.ee/~avots/Introduction_to_IPv6.ppt