Universität RostockFakultät für Informatik und Elektrotechnik
Institut für Informatik, Lehrstuhl für RechnerarchitekturAlbert - Einstein - Straße 23, D - 18059 Rostock
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Dipl.-Ing. Natalia Ossipova
Hybride KommunikationHybride Kommunikation
Im Rahmen des 4. Landesforschungsschwerpunktes"Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen"
Putbus, den 09.09.2004
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Gliederung
Einordnung in die Gesamtarchitektur Next Generation Networks Ziele des Vorhabens Übersicht drahtloser Netze Hybride Kommunikation
Architektur Definitionen Handover-Basiskonzepte Handover-Lösungsansätze
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Einordnung in die Gesamtarchitektur
Wireless Networks
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Next Generation Networks
2G: GSM, HSCSD 2,5G: GPRS, EDGE 3G: UMTS, W-CDMA 3,5G: UMTS+WLAN 4G: Allgegenwärtiger transparenter Netzzugang
unabhängig von drahtlosen Übertragungs-möglichkeiten
=> Hybride Kommunikation
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Ziele des Vorhabens
Allgegenwärtiger Netzzugang über GSM/GPRS, WLAN, Bluetooth und UMTS
Seamless-Handover Sicherung des Datenverkehrs Quality-of-Service Differenzierte Kostenerfassung Neuartige Konzepte für Voice-, Daten-, Bild-, und
Video-Übertragung Nutzung mobiler Endgeräte für unterschiedliche
Einsatzbereiche Nutzung hybrider Netzwerksysteme in abstrakten
Kommunikationsschichten (BAN, PAN, LAN, etc.)
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Drahtlose Netze
Satelliten
Tetra
UMTS
GSM/GPRS EDGE
DECT
IrDA
Bluetooth
WLAN802.11b
W-MAN/802.16
WLAN802.11g
WLAN802.11a
Reichweite
500-1000 km
10-50 km
1-6 km
20-500 m
5-15 m
1-1,5 m
DatenratenKbit-Bereich Mbit-Bereich
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Bluetooth
WLAN
GSM/GPRS
UMTS
Hybride Kommunikation
GSM/GPRS
WLAN
UMTS
Bluetooth
IP-Netzwerke
Applikations-server
MobilerComputer
MobilerComputer
Sea
mle
ss-H
and
ove
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Definitionen
InterworkingInteraktion zwischen verschiedenen Netzen mit Unterstützung der End-to-End-Kommunikation
RoamingWechsel zwischen Funkzellen / Access Points
Seamless (= transparent)
Handover (Handoff)Wechsel zwischen verschiedenen Netzen
horizontales / vertikales hard / soft seamless
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Multiplexing: statisch manuelle Umschaltung durch den Nutzer oder das
Betriebssystem manuelle Herstellung einer Neuverbindung
Proprietäre Lösungen: dynamisch (eingeschränkt) Beispiel: Socket-Tunneling
Mobile IP: dynamisch
Handover: Basiskonzepte
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Handover: Lösungsansätze
"Mobile Unlimited" von Swisscom WLAN / GPRS / UMTS PCMCIA-Card + Software + Billing Seit 30. August 2004 Preis zwischen CHF 250 und CHF 400
HybRoam GPRS / WLAN Socket-Tunneling
Mobile IPv6-Modifikationen VHO-Projekt (Ericsson u.a.) MobiCom (University of Cambridge)
Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Mobile SCTP (mSCTP) mSCTP mit Mobile IP oder SIP
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HybRoam
Applikation
Home Computer Applikations-server
Mobiler Computer
GSM
WLAN
Socket-Verbindung
Socket-Verbindung
Socket-Tunnel
HybRoam Home Server
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HybRoam: Probleme
Initiierung von Verbindungen ausschließlich durch den mobilen Client
Pufferüberlauf bei Übertragung größerer Datenmengen
Kompatibilität mit Applikationen, z.B. FTP (Verbindung vom Server zum Client)
Home Computer = potenzieller Flaschenhals
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Mobile IPv4
Home Agent
Foreign Agent
Mobiler Computer IP-Netzwerke
Applikations-server
Tunnel
Home-AdresseCare-of-AdresseCollocated-Care-of-Adresse(global; DHCP)
Mobile IP
Mobile IP
Mobile IP
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Mobile IPv6
Home Agent
Mobiler Computer IP-Netzwerke
Tunnel
Home-Adresse(Collocated-)Care-of-Adresse(global; DHCP)
Applikations-server
Mobile IP
Mobile IP
Mobile IP?
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Mobile IP: Probleme
Nutzung von MIPv6: Installation des IPv6-Stacks auf allen Geräten erforderlich
MIP ohne Modifikationen: hohe Latenzzeiten beim Handover kein Seamless-Handover
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Mobile SCTP
Streaming Control Transmission Protocol (SCTP) Zuverlässiges nachrichtenorientiertes Transportprotokoll
Multi-Homing: mehrere IP-Adressen gleichzeitig Mobile SCTP (mSCTP) = SCTP mit Dynamic
Address Reconfiguration (DAR) Aufrechterhaltung von bestehenden Sessions beim
Wechsel der IP-Adresse Voraussetzung für Seamless-Handover: mSCTP auf
beiden Seiten Unsere Lösung: HybRoam mit mSCTP
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IP-Netzwerke
HybRoam mit mSCTP
Home Computer
Applikations-server
Mobiler Computer
IP-Adresse 1IP-Adresse 2IP-Adresse 3…
mSCTPmSCTP
Home Server
mSCTP?
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Vorteile
Verbindungen vom Applikationsserver zum mobilen Client möglich
Keine Pufferung von Daten vor dem Netzwechsel Keine Festlegung von verwendeten Ports Modifikationen nur auf dem mobilen Client und
dem Home Computer Direkte Verbindung zwischen zwei mSCTP-fähigen
Geräten Verwendung von IPSec, VPN-Lösungen Künftig: Multi-Channel-Always-On
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Kontakt
Lehrstuhl RechnerarchitekturUniversität Rostock, Fakultät für Informatik und Elektrotechnik, Institut für InformatikProf. Dr.-Ing. habil. Djamshid TavangarianAlbert – Einstein - Straße 21, D-18059 RostockTel.: +49 (0)381 - 498 3385 Fax: +49 (0)381 - 498 3440E-Mail: [email protected]: http://wwwra.informatik.uni-rostock.de
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